Stofftransport

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Pilze transportieren Material in ihren Hyphen mit Hilfe von Strömungen des Cytosols; Pflanzen hingegen haben leistungsfähigere Transportsysteme entwickelt. Für den Transport von Wasser und Mineralstoffen nutzen sie das Xylem, dünne, wassergefüllte Kapillaren, die von den Wurzeln bis in die Blätter reichen. Durch die Verdunstung des Wassers an der Blattoberfläche wird dieser Transport angetrieben. Kohlenhydrate werden über ein zweites Kapillarsystem transportiert, das Phloem. Dieses System transportiert Stoffe entsprechend ihres Konzentrationsgefälles von Orten mit hoher Konzentration zu Orten mit geringer Konzentration.
Der Transpirationsstrom: Treibende Kraft des Transpirationsstroms in der Pflanze ist die Verdunstung an der Blattoberfläche. Wie bei einem Blatt Löschpapier wird das Wasser aus den unterirdischen Pflanzenteilen nachgezogen. Die Aufgabe des Löschpapiers übernehmen bei der Pflanze abgestorbene Zellen, die lange dünne Röhren (Xylemelemente) im Leitungssystem der Pflanze bilden.

Reguliert wird der Wasserstrom in die Blätter an der eigentlichen Barriere für die Verdunstung, an der Blattoberfläche. Hier überzieht eine wachsähnliche Schicht, die Cuticula, das Blatt. Sie läßt nur einen geringen Anteil Wasserdampf unkontrolliert passieren, die Hauptmenge entweicht durch bestimmte Öffnungen in der Blattoberfläche (den Spaltöffnungen oder Stomata), deren Öffnungszustand von der Pflanze reguliert wird. Will die Pflanze den Transpirationsstrom drosseln, schließt sie die Stomata, ansonsten öffnet sie sie.

Transport von Mineralstoffen: Die Mineralstoffe werden durch den Transpirationsstrom in der Pflanze nach oben transportiert. Vor allem beim Übergang aus dem toten Zellwandmaterial der Wurzel in die lebenden Wurzelzellen kann die Pflanze diesen Prozess regulieren.
Transport von Kohlenhydraten: Lösliche Kohlenhydrate werden von Orten mit einem großen Angebot (source) zu Orten mit einem geringen Angebot (sink) transportiert. Ein hohes Angebot an löslichen Kohlenhydraten entsteht zum Beispiel bei der Photosynthese in den Blättern, aber auch beim Abbau von Speichermolekülen (Stärke) in der Wurzel. Abgesehen von diesem Sonderfall, ist die Wurzel aber eher ein Organ mit einem geringen Angebot von Kohlenhydraten. Ähnliches gilt auch für junge, schnell wachsende Blätter, in denen mehr Kohlenhydrate verbraucht als produziert werden

Kohlenhydrate müssen also unabhängig vom Transpirationsstrom transportiert werden. Deswegen hat die Pflanze ein eigenes Transportsystem für solche und ähnliche Verbindungen aufgebaut, das Phloem. Dieses Transportsystem besteht aus lebenden Zellen. Eine gängige Hypothese zur Funktion dieses Transportsystems ist die so genannte Druckstromtheorie.

Transport über Membranen: Biologische Membranen lassen Wasser relativ einfach passieren, während sie andere Stoffe aufhalten oder (gezielt) von der einen auf die andere Seite transportieren. Hierfür besitzen sie spezielle Schleusen und Pumpen. Die Schleusen (Kanäle) erlauben einen passiven Transport verschiedener Moleküle. Die Pflanze reguliert auf diese Weise die Stoffströme entlang dem natürlichen Gefälle. Mit Hilfe der Pumpen kann die Pflanze bestimmte Stoffe unter Aufwand von Energie auch aktiv, entgegen dem natürlichen Gefälle, transportieren.
Transportprozesse in Pilzhyphen: Pilze verfügen über ein wesentlich einfacheres System zum Transport von Stoffen als Pflanzen: Strömungen innerhalb des Cytosols sorgen für den Transport längs der Hyphen. Die Animation zeigt eine Momentaufnahme der cytosolischen Strömungen bei dem Mykorrhizapilz Glomus mosseae.
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