Mehr als nutzloser Beifang

Algen fördern Wachstum fleischfressender Pflanzen

23.01.2015 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Das Bild zeigt eine Falle des Südlichen Wasserschlauchs (Utricularia australis) mit (A) einem toten Wasserfloh und (B) einer gefangenen Zieralge. (Bildquelle:© Universität Wien)
Das Bild zeigt eine Falle des Südlichen Wasserschlauchs (Utricularia australis) mit (A) einem toten Wasserfloh und (B) einer gefangenen Zieralge. (Bildquelle:© Universität Wien)

Eine ausreichende und eine ausgewogene Ernährung ist nicht nur für uns Menschen eine wichtige Voraussetzung für unsere Gesundheit und Entwicklung. Auch fleischfressende Pflanzen setzen neben ihrer tierischen auf vegetarische Kost.  Algen sind neben den Tieren eine wichtige Nährstoffquelle. Sie fördern das Wachstum der Karnivoren.

So „gewöhnlich“ wie die fleischfressende Pflanze Utricularia vulgaris im Deutschen genannt wird, nämlich „Gewöhnlicher Wasserschlauch“, ist sie keineswegs. Im Rahmen einer aktuellen Studie fanden Forscher heraus, dass die teils unter Wasser lebenden Pflanzen sich nicht nur von kleinen Krebstieren, Insektenlarven oder Milben ernähren, sondern auch von Algen und Pollen. Diese dienen ihnen als wichtige Nährstoffquellen. Vor allem die Versorgung mit Phosphor (P) und andere Spurenelemente wird durch die Nahrungsvielfalt gewährleistet. Algen tragen somit  ebenso entscheidend zum Wachstum der Pflanzen bei wie die tierische Nahrung. Über diese versorgt sich der Fleischfresser mit Stickstoff (N).

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Der kleine Wasserschlauch (Utricularia minor) gehört zur Familie der Wasserschlauchgewächse. Diese bilden mit über 700 Unterarten die größte und am weitesten verbreitete Familie unter den fleischfressenden Pflanzen. 

Quelle: © Kristian Peter/ wikimedia.org/ CC BY-SA 3.0

Einzigartig, artenreich und am weitesten verbreitet

Wasserschläuche (Utricularia) stellen unter den fleischfressenden Pflanzen die artenreichste und am weitesten verbreitete Familie dar. Sie zeichnen sich ebenso wie andere fleischfressende Pflanzen dadurch aus, dass sie an Standorten wachsen, die arm an Nährstoffen wie zum Beispiel Stickstoff sind. Im Fall der Wasserschläuche handelt es sich dabei um Sümpfe, Seen und Teiche, in denen sie den Stickstoffmangel ausgleichen, indem sie Kleinstlebewesen erbeuten und verdauen.

Die Wasserschläuche besitzen dafür einen einzigarten Fangmechanismus: Kleine, blasenförmige Fangorgane, die mit kleinen Borsten gespickt sind, welche als Hebel dienen. Bei der kleinsten Berührung lösen diese einen Mechanismus aus, durch den die Beute in Sekundenbruchteilen in die Blase hineingesaugt wird, in der sie anschließend verdaut wird.

Fleisch steht nur an dritter Stelle

Die Tatsache, dass in einigen früheren Studien jedoch hauptsächlich Algen in den Fangorganen gefunden wurden und nicht wie zu erwarten Kleinstlebewesen und Insekten veranlasste die Forscher, nachzuforschen, welche Rolle Algen und andere pflanzliche Bestandteile in der Ernährung der Wasserschläuche spielen. Handelt es sich um nutzlosen Beifang oder doch um wertvolle Nahrung?

Sie untersuchten dafür drei verschiedene Arten aus der Familie der Wasserschläuche, die sie in Sümpfen, Seen und künstlichen Gewässern in Mitteleuropa sammelten: Der Gewöhnliche Wasserschlauch (U. vulgaris), der Kleine Wasserschlauch (U. minor) und der Südliche Wasserschlauch (U. australis). Die Ergebnisse der Forscher entsprachen früheren Studien. Den größten Anteil der Beute machten nach wie vor Algen aus, gefolgt von „anderen pflanzlichen Bestandteilen und Objekten“. Tiere und andere Kleinstlebewesen standen mit weniger als 10 % der Beute erst an dritter Stelle. Die Forscher untersuchten insgesamt 20.856 Objekte, die sie in 1.844 Fangorganen fanden. Um die ernährungsphysiologische Bedeutung der Algen bewerten zu können, zogen die Forscher verschiedene Wachstumsparameter, wie z. B. die Größe, die Länge, die Zahl der Knospen sowie den Stickstoffgehalt heran.

Algen tragen maßgeblich zum Wachstum bei

Die Untersuchung ergab, dass die Wasserschlauchpflanzen, in deren Fangorganen sich viele Algen fanden, größer waren, mehr Biomasse bildeten und generell kräftiger wirkten. Die Forscher wiesen aber zugleich darauf hin, dass nicht alle Aspekte des Pflanzenwachstums betroffen waren, wie zum Beispiel die Bildung der Winterknospen oder die Zahl der Fangorgane, welche in erster Linie in einem Zusammenhang mit dem Nährstoffgehalt des Wassers standen.

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Nicht nur die Wasserschläuche setzen auf vegetarische Kost. Auch auf den klebrigen Blättern der Fettkräuter (Pinguicula) bleiben häufiger Pollen und andere pflanzliche Bestandteile haften.

Nicht nur die Wasserschläuche setzen auf vegetarische Kost. Auch auf den klebrigen Blättern der Fettkräuter (Pinguicula) bleiben häufiger Pollen und andere pflanzliche Bestandteile haften.

Quelle: © NoahElhardt/ Wikimedia.org/ CC BY-SA 2.5

Die Analyse des Stickstoffgehalts der Wasserschläuche verschaffte schließlich ein genaueres Bild über den Nährwert der Algen. Diese trugen zwar nicht nennenswert zum Stickstoffhaushalt der Pflanzen bei, dafür aber zu einem ausgeglichenen Nährstoffverhältnis. Wie bei allen Lebewesen müssen Nährstoffe in einem ausbalancierten Verhältnis vorliegen, um physiologisch wirksam zu sein. Im Fall des Wasserschlauchs waren es Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor und wichtige Spurenelemente.

Eine ausgewogene Ernährung zahlt sich aus

Entscheidend für den positiven Effekt war zudem die Größe: Kleine, einzellige Algen trugen weniger zum Wachstum bei als vielzellige. Was die anderen pflanzlichen Bestandteile hingegen betraf, konnten die Forscher keine signifikante ernährungsphysiologische Wirkung feststellen. Es handelte sich dabei also tatsächlich um nutzlosen Beifang. Zusammengefasst waren vor allem die Wasserschläuche im besten Allgemeinzustand und in bester Verfassung, denen nicht nur Tiere sondern gleichzeitig auch viele Algen in die Falle gegangen sind.

Algen – Nährstoffquelle und Ressource zugleich

Die Studie der Forscher verdeutlicht zwei Dinge. Einerseits die wichtige Bedeutung einer ausgewogenen Ernährung, was sich im Grunde auch auf den Menschen übertragen lässt. Andererseits die Bedeutung und das Potenzial von Algen als Lieferant für Nährstoffe, und zwar nicht nur als Nahrungsmittel, sondern auch mit Blick auf die Industrie im Rahmen der Bioökonomie. Aufgrund des hohen Gehalts an Proteinen, ungesättigten Fettsäuren, Ölen und Vitaminen sind sie für verschiedene Industriezweige wie z. B. die Pharmazie, die Chemie, die Kosmetik und die Bioenergiebranche von großem Interesse.

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