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Kompaktlexikon der Biologie: Verdunstungsschutz

Verdunstungsschutz, morphologische und physiologische Anpassungen bei Pflanzen und Tieren, um eine zu starke Wasserdampfabgabe zu vermeiden. Bei den Kormophyten erfolgt die Transpiration an den äußeren Oberflächen des Sprosses und an den Grenzflächen der Zellen im Inneren des Kormus, die an die Interzellularen grenzen, wobei der Wasserdampf durch die Stomata oder Lentizellen (bei verkorktem Gewebe) hinausdiffundiert. Entsprechend setzt an diesen Stellen der V. an: Die Außenwände der Blattepidermiszellen werden durch Cutineinlagerungen (Cutin) verstärkt, was zu einer Hartlaubigkeit führt. In vielen Fällen wird auch die Cuticula durch Auflagerung weiterer Wachsschichten verstärkt oder es erfolgt eine starke Korkbildung (Kork). Transpirationshemmend wirkt auch eine dichte Behaarung, da hierdurch windstille, wasserdampfgesättigte Räume entstehen. Dies wird auch durch eine Versenkung der Stomata erreicht. CAM-Pflanzen halten ihre Stomata tagsüber geschlossen und vermeiden so einen starken Wasserverlust. Da wegen der großen Oberfläche der Wasserverlust durch Transpiration bei beblätterten Pflanzen oft sehr bedeutend ist, kommt es bei Pflanzen trocken-heißer Klimate häufig zum Einrollen der Blätter oder gar zu einer Reduktion der Blattflächen bis zur Verdornung. Auch der Blattabwurf (Abscission) ist ein wirksamer Transpirationsschutz in trockenen Perioden. Bei Pflanzen trockener Standorte (Xerophyten) sind oft mehrere dieser Einrichtungen miteinander kombiniert.

Das Problem der Austrocknung betrifft auch alle terrestrischen Tiere. Wesentliche evolutionäre Anpassungen sind daher verhornte Epithelien oder die Ausbildung einer Cuticula. Bei Insekten ist der Cuticula eine zusätzliche Wachsschicht aufgelagert, Landwirbeltiere haben oft mehrere Schichten toter, cutinisierter Hautzellen. Verhaltensgesteuerte Anpassungen wie z.B. Nachtaktivität (Nachttiere) sind ebenfalls wichtige Mechanismen landlebender Tiere. Zum V. zählen auch die physiologischen Möglichkeiten der Thermoregulation. Die Niere und andere Exkretionsorgane terrestrischer Tiere zeigen häufig Anpassungen, die helfen, Wasser zu sparen. Hierzu gehören die ausschließlich bei Säugern und Vögeln vorkommenden Nephrone mit Henle'scher-Schleife (Niere). Einige Tierarten sind so gut an die Reduktion des Wasserverlustes angepasst, dass sie ohne zu trinken überleben können. Die in nordamerikanischen Wüstengebieten lebende Kängururatte (Dipodomys merriami) deckt ihren Wasserbedarf zu 90 % aus metabolisch in der Zellatmung (Atmungskette) gewonnenem Wasser und scheidet hochkonzentrierten Harn und staubtrockenen Kot aus.

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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