Kapillarwirkung im blattlosen Baum?
Hallo Biologen und Physiker,
ich glaubte immer, die Verdunstung an den Blättern würde das Wasser in lebenden Bäumen duch die Kapillaren nach oben ziehen.
Jetzt habe ich aber einen frisch beschnittenen Baum gesehen, ohne Blätter, nur noch kurze Aststummel, bei dem das Wasser von oben nur so runtertropfte wie aus Wasserhähnen.
Wie kann das sein? Wenn der Baum tot wäre, oder bei einer physikalisch baugleichen technischen Konstruktion würde das doch sicher nicht funktionieren, sonst wärs doch die Lösung der Energiefrage...!?
Wenn aber keine Verdunstung mehr zieht und das Wasser von ganz oben tropft (also kein Rückfluss), was bewirkt dann den Fluss? Das "Leben"? (was ist das eigentlich, jenseits von Theorien?) Und wo setzt diese Kraft an, wenn nicht an den Blättern?
Vielen Dank für "laienkompatible" Antworten!
3 Antworten
Hi toussini, bei technischen Konstruktionen funktioniert dieser Wasseranstieg nicht, auch eine Saugpumpe kann Wasser nur bis maximale 7,5 m ( bzw. 10,33m) transportieren.
Auch zum Laubaustrieb müssen Bäume jede Menge Wasser nach oben (weit mehr als 10 m) transportieren,da gibt es auch keinen Transpirationssog. Das klappt nicht ohne aktive Transportmechanismen. Der Wurzeldruck allein kann da nichts ausrichten. In den Zellen des Leitgewebes (Xylem) werden durch energieverbrauchende Transportprozesse Ionen verlagert, daraus ergibt sich ein osmotischer Gradient, der das Wasser von "Zelle zu Zelle zieht". Auch die Mobilisation von Zucker (ebenfalls osmotisch wirksam) aus Stärke spielt eine Rolle (wird ja auch bei der Saftgewinnung aus Birke und Ahorn genutzt). Im Winter reißt der Wasserfaden ja auch ab, so dass Kapillarkräfte da gar nicht wirksam sein können.
Leben ist ja durch verschiedene Merkmale definiert (Stoffwechsel, Fortpflanzung usw.). Oder: Lebewesen müssen ständig den Zustand einer geringen Entropie aufrechterhalten. Sie sind hoch geordnet und müssen Konzentrationsunterschiede aufrechterhalten, dafür setzen sie Energie ein.
Hi toussini, man spricht eher von Kennzeichen des Lebendigen, das soll auch dazu dienen belebte und unbelebte Natur zu unterschieden. Viren haben diese Kennzeichen des Lebendigen nicht, darum ist so eine Frage auch so beliebt.
Ja, es ist schon klasse, wie das in der Natur alles so eingerichtet ist. Die Suche nach dem Ursprung des Lebens ist noch nicht abgeschlossen.
Der link bietet einen ganz interessanten Einstieg in solche Themen: http://www.oekosystem-erde.de/
Danke für den Link! Etwas schwer tue ich mich ehrlich gesagt mit der Form der verlinkten Seite: wir wissen nichts, das aber ganz genau:
"Die Entstehung des Lebens kann man als Resultat eines göttlichen Schöpfungsaktes sehen (an den man glauben muss) oder als Ergebnis natürlicher Prozesse: Dann wurden die ersten Lebensformen durch chemische Reaktionen aus unbelebter Materie gebildet."
Ich verstehe diese Entweder-Oder-Formulierung so, dass weitere Möglichkeiten und Denkansätze kategorisch ausgeschlossen werden, oder?
Die Seite ist zwar sehr ausführlich, setzt aber ein paar Grundannahmen fest voraus (zum Beispiel die oben zitierte), die einer ergebnisoffenen Meinungsbildung im Weg stehen, bzw. die Richtung der Suche von vornherein definieren, wodurch unbefangenes "Forschen" (oder einfach Nachdenken) eigentlich verunmöglicht wird...
...aber trotzdem viele interessante Überlegungen und Ergebnisse, dazu Geschichtliches. Spannend.
Falls Du noch andere Links zu offeneren Denkansätzen hast, freue ich mich dennoch :)
Die Seite gibt u.a. einen kleinen Einblick in die Vorstellungen zur Entstehung des Lebens auf der Erde. Das ist Wissenschaftsgeschichte.
Forschen und Nachdenken sind doch nicht unmöglich, aber nach was willst du suchen? Außerirdische usw? Da kann ich dir nicht helfen.
Zum Thema Evolution gibt es zahlreiche Bücher, als guten Einstieg kann ich Richard Dawkins z.B. "Geschichten vom Ursprung des Lebens" empfehlen, auch Hoimar v. Ditfurth "Am Anfang war der Wasserstoff" u.a. (ist zwar schon älter, aber immer noch gut).
Danke für den Stern.
Hi Toussini,
deine Kenntnisse zum Wassertransport in Baumen sind zwar richtig, aber nicht vollständig. Denn neben dem Transpirationssog, den du kennst und richtig beschreibst, gibt es noch den Wurzeldruck.
Der Transpirationssog ist an die Verdunstung vor allem durch Blätter angewiesen und läuft vor allem passiv ab.
Der Wurzeldruck ist eine aktive Kraft, die lebenden Wurzelgewebe entsteht und Wasser entgegen der Schwerkraft nach oben drückt. Vor allem ist dies im Frühjahr an verletzten / geschnittenen Bäumen zu beobachten, da fließt das Wasser direkt aus der Wunde, so wie du es beschreibst. Der Wurzeldruck funktioniert nur in lebendem Wurzelgewebe und beruht auf osmotischen Kräften.
Zum Nachlesen:
https://www.gutefrage.net/frage/wie-wird-das-wasser-in-der-sprossachse-weitergeleitet
Hier sind in der hilfreichsten Antwort die beiden Kräfte gut zusammengefasst erklärt.
Was den Transpirationssog betrifft: Kannst Du mir erklären, wie man durch Saugen Wasser deutlich mehr als zehn Meter hoch befördern kann? Und es gibt größere Bäume!
Auch für toussini: hier ist es "laienkompatibel" erklärt!
http://www.wilhelmshaven.de/botanischergarten/infoblaetter/wassertransport.pdf
Der Kapillareffekt bedingt keiner Sogwirkung, sondern wird durch die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten hervorgerufen.
Auch ein "toter" Kapillar, zb ein Glasroehrchen, lässt Wasser aufsteigen.
Tante Wiki hat auch was dazu zu sagen, dort ist noch von der Grenzflaechenspannung die Rede.
Der Kapillareffekt bedingt keiner Sogwirkung, sondern wird durch die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten hervorgerufen.
Nun, darum geht es aber eigentlich gar nicht und das kommt in der Frage auch nicht zum Ausdruck. Es geht darum dass die Blätter Wasser verdunsten und dass in den Kapillaren deshalb Wasser nachgesaugt wird, da der Flüssigkeitsfaden nicht abreißen kann. Das ist völlig richtig so. Und das Ganze ist ein passiver Vorgang.
Hallo agrabin, vielen Dank! Jetzt kann ich mir ein Bild machen. Sehr spannend, das! Was da alles zusammenspielt: Entropische Wirkungen, Kapillarkraft, Stoffwechsel, Wurzeldruck, Osmose, regulierende Blattspalten, chemische und physikalische Gesetze... - hochintelligent, so eine Pflanze! Ich könnte das nicht ;)
Bleibt die Frage nach dem Leben, bzw. nach der Ursache für dieses hochkomplexe, intelligente Zusammenspiel, aber das ergibt wahrscheinlich eine ganz neue Frage, die hier den Rahmen sprengt, dazu recherchiere ich auch erst nochmal...
Bisher finde ich dazu nur Beschreibungen von Vorgängen (eben z.B. der Stoffwechsel, die Fortpflanzung etc.), die - wie Du ja auch sagst - vorhanden sein müssen um auf "Leben" zurückschließen zu können. Ich verstehe aber aus den Beschreibungen, dass das zwar Symptome sind die auf Leben hinweisen, die aber noch nichts erklären.