VL 7 Teil 3

Question 1

Wie entsteht eine Eusymbiose?

Answer 1

• Eusymbiose geprägt durch viele Spezialanpassungen beider Partner -> haben lange gemeinsame Evolutonsgeschichte mit koordinierten Selektonsprozessen
• können aus jeder trophischen Beziehung hervorgehen,
  oft aus Räuber-Beute-Beziehung
• phagozytierte Zellen werden nicht verdaut, sondern intrazellulär verwahrt und genutzt
• Bsp.: Bodenbakterien in Wurzeln der Leguminosen -> ursprünglich haben Bakterien
  Pflanzen geschädigt, diese hat „gelernt“ von Befall zu profitieren
• Bsp.: bestäubende Insekten haben ursprünglich Pollen gefressen
• Koexistenz durch „kleine Geschenke“ und Duldung der parabiotischen Partner stabilisiert
• Beziehung durch hohen Nutzen weiter stabilisiert

Question 2

Nenne Beispiele dafür, wie Eusymbiosen Neues begründen können

Answer 2

durch sehr enge Eusymbiosen können neue taxonomische Gruppen bzw. neue Eigenschaften oder Stoffe entstehen
* Bsp.: Endosymbiontentheorie -> Entstehung der Eukaryoten durch Symbiose mit Prokaryoten
* Bsp.: Flechten -> Symbiose aus Pilz und Grünalge/ Cyanobakterium (besitzen eigene Morphologie und Biochemie z.B. Flechtensäuren)

Question 3

Erkläre die Symbiosen der Steinkorallen

Answer 3

Steinkorallen:
* Endosymbiose aus Koralle und photoautotrophen einzelligen Algen
* Algen geben 90% des photosynthetisch fixierten Kohlenstoffs an Koralle ab
* Algen beschleunigen Kalkausscheidung der Koralle -> fördern Riffbildung
o im Wasser gelöstest Hydrogencarbonat HCO_3-
zerfällt zu CO_3 2- und CO2
o durch Photosynthese wird Wasser CO2 entzogen
o CO3 2- fällt mit Kalzium als Kalziumkarbonat CaCO_3 aus
* Koralle gibt Stickstoffverbindungen wie Aminosäuren und Peptide (stammend aus Ernährung durch stickstoffhaltiges Plankton) an Alge (benötigt viel Stckstoff)
* Endosymbiose ist obligat

Question 4

Erkläre die Symbiosen der Flechten

Answer 4

Flechten:
* = Konsortium/ Doppelorganismus -> aus 2 Organismen unterschiedlicher Arten
-> daraus entsteht neue Lebensform/ gemeinsamer Thallus
* Pilz (Schlauch- oder selten Ständerpilz) + Cyanobakterium/ Grünalge
* Cyanobakterium liefert Kohlenhydrate
* Pilzthallus liefert Wohnraum im Pilzthallus und verbesserte Wasser- & Mineralstoffversorgung

Question 5

Erkläre die Symbiosen der niedere Termiten

Answer 5

niedere Termiten: Symbiontische Verdauung
* Endosymbiose aus Termiten und Flagellaten & Bakterien
* anaerobe Flagellaten bieten in Gärkammern des Enddarms der Termiten Zellulase-Aktivität (Enzym zum Zersetzen des Holzes)
* anaerobe Bakterien bieten kurzkettige Fettsäuren (Nahrung) -> entstanden durch Ernährung von Gärungsprodukten der Flagellaten
* Termiten bieten Nahrung (Holzsubstrat), Verbreitung & Schutz
* -> Endosymbiose zwischen Tier & Mikroorganismus durch nährstoffarme und schwerverdauliche Nahrung entstanden
* ->Symbionten stellen Stoffwechselleistung, die Wirt
nicht besitzt

Question 6

Wie kann das Abhängigkeitsverhältnis zwischen mutualistischen Symbionten sein?

Answer 6

-> Arten können auch ohne mutualistischen Partner überleben
**Ein Partner ist nicht auf eine bestimmte Art als Mutualist angewiesen: **
* Bestäuber
* Mykorrhizapilze

Mutualismus für eine Art obligat, für die andere Art nicht:
* Elaiosomen (Ölkörperchen) von Pflanzen – Verbreitung für die Pflanze obligat
* Ameise (Vektor) hat aber eine Vielzahl von Nahrungsquellen

Question 7

Welche Typen mutualistischer Beziehungen gibt es?

Answer 7

3 Klassen:
Nahrungsmutualismen
* eine Art stellt der anderen Nahrung zur Verfügung z.B. Mykorrhiza (beide Partner), Bestäubung, Samenverbreitung (aus Sicht der Tiere)

Schutzmutualismen
* Ein Partner gewährt dem anderen Schutz, z.B. Clownfisch & Seeanemone (beide Partner), Putzer (Fische oder Vögel befreien Partner von Parasiten)

Transportmutualismen
* Vorteil eines Partners besteht in der Verbreitung seiner selbst oder seiner Gameten;
z.B. Bestäubung & Samenverbreitung (aus Sicht der Pflanze)

Question 8

Welche mutualistische Beziehungen für eine effektive Phosphorversorgung von Pflanzen gibt
es?

Answer 8

• Pilz und Pflanze tauschen Kohlenhydrate und Phosphat aus
• Endomykorrhiza (häufigste: Arbuskuläre Mykorrhiza - AM)
  o Pilzhyphen dringen in Wurzelzellen ein
  o krautige Pflanzen und Süßgräser (z.B. Getreide, Mais) mit Glomeromyceten (Pilzordnung) -> dadurch für menschliche Ernährung wichtig!
  o intrazellulär- Arbuskel (bäumchenartige Verzweigungen in Parenchymzellen) in
  Wurzelzellen und von Membran umschlossen -> hier Stoffaustausch
• Ektomykorrhiza
  o Pilzhyphen sitzen zwischen den Zellwänden
  o bei Bäumen der temperaten Zone mit höheren Pilzen (Basidiomyceten)

o interzellulär (zwischen den Zellen) – Hartig ́sches Netz (zwischen Wurzelparenchymzellen) -> dadurch Stoffaustausch

Question 9

Welche mutualistische Beziehungen für eine Stickstoffversorgung von Pflanzen gibt es?

Answer 9

Stickstoffvorkommen
* 99% in der Erdatmosphäre als N2
* sehr reaktionsträge aus der Luft nur mikrobiell oder industriell fixiert (v.a. Düngemittel; Haber-Bosch-Verfahren)
*
**Rhizobium – Bodenbakterien (Knöllchenbakterien): **
* Symbiose mit Leguminosen => Knöllchenbildung in der Pflanzenwurzel
* fixieren Luftstickstoff (als Ammonium NH4)
* bekommen im Gegenzug Kohlenhydrate aus der Photosynthese

Question 10

Welche Formen der Schutzmutualismen gibt es? (grob)

Answer 10

-beidseiMge Verteidigung
-Verteidigung von Pflanzen
-Putzsymbiosen

Question 11

beidseiMge Verteidigung

Answer 11

• beide Partner wehrha)
• z.B. Seeanemone (AkMnien) + Clownfisch
• Anemone gute Verteidigung über Nesselkapseln
• Clownfisch
  o grei) Feind der Anemone (Schmegerlingsfisch) an à sucht Schutz innerhalb
  der Tentakel
  o chemische Tarnung der Clownfische durch Schutzstoff vor NesselreakMon der
  Anemone

Question 12

Verteidigung von Pflanzen

Answer 12

• Verteidigung des einen Partners (nur ein Partner wehrha)), Ernährung des anderen
• Süßgräser + endophyMsche Pilze à Schutz vor großen Herbivoren
  o Pilz: bigere oder gi)e Alkaloide als Fraßschutz
  o Pflanze: Versorgung mit Photosyntheseprodukten
• Pflanzen + Ameisen à Schutz vor herbivoren Insekten
  o Myrmekophyten = Pflanzen welche Ameisen Wohnraum bieten
  o Ameise: Abwehr von Pflanzenfresser (Dü)e, Angriff)
  o Pflanze: Wohnraum & Schutz (in aufgedunsenen Dornen), Ernährung (durch
  eiweißhalMge Belt ’sche Körperchen an Blaìiedern

Question 13

Putzsymbiosen

Answer 13

im engeren Sinne keine Symbiose
* Putz-Partner dient der Verminderung von Parasitenbefall à Parasiten als Nahrungsquelle
* Putzerfische
o enrernen verletztes oder abgestorbenes Gewebe à Schutz vor Pathogenbefall
o Putzertracht (Signalfarben) => Fresshemmung beim zu putzenden Fisch (Form
der Signalnormierung)
* Vögel und großen Herbivoren/ WeideMere

o entfernen ektoparasiMsche Insekten (z.B. Zecken oder Rotschnabel-Madenhacker & Impala-AnMlope)