Mykorrhiza & Blütenbestäubung

von Sonja Dörfer  

 

Symbiose

Der größte Teil der Ökosysteme auf der Erde besteht aus symbiotischen Beziehungen. Unter dem Begriff Symbiose versteht man allgemein das Zusammenleben zweier Organismen, aus dem beide Vorteile ziehen. Diese zwei Organismen werden als Symbionten bezeichnet. Dabei ist es generell das Ziel, dass sich die Symbionten gegenseitig ihre Überlebungschancen erhöhen. Dies kann durch verschiedene Abläufe geschehen. Der Begriff der Symbiose wird in die Begriffe Ektosymbiose und Endosymbiose unterteilt. Die Ektosymbiose beschreibt die körperliche Trennung der Partner in der Symbiose. Diese Beziehung wird auch als Allianz bezeichnet, bei der beide Partner unabhängig von einander lebensfähig sind. Ein Beispiel kann in der Tierwelt gefunden werden. Nashörner, Elefanten und auch Flusspferde werden durch Vogelarten wie dem Madenhackerstar von lästigen Parasiten befreit. Ein anderes Beispiel der Ektosymbiose ist die Bestäubung. Da es bei der Symbiose Unterschiede der Abhängigkeit der Partner gibt, wird der Vorgang der Bestäubung als Mutualismus bezeichnet. Mutualismus bezeichnet eine regelmäßige Beziehung zwischen den Partnern, aber ist ebenfalls, wie die Allianz, nicht für beide lebensnotwendig.

Der Gegensatz der Ektosymbiose ist die Endosymbiose, bei diesem Vorgang wird einer der Organismen in den anderen aufgenommen. Dieses Aufnehmen ist für einen oder auch beiden der Symbionten lebensnotwendig. Durch die hochwertige Abhängigkeit der Symbionten wird diese Art der Symbiose als obligate Symbiose oder Eusymbiose bezeichnet. Viele im Wasser lebende Lebewesen gebrauchen die Eusymbiose und beherbergen Grünalgen. Der Symbiont, der den anderen Organismus in sich auf nimmt oder in manchen Fällen auf ihm leben lässt, wird auch als Wirt bezeichnet. Der Wirt bekommt durch die Grünalgen Produkte aus der Fotosynthese, da er selbst keine verrichten kann. Im Gegenzug liefert der Wirt den Grünalgen Nährsalze und Schutz.

Mykorrhiza

Es gibt verschiedene Arten der Symbiose, die durch die daran teilnehmenden Partner charakterisiert werden. Dazu zählt auch die Blütenbestäubung, die oft nicht als Symbiose wahr genommen wird. 

Eine andere Art ist die Mykorrhiza unter der man das Zusammenleben von Pilzen und fotosynthesebetreibenden Pflanzen versteht. Der Pilz wird bei dieser Beziehung Mikrosymbiont und die Pflanze Makrosymbiont genannt. Die Beziehung zwischen den Organismen wird als mutualistische Beziehung bezeichnet. Der Nutzen, welchen die Pflanze aus dieser Symbioseform zieht, ist der Austausch von Nährstoffen wie auch den Schutz vor Krankheitserreger. Der Pilz steht wiederrum durch die Fläche, welche die kooperierende Pflanze einnimmt, in einem geschützten Lebensraum.  Ein anderer Vorteil der Mykorrhiza ist eine verbesserte Bodenstruktur.  Außerdem erlangt das Wurzelsystem durch die Symbiose eine höhere Leistung, da die verwachsenen Wurzeln eine größere Wurzelfläche bilden und so dem Boden mehr Nährstoffe entziehen können. Die Wurzeln dringen tiefer in den Boden ein und verbessern so den Schutz gegen Witterungseinflüsse. Doch die wohl wichtigste Eigenschaft der Symbiose ist der Nährstoffaustausch.

Dabei werden die Stoffe über die Wurzeln an den jeweiligen Partner abgegeben. Die Pflanze, die durch die Fotosynthese ein ständiges Energielager zu Verfügung hat, gibt einen Teil der Kohlenhydrate an den Pilz ab. Der Pilz setzt als Gegenleistung Stoffe wie Phosphat, Nitrat und Ammonium im Boden frei, so können die Wurzel der Pflanze diese aufnehmen. 

Dieser Vorgang ist bei beiden Arten der Mykorrhiza gleich. Man unterscheidet zwischen Ektomykorrhiza und Endomykorrhiza. 

Ektomykorrhiza:

Bei der Ektomykorrhiza ist es wie bei der grundliegenden Mykorrhiza der Fall, dass sich Pilzhyphen um den äußeren Mantel der Wurzel legen und in die äußeren Interzellularen eindringen. Diese Mykorrhiza Form ist bei Bäumen (Wäldern) und in kalten Zonen sehr häufig und wird auch die ektotrophe Form genannt.

Endomykorrhiza:

Bei der endotrophen Form dringen die Pilzhyphen in die Zellen der Rhizodermis und der Rindenparenchyms ein. Diese Form ist charakteristisch für Orchideen und Samenpflanzen.

Die Aufgabe des Mykorrhizapilzes ist sehr wichtig für das Ökosystems, dies geschieht auf sehr unauffällige Art und Weise. Der Mensch schädigt diese Art der Symbiose häufig durch verschiedene Aktivitäten. Das immer schneller ausbreitende Waldsterben ist durch den Ausstoß von Abgasen unserer Autos verursacht. Eine Eigenschaft der Mykorrhiza ist, dass sie zu einem reduzierten Düngerbedarf der Organismen führt. Die Abgase der Autos düngen den Boden, da die Mykorrhiza aber auf ein reduziertes Düngerverhältnis eingestellt ist, wird sie überdüngt. Das schadet der Mykorrhiza.

 

Wie wichtig ist die Mykorrhiza für die Landwirtschaft? 

Dadurch, dass die Pflanzen durch den Vorgang der Symbiose (Mykorrhiza) weniger Dünger benötigen, ist die Mykorrhiza ein erheblicher Vorteil für die ökologische Landwirtschaft, den heimischen Garten und die Natur. Der Anbau von Mykorrhizapilzen kann sich auch in einigen Fällen lohnen. Zum Beispiel bei der Pilzart Trüffel, welche sehr gut schmeckt. Der Trüffelpilz gehört zu den teuersten und kulinarisch wertvollsten Pilzarten der Welt und wächst unterirdisch. Durch den hohen Preis pro Kilogramm lohnt sich der Anbau auch finanziell. Andere positive Faktoren sind: die Ertragsteigerung, welche durch die schnell und gesund heranreifenden Pflanzen entsteht. Der natürliche Schutz vor Pflanzenschädlingen, welcher noch nicht genau begründet werden konnte. Es scheint als seine Symbiose eingehende Pflanzen generell abwehrstärker oder die Pflanzen haben im Zusammenleben mit den Pilzen eine Art Abwehrkraft aufgebaut. Die Pflanzenaufzucht im Garten durch das Einsetzen von Mykorrhizapilzen und die Wiederherstellung von pflanzengeeigneter Boden. Diese Wiederherstellung wird in schwergeschädigten Standorten benötigt und kann durch das Einsetzen der Mykorrhiza verbessert werden. Der Pilz verbessert den Nährstoffgehalt im Boden durch die Übertragung von Stoffen aus der Partnerpflanze  und unterstützt die Pflanze in Situationen der Temperaturschwankung, Wassermangel und bei der Belastung der Pflanze durch Schwermetalle (Chrom, Kupfer, Blei). 

Blütenbestäubung

Auch die Bestäubung ist eine Form der Symbiose und wird auch in den Bereich des Mutualismus geordnet, da die jeweiligen Partner unabhängig voneinander leben können. Bei den miteinander kooperierenden Organismen handelt es sich um eine Blütenpflanze und ein Lebewesen (Biene, Hummel, Vögeln, Fledermäuse, etc.).

Die Grundlage der Bestäubung ist das Übertragen von Blütenstaub auf die Narbe einer Blüte. So wird die Befruchtung einer Blume eingeleitet. Es gibt verschiedene Formen der Bestäubung durch Tiere: Selbst-, Nachbar- und Fremdbestäubung. Bei der Selbstbestäubung werden die blüteneigenen Pollen auf die eigene Narbe der Blüte übertragen, was durch den Wind geschehen kann, aber auch durch Tiere, die Nektar aufnehmen wollen. Wenn die Pollen einer Blüte auf die Narbe einer anderen Blüte derselben Pflanze kommen, handelt es sich um die Nachbarbestäubung. Bei der Übertragung von Pollen auf die Nabe einer anderen Pflanze wir die Bestäubung Fremdbestäubung (häufig Tierbestäubung) genannt. Andere Wege der Bestäubung ohne die Hilfe von Tieren sind: die Wind- und die Wasserbestäubung. 20% der einheimischen Pflanzen werden durch die Windbestäubung befruchtet. Darunter befinden sich am häufigsten Baumarten wie: Birke, Esche, Erle, Nadelgehölze. Bei dieser Art der Bestäubung trägt der Wind die Pollen zur Nabe. Andere Pflanzen die typisch für Windbestäubung sind, sind Roggen, Weizen und Mais. Diese Pflanzenarten fallen unter die Sorte der Gräser. Diese Pollenarten führen häufig zu allergischen Reaktionen beim Menschen. Die Häufigkeit der Windbestäubung liegt an verschiedenen Kriterien. Zunächst sind die Pollen in großen Mengen vorhanden und haben wenig Gewicht, können so leicht vom Wind getragen werden. Meistens werden die Blüten nicht von Insekten oder anderen Tieren wahrgenommen, da diese nicht durch ihre Farbe hervorstehen. Ein anderer Punkt sind die häufig fehlenden Blütenblätter und Duftdrüsen. Die Tiere werden nicht auf die Blüte aufmerksam. Die Wasserbestäubung kommt nur bei Wasserpflanzen wie Seegras vor, wobei die Pollen vom Wasser getragen und verbreitet werden. 

Tierbestäubung

Die häufigste Form der Tierbestäubung ist die Form der Bestäubung durch Insekten z.B. die Honigbiene oder anderen Tieren. Die Tierbestäubung ist eine Form der Fremdbestäubung. Die Biene, die vom Duft des Nektars, der auffallenden Form und der meistens bunten Farbe der Blüte angezogen wird, kriecht in die Blüte und wird dabei mit Pollenkörnern benetzt. Die Natur hat im Fall der Honigbiene das Insekt gut auf ihrer Aufgabe vorbereitet und ihnen einen dichten Pelz geschenkt, an dem der Blütenstaub hängen bleiben kann. Wenn die Biene dann zur nächsten Blüte fliegt und mit dem benetzten Pelz in die Blütekriecht, bleibt der Blütenstaub (Pollen) auf der klebrigen Narbe (weibliches Blütenteil) kleben und die Bestäubung ist vollstreckt.

Bei anderen Tierarten ist das Prinzip gleich, nur dass die Blüten ihre Bestäuber mit unterschiedlichen Mitteln anlocken. So werden Fliegen häufig von einem Pilz- oder Aasgeruch angelockt. Pflanzenarten, die von nachtaktiven Insekten bestäubt werden, öffnen die Blüten erst am Abend und duften sehr intensiv.

Die sogenannten Vogelblumen, welche von Vögeln bestäubt werden, sind meistens mit roten Blüten bestückt, weil Insekten diese Farbe nicht wahrnehmen und deswegen nicht angelockt werden. 

Wie wichtig ist die Bestäubung für die Landwirtschaft? 

Das Thema Bestäubung ist für die Landwirtschaft sehr wichtig. Nicht nur in dem Bereich des Obstanbaus sondern auch bei anderen Bereichen. In Deutschland gehören Obstbäume, Raps, Sonnenblumen, Erbsen, Paprika und Tomaten zu den wichtigsten insektenbestäubenden Nutzpflanzen. Beim Obstanbau ist darauf zu achten, dass sich im Umfeld des Obstfeldes, genug Bienenstöcke befinden. Die Bienenvölker können die Obstpflanzen befruchten und führen so zu einer reichen Ernte. Es wird in etwa 1 Bienenvolk pro Hektar zur Bestäubung benötigt. Bienen als Nutztiere bringen zwar nicht den vollen Ertrag der Ernte, dafür aber einen Mehrertrag. Speziell bei den Honigbienen ist es, dass die Völker nur eine Pflanzenart ansteuern, solange es davon genug Nahrungsangebot gibt. Im Bereich des Rapsanbaus wurde von einer Universität in Wien raus gefunden, dass sich beim Aufstellen von Bienenstöcken, sich der Ertrag verdoppelt. In Deutschland hängen 85% der landwirtschaftlichen Erträge von der Bestäubung der Honigbiene ab. Auf der ganzen Welt ist es ein ganzes Drittel der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion. Ein anderer wichtiger Aspekt ist die Bestäubung von Wildpflanzen, welche in der Natur als wichtiges Nahrungsmittel den wildlebenden Tieren dient. Somit trägt die Bestäubung auch zur Vielfalt der Natur bei.

„Sterben die Bienen, stirbt der Mensch“ 

– Albert Einstein

Bienen – Gefährdung durch Pestizide und genetische Veränderung

Die häufig vom Menschen eingesetzten Giftstoffe schaden nicht nur der Umwelt, sondern auch der Biene, welche sehr wichtig für die Landwirtschaft ist und somit auch für den Menschen. Durch das massive Sterben der Bienen und Hummel befürchten Biologen, dass es zu einer Lebensmittelkriese kommen könnte, wenn das Sterben nicht gestoppt werden kann. Das Einsetzen von Pestiziden ist einer der Hauptgründe für die wertvollen Insekten. Die chemischen Substanzen sind extrem gefährlich für die Bienen und Hummeln. Dabei wurde der Einfluss von Neonicotinoid (Pestizid gegen Insekten) auf die Tierchen untersucht. Bei dieser Untersuchung stellt sich fest, dass der Orientierungssinn der Insekten unter dem Stoff leidet. Sie finden den Weg zu ihrem Volk nicht mehr. Außerdem wurde fest gestellt, dass dieses Insektizid besonders den Hummeln schadet. Mehrere Hummelarten sind zur heutigen Zeit ausgestorben. Auch die Produktion von Bienenkönigen geht durch den Einfluss von Neonicotinoid zurück. Das bedeutet es werden weniger neue Völker gegründet. Durch manche der Stoffe werden die Bienen genetisch verändert und so auch ihre eigene Reaktion. Die Biene ist für den Menschen lebensnotwendig, da diese für den Großteil unserer Nahrung verantwortlich ist. 

Quellen:

Ökologie – Eckhard Philipp/Bernhard Verbeek, 1998 Schroedel

http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/pestizide-sorgen-fuer-sterben-von-bienen-und-hummeln-a-824630.html

http://www.n-tv.de/wissen/Bienen-finden-nicht-mehr-zurueck-article5908831.html

http://www.deutscherimkerbund.de

http://de.wikipedia.org/wiki/Best%C3%A4ubung

http://de.wikipedia.org/wiki/Mykorrhiza

http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/myco/index.html

http://www.mein-schoener-garten.de/de/gartenpraxis/ziergarten/mykorrhiza-das-geheimnis-schoener-pflanzen-46912