Karnivore Pflanzen Flashcards
Was fressen karnivore Pflanzen?
Terrestrische Carnivora:
- versch. Insektentaxa
- Spinnen (Araneae)
- Asseln (Crustacea)
Aquatische Carnivora:
- Kaulquappen
- diverse Crustacea
Charakteristika karnivorer Pflanzen
- Chlorophyll vorhanden (Photosynthese)
- Wachstum i.d.R. an nährstoffarmen Standorten
- Karnivorie: Kompensation von Nährstoffarmut
- i.d.R. schwach entwickelte Wurzeln
- Fähigkeit zum Einfangen, Abtöten und Verdauen von Beutetieren
- Blüten bei allen karnivoren Pflanzen durch Insekten bestäubt -> Konflikt Bestäubung-Beutefang
- zumeist vegetative Vermehrung
Karnivore Pflanzen: Systematik
- Drosera (Sonnentau)
- Utricularia (aquatisch)
- Drosophyllum
- Nepenthes
- Sarracenia
- Dionaea
- Bromeliaceae
- überall auf der Erde
- einige Arten endemisch
- andere ubiquitär
Anlocken der Beute
a) visuelle Signale
* attraktive, licht-reflektierende Sekrettröpfchen
* attraktive, rote Farbstoffe
* UV-Licht-reflektierende Kannen-Innenseiten/Außenseite absorbierend
b) Olfaktorische Signale
* Phenylacetaldehyd (riecht nach Hyazinthen und Lilien und n-Pentadecan (Magnolien) bei Sarracenia
* Piperidin-Alkaloid mit maus-ähnlichem Geruch bei Sarracenia (wirkt betäubend)
* Gestank (Drosophyllum)
c) Gustatorische Signale in Haaren am Kannenrand
Fangmechanismen
a) Kleb- bzw. Schleimfallen, z.B. Drosera
b) Schnappfallen, z.B. Venusfliegenfalle Dionaea
c) Kannenfallen, z.B. Nepenthes
d) Saugfallen, z.B. Wasserschlauch Utricularia
Kleb- und Schleimfallen
- Schleimfäden
- Schleim = Sekret aus gestieltem Drüsenkopf, zuerst Klebsekret, später Verdauungssekret
- Chemie: 4% Polysaccharidlsg. mit leicht saurem pH; hoch viskos
- Polysaccharid aus versch. Zuckern: Arabinose, Xylose, Galactose, Mannose, Glucuronsäure
- Phänomen: Beute berührt Tentakel -> Tentakel krümmt sich ein
- Mechanismus: Schnelle Einkrümmung der unmittelbar berührten Tentakel über elektr. Signale (K+ Ruhepotential, Ca++ Einstrom: AP)
Langsame Einkrümmung der anderen Tentakel und die Blatteinrollung über Phytohormon *Applikation von Indolessigsäure (IAA) induziert Bewegung
Schnappfallen
Phänomen:
*Beute muss Triggerhaare berühren und Falle schließt sich plötzlich
Mechanismus:
- Berührung löst Spannungsänderung in Triggerhaarzellen aus
- Weiterleitung der Spannungsänderung über Blattepidermis (via Plasmodesmen)
- Induziert blitzschnellen Turgorverlust in einigen Zellen
- Falle schließt sich (Jasmonsäure/ABA)
- Separate Aktivierung des Jasmonrezeptors COI1 zusammen mit Ca2+ Erhöhung in den Drüsensekretzellen
- Stimulation der Verdauungsenzymproduktion in geschlossener Falle
- Expression von DmAMT1 unterstützt erhöhte Absorpton. Parallele H+ Sekretion stellt saures Milieu der Falle und Gleichgewicht während NH4+ Aufnahme sicher
Kannenfallen
- Kanne: eingerollte Blattspreite
- Blatt: verbreiterter Blattgrund
- “Stolper”-Strukturen und Nektarien
- Gleitfläche mit Antihaftbeschichtung
- Wasser mit Verdauungsenzymen sezerniert aus Kannenwand
Antihaftbeschichtung aus 2 Schichten:
- unregelmäßige, weiche Wachsplättchen, die an Beutefüßen kleben bleiben und ihre Haftkraft reduzieren
- Plättchen, die in spitzem Winkel aus der Fläche ragen und so Kontaktfläche reduzieren, an der man sich festhalten kann
Saugfallen
- keine echten Wurzeln
- Blasen sind wassergefüllte Tierfallen
- negativ hydrostatischer Innendruck
- Blase ist nach innen gewölbt
- Beute berührt Borsten außen
- Klappe öffnet sich und nach innen gedellte Wände entspannen und springen außen
- Sog in die Blase hinein
- Klappe geht in Ausgangslage
- Beute ist gefangen
Nährstoffe durch den Beutefang
- Mineralien und vor allem Stickstoff
- kann Mineralsalzdefizit kompensieren
- kann aber nicht fehlendes Licht kompensieren
- Beutefang steigert vegetatives Wachstum in jedem Fall, wenn Mineralsalze fehlen
*einige Karnivora: 50% ihres N- und P-Gehaltes aus Beutetieren
Wie verdauen Karnivora?
Verdauungsdrüsen mit 3 möglichen Funktionen:
1) Rezeptoren für Wahrnehmung von Beute (Triggerhaare bei Dinoaea, N-haltige Verbindungen bei Drosera)
2) Sezernierung von Verdauungsenzymen
3) Absorption von Nährstoffen (dual function glands: Verdauungssekret und Absorption
4) Symbiont. Organismen ???
(in einigen Carnivora assoziierte Bakterien, Pilze, Algen und (bei Utricularia) Rotatoria vorhanden)
Verdauungsenzyme bei Karnivora:
- Proteasen
- Esterasen
- Chitinasen
- Nukleasen
- Lipasen
- Aufbau Verdauungsdrüsen bei Drosera
- > äußere Drüsenzellen
- > innere Drüsenzellen
- > endodermoide Zellen, die Nährstoffe aufnahmen (= Trennung Verdauungsgewebe von anderem Gewebe, impermeable Schicht aus Suberin und Cutin)
- > Casparischer Streifen (blockiert Wanderung von Stoffen in Zellzwischenräumen)
- > Tracheiden
Karnivora und Schädlingsbekämpfung
*in Gewässern mit vielen Utricularia kaum Mücken
Außergewöhnliche Formen der Nährstoffgewinnung bei Pflanzen außer Carnivora
Roridula gorgonias:
- Drüsenblattsekrete, aber nicht karnivor, weil keine Verdauungssekrete
- Sekret fängt Insekten
- gefangene Insekten werden von karnivorer Weichwanze abgeweidet (Miridae)
- N-haltige Exsudate der Wanze als N-Quelle für Pflanze
- N wird über ‘cuticular gaps’ aufgenommen, besondere Oberflächenstruktur der Blätter
Epiphyten:
*Misteln, die Wasser und Nährsalze aus Wirt beziehen
Symbiosen mit Bakterien:
- z.B. Knöllchenbakterien (Rhizobien bei Leguminosen)
- > N von Bakterien an Pflanze
- > C von Pflanze an Bakterien
Symbiosen mit Pilzen
- z.B. Steinpilz symbiotisch mit Baumwurzeln
- z.B. Mycorrhiza
- N,P von Pilz an Pflanze
- C von Pflanze an Pilz
