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Biologie der Pflanze: Aufbau und Wachstum
Pflanzenaufbau
Der Vegetationskörper der Pflanzen (Kormophyten) ist in drei Grundorgane gegliedert: Wurzel, Sprossachse und Blatt.
Die Sprossachse verbindet die Wurzel mit dem Blatt und wird auch Halm, Stängel oder Stamm genannt. Diese Organe können sehr unterschiedlich gestaltet und/oder umgestaltet sein und verschiedene Funktionen übernehmen: Blätter können beispielweise als Dornen, Blütenblätter oder Laubblätter erscheinen, Sprossachsen beispielsweise als Ausläufer oder Ranken. Die Sprossachse trägt Blätter und Blüten. Durch sie werden gelöste Mineralstoffe und Wasser transportiert. Die ursprünglichen Funktionen des Blattes sind der Aufbau von Stoffen mit Hilfe von Licht (Fotosynthese) und die Transpiration.
Wurzeln sind unterirdische Pflanzenorgane. Die Wurzel verankert die Pflanze im Boden, dient der Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen und ist häufig auch ein Speicherorgan. Verdickte Wurzeln nennt man «Knolle». Eine verdickte Hauptwurzel «Rübe». «Zwiebeln» hingegen sind keine Wurzeln, denn sie werden aus Speicherblätter gebildet. Rhizome sind auch keine Wurzeln, sondern unterirdisch, horizontal wachsende Sprossachsen.
Was brauchen Pflanzen zum Wachstum?
Pflanzen gewinnen ihre lebenswichtige Energie aus der Fotosynthese. Als Fotosynthese wird der Prozess bezeichnet, bei dem mit Hilfe von Licht, Wasser und Kohlenstoffdioxid in energiereiche organische Verbindungen (primär Glucose) umgewandelt wird. Dabei wird als Nebenprodukt Sauerstoff abgegeben. Die Glucose wird von der Pflanze verbraucht, um ihre «Lebensenergie» zu decken, als Gerüstsubstanz (Zellulose) verwendet und als Reservestoff (meist Stärke) eingelagert.
Wasser ist für Pflanzen überlebenswichtig und wird in der Regel über die Wurzeln aufgenommen. Pflanzen bestehen zwischen 50 und 98 Prozent aus Wasser. Wasser ist für organische Substanzen ein wichtiger Baustein. Es dient zur Temperaturregulierung, trägt zur Pflanzenfestigkeit bei und wird als Transportsystem für gelöste Nährstoffe und Assimilate genutzt. Pflanzen können Nährstoffe nur als im Wasser gelöste Ionen aufnehmen. Nährstoffe nehmen Pflanzen meistens über die Wurzeln, in seltenen Fällen auch über die Blätter auf. Pflanzen können Nährstoffe aus dem Boden und aus der Luft (v. a. CO2 und O2) aufnehmen.
Die Wachstums- und Entwicklungsvorgänge und die Fotosynthese sind abhängig von Temperatur und Lichtintensität. Licht wirkt sich direkt auf das Wachstum und den Organismus der Pflanze aus. Bei einigen Pflanzen steuert die Dauer der Tage verschiedene Entwicklungsvorgänge. Langtagpflanzen wie beispielsweise Spinat, Getreide oder Erbsen blühen nur, wenn die Tage länger als 12 Stunden dauern. Kurztagpflanzen wie beispielsweise Hanf, Mais oder Hirse blühen hingegen bei weniger als zwölf Stunden Tagesdauer. Bei tagneutralen Pflanzen, wie beispielsweise beim Hirtentäschel oder der Vogelmiere, hat die Tageslänge keinen Einfluss auf die Blütenbildung.