Laatst vroeg ik me af wat nu eigenlijk het verschil is tussen waterplanten en landplanten. Waterplanten groeien in het water, dat is duidelijk, en dat is ook zo'n beetje het antwoord van Wikipedia en ander sites op internet. Maar waarom kan waterranonkel wel in het water groeien en een boterbloem niet? Een gek kan meer vragen dan tien wijzen kunnen beantwoorden en soms heb ik het idee dat ik zowel de gek speel als de wijzen. Vermoeiend, echte wijzen kunnen nog wel eens gewoon weglopen en de gek laten zitten.

Hoe komen we aan waterplanten

Het leven is ontstaan in het water, waarschijnlijk in de zee. In zee ontstonden ook de eerste planten, de algen en wieren en die zijn op een gegeven moment via zoet water (meren, poelen) het land opgeklommen. Ze hadden ook kunnen kiezen om via een (zout) kustmoeras voorzichtig te wennen aan het risico van verdrogen en pas daarna het land op. Volgens de deskundigen hebben ze de eerste route hebben gekozen en de eerste landplanten leken waarschijnlijk op levermossen.

Ik neem aan dat moeder natuur ook de andere route geprobeerd heeft, maar dat is blijkbaar niet gelukt. Maar er zit iets vreemds in de eerste vraag. Wij landrotten denken bij waterplanten aan waterranonkel en waterlelie, maar we vergeten de 'echte' waterplanten: de algen en wieren! Wieren en algen zijn een paar miljard jaar ouder dan een nieuwkomer als de waterlelie. Wat wij zien als onze huidige waterplanten zijn inderdaad allemaal afstammelingen van landplanten! Hoe zie je dat? Simpel: ze bloeien (bijna) allemaal met 'gewone' bloemen met bestuiving door de wind of insecten, zeer onhandig voor een waterplant. Een deel van de landplanten is dus weer te water gegaan, net zoals ooit een deel van de zoogdieren weer het ruime sop heeft gekozen: walvissen, zeehonden, dolfijnen en dergelijke.

De vraag geldt dus eigenlijk alleen voor de hogere planten, de vaatplanten. De eerste vaatplanten waren landplanten en ze leken op wolfsklauw. Bij de algen, wieren, mossen en dergelijke heeft de evolutie anders uitgepakt, maar het ging me nu om de vaatplanten.

Waterviolier

Hoe worden landplanten waterplanten

Landplanten hebben zich dus aangepast aan een leven in het water. Aan het leven in het water zitten veel voordelen: geen risico van verdrogen, de plant heeft nauwelijks het probleem om zich zelf overeind te moeten houden want ze is gewichtsloos in het water en in het water zitten meestal nuttige voedingsstoffen. Nadelen zijn er ook en de voornaamste is dat er onder water weinig licht is en dat is ook voor een waterplant nodig om te groeien. Ook in helder water kunnen ze dus niet erg diep gaan.

Bij onze waterplanten is de voorplanting eigenlijk (nog) niet goed geregeld. Het werkt allemaal, maar misschien ligt hier nog een schone taak voor de evolutie. Een hele enkele, het hoornblad, heeft zich echt aangepast aan het water. Hoornblad zweeft onder water en heeft dus geen wortels al hechten zijtakjes soms aan de bodem. De plant komt ook niet aan het oppervlak: alles gebeurd in en met behulp van het water. Ook de voorplanting dus. Hoornblad is eenhuizig, de bloemen zitten in een oksel en stellen op het oog niet veel voor, waarom zouden ze ook. Als het stuifmeel rijp is, laten de helmhokjes los en gaan aan oppervlak drijven met de stuifmeelkorrels aan de onderkant. Het stuifmeel laat los en zweeft naar beneden in de hoop een stamper te vinden. Stuifmeel van hoornblad heeft geen last van water, heel uitzonderlijk. Waterpest doet iets dergelijks: de plant zweeft geheel onder water maar stuurt af en toe een bloemetje naar het oppervlak. Als dat mannelijk is, laat het stuifmeel los dat op het water drijft, hopelijk naar de vrouwelijke bloem. Maar de waterpest is hier ingevoerd en heeft hier alleen maar vrouwelijke planten!

In de zee, in zout water dus, hebben we in Nederland ook een vaatplant: zeegras of eigenlijk zijn het twee soorten klein en groot zeegras. Groot zeegras (Zostera marina) kwam ooit zeer veel voor in de Waddenzee, maar na een ziekte rond 1920 is het nooit meer helemaal goed gekomen. Klein zeegras is altijd veel zeldzamer geweest. Maar beide planten laten hun stuifmeeltransport helemaal verzorgen door het water. Zo doet een échte waterplant dat, vind ik. Nu nog wachten tot er een waterplant komt die een visje of een kreeftje inschakelt voor de voor de bevruchting.

Waterranonkel

Waterplant of moerasplant

Een waterplant is dus niet fundamenteel anders dan een landplant. Wanneer noemen we het dan een waterplant? En wanneer noemen we het een moerasplant, want dat is eigenlijk een tussenvorm? Een echte definitie heb ik niet gevonden, maar waarschijnlijk is een waterplant een plant die altijd geheel of bijna helemaal onder water groeit. Drijvende bladeren plat op het water mogen en natuurlijk mogen de bloemen boven water steken. Dat lijkt duidelijk, maar krabbenscheer groeit in de zomer ongeveer half boven water en is toch duidelijk een waterplant. Krabbenscheer heeft onze regels weer eens niet gelezen.

Een moerasplant groeit altijd in het water, maar dat water mag wel eens heel laag staan. Het grootste deel van de plant is altijd boven water. Het boek "Veldgids - Water- en oeverplanten" van Roelf Pot geeft nog een onderverdeling van de moerasplanten, voor de liefhebbers.

Water

Ik ga door met de waterplanten. Alles wat onder water zit kan zelf vocht opnemen en heeft dus daar de wortels niet voor nodig. Toch wordt ook bij de wortelende waterplanten vocht naar alle delen van de plant gepompt en zelfs extra naar de delen die op dat moment groeien. Blijkbaar is de stroom ook nodig voor het aanvoeren en verdelen van voedingsstoffen. Jarenlang is er gediscussieerd of de wortels het water ophoog pompen of dat de verdamping in de huidmondjes het water naar boven zuigt of welke het belangrijkst is. De laatste tijd lijken de zuigende huidmondjes te winnen, maar ook in de waterplanten die geheel onder water groeien bestaat een waterstroom. Die kan niet van de huidmondjes komen, dus moeten de wortels er voor zorgen. Mogelijk hebben zelfs ondergedoken waterplanten zonder wortels een stroming! De wetenschap heeft hier nog wat doen.

En als de wortels nuttig werk doen, moeten die ook gevoed worden en dus gaat er ook stroom naar beneden met brandstof. Niet veel anders dan bij landplanten, maar bij de brandstof hoort ook zuurstof om er energie van te maken. Landplanten vinden die meestal in de grond, maar de waterplanten moet die aanvoeren. De meeste waterplanten schijnen de zuurstof uit de lucht op te nemen via de drijvende bladeren en dergelijke. Door verschillen in temperatuur diffundeert de zuurstof dan vanzelf naar beneden. Ondergedoken waterplanten gebruiken misschien de zuurstof die ze zelf maken want als ze bouwstoffen maken uit koolzuur ontstaat er ook zuurstof.

Voedingstoffen

De belangrijkste voedingstoffen voor planten op het land zijn koolzuur, stikstofverbindingen en fosfaat en daarnaast nog een aantal mineralen. Voor waterplanten is dat niet anders alleen hebben die de 'keus' om die voedingstoffen uit het water of uit de grond te halen, behalve koolzuur natuurlijk. Landplanten halen koolzuur direct uit de lucht, alle of misschien bijna alle waterplanten kunnen koolzuur ook uit het water halen. Koolzuurgas uit de lucht kan gewoon oplossen in water als dat niet te warm is en waterplanten kunnen het daaruit opnemen, maar de voorraad is beperkt. Veel waterplanten kunnen ook bicarbonaat gebruiken en dat komt in niet te zuur water vaak in grotere hoeveelheden voor. Het enige nadeel is dat de waterplant energie moet verbruiken om op die manier koolzuur op te nemen, maar het is blijkbaar de moeite waard.

Ook de andere voedingstoffen zoals stikstofverbindingen, fosfaat en mineralen zitten in het water. Tegenwoordig door het gebruik van kunstmest zelfs vaak te veel zodat de algen het water zo dicht groeien dat er geen licht meer overblijft voor de vaatplanten. Maar normaal kunnen de waterplanten hun voedingsstoffen uit het water halen of uit de grond. De modderige bodem is vaak rijk aan voedingsstoffen maar die zitten dan vast in plantenresten die door gebrek aan zuurstof niet afbreken en ze dus niet loslaten. Er zijn waterplanten zoals de waterlobelia (Lobelia dortmanna) die zich specialiseren op water met zeer weinig voedingsstoffen, maar die zoveel zuurstof in bodem weten te brengen dat rond hun eigen wortels de dode plantenresten wel afbreken en zo de gewenste mineralen loslaten! Waterlobelia groeit bijna helemaal onder water (behalve de bloemen) en de zuurstof maakt de plant helemaal zelf door de verwerking van koolzuur. Maar dat koolzuur haalt de plant ook uit de grond: bij het verteren van de plantenresten komt veel koolzuur vrij en dat gebruikt waterlobelia weer. Een heel bijzondere plant dus, die al de nodige gassen via de wortels laat lopen en die zijn eigen leefomgeving maakt! In Nederland hebben we heel weinig water met zeer weinig voedingstoffen en dus zijn planten als waterlobelia zeer zeldzaam. Jammer, waterlobelia is niet spectaculair om te zien maar wel in zijn gewoonten.

Jan van Dingenen - 2012

Naschrift

In dit artikel wordt opgemerkt dat de evolutie van waterplanten eigenlijk nog niet af is: de bestuiving gebeurt onder water nog niet door kreeftjes of dergelijke die de stuifmeelkorrels naar de vrouwelijke bloemen brengen. Net als de bijen en dergelijke dat bij landplanten doen.

Ik hoef blijkbaar maar te vragen en de wetenschap ontdekt het: in Nature Communications 7 - 28 sept. 2016 publiceren Mexicaanse onderzoekers een artikel dat aantoont dat de zeegrassoort Thalassia testudinum tweehuizig is en dus mannelijke en vrouwelijke bloeiende planten heeft. En dat niet alleen: kleine ongewervelden worden gelokt met voedzaam stuifmeel en dragen dit stuifmeel ook naar de vrouwelijke bloemen en met bevruchting als resultaat!
Het originele artikel is te lezen hier.