Stängel (Sprossachse): Definition, Aufbau & Hauptfunktionen
Stängel (Sprossachse): Aufbau, Funktionen & Definition — Knoten, Internodien, Transport (Xylem/Phloem), Speicherung, Meristeme und Lebensdauer pflanzlicher Zellen kompakt erklärt.
Stängel (auch Sprossachse genannt) sind eine der beiden strukturellen Hauptachsen einer Gefäßpflanze. Sie bestehen aus aufeinanderfolgenden Knoten und Internodien. An den Knoten sitzen oft Blätter, Blüten, Zapfen, Achselknospen oder Seitensprosse. Der Begriff "Sprossen" wird häufig mit "Stielen" verwechselt: Ein "Spross" meint allgemein das Wachstum einer neuen Pflanze oder eines neuen Triebs, das neben dem Stängel auch andere Organe wie Blätter und Blüten umfasst.
Aufbau und Gewebe
Stängel sind aus mehreren Gewebetypen aufgebaut, die jeweils charakteristische Aufgaben haben:
- Epidermis: die äußere Schutzschicht, oft mit Cuticula und gegebenenfalls Spaltöffnungen (Stomata).
- Rinde / Cortex: oft aus parenchymatischen Zellen, kann Speichergewebe, Assimilatlager oder mechanische Zellen enthalten.
- Leitbündel (Xylem und Phloem): Xylem transportiert Wasser und gelöste Mineralien von den Wurzeln zu den oberirdischen Organen; das Phloem leitet organische Nährstoffe (z. B. Zucker) von den Blättern zu Speicher- und Verbrauchsorganen.
- Mark (Pith): zentrales Parenchymgewebe, in einigen Pflanzen stark ausgeprägt.
- Kambium (bei verholzenden Pflanzen): ein sekundäres Meristem, das für das sekundäre Dickenwachstum und die Holzbildung verantwortlich ist.
Knoten, Internodien und Knospen
Knoten sind Stellen am Stängel, an denen Blätter, Seitenknospen oder Blüten entspringen. Zwischen den Knoten liegen die Internodien. In den Achseln der Blätter befinden sich Achselknospen, die bei geeigneten Bedingungen zu Seitentrieben, Blütenständen oder speziellen Strukturen auswachsen können. Die Apikalknospe am Stängelende steuert häufig das Längenwachstum und die sogenannte Apikaldominanz.
Hauptfunktionen des Stängels
Stängel erfüllen mehrere wichtige Aufgaben für die Pflanze:
- Mechanische Unterstützung: Sie tragen und stützen Blätter, Blüten und Früchte, sorgen für optimale Lage im Licht und ermöglichen Pollinatorenzugang zu Blüten.
- Transport: Über das Gefäßsystem (Xylem und Phloem) erfolgt der vertikale und teilweise laterale Transport von Wasser, Mineralstoffen und Assimilaten zwischen Wurzeln, Blättern und anderen Organen.
- Speicherung: Viele Stängel speichern Reservestoffe wie Kohlenhydrate oder Wasser (z. B. in Knollen, Sprossknollen oder sukkulenten Internodien).
- Wachstum und Bildung neuen Gewebes: Stängel enthalten meristematische Bereiche (Meristem), die Zellteilung und Differenzierung bewirken. Dadurch entstehen neue Triebe, Blätter oder sekundäres Dickenwachstum.
- Fotosynthese: Bei manchen Pflanzen (z. B. Sukkulenten, Kaktusarten oder gewisse Sprosse) übernehmen grüne Stängel zusätzlich die Funktion der Photosynthese.
- Vegetative Vermehrung und Ausbreitung: Modifizierte Sprosse wie Stolons oder Rhizome dienen der Ausbreitung und vegetativen Vermehrung.
Typen und Spezialformen von Stängeln
Stängel können stark variieren:
- Grüne (krautige) Stängel: weich, oft jährlich erneuert.
- Holzige Stängel (Stämme): verholzt, mit sekundärem Xylem, langlebig und bei Bäumen und Sträuchern ausgebildet.
- Unterirdische Sprosse: wie Rhizome, Knollen oder Zwiebeln — dienen der Überwinterung und vegetativen Vermehrung.
- Ausgeprägte Speicherorgane: Sprossknollen und verdickte Internodien speichern Nährstoffe (Beispiele: Kartoffelknollen als umgewandelte Sprosse).
- Ranken, Dornen, Sprossschuppen: Ranken sind oft umgebildete Seitenachsen zur Kletterhilfe; Dornen können ebenfalls Sprossbestandteile sein und dienen dem Schutz.
Wachstum, Lebensdauer und totes Gewebe
Das Längenwachstum erfolgt durch das apikale (primäre) Meristem, während bei verholzenden Pflanzen das Lateralkambium sekundäres Dickenwachstum erzeugt und Holzschichten (Jahresringe) bildet. Viele pflanzliche Zellen haben eine begrenzte Lebensdauer (häufig ein bis drei Jahre), wie in Studien zu Pflanzenzellen beschrieben. Allerdings bestehen Teile von langlebigen Pflanzen, insbesondere in Bäumen, zu einem großen Teil aus abgestorbenen Zellen: Holz (verholztes Xylem) und totraubige Leitungsgefäße sind strukturell wichtig, speichern keine Lebensfunktionen, erfüllen aber mechanische und Leitungsaufgaben.
Bedeutung für Mensch und Ökosystem
Stängel liefern Holz, Bau- und Brennmaterial, Faserstoffe und sind in vielen Kulturpflanzen Nahrungsquelle (z. B. Zuckerrohrstängel, Kartoffel als spezialisierte Sprosse). Sie beeinflussen Pflanzengesellschaften durch ihre Wuchsform (Strauch, Baum, Kletterpflanze) und spielen eine zentrale Rolle in der Ökologie als Träger von Blättern und Blüten sowie als Lebensraum für Tiere.
Zusammenfassend sind Stängel vielgestaltige Organe mit mechanischen, leitungs-, speicher- und wachstumsbezogenen Funktionen. Ihre Struktur und Form sind eng an die Lebensweise der jeweiligen Pflanze angepasst.
Weißer und grüner Spargel - Stangen sind die essbaren Teile dieses Gemüses
Fachbegriffe für Stämme
Stämme sind oft auf Lagerung, ungeschlechtliche Fortpflanzung, Schutz oder Photosynthese spezialisiert, darunter die folgenden
- Zwiebel - ein kurzer vertikaler unterirdischer Stängel mit fleischigen Speicherblättern, z.B. Zwiebel, Narzisse, Tulpe. Zwiebeln funktionieren bei der Fortpflanzung oft, indem sie sich teilen, um neue Zwiebeln zu bilden, oder kleine neue Zwiebeln, so genannte Bulbillen, produzieren. Da Zwiebeln eine Kombination aus Stängel und Blättern sind, können sie besser als Blätter betrachtet werden, da die Blätter den größten Teil ausmachen.
- Baum - ein verholzter Stamm, der länger als 5 Meter ist, mit einem Hauptstamm.
- Dornen - ein reduzierter Stiel mit einer scharfen Spitze und abgerundeter Form. z.B. Weißdorn.
Struktur des Stammes
Das wichtigste Gewebe im Inneren des Stammes ist das vaskuläre Gewebe. Dieses spielt eine wichtige Rolle bei der Transpiration von Wasser und Nährstoffen. Es gibt viele Hohlröhren, darunter das Xylemgefäß und die Schlerenchymfasern. Das Phloem enthält lebendes Gewebe.
Querschnitt eines Flachsstammes, der die Lage des darunter liegenden Gewebes zeigt. Ep = Epidermis; C = Kortex; BF = Bastfasern; P = Phloem; X = Xylem; Pi = Mark
Wirtschaftliche Bedeutung
Es gibt Tausende von Arten, deren Stämme einen wirtschaftlichen Nutzen haben. Die Stängel liefern einige wenige wichtige Grundnahrungsmittel wie Kartoffeln und Taro. Die Stängel des Zuckerrohrs sind eine wichtige Zuckerquelle. Ahornzucker wird aus den Stämmen von Ahornbäumen gewonnen. Gemüse aus Stängeln sind Spargel, Bambussprossen, Kaktuspolster, Kohlrabi und Wasserkastanie. Das Gewürz, Zimt, ist Rinde von einem Baumstamm.
Zellulose aus Baumstämmen ist ein Lebensmittelzusatzstoff in Brot, geriebenem Parmesankäse und anderen verarbeiteten Lebensmitteln. Gummiarabikum ist ein wichtiger Lebensmittelzusatzstoff, der aus den Stämmen von Akazien-Senegalbäumen gewonnen wird. Chicle, der Hauptbestandteil von Kaugummi, wird aus den Stämmen des Chicle-Baums gewonnen.
Zu den Medikamenten, die aus Stämmen gewonnen werden, gehören Chinin aus der Rinde von Chinarinden, Kampfer, der aus dem Holz eines Baumes derselben Gattung destilliert wird, der Zimt liefert, und das Muskelrelaxans Curare aus der Rinde tropischer Reben.
Holz wird tausendfach verwendet, z.B. für Gebäude, Möbel, Boote, Flugzeuge, Waggons, Autoteile, Musikinstrumente, Sportgeräte, Eisenbahnschwellen, Leitungsmasten, Zaunpfähle, Pfähle, Zahnstocher, Streichhölzer, Sperrholz, Särge, Schindeln, Fassdauben, Spielzeug, Werkzeuggriffe, Bilderrahmen, Furnier, Holzkohle und Brennholz. Holzpulpe wird häufig zur Herstellung von Papier, Pappe, Zelluloseschwämmen, Zellophan und einigen wichtigen Kunststoffen und Textilien wie Zelluloseacetat und Zellwolle verwendet. Auch Bambusstämme finden Hunderte von Verwendungszwecken, darunter Papier, Gebäude, Möbel, Boote, Musikinstrumente, Angelruten, Wasserleitungen, Pflanzpfähle und Gerüste. Stämme von Palmen und Baumfarnen werden häufig zum Bauen verwendet. Schilfrohrstämme sind in einigen Gebieten ebenfalls wichtige Baumaterialien.
Die zum Gerben von Leder verwendeten Gerbstoffe werden aus dem Holz bestimmter Bäume, wie z.B. Quebracho, gewonnen. Kork wird aus der Rinde der Korkeiche gewonnen. Kautschuk wird aus den Stämmen von Hevea brasiliensis gewonnen. Rattan, das für Möbel und Körbe verwendet wird, wird aus den Stämmen tropischer Weinbaupalmen hergestellt. Bastfasern für Textilien und Seile werden aus den Stämmen von Flachs, Hanf, Jute und Ramie gewonnen. Das früheste Papier wurde von den alten Ägyptern aus den Stengeln von Papyrus gewonnen.
Bernstein ist versteinerter Saft aus Baumstämmen; er wird für Schmuck verwendet und kann antike Tiere enthalten. Harze aus Nadelholz werden zur Herstellung von Terpentin und Kolophonium verwendet. Baumrinde wird häufig als Mulch und in Kultursubstraten für Containerpflanzen verwendet.
Einige Zierpflanzen werden hauptsächlich wegen ihrer attraktiven Stängel angebaut, z.B:
- Weiße Rinde von Papierbirke
- Gedrehte Äste der Korkenzieher-Weide und Harry Lauders Spazierstock (Corylus avellana 'Contorta')
- Rote, schälende Rinde von Papierahorn
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Stängel bei einer Gefäßpflanze?
A: Ein Stängel ist eine der beiden Hauptachsen einer Gefäßpflanze.
F: Welche Funktionen hat ein Stängel in einer Pflanze?
A: Die Funktionen eines Stängels in einer Pflanze sind die Unterstützung von Blättern, Blüten und Früchten, der Transport von Flüssigkeiten zwischen den Wurzeln und den oberen Teilen im Xylem und Phloem, die Speicherung von Nährstoffen und die Produktion von neuem lebenden Gewebe.
F: Was sind Knoten und Internodien in einem Stamm?
A: Knoten sind die Teile eines Stängels, die Blätter, Blüten, Zapfen, Achselknospen oder andere Stängel tragen, während Internodien die Teile des Stängels sind, die zwischen den Knoten liegen.
F: Was ist der Unterschied zwischen einem Stamm und einem Spross?
A: Ein Stängel ist eine der beiden strukturellen Hauptachsen einer Gefäßpflanze, während sich ein Spross im Allgemeinen auf neues, frisches Pflanzenwachstum bezieht, das sowohl Stängel als auch andere Strukturen wie Blätter oder Blüten umfasst.
F: Was sind Stolonen und Rhizome bei Pflanzen?
A: Einige Pflanzen haben unterirdische Stämme, die Ausläufer oder Rhizome genannt werden.
F: Was ist die Funktion des Meristems in einem Stängel?
A: Die Funktion des Meristems in einem Stängel ist, dass er sich teilende Zellen enthält und neues lebendes Gewebe produziert.
F: Woraus bestehen Beispiele für länger haltbares Gewebe bei Bäumen?
A: Beispiele für längerlebiges Gewebe bei Bäumen sind Rinde und Xylemgefäße, die aus Zellen bestehen, die nicht mehr leben.
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