Wörtlich übersetzt Venus Mausefalle, die Fliegenfalle wäre nämlich

Venusfliegenfalle
Wörtlich übersetzt Venus Mausefalle, die Fliegenfalle wäre nämlich muscicipula.
Gattung & Art :
Dionaea muscipula
Verbreitungsgebiet
Um die Stadt Wilmington rum in South- & Northcarolina (USA)
:
Temperatur :
Im Sommer warm, im Winter kühl. Hält auch Frost aus.
Hell und sonnig. Am Südfenster oder im Freien. Nur bei ausreichend
Licht :
Licht werden die Fallen groß und rot.
Ungedüngter Weißtorf, evtl. mit Quarzsand vermischen. Auch die
Substrat :
"Carnivorenerde" aus den Baumärkten ist geeignet. Keinesfalls
normale Blumenerde verwenden !
Wasser :
Im Sommer Anstaubewässerung, im Winter nur mäßig feucht halten.
Vermehrung :
Über Samen, Blattstecklinge oder am schnellsten durch Teilung.
Nicht empfehlenswert. Nicht mit den Fallen spielen oder ungeeignete
Düngen :
Sachen verfüttern!
Bei mir regelmäßig Blatt- und Schildläuse. Gut wirken
Schädlinge :
Pflanzenschutzstäbchen (allerdings die ohne Dünger nehmen!!!).
Bei zu warmer Haltung im Winter Schimmel. Absterbende Fallen im
Krankheiten
Herbst sind normal.
Man unterscheidet bei Karnivoren zwei Typen von Bewegungen:
Tropismen und Nastien.
 Tropismen werden in ihrer Richtung durch den Reiz bestimmt, d.h. die Bewegung
wird in Richtung des Reizes durchgeführt, oder aber von ihm weg. Dies sind
meistens Wachstumsbewegungen. Je nach der Art des Reizes spricht man bei
einer Reaktion auf Licht von Phototropismus, bei Berührung von Thigmotropismus
und bei einem chemischen Reiz von Chemotropismus.

Nastien dagegen sind in ihrer Richtung durch den Bau der Pflanze beeinflusst, sie
können immer nur in eine bestimmte Richtung ausgeführt werden. Hierbei handelt es
sich meistens um Turgorveränderungen. Auch bei Nastien unterscheidet man
zwischen Chemonastie und im Fall der Venusfliegenfalle Seismonastie, die durch
jede Erschütterung ausgelöst werden kann.
http://www.han-nah.de/alt/faecher/facharbeiten/karnivoren/karnivoren.htm#fallen
Wie kann sich eine Pflanze bewegen ?
über eine rasche Veränderung des Turgordrucks (Druck in den Zellen). Dabei schnappen
die Fallenhälften in wenigen Sekundenbruchteilen von einer konkaven in eine konvexe
Form um. Beim Öffnen müssen die Zellen dann wieder entsprechend wachsen, was
natürlich nicht beliebig oft wiederholt werden kann. Von daher kann eine Falle als
Faustregel maximal siebenmal zuklappen, daher sollte man nicht zuviel damit spielen.
Wie funktioniert der Fangvorgang nun genau ?
 Auf jeder Hälfte der Falleninnenseiten sitzen in der Regel drei Fühlborsten. Berührt man
diese, so passiert erstmal gar nichts. Wäre auch unsinnig, denn sonst würde jeder
Regentropfen die Falle zuschnappen lassen.
 Berührt man allerdings zwei Borsten innerhalb von rund 20 Sekunden, so klappen die
beiden Fallenhälften wie eine Bärenfalle zusammen, die Zähne greifen dabei
ineinander, es bleiben allerdings noch kleine Zwischenräume frei, so dass kleine
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Venusfliegenfalle
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Insekten durchaus noch herauskrabbeln können. Für diese würde es sich anscheinend
nicht rentieren, den Verdaungsvorgang zu starten.
Innerhalb eines Tages öffnet sich die leere Falle dann wieder und ist erneut fangbereit.
Größere Insekten sind nun allerdings in dem Käfig gefangen und durch ihr
Rumgezappel stimulieren sie die Fühlborsten immer wieder aufs neue. Dadurch beginnt
sich die Falle immer weiter zusammenzupressen, die Ränder liegen schließlich
aufeinander und dichten das Innere komplett ab. Oft werden die Insekten dabei bereits
zerquetscht. Die Fallenränder pressen sich dann so sehr zusammen, dass sich die
Zähne nach hinten biegen und nicht mehr überlappen.
Zu diesem Zeitpunkt treten enzymhaltige Verdaungssäfte aus und beginnen die Beute
zu zersetzen. Dies dauert je nach Größe des Insekts und Witterung zwischen 3 und 10
Tagen, bei zu großen Beutetieren beginnt die Falle nach einigen Tagen zu faulen.
Ist die Verdauung abgeschlossen, öffnet sich die Falle wieder und gibt die Reste des
unverdaulichen Chitinpanzers frei. Dieser wird in der Natur meist von Wind und Regen
abgewaschen.
Die anfangs nicht
aktiven Fühlborsten
sind nach einigen
Tagen wieder sensibel
und die Falle ist erneut
bereit. Sehr alte Fallen
funktionieren nicht
mehr.
Jetzt ist auch klar,
Aus: bionik.fbsm.hs-bremen.de/downloads/referate/1semWS0405/Dionaea_Muscipula.pdf
warum man nur
lebende Insekten
verfüttern soll, da die Pflanze dieses Zappeln als Reiz braucht, den Verdauungsvorgang
überhaupt erst zu starten. Legt man totes Material hinein, so geht die Pflanze von einem
Fehlalarm aus und öffnet die Falle wieder.
www.drosophyllum.com/deutsch/dionaea.htm
Rezeptorzelle
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Auslöseborste von Dionaea muscipula
Fallenblatt mit langbeinigem Insekt
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Venusfliegenfalle
Der Fangmechanismus ist mit einer Dauer von bis zu 100 Millisekunden eine der
schnellsten bekannten Bewegungen im Pflanzenreich.
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Die Fangblätter bestehen aus einem stark verbreiterten Blattstiel, der bis zu zehn
Zentimeter lang sein kann, und der bei Sonneneinstrahlung innenseitig stark rot
gefärbten Blattspreite selbst, die fast kreisrund ist und einen Durchmesser von bis zu
fünf Zentimetern hat.
Diese Färbung sowie die von Nektarien auf der Blattspreite ausgeschiedene
Flüssigkeit dienen der Anlockung der Beute.
Als Knospe ist die noch geschlossene und an ihren Rändern nach innen
eingeschlagene Blattspreite noch auf den sehr kurzen Blattstiel geklappt, erst wenn
dieser weitgehend ausgewachsen ist, faltet sich die Spreite auf und öffnet sich.
Die Ränder der Blattspreite sind mit spitzen Borsten besetzt (den Randborsten) und
mit einem UV-Muster gezeichnet, das den Rand in den Augen eines Insekts dunkler
erscheinen lässt als das Zentrum der beiden Blatthälften, wo sich je drei oder mehr
haarfeine Borsten befinden die Fühlborsten. Letztere haben unmittelbar über ihrer
Basis eine Verjüngung, die als Gelenk fungiert und hinter der im Blattgewebe
unmittelbar eine Rezeptorzelle liegt, ebenso an der Basis der Borsten. Das Gelenk
begünstigt nicht nur den Reiz der Rezeptorzelle, sondern ermöglicht auch ein
„Wegklappen“ der Borste beim Schließen der Falle.
Wenn ein mögliches Beutetier eine Fühlborste wiederholt berührt oder verschiedene
kurz nacheinander, wird ein Aktionspotenzial ausgelöst, das sich mit einer
nervenartig schnellen Geschwindigkeit (6 bis 20 cm/s) über das gesamte Blatt
fortpflanzt und den Verschluss initiiert.
Lange Zeit wurde diskutiert, wie der eigentliche Verschluss ausgelöst wird. 2004 wurde
jedoch die Mechanik experimentell belegt:
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Im offenen Zustand sind die Blatthälften konvex gekrümmt, dies geschieht durch
Zusammenziehen der Außenseite der Blatthälften quer zum Gelenk um rund 10 %.
Im so gespannten Zustand wartet die Falle auf das Auslösesignal.
Mittels noch unbekannter physiologischer Prozesse veranlasst dieses eine
geringfügige Änderung der Krümmung, woraufhin die Falle schlagartig von konvexer
in konkave Form umschlägt (ähnlich einer umschnappenden Kontaktlinse) und wie
ein gespanntes Tellereisen zusammenklappt. Das Zusammenschnappen der Falle
ist also kein aktiver Prozess, sondern das Ergebnis der Entspannung einer Energie,
die von der Pflanze im Vorhinein bereits aufgebaut wurde.
Dieser Verschluss ist allerdings noch nicht vollständig. Durch die langen
Randborsten sind größere Insekten gefangen und ein Entkommen ist ihnen
unmöglich. Sollte die Beute jedoch erheblich zu klein sein, so kann sie zwischen den
noch leicht geöffneten Borsten ins Freie gelangen und die Pflanze erspart sich
aufwändige Verdauungsprozesse, die zum Ertrag in keiner Relation stehen. Des
Weiteren überprüfen nach dem Zuklappen chemische und Bewegungsrezeptoren,
ob die gefangene Beute tatsächlich verwertbar ist. Erst wenn diese einen
entsprechenden Reiz weitergegeben haben, wird die Falle vollständig verschlossen,
anderenfalls öffnet sie sich nach einigen Stunden bis zu einem Tag wieder. Wenn
jedoch verwertbare Beute gefangen wurde, wird der Verschluss in der Folgezeit
durch Wachstum noch verstärkt, um so die Falle vollständig zu versiegeln und ein
Auslaufen von Flüssigkeit während der nun folgenden Verdauung zu verhindern.
Dieses Wachstum kann zu einer Vergrößerung der Falle um bis zu 10 % nach der
Verdauung führen.
Venusfliegenfalle
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Aus kleinen, sitzenden Drüsen wird jetzt ein Verdauungssekret ausgeschieden, das
Amylasen, Esterasen, Phosphatasen, Proteasen, Ribonukleasen und in kleinen
Spuren auch Chitinasen enthält. Damit verdauen die Pflanzen die gefangenen
Insekten und nehmen die gelösten Nährstoffe durch Drüsen auf; übrig bleiben
unverdaute Reste wie Chitinpanzer und Beine
Es gibt 4 Statusarten der Falle:
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Offen stehende Falle, Falle scharf
geschlossene Falle nach unmittelbarem Beutefang
fest verschlossene Falle, nach 1-2 Stunden
sich öffnende Falle nach Verdauung der Beute, noch nicht scharf
Im ersten Stadium steht die Falle offen und wartet auf Beute. Auf jeder Tellerhälfte sitzen 3
Fühlhaare (manchmal auch mehr), die Auslöser des Klappmechanismus'. Die Falle
schnappt aber nicht schon bei der ersten Berührung zu. Erst wenn in den nächsten 20
Sekunden die gleiche oder eine andere Fühlborste der Falle berührt wird, schlägt die Falle
blitzartig zusammen. Dieser Umstand soll verhindern, dass "Falschalarme" die Falle
unnötig schließen lassen. In der Natur schließt sich die Falle also nicht, wenn ein Blatt in
die
Falle
fällt
oder
wenn
es
regnet.
Das zweite Stadium ist eingetroffen, nachdem der beschriebene Fangmechanismus
ausgelöst wurde und die Falle zugeklappt ist. Auf jeder Blatthälfte der Falle sitzen 14-20
Zähne, die nun ineinander greifen und den Fluchtweg nach oben hin versperren. Wenn jetzt
ein Insekt die Auslöserborsten weiterhin berührt - und das tut es, um fliehen zu können presst sich die Falle immer weiter zusammen. Das Beutetier wird eingequetscht. Sollte die
Falle das Tier verfehlt haben, oder konnte sich das Tier aus der Falle befreien, weil es
vielleicht sehr klein war, öffnet sich die Falle nach 1-2 Tagen wieder. Im Übrigen lösen nur
mechanische
und
chemische
Reize
den
Verdauungsvorgang
aus.
Hier sind wir am 3. Stadium angelangt: Die Falle ist fest verschlossen, und die Beute wird
verdaut. Die Falle ist nun so weit zusammengepresst, dass das Tier eine dunkle Silhouette
hinterlässt, wenn man die Falle im Licht betrachtet. Oft ist die Falle sogar durch den
Tierkörper nach außen hin gewölbt. Wenn der Verdauungsvorgang nach etwa 1-2,
manchmal auch 3 Wochen abgeschlossen ist, öffnet sich die Falle (4. Stadium). Entweder
ist sie bald in Fangbereitschaft, oder sie stirbt ab. Jede Falle stirbt nach drei
Verdauungsvorgängen oder etwa 7 Schließvorgängen. Jedoch gewinnt die Pflanze aus der
verdauten Beute neue Nährstoffe und ist so in der Lage, neue Fangblätter zu bilden.
Wie der Fangvorgang funktioniert, ist wissenschaftlich noch nicht eindeutig geklärt.
Gesichert scheint, dass er durch einen leichten elektrischen Impuls ausgelöst wird. Doch
das Zusammenschlagen per se kann, so meint die Wissenschaft, durch einen Verlust des
inneren Zelldruckes entstehen. Im Gespräch ist auch der Verlust von Cytoplasma und eine
Veränderung
des
pH-Wertes.
Dionaea besitzt zwei unterschiedliche Arten von Blättern: Die Frühjahrs- und
Sommerblätter. Die letztgenannten strecken sich in die Höhe, oft fast senkrecht, während
die Blätter (und damit Fallen), welche im Frühjahr gebildet werden, über dem Boden
liegend wachsen. Dieses Verhalten der Pflanze ist sinnvoll, weil so im Frühjahr kriechende
Tiere gefangen werden können. Im Sommer, wenn die Vegetation ebenfalls in die Höhe
gewachsen ist, können die Pflanzen mit ihren Fallen zudem Fluginsekten nachstellen.
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Venusfliegenfalle
Die Venusfliegenfalle - der Name stammt übrigens von der griechischen Göttin "Dione", der
Mutter der Liebesgöttin Aphrodite - bringt im Frühjahr eine weiße Blüte hervor. Der
Durchmesser dieser Blüte beträgt bis zu 2,5 cm; die Blüte selbst sitzt auf einem 15-40 cm
hohen Stiel. Die Blüte besitzt 5 Blüten- und Kelchblätter und 15-20 Staubblätter. Zur
Bestäubung ist eine zweite Pflanze notwenig.
Fangmechanismen der Venusfliegenfalle
Die drei Fühlborsten auf den Blattspreiten von Dionaea nehmen den Reiz auf.
Eine Fühlborste besteht aus vier Zonen, die sich in ihrem Zellaufbau unterscheiden:
Auf der Blattoberfläche sitzt der sogenannte
parenchymatische Sockel, darüber die
Gelenkzone, eine Schicht von tafelförmigen
Zellen und schließlich die gestreckten
Endzellen. Die Zellen der Gelenkzone
werden bei Berührung durch ein Insekt auf
einer Seite gestreckt und auf der anderen
gestaucht; sie werden dadurch in einen
erregten Zustand versetzt. Man spricht in
diesem Zusammenhang auch von
Aktionspotenzial. Jede Zelle besitzt ein
Ruhepotential, das durch die Ionenverteilung
zwischen dem Inneren und dem Äußeren der
Zelle zustande kommt. Durch Erregung der
Zelle wird das Ruhepotential verändert. In
diesem Fall löst wahrscheinlich die
Calziumkonzentration diese Veränderung
aus. Man spricht nun von Aktionspotential.
Da die Schließbewegung der Falle an einer
anderen Stelle stattfindet als die
Reizaufnahme und
Erregung, folgt nun eine
Erregungsleitung bei der
das Aktionspotential an
die benachbarten Zellen
weitergegeben wird. Bei
Dionaea beträgt die
Geschwindigkeit der
Erregungsleitung 6 bis
20cm pro Sekunde, was
die höchste bei Pflanzen
gemessene
Geschwindigkeit ist. Die
Erregungsleitung setzt
Aus: bionik.fbsm.hs-bremen.de/downloads/referate/1semWS0405/Dionaea_Muscipula.pdf
sich von der gereizten
Zelle fort, bis sie die
oberen Zellen der als Gelenk dienenden Mittelrippe der Falle erreicht. Damit sich die Falle
nun schließt, muss eine Reizschwelle überschritten werden.
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Venusfliegenfalle
Die Potenzialänderung ist in ihrer Stärke abhängig von der Dauer die die Borste
umgebogen wird, der Strecke die sie dabei verschoben wird und von der
Umbiegegeschwindigkeit. Erst wenn ein bestimmter Wert des Aktionspotentials erreicht ist,
schließt sich die Falle. Dies erklärt, warum die Falle sich erst nach zweimaliger Berührung
einer Borste innerhalb von 20 Sekunden oder nach Berührung von zwei verschiedenen
Borsten schließt. Ist der Zeitraum zwischen den Berührungen größer, kann sich die
Calziumkonzentration wieder ausgleichen und eine Reaktion bleibt aus. Dies ist zum
Schutz der Pflanze von Vorteil, da zu viele Fehlschläge zum Verlust der Falle führen. Auch
wird bei Berührung durch ein sehr kleines Insekt das nötige Aktionspotential nicht erreicht.
Die Pflanze wird so vor dem "Verhungern" geschützt, da derart kleine Tiere ihr nicht die
nötigen Nährstoffe liefern.
In den oberen Zellen des Gelenks führt das Aktionspotential schließlich zu einem Verlust
des Zelldrucks, ausgelöst durch eine erhöhte Membranpermeabilität. Die darunter
liegenden Zellen verlieren ihren Gegendruck, was nach der osmotischen
Zustandsgleichung ihre Saugkraft erhöht. Sie nehmen also Wasser auf und werden
dadurch größer, die Falle schließt sich. Wurde der Reiz durch eine Erschütterung
ausgelöst, die nicht von einem Beutetier stammt - ist die Falle also leer - öffnet sie sich
nach kurzer Zeit wieder. Die ursprüngliche Membranpermeabilität muss wieder hergestellt
werden und durch Aufnahme oder Bildung von osmotisch wirksamer Substanz wird der
Zelldruck in seinen vorherigen Zustand zurückversetzt (Restitution). Diese Vorgänge sind
energiebedürftig und ziehen ein Refraktärstadium ("Erholungsphase") nach sich, in dem die
Falle nicht wieder ausgelöst werden kann.
Ist allerdings ein Tier in der Falle, registriert diese einen chemischen Reiz, der von der
stickstoffhaltigen Harnsäure des Insekts ausgeht. Die Falle schließt sich daraufhin noch
fester um die Beute (Chemonastie).
Wie läuft der Mechanismus bei Dionaea denn nun genau ab?
Die Reizwahrnehmung erfolgt bei Berührung der Fühlborsten auf den Innenseiten der
Blattfallen durch Deformation reizaufnehmender Zellen an der Borstenbasis. Die
Reaktionsgewebe liegen ein Stück davon entfernt in der Mittelrippe des Blattes wiederum
auf der Falleninnenseite. Daher muss durch eine elektrische Signalleitung ein Signal vom
Ort der Reizwahrnehmung zum Reaktionsgewebe geleitet werden. Wie diese Signalleitung
genau vor sich geht, ist noch nicht geklärt, aber die Leitungsgeschwindigkeit entspricht
denen von Nerven niederer Tiere.
Nach erfolgter Reizung und Signalweiterleitung kommt es zu einem sehr raschen Ausstrom
von Kaliumchlorid (KCl) aus den Reaktionszellen in den Apoplasten, dem ein osmotisch
gekoppelter Wasserausstrom folgt. Zuerst erfolgt ein Ausstrom von Chloridionen aus den
Zellen aufgrund einer schlagartigen Erhöhung der Chloridleitfähigkeit der
Cytoplasmamembran (durch Öffnung von Chloridkanälen). Dies zieht eine Erhöhung des
elektrischen Membranpotentials im Zellinneren nach sich (Depolarisation), woraufhin
auswärts gerichtete Kaliumionen-leitende Kanäle geöffnet werden, um durch die
Entlassung von Kaliumionen aus den Zellen eine Repolarisierung des elektrischen
Membranpotentials zu erreichen. Der massive KCl-Verlust verringert das osmotische
Potential der Zellen, weshalb Wasser in den Apoplasten ausströmt. Durch den
Wasserverlust sinkt der Turgor der Reaktionszellen, was dem angrenzenden Gewebe
gestattet, die Reaktionszellen in gewissem Maße zusammenzudrücken.
Aber auch die den Reaktionszellen gegenüberliegenden Gewebe spielen beim
Klappvorgang eine Rolle. Durch die Turgorabsenkung und somit die Erschlaffung der
Reaktionsgewebe sinkt der hydrostatische Druck in den Zellen der gegenüberliegenden
Fallenaußenseite (da der äußere Druck durch das angrenzende Gewebe gemindert wird),
was ein Absinken des Wasserpotentials in diesen Zellen zur Folge hat. Dies führt wiederum
zu einem Wassereinstrom in die den Reaktionsgeweben gegenüberliegenden Zellen. Somit
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Venusfliegenfalle
schwellen die den Reaktionsgeweben gegenüberliegenden Zellen (auf der
Fallenaußenseite) an und verstärken so den Schließvorgang der Falle.
Erfolgt keine weitere Reizung, wird die Blattfalle nach einigen Stunden wieder in die
Ausgangslage gebracht, indem die Ionen durch aktive Aufnahmeprozesse wieder in die
Reaktionszellen transportiert und der Turgor wiederhergestellt werden. Danach ist die
Blattfalle wieder zu einer erneuten Reaktion befähigt. Im Erfolgsfall bleiben die Klappfallen
über Wochen geschlossen und der Verschluss wird durch langsamere Wachstumsprozesse
noch verstärkt, wobei organische Substanzen der gefangenen Tiere chemonastisch wirken,
bis diese durch die pflanzlichen Verdauungsenzyme vollständig ausgelaugt sind. Eventuell
erfolgt auch gar keine Öffnung der Falle mehr.
Untersuchungsaufträge
Untersuche die Falle der Venusfliegenfalle. Halte deine Beobachtungen in Form eines
Protokolls fest. Siehe Beilage.
(Durchführung der Untersuchung, Darstellen der Ergebnisse, Interpretation der
Ergebnisse)
1.
Untersuchung einer offenen Falle
 Untersuche die Falle unter der Stereolupe bei verschiedenen Vergrößerungen.
(Achte auf Sperrborsten, Fangborsten, Nektarien usw.)
 Fertige eine Skizze an und beschrifte diese. (Regeln beachten)
 Falls ausreichend geöffnete Fallen vorhanden sind, versuche, den
Schließmechanismus auszulösen.
2.
3.


Untersuchung einer geschlossenen Falle
 Schneide die Falle mit einer Rasierklinge oder spitzen Schere auf. Führe dabei
den Schnitt entweder rechts oder links der Naht.
 Untersuche den Innenraum der Falle und dokumentiere die Beobachtung
 Wie sieht das „Umfeld“ der gefangenen Tiere aus?
.
Untersuche die in der Falle gefunden Tiere!
Wie lässt sich ihr „Zustand“ beschreiben?
Versuche eine Grobbestimmung zu machen!
Untersuchung einer Fühlborste
Wie ????????? wer kann da weiter helfen?
5. Schriftlich festhalten
Halte deine bisherigen Beobachtungen schriftlich fest – Protokollvorlage!
4.
7