Trachee (Pflanze)

REM- (oben) und lichtmikroskopische Aufnahme (unten) von Gefäßelementen (Eiche)

Der Begriff Trachee bezeichnet in der Botanik ein Gefäßelement des Xylems, das sich im Leitbündel der Sprossachse höherer Pflanzen befindet. Angiosperme Samenpflanzen transportieren in den Tracheen Wasser aus den Wurzeln in die Blätter. Die hauptsächliche Antriebskraft dafür ist der Transpirationssog, der durch die Kohäsionstheorie erklärt wird. Daneben kann der Wurzeldruck eine Rolle spielen, z. B. im Frühjahr. Tracheen sind wie Tracheiden tote, verholzte Zellen.

In Tracheen sind die Zellwände in axialer Richtung vollständig oder teilweise aufgelöst. Innerhalb eines Gefäßes sind mehrere Tracheenzellen miteinander verbunden, so dass im Vergleich zu Tracheiden eine lange durchgehende Röhre gebildet wird. Die Gesamtheit der Tracheen bilden (zusammen mit den Tracheiden) somit ein kontinuierliches und kommunizierendes Röhrensystem von den Wurzeln zu den Blättern.

In Querrichtung ist ein Wassertransport über Tüpfel möglich. Die Tüpfel der Bedecktsamer (Angiospermen) sind dabei einfacher als die Hoftüpfel des Torus-Margo-Typs der Nacktsamer (Gymnospermen) aufgebaut. Die Tüpfelmembran der Tracheen besteht aus einem netzartigen Wirrgeflecht aus Mikrofibrillen. Die sehr kleinen „Maschen“ der Tüpfelmembrane verhindern eine Ausbreitung der Gasphase im Falle einer Embolie, da die sich ausbildenden Menisken an der Wasser-Gas-Grenze sehr hohen Drücken standhalten können (Young-Laplace-Gleichung). Ist die Druckdifferenz zwischen Wasser- und Gasseite jedoch zu groß, können benachbarte Gefäße ebenfalls embolisiert werden. Eine örtliche Begrenzung von Embolien kann deshalb mit Hoftüpfeln der Gymnospermen wahrscheinlich besser erreicht werden, da diese wie Rückschlagventile funktionieren.

Man kann zwischen Tracheen und Tracheiden unterscheiden, indem man einen Querschnitt eines histologischen Präparats auf die axialen Wände der jeweiligen Gefäße untersucht. Tracheen besitzen außerdem oft einen deutlich größeren Durchmesser. Sie sind im Gegensatz zu den Tracheiden ausschließlich für die Wasserleitung verantwortlich. Tracheiden tragen gleichzeitig noch zur mechanischen Stabilisierung der Pflanze bei (Doppelfunktion). Bei Laubbäumen erhöhen zusätzliche Holzfaserzellen die mechanische Stabilität. Durch den größeren Durchmesser ist in Tracheen der Volumenstrom deutlich höher als in Tracheiden (Hagen-Poiseuille'sches Gesetz), jedoch steigt die Gefahr einer Gefäßembolie durch Abreißen des Wasserfadens. Die meisten Gymnospermen (Nacktsamer) besitzen für den Wassertransport nur Tracheiden (Ausnahme: Gnetales). Dagegen kommen bei den meisten Angiospermen (Bedecktsamer) sowohl Tracheen als auch Tracheiden vor (Ausnahmen sind beispielsweise die Winteraceae, die keine Tracheen besitzen).

Siehe auch: Trachee (Wirbellose)

Literatur

  • Anita Roth-Nebelsick. Die Prinzipien der pflanzlichen Wasserleitung. Biologie in unserer Zeit 2/2006 (36): 110–118.

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