Plantentuin Meise



Hydrofyten, overleven in het water

  • Waar te zien in de Plantentuin?

    Tropische en subtropische waterplanten kan u in het Plantenpaleis vinden in de verschillende bassins. Vooral in de Victoriakas zijn ze talrijk aanwezig. Hier zijn ook mangrovebomen te zien.
    Waterplanten uit gematigde streken zijn vooral terug te vinden in de kleine vijvers van het Herbetum. Aan de rand van de Oranjerievijver groeit een grote moerascipres met kniewortels van een meter hoog.
    Inheemse oeverplanten groeien vooral langs de beek die door de Machoechel stroomt.
    Wieren kunnen we u jammer genoeg niet tonen, daarvoor moet u naar de kust.

Waterhyacinth (Eichhornia crassipes)

Voor planten, net als voor alle levende wezens, is water onontbeerlijk. Niet alle planten hebben echter even veel water nodig. Sommige planten zoals droogteplanten of xerofyten, hebben aanpassingen die hen in staat stellen om in een zeer droog milieu te overleven.
Er zijn ook planten die zich aangepast hebben om in een permanent natte omgeving te leven. Ze groeien onder water in vijvers, rivieren of oceanen, al deze planten samen noemen we hydrofyten. Ze kunnen volledige onderdompeling overleven. Sommige zijn in staat om te overleven onder een zeer lage lichtintensiteit, of bij een zeer laag zuurstof gehalte. Waterplanten zijn aangepast aan de diepte van het water waar ze in voorkomen, aan het voedselgehalte van het water en aan de snelheid waarmee het water al dan niet beweegt.
Oever- en moerasplanten (helofyten) groeien met hun wortels in de bodem onder water, ze groeien rechtop en het merendeel van hun lichaam bevindt zich boven water. Voorbeelden hiervan zijn de lisdodde (Typha) of de zwanebloem (Butomus umbellatus), zij kunnen gedurende korte tijd drogere periodes doorstaan. Echte waterplanten leven volledig in het water. Zij kunnen ook in de bodem wortelen en van daaruit bladeren en bloemen vormen die op het water drijven. Voorbeelden hiervan zijn de waterlelie (Nymphaea) en de gele plomp (Nuphar lutea). Sommige soorten leven volledig onder water, enkel hun bloemen worden aan het oppervlakte geproduceerd. Waterpest (Elodea) of vallisneria (Vallisneria) zijn hier voorbeelden van. Nog andere waterplanten zijn volledig vrijlevend. Zij drijven op of onder het wateroppervlakte zonder dat ze ergens wortelen. Eendenkroos (Lemna) is hier een gekend voorbeeld van.
Slechts enkele bloemplanten zijn aangepast aan zout water. In de zeeën vinden we voornamelijk wieren terug. Naast de makrowieren, die bijzonder groot kunnen worden, zijn er ook de microwieren. Deze drijven vlak onder het wateroppervlak. Dit phytoplankton treffen we ook aan zoet water. In zoet water kunnen ook macrowieren voorkomen. In onze streken is het kranswier (Chara) een voorbeeld van een groot groenwier uit zoet water.
Ook sommige bomen vertonen aanpassingen aan een waterig milieu. Mangroves (voornamelijk Rhizophora en Avicennia) groeien aan de tropische kusten en moerascipressen (Taxodium) vormen bossen in de moerassen van Florida. In onze streken groeien elzen (Alnus) en wilgen (Salix) in broekbossen op de overstromingsgebieden van rivieren.

Kieuwen en snorkels
Planten hebben zowel zuurstof als koolstofdioxide nodig. Tijdens de fotosynthese zetten ze koolstofdioxide om in suikers, de plant maakt zijn eigen voedsel. Zuurstof is een bijproduct van dit proces. Voor al hun andere levensprocessen hebben planten, net als dieren, ook zuurstof nodig, ook planten ademen. Daarenboven hebben de plantenorganen die niet aan fotosynthese doen, zoals de wortels, permanent zuurstof nodig.
Water kan, in vergelijking met lucht, veel minder koolstofdioxide en zuurstof bevatten. Bovendien bewegen deze gassen veel trager door water dan door lucht. Het bekomen van deze broodnodige gassen stelt hydrofyten voor een aantal problemen.
Net als vissen hebben de planten organen ontwikkeld om gassen uit het water te halen. De onderwater bladeren van de hydrofyten hebben geen waterafstotende waslaag (cuticula) zoals de bladeren van landplanten. Ze zijn zeer dun, soms slechts enkele cellagen en vaak zijn ze heel fijn vertakt. Net zoals kieuwen hebben ze een groot oppervlak in vergelijking met hun volume. Gassen kunnen zo makkelijker uit het water onttrokken worden. Deze bladeren zijn perfect aangepast om de plant onder water te laten ademen.
Vaak hebben hydrofyten twee types van bladeren, de ondergedompelde bladeren zijn fijn verdeeld terwijl de drijvende bladeren een meer normale vorm hebben. Bij de drijvende bladeren bevinden de huidmondjes zich aan de bovenzijde van de bladeren, niet aan de onderkant zoals bij de meeste landplanten. Zo kunnen gassen uit de lucht gehaald worden.
De meeste hydrofyten hebben een speciaal weefsel in hun bladeren, stengels en wortels. Dit luchtweefsel of aerenchym bevat grote holtes. Doorheen deze holtes kan lucht zich verplaatsen binnen het lichaam van de plant. Rijst (Oryza), die groeit in de modder van moerassen, heeft goed ontwikkeld luchtweefsel in de wortels, deze krijgen hun zuurstof van de groene delen van de plant.
De meeste bomen uit overstromingsgebieden, zoals de els (Alnus) hebben luchtweefsel in hun wortels. Sommige bomen ontwikkelen zelfs snorkels. De moerascipres (Taxodium) vormt ademhalingswortels, deze groeien recht omhoog en steken boven het water uit. Door het luchtweefsel in deze wortels krijgen de delen van de plant die in de zuurstofarme modder zitten voldoende zuurstof. Ook bij mangrovebomen zoals Avicennia vinden we dergelijke ademwortels of pneumatoforen.

Fotosynthese in alle kleuren
Alle planten hebben licht nodig om aan fotosynthese te doen. Licht wordt echter geabsorbeerd door water, hoe dieper je gaat, hoe donkerder het wordt. Alhoewel veel waterplanten zelfs bij zeer lage lichtintensiteit nog aan fotosynthese kunnen doen, is de diepte waarop ze nog kunnen overleven toch beperkt.
Bij de wieren vinden we extra pigmenten terug, deze stellen hen in staat om andere golflengten van licht te gebruiken voor de fotosynthese. Hierdoor kunnen wieren op veel grotere diepte voorkomen dan planten. De groenwieren staan het dichtst bij groene planten en komen enkel in ondiep water voor. De bruinwieren kunnen tot op een diepte van dertig meter groeien en de roodwieren zelfs tot 100 meter onder het oppervlakte. Aan de kust, bij eb, is dit goed te observeren op golfbrekers. De bruinwieren groeien lager dan de groenwieren. In onze koude Noordzee komen slechts weinig roodwieren voor.

Blijven drijven
Echte waterplanten hebben zeer weinig steunweefsel. Zij worden omgeven en gesteund door het water. Ook bevatten waterplanten weinig watervervoerende houtvaten (xyleem), al hun onderdelen staan immers in permanent contact met water.
Veel hydrofyten leiden een drijvend bestaan. Sommige soorten vormen bladeren of bloemen die op het water drijven, andere drijven in hun geheel. Alle drijvende delen van de plant bevatten grote holtes waarin lucht opgeslagen wordt. Deze holtes worden gevormd door het luchtweefsel (aerenchym). Zowel bijvoorbeeld de watersla (Pistia stratioides) als de reusachtige bladeren van de victoriawaterlelie (Victoria amazonica en V. cruziana) bevatten dergelijk aerenchym. De bladeren van de victoriawaterlelie worden langs de onderkant gesteund door een uitgebreid netwerk van versterkte ribben en dwarsverbindingen. Deze ribben bevatten het aerenchym. De bladeren kunnen een diameter van 2 meter halen en tot 40 kg dragen. De bladeren van de victoriawaterlelie hebben een opstaande rand om opspattend water te vermijden. Ze hebben bovendien een afvoergootje in de bladrand, bij overvloedige regen kan het water van het blad afstromen !
Vaak is het opppervlakte van drijvende bladeren waterafstotend. Dit kan het gevolg zijn van een waslaag zoals bij lotus (Nelumbo nucifera) of van kleine haartjes zoals bij watersla (Pistia stratioides).
Bij sommige planten zijn bepaalde organen omgevormd tot echte vlotters, de bladstelen van zowel de waterhyacinth (Eichhornia crassipes) als het drijfgras (Hygroryza aristata) zijn opgezwollen en bevatten veel lucht. Bij bruinwieren worden in de thallus blazen gevormd die de planten doen drijven. Aan de kust is dit opvallend bij het blaaswier (Fucus vesiculosus).

Bewegend water
Een voordeel van snel bewegend water is wel dat het veel zuurstof bevat zodat de gasuitwisseling van de planten relatief eenvoudig is. Daarnaast zorgt bewegend water voor verschillende problemen. De bladeren en stengels moeten aan grote trekkrachten kunnen weerstaan. De vlottende waterranonkel (Ranunculus fluitans) uit de Ardense rivieren demonstreert de verschillende aanpassingen die planten aan dit milieu ontwikkeld hebben. De stengels zijn lang en flexibel, ze zijn plaatselijk verstevigd. De bladeren zijn lang en zeer fijn ingesneden. De planten kunnen soepel mee bewegen met het stromende water. De planten verankeren zich in de bodem met talrijke bijwortels die op de knopen van de stengel gevormd worden. De bloem zijn niet drijvend maar worden hoog boven het stromend water gehouden door een stevige bloemsteel.
Het door eb en vloed heen en weer bewegend water van tropische kusten stelt de mangrovebomen voor andere problemen. Zij ontwikkelen een uitgebreid netwerk van wortels om te voorkomen dat hun substraat zou weg spoelen. Met grote boogvormige luchtwortels breiden de bomen hun gebied gestaag uit. De zaden van de mangroveboom Rhizophora ontkiemen reeds op de moederplant. Ze zijn zeer zwaar en spoelvormig. Wanneer ze bij eb omlaag vallen blijven ze rechtop steken in de modder. Op deze manier plant de boom zijn nakomelingen en voorkomt hij dat ze wegspoelen. Kiemlingen die bij vloed omlaag vallen drijven en blijven voor een lange periode levenskrachtig.

Voortplanting
Talrijke hydrofyten planten zich vegetatief voort. Afgebroken stukjes plant zijn in staat om verder te groeien en zich te vermeerderen. Het meest gekende voorbeeld hiervan is de Canadese waterpest (Elodea canadensis). Vanaf de 19e eeuw werd deze plant in Europa ingevoerd, nooit werden er mannelijke bloemen waar genomen, enkel vrouwelijke, zaden konden er dus niet ontstaan. Waarschijnlijk verspreide de plant zich vegetatief over het ganse continent.
De watersla en de waterhyacinth vormen kindplantjes, vaak is deze vegetatieve vermeerdering zo groot dat deze planten volledige stromen kunnen begroeien en zo de scheepvaart erg kunnen hinderen. Ook het eendenkroos verspreid zich vegetatief.
De bloemen van de meeste hydrofyten worden bestoven door insecten. De bloemen worden dus hoog en droog boven het water gehouden. Slechts enkele planten gebruiken het water zelf om hun bloemen te bestuiven.
De mannelijke bloemetjes van vallisneria (Valliseria spiralis) komen volledig los van de plant. Ze schieten naar het water oppervlakte en drijven daar rond als kleine bootjes. De vrouwelijke bloemetjes blijven aan de met hun bloemsteel aan de plant verbonden. Ze openen zich net boven het wateroppervlak. De mannelijke bootjesbloemen botsen met de vrouwelijke en leveren zo het stuifmeel voor de bevruchting.
Nog een vorm van waterbestuiving vinden we bij de zeegrassen (Zostera), deze planten zijn helemaal niet verwant met grassen maar eerder met de fonteinkruiden (Potamogeton). Qua uitzicht lijken ze evenwel op onder water groeiende grassen. Uit de mannelijke bloemen worden draadvormige, gekronkelde, stuifmeelkorrels vrijgezet. Deze blijven volledig onder water. Door de bewegingen van het water worden ze in de buurt van de vrouwelijke bloemen gebracht. Deze hebben langwerpige stempels waaraan de gedraaide stuifmeelkorrels blijven hangen.
Echte onderwaterbestuiving vinden we bij het hoornblad (Ceratophyllum) uit onze streken. Zowel de mannelijke als de vrouwelijke bloemetjes openen zich onder water. De meeldraden komen los van de mannelijke bloemen en drijven naar boven. De helmknoppen openen zich en de wolkjes pollenkorrels dwarrelen naar beneden. Ze worden mee gevoerd door waterbewegingen en komen zo in contact met de vrouwelijke bloemen, waarna er een bevruchting optreedt. Het ontstane vruchtje, een nootje, is zwaarder dan water en zakt naar de bodem waar het kiemt. Het hoornblad is één van de enige soorten bloemplanten wiens levenscyclus zich volledig onder water afspeelt, dit is eigenlijk het botanisch equivalent van een dolfijn.

Voor vragen over een bezoek aan de Plantentuin, contacteer Patrick Bockstael (Tel.: + 32 2 260 09 70).

Plantentuin Meise
Domein van Bouchout
B-1860 Meise