Wasserpflanzen

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Einleitung

Wasserpflanzen, ständig oder zumindest bei hohem Wasserstand ganz oder teilweise untergetaucht lebende oder frei an der Wasseroberfläche schwimmende Pflanzenarten.

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Physiologische Anpassungen

Wasserpflanzen müssen mit einer Reihe anderer ökologischer Faktoren zurechtkommen als Landpflanzen. Da in einem Liter Wasser nur etwa fünf Milliliter Sauerstoff gelöst sind, brauchen Wasserpflanzen besondere Anpassungen, um für die Atmung ausreichend Sauerstoff zu erhalten. Wasserpflanzen haben deshalb ein Röhrensystem miteinander verbundener, weitlumiger Interzellularen (Zellzwischenräume), das die ganze Pflanze durchzieht. Darin wird entweder Luft, die schwimmende Blätter aus der Atmosphäre aufnehmen, bis zu den im Schlamm verankerten Wurzeln geleitet. Oder es wird bei der Photosynthese gebildeter Sauerstoff in diesen Röhren gespeichert. Die Photosynthese bildet zwar mit der Synthese von Kohlenhydraten die wichtigen Baustoffe für das Pflanzenwachstum, doch erst die Sauerstoff verbrauchende Atmung liefert die nötige Energie für die Anpassung und den Einbau dieser Baustoffe. Bei submersen (untergetaucht lebenden) Pflanzen kann man den überschüssigen Sauerstoff aus der Photosynthese von den Blättern abperlen sehen, wenn die Interzellularen mit Sauerstoff gesättigt sind. Sauerstoffmangel wird teilweise dadurch ausgeglichen, dass untergetauchte Pflanzen (im Gegensatz zu Landpflanzen) nachts kaum niedrigeren Temperaturen ausgesetzt sind, welche die Atmung hemmen würden: Wassertemperaturen schwanken zwar im Jahreszyklus, aber kaum zwischen Tag und Nacht.

Auch die Aufnahme von Kohlendioxid, das für die Assimilation gebraucht wird, erfordert im Wasser bestimmte Anpassungen. Die Diffusion von Kohlendioxid in der Luft und damit auch die Nachlieferung beim Verbrauch ist in der Luft um den Faktor 1 000 höher als im Wasser. Die Wasserbewegung gleicht dieses Manko nicht wesentlich aus. Submerse Wasserpflanzen absorbieren das im Wasser gelöste Kohlendioxid nicht wie Landpflanzen über Spaltöffnungen (siehe Pflanzen: Gewebearten), sondern über ihre gesamte Oberfläche. Zudem haben sie im Gegensatz zu den Landpflanzen die Fähigkeit, auch Hydrogencarbonate aufzunehmen und daraus durch spezielle Pumpen in der Zellmembran in den Zellen Kohlendioxid anzureichern. Die im Sediment der Gewässer verankerten Wurzeln haben meist nur Festhaltefunktion, da auch die Nährstoffe über die gesamte Oberfläche der Pflanze aufgenommen werden. Bei Schwimmpflanzen nehmen die Wurzeln jedoch im Wasser gelöste mineralische Nährstoffe auf.

Die Chloroplasten (Zellorganellen, in denen die Photosynthese stattfindet) sind daran angepasst, dass sich im Wasser sowohl die Qualität des einfallenden Sonnenlichtes als auch dessen Intensität ändert. Völlig untergetaucht wachsende Pflanzen bilden zudem keine Flavonoide (siehe Pigmente), die Landpflanzen Schutz vor der schädlichen Ultraviolettstrahlung bieten; diese Strahlung wird bereits in der obersten Wasserschicht entscheidend abgeschwächt.

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Anpassungen der Bauweise

Das Leben unter Wasser erfordert morphologische Anpassungen. So erübrigen sich wegen der stabilisierenden Auftriebskraft des Wassers Festigungselemente wie verholzte Sprosse. Um Wasserströmungen möglichst wenig Widerstand zu bieten, bilden Wasserpflanzen oft fein zerschlissene, weiche Blätter aus. Der Wasser-Hahnenfuß (Ranunculus aquatilis) beispielsweise hat submers fein zerschlitzte Blätter, über dem Wasser jedoch breitflächige Blätter.

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Pflanzengesellschaften

Der morphologische Übergang von Wasserpflanzen zu Sumpfpflanzen ist fließend, da manche Arten stark wechselnde Wasserstände vertragen und auch am feuchten Ufer wachsen können. Doch gibt es charakteristische Wasserpflanzen. Zu den an der Oberfläche schwimmenden Pflanzen zählt die auf fast allen Gewässern vorkommende Kleine Wasserlinse. In nährstoffreicheren Gewässern gesellt sich die Vielwurzelige Teichlinse (Spirodela polyrhiza) hinzu. Zu den frei an der Oberfläche schwimmenden Pflanzen zählen auch Froschbiss und Krebsschere; beide haben frei im Wasser flotierende (schwebende) Wurzeln, mit denen sie bei sinkendem Wasserstand auch im Schlick Fuß fassen können.

Völlig frei unter Wasser schwimmen der Gemeine Wasserschlauch, (siehe Insekten fressende Pflanzen) und das Zarte Hornblatt (Ceratophyllum submersum). Ebenfalls unter Wasser, aber im Schlick verwurzelt, lebt die bestandsbildende Filzige Armleuchteralge (Chara tomentosa), das Quirl-Tausendblatt (Myriophyllum verticillatum) und das Krause Laichkraut (Potamogeton crispus). Auch die vielerorts als „Unkraut der Gewässer” angesehene, nach Europa eingeschleppte Kanadische Wasserpest gehört dazu.

Besonders eindrucksvolle Wasserpflanzen umfasst die Gesellschaft der See- und Teichrosen. Mit ihren großen, glänzenden Blättern bedecken sie manchmal die gesamte Oberfläche von Teichen, wobei die Weiße Seerose (Nymphaea alba) durch ihre großen, weißen, teils rosa überlaufenen Blüten und die Gelben Teichrosen (Nuphar lutea) mit leuchtend gelben Blüten ein idyllisches Bild bieten. Sie assimilieren über ihre schwimmenden Blätter, die durch das interzellulare Röhrensystem auch den im Schlick verankerten Spross und die Wurzeln mit Sauerstoff versorgen. Im Uferbereich trifft man auf eine Übergangsgesellschaft mit Simsen (siehe Binsengewächse), Schilf und Rohrkolben; diese Pflanzen lieben die üppige Versorgung mit Wasser, sind aber standfest wie typische Landpflanzen gebaut.

Zu den weltweit berühmtesten Wasserpflanzen gehören die Seerose Victoria amazonica, die mit bestachelten Schwimmblättern von bis zu zwei Metern Durchmesser auf dem Amazonas schwimmt, sowie die Wasserhyazinthe, die in riesigen Mengen auf der Oberfläche tropischer Gewässer wuchert.