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34.20: Epiphyten, Parasiten und Fleischfresser
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Epiphytes, Parasites, and Carnivores
 
PROTOKOLLE

34.20: Epiphytes, Parasites, and Carnivores

34.20: Epiphyten, Parasiten und Fleischfresser

Plants often form mutualistic relationships with soil-dwelling fungi or bacteria to enhance their roots’ nutrient uptake ability. Root-colonizing fungi (e.g., mycorrhizae) increase a plant’s root surface area, which promotes nutrient absorption. While root-colonizing, nitrogen-fixing bacteria (e.g., rhizobia) convert atmospheric nitrogen (N2) into ammonia (NH3), making nitrogen available to plants for various biological functions. For example, nitrogen is essential for the biosynthesis of the chlorophyll molecules that capture light energy during photosynthesis. Bacteria and fungi, in return, gain access to the sugars and amino acids secreted by the plant’s roots. A variety of plant species evolved root-bacteria and root-fungi nutritional adaptation to thrive.

Other plant species, such as epiphytes, parasites, and carnivores, evolved nutritional adaptations that allowed them to use different organisms for survival. Rather than compete for bioavailable soil nutrients and light, epiphytes grow on other living plants (especially trees) for better nutritional opportunities. Epiphyte-plant relationships are commensal, as only the epiphyte benefits (i.e., better nutrient and light access for photosynthesis) while its host remains unaffected. Epiphytes absorb nearby nutrients through either leaf structures called trichomes (e.g., bromeliads) or aerial roots (e.g., orchids).

Unlike epiphytes, parasitic plants absorb nutrients from their living hosts. Non-photosynthetic dodder, for example, is a holoparasite (i.e., total parasite) that completely depends on its host. Hemiparasites (i.e., partial parasites), such as mistletoe, use their host for water and minerals but are otherwise fully photosynthetic. While both dodder and mistletoe employ haustoria to divert hosts’ nutrients, other parasitic species tap into mycorrhizae associated with other plants to absorb nutrients (e.g., Indian pipe). Indian pipe is non-photosynthetic and relies on this interaction for survival. In parasite-plant relationships, parasites derive nutrients at hosts’ expense.

Carnivorous plants are photosynthetic but live in habitats that lack essential nutrients, such as nitrogen and phosphorus. These plants supplement their nutrient-poor diet by trapping and consuming insects and other small animals. Carnivorous plants developed modified leaves that assist in capturing prey through funnel (e.g., pitcher plant), sticky tentacle (e.g., sundew), or jaw-like (e.g., Venus flytrap) mechanisms. Carnivorous plant-small animal relationships are fundamentally predator-prey relationships. Understanding these plant nutritional adaptations reveals important ecological information, such as which nutrients are essential for plant growth as well as the nutrient status of a given habitat.

Pflanzen bilden oft wechselseitige Beziehungen zu bodenbewohnenden Pilzen oder Bakterien, um die Nährstoffaufnahmefähigkeit ihrer Wurzeln zu verbessern. Wurzelkolonisierende Pilze (z.B. Mykorrhiza) erhöhen die Wurzeloberfläche einer Pflanze, was die Nährstoffaufnahme fördert. Während der Wurzelbesiedlung wandeln stickstoffbindende Bakterien (z.B. Rhizobia) atmosphärischen Stickstoff (N2) in Ammoniak (NH3)um und machen Stickstoff Pflanzen für verschiedene biologische Funktionen zur Verfügung. Beispielsweise ist Stickstoff für die Biosynthese der Chlorophyllmoleküle, die Während der Photosynthese Lichtenergie erfassen, von wesentlicher Bedeutung. Bakterien und Pilze erhalten im Gegenzug Zugang zu den Zuckern und Aminosäuren, die von den Wurzeln der Pflanze sezerniert werden. Eine Vielzahl von Pflanzenarten entwickelte Wurzelbakterien und Wurzelpilz-Ernährungsanpassung, um zu gedeihen.

Andere Pflanzenarten, wie Epiphyten, Parasiten und Fleischfresser, entwickelten Ernährungsanpassungen, die es ihnen ermöglichten, verschiedene Organismen zum Überleben zu verwenden. Anstatt um bioverfügbare Bodennährstoffe und Licht zu konkurrieren, wachsen Epiphyten auf anderen lebenden Pflanzen (insbesondere Bäumen) für bessere Ernährungsmöglichkeiten. Epiphyten-Pflanzen-Beziehungen sind commensal, da nur die Epiphyten-Vorteile (d. h. besserer Nährstoff- und Lichtzugang für die Photosynthese) während ihr Wirt unberührt bleibt. Epiphyten absorbieren Nährstoffe in der Nähe entweder durch Blattstrukturen, sogenannte Trichome (z. B. Bromelien) oder Luftwurzeln (z. B. Orchideen).

Im Gegensatz zu Epiphyten absorbieren parasitäre Pflanzen Nährstoffe von ihren lebenden Wirten. Nicht-photosynthetischer Dodder ist beispielsweise ein Holoparasit (d.h. totaler Parasit), der vollständig von seinem Wirt abhängt. Hemiparasiten (d.h. Partielle Parasiten), wie Mistel, verwenden ihren Wirt für Wasser und Mineralien, sind aber ansonsten vollständig photosynthetisch. Während sowohl Dodder als auch Misteln Haustoria verwenden, um die Nährstoffe der Wirte abzuleiten, greifen andere parasitäre Arten auf Mykorrhiza zurück, die mit anderen Pflanzen in Verbindung gebracht werden, um Nährstoffe aufzunehmen (z. B. indische Pfeife). Indische Pfeife ist nicht-photosynthetisch und verlässt sich auf diese Interaktion für das Überleben. In Parasiten-Pflanzen-Beziehungen leiten Parasiten Nährstoffe auf Kosten der Wirte ab.

Fleischfressende Pflanzen sind photosynthetisch, leben aber in Lebensräumen, denen es an essentiellen Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor mangelt. Diese Pflanzen ergänzen ihre nährstoffarme Ernährung, indem sie Insekten und andere Kleintiere fangen und konsumieren. Fleischfressende Pflanzen entwickelten modifizierte Blätter, die bei der Erfassung von Beute durch Trichter (z.B. Krugpflanze), klebrige Tentakel (z. B. Sonnentau) oder kieferähnliche (z. B. Venusfliegenfalle) Mechanismen helfen. Fleischfressende Pflanzen-Kleintier-Beziehungen sind grundsätzlich Raubtier-Beute-Beziehungen. Das Verständnis dieser Pflanzenernährungsanpassungen zeigt wichtige ökologische Informationen, wie z. B. welche Nährstoffe für das Pflanzenwachstum sowie der Nährstoffstatus eines bestimmten Lebensraums unerlässlich sind.


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