Um sich an verschiedene und teils extreme Umweltbedingungen anzupassen, besitzen Pflanzen spezielle Organe. Aber nicht nur exotische Pflanzen, die heiße Trockenperioden überstehen müssen, besitzen sie. Einige Pflanzen haben sich durch sie auch an die kalten Jahreszeiten und Frost anpassen können. Da sich gefrierendes Wasser ausdehnt und die Pflanzenzellen dadurch zerstört werden würden, mussten sie eine spezielle Strategie entwickeln. Sie besitzen hierzu Überdauerungsorgane, um jährlich nach den Frostperioden wieder gedeihen zu können.
Überdauerungsorgane Definition
Bei Überdauerungsorganen handelt es sich um morphologische Anpassungen von Pflanzen an abiotische Umweltfaktoren. So kann das Überleben der Pflanze unter extremen Bedingungen gesichert werden.
Zu den extremen Bedingungen zählen hauptsächlich abiotische Umweltfaktoren wie Kälte, Hitze und Wassermangel. Es können aber auch weitere Faktoren ursächlich für die Ausbildung von Überdauerungsorganen sein.
Beispiele für pflanzliche Überdauerungsorgane
Damit Du Dir vorab etwas unter den pflanzlichen Überdauerungsorganen vorstellen kannst, bekommst Du nun bekannte Beispiele aufgezeigt:
Die Zwiebel stellt ein Überdauerungsorgan dar, da sie Nährstoffe und Wasser speichert. Kennzeichnend für eine Zwiebel ist, dass sie sich aus Schuppen zusammensetzt. Neben der Speisezwiebel sind die im Frühjahr blühenden Blumen Narzissen und Tulpen ebenfalls Zwiebeln.
Ingwerrhizome sind ein Beispiel für Überdauerungsorgane in Form von Rhizomen. Sie dienen ebenfalls der Speicherung von Reservestoffen, wodurch die Pflanzen den Winter überstehen können. Neben der Speicherung von Nährstoffen können Rhizome auch als Vermehrungsorgan dienen.
Abbildung 1: Ingwerrhizom
Funktion der Überdauerungsorgane
Die Funktion ist bei allen Überdauerungsorganen gleich, denn sie dient der Speicherung von Nährstoffen, um die Pflanze auch in Zeiten versorgen zu können, in denen die Nährstoffzufuhr nicht ausreicht.
Dabei kann es sich beispielsweise um Frost- oder Hitzeperioden handeln, in denen nicht ausreichend Wasser über die Wurzeln aufgenommen werden kann und daher keine Nährstoffe.
Ohne Überdauerungsorgane könnten die Pflanzen extreme Bedingungen wie Hitze, Kälte und Trockenheit nicht überleben. Durch ihre morphologische Anpassung an die Bedingungen besitzen sie also einen Selektionsvorteil.
Überdauerungsorgane der Pflanzen
Basierend auf den unterschiedlichen Lebensformen der jeweiligen Pflanzen haben sich auch entsprechend deren Überdauerungsorgane angepasst. Bei Bäumen und Sträuchern sind die Überdauerungsknospen beispielsweise über dem Boden und somit nicht geschützt, während sie beim Löwenzahn direkt über dem Boden liegt und Schutz durch eine Laubschicht bekommen. Bei Tulpen, Narzissen und Schneeglöckchen überdauern die Knollen bzw. Zwiebeln im Boden, um dort zu überwintern.
Um etwas Ordnung in die Vielfalt der Überdauerungsorgane zu bringen, bekommst Du nun die Raunkiaer’sche Lebensformen vorgestellt:
Raunkiaer’sche Lebensformen
Bei den Raunkiaer'schen Lebensformen handelt es sich um ein von dem dänischen Botaniker Raunkiaer entwickeltes Klassifikationssystem. Es basiert auf der Lage der Überdauerungsorgane. Mit anderen Worten: es kommt darauf an, wo sich die Überdauerungsorgane an der Pflanze befinden.
Das System unterscheidet zwischen Therophyten, Kryptophyten, Hemikryptophyten, Chamaephyten und Phanerophyten.
Phanerophyten
Die Phanerophyten können aus dem Griechischen auch als "Luftpflanzen" übersetzt werden. Hier sind die Überdauerungsknospen mehr als 30 cm über der Erdoberfläche. Deshalb zählen zu den Phanerophyten primär Sträucher und Bäume dazu. Diese besitzen einen verholzten Stamm.
Beispiele für die Phanerophyten sind Nadelbäume wie die Waldkiefer, Laubbäume wie die Korkeiche sowie Sträucher der Pflanzengattung Ginster.
Chamaephyten
Hierzu zählen alle Pflanzen, deren Überdauerungsknospen sich zwischen 1 und 30 cm über der Erdoberfläche befinden. Zu den Chamaephyten zählen Zwergsträucher und Polsterpflanzen.
Chamaephyten sind beispielsweise Rosmarin, Lavendel und Preiselbeere.
Hemikryptophyten
Bei den Hemikryptophyten befinden sich die Überdauerungsknospen unmittelbar an der Bodenoberfläche. Dadurch werden sie durch die restlichen Pflanzentriebe geschützt.
Zu den Hemikryptophyten zählen etwa der Fingerhut und die Margerite.
Kryptophyten
Bei den Kryptophyten handelt es sich um Pflanzenarten, deren Überdauerungsorgane verborgen liegen. Die Kryptophyten können nochmals in Helophyten, Hydrophyten und Geophyten unterteilt werden.
Zu den Helophyten - auch "Sumpfpflanzen" genannt - zählen Pflanzen, die im Schlamm überdauern. Genauer gesagt wurzeln solche Pflanzen im Untergrund, der unter Wasser steht. Hydrophyten sind Wasserpflanzen, welche teilweise oder ganz unter Wasser leben. Pflanzen, die unter der Erde überdauern, werden als Geophyten bezeichnet.
Zu den Sumpfpflanzen zählen beispielsweise Schilf und die Sumpf-Schwertlilie. Schwimmpflanzen wie die Seerose und Seegras sind bekannte Beispiele für Hydrophyten. Geophyten sind etwa das Schneeglöckchen und die Narzisse.
Wenn Du mehr über Wasserpflanzen erfahren möchtest, dann lies Dir doch gerne den Artikel über die Hydrophyten durch!
Therophyten
Therophyten blühen einmal im Jahr und ihr Lebenszyklus ist in weniger als einem Jahr vollständig vollbracht. Die Überwinterung erfolgt dadurch, dass sie Samen im Boden hinterlassen, durch die im Jahr darauf eine neue Pflanze entstehen kann. Die Therophyten bilden also keine Überdauerungsorgane aus und überleben die ungünstige Jahreszeit im Entwicklungsstadium des Samens.
Klatsch-Mohn und die echte Kamille sind Beispiele für Therophyten.
Überdauerungsorgane der Frühblüher
Die Frühblüher können nur so früh blühen, da sie über den Winter Nährstoffvorräte in bestimmten Speicherorganen anlegen. Die Speicherorgane besitzen unter anderem Stärke, wodurch die Frühjahrsblüher ihre Energie gewinnen können. Damit gleichen sie die schwache Sonneneinstrahlung aus. Speicherorgane können bei den Frühblühern Zwiebeln, Rhizome oder Knollen sein.
Ein bekannter Frühjahrsblüher ist die Narzisse, welche auch als "Osterglocke" bezeichnet wird. Sie besitzt zur Überwinterung Überdauerungsorgane in Form von Zwiebeln. Die Blütezeit der Narzissen liegt in der Zeit vom Februar bis Mai.
Abbildung 3: Narzisse
Aufbau der pflanzlichen Überdauerungsorgane
Die Überdauerungsorgane besitzen je nach Art einen anderen Aufbau. Die typischsten Formen sind Zwiebeln, Knollen, Wurzelknollen, Rüben und Rhizome.
Zwiebel
Eine Zwiebel ist ein gestauchter Spross mit verdickten Zwiebelblättern. Genauer gesagt, handelt es sich um eine Metamorphose von Sprossachse und Blättern. Die Zwiebelblätter dienen als das eigentliche Speicherorgan von Reservestoffen.
Metamorphose stammt aus dem Griechischen und bedeutet übersetzt "Umgestaltung". Allgemein sind Metamorphosen Veränderungen der Grundorgane Wurzel, Spross und Blatt. Solche Veränderungen haben die Funktion, sich an die gegebenen Lebensbedingungen anzupassen. Beispielsweise sind auch Blattdornen bei Kakteen eine Anpassung an die Gegebenheiten, da sie vor dem Austrocknen und vor Fressfeinden schützen.
Knollen
Pflanzenknollen wachsen meist unter der Erde und stellen verdickte, fleischige Speicherorgane von Pflanzen dar. Bei den Knollen wird zwischen Sprossknollen und Wurzelknollen unterschieden.
Sprossknollen
Sprossknollen gehen aus der Umbildung einer Sprossachse hervor. Sie können entweder ober- oder unterirdisch sein.
Kartoffeln sind unterirdische Sprossknollen. Die Knollen der Kartoffeln speichern die Reservestoffe für die Pflanze. Die Kartoffelpflanze stammt eigentlich aus dem Hochland der Anden in Südamerika, weshalb sie an niedrige Temperaturen und trockenes Klima angepasst war. Demzufolge waren die Böden nährstoffarm und Knollen wurden als Nährstoffspeicher dringend benötigt.
Wurzelknolle
Wurzelknollen sind verdickte Abschnitte an den Wurzeln von Pflanzen, die ebenso der Speicherung von Reservestoffen dienen. Genauer gesagt handelt es sich dabei um die Überdauerungsorgane von Geophyten. Eine Wurzelknolle entsteht durch die Metamorphose der Seitenwurzeln in verdickte Knollenfrüchte.
Die Knollen der in den Wurzeln der Süßkartoffelpflanze (Ipomoea batatas) sind Wurzelknollen. Auf folgender Abbildung siehst Du, wie die Wurzelknolle einer Süßkartoffel aussieht:
Abbildung 6: Süßkartoffel mit Wurzelknollen
Rhizom
Rhizome sind Sprossachsensysteme, die unter oder über dem Boden verlaufen. Sie wird von krautigen Pflanzen ausgebildet. Rhizome können leicht mit Wurzeln verwechselt werden, zeigen jedoch typische Merkmale des Sprosssystems. Sie speichern Nährstoffe ab und dienen der Vermehrung.
Abbildung 7: Rhizom der Efeu-Pflanze
Rübe
Eine Rübe ist eine Verdickung der Hauptwurzel und des untersten Sprossabschnittes. Du kannst sie auch als "Pfahlwurzel" bezeichnen. Unter einer Pfahlwurzel wird eine besonders starke Ausprägung der Hauptwurzel verstanden. Sie bildet außerdem kaum Seitentriebe und ragt tief in den Boden hinein. Bei Karotten beispielsweise befindet sie sich unterirdisch, während sie sich beim Sellerie auch oberirdisch befinden kann.
Karotten sind ein bekanntes Beispiel für die Ausbildung einer Pfahlwurzel. Auf folgender Abbildung siehst Du, wie die Wurzel der Karotte aufgebaut ist:
Die enthaltenen Carotine sind Farbpigmente, die bei der Karotte für die Orange Farbe verantwortlich sind. Sie können bei vielen Gemüsesorten auch die gelbe und rote Farbe ausmachen.
Überdauerungsorgane Tabelle
Hier siehst Du nochmals eine Übersicht der Überdauerungsorgane, die eine Pflanze haben kann:
| Überdauerungsorgan | Lage | Eigenschaften | Pflanzen |
| Zwiebel | - Meist unterirdisch
- Oder leicht über Erdoberfläche
| Metamorphose von Sprossachse und Blättern | - Tulpe
- Narzisse
- Küchenzwiebel
|
| Sprossknolle | | Umbildung einer Sprossachse | - Kartoffel
- Kohlrabi
- Radieschen
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| Wurzelknolle | | Metamorphose der Seitenwurzeln in verdickte Knollenfrüchte | - Süßkartoffel
- Pfingstrose
- Dahlie
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| Rhizom | | Sprossachsensystem | |
| Rübe | - Unterirdisch
- Kann zu Teilen aus dem Erdboden herausragen
| Verdickung des untersten Sprossabschnittes und der Hauptwurzel. Wird auch "Pfahlwurzel" genannt. | |
Überdauerungsorgane – Das Wichtigste
- Bei Überdauerungsorganen handelt es sich um morphologische Anpassungen von Pflanzen an abiotische Umweltfaktoren.
- So kann das Überleben der Pflanze unter extremen Bedingungen wie Hitze, Trockenheit und Kälte gesichert werden.
- Funktion der Überdauerungsorgane ist die Speicherung von Nährstoffen.
- So kann die Pflanze auch in Zeiten versorgt werden, in denen die Nährstoffzufuhr nicht ausreichend gegeben ist.
- Typische Überdauerungsorgane sind Zwiebeln, Knollen, Rhizome und Rüben.
- Zwiebeln sind eine Metamorphose von Sprossachse und Blättern.
- Knollen sind Umbildungen der Sprossachse.
- Rhizome sind Sprossachsensysteme.
- Rüben sind Verdickungen der Hauptwurzel und des untersten Sprossabschnittes.
Nachweise
- Kadereit et al. (2021). Strasburger – Lehrbuch der Pflanzenwissenschaften. Springer Spektrum Berlin, Heidelberg.
- Jäger (2017). Rothmaler – Exkursionsflors von Deutschland. Gefäßpflanzen: Grundband. Springer Spektrum Berlin, Heidelberg.
- Krumbiegel (2002). Morphologie der vegetativen Organe (außer Blätter). Ufz.de (08.07.2022)
- Abb. 1: Bild von marker_photography auf Pixabay
- Abb. 3: Photo by Jack Blueberry on Unsplash
- Abb. 6: Bild von Beverly Buckley auf Pixabay
- Abb. 7: Bild von Ralph auf Pixabay
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