34.15 : Adaptionen, die den Wasserverlust reduzieren

Obwohl die Verdunstung von den Pflanzenblättern die Transpiration antreibt, führt sie auch zu Wasserverlust. Da Wasser für fotosynthetische Reaktionen und andere zelluläre Prozesse entscheidend ist, haben evolutionäre Drücke auf Pflanzen in verschiedenen Umgebungen die Aneignung von bestimmten Adaptionen für die Reduktion des Wasserverlusts vorangetrieben.

In Landpflanzen wird die oberste Zellschicht des pflanzlichen Blattes Epidermis genannt, die mit einer wachsartigen Substanz, der Kutikula, beschichtet ist. Diese hydrophobe Schicht besteht aus polymeren Cutin und anderen pflanzlichen Wachsen, die von epidermalen Zellen synthetisiert werden. Diese Substanzen verhindern den unerwünschten Wasserverlust und das Eindringen von nicht benötigten gelösten Stoffen. Die spezifische Zusammensetzung und Dicke der Kutikula variieren je nach Pflanzenart und Umgebung. Andere Blattanpassungen können auch die Verdunstung minimieren, vor allem durch die Verringerung der Oberfläche. Zum Beispiel haben einige Gräser eine gefaltete Struktur, was den Wasserverlust reduziert. Alternativ werden die Blattspreiten von anderen Grasarten gerollt, um vor der Verdunstung zu schützen. Einige Wüstenpflanzen haben Blätter, die mit mikroskopisch kleinen Haaren beschichtet sind, die Wasserdampf einfangen und somit die Verdunstung reduzieren können.

Wasser verdunstet vor allem durch die kleinen Löcher, den Stomata, die sich in den Pflanzenblättern befinden. Die Stomata einiger Pflanzen befinden sich ausschließlich auf der unteren Blattoberfläche und schützen so vor übermäßiger Verdunstung durch Wärme. Andere Pflanzen fangen Wasserdampf in der Nähe von in Gruben liegenden Stomata ein, wodurch der Wasserverlust durch das Verdunsten reduziert wird, da Schließzellen, die die Spaltöffnung flankieren, relative Feuchtigkeit messen können. Einige Wüstenpflanzen öffnen ihre Stomata nur nachts, wenn eine Verdunstung weniger wahrscheinlich ist. Diese Strategie wird Crassulaceen-Säurestoffwechsel (CAM) genannt, und Pflanzen, die es verwenden, fixieren und nehmen Kohlenstoffdioxid nur in der Nacht auf, und führen lichtabhängige fotosynthetische Reaktionen während des Tages durch. Einige Wissenschaftler haben genmanipulierte Pflanzen vorgeschlagen, um die Kohlenstofffixierung von der Photosynthese zu entkoppeln, indem sie CAM verwenden, um die Verdunstung die durch die Erderwärmung vorangetrieben wird, zu vermindern.