Frage von 1Timo0815, 100

Welche Kräfte wirken in Bäumen, um Wasser bis in die Kronen zu transportieren?

Wo sind die Biologen und Naturwissenschaftler unter uns?

Vor kurzen hatte ich eine angeregte Unterhaltung mit einem Freund, der sich dessen sicher war, dass es in Forscherkreisen nicht bewiesen ist, wie das Wasser tatsächlich in die Krone der Bäume transportiert werden kann. Er kannte Kapillarkräfte, die aber laut seiner Literatur nur bis auf wenige Meter reichen. Welche Kräfte oder Mechanismen nutzen hohe Bäume, um Wasser und Nährstoffe nach oben zu bringen?

Danke für eure Hilfe.

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von uteausmuenchen, 26

Hallo 1Timo0815,

richtig ist, dass die Kapillarkräfte allein das nicht erklären können. Das brauchen sie auch nicht.

Im Wesentlichen erfolgt der Wassertransport in Bäumen passiv, der Baum klinkt sich sozusagen in den in seiner Umgebung ohnehin stattfindenden Verdunstungsprozess ein. - Wasser verdunstet unter Sonneneinstrahlung ja und steigt damit ganz von selbst gegen die Schwerkraft auf.

Der Baum lässt sich - wie andere Pflanzen auch - von diesem aufsteigenden Wasser durchströmen: Die Verdunstung des Wassers in der Blätterkrone erzeugt die dafür nötige Sogwirkung. Vor dem Vertrocknen schützt sich der Baum dann durch eine feine Wachsschicht auf den Blättern. Diese Wachsschicht ist nur von regulierbaren Spaltöffnungen durchbrochen. Tagsüber öffnet der Baum diese Spaltöffnungen, das Wasser beginnt zu verdunsten und der dadurch entstehende Unterdruck zieht weiteres Wasser nach. Nachts sind die Spaltöffnungen geschlossen.

Ein Problem für den Baum ist, wenn dieser Transport gestört wird. Frost oder andere Störeinflüsse können zu sogenannten "Embolien" führen - es bilden sich Luftbläschen in den feinen Kapillaren und diese stören die Druckverhältnisse - der Sog bricht ab und die Wasserversorgung bricht im schlimmsten Fall zusammen.

Einige Baumarten können diese Embolien in gewissen Umfang reparieren. Dabei spielt sehr wahrscheinlich der sogenannte "Wurzeldruck" eine wichtige Rolle, den Wasserkreislauf wieder in Gang zu bringen. Der Baum muss hier - im Gegensatz zum normalen Prozess, bei dem er sich über den Sog passiv durchströmen lässt - wirklich aktiv etwas tun. Bäume geben hier Zucker ins "Xylem" ab. (Das Xylem ist der wasserleitende Teil des Stammes, der zum großen Teil aus abgestorbenen Zellen besteht.) Das kostet sie natürlich Energiereserven. Der Zucker zieht das Wasser über den osmotischen Druck nach, es entsteht dabei ein Überdruck in den Zellen, der die Luftblasen beseitigt.

Der Wassertransport in Bäumen wird also insgesamt durch eine Mischung aus Verdunstungssog (manchmal in der Literatur auch "Transpirationssog") und Wurzeldruck reguliert.

Grüße

Kommentar von uteausmuenchen ,

Danke für das Sternchen!

=)

Antwort
von Vanelle, 60
 Er kannte Kapillarkräfte, die aber laut seiner Literatur nur bis auf wenige Meter reichen

So Unrecht hat Dein Freund nicht. Nur mit Kapillarkräften ist der Transport nicht zu erklären.

Irgendwann ist das Gewicht des Wassers so groß, dass diese Kraft nichts mehr bewirkt.

Vereinfacht: eine Theorie ist, dass das Wasser über der Säule in den "Adern" der Bäume verdunstet, dadurch ein Unterdruck entsteht und das Wasser angesaugt wird.

Klingt plausibel, aber nachgewiesen ist das nicht, einfach weil die die passenden Materialien fehlen.

Nach meinem Wissensstand gelingt es nicht, hinreichend dünne und lange "Adern" herzustellen um den Wasserkreislauf eines Baumes technisch nachzuvollziehen.

Antwort
von Klabauter2, 11

Obwohl ich kein Experte auf diesem Gebiet bin und deshalb die "richtige" Antwort auch nicht weiß (ich hätte eher auf Osmose getippt) muß ich den von allen bisherigen Lesern als beste Antwort eingestuften Beitrag der "uteausmünchen" kommentieren: Sie schreibt " Die Verdunstung des Wassers in der Blätterkrone erzeugt die dafür nötige Sogwirkung." - Die Verdunstung kühlt die Umgebung ab (wegen der dafür benötigten Energie - Verdampfungswärme genannt) - aber einen Unterdruck erzeigt sie nicht - also leider keine "Sogwirkung". Eher erhöht sie marginal den Druck, da ein bißchen "Wasserdampfdruck" hinzukommt. Aber selbst, wenn es diesen Sog gäbe, erklärt der nicht das angefragte Phänomen: Da eine Wassersäule von 10 m den Atmosphärendruck gerade aufhebt, kann so Wasser nur maximal 10 m hochsteigen - in dieser Höhe müßten dann alle Bäume aufhören. Aber Fichten / Kiefern sind auch bei uns weitaus höher und haben fröhlich lebendige Kronen viel höher. von den Riesenbäumen in Kalifornien ganz zu schweigen. Also da müßten dann mehrere dieser "Saugpumpen" hintereinander geschaltet sein - so mit einem kleinen Wasserreservoir alle 10 m und dann arbeitet die nächste Saugpumpe ?? Das ist wohl ein schöner Erklärungsversuch einer Lai-in aber leider inkonsistent. Trotzdem ist es erfrischend, die Gedanken von Leuten zu lesen - auch wenn sie keine wirklichen Experten sind.

Antwort
von botanicus, 42

Nährstoffe werden oben gebildet und nie aus der Wurzel hoch transportiert. Pflanzen benötigen nur Wasser, CO2 und Mineralstoffe.

Abgesehen davon gibt es außer den Kapillarkräften den Transpirationssog und den Wurzeldruck - es stimmt aber, dass die Erklärungsmodelle bei sehr hohen Urwaldbäumen nicht ganz zufriedenstellen.

Dass schon nach ein paar Metern Schluss sein soll, ist Unsinn.

Kommentar von mrauscher ,

Du beschönigst. Man hat wirklich noch keine plausible Antwort, wie die Bäume so viel Wasser nach oben transportieren. Es geht nicht um die Nährstoffe, sondern um die Wassermenge. Kapillarkräfte und Transpirationssog reichen auch bei unseren Bäumen in Europa nicht aus. Sicher ist eines: Wenn die Bäume dort nicht stehen würden, wo sie jetzt sind, entsteht darunter Wüste. Die Sonne würde den Boden austrocknen, das Grundwasser würde absinken. - Die Bäume sorgen dafür, dass der Grundwasserspiegel in der Höhe erhalten bleibt. Die Bäume schützen den Boden vorm Austrocknen. Gleichzeitig wird mehr Wasser vom Boden heraustransportiert und über die Bäume verdunstet. Es ensteht über die Photosynthese Sauerstoff, Kohlendioxyd wird abgebaut. Die Bäume haben eine sehr durchdachte Aufgabe, wie alle Dinge in der Natur. Wenn der Mensch etwas nicht versteht, und diesen Fall haben wir ja jetzt bezüglich des Wassertransports, so neigt er entweder zu Ausreden und tut so, als ob er es doch versteht. Das ist Hochnäsigkeit. Andere Menschen gestehen ein, das es dort noch Lernbedarf gibt und das es wohl für all das einen Schöpfer gibt. Natur heißt übrigens Schöpfung und darüber entrüsten sich viele und halten sich schnell die Ohren zu.

Kommentar von botanicus ,

Obgleich ich der Kirche und dem Glauben sehr verbunden bin, schwillt mir den Kamm, wenn ich das lese. Warum darf ich die Natur nicht als Natur bezeichnen (habe ich im Übrigen gar nicht getan in meiner Antwort)? Warum darf ich Erkenntnisse der Naturwissenschaft nicht benennen? Das tut dem Schöpfungsgedanken keinen Abbruch. Gott erträgt es durchaus, dass man versucht, seine Schöpfung zu erforschen und dass man handfeste Erkenntnisse über sie sammelt.

Naturwissenschaft impliziert auch immer, dass der Erkenntnisstand momentan ist und weiter wachsen kann. 

Und diese ganze Diskussion hat mit der Frage des Fragestellers überhaupt nichts zu tun, er wollte eine naturwissenschaftliche Aussage.

Antwort
von skyberlin, 47

Die Kräfte heißen: Saugen, bis der Förster kommt.

Antwort
von preguntaH, 26

Kapillarkraft. Frag mal deinen Chemielehrer, der hat kleine Glasröhrchen, mit denen man sowas super demonstrieren kann :)

Antwort
von BleibMensch, 59
Der Wassertransport erfolgt passiv: Stellen wir uns eine Pfütze vor. Aus dieser verdunstet das Wasser durch die Sonnenenergie; umso mehr, je trockener und wärmer die Luft ist. In diesen Energiegradienten haben sich die Landpflanzen eingeklinkt – sie lassen sich passiv vom Wasser durchströmen und vertrocknen nur wegen einer feinen Wachsschicht auf ihren Blattoberflächen nicht. Diese Wachsschicht ist nur von den regulierbaren Spaltöffnungen unterbrochen. Werden die Spaltöffnungen geöffnet, verdunstet Wasser und es entsteht ein Sog in den Leitungsbahnen durch den das Wasser nach oben steigt. Hört sich einfach an, grenzt jedoch an ein Wunder. Denn das kann nur funktionieren, solange der Sog nicht unterbrochen wird. Tritt Luft in die Kapillaren ein, entsteht eine Embolie, die den Zusammenhalt der Wassermoleküle und damit den Wassertransport unterbricht. Je nach Baumart können diese Embolien auch in begrenztem Umfang repariert werden. Wie das geschieht, ist noch unklar.
Antwort
von ThomasJNewton, 40

Forscherkreise

Das entlarvt deinen Freund nicht als dumm, aber dennoch als Deppen.

Man muss nicht alles wissen, und sollte es nicht mal anstreben. Man sollte nur die eigenen Grenzen kennen.

Und nicht über Dinge schwafeln, die man nicht versteht.
Und nochmal als Wiederholung, man muss nicht alles kennen.

Aber dann hält man auch mal ganz gepflegt ... selbige.

Kohäsion ist das Zauberwort, und die ist im Zweifel stärker als die Schwerkraft.

laut seiner Literatur

Dann muss er mal seine Literatur aufräumen, oder sein Literaturverständnis.

Ihr beide seht doch, dass es Bäume gibt, die höher sind als 10 m.
10 m wäre die Grenze, wenn man die Sache ganz naiv betrachtete.

Kommentar von mrauscher ,

Das Streben der Menschen nach Wissen ist wichtiger Teil unserer Existenz. Wenn man die Dinge nicht gleich versteht und in diesem Fall ist es ja so, darf man ruhig weiterforschen. Dein Satz: Man muß nicht alles wissen. ... klingt nach Diktatur und ist falsch. Man darf forschen und sein Wissen erweiteren. Wenn Du gern auf der Stelle herum trittst, ist das deine persönliche Sache. Aber daraus einen Imperativ zu machen, steht Dir nicht zu. Das die Menschen ihre Grenzen kennen, ist den meisten bekannt, aber es hält uns nicht davon ab, weiterzuforschen. So hat Gott uns geschaffen. Bäume sind übrigens bis zu 130 m hoch. Der zur Zeit höchste Baum ist 115 m hoch. Einfach zu hoch, als dass wir im Moment verstehen, warum dieser Baum 100 Liter Wasser an einem Tag bis in seine letzten Spitzen tranportieren kann. Dort verdunsten es die Blätter, trotz Wachsschicht. Gott weiß es, er hat es erschaffen. Eines Tages werden wir es sich auch herausfinden, warum das alles so ist. Sicher ist, der Zufall kann keinen Baum erfinden, egal wieviele Milliarden von Jahren ich dem Zufall schenke. So wie ein Hochhaus mit 108 Stockwerken (World Trade Center vor 2/11) niemals durch Zufall entsteht, egal wieviel Milliarden von Jahren ich dem Zufall gebe. Es wird nicht passieren, versteht jeder Hauptschüler. Jede lebende Zelle ist allerdings komplexer als die beiden Twin Towers in Manhattan Süd, als diese noch dort standen. Der Glaube an diesem Zufall erwartet verdammt viel Glauben, da muß man noch oft nach Mekka rennen, um so etwas wirklich glauben zu können. Die einzige Alterntive zum Zufall ist: Die Schöpfung! - It`s that easy!

Kommentar von ThomasJNewton ,

Vielleicht solltest du als nächstes mal erst mal die Grundzüge der deutschen Sprache lernen.
"Du musst nicht" ist kein Imperativ, sondern das Gegenteil.

Im Übrigen darfst du mich gern vor kreatinistischer Propagnda verschonen.

Kommentar von mrauscher ,

Von Suggestion scheinst Du nichts zu wissen. Ich wiederhole die Sätze von ThomasJNewton:
"Das entlarvt deinen Freund nicht als dumm, aber dennoch als Deppen. Man muss nicht alles wissen, und sollte es nicht mal anstreben. Man sollte nur die eigenen Grenzen kennen." - Er beleidigt und spricht abfällig und nennt den Freund "Deppen"." "Man muß nicht alles wissen und sollte es auch nicht anstreben" - So eine Aussage halte ich für dumm und ihr habt wohl nicht bemerkt, wie dieses Portal heißt. Gutefrage.Net - Das impliziert, dass Menschen etwas wissen möchten und Grenzen sollte da niemand mit dummen Sprüchen setzen.  Das ist Dir wohl nicht aufgeallen. - Auf meine Fakten gehst Du nicht ein und verwurschtelst Dich statt dessen in grammatikalischen Microbusiness. Wenn Die die beschriebenen Wahrheiten nicht gefallen, so solltest Du entweder mit Fakten kommen, die das widerlegen oder dich hier verabschieden. Einfach nur rummeckern und sich dann aber schnell verstecken, wenn es um Wissen geht. Das geht gar nicht. Grammatik und Interpunktionsfehler machen hier so einige, das würde ich aber nicht kritisieren, da das inzwischen auch in jeder Tageszeitung so Usus ist. Inhalte interessieren und deren Wahrheitsgehalt. Und da hast Du gar nichts beigetragen. Jemand möchte eine Frage benatwortet haben. Einige maulen hier einfach nur rum, weil sie eben keine Ahnung haben, sich aber über die konstruktiven Gespräche anderer dennoch aufregen. Das niedriges Verhalten. Ist wie in der Schule. Ein paar beteiligen sich rege am Unterricht, andere stören, weil sie keinen Bock oder keine Ahnung oder eben beides davon haben.

Kommentar von LouPing ,

Hey mrauscher

Die einzige Alterntive zum Zufall ist: Die Schöpfung! - It`s that easy!

Du tätest gut daran respektvoller mit anderen Meinungen umzugehen. 

Ich denke, dein "Schöpfer" würde mir zustimmen. (Ironie!) 

Kommentar von Grobbeldopp ,

mrauscher- dann erklär mal die Schöpfung. Es ist so easy nicht? Erklär sie, na los!

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community