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Der kasparische Streifen wurde nach dem deutschen Botaniker Robert Caspary benannt, der ihn entdeckte. BiologyWise sagt Ihnen, was ein Kaspar-Streifen tatsächlich ist, mit seiner Definition, Struktur, Funktion, zusammen mit einem systematischen Diagramm zum besseren Verständnis.

Wussten Sie schon?

Obwohl er bereits im 19.Jahrhundert entdeckt wurde, wird die genaue chemische Struktur des kasparischen Streifens immer noch diskutiert.

Grüne Pflanzen sind Autotrophe, das heißt, sie bereiten ihre Nahrung selbst zu, indem sie Sonnenlicht und Kohlendioxid aus der Luft sowie Substanzen wie Wasser und Mineralien aus dem Boden verwenden. Neben der Verankerung am Boden spielen ihre Wurzeln eine wichtige Rolle bei der Aufnahme der benötigten Materialien aus dem Boden. Wenn Wasser und Salze jedoch nicht in ausreichenden Mengen aufgenommen werden, kann dies für die Pflanze gefährlich sein, ebenso wie die Aufnahme überschüssiger Mengen. Da die Wurzeln nichts anderes als ein Teil der Pflanze sind, kommen sie in direkten Kontakt mit dem Boden, der schädliche Substanzen wie Chemikalien oder Bakterien enthalten kann. Dies wirft die Frage auf, wie die Pflanze kontrolliert, welche Substanzen sie aus dem Boden aufnimmt und sich vor schädlichen Substanzen schützt? Die Antwort liegt in einer Struktur namens Kaspar-Streifen, deren Funktion oder Zweck im Folgenden erläutert wird.

Definition

Der Kasparische Streifen ist eine ringartige Verdickung bestimmter Teile der endodermalen Zellwände in Pflanzenwurzeln, die Wasser und gelöste Mineralien dazu zwingt, durch die semipermeable Plasmamembran dieser Zellen und nicht durch ihre Zellwände zu gelangen.

Kasparische Streifenstruktur

Pflanzenwurzeln sind komplexe Strukturen und bestehen aus verschiedenen Arten von Schichten und Zellen. Von der Wurzeloberfläche nach innen gehend, sind die verschiedenen Schichten in der Reihenfolge – die ‚äußere Epidermis‘, die aus einer einzigen Schicht von Zellen besteht, der ‚mittlere Kortex‘, der aus mehreren Schichten besteht, eine einzelne Schicht, die ‚Endodermis‘ genannt wird, und schließlich der ‚Gefäßzylinder‘. Von all diesen Schichten befindet sich der kasparische Streifen nur in der Endodermis.

In der einzelligen Schicht, der sogenannten Endodermis, zeigen alle Zellen eine besondere Verdickung in ihren radialen und transversalen Zellwänden. Dies bedeutet, dass die Verdickung an allen Wänden der Endodermis vorhanden ist, mit Ausnahme derjenigen, die der Mittelachse der Pflanze zugewandt sind, und derjenigen, die der Wurzeloberfläche zugewandt sind. Dieses ringförmige Korkband, das als Kaspar-Streifen bezeichnet wird, besteht aus undurchlässigen Substanzen wie Lignin und Suberin, während gewöhnliche Zellwände nur aus Lignin bestehen. Dieser Streifen ist eng mit der endodermalen Plasmamembran verbunden, um sicherzustellen, dass er sich nicht löst, wenn die Zelle aufgrund von Osmose (Wasserfluss in die und aus der Zelle) schrumpft oder sich ausdehnt.

Casparian Strip Functions

Pflanzen benötigen Wasser und Mineralien, um Photosynthese zu betreiben und Nahrung für ihr Überleben vorzubereiten. Diese Substanzen werden von den Wurzeln der Pflanze aufgenommen und wandern dann von der Wurzeloberfläche nach innen zum Gefäßzylinder, von wo aus sie über das Xylem (eine Art Transportgewebe) nach oben gelangen. Diese Substanzen wandern auf zwei Arten von der Wurzeloberfläche zum Gefäßzylinder – apoplastische und symplastische Wege.Ein apoplastischer Weg ist, wenn Wasser und die darin gelösten Substanzen von den Räumen in der Zellwand einer Zelle zur Zellwand einer anderen Zelle wandern, ohne jemals in eine Zelle einzudringen. Der symplastische Weg ist, wenn diese Substanzen durch ihre Plasmamembran vom Zytoplasma (Material in Zellen) einer Zelle zum Zytoplasma einer anderen Zelle gelangen.

Wenn Substanzen von der Wurzelepidermis durch den Cortex nach innen wandern und schließlich in der Endodermis ankommen, treffen sie auf den Kasparischen Streifen. Da es sich um eine undurchlässige Verdickung in der Zellwand handelt, verhindert es, dass Materialien durch sie hindurchtreten, wodurch der apoplastische Weg beendet wird. Somit zwingt es alle Substanzen, das Zytoplasma auf dem symplastischen Weg zu passieren. Dies ist für die Pflanze sehr wichtig, da die Zellwand die Art und Menge der durch sie hindurchtretenden Substanzen nicht kontrollieren kann, die Plasmamembran jedoch. Indem der kasparische Streifen Substanzen dazu zwingt, sich vom apoplastischen zum symplastischen Weg zu verschieben, kann die Pflanze steuern, wie viel Wasser und Mineralien sie aus dem Boden aufnimmt.

Es gibt auch eine andere Methode, genannt ‚aktiver Transport‘, bei der Mineralien aus dem Boden in den Gefäßzylinder transportiert werden, im Gegensatz zu ihrem Konzentrationsgradienten. Dies bedeutet, dass im Gegensatz zum normalen Diffusionsprozess, bei dem Salze von einem Bereich höherer Konzentration (Boden) in einen Bereich niedrigerer Konzentration (Wurzel) gelangen, dieser Weg Salze in die Wurzel bringt, unabhängig davon, wo ihre Konzentration höher ist. In Verbindung mit dem kasparischen Streifen verursacht dieser Weg eine Ansammlung von Salzen innerhalb des Gefäßzylinders, da der undurchlässige Streifen, sobald sie sich innerhalb des Zylinders befinden, verhindert, dass sie wieder herausfließen. Dieser hohe Salzgehalt des Gefäßzylinders fördert den Fluss von mehr Wasser aus dem Boden durch Osmose. Somit maximiert der kasparische Streifen die Aufnahme von Wasser aus dem Boden.

Der kasparische Streifen bildet eine Barriere gegen schädliche Chemikalien wie Herbizide, die ihn nicht passieren können. Ohne diesen Streifen hätten sich solche Chemikalien über das Xylem in der Pflanze ausgebreitet und somit abgetötet. Es verhindert auch, dass schädliche Mikroben in die Pflanze eindringen und Infektionen verursachen.

Abschließend kann gesagt werden, dass der kasparische Streifen eine Verdickung in Teilen der endodermalen Zellwand ist, die die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen aus dem Boden reguliert und auch eine aktive Rolle bei der Verteidigung der Pflanze spielt. Es gibt jedoch viele Dinge über seine Struktur und Funktion, die wir noch nicht kennen.