Vannplante

vannplanter

er planter som normalt vokser i eller nær ved vann eller sumpig miljø. Vannplanter har mange tydelige tilpasninger til sitt levevis, i både form, størrelse, struktur (morfologi og anatomi).

Felles er at vannplantene har rikelig tilgang på vann. Behovet for et system for vanntransport er derfor betydelig minsket, og fungerer bare i forbindelse med transport av næringssalter som er tatt opp fra sedimentene på bunnen av vannet. Vannplanter har gjerne ulik bladform avhengig av om bladene er under eller over vann.

Noen vannplanter er frittsvømmende, som andemat og blærerot, mens de fleste karplanter er fastsittende, for eksempel nøkkeroser og tjørnaks. Hos de fleste vokser blomstene opp over vannet, og pollinering skjer ved vind eller insekter, i noen tilfeller også ved selvbestøvning. Unntaksvis skjer bestøvningen under vann.

Siden stoffer flytter seg ulikt i vann og i luft, er bladene tilpasset ulik grad av neddykking. Bladene er tilpasset lav diffusjonshastighet av gasser i vann sammenlignet med luft, en veksttilpasning kalt hydromorfi.

Neddykkete blader er tynne og flate med bare to cellelag, eller de er lange og trådsmale med fotosyntetiserende kloroplaster i hudvevet. Dette gir store overflater og kortere diffusjonsvei for karbondioksid og oksygen.

Vannplantenes hudvev er ganske tynt, mangler kutikula og har heller ikke spalteåpninger. Det letter opptaket av karbondioksid, oksygen og løste salter gjennom bladene. Flytebladene er gjerne runde eller ovale og har en mer normal bygning.

Slik ulik bladform kalles heterofylli, fra gresk heteros – forskjellig og phyllon – blad.

Vann- og sumpplanter har et nettverk av luftkanaler fra blad gjennom stengelen og ned til rot eller rotstokk, og gjennomluftingsvevet sørger for oksygen til alle delene av planten, og kan frakte CO₂ til fotosyntesen. Ofte har luftkanalsystemene ved leddknutene en gjennomhullet plate med små porer.

Vanligvis inneholder sedimentene i vannet lite oksygen (hypoksis) eller er anaerobe uten oksygen (anoksis). Anaerobe forhold kan gi giftige effekter av toverdig jern (Fe²⁺) og hydrogensulfid, men gjennomluftingsvevet sørger for at det er oksygen i rotsonen, hvor oksidasjon av jern gir brunfargete røtter.

Styrkevev er som regel svakt utviklet, men finnes samlet i midten av stengelen, slik at det gir best motstand mot strekning i vann under bevegelse.

Den danske botanikeren Christen C. Raunkiær klassifiserte plantene i økologiske kategorier, og etter deres voksemåte kan vannplantene deles i:

• sumpplanter
• flyteplanter
• flytebladplanter
• vannskuddplanter
• kortskuddplanter

Sumpplanter (helofytter, gresk helos – marsk) har rot eller rotstokk på bunnen eller bredden av vannet, men stengler, blad og blomster opp i lufta, for eksempel takrør, dunkjevle, sjøsivaks, elvesnelle, bukkeblad, gulldusk, myrkongle, piggknopp, bekkeblom, selsnepe, og flaskestarr.

Vass-slirekne (Persicaria amphibia) er eksempel på en amfibieplante med flyteblad med lange bladstilker hvis den vokser i vann, som også har en landform med lansettformete blad med kort bladstilk og som sjelden blomstrer.

Flyteplanter (lemnider) flyter fritt på vannet, for eksempel andemat og den nitrogenfikserende vannbregnen Azolla. Tette matter med flyteplanter som dekker vannoverflaten har stor økologisk effekt, siden de hindrer lys å trenge ned i vannet, og reduserer veksten av andre fotosyntetiserende organismer. Flyteplantene bidrar til oksygenmangel i vann og sedimenter ved at organisk materiale synker og råtner.

Flyteplanter er et stort problem i subtropiske og tropiske områder hvor vannveier, kanaler, dammer, vannreservoarer og sjøer er dekket av vannhyasint, vannsalat (Pistia stratoites) og vannbregnen Salvinia (Salvina molesta). Økende grad av eutrofiering bidrar til spredning av flyteplanter.

Flytebladsplanter (nymphaeider) har rot eller rotstokk i bunnen av vannet og flytende blad på vannoverflaten, for eksempel gul og hvit nøkkerose, flotgras, vassoleie, og vanlig tjønnaks.

Vannskuddsplanter (elodeider) har lange stengler nede i vannet uten flyteblad. De flyter fritt i vannet for eksempel blærerot og hornblad, eller kan være festet til bunnen, som hos tusenblad, vasspest, hesterumpe, hjertetjønnaks og rusttjønnaks.

Kortskuddsplanter (grunnskuddsplanter, isoetider) har rot i bunnen av vannet med kort eller manglende stengel og bladene danner en rosett, for eksempel brasmegras, botnegras, sylblad og tjønngras, samt ålegras i saltvann.

Oligotrofe sjøer er næringsfattige, sure, klare og med liten produktivitet. Karakterarter er brasmegras, flotgras og botnegras.

Eutrofe sjøer er næringsrike og ligger ofte i områder hvor det skjer gjødselavrenning fra jordbruk med tilførsel av nitrogen og fosfor. Arter som takrør, tjønnaks, vasspest og tusenblad dominerer i eutroft vann og langs vannbredden vokser mannasøtgras og strandrør.

Dystrofe sjøer er brunfargede myrtjern med mye oppløst humus, med gul nøkkerose som en karakterart. I vannet er det en likevekt mellom karbonat (CO₃^2-), hydrogenkarbonat (HCO₃^-)og karbondioksid (CO₂) avhengig av pH, vist i et Bjerrum-diagram.

I surt vann med pH lavere enn 5.5 vil mesteparten av alt uorganisk karbon foreligge som karbondioksid. Ved høyere pH som i eutroft vann og saltvann vil mesteparten av karbonet i vannet være hydrogenkarbonat. Plantene bruker karbondioksid oppløst i vann som substrat for enzymet rubisko i fotosyntesen, mens enzymet fosfoenolpyruvat karboksylase i C4- og CAM-metabolisme bruker hydrogenkarbonat. Vannplanter med bladene neddykket i vann kan har en form C4-fotosyntese som gir mer effektivt opptak av karbon fra vannet.

Våtmarker er områder hvor vannspeilet ligger over eller like over overflaten av jorda i større deler av året. Våtmarkene kan bli oversvømt av både ferskvann og saltvann. Våtmarkene kan deles inn i områder hvor dekomponeringen går sakte og vi får en akkumulering av organisk stoff som i myr. Våtmarker med liten akkumulering av organisk materiale gir sumplandskap. De vanligste artene slike steder er dunkjevle, takrør og starr.

Saltvannsplanter (halofytter) vokser i tilknytning til brakkvann eller saltvann. Noen eksempler på saltvannsplanter er salturt, havgras, havfrugras, busttjønnaks, havsivaks, ålegras, samt mangrove i tropiske strøk.

Alle saltvannsplanter er tilpasset vannopptak fra vann med høyt innhold av salter, og må ha et vannpotensial inne i planten som er lavere (mer negativt) enn det som er i sjøvannet.

Marsklandskap er store strandbukter hvor det er relativt liten vannbevegelse slik at leirpartikler (silt) akkumuleres og avleires på mudderflater (akkumulasjonsstrand). Karakterart i marsklandskap er salturt og fjæresaltgras, planter som er tilpasset tidevann og lavt oksygeninnhold i i mudderet.

Estuarier er produktive brakkvannsområderlvemunninger med utløp til saltvann eller med annet ferskvannstilsig, men hvor det er liten direkte kontakt med havområdet utenfor. Ferskvannet blir liggende som et lag over det tyngre saltvannet, men tidevann, fordampning og vind bidrar til sirkulasjon i vannmassene som får varierende saltinnhold (salinitet).

Plantene i estuarier må tåle store bølger og drag fra vannmassene, vind, sterk solinnstråling og variasjoner i saltinnhold. Karakterarter i estuarier er ålegras og havstrandgras i slekten Spartina i grasfamilien.

Ålegras (Zostera) er den eneste planteslekten, unntatt alger, som kan vokse fullstendig neddykket i saltvann. Ålegras danner basis for det produktive marine økosystemet ålegrasenger som gir beskyttelse og mat til en rekke arter av muslinger, krepsdyr, fiskeyngel, og andefugl. Ålegras vokser i grunne laguner og estuarier med klart vann og sand- eller mudderbunn.

Ålegras har båndformete blad, og kan forveksles med alger. Bladene vokser opprett og kommer ut av en skjede. Planten er flerårig og visner ned om høsten. Ålegras har rotstokk (rhizom) like under mudderflaten, og veksten av rotstokken gir dannelse av skudd og vegetativ formering. Planten kan også formere seg kjønnet via nakne blomster. Rotstokken stabiliseres mudderbunnen og bladene fanger opp slam, detritus og partikler i vannet. Veksten av ålegras reduseres med økt turbiditet i vannet eller planktonoppblomstring. Det kan vokse epifytter på bladene til ålegras. Den ikke-fotosyntetiserende heterokonte soppen Labyrinthula zosterae ga på 1930-tallet sykdom på ålegras.

I sumpplanter og flytebladplanter er det en fuktighets- , temperatur- og trykkdrevet transport av oksygen ned til røtter eller rotstokk som befinner seg på bunnen av stillestående vann. Denne transporten er raskere enn vanlig diffusjon av gasser.

Det er et ventillasjonssystem med luftvev (aerenkym) basert på forskjeller i vanndamptrykk på innsiden og utsiden av bladene, og hvor det skjer et samvirke mellom eldre og ynge blad på planten. Vann fordamper fra de indre overflatene på bladene og lager en høyere konsentrasjon av vanndamp på innsiden av bladene enn på utsiden, og dessuten skjer det i lyset en oppvarming av bladene som øker vanndamptrykket, en termisk indusert transpirasjon som bidrar til trykkøkning og transport.

Økning av vanndampkonsentrasjon og vanndamptrykk gjør at partialtrykket til oksygen og nitrogen blir lavere inne i bladet enn utenfor, noe som lager en konsentrasjonsgradient. Dessuten er det en anatomi med skillevegger (diafragma) og små mikroporer som lager luftkammere som gir større motstand mot massestrøm enn mot diffusjon. Dette bidrar til å opprettholde trykket.

I de eldre bladene har større porer og større åpning av stomata som gir mindre trykkoppbygging. Oksygen beveger seg fra unge blad gjennom rhizomene og ut gjennom de eldste bladene. Metan som lages av anaerobe metanogene bakterier i sedimentet på bunnen av vannet finnes i aerenkymet i hele planten om natten. Om dagen finnes bare metan i stengelen på gamle blad.

Hos nøkkeroser, tjønnaks og lotusplanten går luftstrømen inn i de unge bladene, ned bladstilken til rotstokken (rhizom), og ut gjennom stengel og bladplate til eldre blad. Hos bred dunkjevle og takrør blir visne, døde delvis brukkete fjorårsbladen stående igjen over vinteren og ut på forsommeren, og bidrar til ventillasjonssystemet med transport av oksygen til røttene. Det er en Venturi-effekt via Bernoulli-effekten når vind og luftstrøm passerer døde stengler og lager et lavt trykk.

• plantefysiologi
• landplanter