Kakteen und andere Sukkulenten

Hallo,

ich bin auf der Suche nach generellen Informationen über die Angepasstheit von Kakteen an trockene Lebensräume und bin so auf diese Seite gestoßen. Ich schreibe im Moment meine Facharbeit und bevor ich mit eigenen Experimenten darüber beginnen kann, muss ich mich erst ausreichend mit dem Thema vertraut machen. Bis jetzt habe ich schon einiges über die CAM-Photosynthese herrausgefunden, habe aber bei Wikipedia noch einige andere Gründe zur Angepasstheit gefunden. Da ich aber Wikipedia nicht vertraue bzw. unsere Fachlehrer es nicht gerne hören, wenn wir Infrmatinen nur von dort haben, dachte ich mir ich könnte hier nachfragen.
Wenn irgendjemand hier ein gutes Buch zu dem Thema kennt oder einen Link oder mir selber helfen könnte, wäre ich sehr sehr glücklich.
Ich hoffe das ist hier nicht fehl am Platz, aber wenn ja entschuldige ich mich schnmal dafür.


Mit Freundlichen Grüßen V.Bormann

Hallo V. Bormann,

in vielen Fachbüchern wirst du darüber recht vieles finden(schau mal bei Google Scholar rein) die Frage ist nur um was in deiner Facharbeit geht, um den CAM-Mechanismus oder um Anpassungen an den Lebensraum von KuaS allgemein.

Anpassungen an den Lebensraum gibt es viele, wie z.B. einen Verdunstungschutz durch Bewollung/Beflockung, eine Wasserspeicherung mit einer Rübenwurzel, einem faserigen und weit ausgeprägtem Wurzelsystem um auch noch die letzten Reste Feuchtigkeit aus der Oberfläche zu bekommen oder z.B. die Dornen, die als Kondensationspunkt für Wasser dienen (können). Desweiteren stellen die Dornen teilweise windstille Zonen um den Pflanzenkörper her und verringern somit ebenfalls den Wasserbedarf. Danhaben viele Kakteen ihre Blätter fast vollkommen zurückentwickelt um die Verdunstungsoberfläche zu reduzieren, vergleiche z.B. einmal den Wasserbedarf einer Pereskiopsis mit dem Wasserbedarf eines Echinocereus pulchellus, der Unterschied ist gewaltig!

Welche Experimente schweben dir denn vor?

Dankeschön für die schnelle Antwort.

Das genaue thema meiner Facharbeit ist " Verhungern und Verdursten, Lösungsstrategien von Bryuphyllum und Cactacea.

Ich habe mir erstmal überlegt wie ich das mit der CAM-Photsynthese nachweisen könnte, wir sollen ja nichts neues herrausfinden, sondern nur unsere Informationen durch eigene Experimente belegen. Ich habe überlegt ob ich einen Kaktus und eine normale Pflanze jeweils in einen geschlossenen Raum stelle und dann die CO2-Konzentration tagsüber und nachts messe, die Frage ist ob das m,it meinen Möglichkeiten in der Schule geht.

Weil wir aber 15 Seiten schreiben müssen, müsste ich wohl aufjedenfall noch ein Experiment machen. Ich habe jetzt nochmal einbisschen weiter geguckt über die Sachen die Sie angesprochen haben. Zu dem luftleeren Raum durch diese Rippen und Dornen habe ich aber zwei verschiedene Sachen gefunden. Einmal das mit dem luftleeren Raum und dann, dass dadurch durch Temp. Unterschiede Luftströme entstehen die als eine Art Ventilator wirken. Deshalb bin ich jetzt ein bisschen verwirrt.

Und über das Brutblatt finde ich leider fast garnichts, weglassen kann ich es aber nicht.


Dankeschön

Hallo V.Bormann,

eigentlich ist es hier üblich dass wir uns duzen.

Die Lösungsstrategien von Kakteen und dem Brutblatt sind fast die gleichen, nur dass das Brutblatt keinen so hohen Grad an Sukkulenz entwickelt hat wie z.B. verschiedene Kakteen.

Der Nachweis von CAM durch (C)O2 Messungen ist keine gute Idee da hier ein Raum hergestellt werden müsste der von anderen Räumen isoliert ist, außerdem macht sich dieser Unterschied m.W. so gering in der Raumluft bemerkbar dass man ihn nicht messen kann, mit schulischen Mitteln wahrscheinlich gar nicht. Das Einzigste was mir dazu einfällt ist den Apfelsäuregehalt in einem Kaktus nachts und tagsüber zu messen. Theorethisch müsste der Apfelsäuregehalt nachts höher sein da das gewonne O2 bei geöffneten Stomata ja in Apfelsäure gespeichert wird und bei Sonnenschein wieder in O2 umgewandelt wird.

Als Experiment schwebt mir vor (wann muss die Arbeit denn fertig sein?) eine "normale" Pflanze wie z.B. einen Oleander(die Pflanzen sollten vergleichbar groß sein) an einem Standort zu belassen und die Wassergaben messen. Diesen Versuch sollte man aber im Sommer machen. Dann könntest du noch einem Kaktus der gleichen Art die Dornen entfernen (ist zwar sehr gemein für einen Liebhaber, für die Wissenschaft aber bestimmt erlaubt ) und einem die Dornen belassen und dann dieTemperatur in unmittelbahrer Nähe des Körpers messen, auch hier müssen die Pflanzen am gleichen Standort stehen und es ist ebenfalls ein Versuch der im Sommer durchgeführt werden sollte.

Okay gut, ich wusste ja nicht genau ob Du oder Sie und außerdem kommt das immer so automatisch wegen der Schule.

Also abgeben muss ich die Facharbeit in 4 Wochen, deswegen ist das mit im Sommer wohl nicht zu machen...
Was ist denn Sukkulenz eigentlich genau? Ich weiß das Kakteen und Brutblätter zu Sukkulenten gehören, also Dickblattgewächse sind. Heißt das also, dass Brutblätter nicht so viel Wasser speichern können wie Kakteen ?

Und soll ich bei Google Scholar, was du ja empfohlen hast, dann einfach nochmal alles googlen was ich schon gegooglet hatte ?

Bei Google Scholar kannst du Literatur "googeln".

Sukkulente Pflanzen, das sind m.M.n. Pflanze die erhöhte Wasserspeicher besitzen und somit längere Trockenzeiten überstehen können.

Okay gut. Hast du vielleicht, wenn das nicht zu viel gefragt ist, noch eine Idee für ein Nachweis-Experiment? Egal für welche Sache die Kakteen oder Brutblatt zum 'Überleben' hilft.

Außer diesem Nachweis fällt mir spontan nichts ein(tut mir leid!):

davissi hat geschrieben:Das Einzigste was mir dazu einfällt ist den Apfelsäuregehalt in einem Kaktus nachts und tagsüber zu messen. Theorethisch müsste der Apfelsäuregehalt nachts höher sein da das gewonne O2 bei geöffneten Stomata ja in Apfelsäure gespeichert wird und bei Sonnenschein wieder in O2 umgewandelt wird.

Hallo V.,

ein interessantes Thema für Deine Facharbeit, dummer Weise mit schlechtem Timing: Jetzt, wo (fast) alle Kakteen (= Cactaceae, nicht Cactacea) und Bryophyllum-Arten (nicht Bryuphyllum) in die Winterruhe gehen, sind leider viele denkbare Versuche nicht möglich, weil sie ohne ein bisschen Stoffwechsel nicht funktionieren. Das gilt vor allem für das Thema „Verhungern“: Nährstoffe nehmen die Pflanzen jetzt kaum oder gar nicht auf, und CO2 ebenfalls nur sehr begrenzt. Daher ist eine pH-Wert-Messung im Zellsaft als Nachweis für nachts gebildete Apfelsäure (übrigens als CO2-Speicher, nicht O2-Speicher wie David versehentlich geschrieben hatte) auch nur in der Wachstumsphase sinnvoll.
Jetzt noch wirksam sind bei den Pflanzen aber verschiedene Mechanismen zum Schutz vor Verdunstung. Auch die lassen sich bei größerer Hitze leichter messen, aber vielleicht geht da trotzdem etwas:
Beispiel Anzahl der Spaltöffnungen: Die ist bei Sukkulenten generell niedriger als bei „normalen“ Pflanzen. Ohne es genau zu wissen: Es könnte sein, dass die bei schwächer sukkulenten Arten (etwa Bryophyllum daigremontiana mit breiten Blättern, Weihnachtskaktus) höher ist als bei hoch sukkulenten (Bryophyllum tubiflora mit zylindrischen Blättern, Kugelkaktus).
Beispiel Wachsschicht: Sowohl Brutblätter als auch Kakteen haben je nach Art unterschiedlich starke Wachsüberzüge, die die Verdunstung über die Oberfläche herabsetzen. Vielleicht lässt die sich auch (chemisch?) entfernen oder zumindest reduzieren, dann könnte man z.B. vergleichen, wie schnell unveränderte und behandelte Brutblatt-Blätter oder Kakteensprossen Gewicht (= gespeichertes Wasser) verlieren.
Beispiel Oberflächenverringerung: In ähnlicher Weise könnte man den Wasserverlust bei verschiedenen Brutblättern (z.B. den oben genannten) und Kakteen (fast kugelförmig, z.B. Mammillaria gracilis, abgeflacht, z.B. Weihnachtskaktus) vergleichen.
Beispiel Schattierung: Ausmessen oder berechnen, wie viel Prozent der Körperoberfläche direkte Sonne abbekommen bzw. im „selbst gemachten“ Schatten liegen. Das dürfte bei einer B.tubiflora (vorausgesetzt, sie ist natürlich, d.h. kompakt, gewachsen) anders sein als bei einer B.daigremontiana, bei einem Kaktus mit deutlichen Rippen anders als bei einem eher glatt kugeligen oder einer Mammillaria.

Zu den Mechanismen gegen das Verdursten zählt auch der Schutz des eigenen Wasservorrats vor Tierfraß, also Dornen, Bitterstoffe, Gifte, Tarnung usw., wobei ich da jetzt auch keine spontane Idee für einen passenden Versuchsaufbau habe. Vielleicht einem Kaninchen eine Schale mit entdornten Kaktussprossen und eine mit normalen anbieten? Oder eine mit Gurken und eine mit Lophophora ?

Und noch kurz ein paar Begriffserklärungen zum Thema:
Xerophyten = Pflanzen mit Anpassungen an (zumindest zeitweise) trockene Standorte
Sukkulenten = Pflanzen mit speziellem Speichergewebe für Wasser in ihrem Körper (Wurzel, Blätter und / oder Stamm).
Kakteen / Cactaceae = Pflanzenfamilie, die (fast) ausschließlich aus Sukkulenten besteht (meist Stammsukkulenz)
Dickblattgewächse / Crassulaceae = Pflanzenfamilie mit hohem Anteil an Sukkulenten (meist Blattsukkulenz; hierher zählt auch die Gattung Kalanchoe mit der Sektion Bryophyllum)

Die Namen, die ich kursiv geschrieben habe, sind botanische Bezeichnungen für miteinander verwandte Pflanzengruppen (Familie, Gattung, Sektion, Art …); die wissenschaftlichen Fachbegriffe Sukkulenten, Xerophyten usw. beziehen sich auf bestimmte Eigenschaften bei Pflanzen, die in diesen Fällen verschiedene Verwandtschaftsgruppen unabhängig voneinander „erfunden“ haben. So gibt es z.B. Blattsukkulenten auch bei den Portulacaceae, Aizoaceae, Agavaceae u.a., die verwandtschaftlich mit den Crassulaceae nichts zu tun haben, oder Stammsukkulenz auch in den Familien Euphorbiaceae, Asclepiadaceae u.a.

Ich hoffe, ich konnte Dir etwas weiterhelfen!

Gruß
Wolfgang

Hilft hier zwar nicht weiter, aber dazu
"Vielleicht einem Kaninchen eine Schale mit entdornten Kaktussprossen und eine mit normalen anbieten?"
kann ich von einer überraschenden Begebenheit berichten.
Meine 3 Opuntia macrorhiza (zusammen ca 2 m2 groß) setzen jedes Jahr eine irre Menge saftige Früchte an. Daraus die Samen zu gewinnen ist nicht so ganz einfach. Deshalb wollte ich das Verrotten und Entsorgen des Fruchtfleisches dem Winterwetter und den Ameisen überlassen und nahm mit großer Pinzette den Großteil der Früchte ab und sammelte sie in einem großen offenen Topf. Der Topf leerte sich zusehends und ich dachte erst, das sackt ja durchs Rotten wunderbar schnell zusammen. Aber nix war, nach ~ 1 Monat war der Topf leer und kein Korn Samen drin, während die paar Früchte, die ich an den Pflanzen gelassen hatte, noch immer da waren.
Des Rätsels Lösung: Die Vögel haben die leckeren Früchte bequem aus dem Topf geklaut, konnten sich dagegen nicht auf den 'Stachelteppich' der Opuntien zum Verzehr der Früchte niederlassen.
Deshalb wird in diesen Winter der Topf mit Fliegendraht zugedeckt.

Jordi