Exkretionsgewebe

Allgemeines

Exkretionsgewebe bestehen aus an Dictyosomen reichen Zellen, die bestimmte Exkrete durch die Zellwand nach außen absondern. Man unterscheidet hauptsächlich drei Arten von Exkretionsgeweben: Hydathoden, Nektarien und innere Drüsen.

Exkrete und Sekrete

Zwischen diesen beiden Begriffen, die sich sehr ähnlich anhören, gibt es einen kleinen aber feinen Unterschied. Sekrete sind normalerweise Ausscheidungen, die einen Nutzen für den Organismus bringen, beispielsweise Hormone, die Organe wachsen lassen oder Stoffwechselprozesse aktivieren oder Schleimhäute feucht halten. Exkrete dagegen sind Stoffe, die für den Organismus schädlich sind und daher ausgeschieden werden müssen. Bei Säugetieren ist zum Beispiel die Niere ein Exkretionsorgan, während die Bauchspeicheldrüse ein Sekretionsorgan ist.

Bei Pflanzen ist diese Unterscheidung nicht immer ganz so einfach wie bei Tieren. Im Laufe der Evolution haben sich auch manche Exkrete als nützlich für die Pflanze erwiesen, wenn zum Beispiel Krankheitserreger oder Parasiten mit den giftigen Stoffen abgewehrt werden können ^[1].

Drüsenzellen

Die als Exkret (bzw. Sekret) gebildeten Verbindungen werden in der Regel im Cytoplasma der Drüsenzelle hergestellt. In diesen Zellen ist das ER und der Golgi-Apparat sehr gut ausgeprägt. Die Vakuole ist dagegen recht klein, sie muss ja Platz machen für den großen Zellkern, das ER und die Dictyosomen des Golgi-Apparats. Eine Ausnahme bilden die Drüsenzellen, in denen die Vakuole als Speicherort für die Exkrete/Sekrete dient. Oft haben Drüsenzellen eine durch Ausstülpungen oder Falten vergrößerte Oberfläche, damit mehr Sekrete pro Zeiteinheit abgegeben werden können.

Während bei Tieren die Drüsenzellen meistens in speziellen Organen wie zum Beispiel der Bauchspeicheldrüse zusammengefasst sind, kommen die Drüsenzellen bei Pflanzen meistens einzeln vor. Manchmal sind mehrere Drüsenzellen zusammengeschlossen, aber große Drüsenorgane wie bei Tieren kommen bei den Pflanzen nicht vor.

Abgabe der Exkrete/Sekrete

Die in den Drüsenzellen hergestellten Verbindungen können auf dreierlei Weisen abgegeben werden:

1. Abgabe in die Vakuole (intrazelluläre Exkretion bzw. Sekretion).
2. Abgabe in spezielle Vorratsbehälter (Sekretbehälter, Harzgänge) im pflanzlichen Gewebe.
3. Abgabe nach außen, also an die Oberfläche des Blattes, der Blüte oder des Stängels.

Außerdem unterscheidet man zwischen granulokriner und ekkriner Ausscheidung von Substanzen ^[1]:

• Granulokrine Ausscheidung: Die Exkrete/Sekrete entstehen im ER und werden im Golgi-Apparat eventuell modifiziert. Von dort gelangen sie über Golgi-Vesikel zur Zellmembran und werden dann über eine Exocytose ausgeschieden.
• Ekkrine Ausscheidung: Die Exkrete/Sekrete entstehen im ER, im Golgi-Apparat oder direkt im Cytoplasma und gelangen dann durch bestimmte Transportproteine (Kanäle, Carrier) durch die Zellmembran nach außen.

Funktion der Drüsen bzw. Exkrete/Sekrete

Schutz der Pflanze: pflanzliche Exkrete sind oft giftig für Fraßfeinde oder Parasiten und schrecken diese ab bzw. führen zum Tod.

Anlockung von Tieren: andere Exkrete dienen zur Anlockung von Tieren. Insekten und andere kleine Tiere dienen den Pflanzen bekanntlich als Bestäuber der Blüten. Andere Tiere helfen den Pflanzen bei der Verbreitung ihrer Samen. Es kommt auch vor, dass manche Pflanzen bestimmte Raubinsekten (zum Beispiel Ameisen) anlocken, welche die Pflanze dann von Schädlingen oder Parasiten befreien. Fleischfressende Pflanzen schließlich locken Insekten und andere kleine Tiere an, um sich von ihnen zu ernähren.

Stofftransport: Durch aktive Abgabe von Wasser kann die Transpiration aufrecht erhalten werden, wenn die Umweltbedingungen (hohe Luftfeuchtigkeit) für eine normale Transpiration ungünstig sind. Hydathoden sind auf diese Aufgabe spezialisiert. Die Geleitzellen der Siebröhren versorgen die Siebröhren mit wichtigen Stoffen, vor allem Proteinen, die sie nicht selbst herstellen können.

Exkretion: Manchmal geben Pflanzen ähnlich wie Tiere schädliche Stoffe ab, die sich im Körper angesammelt haben. Ein gutes Beispiel sind die Salzpflanzen der Meeresküsten, die über Salzdrüsen verfügen, mit denen sie überschüssiges Salz nach außen abgeben.

Drüsenhaare auf einer Epidermis
Quelle: Wikipedia, Artikel "Ausscheidungsgewebe", Autor: Louisa Howard, Lizenz: public domain.

Hydathoden

Hydathoden sind trichomartige, ein- oder mehrzellige Ausscheidungsorgane, die flüssiges Wasser ausscheiden und dadurch Phänomene wie "Tautropfen der Erdbeere" und Guttation hervorrufen.

Trichom-Hydathoden
Autor: Ulrich Helmich 2021, Lizenz: siehe Seitenende

Eine andere Hydathodenform sind die sogenannten Epithem-Hydathoden. Epitheme sind Gruppen parenchymatischer, chloroplastenfreier Zellen, die flüssige Wasser ausscheiden und häufig an den Zähnchen von Blatträndern sitzen. Das Wasser tritt wird aus Wasserspalten aus.

Eine Epithem-Hydathode
Autor: Ulrich Helmich 2021, Lizenz: siehe Seitenende

Wasserspalten sind Schließöffnungen, deren Schließzellen abgestorben sind. Der Zentralspalt kann daher nicht mehr geschlossen werden.

Nektarien

Nektarien (Nektardrüsen, Honigdrüsen) sind Gewebe aus Zellen, die nicht nur Wasser, sondern auch gelöste organische Stoffe abgeben.

Nektarien, Köpfchendrüse
Autor: Ulrich Helmich 1978/2022, Lizenz: siehe Seitenende

Zu den Nektarien gehören auch die Drüsenhaare mancher Pflanzen, da auch sie in Wasser gelöste organische Substanzen abgeben.

Am bekanntesten sind natürlich die Nektar absondernden Drüsen in den Blüten der Angiospermen. Der hier erzeugte Nektar dient zur Anlockung und Belohnung von Bestäubern (Insekten und anderen kleinen Tieren). Sowohl die Staubblätter wie auch die Fruchtblätter einer Blüte können Nektarien besitzen.

Aber auch außerhalb von Blüten können Nektarien vorkommen. Einige Pflanzen locken beispielsweise Ameisen mit Nektar an, damit diese Raubinsekten die Pflanze vor schädlichen Tieren beschützen oder befreien.

Innere Drüsen

Im einfachsten Fall besteht eine innere Drüse aus einer einzigen Ölzelle, die einen Öltropfen enthält und diesen absondern kann.

Eine Ölzelle
Autor: Ulrich Helmich 1978/2022, Lizenz: siehe Seitenende

Oft sind mehrere solcher Ölzellen zu Ölbehältern zusammengefasst. Von diesen Ölbehältern gibt es zwei Arten, die sich weniger in ihrem Aussehen als vielmehr in ihrer ontogenetischen Entwicklungsgeschichte unterscheiden: Die schizogenen und die lysigenen Ölbehälter.

Bildung eines schizogenen Ölbehälters
Autor: Ulrich Helmich 1978/2022, Lizenz: siehe Seitenende

Schizogene Ölbehälter entstehen durch Auseinanderweichen einzelner Ölzellen und Bildung großer Interzellularen, in denen sich dann das Öl befindet.

Bildung eines lysigenen Ölbehälters
Autor: Ulrich Helmich 1978/2022, Lizenz: siehe Seitenende

Lysigene Ölbehälter entstehen durch Auflösen (Lysieren) der Zellwände des Innenparenchyms.

Ein weiterer Typ innerer Drüsen sind die besonders bei den Euphorbiaceen (Wolfsmilchgewächsen) verbreiteten Milchröhren. Diese können verzweigt sein und eine Länge von mehreren Metern erreichen.