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Wie entwickelt ein Pflanzensteckling Wurzeln?

Wie entwickelt ein Pflanzensteckling Wurzeln?


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Bitte korrigieren Sie mich, wenn mein Verständnis falsch ist; Ich verstehe, dass Zweig / Stamm und Wurzel aus verschiedenen Arten von Zellen bestehen. Bei manchen Pflanzen (z. B. Rose, Bougainvillea) kann sich jedoch ein Steckling aus dem Stängel entwickeln und Wurzeln schlagen.

Wie kommt es zu dieser Umwandlung vom Stamm zur Wurzel?

Nebenbei bemerkt - ich glaube, dass eine solche Wurzelerzeugung nur in Pflanzenstecklingen und nicht in einem Baumzweig stattfindet. Wieso den? Ist es eine Frage der benötigten Nahrungsmenge?


Pflanzen wachsen nur aus Regionen an den Spitzen der Wurzeln und Triebe, die Meristeme genannt werden.

Innerhalb der Meristembereiche befinden sich Stammzellen ("blanke" unspezialisierte Zellen). Im Gegensatz zu tierischen Stammzellen sind pflanzliche Stammzellen totipotent – ​​das heißt, sie können sich differenzieren in irgendein Art der Zelle. Daher können sich die Stammzellen, wenn der Steckling am Ende des Sprosses entnommen wird, je nach Zustand in Wurzelzellen oder Sprosszellen differenzieren.

Da die Meristeme (also die unspezialisiert Stammzellen) befinden sich nur an den Triebspitzen, man kann keinen Steckling aus der Mitte eines Astes ziehen.


Können Sie Schnittblumen pflanzen: Lassen Schnittblumen Wurzeln wachsen?

Blumensträuße sind beliebte Geschenke für Geburtstage, Feiertage und andere Feiern. Bei richtiger Pflege können diese Schnittblumen eine Woche oder länger halten, aber irgendwann sterben sie. Was wäre, wenn es eine Möglichkeit gäbe, die geschnittenen Blüten wieder in echte wachsende Pflanzen zu verwandeln? Das Verwurzeln von Straußblumen erfordert keinen Zauberstab, nur ein paar einfache Tipps. Lesen Sie weiter, um die Grundlagen zum Nachwachsen bereits geschnittener Blumen zu erfahren.


Arten von Stecklingen

Der Zeitpunkt, zu dem ein Steckling genommen wird, hängt von der Art der Pflanze ab, die Sie vermehren. Die meisten Pflanzen wurzeln gut aus einem Nadelholzschnitt, der in dieser Saison das neue Wachstum ist. Es hatte keine Zeit zum Aushärten und die inneren Zellen sind sehr aktiv und im Allgemeinen leicht zu reproduzieren.

Halbweichholzstecklinge werden im Sommer genommen, wenn das neue Wachstum fast ausgereift ist und Hartholzstecklinge sehr reifes Material sind und im Allgemeinen ziemlich holzig sind.

Das Bewurzeln einer Pflanze aus dem Schneiden kann so einfach sein wie ein Blatt oder mehrere Zentimeter lang mit zahlreichen Wachstumsknoten und vollem Laub.


So vermehren Sie eine Pflanze aus Stecklingen in 5 einfachen Schritten

Deine Pflanzen zu vermehren ist viel einfacher als es scheint, selbst wenn du neu in dieser ganzen Sache mit dem grünen Daumen bist. Aber lassen Sie uns eine Sekunde zurücknehmen, wenn Sie dies lesen und sich fragen: "Was bedeutet Ausbreitung überhaupt?!" Folgendes müssen Sie wissen: Pflanzenvermehrung ist eine Möglichkeit, aus einer bestehenden Pflanze eine neue Pflanze zu bilden. Im Wesentlichen nimmst du ein Stück einer größeren Pflanze und beginnst, daraus eine weitere zu züchten. Sie können dies tun, weil Ihre Pflanze regelmäßig beschnitten werden muss und Sie nicht möchten, dass die Stecklinge verschwendet werden oder um ein süßes Geschenk aus einer bestehenden Pflanze zu machen (Hallo, Einweihungsparty!).

Es gibt ein paar verschiedene Methoden, Pflanzen aus Stecklingen zu vermehren, aber wir haben uns auf Empfehlung von Joyce Mast, Bloomscapes ansässiger Pflanzenmutter, für die Wassermethode entschieden (ja, das ist ihr richtiger Titel!). Wenn Sie es mit einer Ihrer Pflanzen ausprobieren möchten, gehen Sie wie folgt vor.

Du brauchst:

  • Ihre Anlage*
  • Handschuhe
  • Einmachglas
  • Schere
  • Reinigungsalkohol
  • Kelle
  • Blumenerde
  • Pflanzer

*Wir haben für dieses Tutorial einen Gummibaum (AKA der Ficus elastica) verwendet, aber es gibt Tonnen von Pflanzen, die sich im Wasser vermehren können. Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Ihre Pflanze im Wasser vermehrt werden kann, wenden Sie sich an Ihr lokales Gartencenter!


Root-Änderungen

Pflanzen haben eine Vielzahl von Wurzeln für so unterschiedliche Funktionen wie strukturelle Unterstützung, Nahrungsspeicherung und Parasitismus.

Lernziele

Erklären Sie die Gründe für Root-Modifikationen

Die zentralen Thesen

Wichtige Punkte

  • Speicherwurzeln, zu denen eine große Anzahl essbarer Gemüsearten wie Kartoffeln und Karotten gehören, gehören zu den bekanntesten Arten von modifizierten Wurzeln.
  • Luftwurzeln umfassen eine Vielzahl von Formen, funktionieren jedoch ähnlich als strukturelle Unterstützung für die Pflanze.
  • Parasitäre Pflanzen haben spezielle Haustorialwurzeln, die es der Pflanze ermöglichen, Nährstoffe aus einer Wirtspflanze aufzunehmen.

Schlüsselbegriffe

  • saftig: mit fleischigen Blättern oder anderen Geweben, die Wasser speichern
  • Epiphyt: eine Pflanze, die auf einer anderen wächst, sie als physikalische Stütze nutzt, aber weder Nährstoffe aus ihr bezieht noch ihr Schaden zufügt, wenn sie auch keinen Nutzen bietet

Root-Änderungen

Pflanzen haben für bestimmte Zwecke unterschiedliche Wurzelstrukturen. Es gibt viele verschiedene Arten von spezialisierten Wurzeln, aber zwei der bekannteren Arten von Wurzeln sind Luftwurzeln und Speicherwurzeln. Luftwurzeln wachsen über dem Boden und bieten normalerweise strukturelle Unterstützung. Speicherwurzeln (zum Beispiel Pfahlwurzeln und Knollenwurzeln) werden für die Lebensmittellagerung modifiziert.

Luftwurzeln kommen in vielen verschiedenen Pflanzenarten vor und bieten je nach Standort der Pflanze unterschiedliche Funktionen. Epiphytische Wurzeln sind eine Art Luftwurzel, die es einer Pflanze ermöglicht, auf nicht-parasitische Weise auf einer anderen Pflanze zu wachsen. Der Banyanbaum beginnt als Epiphyt und keimt in den Zweigen eines Wirtsbaums. Luftstützenwurzeln entwickeln sich aus den Ästen und erreichen schließlich den Boden, was zusätzliche Unterstützung bietet. Im Laufe der Zeit werden viele Wurzeln zusammenkommen, um etwas zu bilden, das wie ein Stamm aussieht. Die epiphytischen Wurzeln von Orchideen entwickeln ein schwammiges Gewebe, um Feuchtigkeit und Nährstoffe aus organischem Material an ihren Wurzeln aufzunehmen. In Screwpine, einem palmenartigen Baum, der auf sandigen tropischen Böden wächst, entwickeln sich Luftwurzeln, um zusätzliche Unterstützung zu bieten, die dem Baum hilft, bei wechselnden Sand- und Wasserbedingungen aufrecht zu bleiben.

Luftwurzeln: Der (a) Banyanbaum, auch Würgefeige genannt, beginnt sein Leben als Epiphyt in einem Wirtsbaum. Luftwurzeln erstrecken sich bis zum Boden und unterstützen die wachsende Pflanze, die schließlich den Wirtsbaum erwürgt. Die (b) Schraubenpinne entwickelt Luftwurzeln, die die Pflanze in sandigen Böden unterstützen.

Speicherwurzeln wie Karotten, Rüben und Süßkartoffeln sind Beispiele für Wurzeln, die speziell für die Speicherung von Stärke und Wasser modifiziert wurden. Sie wachsen meist unterirdisch als Schutz vor pflanzenfressenden Tieren. Einige Pflanzen jedoch, wie Blattsukkulenten und Kakteen, speichern Energie in ihren Blättern bzw. Stängeln und nicht in ihren Wurzeln.

Speicherwurzeln: Viele Gemüse, wie Karotten und Rüben, sind modifizierte Wurzeln, die Nahrung und Wasser speichern.

Andere Beispiele für modifizierte Wurzeln sind Belüftungswurzeln und Haustorialwurzeln. Belüftungswurzeln, die sich über den Boden, insbesondere über Wasser, erheben, werden häufig in Mangrovenwäldern beobachtet, die entlang von Salzwasserküsten wachsen. Haustorial-Wurzeln werden oft in parasitären Pflanzen wie der Mistel beobachtet. Ihre Wurzeln ermöglichen es den Pflanzen, Wasser und Nährstoffe von anderen Pflanzen aufzunehmen.


Blattknospenstecklinge

Blattknospenstecklinge werden für viele nachlaufende Reben verwendet und wenn der Platz oder das Schnittmaterial begrenzt ist. Jeder Knoten an einem Stängel kann als Steckling behandelt werden. Diese Art des Stecklings besteht aus einer Blattspreite, einem Blattstiel und einem kurzen Stängelstück mit einer daran befestigten Achselknospe. Stecklinge mit bedeckter Knospe in das Medium legen ( 1 &frasl2 bis 1 Zoll) und das Blatt ausgesetzt (Abbildung 4). Beispiele für Pflanzen, die auf diese Weise vermehrt werden können, umfassen Clematis, Rhododendron, Kamelie, Jadepflanze, Gummipflanze, Teufelsefeu, Traubenefeu, Dracaena, Brombeere, Mahonia und Herzblattphilodendron.

Abbildung 4. Blattknospenstecklinge.

Abbildung 4. Blattknospenstecklinge.

Wurzeldruck bei Pflanzen (mit Experiment)

Wenn eine gut durchlüftete Pflanze, die im Frühjahr kräftig wächst, leicht über dem Boden abgeschnitten wird, sieht man, dass Wasser aus dem abgeschnittenen Ende des Stumpfes durch das Xylem austritt.

Dieser positive Druck tritt im Xylem entweder bei Laubbäumen auf, wenn die Blätter im frühen Winter abgeworfen werden oder wenn die Pflanze in einem gesättigten oder fast gesättigten Zustand ist.

Diese Exsudation ist besonders ausgeprägt und schnell unter Bedingungen, bei denen die Transpiration von der Blattoberfläche sehr gering ist und die Bedingungen eine schnelle Aufnahme von Wasser aus dem Boden begünstigen. Dadurch wird im Xylem ein Druck aufgebaut.

Die Exsudation der Xylemflüssigkeit kann unter diesen Bedingungen zwar langsam, aber gegen erheblichen Druck erfolgen. Die Größe dieses Drucks kann gemessen werden, indem ein geschlossenes Manometer am abgeschnittenen Ende des Stumpfes angebracht wird.

Dieser Druck, der ein Druck von unten ist und nicht auf eine Spannung in den Xylemgefäßen durch Transpiration zurückzuführen ist und die von Wurzeln auszugehen scheint, wird als Wurzeldruck bezeichnet. Die durch Wurzeldruck durch das Xylem nach oben bewegten Wassermengen sind jedoch im Vergleich zu den bei aktiver Transpiration nach oben bewegten Mengen sehr gering.

Unter Bodenbedingungen, die eine schnelle Wasseraufnahme in Kombination mit einer langsamen Transpiration begünstigen, wird Wasser auch in flüssiger Form aus den Blättern von Kapuzinerkresse, Colocasia, Gräsern usw. ausgeschieden, insbesondere am frühen Morgen, wenn der Boden warm und feucht ist und die Atmosphäre fast gesättigt ist.

Dies wird manchmal als Guttation oder Blutung bezeichnet. Guttation oder Bluten und Wurzeldruck werden heute nur noch als unterschiedliche Aspekte desselben Phänomens betrachtet.

Die Entwicklung dieses Wurzeldrucks im verdünnten Saft der Xylemgefäße, der sicherlich von den Wurzelzellen ausgeht, ist noch nicht ganz verstanden. Einige Forscher glauben, dass dies auf eine Entwicklung höherer osmotischer Konzentrationen in den Xylemgefäßen als in der äußeren Bodenlösung zurückzuführen ist.

Die Größe des aufgrund dieser Differenz entwickelten hydrostatischen Drucks ist ein Maß für den Wurzeldruck. Die osmotische Bewegung findet von der Bodenlösung zum Xylem durch eine mehrzellige semipermeable Membran statt - die dazwischenliegenden kortikalen Zellen der Wurzel sind vollständig aufgequollen mit einem ständig abnehmenden Wasserpotentialgradienten und ermöglichen den passiven Fluss der Bodenlösung durch sie.

Diese osmotische Erklärung des Wurzeldrucks kann bestenfalls nur teilweise sein, denn die Exsudationsrate aus einem angeschnittenen Stumpf ist normalerweise zu schnell, um nur mit einfachen Osmose erklärt zu werden. Es ist mehr als wahrscheinlich, dass andere, noch nicht vollständig verstandene Mechanismen daran beteiligt sind.

Die Größe des Wurzeldrucks überschreitet selten 2 Atmosphären (bei Tomatenwurzeln wurde ein Druck von bis zu 7 atm berichtet) und ist im Allgemeinen viel geringer, und daher reicht die Höhe des entwickelten Drucks selten aus, um Wasser an die Spitze zu drücken aber kleine krautige Pflanzen.

Der grundsätzliche Einwand gegen die Annahme, dass der Wurzeldruck bei der Pflanzensaftgewinnung eine herausragende Rolle spielt, liegt in der Tatsache, dass der Wurzeldruck bei Pflanzen in gemäßigten Regionen im Sommer normalerweise vernachlässigbar ist, wo die Bodenbedingungen im Allgemeinen selten übermäßige Absorption über einen längeren Zeitraum.

Während der Perioden der schnellen Transpiration, insbesondere im Hochsommer, wurde manchmal beobachtet, dass das abgeschnittene Ende eines Stumpfes Wasser aufnimmt, anstatt auszuschwitzen, wenn Wasser an der Schnittfläche zugeführt wird. Dies wurde manchmal sehr unpassend als negativer Wurzeldruck bezeichnet. Dies sollte eigentlich Wurzelabsaugung genannt werden.

Es muss hier verstanden werden, dass der Wurzeldruck ein hydrostatischer Druck ist, der im Saft der Xylemgefäße entwickelt wird. Aber wie wird dieser Wurzeldruck in den nicht lebenden Xylemgefäßen aufrechterhalten? Die nicht lebenden Xylemzellen besitzen sicherlich keine semipermeable Membran wie die lebenden Zellen des Pflanzenkörpers.

Die aktive Absorption von gelösten Stoffen aus der Bodenlösung und die Sekretion von gelösten Stoffen durch die Gefäße aus den benachbarten lebenden Zellen der Wurzel muss mit einer schnellen Absorption von Wasser einhergehen, um den Wurzeldruck in den Xylemgefäßen aufrechtzuerhalten.

Das Austreten der gelösten Stoffe aus den Gefäßen in die benachbarten lebenden Zellen und schließlich aus den Wurzeln in den Boden wird vermutlich durch den schmalen, meist einreihig dicken, hohlzylindrischen Zellstreifen – die Endodermis – mit ihren eigentümlich verdickten Zellwänden verhindert mit fettigen Substanzen – der Kasparstreifen.

Bodenbedingungen, die eine schnelle Wasseraufnahme durch die Wurzeln begünstigen, wie niedrige Konzentration der gelösten Stoffe, höhere Temperatur, Bodenbelüftung usw., gleichzeitig begleitet von Bedingungen, die die Transpirationsraten aus den Blättern stark reduzieren, ermöglichen die Entwicklung des Wurzeldrucks.

Experiment zur Entwicklung des Wurzeldrucks bei Pflanzen:

Boden gebildet Schneiden Sie den Stängel einer kräftig wachsenden, gesunden Topfpflanze ein paar Zentimeter über dem Boden, vorzugsweise morgens im Frühjahr. Befestigen Sie mit einem starken, dicken Gummischlauch ein Quecksilbermanometer an dem enthaupteten Stumpf, wie in Abb. 672 gezeigt.

Stellen Sie alle Verbindungen mit Vaseline oder Paraffin luftdicht her und gießen Sie die Erde reichlich. Der Quecksilbergehalt im vertikalen Arm des Manometers wird notiert.

Nach einigen Stunden ist ein Anstieg des Quecksilberspiegels im Manometer zu beobachten, und der Pegelunterschied ist ein quantitatives Maß für die Größe des im Xylem entwickelten Wurzeldrucks, der Wasser aus dem abgeschnittenen Ende der Xylemgefäße in das Rohr drückt .


Pflanzenvermehrung für Anfänger

Die Vermehrung von Pflanzen mag nach einer Hemmung klingen, aber je nachdem, mit welcher Art von Pflanze Sie arbeiten, kann es einfach sein. Befolgen Sie unsere nachstehenden Schritte und Sie werden in kürzester Zeit den "Profi" in der Verbreitung einsetzen.

Die Vermehrung ist bei den ersten Versuchen nicht immer erfolgreich, aber wir empfehlen Ihnen, irgendwo anzufangen, denn es lohnt sich, wenn es funktioniert! Du. Habe. Dies.

Die Vermehrung vieler Pflanzen erfolgt am besten in Blumenerde, einige Pflanzen können jedoch auch im Wasser vermehrt werden. Dies liegt daran, dass sie sich in einer Umgebung entwickelt haben, die dies zulässt. Die meisten Aroid-Pflanzen können in Wasser vermehrt werden, einschließlich Pothos-Pflanzen, Philodendrons, Monsteras und ZZ-Pflanzen. Diese Pflanzen stammen von einem Vorfahren, der in Sümpfen lebte. Daher war es der Schlüssel zum Überleben, sich an Überschwemmungen anzupassen und trotzdem wachsen zu können. Dadurch können auch die Nachkommen dieses Vorfahren im Wasser wachsen. Sie sind jedoch immer noch Landpflanzen und gedeihen am besten, wenn sie langfristig in Erde gepflanzt werden. Befolgen Sie unsere einfachen Schritte unten und Sie werden in kürzester Zeit den "Profi" in der Verbreitung einsetzen.

Was du brauchen wirst:
  • Pflanze zur Vermehrung (wir verwenden unten ein Pothos)
  • Scheren/Gartenscheren
  • Glasgefäß gefüllt mit Wasser mit Raumtemperatur
  • Gartenhandschuhe, um Keime fernzuhalten (oder gründlich die Hände waschen)
Schritt 1

Suchen Sie an einer reifen Rebe direkt unter der Blatt- oder Stängel-/Reben-Verbindung nach einem winzigen braunen Wurzelknoten. Diese winzigen Unebenheiten sind der Schlüssel zur Vermehrung von Pothos. Sie sollten ein paar Zentimeter gesunden Stängels direkt vor einem Knoten abschneiden und ein oder zwei Knoten in den Schnitt einbeziehen, da von dort die neuen Wurzeln kommen.

Schritt 2

Entferne alle Blätter, die sich zu nahe am Knoten befinden, insbesondere solche, die unter Wasser enden könnten, wenn du deinen Steckling in dein Glasgefäß steckst.

Schritt 3

Legen Sie Ihre Pflanzenstecklinge in Ihr Glasgefäß und stellen Sie sie an einen Ort, der helles bis mäßiges indirektes Licht erhält. Nicht in starkem, direktem Licht oder sehr schwachem Licht platzieren. (Hier erfahren Sie mehr über den Lichtbedarf einer Pflanze.)

Schritt 4

Der wohl schwierigste Schritt: Geduld haben! Überprüfen Sie wöchentlich das Wurzelwachstum vom Knoten aus. Fügen Sie bei Bedarf frisches, lauwarmes Wasser hinzu. Sie können das Wasser alle paar Tage ersetzen oder das Gefäß einfach mit frischem Wasser auffüllen, wenn es niedrig aussieht – solange keine Trübung oder Pilze wachsen. Wenn das Wasser trüb ist, empfehlen wir, es für die Gesundheit des wachsenden Wurzelsystems zu ersetzen.

Sich schmutzig machen

Wenn Sie Ihre Pflanzenstecklinge aus dem Glasgefäß in ein Pflanzgefäß mit Blumenerde umpflanzen möchten, empfehlen wir zu warten, bis die Wurzel mindestens 1 Zoll lang oder länger ist. Dies sollte 4-6 Wochen dauern. Sobald die Wurzeln des Stecklings in frischer Blumenerde eingetopft sind, tränken Sie diese Mischung mit Wasser von Raumtemperatur und stellen Sie sie in helles indirektes Licht. Lassen Sie die Blumenerde zwischen dem Gießen austrocknen. Erfahren Sie hier mehr über Topfpflanzen.

Wasser, Wasser überall

Wenn Sie Ihre Pflanzenstecklinge auf unbestimmte Zeit im Wasser wachsen lassen möchten, ist dies eine absolut praktikable Option. Ein Wort der Warnung: Je länger Ihr Pflanzensteckling im Wasser steht, desto schlechter kann es der Pflanze im Laufe der Zeit ergehen. Wieso den? Wasser enthält keine Nährstoffe und kann das Risiko für potenzielle Pilzinfektionen erhöhen. Sie können dem entgegenwirken, indem Sie das Wasser regelmäßig wechseln und während der Vegetationsperiode im Frühjahr und Sommer etwa jeden Monat ein kleines bisschen Dünger hinzufügen.

Weitere Top-Tipps und Tricks für eine erfolgreiche Pflanzenvermehrung finden Sie hier.

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Wie egoistisch sind Pflanzen? Lassen Sie uns eine Wurzelanalyse durchführen

Ein neues Modell entwirrt die komplexen Strategiespiele, die sich unter unseren Füßen abspielen, weiter.

Stellen Sie sich vor, Sie sind eine Pfefferpflanze. Sie brauchen Wasser und Nährstoffe. Glücklicherweise können Sie Wurzeln züchten, die das Zeug aus dem Boden holen und es zu Ihnen zurückleiten. So weit, ist es gut.

Es gibt nur ein Problem. Ihr Nachbar – auch eine Pfefferpflanze – braucht die gleichen Dinge. Es gibt nur so viel zu tun. Was ist dein Umzug?

Seit Jahren beschäftigen sich Forscher mit dem verworrenen Problem der Wurzelkonkurrenz und kommen zu unterschiedlichen und manchmal widersprüchlichen Erkenntnissen darüber, wie Pflanzen ihre Wurzeln strategisch anordnen, wenn der Schmutz zu eng wird. Ein Anfang dieses Monats in Science veröffentlichter Artikel beschreibt ein neues Modell, das diese Verwirrung zu versöhnen scheint, indem es die räumliche Verteilung der Wurzeln zusammen mit ihrer Prävalenz berücksichtigt. In ersten Tests, die von den Autoren des Papiers durchgeführt wurden, spielten echte Pflanzen nach den Regeln des Modells.

Es braucht Energie und Materialien, um eine Wurzel zu wachsen und zu erhalten. Im Idealfall schöpft eine Pflanze mehr Ressourcen aus ihren Wurzeln, als sie für ihren Bau und ihre Instandhaltung aufwendet. Pflanzen können die Konzentration von Wasser und Nährstoffen in bestimmten Bodenbereichen erkennen und die Wurzeln entsprechend verteilen, um ihren Ertrag zu maximieren.

Für eine Solitärpflanze ist dies einfach genug. Aber wenn andere Pflanzen in der Nähe sind, ändert sich das Kalkül. Forscher haben sich Werkzeuge aus der Spieltheorie ausgeliehen – eine Methode zur Analyse und Optimierung der Entscheidungsfindung, die von jedem verwendet wird, vom Finanzanalysten bis zum echten Spieler um herauszufinden, wie genau.

Ein 2001 veröffentlichtes Modell sagte voraus, dass nahe beieinander wachsende Pflanzen in einer „Tragödie des Gemeinguts“ enden, bei der jeder Einzelne in einem gemeinsamen Raum mehr Wurzeln bildet als eine einzelne Pflanze, aber auch weniger Belohnungen erhält. Einige reale Experimente stimmten mit diesem Modell überein und fanden heraus, dass Pflanzen mit Nachbarn mehr Wurzelmasse bildeten als diejenigen, die alleine wachsen.

Andere Studien haben jedoch das Gegenteil festgestellt: konkurrierende Pflanzen investieren weniger in Wurzeln. Und andere fanden immer noch keinen nennenswerten Unterschied.

„Es gab all diese Kontroversen“, sagte Ciro Cabal, Doktorand in Ökologie und Evolutionsbiologie an der Princeton University und Hauptautor der neuen Studie.

Mr. Cabal fragte sich, ob bei diesem und anderen ähnlichen Modellen möglicherweise eine Komponente fehlte. Sie behandelten alle Wurzeln gleich, egal wie weit sie vom Stängel der Pflanze entfernt waren. Aber je weiter eine Wurzel von der Pflanze entfernt wächst, desto teurer ist ihre Herstellung und Pflege.

Also haben er und seine Co-Autoren ein neues Modell entwickelt, um dem Rechnung zu tragen. „Wir haben den Raum integriert“, sagt er. „Und wir haben diese neue Theorie gefunden.“

In ihrem Modell wird eine Pflanze, die der Konkurrenz ausgesetzt ist, die teureren, weitläufigeren Wurzeln unterproduzieren, die sich ansonsten mit denen eines Nachbarn überschneiden könnten. Aber es wird Wurzeln in der Nähe der Heimat überproduzieren, die Macht effektiv konsolidiert und jegliche Spielzüge im Stil von "Ich-trinke-dein-Milchshake" verhindern.

Ob Pflanzen mit Nachbarn im Vergleich zu Solopflanzen Wurzeln über- oder unterproduzieren, hängt davon ab, wie weit die beiden konkurrierenden Pflanzen voneinander entfernt sind, sagte Herr Cabal. Diese Ergebnisse aus früheren Studien, die sich zu widersprechen schienen, sind also „nach unserem Modell alle möglich“.

Als nächstes brachten die Forscher diese hypothetische Mathematik auf die Erde. Sie pflanzten Gemüsepaprika in Behälter – einige allein, andere zu zweit im Abstand von etwa zehn Zentimetern – und färbten die Wurzeln der rivalisierenden Paprikaschoten mit Farbstoffen, um sie zu unterscheiden. Nach einigen Monaten stellten sie fest, wo und wie dicht die Wurzeln jeder Pflanze gewachsen waren, und fanden heraus, dass sie zum Modell passten. Die gepaarten Paprikaschoten wuchsen mehr Wurzeln, die in der Nähe des Hauses blieben, und weniger, die weiter weg gingen, verglichen mit den Paprikaschoten, die Behälter für sich allein hatten.

Das neue Modell „bietet eine hervorragende Basisvorhersage dafür, wie sich Wurzelsysteme in Gegenwart von Nachbarn verhalten könnten“ und bringt Hypothesen und Ergebnisse zusammen, die zuvor widersprüchlich erschienen, sagte Jochen Schenk, Professor für Pflanzenbiologie an der California State University Fullerton, der nicht in das Studium eingebunden.

Er warnt jedoch davor, seine Ergebnisse zu verallgemeinern.

„Ich würde die Behauptung nicht akzeptieren, dass ein einzelner Test mit einer Pflanzenart uns sagen kann, was Pflanzen im Allgemeinen tun“, sagte er.

Verschiedene Arten können auf unterschiedliche Weise aufeinander reagieren. Neuere Forschungen deuten auch darauf hin, dass andere Lebensformen wie Pilze und Mikroben die Interaktion einiger Pflanzen unter der Erde beeinflussen.

Selbst Mr. Cabal hatte nicht erwartet, dass sein Modell und sein Experiment so gut übereinstimmen würden. Er erwartet zwar, dass reale Fälle die Einzelheiten des Modells in Frage stellen, „ich glaube jedoch wirklich, dass das von uns vorgestellte Prinzip wahr ist“, sagte er. Als nächstes plant er, sein Experiment in freier Wildbahn an einigen mediterranen Straucharten zu versuchen.

Wenn sich herausstellt, dass diese Strategie von Pflanzen weit verbreitet ist, könnten die Menschen sie verwenden, um genauere Schätzungen der Pflanzenbiomasse in Klimamodelle zu integrieren, sagte Cabal. Und wenn es möglich ist, könnte die Züchtung eines Teils der Wettbewerbsfähigkeit aus Pflanzen auch die Erträge in der Landwirtschaft verbessern. Landwirte werden oft von eigennützigen Pflanzen behindert, die ihre Energie in Wurzeln statt in Früchte stecken.

Herr Cabal und seine Co-Autoren modellierten auch eine, wie er es nannte, „kooperative Lösung“ für das Problem der Nährstoffverteilung. In diesem Szenario „ist nicht jede Pflanze egoistisch – sie maximiert nicht ihre eigene Belohnung“, sagte er. Stattdessen positionieren die Pflanzen kollektiv ihre Wurzeln, um die meiste Nährstoffaufnahme für die geringste Gesamtinvestition zu produzieren.


Warum kann das Ringing-Experiment nicht an monokotylen Pflanzen durchgeführt werden?

Wer hat das Ringing-Experiment eingerichtet und warum kann das Experiment nicht an monokotylen Pflanzen durchgeführt werden?"

Das Klingelexperiment

Beim Ringing-Experiment wird ein ausgewählter Teil eines Stammgewebes in Form eines Rings oder eines Gürtels entfernt. Es werden zwei Arten von Ringgeweben entfernt, von denen nur das Phloem entfernt wird und die zweite, das Xylem. Im Beringungsexperiment werden drei Pflanzen ausgewählt. Die drei ausgewählten Pflanzen werden unter Sonnenlicht gehalten, damit die Photosynthese stattfinden kann. Lassen Sie die Pflanzen Pflanzen A, B und C sein. Nach einer kurzen Sonnenscheindauer fällt auf, dass bei Pflanze B der Teil des abgeschnittenen Stängels sofort über dem Ring wölbt. Auf der anderen Seite haben die Pflanzen A und C keine Anzeichen von Wölbungen. Dies funktioniert auf den Grundlagen der nach unten gerichteten Translokation, die im Phloem stattfindet, wenn das B-Phloem der Pflanze entfernt wurde. Solche Fälle traten bei Pflanzen A oder C nicht auf, da das Phloem noch intakt war. Dies deutet darauf hin, dass die Entfernung von Xylem keinen Einfluss auf die Translokation hatte, wie in A.

Im nächsten Experiment wird ein ähnliches Verfahren befolgt, das die Translokation nach oben zeigt, die auch durch das Phloem durchgeführt wird. Das Verfahren beginnt mit der Entfernung des Xylems in Pflanze A, der Entfernung des Phloems in Pflanze B und der Kontrolle in Pflanze C. Die Triebe in A und B werden oberhalb der Ringe entblättert. Der geschnittene Teil wird in einem Glaszylinder aufbewahrt, der mit Wasser gefüllt ist, um die Tücher feucht zu halten. In Anlage A, wo nur das Xylem entfernt wurde, zeigt sich die Stängelverlängerung. Dies zeigt, dass eine ungestörte Bewegung der gelösten Stoffe durch das Phloem stattfand. In Anlage B ist keine Dehnung zu sehen. Dies zeigt an, dass die Unterbrechung des Flusses des gelösten Stoffes im Stamm beseitigt wurde.

Tracer-Studien mit der Saftanalyse, die eindeutig zeigen, dass Siebrohre die Hauptstrukturen sind, in denen organisches Material innerhalb der Pflanze transloziert wird. Dies ist die Methode, die verwendet wird, um die Translokation in Pflanzen zu bestimmen. Im Tracer-Experiment besteht das Hauptziel darin, den Fluss von Saccharose zu kennen. Dieses Verfahren verwendet radioaktives Kohlendioxid, wobei C als 14C behandelt wird. Kohlendioxid, was einfach bedeutet, dass in CO2 nur ein Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatome vorhanden sind. Das radioaktive Kohlendioxid wird in einem Beutel über das Experimentierblatt gelegt und verschlossen. Nach einiger Zeit wird das Kohlendioxid in Glukose umgewandelt, wo eine Röntgenaufnahme gemacht wird, um deutlich zu zeigen, wohin sich das radioaktive Material bewegt hat.

Bei einem anderen Versuchsverfahren wird eine Pflanze in einem Labor gezüchtet und ein Blatt einem Kohlendioxid ausgesetzt, das das radioaktive Isotop 14C enthält. Dieses 14CO2 wird von der Pflanze während der Photosynthese aufgenommen und dann wird das 14C in Saccharose und Glucose eingebaut. Später wird die Pflanze in flüssigem Stickstoff eingefroren, um sie schnell genug abzutöten und zu fixieren, und dann im Dunkeln auf einen Fotofilm gelegt. Die Ergebnisse zeigen ein Autoradiogramm, das den Standort der Verbindung umreißt, der das 14C enthält. Der Versuch zeigt, wie in einer Pflanze organische Verbindungen von den Blättern zu den Wurzeln nach unten transportiert werden. Die Technik kann verwendet werden, um die Ionen, Zucker oder Wasser zu verfolgen.

Erklären Sie, wie organische Substanzen in Pflanzen verlagert werden?

Massenfluss ist, vereinfacht gesagt, die Bewegung von Materie einer Substanz durch einen bestimmten Kanal. In der Pflanzenphysiologie beinhaltet dies häufig die Aufwärtsbewegung von Wasser im Boden in das Gefäßpflanzengewebe. Die allgemeine Bewegung von Stoffen von Austauschflächen zu den notwendigen Zellen durch das Stofftransportsystem der Pflanzen wird durch Massenfluss bewerkstelligt.

Welche wissenschaftlichen Methoden gibt es, um den Transport in Tracer- und Ringer-Experimenten zu untersuchen?

Ich muss einen Aufsatz schreiben, der diese Frage beantwortet, aber ich kann nicht genügend Informationen finden, um den Aufsatz abzuschließen.

Die wissenschaftliche Methode ist ein Prozess, der von Wissenschaftlern und Forschern verwendet wird, um unsere Experimente und Forschungen durchzuführen. Die wissenschaftliche Methode umfasst mehrere Schritte:

    Stellen Sie eine Frage oder erstellen Sie eine Frage, die Sie mit Ihrem Experiment beantworten möchten.


Schau das Video: Wie man Rosen vermehrt, indem man sehr viel wurzelt Rosengarten (Kann 2022).