Hartgewebe

Hartgewebe (mechanisches Gewebesystem der Pflanzen, Skelettsystem, Stereom), die dem mechanischen Zwecke der Festigung dienenden Zellverbände des Pflanzenkörpers im Gegensatz zu den weichen Geweben (dem Mestom). Zu dem als Skelett der Pflanze zu bezeichnenden H. gehören der Bast (s. d.), ferner die verdickten, mit spaltenförmigen Poren versehenen Fasern des Holzes (Libriformfasern, s. Holz), das Kollenchym, eine durch lokale Verdickung der Zellkanten ausgezeichnete Form der Zellfasern, und endlich die nicht faserförmigen, stark verdickten und getüpfelten Hartzellen (Steinzellen), die z. B. in zahlreichen Fällen die Festigkeit der Frucht- und Samenhüllen, desgleichen auch der Steinkörperchen im Fruchtfleisch der Birnen bedingen. Die Verteilung des Hartgewebes in der Wurzel, dem Stengel, dem Blatt u. a. entspricht den mechanischen Prinzipien, indem in der Pflanze Konstruktionen von größtmöglicher Festigkeit mit einem Minimum von Materialaufwand hergestellt sind. In einem biegungsfesten, an seinen Enden frei aufliegenden, in der Mitte belasteten Träger müssen die widerstandsfähigsten Konstruktionsteile, die Gurtungen, an die obere und untere Grenzfläche verlegt werden, während die Verbindungen zwischen den Gurtungen (die Füllung) aus weniger solidem Material hergestellt werden dürfen; die Querschnittsform eines solchen Trägers erscheint dabei als I oder als ɪ. Soll der Konstruktionsteil nicht bloß in Einer Ebene, sondern allseitig biegungsfest sein, so müssen mehrere Träger zu einem Kreise derartig verbunden werden, daß je zwei einander diametral gegenüberstehen. Werden die Träger außerdem in seitlicher Richtung miteinander verbunden, so werden die Füllungen entbehrlich, und bei völliger Vereinigung der Gurtungen entsteht schließlich als Konstruktionsform eine zylindrische Hohlröhre. Damit die Einzelgurtungen bei eintretender Spannung nicht seitlich ausweichen, gibt man ihnen häufig dieselbe Form wie dem ganzen Träger. Die Wanddicke des hohlzylindrischen Trägers muß ferner im richtigen Verhältnis zu seinem Durchmesser (im Minimum ¹/₇-¹/₈ des Durchmessers) stehen, weil sonst bei Belastung leicht ein Einknicken der Wand eintritt; andernfalls müssen Aussteifungsvorrichtungen jede Veränderung der Querschnittsform des Trägers verhindern. Soll dagegen eine auf Zugspannung eingerichtete Konstruktion hergestellt werden, so ist an Stelle der peripherischen Anordnung der Träger deren Vereinigung zu einer zentralen Masse am vorteilhaftesten. Diese, der Festigkeitslehre entnommenen Prinzipien sind nun in der Gewebeordnung der Pflanzen in überraschender Weise verwirklicht. Das festeste Element des Pflanzengewebes sind die dem Schmiedeeisen (für gleiche Querschnittsfläche) an Tragvermögen gleichen, aber durch größere Dehnbarkeit und geringere Differenz zwischen Tragmodul und Festigkeitsmodul verschiedenen Bastfasern, die in der Pflanze überall da auftreten, wo das Maximum von Festigkeit erreicht werden soll. Das Kollenchym hat eine etwas geringere Festigkeit sowie eine niedriger liegende Elastizitätsgrenze, so daß es das geeignetste Material zur Festigung junger, noch in Streckung begriffener Pflanzenteile darstellt. Da die Pflanzenstengel vorzugsweise auf Biegungsfestigkeit in Anspruch genommen werden, so müssen ihre Trägerelemente, d. h. die Bast- oder Kollenchymzellgruppen, nach den eben entwickelten Bauprinzipien eine peripherische Anordnung zeigen. Dies wird z. B. dadurch erreicht, daß dicht unter der Epidermis einzelne starke Bastrippen auftreten, die den Stengel in seiner ganzen Länge begleiten; in andern Fällen bilden sich an gleicher Stelle vollkommene ɪ-Träger aus, deren äußere und innere Gurtung aus Bastzellen, deren Füllung dagegen aus weniger festen und dünnwandigen Elementen besteht. Häufig kommt, wie im Stengel mancher Monokotylen, durch seitliche Verschmelzung der Träger ein kontinuierlicher Bastring zustande, der z. B. im Halm der Gräser noch von außen her durch angelegte Bastrippen verstärkt wird. Im ältern Stamme der Dikotylen wird der ursprüngliche Bastring durch das Dickenwachstum gesprengt, und es muß daher das Stereom auf die Innenseite des Kambiums verlegt werden, wo es sich als Libriform in zahlreichen konzentrisch angeordneten Holzringen, meist in ziemlich regelloser Weise mit dünnwandigern Elementen durchsetzt, ausbildet. Während Stengel und Stamm allseitig biegungsfest sein müssen, werden die Blätter vorzugsweise in der Richtung senkrecht zur Flächenausdehnung gebogen und besitzen daher meist eine reihenförmige Anordnung der Träger. Wurzeln und Rhizome sind dagegen Zugkräften ausgesetzt und entwickeln, dem mechanischen Prinzip der Gewebeordnung entsprechend, einen zentralen Zylinder von H. Eine zentrale Lagerung des Hartgewebes tritt auch in den Stengeln von Schling- und Kletterpflanzen, in Ranken, in hängenden Fruchtstielen und in den Stengeln vieler Wassergewächse auf, da alle diese Organe gleich den Wurzeln zugfest gebaut sein müssen. Die Steinschale der Steinfrüchte und der Nüsse, die den eingeschlossenen Samen gegen Druck von außen schützt, zeigt Gewölbekonstruktion. Für den Schutz zarter, im Wachstum begriffener Teile besitzen die Pflanzen bisweilen eigenartige mechanisch-anatomische Einrichtungen. So befindet sich am Halm der Gräser dicht über jedem Knoten eine Wachstumszone, in der die Gewebe in zartwandigem teilungsfähigen Zustande verharren; an dieser Stelle würde durch den Wind sehr leicht ein Einknicken herbeigeführt werden, wenn nicht die umhüllende Blattscheide dort ein besonders stark entwickeltes mechanisches Skelett besäße. Auch die Scheide, die bei der Grasnelke (Armeria vulgaris) unterhalb des Blütenköpfchens den obern Teil des Blütenschafts umgibt, hat eine ähnliche mechanische Bedeutung. Noch im Wachstum begriffene Stengel bauen ihr mechanisches System zunächst nicht aus Bast, sondern aus Kollenchym auf, dessen mit lebendem Inhalt versehene Zellen dem Wachstum zu folgen vermögen. Andre mechanische Konstruktionen treten dann ein, wenn die Veränderung in der Querschnittsform eines innern, lockern und lakunösen Organs, wie z. B. in dem luftführenden Stengel vieler Arten von Juncus und Scirpus, verhindert werden soll, in denen quergestellte Gewebeplatten (Diaphragmen) die notwendige Aussteifung herbeiführen und das Einknicken verhindern. Vgl. Schwendener, Über das mechanische Prinzip im anatomischen Bau der Monokotylen (Leipz. 1874); Westermaier, Beiträge zur Kenntnis des mechanischen Gewebesystems (Berl. 1881); Haberlandt, Entwickelungsgeschichte des mechanischen Gewebesystems (Leipz. 1879) und Physiologische Pflanzenanatomie (2. Aufl., das. 1896).