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Ernährungsspezialisten Pflanzen 08:06 min

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Transkript Ernährungsspezialisten Pflanzen

Hallo, heute mal wieder ein Thema aus der Biologie. Pflanzen wachsen oft auf Böden, die nicht alle nötigen Nährstoffe zur Verfügung stellen. So haben sie sich durch die Evolution verschiedene Methoden angeeignet, diese Nährstoffe trotzdem zu erhalten, weswegen man sie als Ernährungsspezialisten bezeichnet. Ganz grob unterscheidet man 4 verschiedene Klassen, die unterschiedliche Methoden haben, sich ihre Nährstoffe zu besorgen. Pflanzen machen sich die Hilfe von Bakterien und Pilzen, die Mycorrhiza-Pflanzen zunutze. Außerdem gibt es Parasiten und Karnivore. Die Bakterien gehören zu den Prokaryoten und stellen die größte Gruppe der Ernährungsspezialisten dar. Dies sind kernlose Zellen ohne Organellen. Das heißt zum Beispiel, dass das DNA frei im Cytoplasma vorliegt, ohne schützende Membran. Bei den Pflanzen werden Bakterien durch bestimmte Stoffe in der Wurzel angelockt und gelangen durch die Wurzelhaare in das Rindengewebe. Beta-IES, IES steht für die chemische Verbindung Indol-(3)- Essigsäure, die von ihrem Entdecker als Oxin oder auch Wuchsstoff bezeichnet wurde. Durch Beta-IES sorgen die Bakterien für eine Zellvergrößerung und eine Zellvermehrung des Wirtsgewebes, also der Pflanzen. Durch NH4+, auch Ammonium genannt, wird der Stickstoffaustausch gewährleistet. NH4+ ist ein Kation, also ein positiv geladenes Ion. Es wird von Bakterien aus der Luft aufgenommen und gelangt so in die Pflanze. Nach dem Vorgang werden die meisten Bakterien aufgelöst. Die verbleibenden Bakterien gelangen nach dem Absterben der Wurzel wieder ins Freie. Die zweite Gruppe der Ernährungsspezialisten ist die Mycorrhiza-Pflanze, umgangssprachlich bedeutet dies Pilzwurzel, welches für die Symbiose mit Pilzen steht. Man unterscheidet sie, je nach ihrem Vorkommen, in drei verschiedene Arten: Die einen sind die VA-Mycorrhiza, also die vesikulär-arbuskulär-Mycorrhiza. Dies sind die verbreitesten Formen unter den Pilzwurzlern. Pilze der Ordnung endugunalis -fadenförmige Pilze - bilden in den Wurzeln Vesikel und baumartig verzweigte Arbuskeln. Die Pflanze erhält bei dieser Symbiose vor allem mineralische Nährstoffe wie Phosphat und Spurenelemente. Zum Tausch erhält der Pilz vor allem Kohlenhydrate. Die Ektomycorrhiza kommt vor allem bei Bäumen und Sträuchern vor. Die Pilzhyphen, fadenförmige Pilzzellen, dringen lediglich zwischen die Rindenzellen des Wirts ein. Sie dienen zur Erleichterung der Versorgung mit Wasser und Mineralstoffen. Teilweise können die Pilze ihre Fruchtkörper nur in Verbindung mit den Wurzeln der Wirtspflanzen bilden. Bei den Endomycorrhiza bilden die Pilze innerhalb der Wurzelrinden Zellen, die Hyphenknäule. Diese werden von der Pflanze in tiefere Rindenschichten verdaut. Die Knäulverdauung wird auch Tolypoohagie gennant. Die Endomycorrhiza dienen ebenfalls zur Versorgung mit Wasser und Mineralstoffen. Die Parasiten entziehen einem Wirt Nahrung, ohne ihn zu töten, also sind sie in diesem Fall die Ernährungsspezialisten. Sie richten trotzdem Schaden an, in Form von Störungen im Wachstum, Fortpflanzung und Lebensdauer. Können sich die Parasiten noch zum Teil selbst ernähren, zum Beispiel durch Photosynthese, bezeichnet man sie als Halbparasiten. Können sie das nicht mehr, gelten sie als Vollparasiten. Parasiten können an Sprossen und auch an Wurzeln sitzen, mit zum Beispiel Haft- und Klammerorganen. Die Parasiten, hier im Bild rot eingefärbt, entziehen einem Wirt Nahrung, ohne ihn zu töten, also sind sie in dem Fall die Ernährungsspezialisten. Die meisten unter ihnen bilden Organe zurück, die sie nicht zum Parasitismus benötigen. Zudem haben sie komplizierte Entwicklungs- und Überlebenswege, die zur Erhaltung und zum sicheren Finden eines Wirts notwendig sind. Parasiten entziehen unter anderem Wasser und Nährstoffe, um zu überleben. Die letzte und vierte Klasse der Ernährungsspezialisten sind die Karnivoren, die Fleischfresser. Sie werden auch Insektivoren genannt. Mittels bestimmter Organe sind sie in der Lage, Insekten, und je nach Größe abhängig, sogar kleine Säugetiere zu fangen. So decken sie vor allem ihren Sickstoffhaushalt ab, aber auch andere Nährstoffe werden aufgenommen. Die Bildung der Fangblätter ist sehr aufwendig und sie können nicht sehr gut Photosynthese betreiben. Daher wachsen diese Pflanzen sehr langsam und können nur an sehr nährstoffarmen Orten gedeihen, wo keine anderen Pflanzen sie überwuchern können, z.B. in Mooren, auf Sand oder auf Felsen. Es gibt verschiedene Fallenarten, die ich euch noch zeigen möchte. Zunächst die Klebefalle, in der ein klebriges Sekret auf dem Blatt das Insekt anlockt und festhält. Durch Enzyme kann die Pflanze es verdauen. Bei der Klappfalle schließen sich sehr schnell zwei Blatthälften, nachdem ein Insekt die Fühlhaare berührt hat. Durch Enzyme wird das Insekt wieder verdaut. Die Saugfalle funktioniert nur unter Wasser oder unter der Erde. Dort baut die Pflanze einen Unterdruck auf, gleicht diesen schlagartig aus und zieht so die Nahrung ein. Bei der Fallgrubenfalle bilden Blätter einen Hohlraum, in den das Insekt fällt und durch die zu glatten Innenseiten und den zu kleinen Raum nicht entwischen kann. Durch Enzyme wird es wieder verdaut. Bei der Reusenfalle kann das Insekt nur in eine Richtung gehen und wird in eine Art Magen geleitet. Dort wird es wieder durch Enzyme verdaut. Zum Schluss noch mal der Überblick über die Ernährungsspezialisten im Pflanzenreich. Die Bakterien werden von den Pflanzen angelockt, gelangen ins Rindengewebe und sorgen dort für einen Stickstoffaustausch. Dann lösen sie sich auf oder gelangen nach Wurzelabsterben ins Freie. Die Mycorrhizapflanzen werden in VA-Mycorrhiza, Ektomycorrhiza und Endomycorrhiza unterschieden, je nach ihrem Vorkommen. Sie alle sind aber Formen der Symbiose von Pflanze und Pilz. Die Parasiten ernähren sich von ihrem Wirt, ohne ihn zu töten und entziehen ihm Nährstoffe und Wasser. Die Karnivoren, die Fleischfresser, ernähren sich mit ihren Fangblättern, indem sie Lebewesen fangen und sie verdauen. Ich hoffe, ihr habt nun einen kleinen Einblick in die Ernährungsspezialisten der Pflanzen. Bis zum nächsten Mal, tschüss!  

2 Kommentare
  1. Sehr gut gemacht.Dankeschööööön

    Von Dagmar Krings, vor mehr als 8 Jahren
  2. gute einleuchtende u verständliche darstellung. könnten sich andere als beispiel annehmen.

    Von Heifo, vor mehr als 8 Jahren

Ernährungsspezialisten Pflanzen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Ernährungsspezialisten Pflanzen kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe den Vorgang der Stickstoffaufnahme von Pflanzen mithilfe von Bakterien.

    Tipps

    Ammonium ist ein positiv geladenes Ion, welches aus einem Stickstoff- und vier Wasserstoffatomen besteht.

    Indol-3-Essigsäure wird auch Auxin oder beta-IES genannt.

    Lösung
    1. Zunächst werden Bakterien durch anlockende Stoffe angelockt und über die Wurzelhaare aufgenommen.
    2. Durch Indol-3-Essigsäure, welches von den Bakterien abgegeben wird, kommt es zur Vergrößerung und Vermehrung der pflanzlichen Zellen.
    3. Der Stoffaustausch erfolgt durch die Bakterien mithilfe von Ammonium. Die Bakterien nehmen Ammonium auf und geben es an die Pflanzen weiter.
    4. Nach diesem Vorgang werden die Bakterien aufgelöst oder gelangen nach dem Absterben der Wurzeln wieder ins Freie.
  • Zeige, welche Strategien Pflanzen in nährstoffarmen Lebensräumen entwickelt haben.

    Tipps

    Die Mykorrhiza ist eine Symbiose.

    Parasiten schädigen ihren Wirt.

    Lösung
    1. Die Funktion der Ammoniumaufnahme durch Bakterien ist die Aufnahme von Stickstoff. Bakterien werden über die Wurzelhaare aufgenommen und sorgen für ein vermehrtes Zellwachstum der pflanzlichen Zellen. Die Bakterien nehmen Stickstoff in Form von Ammonium auf und geben es an die Pflanze weiter.
    2. Bei der Mycorrhizabildung mit Pilzen handelt es sich um eine Symbiose, von der beide Beteiligten einen Vorteil haben. Die Pilze empfangen Kohlenhydrate von den Pflanzen und die Pflanzen erhalten Nährstoffe von den Pilzen.
    3. Fleischfressende Pflanzen fangen Insekten durch verschiedenste Mechanismen und zersetzen diese dann mithilfe von Enzymen. So gelangen sie an Proteine und Nährstoffe.
    4. Parasiten setzten sich auf Pflanzen und heften sich mit Haftorganen an. Sie entziehen den Pflanzen Wasser und andere Nährstoffe.
  • Erläutere die Funktionsweise der Enzyme am Beispiel fleischfressender Pflanzen.

    Tipps

    Alle Enzyme arbeiten nach dem gleichen Muster.

    Enzyme sind Biokatalysatoren und sorgen dafür, dass Reaktionen schneller ablaufen.

    Damit die fleischfressenden Pflanzen die Nährstoffe der Insekten verwerten können, müssen diese in ihre kleineren Bestandteile zersetzt werden, ähnlich wie bei der Verdauung.

    Lösung

    Enzyme wirken immer nach dem gleichen Schema.

    1. Zunächst gibt es ein Substrat, das zersetzt werden muss und ein Enzym, welches die Reaktion katalysiert. Ein Enzym ist ein Biokatalysator, welcher dafür sorgt, dass biologische Reaktionen schneller ablaufen. Ein Enzym hat eine Region, welche eine spezifische Struktur hat, das aktive Zentrum. Das aktive Zentrum sorgt dafür, dass nur ein Substrat katalysiert werden kann. Aber ACHTUNG: Mehrere Enzyme können das gleiche Enzym an sich binden.
    2. Im zweiten Schritt bilden Substrat und Enzym einen Enzym-Substrat-Komplex durch lockere Bindungen. Nun findet die Reaktion statt.
    3. Ist die Reaktion abgelaufen, dann werden die Bindungen aufgehoben und das Enzym geht unverändert aus der Reaktion hervor und kann wieder für eine erneute Reaktion eingesetzt werden. Das Substrat wurde je nach Reaktion zersetzt oder verändert.

  • Nenne alle möglichen Beteiligten einer Mykorrhiza.

    Tipps

    Die Mykorrhiza ist eine Symbiose. Das bedeutet, beide Teilnehmer haben einen Vorteil aus der Verbindung.

    Lösung

    An einer Mykorrhiza sind immer Pflanzen wie Bäume und Sträucher sowie Pilze beteiligt. Außer Bäumen leben auch viele Orchideen mit Pilzen in Symbiose. Bakterien können Pflanzen auch unterstützen, jedoch bilden sie keine Mykorrhiza, sondern helfen den Pflanzen beispielsweise Stickstoff aufzunehmen. Fleischfressende Pflanzen wie die Venusfliegenfalle gehören zu den Carnivoren.

  • Gib an, ob sich das Lebewesen Parasitismus oder Symbiose zu Nutze macht.

    Tipps

    Eine Mistel hat Haftorgane und sitzt auf anderen Pflanzen.

    Die Ameisen beschützen die Blattläuse und erhalten Zuckerwasser.

    Mit welchen Lebewesen gehen Pilze eine Beziehung ein?

    Lösung

    Zecken und Mücken sind Parasiten. Sie schädigen ihren Wirt z.B. den Menschen, indem sie ihn stechen oder beißen und dann Blut entziehen. Der Wirt hat keinen Nutzen aus der Interaktion, sondern einen Schaden. Er wird jedoch nicht getötet. Parasiten, welche ihre Wirte töten, heißen Parasitoide.

    Die Mistel ist ebenfalls ein Parasit. Mit ihren Haftorganen klammert sie sich an andere Pflanzen und entzieht diesen Nährstoffe. Die Mistel betreibt jedoch auch selbst Fotosynthese und wird deshalb zu den Halbparasiten oder Halbschmarotzern gezählt.

    Ameisen und Blattläuse bilden eine Symbiose. Die Ameisen beschützen die Blattläuse und im Gegenzug erhalten die Ameisen Zuckerwasser von den Blattläusen. Die Mykorrhiza gehört ebenfalls zu den Symbiosen, da die Pflanzen wichtige Nährstoffe von den Pilzen erhalten und die Pilze im Gegenzug Endprodukte der pflanzlichen Fotosynthese.

  • Erläutere, wie man den Boden mit Stickstoff anreichern kann.

    Tipps

    Mit Lupine ist die Lupinus luteus gemeint aus der Gattung der Lupinen. Es handelt sich hierbei um ein Schmetterlingsblütengewächs.

    Lösung

    Der korrekte Hinweis ist die Anpflanzung von Lupinus luteus. Die Lupine geht eine Symbiose mit stickstofffixierenden Bakterien, den Rhizobien oder Knöllchenbakterien, ein. Auf diese Art und Weise gelingt es dem Bauer, seine Felder mit Stickstoff anzureichern, ohne Kunstdünger zu verwenden.