Knöllchenbakterien stopfen das Leck im Stickstoffkreislauf

Knöllchenbakterien stopfen das Leck im Stickstoffkreislauf
Knöllchenbakterien
sind
stickstoffbindende Bakterien der Gattung
Rhizobium (zu gr. rhiza „Wurzel“). Sie
leben normalerweise als Destruenten
(Mineralisierer) im Boden. Mit manchen
Pflanzen, zumeist Hülsenfrüchtlern (z. B.
Erbsen- und Bohnenpflanzen), können
sie jedoch eine Symbiose eingehen, die
es
diesen
Pflanzen
ermöglicht,
unabhängig vom Stickstoffgehalt des
Bodens zu gedeihen.
Sie dringen zunächst wie Parasiten
durch
die
Wurzelhaare
in
die
Wurzelzellen ein und lösen dort
Gewebswucherungen aus, die als
Knöllchen bezeichnet werden. Innerhalb
der Wurzelzellen vermehren sie sich
stark. Dabei beziehen sie Kohlenhydrate
vom Hülsenfrüchtler. Im Gegenzug
versorgen sie ihn mit stickstoffhaltigen
Verbindungen, die sie mithilfe von
Enzymen
durch
Reduktion
von
molekularem Stickstoff aus der Luft zu
Ammonium (NH4+-Ionen) bilden. Viele
dieser Stoffe werden jedoch erst nutzbar, wenn die Pflanze Knöllchen und Bakterien auflöst.
Trotzdem haben auch die Bakterien einen Vorteil, denn beim Absterben der Wirtspflanze
kehren mehr Bakterien in den Boden zurück als ursprünglich in die Pflanze eingedrungen
waren.
Durch die ökologisch wichtige Knöllchenbakterien-Symbiose können pro Jahr und Hektar bis
zu 600 Kilogramm Stickstoff, der in elementarer Form für Pflanzen normalerweise nicht
nutzbar ist, gebunden werden. 1998 wurde über einen erfolgreichen Rhizobium-Einsatz in
Zimbabwe berichtet: Die Sojaernte auf Versuchsfeldern konnte durch die Knöllchenbakterien
verdoppelt werden.
Aufgaben:
 Informiere dich über die Bedeutung der Begriffe „Bakterien“, „Symbiose“, „Parasiten“ und
„Wirtspflanze“.
 Beschreibe die Lebensweise der Knöllchenbakterien.
 Informiere dich im Chemiebuch (oder beim Chemielehrer), warum die Pflanzen den
riesigen Vorrat an elementarem Stickstoff in der Luft normalerweise nicht nutzen können.
 Erkläre, warum Pflanzen mithilfe der Knöllchenbakterien unabhängig vom Stickstoffgehalt
des Bodens gedeihen können.
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Einführung in die Ökologie/Recycling – eine Erfindung der Natur (AB 3)