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Lichtpflanzen und Schattenpflanzen

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Biologie

Die Ökologie als Teil der Biologie beschäftigt sich mit den Lebewesen und ihrer Beziehung zu ihrer Umwelt. Dazu gehören auch die Sonnenpflanzen und Schattenpflanzen. In diesem Artikel erfährst du was Licht- und Schattenpflanzen sind, wie die Sonnenblätter und Schattenblätter aufgebaut sind und welche Unterschiede zwischen ihnen herrschen.


Was sind Lichtpflanzen und Schattenpflanzen?


Pflanzen sind abhängig von Licht, um eine möglichst hohe Fotosyntheserate zu betreiben. Je nach Höhe der Pflanzen und der Umgebung erhalten Pflanzen unterschiedlich viel Licht. In einem Wald erreichen die oberen Blattschichten 100 Prozent der gesamten Lichtenergie, während am Boden nur etwa 2 Prozent der Lichtenergie ankommen.


                 

Pflanzen, die viel Licht erhalten, werden dementsprechend als Lichtpflanzen oder auch Sonnenpflanzen bezeichnet, Pflanzen mit wenig Lichtanteil dagegen als Schattenpflanzen. Je nach Stärke des Lichteinfalls unterscheidet sich das Wachstum, die Morphologie, die Anatomie und die Physiologie der Pflanzen.



Die Fotosynthese bei Sonnenpflanzen und Schattenpflanzen


Die Fotosynthese ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Um eine möglichst hohe Fotosyntheserate zu erreichen, sind verschiedene Faktoren nötig. Der Hauptfaktor bezieht sich auf die Stärke des Lichts, allerdings spielen auch Temperatur und das vorhandene Kohlenstoffdioxid eine wichtige Rolle. Die Lichtreaktion, wie auch die Dunkelreaktion, sind Teilreaktionen der Fotosynthese und werden zur Energiegewinnung der Pflanze eingesetzt. Je nach Lichtintensität die auf eine Pflanze fällt, fällt die Fotosynthese mehr oder weniger stark aus.


Die Lichtreaktion


Bei der Lichtreaktion wird durch verschiedene Reaktionen die Strahlungsenergie der Sonne in chemische Energie umgewandelt. Diese Energie wird schließlich als ATP (Adenosintriphosphat) und als Elektronencarrier-Molekül NADPH gespeichert. Der Vorgang der Lichtreaktion ist die Voraussetzung für die Dunkelreaktion, die im darauffolgenden Schritt stattfindet.


Die Dunkelreaktion


Bei der Dunkelreaktion wird durch die chemische Energie der Lichtreaktion und Kohlenstoffdioxid Zucker aufgebaut. Dabei wird Kohlenstoffdioxid durch Poren aus der Luft gefiltert. Durch Enzyme werden nun die Kohlenstoffatome des Kohlenstoffdioxids durch die Kohlenstoffdioxidfixierung verbaut und stabile energiereiche Verbindungen hergestellt, zum Beispiel Zuckermoleküle.



Die Fotosyntheserate bei Lichtpflanzen und Schattenpflanzen


Je nach Lichtintensität wird bei den Licht- und den Schattenpflanzen die Fotosyntheserate beeinflusst. Darunter versteht man die Geschwindigkeit, mit der die Fotosynthese innerhalb der Pflanze abläuft. Je mehr Licht auf die Sonnenblätter und Schattenblätter trifft, desto höher fällt die Fotosyntheserate aus. 


Bei geringer oder mittlerer Lichtstärke läuft der Bezug von Lichteinfall und Geschwindigkeit der Fotosynthese linear ab. Wenn allerdings starke Lichtverhältnisse vorherrschen, tritt ein Lichtsättigungspunkt ein. Dies bedeutet, die Fotosyntheserate wird wieder geringer, da die Pflanze bei zu starker Lichteinstrahlung mit Schäden durch Stress rechnen muss.



Der Pflanzenbestand der Licht- und Schattenpflanzen


Sonnenpflanzen und Schattenpflanzen kommen in unterschiedlichen Pflanzenbeständen vor. Besonders gut lässt sich die unterschiedliche Lichtintensität in Wäldern beobachten. Während in Birken-, Lärchen- oder Kiefernwäldern etwa 18 bis 27 Prozent des Lichts den Boden erreichen, treffen in dichten Buchen- und Fichtenwäldern nur etwa 2 bis 5 Prozent des Lichts auf den Boden.

Die untere Schicht der Schattenblätter erreicht dementsprechend häufig nur etwa 3 Prozent der Fotosyntheseleistung, im Vergleich zu Sonnenblättern, die mit der vollen Lichtintensität beleuchtet werden. Dementsprechend zeigen sich unterschiedliche äußerliche und innerliche Anpassungen, durch die Sonnenpflanzen und Schattenpflanzen unterschieden werden können.


In Mitteleuropa lässt sich mittags eine Lichtintensität von 60 bis 80 Kilolux erreichen, wenn keine Wolken am Himmel zu finden sind. Die Pflanzen am Boden eines Pflanzenbestandes benötigen mehr als 1 Prozent des Tageslichts für eine gute Entwicklung. Moos wächst dagegen bereits bei einer Lichtintensität von 0,05 bis 0,01 Prozent.


 

Wie sind die Blätter bei Lichtpflanzen und Schattenpflanzen aufgebaut?


Die verschiedenen Blattschichten der Licht- und Schattenpflanzen können nur unterschiedlichen Lichtintensitäten für die Fotosynthese verwenden. Nicht nur innerhalb eines Waldes, sondern auch innerhalb einer Pflanze, gibt es von Blatt zu Blatt Unterschiede in Bezug auf den Lichteinfluss. In diesem Fall spricht man auch von Sonnenblättern und Schattenblättern. Die Blätter innerhalb eines Baumes erhalten nur etwa 10 Prozent der vollen Lichtintensität.


Aus diesem Grund erreichen die Blätter einer Schattenpflanze in der Regel eine größere Oberfläche, um mehr Licht aufnehmen zu können. Außerdem zeichnen sich die Chloroplasten der Schattenblätter durch ein besonders großes Grana und ein verringertes Chlorophyll a/b- Verhältnis aus. Auch die mit einer Elektronentransportkette verbunden Pigmentmoleküle sind vermehrt vorhanden, um eine größere Fotosyntheseeinheit erreichen zu können.


Abbildung 1: (A) Sonnenblatt und (B) Schattenblatt einer Buche; Quelle via STARK – Abitur-Wissen Ökologie, S. 18.

 

Der Aufbau der Sonnenblätter und Schattenblätter wird in der Regel während der Knospenentwicklung bestimmt. Die zu diesem Zeitpunkt vorherrschende Lichtintensität bestimmen die anatomischen und morphologischen Gegebenheiten der Blätter. Bei viel Licht entsteht ein mehrschichtiges Palisadengewebe und damit ein sogenanntes Sonnenblatt, währen bei geringer Lichtintensität nur ein einschichtiges Palisadengewebe, und damit ein Schattenblatt, entsteht.


Lichtkompensationspunkt


Sonnenpflanzen und Schattenpflanzen besitzen außerdem einen unterschiedlichen Lichtkompensationspunkt. Für Sonnenpflanzen mit einem höheren Lichtkompensationspunkt ist daher mehr Licht erforderlich, um Sauerstoff und Stärke zu produzieren. Dies kommt dadurch zustande, dass Sonnenpflanzen mehr Lichtquanten zur Verfügung haben und gleichzeitig einen höheren Sättigungswert besitzt. Bei niedriger Lichtintensität besitzen allerdings die Schattenpflanzen durch ihren geringen Lichtkompensationspunkt, einen deutlichen Vorteil.




Vergleich von Lichtpflanzen und Schattenpflanzen


Durch die unterschiedliche Lichtintensität entstehen viele Unterschiede zwischen den Licht- und den Schattenpflanzen. Diese äußern sich durch sichtbare und nicht sichtbare Eigenschaften.


 

Lichtpflanzen

Schattenpflanzen

Standort

Warme, lichtreiche Standorte

Kühle, lichtarme Standorte

Blätter

Viele, dicke, kleine Sonnenblätter

Dünne Schattenblätter mit großer Oberfläche

Cuticula

Wachsartige, dicke Cuticula

Dünne Cuticula

Chloroplasten

Viele Chloroplasten

Wenige Chloroplasten

Gewebe

Dickes Palisaden- und Schwammgewebe

Dünnes Palisaden- und Schwammgewebe

Wurzeln

Tiefe Wurzeln, weit verzweigt

Flache Wurzeln, wenig entwickelt

Beispiel

Getreide, Kiefer, Weidenröschen

Springkraut, Wald-Sauerklee

 


FERTIG!

Wenn du noch mehr über die Ökologie erfahren möchtest, dann sieh dir auf StudySmarter zum Beispiel die Artikel zu den Vegetationszonen oder den Langtagpflanzen und Kurztagpflanzen an.


Lichtpflanzen und Schattenpflanzen - Das Wichtigste auf einen Blick

Lichtpflanzen und Schattenpflanzen – Alles Wichtige auf einen Blick


  • Pflanzen die viel Licht erhalten werden als Sonnenpflanzen bezeichnet, Pflanzen mit wenig Lichtanteil dagegen als Schattenpflanzen
  • Je nach Stärke des Lichteinfalls unterscheidet sich das Wachstum, die Morphologie, die Anatomie und die Physiologie der Pflanzen
  • Die untere Schicht der Schattenblätter erreicht häufig nur etwa 3 Prozent der Fotosyntheseleistung
  • Schattenblätter erreichen im Gegensatz zu Sonnenblättern eine größere Oberfläche, um mehr Licht aufnehmen zu können
  • Licht- und Schattenpflanzen haben einen unterschiedlichen Lichtkompensationspunkt
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