Mikroorganismen, Protozoen, Algen, Pilze und Pflanzenphysiologie im Überblick

Mikroorganismen: Bakterien und Archaeen

Mikroskopische Organismen sind zelluläre Lebewesen ohne echten Zellkern (Prokaryoten), die sich asexuell vermehren.

Photoautotrophe Bakterien

• Cyanobakterien: besitzen Chlorophyll a und sind phototroph.
• Andere photosynthetische Bakterien besitzen Bakteriochlorophyll und betreiben eine anoxygene Photosynthese ohne Sauerstoffbildung.

Chemotrophe Bakterien

Chemotrophe Organismen beziehen ihre Energie aus der Oxidation anorganischer oder organischer Stoffe und benötigen kein Licht.

• Heterotrophe: ernähren sich von organischem Material; die meisten sind Saprophyten (Fäulnis- und Gärungserreger), manche sind Krankheitserreger oder Symbionten.

Archaeen

• Methanogene: leben in anaeroben Umgebungen und bilden Methan aus CO2 und Wasserstoff.
• Halophile: leben in konzentrierten Salzlösungen.
• Thermoacidophile: leben in heißem, saurem Wasser.

Protozoen (Einzeller)

Protozoen sind heterotrophe Einzeller. Man unterscheidet vier Gruppen:

Geißeltierchen (Flagellaten)

Sie besitzen eine oder mehrere Geißeln zur Fortbewegung. Ein Beispiel ist Trypanosoma gambiense, der Erreger der Schlafkrankheit.

Wimpertierchen (Ciliaten)

Sie bewegen sich mit Zilien fort. Sie besitzen einen Makronukleus und einen Mikronukleus sowie ein Zellmund (Cytostom). Ein Beispiel ist Paramecium.

Wurzelfüßer (Rhizopoden)

Sie bewegen sich und nehmen Nahrung mithilfe von Scheinfüßchen (Pseudopodien) auf.

Sporentierchen (Sporozoen)

Sie sind obligate Parasiten ohne Fortbewegungsorgane, z. B. der Malaria-Erreger Plasmodium.

Algen

Mikroalgen

Sie leben im Süß- und Meerwasser und sind autotroph. Zu den Euglenophyten gehören Arten mit zwei Geißeln und ohne starre Zellwand. Kieselalgen (Diatomeen) besitzen Zellwände aus Kieselsäure; ihre fossilen Reste bilden Kieselgur.

Makroalgen (Seetang)

• Grünalgen (z. B. Ulva) leben in Süß- und Meerwasser.
• Braunalgen enthalten Fucoxanthin und kommen in tieferen Gewässern vor. Sie liefern Alginate, die als Verdickungs- und Stabilisierungsmittel dienen.
• Rotalgen enthalten Phycoerythrin und können in größeren Tiefen leben. Aus ihnen gewinnt man Carrageen und Agar.

Pilze

Pilze sind ein- oder mehrzellige Organismen, deren Körper aus Hyphen besteht. Das Hyphengeflecht wird als Myzel bezeichnet. Pilze ernähren sich durch Absorption gelöster Nährstoffe.

Pilzgruppen

• Zygomyceten (Jochpilze): bilden Zygosporen, z. B. Schimmel auf Obst oder Weißbrot.
• Ascomyceten (Schlauchpilze): ein- oder mehrzellig, z. B. Morcheln oder Trüffeln; Mutterkorn (Claviceps purpurea) gehört dazu.
• Basidiomyceten (Ständerpilze): echte Pilze wie Rostpilze (z. B. am Weizen) und Brandpilze (z. B. am Mais).
• Deuteromyceten (Fungi imperfecti): z. B. Aspergillus und Penicillium; einige Arten verursachen Krankheiten, andere sind gärungsfördernd.

Flechten

Flechten sind Symbiosen aus einem Pilz (Mykobiont), meist ein Schlauchpilz, und einem photosynthetischen Partner (Photobiont), einer Cyanobakterie oder Grünalge. Der Pilz liefert Wasser und Mineralstoffe, der Partner liefert organische Nährstoffe. Die Fortpflanzung erfolgt oft durch Fragmentierung des Thallus.

Nährstoffaufnahme bei Pflanzen

Transportwege

• Einfache Diffusion: passiver Transport entlang eines Konzentrationsgefälles (Osmose bei Wasser).
• Erleichterte Diffusion: passiver Transport mithilfe von Transportproteinen.
• Aktiver Transport: Transport gegen ein Konzentrationsgefälle unter Energieverbrauch mithilfe von Proteinpumpen.

Einflussfaktoren auf die Wasseraufnahme

• Wassergehalt und Konzentration gelöster Salze im Boden
• Bodentemperatur
• Belüftung des Bodens: Gute Durchlüftung fördert die Wurzelentwicklung und Absorption.

Gasaustausch und Transpiration

Pflanzen betreiben Atmung rund um die Uhr, während die Photosynthese nur bei Licht stattfindet. Dabei werden Gase über die Spaltöffnungen (Stomata) ausgetauscht.

Transpiration

Die Transpiration ist der Wasserverlust der Pflanze über die Blätter. Sie wird beeinflusst durch:

• Relative Luftfeuchtigkeit: je geringer, desto stärker die Transpiration.
• Wind: erhöht die Transpiration.
• Temperatur: erhöht die Transpiration.

Wassertransport im Xylem (Rohsaft)

Wasser und Mineralstoffe werden über das Xylem transportiert. Dies geschieht durch:

• Kapillarität: Wasser steigt in engen Röhren aufgrund von Adhäsion und Kohäsion.
• Wurzeldruck: Wasser wird durch osmotischen Druck in die Wurzeln gedrückt.
• Transpirationssog und Kohäsions-Spannungs-Theorie: Die Verdunstung an den Blättern erzeugt einen Zug, der das Wasser nach oben zieht.

Transport im Phloem (Assimilate)

Im Phloem werden Zucker (Saccharose) und andere gelöste Stoffe transportiert. Die Strömung wird durch den Druckunterschied zwischen Quelle (Produktionsort) und Senke (Verbrauchsort) erzeugt. Dieser Vorgang heißt Translokation.