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Robust und salztolerant

Leben im Spülsaum

Eine Insel mitten im Meer. Zwei Faktoren beherrschen hier das Leben: Die immer wiederkehrenden Überflutungen mit Seewasser und der vom Wind über das Eiland gejagte Flugsand. Keine sehr günstigen Bedingungen für Tiere und Pflanzen – entsprechend wenige von ihnen haben sich hier angesiedelt.

Meersenf (Cakile maritima) © University of Zurich

Immer wieder spült der Wellenschlag im Rhythmus der Gezeiten feinen Sand an den Strand und bildet den so genannten Spülsaum. Einigen wenigen salztoleranten Pflanzen gelingt es, diesen instabilen Lebensraum zu besiedeln. Doch was sind das für Pflanzen, die sich ungeachtet aller widrigen Umstände hier ausbreiten? Welche Voraussetzungen müssen sie erfüllen, um den Salzgehalt im Boden zu vertragen und sich überhaupt im lockeren Sandboden halten zu können?

Salzmiere (Honckenya peploides) © Alan Silverside

Die Samen kommen mit dem Wind und landen im Idealfall in Sandmulden, wo sie auf der geschützten Leeseite auskeimen können. Meersenf und Salzmiere gehören zu den ersten robusten Pionierpflanzen, die sich hier niederlassen. Mit langen Pfahlwurzeln krallen sie sich im Sand fest und trotzen so Sandstürmen und Überflutungen. Ihre dickfleischigen Blätter dienen dabei als Wasserspeicher und verdünnen den Salzgehalt, mit dem sie zwangsläufig bei jeder Tide in Berührung kommen.

Regulationstricks

Die Aufnahme von Salz ist notwendig, um den osmotischen Druck aufrecht zu erhalten, ohne den die Wasseraufnahme nicht funktioniert. Doch das Salz macht den Pflanzen auch zu schaffen. Sie müssen es von ihrem Stoffwechsel fernhalten, da ein zu hoher Salzgehalt im Zellplasma die Enzymaktivität und damit entscheidende Stoffwechselprozesse beeinflusst. Wie können die Pflanzen dieses Dilemma lösen? Als abgeschlossenen Raum innerhalb der Zelle bietet sich hier die Vakuole zur Salzspeicherung an.

Doch wenn sich hier das Salz sammelt, zieht es große Mengen Wasser aus dem umliegenden Zellplasma an und droht das Plasma zu entwässern. Um dies zu verhindern, enthält das Plasma osmotisch wirksame Substanzen, wie beispielsweise Prolin und Betain, die zwar das Wasser festhalten, aber keinen Einfluss auf die Enzymaktivität haben.

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Auch die Verdunstung von Wasser über die Blattoberfläche führt zur zusätzlichen Erhöhung der Salzkonzentration in der Pflanze. Damit der Salzgehalt in den Zellen jedoch nicht ins Unermessliche steigt, muss es eine Art Barriere geben, die die Salzaufnahme unterbindet, beziehungsweise vorhandenes Salz wieder ausscheidet. So eine Barriere bildet der so genannte Casparische Streifen in den Wurzelzellen, eine Zellschicht, die durch Wachseinlagerungen wasserundurchlässig geworden ist. So werden Wasser und Nährstoffe gezwungen sich einen anderen Weg zu suchen, und zwar durch die Zelle hindurch. Doch der Zugang zum Zellinneren unterliegt strengen Kontrollmechanismen. Der Salzdurchlass erfolgt nur durch die selektiv permeable Zellmembran, die mithilfe ihrer Natriumpumpen einen Ionen-Überschuss abbauen kann.

Doch die Pflanzen müssen nicht nur ihren Salzgehalt regulieren, sie benötigen zum Überleben auch eine wirksame Verbreitungsstrategie.

Verbreitungstricks

Salzmiere bildet dichte Polster, die bei Sturm dem Flugsand die Stirn bieten und zugleich Sand ansammeln und damit noch mehr Stabilität bekommen. Ihre Samen sind an das Leben im Spülsaum angepasst: Sie liegen in kugeligen Früchten, die gut schwimmen und im Winter oft im Spülsaum zu finden sind.

Samenkapseln vom Meersenf: Rechts hat sich die erste Stufe in Form einer Kapsel von der Pflanze gelöst, um an anderer Stelle zu gedeihen. Der restliche Teil der Samenkapsel bleibt an der Pflanze und keimt aus, sobald er mit Sand bedeckt wird. © Mary Jo Adams

Um das Überleben der Art zu gewährleisten, hat sich der Meersenf etwas ganz besonderes ausgedacht. Nach dem Motto „doppelt gesichert ist besser“, hat er einen „Backup-Mechanismus“ bei seinen Samen entwickelt, denn die Kapsel besteht wie eine Rakete aus zwei Stufen. Das hat dem Meersenf auch den englischen Namen „Sea Rocket“ eingebracht. Die erste Stufe in Form einer Kapsel löst sich von der Pflanze und wird vom Wasser fortgeschwemmt, um an anderer Stelle zu gedeihen. Der restliche Teil der Samenkapsel bleibt an der Pflanze und keimt aus, sobald er mit Sand bedeckt wird. So sichert der Meersenf sein Überleben am selben Standort und sorgt gleichzeitig für eine Verbreitung an anderen Stellen.

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Stand: 26.07.2005

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Pionierpflanzen
Leben aus dem Nichts

Robust und salztolerant
Leben im Spülsaum

Es grünt so grün…
Eine Dünenlandschaft entsteht

Die andere Seite: Das Watt
Landgewinnung unvermeidbar

Projekt Genesis
Ein Vulkanausbruch und seine Folgen

Phoenix aus der Asche
Waldbrände – Chance für neues Leben

Nach der Eiszeit…
Pioniere erobern karge Felsen

Künstliche Biotope
Lebensräume von Menschenhand geschaffen

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