3.

Ökologie

Eine Pflanze, die in einer bestimmten geographischen Region lebt und sich fortpflanzt, muss die Bandbreite der dort herrschenden klimatischen Bedingungen – u. a. Temperatur, Niederschlag und Sonneneinstrahlung – vertragen und auch mit dem Boden zurechtkommen. Ist dies in auch nur einem Punkt nicht der Fall, wird eine solche Pflanze bald von Konkurrenten aus diesem Lebensraum verdrängt. Mit Ausnahme der zentralen polaren Regionen sind alle Gebiete der Erde von Pflanzen besiedelt. Für die heißen, trockenen Wüstenregionen sind die Xerophyten charakteristisch. Allerdings ist das Wachstum dieser Pflanzen, zu denen in klassischer Weise die Kakteen gehören, außerordentlich langsam. Bei der Besiedlung eines Lebensraumes kommt es aber meist nicht so sehr auf rasches Wachstum, als vielmehr auf eine Langzeitstrategie an, mit der einerseits die Umweltbedingungen optimal genutzt werden, andererseits die Konkurrenz unter Kontrolle gehalten wird. Auch Pflanzen, die in alpinen Regionen oder nördlichen Breiten vorkommen, wo der Boden lange Zeit gefroren ist und daher die Wurzeln kein Wasser aufnehmen können, treten Strukturen wie bei Xerophyten auf.

Obwohl Gräser viel raschwüchsiger sind als Bäume, entwickeln sich in Savannen auch Baumsämlinge. Bei ungestörtem Wachstum würde sich nach und nach ein Wald entwickeln und den Gräsern das lebensnotwendige Sonnenlicht nehmen. In der ostafrikanischen Savanne sind es jedoch Trockenheit, Grasbrände und Elefanten, welche die Savannenstruktur stabilisieren. Elefanten brechen bei der Futtersuche Akazien nieder, um an das Laub zu gelangen. In unseren Heidegebieten, wie der Lüneburger Heide, fressen die weidenden Schafe die Baumsämlinge ab, beseitigen also die Konkurrenz und ermöglichen den weiteren Bestand der Grasvegetation. Auch hier würden sich ohne diese natürliche Hilfe nach und nach Waldgesellschaften entwickeln. Die bezüglich des Wasserhaushalts eine mittlere Stellung einnehmenden Mesophyten dagegen kommen in der Regel in Gebieten mit mäßigem Niederschlag vor, können aber auch als einjährige Pflanzen kurzzeitig in Wüsten leben und dort in der Regenzeit wachsen und blühen.

Hydrophyten sind Wasserpflanzen. Sie sind an Bedingungen angepasst, die für Landpflanzen tödlich wären. Im Wasser kann das Kohlendioxid für die Photosynthese nicht über Spaltöffnungen (siehe Pflanzen: Abschlussgewebe) aufgenommen werden, sondern in Form von Hydrogencarbonat über spezielle Membranfunktionen. Obwohl Pflanzen bei der Photosynthese selbst Sauerstoff produzieren, reicht für Landpflanzen die Sauerstoffversorgung nicht aus, wenn diese zu lange auch nur mit ihren Wurzeln im Wasser stehen: Sie vergilben rasch und sterben ab, weil sie ersticken. Dies kann auch mit Topfpflanzen geschehen, die zu reichlich gegossen werden. Sumpfpflanzen und Wasserpflanzen besitzen in ihren Stängeln und Spross-Systemen zahlreiche Luftkanäle, über die der nötige Sauerstoff aus den Blättern bis in die Wurzelspitzen diffundieren kann. Ein interessantes Beispiel sind die Sumpfzypressen in Florida. Ihre Wurzeln wachsen aus dem Sumpfschlick heraus an die Wasseroberfläche und etwa 30 Zentimeter weiter in die Luft. Danach wachsen sie in einer knieartigen Krümmung ins Wasser zurück und in den Boden. Über diese Kniestrukturen können Sumpfzypressen Sauerstoff atmen.

Manche nicht miteinander verwandten Pflanzen weisen dennoch eine verblüffend ähnliche Gestalt auf. Oft kommen sie in weit voneinander entfernten Gebieten vor. Sie haben sich dann in ähnlicher Weise an vergleichbare ökologische Bedingungen ihrer jeweiligen Verbreitungsgebiete angepasst. Die Kakteen der amerikanischen Wüsten sehen beispielsweise manchen der nicht verwandten Wolfsmilchgewächsen ähnlich. So kann die kanarische Säulen-Wolfsmilch mit den Orgelpfeifenkakteen der Sonorawüste verwechselt werden, und die südafrikanischen Aloen sehen ähnlich aus wie die amerikanischen Agaven. Ebenso gleichen sich viele nicht miteinander verwandte Regenwaldbäume in ihrer äußeren Form und im Blattwerk so sehr, dass eine botanische Bestimmung ohne Blüten meist unmöglich ist.