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36.8: Abwehr gegen Krankheitserreger und Pflanzenfresser
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Defenses Against Pathogens and Herbivores
 
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36.8: Defenses Against Pathogens and Herbivores

36.8: Abwehr gegen Krankheitserreger und Pflanzenfresser

Plants present a rich source of nutrients for many organisms, making it a target for herbivores and infectious agents. Plants, though lacking a proper immune system, have developed an array of constitutive and inducible defenses to fend off these attacks.

Mechanical defenses form the first line of defense in plants. The thick barrier formed by the bark protects plants from herbivores. Hard shells, modified branches like thorns, and modified leaves like spines can also discourage herbivores from preying on plants. Other physical barriers like the waxy cuticle, epidermis, cell-wall, and trichomes can help resist invasion by several pathogens.

Plants also resort to the production of chemicals or organic compounds in the form of secondary metabolites like terpenes, phenolics, glycosides, and alkaloids, for defense against both herbivores and pathogens. Many secondary metabolites are toxic and lethal to other organisms. Some specific metabolites can repel predators with noxious odors, repellant tastes, or allergenic characteristics.

Plants also produce proteins and enzymes that specifically inhibit pathogen-proteins or pathogen-enzymes by blocking active sites or altering enzyme conformations. Proteins like defensins, lectins, amylase inhibitors, and proteinase inhibitors are produced in significant quantities during pathogen attack and are activated to inhibit the invasion effectively.

Additionally, plants can also develop a mechanism of Systemic Acquired Resistance (SAR) upon prior, localized exposure to a pathogen, analogous to the innate immune system in animals. This mechanism enables plants to sense the presence of pathogens and activate defense responses to pathogen attacks.

Pflanzen stellen eine reiche Quelle von Nährstoffen für viele Organismen, so dass es ein Ziel für Pflanzenfresser und Infektionserreger. Pflanzen, obwohl es an einem richtigen Immunsystem fehlt, haben eine Reihe von konstitutiven und induzierbaren Abwehrmaßnahmen entwickelt, um diese Angriffe abzuwehren.

Mechanische Verteidigungen bilden die erste Verteidigungslinie in Pflanzen. Die dicke Barriere, die durch die Rinde gebildet wird, schützt Pflanzen vor Pflanzenfressern. Harte Schalen, modifizierte Äste wie Dornen und modifizierte Blätter wie Stacheln können auch Pflanzenfresser davon abhalten, Pflanzen zu berauben. Andere physikalische Barrieren wie die wachsartige Nagelhaut, Epidermis, Zellwand und Trichome können helfen, die Invasion durch mehrere Krankheitserreger zu widerstehen.

Pflanzen greifen auch auf die Produktion von Chemikalien oder organischen Verbindungen in Form von sekundären Metaboliten wie Terpene, Phenole, Glykoside und Alkaloide, zur Verteidigung gegen Pflanzenfresser und Krankheitserreger. Viele sekundäre Metaboliten sind toxisch und tödlich für andere Organismen. Einige spezifische Metaboliten können Raubtiere mit schädlichen Gerüchen, abstoßenden Geschmackoder oder allergenen Eigenschaften abstoßen.

Pflanzen produzieren auch Proteine und Enzyme, die gezielt Pathogenproteine oder Pathogen-Enzyme hemmen, indem sie aktive Stellen blockieren oder Enzymkonformationen verändern. Proteine wie Defensine, Lektine, Amylase-Inhibitoren und Proteinase-Inhibitoren werden während des Erregerangriffs in signifikanten Mengen produziert und aktiviert, um die Invasion wirksam zu hemmen.

Darüber hinaus können Pflanzen auch einen Mechanismus der Systemischen erworbenen Resistenz (SAR) bei vorheriger, lokalisierter Exposition gegenüber einem Krankheitserreger entwickeln, analog zum angeborenen Immunsystem bei Tieren. Dieser Mechanismus ermöglicht es Pflanzen, das Vorhandensein von Krankheitserregern zu erkennen und Abwehrreaktionen auf Pathogenangriffe zu aktivieren.


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