Licht ist für Pflanzen unabdingbar. Ohne ausreichend Licht und die richtige Zusammensetzung sterben sie schon nach kurzer Zeit. Dabei beeinflusst der abiotische Faktor Licht Pflanzen auf die unterschiedlichsten Weisen. Er hat zum Beispiel Auswirkungen auf die Wuchshöhe von Pflanzen, kann ortsfeste Bewegungen auslösen und bestimmt die Blüten- und Keimbildung.
Über lange Zeit haben sich die verschiedenen Pflanzen an unterschiedliche Standorte und das dort zur Verfügung stehende Licht angepasst. Unterschieden werden kann deshalb in Lichtpflanzen, welche für die Photosynthese viel Licht benötigen und in die Schattenpflanzen, welche die beste Photosyntheseleistung mit wenig Licht erreichen.
Lichtpflanzen und Schattenpflanzen – Definition
An unterschiedlichen Standorten erhalten Pflanzen unterschiedlich viel Licht. In einem Wald erreichen die oberen Blattschichten zum Beispiel 100 Prozent der gesamten Lichtenergie, während am Boden nur etwa 2 Prozent der Lichtenergie ankommen. Verschiedene Pflanzenarten haben sich an ihre jeweiligen Standorte und vor allem an das dort zur Verfügung stehende Licht angepasst.
Pflanzen, die mit wenig Licht auskommen, bezeichnet man als Schattenpflanzen. Sie benötigen für eine maximale Photosyntheseleistung nur eine geringe Menge an Licht. Jene Pflanzen, die viel Licht zum Überleben bzw. für die Photosynthese benötigen, sind dagegen Lichtpflanzen (Sonnenpflanzen).
Lichtpflanzen und Schattenpflanzen – Pflanzen und Licht
Für alle Pflanzen ist Licht überlebenswichtig – ohne es, würden sie nach kürzester Zeit sterben. Gleich mehrere wichtige Prozesse steuert das Licht bei Pflanzen:
- Den Stoffwechsel (auch: Photosynthese)
- Die Formentwicklung (auch: Photomorphogenese)
- Die Tageslängenreaktion (auch: Photoperiodismus)
Vor allem die Photosynthese ist für Pflanzen unerlässlich.
Photosynthese bei Licht- und Schattenpflanzen
Die Photosynthese ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Um eine möglichst hohe Photosyntheserate zu erreichen, sind verschiedene Faktoren nötig. Der Hauptfaktor bezieht sich auf die Stärke des Lichts, allerdings spielen auch Temperatur und das vorhandene Kohlenstoffdioxid eine wichtige Rolle. Die Lichtreaktion, wie auch die Dunkelreaktion, sind Teilreaktionen der Photosynthese und werden zur Energiegewinnung der Pflanze eingesetzt.
Im Bereich der Chemie gibt es einen ausführlichen Artikel zu dem Ablauf der Photosynthese!
Die Lichtreaktion
Bei der Lichtreaktion wird durch verschiedene Reaktionen die Strahlungsenergie der Sonne in chemische Energie umgewandelt. Diese Energie wird schließlich als ATP (Adenosintriphosphat) und als Elektronencarrier-Molekül NADPH gespeichert. Der Vorgang der Lichtreaktion ist die Voraussetzung für die Dunkelreaktion, die im darauffolgenden Schritt stattfindet.
Weiterführende Informationen zu diesem Thema findest Du im Artikel “Lichtreaktion”!
Die Dunkelreaktion
Bei der Dunkelreaktion wird durch die chemische Energie der Lichtreaktion und Kohlenstoffdioxid Zucker aufgebaut. Dabei wird Kohlenstoffdioxid durch Poren aus der Luft gefiltert. Durch Enzyme werden nun die Kohlenstoffatome des Kohlenstoffdioxids durch die Kohlenstoffdioxidfixierung verbaut und stabile energiereiche Verbindungen hergestellt, etwa Zuckermoleküle.
Photosyntheserate, Lichtsättigungspunkt und Lichtkompensationspunkt
Verschiedene Lichtverhältnisse bzw. vor allem die Beleuchtungsstärke beeinflusst, wie die Photosynthese abläuft.
Je nach Lichtintensität wird bei den Pflanzen die Photosyntheserate beeinflusst. Darunter versteht man die Geschwindigkeit, mit der die Photosynthese innerhalb der Pflanze abläuft. Je mehr Licht auf die Blätter einer Pflanze trifft, desto höher fällt die Photosyntheserate aus.
Der Lichtsättigungspunkt tritt ein, wenn die maximale Photosyntheseleistung einer Pflanze erreicht ist und nicht durch noch mehr Lichtintensität gesteigert werden könnte. Erhöht sich die Lichtintensität über den Lichtsättigungspunkt, kann das zu Schäden oder sogar dem Tod der Pflanze führen.
Der Lichtkompensationspunkt einer Pflanze definiert die Beleuchtungsstärke, bei welcher der Verbrauch und die Produktion von CO2 genau gleich groß sind.
Sonnenblätter und Schattenblätter
Der Aufbau der Sonnenblätter und Schattenblätter wird in der Regel während der Knospenentwicklung bestimmt. Die zu diesem Zeitpunkt vorherrschende Lichtintensität bestimmen die anatomischen und morphologischen Gegebenheiten der Blätter. Bei viel Licht entsteht ein mehrschichtiges Palisadengewebe und damit ein sogenanntes Sonnenblatt, währen bei geringer Lichtintensität nur ein einschichtiges Palisadengewebe, und damit ein Schattenblatt, entsteht.
Im Artikel Sonnenblätter und Schattenblätter findest Du weitere Informationen zu diesem Thema!
Lichtpflanzen und Schattenpflanzen – Lichtpflanzen
Lichtpflanzen werden auch Sonnenpflanzen, Starklichtpflanzen oder Heliophyten genannt. Zu ihnen gehören jene Pflanzen, die an einen warmen Standort mit einer hohen Lichtintensität angepasst sind.
Lichtpflanzen: Blätter und Wurzeln
Die Blätter von Sonnenpflanzen sind eher klein und mit Wachs oder einer Behaarung überzogen, um die Pflanze vor zu viel Licht und vor allem dem Verlust von Wasser zu schützen. Dennoch ist ihr Wasserverbrauch aufgrund des meist sehr warmen Standortes hoch, weshalb ihr Wurzelwerk tief und weitverzweigt ist.
Lichtpflanzen: Lichtkompensationspunkt
Lichtpflanzen haben einen hohen Lichtkompensationspunkt. Für sie ist daher mehr Licht erforderlich, um Sauerstoff und Stärke zu produzieren. Dies kommt dadurch zustande, dass Sonnenpflanzen mehr Lichtquanten zur Verfügung haben und gleichzeitig einen höheren Sättigungswert besitzen.
Lichtpflanzen: Beispiele
Zu den Lichtpflanzen gehören zum Beispiel Thymian, Silberdisteln und Heidekraut.
Lichtpflanzen und Schattenpflanzen – Schattenpflanzen
Schattenpflanzen werden auch Schwachlichtpflanzen und Skiadophyten genannt. Sie wachsen an schattigen, weniger Licht intensiven, kühlen Standorten.
Unterschieden werden können die Schattenpflanzen in obligatorische und fakultative Schattenpflanzen.
Obligatorische Schattenpflanzen überleben nur im Schatten und würden an einem sonnigen Standort sterben. Fakultative Schattenpflanzen können sowohl im Schatten, als auch mit viel Sonnenlicht wachsen. In der Sonne bilden sie dann jedoch eine sogenannte Sonnenform aus.
Schattenpflanzen: Blätter und Wurzeln
Schattenpflanzen haben aufgrund ihres Standortes nur einen geringen Verbrauch an Wasser und deshalb meist ein sehr flaches, wenig entwickeltes Wurzelsystem.
Die Blätter von Schattenpflanzen sind häufig dünn und groß, die der Lichtpflanzen dagegen eher klein, dick und mit Haaren oder einer Wachsschicht überzogen.