Eine Pflanze muss atmen. Kohlendioxid rein, Sauerstoff raus – zumindest solange die Sonne scheint. Das Problem ist, dass auch Wasser austritt, und das ist ein Problem. Pflanzen haben also ausgeklügelte Mechanismen zur Kontrolle des Gastransports und des Wasserverlusts durch kontrollierbare Poren auf den Blättern, die man nennt Stomata.
Bei großen Blättern ist ein beträchtlicher Teil der Blattfläche ziemlich weit vom Ansatzpunkt des Blattstiels entfernt, der die Wasserquelle darstellt. Bei einem großen und ganzen (runden) Blatt sollten die Ränder und die Spitze daher anfälliger für Wasserstress sein als die basalen oder zentraleren Blattregionen, da sich diese Stellen am „Ende“ des Druckabfalls befinden, der sich während der Blattaderung über die Blattadern erstreckt Transpiration. Tatsächlich ist die Größe ein Blattmerkmal, das eine signifikante negative Korrelation mit abnehmender Luftfeuchtigkeit aufweist. Räumliche Unterschiede in der Regulierung der Stomata, die Wasserstress in den Blattzonen verhindern, könnten daher erwartet werden.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany untersucht die großblättrige gemäßigte Rebe Aristolochia Macrophylla. Die Studie wurde an einem erwachsenen Exemplar unter natürlichen Bedingungen durchgeführt. Diese Art hat eine dichte Krone mit großen, dünnen und ganzrandigen Blättern – die Blätter weisen nahezu identische Länge und Breite auf. Diese Form führt zu einer hohen „Anhäufung“ der Blattfläche, die insbesondere zweidimensionale Gradienten der Wasserversorgung fördern dürfte. Es findet sich der Tagesgang der Ladungswechselregulierung in A. Macrophylla Blätter hängt von der Blattzone ab. Eine örtliche Koordination des Gasaustausches findet man häufig für die unterschiedlichen Einbauhöhen innerhalb einer Anlage. Diese Gradienten zwischen den Überdachungen spiegeln nicht nur Unterschiede im Mikroklima wider, sondern auch lokale Wasserdefizite und/oder hydraulische Einschränkungen. Das gesamte Pflanzenwassersystem mit seinen lokalen Differenzierungen wird durch die stomatale Funktion integriert, die Angebot und Nachfrage moduliert.
Das Tagesmuster der stomatalen Leitfähigkeit in der großblättrigen gemäßigten Liane Aristolochia Macrophylla hängt von der räumlichen Position innerhalb der Blattschicht ab. (2013) Annals of Botany 111 (5): 905–915. doi: 10.1093/aob/mct061
Es wird erwartet, dass der große Abstand zwischen den peripheren Blattregionen und dem Blattstiel in großen Blättern stärkere negative Wasserpotentiale an der Blattspitze und den Randzonen im Vergleich zu zentraleren oder basalen Blattregionen verursacht. Daher ist mit blattzonenspezifischen Unterschieden in der Wasserversorgung und/oder dem Gasaustausch zu rechnen. In dieser Studie wurde untersucht, ob sich bei großen Blättern zonale Unterschiede in der Gasaustauschregulation nachweisen lassen. Der Tagesverlauf der Stomataleitfähigkeit, gs, wurde an definierten Laminazonen während zweier aufeinanderfolgender Vegetationsperioden in der Liane überwacht Aristolochia Macrophylla die große Blätter hat. Das lokale Klima und das Stammwasserpotenzial wurden ebenfalls überwacht, um Parameter einzubeziehen, die an der Reaktion der Stomata beteiligt sind. Zusätzlich wurden zonale Aderndichten der Blätter gemessen, um mögliche Trends in der lokalen hydraulischen Versorgung zu bewerten. Es wurde festgestellt, dass das Tagesmuster von gs von der Position innerhalb eines Blattes in abhängt A. Macrophylla. Die höchsten Werte am frühen Morgen wies die apikale Region auf, mit anschließendem Abfall am späteren Morgen und einem weiteren allmählichen Abfall gegen Abend. Das Tagesmuster von gs an den Randregionen war ähnlich dem der Blattspitze, zeigte jedoch eine Zeitverzögerung von etwa 1 h. An der Blattbasis war das Tagesmuster von gs ähnlich dem der Ränder, aber mit niedrigerem maximalen gs. In den Bereichen der Blattmitte neigte gs dazu, während des größten Teils des Tages ziemlich konstante moderate Werte zu zeigen. Die Dichten kleinerer Venen waren am Rand und an der Spitze geringer als in der Mitte und an der Basis. Die Regulierung des Gasaustauschs scheint zonenspezifisch zu sein A. Macrophylla Blätter. Es wird vermutet, dass das Raum-Tages-Muster von gs ausgedrückt wird durch A. Macrophylla Blätter stellt eine Strategie dar, um Wasserstress in den Blattzonen und nachfolgende Venenembolie zu verhindern.
