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Autor Thema: Pflanzen, die Wärme erzeugen und sich durch den Schnee schmelzen?  (Gelesen 34451 mal)

wallu

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Ich habe heute zufällig auf einem Kalenderblatt gelesen, daß Schneeglöckchen Wärme erzeugen sollen, welche um die Zwiebeln den gefrorenen Boden auftaut bzw. Schnee schmilzt und so auch im Winter Wasser zum Wachsen liefert.

Gärtnerlatein oder ist da wirklich was dran?



Ergänzung:
Auch dieser Thread beschäftigt sich mit dem Thema: "Erzeugen Pflanzen Wärme?"
Bristlecone
« Letzte Änderung: 21. März 2010, 15:22:11 von bristlecone »
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knorbs

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #1 am: 05. Februar 2009, 11:43:50 »

irgendwo hatten wir schon mal über dieses thema gesprochen. vielleicht findet es jemand 8).

steht für mich außer zweifel, dass die frühlingsgeophyten sich neben der reinen verdrängung des erdreichs durch den wachsenden spross auch durch den gefrorenen boden "schmelzen". allein die abwärme der stoffwechselprozesse, die mit dem pflanzenaufbau einhergehen könnten dafür ausreichen vermute ich mal. arum ist z.b. in der lage in der blütenspatha eigenwärme zu produzieren. hab irgednwas mit bis zu 20°C im hinterkopf, aber dies jetzt nicht nachrecherchiert.

auf die schnelle beim googlen einige stichwörter gefunden, die mit der aktiven erwärmung bei pflanzen eine rolle spielen (meist im zusammenhang mit der erwärmung in blütenorganen zur verflüchtigung von duftstoffen):

AOX (alternative oxidase) + thermogenese bei pflanzen.

ist mir aber zu wissenschaftlich ;D.
« Letzte Änderung: 05. Februar 2009, 12:10:16 von knorbs »
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bristlecone

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #2 am: 05. Februar 2009, 12:05:53 »

Aronstab und einige andere Gewächse aus seiner Verwandschaft produzieren Wärme in ihrer Blütenständen. Dazu werden in erheblichem Umfang Kohlenhydrate (Zucker) oxidiert, indem ein intensiver, unter Sauerstoffaufnahme laufender Stoffwechsel angekurbelt wird. Der Zucker stammt dabei aus dem Speicherorgan, der Knolle. Innerhalb des Blütenstands können so einige Stunden bis Tage Temperaturen erzeugt werden, die um einige Grad über der Außentemperatur liegen.
Durch die höhere Temperatur werden a) die Duftstoffe im Blütenstand, die Insekten anlocken, in stärkerem Maße verdunstet und b) die Insekten wohl auch direkt angelockt in dieses schöne schattig-warme Plätzchen.

Dass Schneeglöckchen und andere Geophyten sich mittels selbst erzeugter Wärme durch den Schnee schmelzen (oder gar durch den gefrorenen Boden), halte ich für sehr unwahrscheinlich.

Machen wir mal eine einfache Überschlagsrechnung (sorry, wenn ich mit Kalorien und nicht mit Joule rechne): Zum Schmelzen von 1 g Eis sind 80 cal erforderlich. Nehmen wir an, im Boden ist ein wenig Eis, und es liegt eine ganz dünne Schneedecke, dann sind 10 g Eis über der Zwiebel sicher keine unrealistisch große Menge. Dann wären 800 cal notwendig, um den Schnee zu schmelzen.

Nehmen wir weiter vereinfachend an, die Wärme geht direkt vom Ort der Entstehung in den Triebspitzen ohne Verlust ausschließlich in den zu tauenden Schnee (und nicht seitlich und nach unten).

Die vollständige Oxidation von Traubenzucker liefert pro Mol (180 g) 675 kcal an Wärme, oder 675 cal pro 180 mg.

Dann sind 210 mg (0,21 g) Traubenzucker notwendig, um den Schnee zu schmelzen.

Wenn es mehrere Nächte friert, müsste die Pflanze jedes Mal aufs Neue den Auftauvorgang starten. Da wäre die Zwiebel wohl schnell erschöpft, und für den Austrieb bliebe nichts mehr übrig.

Dass um die Triebspitzen von Schneeglöckchen und anderen Frühlingsblühern herum oft eine kreisförmige schneefreie Zone entsteht, während ansonsten noch Schnee liegt, halte ich für eine Folge der besseren Wärmeaufnahme aus der Luft und insbesondere der Sonneneinstrahlung. Schnee hat eine sehr geringe Albedo und strahlt das meiste auffallende Licht (und Wärmestrahlung) zurück, die Blattspitzen absorbieren die Strahlung besser und erwärmen sich mehr als der Schnee. Ist erstmal ein kleiner schneefreier Fleck vorhanden, verstärkt sich der Vorgang von selbst weiter, weil der dunkle Boden sich viel besser erwärmt als der Schnee daneben.
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knorbs

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #3 am: 05. Februar 2009, 12:15:53 »

den effekt den du beschreibst kenne ich, aber da sind eben die sprossen schon durch die erde gestoßen. aber wie verhält sich das, wenn der spross sich unterirdisch erst durch einen steinhart gefroren boden schieben muss. schafft sie das alleine durch verdrängung infolge wachstum? dass pflanzen da enorme kräfte entwickeln können ist ja bekannt...man sieht das z.b. besonders eindrucksvoll bei wegen, wenn pflanzen sogar asphalt aufbrechen können. könnte natürlich sein, dass dies kraft ausreicht um gefrorene erde auch aufzubrechen.
 
« Letzte Änderung: 05. Februar 2009, 12:17:19 von knorbs »
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oile

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #4 am: 05. Februar 2009, 12:21:15 »

dass pflanzen da enorme kräfte entwickeln können ist ja bekannt...man sieht das z.b. besonders eindrucksvoll bei wegen, wenn pflanzen sogar asphalt aufbrechen können. könnte natürlich sein, dass dies kraft ausreicht um gefrorene erde auch aufzubrechen.
 

Müsste dann aber die aufgebrochene Erde nicht genau so aussehen: aufgebrochen? Ich habe das so noch nicht beobachtet.
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Günther

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #5 am: 05. Februar 2009, 12:28:07 »

Die aufbrechende Kraft ist aber meist der Turgor.
Asphaltdecken werden auch nicht durchgeschmolzen 8)
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tiarello

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #6 am: 05. Februar 2009, 12:49:23 »

... aber wie verhält sich das, wenn der spross sich unterirdisch erst durch einen steinhart gefroren boden schieben muss. ...

Nach meinen Beobachtungen sind die Schneeglöckchen meist schon Anfang Dezember knapp unterhalb der Erdoberflächte angekommen. Ich denke sie schieben sich dann in den milden Winterphasen, wenn der Boden nicht gefroren ist, immer ein Stück weiter nach oben und pausieren dagegen bei Bodenfrost. Oben angekommen stagnieren sie bei scharfen Frostphasen doch auch.

Den "heißen Kolben" der Aronstabgewächse kann man übrigens sehr schön bei Typhonium venosum, der Eidechsenwurz beobachten bzw. erfühlen. Komischerweise aber nicht immer. Scheint wohl nur in bestimmten Blühphasen aufzutreten.
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wallu

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #7 am: 05. Februar 2009, 13:01:43 »

dass pflanzen da enorme kräfte entwickeln können ist ja bekannt...man sieht das z.b. besonders eindrucksvoll bei wegen, wenn pflanzen sogar asphalt aufbrechen können. könnte natürlich sein, dass dies kraft ausreicht um gefrorene erde auch aufzubrechen.
 

Müsste dann aber die aufgebrochene Erde nicht genau so aussehen: aufgebrochen? Ich habe das so noch nicht beobachtet.

Dieser Effekt hat mit dem osmotischen Druck zu tun; der beträgt etwa 22 bar, wenn ich mich recht erinnere: Die Pflanzenzellen enthalten konzentrierte Salzlösungen und das Umgebungswasser versucht alles, dieses durch Eindringen in die Zellen zu verdünnen. Dadurch dehnen sich die Zellen aus und können diesen gewaltigen Druck erzeugen. Oder so ähnlich .... ist nicht ganz mein Fachgebiet und hat auch nicht direkt mit der Fragestellung hier zu tun....

Ich glaube auch, daß die Schneeglöckchentriebe direkt unter der Erde auf Wärme lauern.
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bristlecone

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Re:Pflanzen, die Wärme erzeugen???
« Antwort #8 am: 05. Februar 2009, 13:48:55 »

Dieser Effekt hat mit dem osmotischen Druck zu tun; der beträgt etwa 22 bar, wenn ich mich recht erinnere:

Ja, dieser Druck ergibt sich für eine 1-molare Lösung, das wären also im Falle von Traubenzucker 180 g/l. Bei verdünnten Lösungen entsprechend weniger, bei konzentrierteren mehr.

Beim Wachstum von Pflanzenteilen im harten Boden spielen aber auch Quellungsvorgänge eine große Rolle, noch mehr als der Turgor, der durch osmotische Kräfte entsteht.
Wenn die Pflanzenzellen wachsen und sich strecken, nehmen die in den Zellwänden vorhandenen Hemicellulosen, Zellulose etc. Wasser auf und dehnen sich entsprechend aus.
Wie stark diese Quellungskräfte sein können, sieht man, wenn man trockene Samen (Erbsen gehen gut) in einem Gefäß quellen lässt. Irghendwann macht's Krack. Hat man übrigens früher in der Tierpräparation gemacht, um Tierschädel genau an den Schädelnähten schonend aufzusprengen.
« Letzte Änderung: 05. Februar 2009, 13:49:40 von bristlecone »
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Staudo

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Können Schneeglöckchen heizen?
« Antwort #9 am: 05. Februar 2010, 20:47:08 »

Ich glaube im unter dem Schnee fühlen sich unsere Helleboren fast wie daheim. Zumal sie wie Schneeglöckchen und Crocus, durch eine leicht höhere Temperatur, sich einen behaglichen kleinen Raum unter der Schneedecke frei schmelzen können. ;)

Das machen viele Hochgebirgspflanzen, um ja keine Zeit zu verschwenden.

Ich kenne diese Ansicht und bin doch sehr im Zweifel. Hat schon mal jemand nachgerechnet, wie viel Zucker eine Pflanze verbrennen muss, um 1 Gramm Schnee zum Tauen zu bringen?

Selbstverständlich kenne ich die Beobachtung, dass rund um Schneeglöckchen der Schnee etwas wegtaut. Das macht er aber auch um abgestorbene Grashalme, um Zaunssäulen, um aus dem Schnee ragende Zweigen.
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Re:Können Schneeglöckchen heizen?
« Antwort #10 am: 05. Februar 2010, 21:01:08 »

VIEL Wärme produzieren diese Pflanzen sicher nicht, dafür stetig über einen längeren Zeitraum.
Schneeglöckchen & Co. sitzen eher in einem oben (fast) geschlossenem Hohlraum, Pfosten und Äste haben die Höhlung drumherum meist oben weiter....
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Danilo

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Re:Können Schneeglöckchen heizen?
« Antwort #11 am: 05. Februar 2010, 21:01:15 »

Ja, dieses Phänomen wird öfter mal auf "Atmungswärme" und dergleichen geschoben. Es gibt wohl thermogene Pflanzen, die das durch bestimmte Stoffwechselprozesse eher vermögen als andere, aber das reicht nicht aus um sichtbar Schnee zum Schmelzen zu bringen. Ich würde das Tauen um Pflanzen herum ausschließlich mit dem unterbrochenen Albedo-Effekt begründen.
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Re:Können Schneeglöckchen heizen?
« Antwort #12 am: 05. Februar 2010, 22:22:41 »

Zitat
abgestorbene Grashalme, um Zaunssäulen, um aus dem Schnee ragende Zweigen

Bei abgestorbenen Grashalmen könnte es auch Wärme sein, die durch Zersetzung entsteht. Bei Zaunsäulen tippe ich eher auf Wärme, die tagsüber aufgenommen und dann mit Verzögerung abgegeben wird. Bei den Zweigen käms drauf an, ob tot oder lebendig...

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Re:Können Schneeglöckchen heizen?
« Antwort #13 am: 06. Februar 2010, 08:21:04 »

Nee, an nennenswerte Zersetzungswärme bei einzelnen Grashalmen glaube ich nicht. Da halte ich es für viel wahrscheinlicher, dass sich diese meist dunklen Flächen im Tageslicht etwas erwärmen, also wie ein kleiner Sonnenkollektor wirken, außerdem die Luftwärme über den Tag besser aufnehmen und speichern und dadurch den Schnee zum schmelzen bringen. Gleiches gilt natürlich für grüne Pflanzenteile wie z.B. Schneeglöckchenblätter. Wenn nun ein findiger Naturforscher die Blatttemperatur misst, kann er zu dem Ergebnis kommen, die Blätter sind wärmer als die Umgebung und demzufolge heizen sich die Pflanze selber auf.
Wenn eine Schneeglöckchenpflanze komplett 5 Gramm wiegt und davon 80% Wasser sind, so bleibt 1 Gramm Trockensubstanz übrig. (Zahlen geschätzt) Von diesem 1 Gramm soll ausreichend Energie ausgehen, um Schnee zum Schmelzen zu bringen? Ich glaube es nicht.
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Günther

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Re:Können Schneeglöckchen heizen?
« Antwort #14 am: 06. Februar 2010, 08:29:08 »

Da halte ich es für viel wahrscheinlicher, dass sich diese meist dunklen Flächen im Tageslicht etwas erwärmen, also wie ein kleiner Sonnenkollektor wirken, außerdem die Luftwärme über den Tag besser aufnehmen und speichern und dadurch den Schnee zum schmelzen bringen. Gleiches gilt natürlich für grüne Pflanzenteile wie z.B. Schneeglöckchenblätter.

Gilt aber nur, wenn die dunklen Teile rausragen - wie eben z.B. Pfosten.
wie gesagt, ich find diese Pflänzchen meist in Hohlräumen UNTER der Schneedecke....
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