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Parasitismus
Es gibt nicht nur tierische Parasiten wie
die Blattlaus oder Parasiten die Parasiten befallen, wie der Pilz,
der Blattläuse parasitiert sondern auch Pflanzen, die andere
Pflanzen benutzen, um leben zu können. Ein berühmtes Beispiel
ist die Mistel
(in Europa Viscum album). Sie ist einerseits in die europäische
Literatur eingegangen (siehe rechts ), andereseits schwören
weltweit viele Menschen auf die Wirkung ihrer Extrakte. Wie oft
gibt es auch hier Dichtung und Wahrheit, was die internationale
Forschung über die Wirkung der Mistelinhaltsstoffe erahnen
läßt.
Wir wollen uns die Lebensweise dieser Pflanze genauer
ansehen.

In Abb. 44
sind Zweige von Viscum album zu sehen. Misteln sind
immergrüne, blühende, giftige, parasitische Pflanzen,
die auf Baumzweigen leben, wo sie kugelförmige Büsche
von 0,50 - 1,50 m Durchmesser bilden. Man findet die Mistel
auf fast allen Laubbäumen, bevorzugt mit weicher Rinde. Sie
sind selten an Eichen und Birnbäumen. In manchen Gebieten (z.B.
westliche USA) verursachen Misteln größere Schäden
als alle anderen Schädlinge.
Erinnern wir uns: alle Lebewesen benötigen:
- eine Energiequelle
- Wasser
- Nährstoffe.
Grüne Pflanzen benutzen als Energiequelle
die Sonne und entnehmen das Wasser und die Nährstoffe
aus dem Boden und der Luft. Die Nährstoffe sind
anorganisch ( Salze, CO2) und sie können
daraus mit Hilfe der Photosynthese organische Stoffe ( Glucose
, Fette, Proteine usw. herstellen. Eine solche Lebensweise nennt
man autotroph.
Im Gegensatz dazu müssen Tiere und der Mensch organische Nahrung
aufnehmen, ihre Lebensweise nennt man heterotroph.
Die Tiere verteilen die Nährstoffe in ihrem Körper mit
dem Blutkreislauf zu allen Zellen. Fast alle Pflanzen besitzen ebenfalls
ein Verteilungssystem, die Leitbündel.
Um die parasitische Lebensweise der Mistel besser
verstehen zu können, wollen wir uns kurz die Anatomie einer
höheren Pflanze (Laubbäume sind höhere Pflanzen =
Kormophyten) betrachten.
Kormophyten besitzen 3 Organe: Wurzel, Spross
und Blätter. Leitsysteme (Leitbündel) durchziehen
alle Organe. Dabei werden Wasser und Mineralsalze nach
oben und organische Stoffe nach unten transportiert.
Der Querschnitt des Sprosses einer Kartoffelpflanze sieht etwa so
aus, wie unten abgebildet. Die Leitbündel sind konzentrisch
um den Achsenmittelpunkt angeordnet und bestehen aus eiförmigen
Strukturen, die innen große "Löcher" aufweisen.
Außen sind eher kleine Zellen zu sehen. Die großen Zellen
sind keine lebenden Zellen sondern große, den ganzen
Sproß der Länge nach durchlaufende Röhren.

Die äußeren
kleinen Zellen nennt man Phloem
und sie transportiern die organischen Stoffe aus den Blättern
nach unten. Die inneren großen toten Zellen gehören zum
Xylem und transportieren
Wasser und Salze aus dem Boden aufwärts.
Wo
bekommt nun also die Mistel ihre Energie , Wasser und Nährstoffe
her?
Der Spross eines erwachsenen Laubbaums sieht prinzipiell
ähnlich aus, nur daß der komplette innere Bereich aus
Xylem ( Holz ), dem Haupteil des Stammes besteht.
Da die Mistel grün ist und Chloroplasten hat, könnte
sie durch Photosynthese selbst ihre Nahrung herstellen. Sie ist
deshalb auch nur ein Hemiparasit
(Halbparasit). Die Samen der Mistel haben Stacheln. Wenn sie z.
B. auf einen Ast fallen, bleiben sie haften, keimen aus und durchdringen
die Rinde bis zum Phloem (siehe Abbildung unten) Es bilden sich
Senkwurzeln, die bis zum Xylem wachsen. Der periphere
Strang nimmt Verbindung mit dem Phloem auf. Auf diese
Weise holt sich die Mistel die notwendigen Stoffe, die sie zum Leben
braucht: Wasser, Nährsalze und organische Stoffe.

Parasitismus
ist weit verbreitet. Es gibt kaum ein Gewebe von Tieren und Pflanzen,
das nicht einen Parasiten bewirten kann. Man denke an die Bandwürmer
und Spulwürmer
im Verdauungstrakt der Tiere, Egel benutzen sogar mehrere
Wirte oder den Erreger der Schlafkrankheit, ein parasitischer
Einzeller.
Wer sich genauer über die verschiedenen
menschlichen Parasiten informieren will, geht am besten auf die
entsprechende Seite siehe unten.
Symbiose
Zum Abschluß der Besprechung biotischer Faktoren
wollen wir eine Lebensgemeinschaft näher betrachten, die auf
gegenseitigen Nutzen ausgerichtet ist. Man bezeichnet diese als
Symbiose.
Sie ist weit verbreitet im Tier- und Pflanzenreich.
Zum Beispiel das Bakterium Escherichia
Coli (siehe Abb. 50) im Darm
von Säugetieren lebt dort in Symbiose. Es hilft bei der Verdauung
und erhält im Gegenzug Nahrung.
Flechten
Eine rein pflanzliche Symbiose sind die Flechten.
Hier leben entweder Alge und Pilz oder Pilz und Cyanobakterium
zusammen. Flechten bedecken 8% der Erdoberfläche in ca 13500
Spezies.

Sie kommen von den Polen bis zum Äquator
vor und sind mikroskopisch klein oder groß wie Blätter.
Ihre Farben reichen von weiß zu schwarz, rot zu orange, braun,
gelb oder grün. Sie benötigen einen festen Untergrund
wie Stein oder Fels.
Die Alge liefert über die Photosynthese
die energiereichen organischen Stoffe, der Pilz, der 90% des Pflanzenkörpers
( Thallus) ausmacht, beschützt
die Alge vor negativen Umweltbedingungen und versorgt sie mit Mineralstoffen.

Man unterscheidet 3 verschiedene Formen.
Der prinzipielle Aufbau sieht folgendermaßen aus:
- Obere Cortex,
äußere Schutzschicht (Pilz)
- Algenschicht durchzogen von Pilzhyphen
- Medulla,
dicke Schicht farbloser Hyphen
- Untere
Cortex (siehe obere)
- Würzelchenschicht,
Halteorgane
Sie sind sehr empfindlich gegen atmosphärische
Umweltverschutzung wie SO2 und werden deshalb als
Bioindikatoren eingesetzt.
Wer mehr über Flechten lernen will siehe unten.
Wurzelknöllchenbakterien
Eine andere bemerkenswerte pflanzliche Symbiose gehen die Wurzelknöllchenbakterien
(Rhizobium) mit den Leguminosen ( Hülsenfrüchtler:
Bohnen, Erbsen, Erdnüsse, Lupinen, Klee) ein. Jede Pflanze
hat ihre eigene Spezies. Diese Bakterien gehören zu den einzigen
Lebewesen, die es geschaft haben die 78% Stickstoff in der
Atmosphäre zu nutzen. Wie sie wissen, enthalten einige der
wichtigsten Nährstoffe, die Proteine N. Die Pflanzen nehmen
diesen normalerweise in Form von N-haltigen Salzen (Nitrat oder
NH4+) aus dem Boden auf.
Die Bildung der Wurzeknöllchen ist sehr interessant.
- Die Wurzeln
scheiden Zucker und Aminosäuren aus, was die Bakterien anzieht.
- Die Wurzelhaare
sondern bestimmte Stoffe ab, die in den Bakterien die Bildung
von Knöllchen-Genen hervorrufen.
- Die Bakterien
nehmen Kontakt mit den Wurzelhaarzellen auf, verdauen die Zellwand
und infizieren die Zellen.
- Sie wandern zur Wurzelrinde.
Dort bildet sich dann die Knöllchenstruktur. Die Bakterien
beginnen mit der Bindung des Luftstickstoffs. Dieser Prozess ist
sehr energieverbrauchend, da das N2-Molekül sehr
stabil ist.
N2 + 8H+ + 6e-
+ 12ATP ---> 2 NH4+ + 12 ADP + 12 Pi
Der Prozess benötigt 3 Proteine darunter
die Nitrogenase. Der
Luftstickstoff wird in NH4+ umgewandelt,
den die Pflanzen aus dem Boden aufnehmen müssten. Dieses wird
an die Pflanzen abgegeben, die daraus Aminosäuren herstellen.
Die Pflanzen geben Zucker und organische Säuren
an die Bakterien ab. Die N-Fixierung ist sehr effizient: -200Kg
N/ha. In der Landwirtschaft werden diese Pflanzen zur Gründüngung
verwendet, d.h. die Pflanzen versorgen den Boden mit Hilfe ihrer
Bakterien mit Stickstoff.
Zusammenfassende Bemerkungen
zu biotischen und abiotischen Faktoren
Unsere Beispiele der Beziehungen der Organismen
zu ihrer Umwelt zeigen Gemeinsamkeiten. Jeder Organismus nützt
in seinem Lebensraum bestimmte Faktoren aus und ist speziell angepasst:
- die Pinguine nützen die extremen Bedingungen
um den Südpol
- die Mikroorganismen verwenden die toten pflanzlichen
Stoffe eines Komposthaufens
- Die Blattläuse benutzen das unendliche
Nahrungsangebot der Pflanzen
- die Misteln benützen die Organe anderer
Pflanzen
- die Flechten sind Überlebenskünstler
in allen Biomen
- die Wurzelknöllchenbakterien nutzen ihre
Fähigkeit zu Gunsten höherer Pflanzen.
Man nennt die Gesamtheit der Faktoren, die ein
Organismus ausnützt ökologische
Nische.
Jedes Lebewesen besetzt eine spezielle ökologische
Nische, an die es durch die Milliarden Jahre lange Evolution optimal
angepasst ist. Falls die Umwelt sich ändert, sterben sie oder
wechseln den Standort.
Innerhalb einer Population gibt es Konkurrenz
um diese Faktoren (=
innerartliche
Konkurrenz). Bei der enormen Vermehrungsrate der Blattläuse
und dem sehr großen Angebot an pflanzlicher Nahrung besteht
diese zwischen den Blattläusen jedoch kaum. Auch bei den Pinguinen
und Flechten ist dies kein Problem. In einem Wald oder einer Wiese
jedoch besteht je nach Klima sehr wohl eine Konkurrenz um Nahrung
für z. B. Kaninchen, oder Rehe oder Greifvögel, Störche,
Reiher, Füchse usw.
Dazu kommt weiterhin die Konkurrenz zwischen den
Arten (=
zwischenartliche
Konkurrenz) Im Komposthaufen bauen verschiedene Bakterien
das organische Material ab. Solange die Nahrunsmenge groß
ist, können alle davon leben, wird sie kleiner reduziert sich
auch die Bakterienzahl. Ändert sich die Umwelt, wird z. B.
die Temperatur zu hoch können nur die thermophilen Organismen
überleben und weichen so der Konkurrenz aus.
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