2.

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.