Wurzeln: Bohrmaschinen der Natur

Um zu überleben müssen Pflanzen die Photosynthese durchführen und dafür benötigen sie Wasser und Mineralien, die sie dem Boden entnehmen. Um dies tun zu können, benötigen sie die Wurzeln, die sich in den Boden bohren. Die Aufgabe der Wurzeln ist es, sich möglichst schnell wie ein Netz im Boden auszubreiten und Wasser und Mineralien einzuholen.

Darüber hinaus ermöglichen die wWurzeln den Pflanzen, die einige Tonnen wiegen können, sich im Boden zu verankern. Die Durchdringung des Bodens mit Pflanzenwurzeln verhindert Erdrutsch und die Abtragung der fruchtbaren oberen Schichten des Bodens durch Regen.Wurzeln benötigen keine Ausrüstung für all dies. Sie haben keine Maschine, die die Kraft liefert, um den Prozess des Wasserpumpens zu starten. Es gibt auch keine Ausrüstung, um das Wasser und die Mineralien zum Stängel zu pumpen, der Meter entfernt ist. Wurzeln können sich aber über ein großes Gebiet ausbreiten und Wasser einholen. Wie tun sie das also?

Wie funktioniert dieses System?

Ein typischer roter Ahornbaum, der in feuchtem Klima wächst, kann bis zu 200 Liter Wasser an einem heißen Tag verlieren. Diese Menge ist ein großer Verlust für den Baum. Dieses Wasser muss sofort ersetzt werden, wenn die Pflanze überleben soll. Dank des perfekten Wurzelsystems wird jeder Tropfen Wasser, der verdunstet, ersetzt.31

Die Wurzeln, die sich in den Tiefen der Erde ausgebreitet haben, schicken das Wasser und die Mineralien, die die Pflanze braucht, durch Stängel und Zweige zu den Blättern. Das Ziehen der Wurzeln von Wasser aus der Erde ähnelt sehr einer Bohrtechnik. Die Enden der Wurzeln suchen solange in den Tiefen des Bodens, bis sie Wasser finden. Dieses tritt durch eine äußere Membran und durch Kapillarzellen in die Wurzel ein. Es gelangt dann durch die Zellen zum Stängelgewebe. Von dort wird es zu allen anderen Teilen der Pflanze transportiert.

Dieser Prozess, den die Pflanze so perfekt ausführt, ist sehr kompliziert und zwar so sehr, dass das Geheimnis des Systems noch nicht völlig erforscht ist. Die Existenz dieses „Drucktanksystems“ der Bäume wurde vor etwa 200 Jahren entdeckt. Bislang ist dennoch kein Gesetz gefunden worden, um genau zu erklären, wie diese Bewegung von Wasser gegen die Schwerkraft tatsächlich funktioniert. Alles was Wissenschaftler in dieser Hinsicht in der Lage waren zu tun, ist, eine Anzahl von Theorien über gewisse Mechanismen aufzustellen. Diese Mechanismen, die in Experimenten demonstriert wurden, werden bis zu einem gewissen Maße für gültig gehalten. Das Ergebnis all dieser wissenschaftlichen Bemühungen ist die Anerkennung der Perfektion des Drucktanksystems. Solch eine Technologie, die auf winzigem Raum gepackt ist, ist nur einer der Beweise für die unvergleichbare Intelligenz des Schöpfers dieses Systems. Das Wassertransportsystem der Bäume und alles andere im Universum hat Gott erschaffen.

Das Wassertransportsystem
A. Blatt B. Blattquerschnitt C. Stamm	D. Wurzel haare E. Steele F. Wurzel	1. Transportrohr 2. Wasser

Das Drucksystem in den Wurzeln der Pflanzen

Wenn der innere Druck in den Wurzelzellen niedriger ist als der äußere Druck, nehmen die Wurzeln Wasser von außen auf. Das heisst, sie nehmen nur dann Wasser von außen auf, wenn sie es benötigen. Der wichtigste Faktor, der dies ermöglicht, ist die Höhe des Drucks, der durch das Wasser in den Wurzeln entsteht. Dieser Druck muss mit dem Druck von außen ausgeglichen sein. Damit dies geschehen kann, muss die Pflanze Wasser von außen aufnehmen, wenn die Höhe des inneren Drucks fällt. Wenn das Gegenteil geschieht, wenn der innere Druck höher ist als der Außendruck, gibt die Pflanze durch ihre Blätter Wasser ab, um das Gleichgewicht wieder herzustellen.

Wenn der Wasserspiegel im Boden etwas höher als normal wäre, würde die Pflanze beständig Wasser aufnehmen, denn der äußere Druck wäre höher und dies würde sie schließlich zerstören. Wäre er auf der anderen Seite etwas niedriger, könnte die Pflanzenzelle niemals Wasser von außen aufnehmen, da der äußere Druck zu niedrig wäre. Sie müsste sogar Wasser abgeben, um das Druckgleichgewicht zu halten. In diesem Fall würde die Pflanze austrocknen und absterben.

Dies zeigt uns, dass die Pflanzenwurzeln einen Kontrollmechanismus für dieses Druckgleichgewicht haben, der es ihnen ermöglicht, die Höhe des Drucks, den sie zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigen, höher oder niedriger zu regulieren.

Die Struktur des Wurzelendes

1. Kambium 2. Saftphloem 3. Wasser xylem 4. Wurzelhaare 5. Wurzel kappe 6. Wurzelspitze Auf der linken Seite können wir einen detaillierten Plan aller Elemente eines Pflanzentransportsystems sehen. Die Wurzeln befördern das Wasser, das sie vom Boden aufnehmen, ins Wurzelinnere, von wo sie in das vaskuläre System im Stamm eindringen. Wasser und Nährstoffe machen durch das vaskuläre System eine Reise von mehreren Metern aufwärts in den Stamm, unermüdlich bis in die entferntesten Blätter. Das System, das bei den Wurzeln beginnt und bis zu den Blättern reicht, ist eindeutig das Produkt einer höheren Planung. Diese Planung gehört ohne Zweifel zu Gott, dem Schöpfer von allem. Die Abbildung links zeigt die Struktur einer wachsenden Wurzelspitze und eine Großaufnahme der Wurzelhaare, die sich direkt hinter der Wurzelspitze befinden.

Wie Wurzeln Ionen aus dem Boden aufnehmen

Die Zellen in den Wurzeln einer Pflanze nehmen besonders Ionen vom Boden auf, um sie in Zellreaktionen zu nutzen. Pflanzenzellen können trotz der inneren Konzentration einiger Ionen in der Pflanze, die tausendmal größer ist als im Boden, diese Ionen leicht in sich aufnehmen. Daher ist dies ein äußerst wichtiger Prozess.32

Unter normalen Bedingungen wird ein Transfer von Stoffen von einer Zone mit höherer Konzentration zu einer mit niedrigerer Konzentration erfolgen. Aber wie wir gesehen haben, trifft genau das Gegenteil auf die Wurzeln zu, die Ionen vom Boden aufnehmen. Aus diesem Grund benötigt der Prozess erhebliche Mengen an Energie.

Zwei Faktoren beeinflussen den Weg der Ionen durch die Zellmembran: die Wasserdurchlässigkeit der Membran und die Konzentration von Ionen auf beiden Seiten der Membran.

Lassen Sie uns diese beiden Faktoren prüfen, indem wir einige Fragen stellen. Was bedeutet es tatsächlich, dass die Pflanze die benötigten Elemente im Boden auswählt? Lassen Sie uns zuerst den Begriff „Bedarf“ nehmen. Eine Wurzelzelle muss alle Elemente in der Pflanze einzeln kennen, um ihren Bedarf zu decken. Sie muss herausfinden, welches von all den Elementen, die sie kennt, in allen Teilen der Pflanze fehlt und sie als Bedarf identifizieren. Lassen Sie uns eine andere Frage stellen. Wie ist ein Element bekannt? Was muss getan werden, um ein Element vom Rest zu unterscheiden, wenn der Boden nicht in reinem Zustand ist, wenn sich auch andere Stoffe in ihm befinden?

Wird es für irgendjemanden möglich sein zu sagen, was welches Element ist, wie Eisen, Kalzium, Magnesium und Phosphor, wenn sie sich alle vermischt vor ihm befinden? Wie kann er sie auseinander halten? Wenn er zu diesem Thema eine Ausbildung erhalten hat, wird er vielleicht in der Lage sein, einige von ihnen zu identifizieren. Aber es wird unmöglich für ihn sein, den Rest zu erkennen. Wie nehmen also Pflanzen diese Unterscheidung vor? Oder eher, wie ist es für eine Pflanze möglich, selbst Elemente zu kennen und diejenigen zu finden, die am günstigsten für sie sind? Kann es sein, dass ein solcher Prozess seit Millionen von Jahren in der richtigen Art und Weise durch Zufall ausgeführt worden ist? Um über all diese Fragen genauer und eingehender nachzudenken – auf die eine Antwort „unmöglich“ ist – lassen sie uns prüfen, welche ausgewählten Eigenschaften die Wurzeln besitzen und was zur Zeit der Auswahl geschieht.

Die Selektivität der Wurzeln

Stellen wir uns vor, dass die Mineralien im Bild vor uns hingelegt würden und wir entscheiden müssten, welche für unseren Körper notwendig wären. Es ist unmöglich, dies zu tun, wenn man keine spezielle Ausbildung hierfür hat. Pflanzen aber wählen und verwenden seit Millionen von Jahren nur die Elemente aus dem Boden, die sie brauchen. Natürlich ist es Gott, ihr Schöpfer, der es den Pflanzen ermöglicht, diesen für Menschen unmöglichen Prozess durchzuführen.

Lassen Sie uns unser chemisches Wissen über Elemente und Mineralien, die in vielen Formen in der Natur auftauchen, überprüfen. Wo werden sie gefunden? Welche Stoffe gehören zu welcher Gruppe? Welche Unterschiede gibt es zwischen ihnen? Welche Experimente oder Beobachtungen werden benötigt, um zu verstehen, worum es sich bei ihnen handelt? Kann man bei diesen Experimenten am schnellsten durch chemische oder physikalische Methoden Ergebnisse erzielen? Sofern wir die Dinge nur aus physikalischer Sicht betrachten, können wir dann eine zutreffende Klassifikation dieser Substanzen vornehmen, wenn sie sich vor uns auf einem Tisch befinden? Können wir Mineralien durch ihre Farbe oder Form unterscheiden?

Wir könnten so weitermachen und die Antwort auf alle oben gestellten Fragen wäre mehr oder weniger die gleiche. Teilweises oder ungenügendes Wissen aus der Schule oder Universität wird uns nicht zu einer guten Lösung führen, es sei denn, jemand ist ein Experte auf diesem Gebiet. Lassen sie uns diesmal Beispiele aus dem menschlichen Körper nehmen, um unser Wissen über Mineralien zu ordnen.

Es gibt insgesamt 3 kg Mineralien in unseren Körpern. Teilweise sind sie für unsere Gesundheit lebenswichtig und sie sind alle in ausreichender Menge vorhanden. Wenn wir zum Beispiel kein Kalzium in unseren Körpern hätten, würden unsere Zähne und Knochen ihre Härte verlieren. Wenn es kein Eisen geben würde, könnte Sauerstoff nicht unsere Gewebe erreichen, da wir kein Hämoglobin hätten. Wenn wir kein Kalium und Natrium hätten, würden unsere Zellen ihre elektrische Aufladung verlieren und wir würden schnell altern.
Mineralien sind im Boden genauso vorhanden wie im menschlichen Körper. Ihre Mengen, Funktionen und Formen, in denen sie im Boden gefunden werden, sind alle unterschiedlich und viele Lebewesen machen von diesen Mineralien Gebrauch. Bei Pflanzen zum Beispiel wurden die Systeme so errichtet, dass sie die Elemente, die sie benötigen, leicht vom Boden aufnehmen können. Alle Elemente müssen in verschiedene Teile der Pflanze transportiert werden, nachdem sie aufgenommen wurden, da es unterschiedliche Anwendungsgebiete für sie gibt. Sie alle haben verschiedene Aufgaben.

Um gesund zu leben, benötigt eine Pflanze Basiselemente wie Stickstoff, Phosphor, Kalium, Kalzium, Magnesium und Schwefel. Während die Pflanzen die meisten dieser Substanzen direkt vom Boden aufnehmen können, verhält es sich bei Stickstoff anders. Stickstoff macht beinahe 80 % des Volumens der Atmosphäre aus, jedoch kann er durch Grünpflanzen nicht direkt aus der Atmosphäre bezogen oder „übertragen“ werden. Die Pflanzen decken ihren Stickstoffbedarf, indem sie den Stickstoff absorbieren, der von den Bakterien im Boden produziert wird.

Elemente, die von Pflanzen benötigt werden

Element Quelle Hauptfunktionen Nicht mineralische Elemente Kohlenstoff (C) Atmosphäre in allen organischen Molekülen Sauerstoff (O) Atmosphäre in den meisten organischen Molekülen Wasserstoff (H) Boden in den meisten organischen Molekülen Stickstoff (N) Boden in Proteinen, Nukleinsäuren, etc. Mineralische Nährstoffe Makronährstoffe Phosphor (P) Boden Iin Nukleinsäuren, ATP, Phospholipiden, etc. Kalium (K) Boden Enzymaktivierung, Wassergleichgewicht, Schwefel (S) Boden in Proteinen, Coenzymen Kalzium (Ca) Boden beeinflusst das Zytoskelett, Membranen und viele Enzyme; zweiter Bote Magnesium (Mg) Boden in Chlorophyll; wird von vielen Enzymen benötigt; stabilisiert Ribosomen Mikronährstoffe Eisen (Fe) Boden in aktiven Stellen von vielen Redoxenzymen und Elektronenträgern; wird für die Chlorophyllsynthese benötigt Chlor (Cl) Boden Photosynthese; Ionengleichgewicht Mangan (Mn) Boden Aktiviert viele Enzyme Bor (B) Boden Könnte für den Kohlenhydrattransportbenötigt werden (nicht genau bekannt) Zink (Zn) Boden Enzymaktivierung; Auxinsynthese Kupfer (Cu) Boden in aktiven Stellen von vielen Redoxenzymen und Elektronenträgern Molybdän (Mo) Boden Stickstofffixierung, Nitratsenkung

Diese Tabelle zeigt die Elemente, die Pflanzen benötigen, woher Pflanzen diese Elemente aufnehmen und wie sie verbraucht werden. Pflanzen verwenden von allen Elementen, die sich im Boden befinden, nur die 16 Elemente, die sie benötigen. Diese Prozesse, die Menschen kaum verstehen können, werden von den Pflanzen dank der Inspiration Gottes ausgeführt.

Es sind noch andere Elemente für die gesunde Entwicklung notwendig. Aber diese werden nur in geringen Mengen gebraucht. Zu dieser Gruppe gehören Ionen, Chlor, Kupfer, Mangan, Zink, Molybdän und Bor.

Zusätzlich zu diesen 13 Mineralien benötigen die Pflanzen ebenfalls die drei Basisbausteine Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff, die sie aus der Atmosphäre erhalten. Alle Pflanzen benötigen diese insgesamt 16 Elemente.

Wenn diese Elemente in zu großen oder zu kleinen Mengen aufgenommen werden, treten verschiedene Mangelerscheinungen bei der Pflanze auf.

Zum Beispiel führt zu viel Stickstoff aus dem Boden zu ungesundem Wachstum besonders bei hohen Temperaturen und zu fleischigem Wachstum, während zu wenig Stickstoff zu gelben, roten oder violetten Stellen führen kann sowie zu reduzierten seitlichen Knospen und langsamem Wachstum. Mangel an Phosphor verursacht langsames Wachstum und Braun- oder Violettfärbung der Blätter mancher Pflanzen, dünne Stängel, verringerten seitlichen Knospenausbruch, Verlust niedrigerer Blätter und reduziertes Blühen. Phosphor ist ein sehr wichtiger Faktor für das Wachstum von jungen Pflanzen und für die Produktion von Samen. Kurz, die Existenz dieser Ionen und ihre ausreichende Aufnahme aus der Erde sind lebenswichtig für das gesunde Pflanzenwachstum.

Kohlenstoff und Stickstoffkreislauf
1. Kohlendioxid 2. Kohlendioxid-Atmung 3. Photosynthese 4. Organischer Stickstoffn 5. Tote organische Stoffe und zersetzende Stoffe 6. Stickstoff 7. Nitratdünger 8. Organischer Kohlenstoff 9. Verbrennung von fossilem Brennstoff	10. Stickstoff bindende Bakterien 11. Defäkation und Harnausscheidung 12. Kohlenstoffkreislauf 13. Stickstoffkreislauf 14. Nitrat abbauende Bakterien 15. Ammoniak 16. Nitrate 17. Durchsickern 18. fossile Brennstoffe (Kohle, Gas, Öl)
Der wichtigste Faktor, der zum Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf in der Umwelt beiträgt, ist ohne Zweifel das Pflanzenleben. Der Stickstoff in der Luft kann nicht direkt von Menschen und Tieren aufgenommen werden. Wenn der Stickstoff zum Boden gelangt, wird das freigegebene Ammoniak durch Bakterien im Boden zu Nitraten oxidiert und kann in dieser Form wieder von den Wurzeln der Pflanzen aufgenommen werden. Menschen und Tiere decken dann ihren Stickstoffbedarf, indem sie Pflanzen essen.

Was würde passieren, wenn Pflanzen nicht diesen Ionen-Selektionsmechanismus hätten? Was würde geschehen, wenn Pflanzen alle Arten von Mineralien aufnähmen und nicht nur diejenigen, die sie brauchen oder zu viele oder zu wenige Mineralien aufnähmen? Es gibt keinen Zweifel, dass in diesem Fall ernste Störungen in dem perfekten Gleichgewicht der Pflanzenwelt auftreten würden.Gott hat auf der Erde ein makelloses System erschaffen. Gott, Der der Beschützer aller Geschöpfen ist, ist unser Schöpfer.

Sehen sie denn nicht zum Himmel über sich empor: Wie Wir ihn erbauten und ausschmückten und dass er keine Risse hat? Und die Erde, Wir breiteten sie aus und setzten festgegründete (Berge) darauf und ließen auf ihr (Pflanzen) von jeglicher schönen Art wachsen, zur Einsicht und Ermahnung für jeden sich reumütig bekehrenden Diener. (Sure 50:6-8 – Qaf)