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Keimung: Ablauf, Bedingungen und Keimversuch
Bei der Keimung beginnt der Embryo in einem keimfähigen Samen zu wachsen. Zuerst nimmt der Samen Wasser auf und quillt. Danach tritt meist die Keimwurzel aus. In Schulversuchen mit Kresse oder Senf sind Wasser, Sauerstoff und eine geeignete Temperatur notwendig. Ob Licht die Keimung beeinflusst, hängt dagegen von der Pflanzenart ab.
Auf dieser Seite lernst du den Ablauf der Keimung kennen und planst einen Versuch, bei dem sich Beobachtungen eindeutig auswerten lassen.
Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!
Was steckt in einem Samen?
Ein Samen enthält bereits den Embryo, also die Anlage der neuen Pflanze. Dazu gehören die Keimwurzel und der Keimspross mit den Anlagen der ersten Blätter. Je nach Pflanzenart besitzt der Embryo ein oder mehrere Keimblätter.
Samen
Ein Samen ist ein Fortpflanzungskörper einer Pflanze. Eine Samenschale schützt den Embryo. Keimblätter oder anderes Speichergewebe enthalten Reservestoffe für die erste Entwicklung.
Im trockenen Samen laufen die Lebensvorgänge nur sehr langsam ab. Der Samen befindet sich in einem Ruhe- oder Überdauerungszustand. Erst wenn er keimfähig ist und passende Bedingungen vorfindet, kann seine Entwicklung weitergehen. Manche Arten benötigen zuvor einen besonderen Umweltreiz, etwa eine längere Kältephase.
Bei einem Bohnensamen schützt die Samenschale den Embryo. Die Keimblätter enthalten Vorratsstoffe. Von diesen Reserven lebt der junge Keimling, solange seine Laubblätter noch nicht selbst genügend energiereiche Stoffe durch Fotosynthese herstellen.
Wie beginnt die Keimung?
Der erste sichtbare Weg zur Keimung beginnt mit der Quellung: Der Samen nimmt Wasser auf. Sein inneres Gewebe vergrößert sich, die Samenschale wird weich und kann aufbrechen.
Quellung
Quellung ist die Wasseraufnahme eines Samens und die dadurch verursachte Volumenzunahme. Sie bereitet die weitere Entwicklung vor, ist aber nicht dasselbe wie das Wachstum des Embryos.
Danach laufen die typischen Schritte in dieser Reihenfolge ab:
- Der keimfähige Samen nimmt Wasser auf und quillt.
- Der Stoffwechsel wird stärker aktiv; gespeicherte Reservestoffe werden verfügbar.
- Meist durchbricht zuerst die Keimwurzel, auch Radicula genannt, die Samenschale.
- Die Keimwurzel verankert den Keimling und nimmt Wasser auf. Später entstehen Wurzelhaare und Seitenwurzeln.
- Der Keimspross wächst weiter, und die ersten Blätter entwickeln sich.
- Sobald grüne Laubblätter ausreichend Fotosynthese betreiben, wird die junge Pflanze zunehmend unabhängig von den Reservestoffen.
Quellung bedeutet Wasseraufnahme. Keimung bedeutet, dass der Embryo seine Entwicklung wieder aufnimmt und zum Keimling heranwächst.
Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.
Zuerst nimmt der Samen auf und beginnt zu quellen. Meist tritt als erstes die aus der Samenschale. Anfangs liefern die Energie und Baustoffe für das Wachstum. Später übernehmen grüne die Herstellung energiereicher Stoffe durch Fotosynthese.
Welche Bedingungen braucht ein Samen?
Bei Schulversuchen mit Kresse, Senf oder Bohnen zeigen sich drei zentrale Bedingungen:
| Bedingung | Bedeutung für die untersuchte Keimung |
|---|---|
| Wasser | ermöglicht die Quellung und aktiviert die weiteren Lebensvorgänge |
| geeignete Temperatur | ermöglicht die nötigen Stoffwechselvorgänge; „geeignet“ ist artspezifisch |
| Sauerstoff | wird bei der Energiebereitstellung aus Reservestoffen benötigt |
Erde ist für den Keimungsbeginn nicht grundsätzlich erforderlich. Samen können beispielsweise auf feuchter Watte keimen. Die Reservestoffe im Samen versorgen den jungen Keimling zunächst.
Bei Licht ist eine Einschränkung wichtig: Kressesamen können im Dunkeln keimen. Andere Pflanzenarten reagieren jedoch anders. Es gibt Arten, deren Samen Licht benötigen, und Arten, deren Keimung durch Licht gehemmt wird. Deshalb ist „Licht wird nie gebraucht“ ebenso falsch wie „Jeder Samen braucht Licht“.
Eine allgemeine Liste ersetzt nicht die Prüfung einer bestimmten Pflanzenart. Auch die passende Temperatur und mögliche Reize zum Beenden der Samenruhe unterscheiden sich von Art zu Art.
Wie unterscheiden sich Keimungsformen?
Die Keimblätter können sich während der Keimung unterschiedlich bewegen. Dabei werden zwei Formen unterschieden.
Epigäische Keimung
Bei der epigäischen Keimung streckt sich der Sprossabschnitt unterhalb der Keimblätter, das Hypokotyl. Dadurch gelangen die Keimblätter über die Erdoberfläche. Die Buche ist ein Beispiel.
Hypogäische Keimung
Bei der hypogäischen Keimung bleiben die Keimblätter im Boden. Der Sprossabschnitt oberhalb der Keimblätter, das Epikotyl, streckt sich. Die ersten Laubblätter erscheinen über der Erde. Die Stieleiche ist ein Beispiel.
Beide Formen unterscheiden sich in der Lage der Keimblätter. Bei beiden wächst jedoch zuerst ein Keimling aus dem Samen. Die Begriffe epigäisch und hypogäisch sagen nicht, welche Umweltbedingungen eine Art zum Keimen benötigt.
Wie planst du einen kontrollierten Keimversuch?
Ein Versuch soll zeigen, ob eine bestimmte Bedingung notwendig ist. Dafür vergleichst du mindestens zwei Ansätze, die sich in genau einer untersuchten Bedingung unterscheiden.
Kontrollansatz
Der Kontrollansatz enthält alle Bedingungen, unter denen die Samen voraussichtlich keimen. Er zeigt, ob die Samen keimfähig sind und der Versuchsaufbau grundsätzlich funktioniert.
Für einen Kresseversuch kannst du gleichartige Samen in gleich große Gefäße geben. Verwende in jedem Ansatz dieselbe Samenanzahl und beobachte über mehrere Tage immer zur gleichen Zeit.
| Ansatz | Gegenüber der Kontrolle verändert | Erwartete Beobachtung |
|---|---|---|
| Kontrolle | nichts: feucht, warm, Luft vorhanden, hell | Samen keimen |
| ohne Erde | feuchte Watte statt feuchter Erde | Samen keimen |
| ohne Wasser | trockene statt feuchte Unterlage | Samen keimen nicht |
| kalt | deutlich niedrigere Temperatur | unter den beschriebenen Bedingungen keine Keimung |
| dunkel | lichtdicht abgedeckt, sonst gleich | Samen keimen; Keimlinge werden später blass und schwach |
Ein Sauerstoffversuch ist schwieriger eindeutig zu gestalten. Ein dicht verschlossener oder vollständig mit Wasser bedeckter Ansatz soll den Sauerstoffzugang verringern, kann aber zugleich weitere Bedingungen verändern. Deshalb musst du diese Einschränkung bei der Auswertung nennen.
Veränderst du zwei Bedingungen gleichzeitig, kannst du nicht erkennen, welche Bedingung den beobachteten Unterschied verursacht hat.
Beobachtung und Deutung trennen
Schreibe zuerst auf, was du wahrnimmst: etwa „In Ansatz 3 ist keine Keimwurzel sichtbar.“ Erst danach deutest du: „Ohne Wasser fand unter diesen Versuchsbedingungen keine Keimung statt.“
Keimt auch der Kontrollansatz nicht, kannst du die anderen Ansätze nicht sicher auswerten. Vielleicht waren die Samen nicht keimfähig oder der Aufbau war ungeeignet.
Warum sind Keimung und Wachstum nicht dasselbe?
Die Keimung ist nur der erste Abschnitt der Pflanzenentwicklung. Anfangs nutzt der Keimling gespeicherte Reservestoffe. Für ein dauerhaftes Wachstum reichen diese Vorräte nicht.
Grüne Laubblätter benötigen Licht, um bei der Fotosynthese aus Kohlenstoffdioxid und Wasser energiereiche Stoffe aufzubauen. Wurzeln nehmen Wasser und Mineralstoffe auf. Deshalb kann ein Kressesamen im Dunkeln zwar keimen, der entstehende Keimling bleibt jedoch blass und schwach und geht später ein.
Ein Sonnenblumensame liegt auf einem Schotterweg. Nach Regen keimt er bei geeigneter Temperatur, weil Wasser und Sauerstoff vorhanden sind. Daraus folgt nicht, dass der Schotterweg dauerhaft gute Wachstumsbedingungen bietet. Für die weitere Entwicklung braucht die Pflanze unter anderem Licht und eine ausreichende Versorgung mit Wasser und Mineralstoffen.
Karteikasten
Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.
Alles auf einen Blick
- Keimung
- Samen mit Embryo und Reservestoffen
- Quellung durch Wasseraufnahme
- Keimwurzel tritt meist zuerst aus
- Wasser, Sauerstoff und geeignete Temperatur
- Lichtbedarf hängt von der Pflanzenart ab
- Erde für den Keimungsbeginn nicht grundsätzlich nötig
- Keimblätter versorgen den jungen Keimling
- Kontrollversuch verändert nur eine Bedingung
- Weiteres Wachstum braucht Licht und Mineralstoffe
Abschluss-Check
Du kannst Keimung nun als überprüfbare Wirkungskette beschreiben: Ein keimfähiger Samen nimmt unter passenden Bedingungen Wasser auf, der Embryo wächst und meist tritt zuerst die Keimwurzel aus. Mit einem Kontrollansatz und nur einer veränderten Bedingung kannst du untersuchen, welche Faktoren dafür notwendig sind.