Der Begriff Allelopathie leitet sich von dem
griechischen Wort „allelon“ –
gegenseitig und „pathos“ – Leiden ab und
wurde von Hans Molisch, einem österreichischen Botaniker, um 1937 in seinem
Buch „Der Einfluss einer Pflanze auf die andere – Allelopathie“ vorgestellt. Er verwendet den Begriff, um die
chemischen Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroorganismen zu
beschreiben.
Allelopathie bezieht sich auf die schädlichen
oder nützlichen Wirkungen einer Pflanze auf eine andere Pflanze durch die Produktion
und Freisetzung von chemischen Substanzen (auch Allelochemikalien genannt).
Eine Pflanze kann dadurch z.B. die Keimung, das Wachstum, die Vervielfältigung
und die Überlebenschance einer anderen Pflanze beeinflussen und /-oder hemmen.
Die chemischen Substanzen bzw. Allelochemikalien
sind in mehreren Teilen der Pflanze, z.B. Wurzeln, Rhizome, Blätter, Stämme,
Pollen, Samen und Blüten vorhanden. Allelochemikalien können positive und
negative Wirkungen auf die
Zielorganismen haben, die von der Donorpflanze produziert und freigesetzt
werden. Diese Allelochemikalien können in die Umgebung (Boden, Luft, Wasser)
durch Auswaschung, Wurzelexsudation (Abgabe von Stoffen/Substanzen durch die
Wurzeln der Pflanzen in die Rhizosphäre), Verdunstung und Abbau von Pflanzengewebe
freigegeben werden. Außerdem sind Allelochemikalien meistens als
Sekundärmetabolite oder Sekundäre Pflanzenstoffe (chemische Stoffe, die von
Pflanzen produziert werden, die für sie nicht lebensnotwendig sind)klassifiziert.
Allelochemikalien mit negativen Wirkungen spielen eine wichtige Rolle bei der
pflanzlichen Abwehr von Pathogenen und Pflanzenfressern (Herbivoren).
Beispiele von Allelopathie
Gegenwärtige
Forschungen sind auf die gegenseitige Wirkung von Unkräutern auf Feldfrüchte,
Feldfrüchten auf Unkräuter, und Feldfrüchten auf Feldfrüchte fokussiert. Diese Forschungen bringen die Möglichkeiten
weiter, Allelochemikalien als Wachstumsregler und natürliches Herbizid zu
benutzen, um nachhaltige Landwirtschaft zu fördern. Ein Beispiel dafür ist Mesotrion. Es wird verkauft, um
breitblättrige Unkräuter und Fingerhirse zu bekämpfen.
Allelochemikalien
sind bekanntlich dafür die Keimung, das Wachstum, die Entwicklung, die
Verteilung und Vervielfältigung der Pflanzen zu beeinflussen.
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| (Juglans nigra) |
Die hemmende
Wirkung des Schwarznussbaumes (Juglans nigra) auf eine Pflanzenart ist einer
der ältesten Beispiele von Allelopathie. Alle Teile des Schwarzbaumes: Wurzeln,
Borken, Blätter und Nüssen (und sogar Regenwasser, das von einem Blatt fällt)
produzieren und setzen eine allelopathische Substanz frei. Diese allelopathische
Substanz, die der Schwarzbaum freisetzt nennt man „Juglon“. Der Regen wäscht das
Juglon von den Blättern und wird in
den Boden übertragen. Juglon kann
auch in den Boden gelangen, durch Verwesung von Blättern und Früchten. Manche benachbarten
Pflanzen können beeinflusst werden, wenn Juglon
von ihre Wurzeln absorbiert wird. Schwarznussbäume sind offensichtlich giftig
für Krautige Pflanzen und Gehölze. Betroffene Pflanzen werden braun, verwelken
und sterben. Die meisten Gemüsepflanzen sind gefährdet von der
Toxizität/Giftigkeit des Juglons.
Die
allelopathische Wirkungen des Juglons
auf die Pflanzen ist im Allgemeinen toxisch, aber auch in manchen Fällen
vorteilhaft. In vorherigen Studien wurde herausgefunden, dass Juglon das
Wachstum der Setzlinge von Tomaten, Gurken, Gartenkresse und Luzernen stark
hemmt, aber das Wachstum der Setzlinge von Zuckermelonen wächst an.
Die Beziehungen von Desmodium und Hexenkraut (Striga)
Desmodium (wie z.B „D.
intortum“ und „D. uncinatum“)
wird in der Landwirtschaft als Teil der Push-Pull Methode verwendet.
Während Untersuchungen in Kenia durgeführt
wurden, um die Schädigung der Schädlinge und dem Hexenkraut (Striga) an den
Maispflanzen zu kontrollieren, haben Forscher durch die Mischkultur von Mais
mit Desmodium herausgefunden, dass Desmodium das Wachstum des Hexenkrautes,
Striga, verhindern und hemmen kann. Durch die Wurzeln des Desmodiums werden
bestimmte chemische Substanzen im Boden abgegeben, die für das Wachstum des
Hexenkrautes nachteilig ist. Diese chemische Substanzen, die im Boden
freigegeben werden, sind allerdings für
die Maispflanzen unschädlich. Desmodium ist im Allgemeinen nützlich als
Gründüngung. Es gibt viel Stickstoff im Boden ab, sodass es beinahe der
erforderlichen Düngermenge für Mais entspricht. Außerdem kann Desmodium nicht
nur negative allelopatische Wirkungen für das Hexenkraut haben, sondern auch
Allomone (Allelochemikalien gegen Fressfeinde einer Pflanze) produzieren und
freisetzen, um Schädlinge
abzuweisen.
Desmodium
Desmodium ist eine Pflanzengattung aus der Familie der
Fabaceae oder Leguminosae (auch Leguminosen
genannt). Viele Desmodium-Arten sind Kräuter oder kleine Sträucher. Manche
Desmodium-Arten werden als Unkraut
betrachtet. Desmodium kann eine Höhe von bis zu 182,88 cm erreichen, doch
normalerweise erreicht es diese Höhe nicht. Die Blüten von Desmodium sind normalerweise rosa bis
zu leicht lila-rosa und haben eine Länge von bis
zu 1.27cm.
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| Desmodium adscendens (http://life.uiuc.edu/~hhines/flowers.html) |
In Afrika nutzten die alten Medizinmänner Desmodium adscendes um den Körper zu entgiften. Sie verwenden Extrakte aus der Pflanze um insbesondere, Lebererkrankungen, wie Hepatitis, zu behandeln. Desmodium adscendens ist eine der wenigen „Leberpflanzen“, die Leberzellen regenerieren können und regen die Leber an ohne sie zu reizen.
In Ghana ist Desmodium ein beliebtes Heilmittel gegen Asthma, Verstopfung, Dysenterie, und um Wunden zu behandeln. Im Jahr 1997 zeigte eine klinische Beobachtungsstudie, dass ein bis zwei Teelöffel getrocknetes Desmodium Blattpulver täglich (in drei Dosierungen), den Zustand meist behandelter Asthma-Patienten verbessert. Um die antiasthmatischen Eigenschaften dieses effektiven Heilmittels zu verstehen, führten Wissenschaftler verschiedene Tierstudien durch, um festzustellen wie es funktionierte. Forscher fanden heraus, dass Desmodium adscendes Subztanzen (wie Spasmogen, das Kontraktion der Lungen verursacht und Histamin, das allergische Reaktionen auslöst) hemmt und dass es dadurch eine entspannende Wirkung auf die Muskeln der Lungen hat. Die antiallergische Eigenschaft der Pflanze verursacht allerdings nicht nur eine Hemmung der Kontraktion der glatten Muskeln in den Luftwegen der Lung, sondern auch die Kontraktion der Muskeln überall im Körper.
Hexenkraut (Striga)
Striga, oft auch Hexenkraut genannt, gehört zur
Pflanzenfamilie der Sommerwurzgewächse (Orobanchaceae). Die Pflanzengattung
umfasst mindestens 30 Spezies (die genaue Anzahl der Striga-Arten ist unklar
aufgrund der taxonomischen Ungewissheit). Diese Spezies kommen in Teilen von Afrika, Asien und Australien
vor. Drei Spezies sind ursprünglich in Australien beheimatet: S. curviflora, S. multiflora and S.
parviflora. Hexenkräuter haben meistens hell-grüne Stämme und Blätter und
kleine, hell farbige Blüten. Sie können nur bis zu einer Größe von 15-20 cm
heran waschen (manche Arten bis zu 60 cm).
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| infestation of S. hermonthica photo by: iita-media-library |
Striga Pflanzen sind meist Obligate Parasiten und
brauchen deshalb einen Wirt um zu überleben. Sie beziehen Nährstoffe, Wasser
und Kohlenhydrate von den Wurzeln ihrer Wirtspflanzen. Manche Striga-Arten (wie
z.B. Striga asiatica, S. gesnerioides, und S. hermonthica) haben vernichtende
Wirkungen auf die Feldfrüchte, darunter Mais, Hirse, Reis und Zuckerrohr. Die
Pflanzen sind in der Lage, Ernten zu verringern und in manchen Fällen, die gesamte Ernte zu vernichten. In Afrika,
südlich der Sahara, verursacht Striga jährliche Ernteverluste von bis zu US$7
Milliarden und hat nachteilige Auswirkungen für über 300 Millionen Menschen.
Kleine Landwirte mit niedrigem Einkommen in Afrika sind hauptsächlich davon
betroffen.
Jede Striga Pflanze kann tausende Samen
produzieren, die für über 10 Jahre im Boden lebensfähig bleiben können. Die
Samen können durch Wind, Wasser und menschliche Beeinflussung (mit Hilfe von
Maschinen) verteilt werden. Die Samen keimen nur in unmittelbare Nähe zu den Wurzeln von einem geeigneten Wirt.
Sobald ein Samen keimt, wächst der Sämling in Richtung der Wurzeln der
Wirtspflanze und bildet Haustorium, welches in das Gewebe der Wirtspflanze eindringt.
Nach dem die Pflanze für 4 bis 6 Wochen unter der Erde gewachsen ist, kommt die
Striga-Pflanze aus der Erde heraus
und produziert grüne Blätter. Manche Striga-Arten können im Boden bleiben und
gewinnen alle ihre Erfordernisse von ihren Wirtspflanzen.
Anwendungen
Striga Pflanzen sind bekannt als „Hexenkräuter“
aufgrund ihre vernichtende Auswirkungen auf die wichtigstens Nahrungspflanzen.
Doch die Pflanze soll auch nützliche
Wirkungen haben.
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| yellow-flowered S. asiatica photo by: A. Fleischmann |
In Malaysia beispielsweise ist die Striga
Pflanze, Striga asiatica, auch als Jarurn Mas oder
"Golden Needle" bekannt. Die
Pflanze soll einen medizinischen Wert haben und wird als Kräutermedizin von
manchen Einheimischen verwendet. Chinesen hätten offensichtlich Striga asiatica Blätter für Wunde/Entzündung und Ulkus verwendet.
Doch diese ist allerdings nicht wissenschaftlich bewiesen.
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| S. hermonthica http://cost849.ba.cnr.it/ |
In Nordnigeria, der Absud der Pflanze wird in
trockenen und frischen Blättern wird auf die Haut gerieben um Pilzinfektionen
zu behandeln. Außerdem werden die Blüten von S. hermonthica örtlich in Nigeria benutzt, um Empfängnisse zu
verhindern. S. hermonthica ist eine sehr
verbreitete medizinische Pflanze in Afrika, die bereits als traditionelle
Medizin benutzt wurde, die positiven
Wirkungen gegen Infektionskrankheiten bei Tiere als auch beim Menschen hat.
Dennoch ist die Information über die pharmakologische Wirkungen der Pflanze
noch knapp.
Quellen:
http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/bio/2182
http://de.wikipedia.org/wiki/Exsudation_(Pflanze)
http://www.wisegeek.com/what-is-desmodium.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Exsudation_(Pflanze)
http://www.gapa-inc.com/Desmodium-Leberreinigung-3erSet?gclid=CPGfr460wbACFUVc3wodbCA4pQ
http://www.super-smart.eu/article.pl?id=0486&lang=de&fromid=GG132&gclid=CNPug5G1wbACFUZd3wodfiWVow
http://rainforest-database.com/plants/amorseco.htm
http://www.wholeworldbotanicals.com/herbal_desmodium
http://www.daff.qld.gov.au/documents/Biosecurity_EnvironmentalPests/IPA-Witchweed-Risk-Assessment.pdf
http://japsonline.com/vol-1_issue-7/01.pdf
http://www.odu.edu/~lmusselm/haustorium/pdf/haustorium28.pdf
http://www.ajol.info/index.php/ajb/article/viewFile/58827/47149..
http://www.ncrs.fs.fed.us/pubs/jrnl/1983/nc_1983_rietveld_001.pdf
von Rachel Leano
Aufgabenstellung:
AntwortenLöschenDer Begriff „Allelopathie“ ist genau zu definieren und zu erläutern. Die Beziehungen von Desmodium und Hexenkraut sollen beispielhaft verdeutlichen was Allelopathie im Einzelfall bedeuten kann. Bisherige Erkenntnisse und deren praktische Anwendung sind darzustellen, wobei einige Beispiele ausführlicher behandelt werden sollen. Die genaue Angabe der Quellen ist erforderlich.