am Puls Biologie 5, Schulbuch

126 Wurzel und Bodenlebewesen – ein enges Wechselspiel Bevor wir uns weiter damit beschäftigen, wie das Wasser von der Wurzel in die oberirdischen Teile der Pflanze gebracht wird, gibt es in diesem unterirdischen Lebensraum noch viel zu ent- decken. Das Leben in der Erde ist nämlich nicht so langweilig und friedlich, wie du viel- leicht glaubst! Im Bo- den leben unglaublich viele Organismen: Bak- terien, Pilze, Würmer, Insektenlarven und Feldmäuse, die an den Wurzeln knabbern ( k Abb. 11). Pflanzen versuchen, solche Fressfeinde mit Ab- wehrstoffen in Schach zu halten. Das gelingt aber nicht immer. Der Erfolg der Pflanzenvertei- digung hängt davon ab, wie gut diese Abwehr- stoffe wirken und wie intensiv der Angriff ist. Hilfe bekommt die Pflanze auch von Mikroorga- nismen. Einige Bakterien leben in nächster Nähe von jungen Wurzeln und scheiden wachstums- fördernde Substanzen aus. Manche wachsen so dicht um die Wurzel, dass mögliche Schadorga- nismen kaum an sie herankommen. Eine wichtige Rolle spielen Knöllchenbakterien (siehe S. 15). Über die Wurzelhaare dringen sie in das Rindenparenchym ein und veranlassen dort die Zellen, sich stärker zu teilen. Es entstehen kleine Wucherungen – die namensgebenden Knöllchen –, in deren Mitte die Bakterien leben ( k Abb. 12). Was auf den ersten Blick aussieht wie eine Krankheit, ist tatsäch- lich eine enge Symbio- se : Die Knöllchenbak- terien verarbeiten den Luftstickstoff so, dass er für die Pflanze ver- fügbar wird: Sie „fixie- ren“ Stickstoff. Knöllchenbakterien lie- fern der Pflanze wich- tigen Stickstoff und bekommen im Gegenzug Zucker. Außerdem produzieren Pflanzenzellen, in denen sich Knöllchenbakterien eingenistet ha- ben, ein eisenhaltiges Protein, das Leghämoglo- bin. Es ist ähnlich aufgebaut wie das Hämoglo- bin unseres Blutes. Dieses Protein bindet Sauerstoff. Das ist nötig, weil zu hohe Sauerstoff- konzentrationen die Enzyme der bakteriellen Stickstofffixierung dauerhaft schädigen würden. Von dieser Symbiose zwischen Knöllchenbakteri- en und Pflanzen profitieren daher beide Partner. Sie ist jedoch nur in der Pflanzengruppe der Sau- bohnengewächse bekannt (mit Ausnahme der Pflanze Parasponia andersonii ). Landwirtinnen und Landwirte bauen daher als Zwischenfrüchte oft Bohnen, Soja, Klee oder Lu- zerne an. Mit Hilfe der Knöllchenbakterien wird der Stickstoffgehalt des Bodens erhöht. Wenn die Pflanzen geerntet werden, bleiben stickstoff- reiche Wurzelteile zurück – eine natürliche Dün- gung. Knöllchenbakterien versorgen einige Pflanzen mit Stick- stoff Abb.11: Ein Fadenwurm dringt in eine Tomaten- wurzel ein. Abb.12: Knöllchen an Wurzeln. Mykorrhiza, die Pilzwurzel Du kennst sie als Lebensmittel oder vom Wald- spaziergang: Steinpilz, Fliegenpilz und Eier- schwammerl bilden neben tausenden anderer Pilze eine enge Lebensgemeinschaft mit den Wurzeln der Bäume, in deren Nähe sie wachsen. Zwischen Pilz und Wurzeln findet ein Stoffaus- tausch statt. Diese Art der Symbiose nennt man Mykorrhiza (Pilz-Wurzel). Die Pilze, die du isst, sind nur die Fruchtkörper eines riesigen, unterirdischen Geflechts. Von diesem wachsen feine Pilzfäden in die Wurzel ein. Der Baum bekommt vom Pilz dringend be- nötigte Nährsalze, insbesondere Stickstoff- und/ oder Phosphorverbindungen, die dieser dem Boden entnimmt. Im Gegenzug erhält der Pilz Zucker, den er nicht selber herstellen kann. Fehlen den Bäumen ihre passenden Pilzpartner, wachsen sie schlecht oder verkümmern sogar. Diese Symbiose mit Bäumen wird Ekto-Mykor­ rhiza genannt, weil der Pilz zwischen den Rindenzellen wächst ( k Abb. 13). Bei der Endo- Mykorrhiza, die zum Beispiel bei Gräsern und Tomaten vorkommt, dringt der Pilz in die Wirts- zellen ein. Der Stoffaustausch findet dann direkt in den Zellen des Rindenparenchyms statt. Bei dieser Symbiose wird Zucker gegen Nährsalze getauscht Abb.13: Pilze. Oberirdisch sind nur die Fruchtkörper zu sehen, unterirdisch bilden viele Arten mit ihren feinen Pilzfäden eine Lebensgemeinschaft mit Baumwurzeln. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv