Figur 15-18. Undervandsplanten glinsende vandaks har tykke kalkbelægninger på oversiden af bladene.

.

Planterne i rørsumpen og flydebladszonen har luftkontakt og udnytter atmosfærens CO2 til fotosyntesen på samme måde, som landplanterne gør. Det samme er tilfældet, når nogle af undervandsplanterne, f.eks. visse vandranunkler, vandstjerner og vandaksarter, hen på sommeren kortvarigt danner flydeblade og hermed både skaber sig en ekstra CO2-kilde og en flydende platform, hvorfra dem kan sende sine blomster op i luften.

Situationen er en helt anden for de undervandsplanter, der hele livet har bladene nede i vandet. Her har evolutionen været på overarbejde, fordi molekylernes diffusion er så langsom i vand, at forsyningen pr. bladoverflade risikerer at blive for lille (se Om at optage stof fra vand og Planternes tilpasning til iltproblemer).

Kuldioxid som kulstofkilde

De små rosetplanter får mere end 90 % af CO2 til fotosyntesen via rodnettet, men også hos enkelte ikke-rosetplanter (f.eks. smalbladet pindsvineknop) er søbunden en vigtig CO2-kilde.

CO2-koncentrationen i søbunden er takket være mikroorganismernes respiration typisk mellem 0,5 og 10 mmol pr. liter, og det er mellem 25 og 500 gange mere end i søvandet (ca. 0,02 mmol pr. liter). Hos de planter, der har luftkanaler fra blade til rødder, fungerer rødderne derfor som en snabel, der stikkes ned i en sodavand med masser af boblende CO2. Når tvepibet lobelie og flere brasenfødearter vokser på land, danner de ikke spalteåbninger og har fortsat den blotlagte bund som vigtigste CO2-kilde. Det er endog tilfældet for strandbo, selv om luftbladene har spalteåbninger nær spidsen (tabel 15-2).

Sø og mosart

Vokse-

dybde (m)

Indstråling på voksedybde (mol foton per m2)

Tilvækst (mm per skud)

Livs-

længde (år)
Char Lake, Canada
Drepano-cladus revolvens

6,8

820

11,5

8,8

10,8

485

9,3

10,3

Grane Langsø, Danmark
Drepanocalus exannulatus

6

621

248

1,4

10

144

226

1,4

Tabel 15-1. Vandmosser i søers bundvand. Den årlige, gennemsnitlige tilvækst og livslængde af mosser i det kolde, lysfattige bundvand er langt mindre i Char Lake, Arktisk Canada (gennemsnitstemperatur 1 °C) end i Grane Langsø, Midtjylland (gennemsnitsteperatur 6 °C). Den årlige indstråling på samme voksedybde er ikke markant forskellig i de to søer, men indstrålingen er koncentreret til 6 sommeruger i Char Lake, som er dækket af is og sne det meste af året. Efter Riis og Sand-Jensen, 1997, og Sand-Jensen m.fl., 1999.

Kan undervandsplanterne ikke udnytte alternative CO2-kilder i luften eller bunden, må de alene klare sig med uorganisk kulstof fra vandet. Tæt på søbunden kan de dog lukrere på CO2 frigjort fra bunden. Her kan mosser, som vokser tæt hen over bunden, opleve 10 gange højere CO2-koncentration end længere oppe i vandet. Men hvis vandet kun indeholder det CO2, det modtager fra atmosfæren, begrænses fotosyntesen hos næsten alle større vandplanter.

Hydrogenkarbonat som kulstofkilde

Stort set alle algegrupper og blomsterplanter, men ikke mosser, er i stand til aktivt at udnytte hydrogenkarbonat (HCO3-) fra vandet som supplement til CO2. I de fleste danske søer varierer indholdet af hydrogenkarbonat fra 0,1 til 4,0 mmol pr. liter, og denne kulstofkilde rummer dermed 5-200 gange mere CO2 opløst i vandet.

Parameter

Under vand

I luft

Væksthastighed (% pr. dag)

3,4

3,2

Luftvæv (% af plantevolumen)

60

42

Typisk CO2 ved rødder (gange overmætning)

60‑300

30

CO2 til fotosyntesen optaget af rødder (%)

95

80

Tabel 15-2. Strandbo opretholder samme væksthastighed på fugtig bund på land som under vand, og den fortsætter med at modtage det meste af sit CO2 til fotosyntesen fra rødderne via et veludviklet indre luftvæv. Spidsen af luftbladene danner imidlertid spalteåbninger på overfladen (ca. 100 pr. mm2 som hos landplanter) og luften bliver en ekstra kilde til plantens CO2 forsyning. Efter Nielsen m.fl., 1991, og Nielsen og Sand-Jensen, 1997.

Evnen til at udnytte hydrogenkarbonat er helt afgørende for, at vandplanterne kan opnå høj fotosyntese i vand, og den er etableret flere gange under organismernes evolution. Den optræder hos cyanobakterier, rødalger og grønalger og er genetableret hos mange af de landplanter, som sekundært er tilpasset livet under vand. Kun hos vandmosser har man som nævnt aldrig konstateret udnyttelse af hydrogenkarbonat. I det følgende behandles kun situationen hos kransnålalger, vandaks og vandpest.

Kransnålalger har nogle særlige, aflange celler mellem de regelmæssige kranse af sidegrene. Disse celler er i stand til at udskille brintioner (H+), og de forårsager, at følgende proces forløber på celleoverfladen:

Hydrogenkarbonat + brintion → kuldioxid + vand

HCO3- + H+ → CO2 + H2O

Kuldioxid diffunderer ind i cellen, hvor det udnyttes i fotosyntesen.

Vandaksarter og vandpest har de brintionudskillende celler lokaliseret på bladets underside, som bliver sur. Bladets overside bliver derimod basisk og får kalkudfældninger. Hydrogenkarbonatspaltningen foregår på samme måde som hos kransnålalger, men nu på bladundersiden.

Hydrogenkarbonatudskillelsen har som nævnt tilknyttet en udskillelse af kalk, som kan lægge sig som ganske tykke lag på vandplanterne og overstige deres vægt i organisk stof (figur 15-18). Indbygges sådanne kalkinkrusterede plantedele i søbunden og omdannes de med tiden til en kalkklippe, kan man i dem finde fine aftryk af de oprindelige planter, bl.a. kransnålalger fra Jura og Kridt.

Vejviser

Værket Naturen i Danmark i fem bind udkom i årene 2006-2013. Teksten ovenfor er kapitlet Planternes tilpasninger til kulstofforsyningen.

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig