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Titel / Referat: Symbiose - die Verbindung zweier Organismen

Schlagwörter: Definitionen, Symbiotische Verbindungen, Bakterien-Pflanzen-Verbindung, Wurzelknöllchenbakterie, Pflanzen-Pflanzen-Verbindung, Flechte Hausaufgabe, Referat

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Die Symbiose

Vor tausenden Jahren besiedelten die ersten Menschen dichte Regenwälder und richteten sich immer weiter in ökologische Systeme ein. Dort lebten sie vorerst in einem genügsamen Lebensstil, angepasst an ihre vorgegebene Natur. Leider wurde diese Symbiose durch die rasche Vermehr-ung des Menschen zerstört. Sie wurden rücksichtsloser und raubten die Natur aus. Doch auch heute lebt das Wunder der Symbiose in kleinen Verbindungen weiter. Jedoch ohne das Bewusste Zutun des Menschen.

Diese Phänomene zeigen sich vielmehr in Verbindung mit Pflanzen und Tieren. Wo die Umgebung oder Umstände es erfordern vereint sich die Natur um sich dessen anzupassen. Dann arbeiten ein Baum und eine Ameisenkolonie zusammen, so dass die Pflanze Wohnraum und Nahrung bietet, wofür die Ameisen den Baum von anderen Insekten befreit und im Raum zum Wachsen aufbaut.

Ich sehe die Symbiose als Geniestreich der Natur an, da sie als einziges System beiden Angehörigen Vorteile verschafft, was schon fast von einer ökologischen Intelligenz zeugen lässt.


Definition
Symbiose ist der wissenschaftliche - aus dem griechischen - kommende Begriff für die ökologische Vergesellschaftung zweier Organismen. Man spricht dann nicht mehr von Parasitismus oder Parabiose, da im Gegensatz zu diesen beiden Begebenheiten, beide Symbionten einen Vorteil aus der Lebensgemeinschaft ziehen. Die Symbiose gilt als ein biotischer Faktor der natürlichen Ökologie und kommt bei Tieren und Pflanzen recht häufig vor. Das co-existenzielle Prinzip beruht oft auf Verbindungen verschiedener Pflanzenarten und bzw. oder Lebewesen, wie Insekten und Bakterien. Gründe dafür sind Nahrungsbeschaffung, Fortpflanzung oder Einstellung auf die ökologische Nische, in der sich die Organismen aufhalten.

Die Verbindung kann sowohl rein soziologisch, also als getrennte Organismen, wie auch als zusammengeführter Doppelorganismus (Flechten) entstehen. Im folgenden werden Beispiele für die verschiedenen Arten und Formen von Symbiosen gegeben.


Symbiotische Verbindungen

  • Tiere - Tiere
    • Termiten & Ameisen
      Termiten schaffen Wohnraum den sie sich mit Ameisen teilen. Dafür beschützen diese die Termiten vor Angreifern.
    • Blattläuse & Ameisen
      Auch hier sorgen die Ameisen für den Schutz, die Blattläuse helfen bei der Nahrungssuche, bzw. –beschaffung.
    • Säugetiere & Vögel
      Vögel sind besonders „symbiosefreudig“:
      Sie helfen kleinen Räubern bei der Beutesuche, dafür bekommen sie einen Teil der Beute.
      Bestimmte Vögeln säubern auch die Haut oder die Zähne von großen Tieren (z.B. Elefanten und Krokodile).
  • Tiere - Pflanzen
    • Bienen & Blütenpflanzen
      Bienen bedienen sich des Nektars von Fruchtbäumen wie z.B. Kirschbäumen. Den Samenstaub den sie in der Blüte aufnehmen wird so zu anderen Blüten weitergetragen.
    • Samenpflanzen & kl. Tiere
      Kleinere Tiere fressen die Samen oder Früchte von Büschen und Bäumen. Allerdings verteilen sie so auch die Keimteile in der natürlichen Umgebung.
    • Pilze & Insekten
      Insekten wie Ameisen, züchten in ihrem Bau unterschiedliche Pilzsorten. Also kann sich der Pilz leichter fortpflanzen und verteilen, dafür fressen die Ameisen einen Teil der Ernte.
  • Pflanzen - Pflanzen
    • Pilze & Samenpflanzen
      Sie schaffen zusammen ein Symbiosium, dass auch Mykorrhiza genannt wird.
    • Pilze & Algen
      Die sogenannten Flechten werden in Symbiose [4] näher erklärt.
  • Bakterien - Pflanzen
    • Bakterien & Sumpfpflanzen
      Ein kurze Erläuterung hierzu finden sie in Symbiose [3] anhand des Beispiels der Wurzelknöllchen.
  • Bakterien - Säugetiere
    • Darmbakterie & Säugetiere
      Bakterien wie die ‚Escherichia Coli’ leben im Darm und ernähren sich von Ballaststoffen und Darmrückständen. Dafür erleichtern sie dem Wirt die Verdauung.


Bakterien-Pflanzen-Verbindung

Die Wurzelknöllchenbakterie
In dieser Symbiose verbinden sich die Wurzelknöllchenbakterie (auch Rhizobium genannt) mit den Leguminosen, also Hülsenfrüchtlern wie Bohnen, Erbsen, Erdnüssen und Klee. Auf jede dieser Pflanzen kommt eine eigene Rhizobiumsspezies.

Nun zu den Vorraussetzung dieser Symbiose:

Das Rhizobium ist eines der wenigen Lebewesen, dass die Fähigkeit besitzt, die 78% Stickstoff der Atemluft aufzunehmen und zu verarbeiten. Aus den aufgenommen Stickstoffen kann die Bakterie NH4+ herstellen. Das N-Protein nehmen Pflanzen normalerweise als Nitrat oder NH4+ in Salzen auf. Hier wird schon klar, welche Rolle das Rhizobium für die Pflanze spielt. Dieses gibt das NH4+ an die Pflanze, welche daraus Aminosäuren bilden kann.

Als Gegenleistung nisten sich die Bakterien in den Wurzeln der Leguminosen ein. Dadurch erhalten sie auch noch produziertes Zucker und organische Säuren an die infizierten Wurzeln –und somit an die Bakterien- ab. 

Hier greift auch wieder der Mensch in die Symbiose ein: Er nutzt die infizierten Wurzelknöllchen zur Gründüngung von stickstoffarmen Boden ab.


Pflanzen-Pflanzen-Verbindung

Die Flechte
Die pflanzliche Symbiose ergibt sich aus der Verbindung von Algen und Pilzen. Mit etwa 8% bedecken sie einen erheblichen Teil der Erdoberfläche, was sie zu der häufigsten und bedeutesten Symbiose werden lässt. Flechten existieren in bis zu 20000 Spezies und können –aufgrund ihrer unglaublichen Resistenz- in allen Klimazonen, also von den Polen bis zum Äquator, aufwachsen. Hierbei unterliegen sie keiner Einschränkung in Größe oder Farbe. Alles was sie benötigen ist ein fester Untergrund wie Stein oder Fels.

Eine Flechte ist aufgebaut durch:

  1. Obere Cortex (Schutzschicht des Pilzes)
  2. Algenschicht (mit Pilzhyphen)
  3. Medulla (dicke Hyphenschicht)
  4. Untere Cortex
  5. Wurzelschicht

Was bringt diese komplexe Verbindung?
Der Pilz bringt mit seinem Hypen-System ein einzigartiges Gefüge zur Verhinderung des Austrocknens ein. Außerdem erstellt der Pilz eine starke Schutzschicht um die Flechte auf. Der Sinn der Alge liegt in der Beigabe ihres Stoffwechsels. Algen bauen spezielle Kohlenhydrate auf, die für den Pilz wichtig sind, zudem ist ihr Wurzelsystem hilfreich. Zusammen bilden sie ein hochresistenzes Gefüge, welches im Grunde nur einen äußerlichen Einfluss fürchten muss. Aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Schwefeldioxid dienen sie als Luftqualitätsindikator. Zu Zeiten starken Luftverschmutzung sprach man noch von der „Flechtenwüste Stadt“, welche sich an Ballungsgebieten wie Berlin, Frankfurt oder Prag. Letztendlich bleibt die Flechte ein Meister der Anpassung.

Dadurch dass sie in den unterschiedlichsten Klimata überleben können, bauen sie sich automatische in jedes Ökosystem der Welt ein. Allein in der Tundra konnten bisher 350 verschiedene Spezies erforscht werden. Oder an Orten wie Namib bilden Flechten quadratkilometer-große Teppiche und dienen als zusätzliche Erdkruste. In kalten Gebieten Skandinaviens existiert das spezielle Rentiergeflecht, welches dem Rentier als Futter dient. Die optimale Umgebung findet sich im tropischen Regenwald:
Da die Flechte ihre Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt, können sie hier auf den zahlreichen Baumrinden und Felsen gedeihn.

Zusammenfassend kann man sagen das die Symbiose der Flechte einen wirklich einzigartig-starken Organismus aufgebaut hat, der die Wichtigkeit der ökologischen Verbindung deutlich aufzeigt.

Zusammenfassung:

Definition:
Der Begriff Symbiose beschreibt die selbstständige Verbindung von Organismen innerhalb einer ökologischen Nische. Dieses Prinzip sorgt im Gegensatz zum Parasitismus oder zur Parabiose dafür, dass beide beteiligten Symbionten einen Vor-teil aus der Vergesellschaftung ziehen. Als Symbionten kommen so ziemlich alle Organismen in allen Kombinationen in Frage. Also Tiere, sowohl mit anderen Tieren, wie auch mit Pflanzen oder Bakterien. Dabei gibt es rein soziologische Verbindungen, wie auch biologische Zusammen-schließungen, die sogar neue Pflanzen, bzw. Organismen schaffen. (siehe Flechten)

Gründe für eine Symbiose:

  • Schutzmaßnahme: Einer der Organismen schützt den anderen
  • Nahrungssuche: Die Organismen helfen sich bei Jagd / Futtersuche
  • Wohnraum: Die Organismen teilen sich einen engen Lebensraum
  • Fortpflanzung: Pflanzen setzen ihre Samen mit Hilfe anderer aus
  • Resistenz: Pflanzl. Verbindung für stärkere Entwicklung
  • Chemische Verbindung: Andere Symbionten (Bakterien) liefern chemische Stoffe an Pflanzen.

Beispiel: „Wurzelknöllchen“
Wurzelknollenpflanzen gehen eine Verbindung mit einem Bakterium ein. Dieses nistet sich in ihren Wurzeln ein und liefert aus umgewandelten Stickstoff N-Proteine an die Pflanze. Dafür bekommt das Bakterium Zucker und Aminosäuren, die es zum Überleben benötigt.


Beispiel: „Flechte“
Die Flechte ist eine Symbiose, die einen nahezu neuen Organismus schafft. Hier verbinden sich überwiegend Pilz und Alge zu einer neuen Pflanze. Zusammen sorgen sie dafür, dass eine wesentlich resistenterer Organismus entsteht, der in jeder Klimazonen und bei fast jeder denkbaren Temperatur überleben kann. Möglich wird dies durch die positiven Eigenschaften, die diese Organismen verbinden. So baut der Pilz ein System von Hypen auf, die eine Austrocknung der Flechte durch ein Wurzelgefüge verhindern. Außerdem schafft er verschiedene Schutzschichten, die äußere Einflusse von der Flechte fernhalten. Die Alge bringt in die Symbiose ihren hervorragenden Stoffwechsel ein. Dadurch kann die Flechte in jeder Umgebung ausreichend versorgt werden. Zudem sorgt das Wurzelsystem der Alge auch für Halt auf härteren Untergründen.Damit bildet die Flechte das häufigste Symbiot, dass mit ihren bis zu 20000 Spezies etwa 3% der Erdoberfläche bedeckt.

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