Kategorie-Archiv: Biologische Vielfalt

Die Vielfalt der Ökosysteme, die Artenvielfalt und die Vielfalt der genetischen Informationen, die in den Arten enthalten sind, werden unter dem Begriff der biologischen Vielfalt oder Biodiversität zusammengefasst. Vielfalt ist ein entscheidendes Merkmal des Lebens und des Bioplaneten Erde. Man kann einen dramatischen Rückgang der Biodiversität beobachten, der auf Aktivitäten des Menschen zurückzuführen ist. Diese Entwicklung wird als eine ernsthafte Gefahr für die Biosphäre angesehen. Um jedoch einen sinnvollen Schutz der Artenvielfalt zu bewirken, ist eine genaue Kenntnis der ökosystemaren Wechselwirkungen wichtig.
Biologische Vielfalt muss auch ein wichtiges Unterrichtsziel sein.

Der Feinstrahl

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Von Mai bis Dezember

Der Feinstrahl, auch Feinstrahl-Berufkraut oder Einjähriges Berufkraut (Erigeron annuus (L.)Pers.) ist ein gern gesehener Bewohner unseres Gartens. Im Mai streckt sich aus der ziemlich breitblättrigen Rosette ein Spross mit immer schmaler werdenden Blättern, der sich schließlich feingliedrig verzweigt und viele Köpfchen mit schmalen weißen oder ganz leicht lila angehauchten Strahlenblüten und einer gelben Mitte aus Röhrenblüten bildet. Er blüh den ganzen Sommer über bis in den Herbst und bei mildem Wetter können sich die letzten Blütenköpfchen auch noch im Dezember öffnen. Das liegt daran, dass auch noch später im Jahr Pflanzen keimen und heranwachsen. Auch Pflanzen, deren Blütenstände abgeschnitten wurden oder vom Wind geknickt wurden, treiben später neue Blütenstände.

Unwanted Newcomer? – Bei mir nicht!

Der Feinstrahl wurde schon im 17. Jahrhundert als Zierpflanze aus Nordamerika in Europa eingeführt (Kowarik 2003, S.59) und er hat sich hier allmählich eingebürgert. Als Zierpflanze ist er – zu Unrecht – kaum noch in Gebrauch. In Deutschland trifft man die asternähnliche Pflanze im Süden und in der Mitte deutlich häufiger als im Norden. Nördlich der Eider – in meiner alten Heimat – ist er nach der aktuellen Verbreitungskarte von Floraweb (Datenstand 2013) bis heute noch nicht beobachtet worden.

Flugfrüchte des Feinstrahls, Scan von W. Probst

Die winzigen, in großer Anzahl produzierten Flugfrüchte müssten eigentlich eine schnelle und weite Ausbreitung garantieren. Immerhin wurde die Pflanze in 1965 von 3000 Messtischblättern (TK 25) registriert. Auf der von Kowarik nach der TK25-Häufigkeit zusammengestellten Liste der 50 häufigsten Neophyten steht sie auf Platz 32.

Seit einiger Zeit ist es üblich geworden, Verkehrsinseln und Randstreifen aber auch Vorgärten grob einzuschottern, vermutlich, um dem „Unkraut“ keine Chance zu geben. Beim Feinstrahl, der heute im Allgemeinen zu den Unkräutern gerechnet wird, wirkt dies nicht besonders. Er mag solche geschotterten Flächen ganz gerne. Ich kenne einen Schotterbereich an einer Straßeneinmündung in die B 31bei Immenstaad, der nun schon im zweiten Jahr einen fast reinen Feinstrahl-Bestand ausgebildet hat. Das sieht sehr schön aus.

In den letzten Jahren scheint sich der Feinstrahl stärker auszubreiten und deshalb wird er von manchen Naturschützern auch schon als möglicherweise „invasiv“, also gefährlich für heimische Arten und Ökosysteme, angesehen. In der Schweiz wurde die Art schon auf die Beobachtungsliste für invasive Neophyten (Schwarze Liste) gesetzt. Eine besondere Gefährdung soll sie für die Stromtalwiesen darstellen. Diese pflanzensoziologisch auch als Brenndolden-Feuchtwiesen bezeichneten und nach der FFH-Reichtlinie durch die EU geschützten Lebensräume werden aber sicherlich mehr durch veränderte Nutzung und Eutrophierung als durch den Feinstrahl bedroht.

Garten mit Feinstrahl, Oberteuringen, Juni 2016; Foto S. Probst

Berufkräuter

Neben dem Einjährigen Berufkraut kommt in Deutschland vor allem noch das Scharfe Berufkraut (Erigeron acris), eine einheimische und meist mehrjährige Art, vor. Sie hat in der Volksmedizin eine bedeutende Rolle gespielt. Daher kommt auch der Name, der oft falsch als „Berufskraut“ zu lesen bzw. zu hören ist. Es geht aber nicht um den Beruf, sondern um das „Berufen“. Das Scharfe oder Echte Berufkraut sollte nämlich vor dem bösen Zauber, dem Berufen durch Geister, Hexen oder Teufel, schützen. Deshalb wurde die Pflanze im Mittelalter Säuglingen in die Wiege gelegt. Der wissenschaftliche Name „Erigeron“ lässt sich auf griechisch „eri“ = früh und „geron“ = Greis zurückführen und bedeutet etwa „früh alternd“ (Genaust 1983) Das bezieht sich – ganz ähnlich wie bei den Greiskräutern (Gattung Senecio von lateinisch „senex“ = Greis) auf den mehr oder weniger grauen Haarkranz der Früchte, den Pappus. Gleich nach der Blüte erscheinen graue Haare.

Bis heute gelten Berufkräuter als Heilpflanzen, insbesondere wegen ihres Gehaltes an Gerbstoffen, etherischen Ölen und Flavonoiden . In der offiziellen Heilkunde spielen sie aber keine Rolle. Die Pflanze eignet sich aber als Lieferant für Gemüse und Salate, vor allem die jungen Blätter der grundständigen Rosette.

Feinstrahl (Erigeron annuus), Foto W.Probst

Früchte ohne Befruchtung

Sippen von Erigeron annuus haben normalerweise einen doppelten Chromosomensatz von 27, seltener 54, sie sind also triploid bzw. hexaploid. Dabei triploiden Pflanzen keine normale Meiose möglich, wäre eine normale sexuelle Fortpflanzung nicht möglich. Der Feinstahl zeigt aber trotzdem einen guten Fruchtansatz, der auf apomiktischen Wege, also ohne Befruchtung, zustande kommt. Obwohl der Verein Strahl also gar keine Insekten zur Besteuerung benötigt, ist er bei Blütenbesuchern nicht unbeliebt. Schwebfliegen, Bienen, Hummeln und Schmetterlinge sind häufige Gäste der Blütenstände.

Quellen

Feinstrahl, Foto W.Probst

Genaust, H. (1983: Etymologisches Wörterbuch der botanischen Pflanzennamen. Basel …: Birkhäuser

Kowarik, I. (2003): Biolgische Invasionen:Neophyten und Neozoen in Mitteleuropa. Stuttgart: Ulmer

Oberdorfer, E. (8.A. 2001): Pflanzensoziologische Exkursionsflora für Deutschland und angrenzende Gebiete. Unter Mitarbeit von A. Schwabe und T.Müller.  Stuttgart: Ulmer

http://www.exkotours.de/Archiv/Berufkraut.html

https://brandenburg.nabu.de/natur-und-landschaft/nabu-aktivitaeten/auwiesenschutz/odertal/11578.html

http://heilkraeuter.de/lexikon/einjaehriges-berufkraut.htm

http://www.kraeuter-vielfalt-franken.de/aktuelleinfos/860.Unsere_Pflanze_des_Monats_-_Juli_.html

https://www.pflanzen-vielfalt.net/wildpflanzen-a-z/%C3%BCbersicht-a-h/berufkraut-einj%C3%A4hriges/

http://www.floraweb.de/webkarten/karte.html?taxnr=2178

Mooswand

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Moose im Rasen? An Mauern?Auf Dächern? Auf Wegen? Auf Grabsteinen?

Um Gottes willen, was kann man dagegen tun? Nun, es gibt viele Hilfen. Wenn man bei Google „Moosentferner“ eintippt, erhält man derzeit 450.000 Ergebnisse! Da liest man zum Beispiel diese beruhigende Nachricht:

„Geht es darum, große Flächen, Granitpflaster, Waschbetonplatten, Pflastersteine einer gründlichen Moosentfernung zu unterziehen, ist ein Moosentferner aus dem Fachhandel die beste Methode. Er erspart Arbeit und Zeit. Im Handel gibt es viele wirksame Moosentferner, die weder die Untergründe angreifen, noch schädliche Stoffe in Erde und Grundwasser leiten. Sollen Carports, empfindliche Grabsteine oder vereinzelte Beetplatten behandelt werden, sollte jeweils dafür besonders geeignetes Antimoos ausgewählt werden. Der Handel hält für jede Anwendung die passenden Mittel gegen den Moos- und Algenbefall bereit.“ (unkrautvernichter-shop)

Etwas verwirrend für den solchermaßen beruhigten Hobbygärtner sind dann allerdings Zeitungsmeldungen, in denen darüber berichtet wird, dass man in Feinstaub-belasteten Städten versucht, diesem Übel mit „Mooswänden“ zu begegnen. Eine solche Mooswand von 100 m Länge wurde zum Beispiel in der Feinstaub-Metropole Stuttgart am Brennpunkt Neckartor aufgestellt.

„Flächige Vertikalbegrünung“ gegen Feinstaub

In Berlin gibt es mittlerweile ein Startup Unternehmen, das Hightech-Mooswände für Innenstädte aber auch für Innenräume anbietet. Eine Standard-Mooswand von 16 m2 mit einer integrierten Sitzbank ist für 22.000 € zu haben. Mehrere Städte, nicht nur Dresden, Essen und Reutlingen sondern auch Oslo und Hongkong, haben sich mittlerweile schon Mooswände angeschafft und selbst hier in meiner Umgebung am Bodensee, in Überlingen, wird diskutiert, ob man bei der Landesgartenschau 2020 nicht eine solche Mooswand aufstellen sollte.

Die Firma Green City Solution bewirbt ihre Moosinstallationen  als „die Lösung zur nachhaltigen Verbesserung der Stadtluft“. Die Geschäftsidee: „In Städten, wo Luftreinhaltung eine große Herausforderung ist, überleben Moose aufgrund ihres Bedarfs an Wasser und Schatten … kaum. Die Kombination von schattenspendenden Pflanzen, einer vollautomatisierten Wasser- und Nährstoffversorgung und modernster Internet of Things-Technologie (IoT) kann dieses Problem lösen. Gleichzeitig können die Filterleistung und die Bedürfnisse der Pflanzen gemessen und analysiert werden. So entsteht ein intelligenter, natürlicher Luftfilter für die Stadt: der CityTree“.

Eigenartig, einerseits werden größte Anstrengungen unternommen, um unerwünschte Moose und Flechten aus Städten und Siedlungen und aus Gärten und Parks zu verdrängen. Andererseits werden große Summen aufgebracht, um den als Luftverbesserer hoch erwünschten Moosen ein Leben in Stadtzentren zu ermöglichen.

Wie unterscheiden sich Moose von anderen Pflanzen?

Moose sind vermutlich die ältesten Landpflanzen. Bevor es Bärlappe, Schachtelhalme, Farne und Samenpflanzen gab, breiteten sich moosähnliche Pflanzen auf der Erdoberfläche aus. Dabei sind die grünen Moospflänzchen – anders als bei den anderen genannten Pflanzengruppen – nicht die Sporophytengeneration sondern die Gametophyten. Auf ihnen entstehen Archegonien  mit je einer Eizelle und Antheridien mit zahlreichen begeißelten männlichen Keimzellen („Spermatozoiden“). Zur Befruchtung wird Wasser benötigt. Aus den befruchteten Eizellen entwickeln sich die Sporophyten, gestielte Sporenkapseln, die immer mit den grünen Gametophyten verbunden bleiben und auch weitgehend von diesen versorgt werden. Nur während des Wachstums bilden sie auch mehr weniger eigenes grünes Gewebe zur Fotosynthese. Mit Farnpflanzen, Bärlappen und Samenpflanzen haben Moose gemeinsam, das sich aus der befruchteten Eizelle zunächst ein Embryo entwickelt, der von einer sterilen Zellhülle umgeben ist. Sie werden deshalb zusammen diesem Pflanzen als Embryophyten bezeichnet. Im Gegensatz zu den anderen Pflanzen haben Moose aber nur ein sehr rudimentär ausgebildetes oder völlig fehlendes Leitgewebe. Die Wasserleitung findet zum großen Teil nicht innerhalb der Moospflänzchen, sondern kapillar in den engen Zwischenräumen zwischen den dichten blätterten Moostrieben statt. Ein Moospolster oder ein Moosrasen kann deshalb sehr viel Wasser halten, ähnlich wie ein Schwamm. Alle anderen Pflanzen haben gut ausgebildete Leitgewebe für Wasser und Assmilate und werden den Moosen als „Gefäßpflanzen“ oder Tracheophyten gegenübergestellt.

Damit hängt zusammen, dass die Moose auch keine echten Wurzeln haben und Wasser und Nährmineralien über alle oberirdischen Pflanzenteile aufnehmen. Dies bedeutet,  dass sie anders als die Gefäßpflanzen auch nur wenig gegen Wasserverdunstung geschützt sind. Anders als fast alle Gefäßpflanzen können die meisten Moose aber in fast vollständig ausgetrocknetem Zustand überdauern. Sie erwachen zu neuem Leben, wenn sie wieder befeuchtet werden. Auf diese Weise sind eine ganze Reihe von Moosarten sehr gut an die Besiedlung freier Felsflächen angepasst, vorausgesetzt dass diese Felsflächen wenigstens eine Zeit lang – zum Beispiel während der Schneeschmelze – gut befeuchtet werden. Auch andere vertikale Flächen wie Baumrinden und einzelne Felsblöcke, auch Mauern,Dächer, Grabsteine, Zaunpfosten oder Skulpturen können von Moosen besiedelt werden, denn Moose benötigen keinen Boden.

Bis heute ist diese ursprüngliche Pflanzengruppe weit verbreitet und erfolgreich, allerdings nur dort, wo die schneller und höher wachsenden Gefäßpflanzen den Moosen Luft und Nährmineralien nicht streitig machen.

Mit Moosen bewachsene Felswand im Karadj-Tal, Elbursgebirge, Nordiran. Es dominieren die Arten Grimmia orbicularis, G. ovalis und Schistidium anodon (Foto W.Probst, Juli1977)

Feinstaub

In den 1980iger und 90iger Jahren war Luftverschmutzung durch schwefeldioxidhaltige Abgase das Hauptproblem. Durch  Rauchgasentschwefelungsanlagen in allen großen Kraftwerken konnte dieses Problem deutlich verringert werden. Das gegenwärtige Problem sind Stickstoffoxide und Feinstaub und Feinstaub wird teilweise durch Stickstoffoxide verursacht.

Als Feinstaub bezeichnet man die Masse aller im Gesamtstaub enthaltenen Partikel, deren Durchmesser kleiner als 10 µm ist (PM10 von engl. particle matter). Er kann natürlichen Ursprungs sein (beispielsweise als Folge von Bodenerosion) oder durch menschliches Aktivitäten produziert werden. Wichtige Feinstaubquellen sind Energieversorgungs- und Industrieanlagen, etwa in der Metall- und Stahlerzeugung. In Städten und an Hauptverkehrswegen  ist der Straßenverkehr die dominierende Staubquelle. Dieser Feinstaub ist für die Gesundheit besonders gefährlich, da er über die Atemluft tief in die Lungen eindringt und in den Schleimhäuten Krankheiten wie Asthma oder Krebs auslösen kann. Je kleiner die Staubpartikel, desto gefährlicher sind sie für die Gesundheit. Deshalb wird noch weiter unterteilt in PM2,5  mit Korndurchmesser unter 2,5 µm und Ultrafeinstaub unter 0,1 µm. Nach der Feinstaubrichtlinie der EU darf der Grenzwert von 50 μg/m3 Luft an einem Messpunkt nur an 35 Tagen im Jahr überschritten werden. In vielen Städten, z. B. in Stuttgart, wird dieser Richtwert ständig überschritten, im letzten Jahr an 63 Tagen (Thielen 2017).

Feinstaubzusammensetzung zweier PM10 Proben aus Stuttgart und Mannheim vom 1.6. und 1.2.2006 (Quelle LUBW)

Ein wichtiger Anteil des Feinstaubs – meist zwischen 20 und 50% – besteht aus Ammoniumsalzen, insbesondere Ammoniumnitrat. Dieses Ammoniumnitrat entsteht, wenn Stickstoffdioxid und Ammoniak in der Atmosphäre auseinandertreffen. Stickstoffoxide entstehen bei allen Verbrennungsprozessen in stickstoffhaltiger Atmosphäre, umso mehr, je höher die Verbrennungstemperatur und der Druck sind. In modernen Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen sowohl bei Benzin- wie bei Dieselmotoren sind diese Bedingungen für die Stickstoffoxidbildung sehr günstig. Während der Schwefel des Schwefeldioxids aus den Brennstoffen kommt, kommt der Stickstoff der Stickstoffoxide also weitgehend aus den 78% N2 in der Atmosphäre. Stickstoffoxide  können durch Katalysatoren aus den Abgasen von Verbrennungsmotoren zu einem guten Teil entfernt werden. Dabei wird aber zum Teil Ammoniak (NH3) freigesetzt. Außerdem ist die moderne Landwirtschaft eine bedeutende Ammoniakquelle. Ein überall sichtbares Zeichen für die starke Zunahme des Ammoniumgehaltes in der Luft ist die Zunahme bestimmter Flechtenarten, z. B. der auffälligen Gelbflechte (Gattung Xanthoria).

Moose als Luftfilter

Mit Moosen bewachsener Betonblock (Foto W.Probst,2017)

Zunächst einmal sind Moosrasen und Moospolster schon wegen ihrer großen Oberfläche besonders geeignete Staubfänger für die Luftreinigung. Die Moostriebe sind dicht mit kleinen Blättchen besetzt. Nach Berechnungen von Frahm und Sabovljevic (2007) beträgt die Oberfläche von einem 1 cm hohen Moosrasen etwa das dreißigfache der Grundfläche, wobei sich natürlich hier je nach Moosart beträchtliche Unterschiede ergeben dürften. Der Staub wird jedoch nicht nur durch diese große Oberfläche festgehalten, es gibt auch noch eine chemische Bindung: Die Zellwände von Moosen wirken als Kationenaustauscher. Wenn sich Staub auf der feuchten Blättchenoberfläche absetzt und zum Beispiel Ammoniumnitrat in Lösung geht, werden die NH4+-Ionen gegen Wasserstoffionen ausgetauscht und gebunden.

Darüber hinaus bleiben die abgelagerten Staubteilchen nicht nur auf der Oberfläche liegen, die gelösten Salze werden zusammen mit Wasser direkt durch die Zellmembran aufgenommen. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass auch lösliche Stoffe mindestens zum Teil von reichlich auf den Moosplättchen sitzenden Bakterien abgebaut werden. Die Moose nehmen also den eingefangenen Staub direkt in ihrer Vegetationskörper auf. Bei den Gefäßpflanzen muss er aus der Luft erst in den Boden gelangen, zum Beispiel indem er von den oberirdischen Pflanzenteilen durch Regen abgewaschen und mit der Lösung in den Boden gebracht wird. Dabei ist diese Nährmineralresorption durch die Zellmembran der Moosblättchenzellen – ähnlich wie bei Wurzelhärchen (Rhizoiden) der Gefäßpflanzen – vermutlich kein rein physikalisch bewirkter Diffusionsvorgang, es sind auch aktive Aufnahmeprozesse beteiligt. Auf diese Zusammenhänge hat der Bryologe Jan-Peter Frahm bereits zu Beginn des Jahrtausends hingewiesen und dies auch durch experimentelle Untersuchungen belegt  (Frahm und Sbovljevic 2007).  Er machte den Vorschlag, an Straßenrändern, insbesondere an Autobahnen und auf Autobahnmittelstreifen Moose anzusiedeln, um die durch den Verkehr belastete Luft zu verbessern.

Ammoniumnitrat-haltige Feinstaubpartikel lösen sich auf der feuchten Blattoberfläche. Ammoniumionen werden teilweise gegen Wasserstoffionen an Zellwandmolekülen ausgetauscht, was zu einer leichten Ansäuerung führt. Bei der Aufnahme durch die Zellmembran spielen neben reiner Diffusion aktive Prozesse ein Rolle.

Für die Dachbegrünung werden Moosmatten schon längere Zeit angeboten. Die Anbieter weisen darauf hin, dass damit auch Dächer begrünt werden können, die für eine herkömmliche Dachbegrünung aufgrund der Statik zu schwach wären oder ein zu großes Gefälle hätten, da die Moosmatten relativ leicht sind. Auch auf eine Schubsicherung des Bodensubstrats kann verzichtet werden, da Moose keine Wurzeln haben sondern mit ihren Rhizoiden direkt am Untergrund haften. Solche Mooosmatten sind wesentlich günstiger als die „City-Trees“ der Firma Green City Solutions. Das Argument für die IoT-Mooswand ist, das sie so gesteuert wird, dass für die Moose immer optimale Wachstumsbedingungen herrschen. Hierzu dient zum Beispiel ein Bewässerungssystem, das Wasser von einem integrierten Regenwasserspeicher erhält, und Deckpflanzen, welche die Moose vor zu starker Besonnung schützen. Die notwendige Energie stammt von Solarzellen auf der Oberseite der Wand. Zwar sterben Moose beim Austrocknen nicht ab, aber als Feinstaubfänger werden sie in diesem Zustand latenten Lebens weitgehend nutzlos. Gerade an trockenen Sommertagen, wenn die Feinstaubbelastung in Innenstädten besonders groß sein kann, ist es aber wichtig, dass die Moosfilter voll funktionsfähig bleiben.

Was geschieht mit der Moos-Biomasse?

Der Feinstaub ist für Moose also Dünger, der sie – wenn die anderen Umweltbedingungen passen – ausgezeichnet wachsen lässt. Unter natürlichen Bedingungen wandelt sich die durch die Moospolster gebildete Biomasse allmählich in Humus um. Wenn dieser Vorgang – zum Beispiel auf Felswänden im Hochgebirge oder am Rand sich zurückziehender Gletscher – lange genug anhält, siedeln sich dann auf der Humusschicht schließlich auch Gefäßpflanzen an. Bei Moosmatten als Straßenrandbegleiter könnte dies ähnlich funktionieren, ebenso bei Moosmatten auf Hausdächern. Wie es bei der Hightech-Mooswand ablaufen könnte, ist mir allerdings nicht ganz klar. Immerhin geben die Hersteller eine Funktionsdauer von wenigstens 20 Jahren an!

Alternativen zu IoT-Mooswänden

“ In Japan reißen die Gärtner die Gräser zwischen den Moosen aus, um einen schönen Garten zu bekommen. Trauen Sie sich das auch?“ (K. Horn)

Moose würden an vielen Stellen, auch in Städten und an Verkehrswegen, wachsen, wenn man sie nicht bekämpfen sondern fördern würde. Diese Förderung ist zunächst einmal eine Frage der Einstellung zu Moosen. Es geht darum, diese wirklich ästhetisch äußerst ansprechenden und dekorativen Gewächse ins Bewusstsein von Hobbygärtner und Naturfreunden zu bringen. Ansätze dazu könnte man zum Beispiel bei Terrarianern finden oder auch bei Freunden der Bonsai-Kultur. Denn diese aus Japan stammende und bei uns durchaus angesehene Variante des Hobbygärtnertums greift häufig auf Moose als dekorative Elemente zurück. Als Anleitung für einen Moosgarten oder zumindest eine moosfreundliche Pflege des Gartens kann ein Buch des schon genannten Biologen Jan-Peter Frahm „Mit Moosen begrünen“ (4. A.2014) dienen. Sehr gute und detaillierte Anleitungen zur Moosansiedelung und Moosgartenpflege enthält das englischsparchige Buch „Moss Gardening“ von George Schenk (1997). Aber auch schon eine Umkehr der Ratschläge, die man im Internet zur Moosbekämpfung,  finden kann, zeigen, wie man diesen nützlichen kleinen Pflanzen im Garten mehr Raum geben kann:

Brunnnefigur im Hanbury Garden, La Mortola, Italien (Foto Probst April 1980)

Moose an Mauern und in Mauerfugen und Fugen von Plattenwegen wachsen lassen.

Moose in Staudenbeeten nicht entfernen sondern wachsen lassen.

Moose von Baumstämmen und Ästen nicht abkratzen.

Moose von Steinen oder Figuren nicht entfernen sonder bei großer Trockenheit wässern.

Moosbewuchs auf Dächern begrüßen und nicht entfernen.

Moose in Rasenflächen nicht bekämpfen sondern fördern, z. B. durch Zulassen schattiger Bereiche, Verzicht auf Dünger, unregelmäßiges, nicht zu häufiges Mähen, Verzicht auf Vertikutieren.

Mauermoose (Grimmia pulvinata und Tortula muralis,Foto Probst 2017)

An feuchten Uferbereichen von Gartenteichen gedeihen Moose sehr gut, wenn die Nährmineralversorgung eher dürftig ist und dadurch die Konkurrenz größerer Pflanzen gering bleibt.

Moosrasen im Blumenbeet in November (Foto Probst 11.2017)

Auch die Grünämter der Städte und Gemeinden könnten – unabhängig von der Aufstellung von High-Tech-Mooswänden –i in derselben Weise wie die Gartenbesitzer etwas für die Förderung des Moosbewuchses tun. Das gezielte Ansiedeln von Moosen und die Beschilderung von angelegten Moosgärten nach japanischem Vorbild könnten zudem Vorbildcharakter für Hobbygärtner bekommen. Besonders geeignet hierfür wären Bundes- und Landesgartenschauen.

Sporophyten des Mauer-Drehzahnmooses (Tortula muralis) in der Abendsonne (Foto Probst 10.12.2005)

Quellen

Dunk, K.v.der (1988): Das Dach als Lebensraum II. Zu den Moosen aufs Dach. Mikrokosmos 77(10): S.300-307

Frahm, J.-P. (4.A.,2014): Mit Moosen begrünen – eine Anleitung zur Kultur (Gärten, Dächer, Mauern, Terrarien, Aquarien, Straßenränder). Jena: Weissdorn

Frahm, J.-P., Sabovljevic, M. (2007): Feinstaubreduzierung durch Moose. In: Immissionsschutz: S.152-156

Frey, W., Probst, W. (1973): Die Popstermoosvegetation im Karadjtal (Elbursgebirge, Nordiran). Bot. Jahrb. Syst. 93 (3) ,S. 404-423

Martin, A. (2015): Magical World of Moss Gardening. Portland (Oregon, USA): Timber Press

Schenk, G. (1997): Moss Gardening: Including Lichens, Liverworts, and Other Miniatures. Portland (Oregon, USA): Timber Press

Thielen, S. (2017): Pilotstudie Mooswand, smnstuttgart-blog. https://smnstuttgart.com/2017/09/05/pilotstudie-mooswand/

https://www.unkrautvernichter-shop.de/Algen-Moosentferner-Pflasterstein-Rasen

http://www4.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/18788/

http://www.deranderegarten.de/

http://www.stuttgarter-nachrichten.de/inhalt.luftschadstoffe-in-stuttgart-mooswand-senkt-feinstaubkonzentration.c0a6ec6a-96bc-46a0-b272-c7b069a1217c.html

http://www.deutschlandfunkkultur.de/weltweit-erster-versuch-in-stuttgart-mit-einer-mooswand.1001.de.html?dram:article_id=383603

http://www.bast.de/DE/Verkehrstechnik/Publikationen/Veranstaltungen/V3-Luftqualitaet-2008/luftqualit%C3%A4t-vortrag-frahm.pdf?__blob=publicationFile&v=1

http://bryophytes.science.oregonstate.edu/mosses.htm

http://hallimasch-und-mollymauk.de/ohne-moos-nix-los-moosgraffitis/

Der Mensch als Beschützer der Natur

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In dem Beitrag „Zehn Jahre Nachhaltigkeitsstrategie“ habe ich G. C. Daily zitiert: ‚Until the next big asteroid hits us, the future of life on earth will depend much more on humanity than on anything else“  (G. C. Daily, Nature 411, 17 . Mai 2001,p.245). Damit wird – zwar mit einem relativierend fatalistischen Ausblick – die Erkenntnis zum Ausdruck gebracht, dass die Menschheit eine große Verantwortung für den Bioplaneten Erde trägt. In dieser Rolle des Erdenbeschützers sehen sich vor allem Naturschützer und Umweltschützer. „Natur- und Umweltschutz“ ist eine Wortkombination, die sich in vielen politischen Programmen, Forderungskatalogen und Absichtserklärungen findet. Doch zunächst einmal sind diese beiden Schutzziele keineswegs identisch.

Natur- und Umweltschutz

Während es dem Naturschutz darum geht, die Natur vor dem Menschen und den menschlichen Aktivitäten zu schützen, ist es das Ziel des Umweltschutzes, die Umwelt für den Menschen zu bewahren (Hupke 2015). In den 1990 er Jahren wurde versucht, diese anthropozentrische Orientierung des Umweltschutzes durch den Begriff der „Mitwelt“ und des „Mitweltschutzes“ zu ersetzen und damit Natur- und Umweltschutz zu vereinen (Meyer-Abich 1990),  Dieser Begriff hat sich allerdings nicht durchgesetzt.

Ein wichtiges Ziel des Naturschutzes, vielleicht sogar das wichtigste Ziel, ist der Erhalt der biologischen Vielfalt. Dabei geht es um die Vielfalt der Arten und die Vielfalt der Lebensräume bzw. Ökosysteme und schließlich auch noch um die genetische Vielfalt innerhalb der Arten, in den Populationen.

Alle Fachleute sind sich weitgehend einig darüber, dass das von der menschlichen Zivilisation verursachte Aussterben von Arten eine katastro­phale Dimension angenommen hat. In der Folge der UN-Konferenz für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro wurde deshalb schon 1993 ein „Übereinkommen zum Schutz der biologischen Vielfalt“, die sogenannte Bi­odiversitätskonvention (Convention on Biological Diversity – CBD) getroffen. Dieses Abkommen wurde mittlerweile von 188 Staaten – auch von der EU – unterzeichnet und in deren Gesetzgebung übernommen. Als Begründung für die Notwendigkeit, biologische Vielfalt zu erhalten, werden in dieser  in dieser Konvention folgende Punkte angeführt:

  1. Ökonomische Interessen. Vielfalt ist eine genetische Ressource und eine Ressource an Naturstoffen. Artenverlust führt zu einer Beeinträchtigung poten­tieller Nutzungsfähigkeit. Wenn eine Art ausgerottet wird, wird damit menschliche Handlungsmöglichkeit für die Zukunft unwiderruflich beschränkt.
  2. Ökologische Interessen. Das Wirkungsgefüge der Biosphäre, die Prozesse des Energieflusses und des Recyclings, sind auf Vielfalt angewiesen. Sie sind die Basis für den Erhalt der „natürlichen Lebensgrundlagen“.
  3. Gesellschaftliche und kulturelle Interessen. Biologische Vielfalt spricht uns unmittelbar emotional an. Sie dient der Befriedigung emotionaler Bedürfnisse. Natur, insbesondere auch ursprüngliche, vom Menschen nicht oder wenig beein­flusste, kann als „Kraftquelle“ genutzt werden. Aber auch reich strukturierte traditionelle Agrarlandschaften, wie sie für Mitteleuropa bis vor 50 Jahren charakteristisch waren, haben einen besonderen ästhetischen Wert für Erholungssuchende.
  4. Biologische Vielfalt ist ein Wert in sich. Die Schöpfung ist es Wert, um ihrer selbst willen erhalten zu werden. Dieser Argumentation folgt vor allem die Tiefen­ökologie und die „radikale Ökologie“.

Genaugenommen sind allerdings nur der letzte Punkt  und eingeschränkt der zweite Punkt wirkliche Naturschutzargumente. Die beiden anderen Begründungen sind letztlich auf den Menschen bzw. die menschliche Gesellschaft bezogen und damit als Ziele des Umweltschutzes zu werten.

Artenschutz: Seltene Arten häufig machen?

Artenschutz ist bis heute ein wichtiger wenn nicht der wichtigste Teil der Naturschutzarbeit. Rote Listen dienen dazu, die Gefährdung von Arten einzuschätzen. Sie spielen bei der Bewertung von allen Eingriffen in den Naturhaushalt eine wichtige Rolle. Aber was bedeutet „Artenschutz“ eigentlich? Schon 1987 fragte Hermann Ellenberg „Was will der Naturschutz eigentlich – seltene Arten häufig machen?“. Er weist zu Recht auf die Probleme mit „Roten Listen“ hin, die nicht nur zeitlich begrenzt sind (etwa auf die letzten 120 Jahre) sondern vor allem auch räumlich auf die jeweilige politischen Grenzen. Außerdem haben seltene Arten nur einen geringen Anteil an der Individuenzahl einer Lebensgemeinschaft. Daraus ergibt sich logischerweise, dass sie auch für das Wirkungsgefüge eines Ökosystems, für Energieflüsse und Stoffkreisläufe, nur von untergeordneter Bedeutung sind. Ist es deshalb wirklich gerechtfertigt, dem Schutz solcher seltener Arten eine so hohe Bedeutung beizumessen? Ein besser begründbares Ziel ist der Erhalt einer großen Artenvielfalt. Sie hängt einmal von einer Vielfalt der Lebensräume zum anderen aber auch in starkem Maße von dem Nährmineralgehalt des Bodens ab. Der hohe Nitrat-und Phosphatseintrag, der einmal der Landwirtschaft zum anderen den Verbrennungsmotoren geschuldet ist, trägt dazu bei, dass auf hohe Nährmineralgehalt des Bodens angewiesene Pflanzen (sogenannte Stickstoff-Zeigerpflanzen) sehr gut gedeihen. Bei den krautigen Pflanzen sind das durchweg sehr schnell wachsende und hochwüchsige Arten. Schnell verdrängen sie die niederwüchsigen, langsam wachsenden („sparsamen“) Konkurrenten. Eine wichtige Voraussetzung für den Erhalt der Artenvielfalt ist deshalb, zumindest in Mitteleuropa, ein ausgeglichener Stoffhaushalt.  Artenvielfalt kann nur gesichert werden, wenn nicht mehr Nitrate und Phosphate in das System eingebracht als entzogen werden. Die im Rahmen des Klimaschutzes erhobene Forderung der CO2-Neutralität müsste im Hinblick auf die Biodiversität auch für Stickstoff- und Phosphorverbindungen erhoben werden.

Selektiver Artenschutz

Diptam – Dictamnus albus -, in Deutschland geschützte Art, nach der Roten Liste für Deutschland „gefährdet“ (Foto Probst 2004, Edelweiß bei Retzbach/Main)

Das öffentliche Engagement für zu schützende Arten verteilt sich nicht gleichmäßig auf alle Verwandtschaftsgruppe. Es gibt besondere Tier- und Pflanzengruppen, denen der Naturschutz mehr Aufmerksamkeit widmet als anderen. Bei den Pflanzen sind es zum Beispiel die Orchideen, bei den Wirbeltieren die Vögel und die Amphibien, bei den Wirbellosen etwa die Schmetterlinge oder die Bienenverwandten. Dies mag daran liegen, dass diese Organismengruppen besonders viele Menschen ansprechen und dass es besonders viele Hobbybotaniker und Hobbyzoologen gibt, die sich mit diesen Tiergruppen beschäftigen. Dies ist auch eine Ursache dafür, dass die Gefährdungssituation für diese Gruppen besonders gut untersucht ist. Im strengen Sinne naturwissenschaftliche Gründe, diese Artengruppen besonders zu schützen, sind aber nicht so leicht erkennbar. Teilweise werden ökonomische Gründe genannt: Bienen und „Wildbienen“ sind Bestäuber von Nutzpflanzen, Singvögel und Kröten vertilgen Schädlinge. Bei bestimmten seltenen Arten –  wie vielen Orchideen, Diptam oder Frühlings-Adonisröschen – wird angenommen, dass das Vorkommen dieser spektakulären Arten gleichzeitig ein Zeiger für ein insgesamt ein schützenswertes Ökosystem sind.

Ein weiterer Aspekt der besonderen Hervorhebung einzelner Arten ist ihre Werbewirksamkeit. Wenn bestimmte Tiere – wie der Fischotter, der Storch oder der Laubfrosch – vom Naturschutz in den Vordergrund gerückt werden, so hat dies damit zu tun, dass sich der Schutz und Erhalt dieser Tierarten bei einer breiten Öffentlichkeit besonders gut „verkaufen“ lässt.

Ein naturwissenschaftlich fundiertes Argument dafür, einzelne Arten als besonders schutzwürdig einzustufen, ist ihre Rolle als Schlüsselarten in bestimmten Ökosystemen. Darunter versteht man Arten, die einen unverhältnismäßig großen Einfluss auf die Artenvielfalt und Artenzusammensetzung eines Ökosystems nehmen können. Oft handelt es sich um Konsumenten höherer Ordnung, durch deren Fraßdruck auf besonders häufige Beutearten deren Konkurrenzkraft verringert wird, wodurch andere, vorher unterlegene Arten koexistieren können. Auch die Naturschutzmaßnahme der Beweidung wirkt sich so aus: durch den Fraßdruck der Robustrinder  – in diesem Falle Primärkonsumenten – werden Gehölze zugunsten offener Landschaftsformen zurückgedrängt. Auf den extensiv beweideten Flächen bleibt eine hohe Artenzahl an Pflanzen erhalten, davon profitieren auch Insekten und Vögel.

Naturschutz contra Umweltschutz

Es gibt einige unüberbrückbar scheinende Kontroversen zwischen Naturschutz und Umweltschutz, die sich mit der unterschiedlichen Zielsetzung erklären lassen. Besonders deutlich wird dies zum Beispiel bei den sogenannten „alternativen Energien“. Aus Sicht des Umweltschutzes ist es dringend erforderlich, bei der Bereitstellung von Energie auf regenerative Energiequellen zu setzen, denn nur dadurch können Ressourcen geschont und die – vor allem für die Menschheit gefährlichen –  Klimaveränderungen in Grenzen gehalten werden. Aus Sicht des Naturschutzes gefährden Windräder viele Vogelarten, Biogas und Biotreibstoffe führen zu großen Monokulturen, in Mitteleuropa zum Beispiel von Raps und Mais, welche der Biodiversität schaden. Auch Freiland-Solarparks erregen nicht ganz zu Unrecht die Kritik von Naturschützern, zum Beispiel vom BUND: „Für Vögel können Irritationen beim lokalen, regionalen und internationalen Vogelzug durch eine Spiegelwirkung der Paneel-Oberflächen entstehen. Bei sehr großen Freiland-Solarparks kann es zu einer Trennwirkung (Barrierewirkung) kommen, die durch die erforderliche Einzäunung verstärkt wird. Durch die Aufstellung der Anlagen gehen wertvolle Nahrungsflächen verloren, insbesondere für Tiere, die freie Räume benötigen.“ (http://www.bund-sh.de/uploads/media/Freiland-Solarparks.pdf )

Ein weiteres Beispiel für die unterschiedlichen Sichtweisen ist die Einstellung zu Wäldern und Waldbewirtschaftung. Die Forstwirtschaft argumentiert mit dem Ziel des Klimaschutzes, dass es im Sinne einer maximalen Kohlenstoffspeicherung am besten sei, Bäume dann zu fällen, wenn die Hauptzuwachsphase zu Ende geht. Der Naturschutz hält den Erhalt bzw. die Wiederherstellung von Urwäldern erstrebenswert, in die der Mensch nicht eingreift. In einem solchen Wald bleiben Bäume so lange stehen, bis sie durch natürliche Einflüsse umfallen oder absterben. Der Förster und Bestsellerautor Peter Wohlleben (2013,2017) argumentiert im Sinne dieses Urwaldschutzes (und damit gegen viele seiner Kollegen): Mit dem derzeit gängigen Begriff des Naturschutzes würde der Schutz echter, unberührter Natur verwässert. Wohlleben fände es viel sinnvoller, die Vielfalt ursprünglicher Lebensräume zu schützen und nur dafür den Begriff „Naturschutz“ anzuwenden. Damit folgt er den Argumenten der nordamerikanischen Naturschutzbewegung, die unberührte und unbeeinflusste Natur, „wilderness“, als höchstes Schutzziel sieht (Hendersen o.J.). Dies bedeutet aber auch, dass aus seiner Sicht die vielen mitteleuropäischen Naturschutzbemühungen, die dem Erhalt einer vielseitigen, extensiv genutzten Kulturlandschaft dienen, weniger dem Bereich Naturschutz als den Bereich Denkmalschutz zuzuordnen wären. „Da werden ursprüngliche Haustierrassen, etwa Konikpferde oder Heckrinder, in Naturschutzgebieten ausgesetzt, um eine Beweidung ausgestorbener europäischer Wildpferde und Auerochsen nachzustellen. Das ist zwar idyllisch, aber nichts anderes als extensive Landwirtschaft“ (Wohlleben 2013,S.139). Also soll man nicht länger Wachholderheiden beweiden, Riedwiesen mähen, Moore entkusseln, Heidegebiete plaggen (http://www.nabu-selfkant.de/2011/12/plaggen-oder-schoppern-von-heideflachen/ )   und Wallhecken auf den Stock setzen?

Naturschutz und Landschaftspflege

Lanschaftspflege durch Schafe (Foto Probst, 2004, Fröruper Berge bei Flensburg)

Ich meine, eine differenzierte Betrachtung ist wichtig. Die in Mitteleuropa seit der letzten Kaltzeit in etwa 12 000 Jahren – also einer erdgeschichtlich sehr kurzen Zeitspanne – entstandene Landschaft war von Anfang an vom Menschen beeinflusst. Die menschliche Nutzung hat ein kleinräumiges Mosaik von Lebensräumen geschaffen und zu einer Artenvielfalt geführt, die sich vermutlich ohne den Menschen und seine Nutztiere nicht oder zumindest nicht so schnell entwickelt hätte. Diese Situation ist nicht ganz mit den großflächigen, weitgehend unberührten Naturräumen Nordamerikas zu vergleichen, die zudem durch die Kaltzeiten wegen der vorwiegend von Norden nach Süden streichenden Gebirge nicht so stark dezimiert wurden wie die Biozönosen Mitteleuropas.

Aus diesem Grunde kann Landschaftspflege im Sinne eines Landschaftsschutzes in Mitteleuropa durchaus dem Erhalt der biologischen Vielfalt und damit dem Naturschutz dienen. Allerdings sollten Pflegeeingriffe immer dem Prinzip der Eingriffsminimierung unterliegen und sich deutlich von Landschaftsarchitektur und Gartenbau unterscheiden. Diese Einschränkung gilt nicht unbedingt für Städte und Ballungsräume. Hier könnte eine „grüne“ Architektur und Gestaltung durchaus Biodiversität und Umwelt verbessern.

Die dicht besiedelten Landschaften Mitteleuropas sind – wie hier im Bodenseekreis – sehr reizvoll und haben ökologisches Potenzial. Skizze aus meinem Tagebuch vom Juni 2005, als wir uns nach einem Wohnort in Bodenseenähe umgesehen haben.

Der Erhalt unberührter, von menschlichen Eingriffen frei gehaltener Flächen hat auch in Mitteleuropa seine Berechtigung. Eine Beschränkung des Naturschutzes auf die „unberührte Natur“ wäre aber ein Fehler. Dies sei an einigen Beispielen gezeigt: In den heutigen Kulturlandschaften ist die „Überkompartimentierung“, also die Zerschneidung durch Verkehrswege und die Verinselung von Kleinbiotopen, ebenso ein Naturschutzproblem wie die „Unterkompartimentierung“ durch riesige Monokulturen. Von einem durch Ackerflächen umschlossenen Kleinkompartiment „Feldgehölz“ aus ist es z. B. für viele Tiere schwierig, in andere, ähnliche Biotope zu gelangen. Feldhecken begrenzen Kulturflächen, sie sind aber auch Verbindungswege zwischen Ökosystemen. Schutz, Pflege, Erhalt und Neupflanzung von Feldhecken  sind deshalb sinnvolle Naturschutzmaßnahmen. Ähnliches gilt für die Einrichtung und den Schutz von Ackerrandstreifen mit blühenden (mehrjährigen) Wildkräuter (Kirmer 2016). Besonders stark wirkende Grenzen sind Verkehrswege, weshalb man an einigen Stellen sinnvoller Weise so genannte Biotopbrücken über Autobahnen gebaut hat, um deren Areale zerschneidende Wirkung zu mindern. Auch die Einrichtungen von Krötentunneln unter Straßen dienen diesem Zweck.

Meeresschutz

Mangrove auf Qeshm,Straße von Hormuz,Iran; Einschub: Schlammspringer – Periophthalmus barbarus (Fotos Probst, 1976)

Meere bedecken 71 % der Erdoberfläche. Dieser größte zusammenhängende Lebensraum der Erde ist seit langem vielen verschiedenen menschlichen Einflüssen ausgesetzt, doch erst in den letzten Jahrzehnten wurde deutlich, dass auch die Ressourcen des Meeres und seine Kapazität für die Aufnahme von Abfällen und Schadstoffen – Stichwort Plastikmüll – begrenzt sind. Meeresschutz ist deshalb ein wichtiger Teil des Naturschutzes und des Umweltschutzes geworden. Moderne Fischereimethoden haben dazu geführt, dass Fischbestände bis zum Verschwinden zurückgegangen sind. Es konnte aber gezeigt werden, dass strenge Schutzvorschriften schnell zu einer Erholung von Beständen führen können. Besonders bedrohte dein Lebensräume sind die Korallenriffe, mit die artenreichsten Lebensräume der Erde, und die Mangrove-Gebiete als wichtige Brutstätten für Fische und Wirbellose und „natürliche Pflanzenkläranlagen“. Für beide Ökosysteme greifen die bisher ergriffenen Schutzmaßnahmen noch nicht. Die Wiederaufforstung von verschwundenen Mangroven erweist sich als sehr schwierig und bei den Korallenriffen dürfte die klimabedingte Veränderung der Meere (höhere Temperaturen, niedrigere pH-Werte) effektive Schutzmaßnahmen verhindern. Ein weiteres Problem bei Meeresschutz ist die politische Zuständigkeit für Schutzbestimmungen.

Plastikmüll war schon vor Jahrzehnten ein Problem, hier am Strand von Euböa, Griechenland, 1984  (Foto Probst)

Die große Zunahme von marinen Aquakulturen könnte zwar ein Weg sein, die Nutzung mariner Produktion nachhaltiger zu gestalten, derzeit sieht es aber so aus, als würden bei der Meeresbewirtschaftung die Fehler wiederholt, die man von der Landbewirtschaftung kennt.

Tierschutz

Hausschweine auf der Peloponnes,Griechenland, Sommer 2004 (Foto Probst)

Einige der Organisationen, die sich für Naturschutz und Umweltschutz stark machen, engagieren sich auch für Tierschutz. Dabei geht es nicht um den Erhalt der Artenvielfalt, dem Schutz gefährdeter Tierarten oder dem Schutz der Umwelt insgesamt, sondern um den individuellen Schutz von Tieren. Tieren soll ein „artgerechtes“ Leben ermöglicht werden. Vom Menschen verursachte Torturen sollen ihnen erspart bleiben. Deshalb ist es naheliegend, dass sich Tierschützer vor allem um Tiere bemühen, die sich in der Obhut des Menschen befinden. Besonders große Kritik wird in diesem Zusammenhang an der Haltung von Tieren geübt, die der menschlichen Ernährung dienen sollen, also der Massentierhaltung von Geflügel, Schweinen, Rindern. Aber auch das oft qualvolle Leben in Pelztierfarmen wird angeprangert. Die Forderung von Tierschützern, bei der Herstellung von Kleidungsstücken auf Tierpelze und -häute zu verzichten, hat etwas mit der tierquälerischen Haltungsweise von Pelztieren zu tun, aber auch mit dem grausamen Abschlachten junger Seehunde oder – und hier trifft sich der Tierschutz mit dem Artenschutz – mit der Gefährdung großer Pelztiere wie Ozelot, Jaguar oder Leopard. Tierschützer wie Artenschützer bemühen sich, dass die Jagd auf Elefanten des Elfenbein wegen unterbunden wird, ebenso die illegale Jagd auf Nashörner.

Die schrecklichen Haltungsbedingungen bei der Schweine- und Hähnchenmast, die abschreckende Praxis bei Tiertransporten und Schlachtungen, werden zum einen vom Tierschutz kritisiert, weil er das Tierwohl im Auge hat. Andererseits sind mit diesen Formen der industriellen Fleischproduktion auch nachteilige Einwirkungen auf die Umwelt verbunden. Dies betrifft zum Beispiel die Produktion von Treibhausgasen oder den Gefahren, die mit übermäßigem Medikamenteneinsatz, insbesondere von Antibiotika, verbunden sind. Der Import von Futtermitteln schädigt die Ökosysteme und die landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen in den Herkunftsländern. Die großen Mengen an Tierexkrementen (Gülle) tragen nicht nur zur Eutrophierung von Gewässern sondern auch zu einem hohen Stickstoffgehalt terrestrischer Ökosysteme bei, was sich wieder negativ auf die Biodiversität auswirkt. In Kombination mit der Stickstoffoxidproduktion von Verbrennungsmotoren prägt Massentierhaltung über die Bildung von Ammoniumnitrat auch zur Feinstaub Problematik bei.

Ein wichtiger Antrieb für eine vegetarische oder vegane Ernährungsweise ist der Wunsch, dass für die Produktion von Nahrungsmitteln kein Tier sterben oder leiden soll. Aber auch die ökologischen Auswirkungen des hohen Fleischkonsums und damit der Umweltschutz und der Naturschutz werden immer häufiger als Gründe für eine vegetarische Lebensweise genannt.

Pflanzenschutz

Dieser Begriff sei hier erwähnt, er passt aber nicht in die Reihe der übrigen Schutzbegriffe. Denn man versteht darunter nicht den Schutz von Wildpflanzen, sondern „die Gesamtheit der Bemühungen, Schäden und Leistungsminderungen von Nutzpflanzen durch Ausnutzung aller einschlägigen wissenschaftlich Erkenntnisse in einer ökologisch und ökonomisch angemessenen Weise zu verhindern oder zu mildern“ (Heitefuß 2000). Es geht also in erster Linie um den von Natur- und Umweltschutz  oft heftig kritisierten Einsatz von Pestiziden gegen Krankheiten und Schädlinge von Nutzpflanzen.

Ziele und Wege

Ist das ein Blick in die Zukunft? Agrarlandschaft in Iowa,USA, Google Earth Aufnahme vom 26.7.2016

Auch wenn sich die verschiedenen Schutzziele deutlich unterscheiden und die einzelnen Schutzmaßnahmen sogar zum Teil widersprechen, so kann man doch eine gemeinsame Zielsetzung feststellen: Die vielen Einflüsse des Menschen auf natürliche Abläufe und Entwicklungen des Bioplaneten Erde sollen nicht dazu führen, dass sich die Lebensbedingungen drastisch verändern. Auch wenn solche drastischen Veränderungen – wie die Erdgeschichte zeigt – nicht das Ende des Bioplaneten bedeuten würde, so hätten sie doch für viele Ökosysteme und  insbesondere für die Menschen  katastrophale Folgen. Es wird deshalb angestrebt, die menschlichen Aktivitäten und die menschlichen Wirtschaftssysteme so zu gestalten, dass es keinen Verbrauch gibt, der nicht ersetzt werden kann. Im allgemeinen werden diese Ziele mit „Nachhaltigkeit“ oder „nachhaltiger Entwicklung“ bezeichnet.

Diese Zielsetzungen sind kaum umstritten. Umstritten sind allerdings die Wege, auf denen diese Ziele erreicht werden könnten. Zwar ist klar, dass es auf der Erde „Grenzen des Wachstums“ gibt, trotzdem gibt es unterschiedlice Auffassungen zum Thema Konsum:

  • Ist eine Konsumsteigerung grundsätzlich schädlich und muss mindestens für die westliche Welt gelten, dass nur eine strenge Konsumbeschränkung eine nachhaltige Entwicklung ermöglicht, oder
  • muss es nur darum gehen, den Konsum durch Kreislaufwirtschaft nachhaltig zu gestalten? (Ökoeffektivität erhöhen)

https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%96koeffektivit%C3%A4t

Für eine sofortige Konsum-bzw. Wachstumsbeschränkung spricht, dass es keinen Stoffkreislauf ohne Verluste gibt und die Erdbevölkeung derzeit schon Ressourcen „über ihre Verhätnisse“ verbraucht. Andererseits sind Konsumbeschränkungen weltweit kein  realistisches Ziel angesichts der großen Armut, die weite Teile der Weltbevölkerung betrifft. Für eine stärkere Ausrichtung auf eine strikte Kreislaufwirtschaft spricht, dass der Energiefluss von der Sonne zur Erde noch eine deutliche Steigerung der Primärproduktion zulassen würde . Damit wäre ein weiteres Wachstum der Stoffumsätze möglich und dies wäre für eine friedliche Koexistenz aller Menschen förderlich. Allerdings wird auch eine konsequente Kreislaufwirtschaft nur dann Nachhaltigkeit ermöglichen, wenn es in gewissen Bereichen zu einem Konsumverzicht kommt. Dies gilt zum Beispiel für den Fleischkonsum in westlichen Industrieländern und für die Nutzung aller fossilen Ressourcen, nicht nur der Energieträger sondern auch anderer Rohstoffe.

Bei der Frage, ob es sinnvoller ist,  Natur zu schützen, indem man sie sich selber überlässt oder indem man sie sinnvoll „managet“, würde ich für eine differenzierte Vorgehensweise plädieren, wie sie Trommer schon 1994 vorgeschlagen hat:

  • Tu nichts-Leitbild für Gebiete, die den ursprünglichen Naturzustand repräsentieren, zum Beispiel Bannwälder, aber auch verwilderte Gärten, Ruinen, Brachflächen und allen Bereiche, wo „wachsen lassen“ nicht wichtigen Interessen entgegensteht
  • Pflege-Leitbild für Formen der traditionellen Kulturlandschaft mit dem Ziel, nachhaltige Bewirtschaftungs- und Pflegeformen für Weidelandschaften, Feuchtwiesen, Streuobstwiesen usw. zu finden
  • Tu was-Leitbild für urban-industrielle Räume. Hierher gehören zum Beispiel die Konzepte der „Green Cities“ (vgl. https://www.stefanoboeriarchitetti.net/en/portfolios/liuzhou-forest-city/ )

Green Cities (Grafik Probst 2012)

Quellen

Baur B (2010) Biodiversität. Bern: Haupt

Ellenberg, H. (1987): Fülle – Schwund – Schutz: Was will der Naturschutz eigentlich? Vehandlungen der Gesellschaft für Ökologie 16: 449-450

Heitefuß. R. (2000,3.A.): Pflanzenschutz. Grundlagen der praktischen Phytomedizin. Stuttgart: Thieme

Hendersen, D. : American Wilderness Philosophy. In: Internet Encyclopedia of Philosophy (IEP)  http://www.iep.utm.edu/am-wild/  (zuletzt aufgerufen am 5.9.2017)

Hobohm,C. (2000): Biodiversität. Wiebelsheim: Quelle und Meyer

Hupke, K.-D. (2015):: Naturschutz. Ein kritischer Ansatz. Heidelberg: Springer Spektrum

Kirmer, A. et al. (2016): Erfolgreiche Anlage mehrjähriger Blühstreifen  auf produktiven Standorten  durch Ansaat wildkräuterreicher Samenmischungen und standortangepasste Pflege. Natur und Landschaft 91(3): 109-118

McDounough, W./Braungart, N. (2009): Cradle-to-cradle. New York: Vintage

Meyer-Abich KM (1990) Aufstand für die Natur. Von der Umwelt zur Mitwelt. Hanser, München

Piechocki, R. (2010): Landschaft – Heimat – Wildnis. Schutz der Natur – aber welcher und warum? München: Beck

Probst, W. (2017): Saumbiotope – Grenzen und Übergänge. Untericht Biologie 425: 2-11

Trommer, G. (1992): Wildnis – die pädagogische Herausforderung. Weinheim: Deutscher Studienverlag

Trommer, G. (1994): Didaktisch differenzierte Leitbilder – ein Drei-Umwelten-Modell zum pägagogischen Umgang mit Natur und Landschaft. Workshop Ökologische Leitbilder, Cottbus 9.6.1994. TUC Aktuelle Reihe 6/94:57-62

Wohlleben, P. (2013): Der Wald. Ein Nachruf. München: Ludwig

Wohlleben, P. (2017): Gebrauchsanweisung für den Wald. München/Berlin: Piper

Pilze (zu UB 405)

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Die Fadengeflechte der Pilze bilden dichte Netzwerke in Böden und durchwachsen die unterschiedlichsten organischen Abfallstoffe. Die große Effektivität, mit der die Pilze diese Netzwerke aufbauen und zum Stofftransport nutzen, werden seit einiger Zeit mit dem Ziel erforscht, auch von Menschen konstruierte Netzwerke – zum Beispiel Stromnetze, Verkehrsnetze und Kommunikationsnetze – zu verbessern (Heaton 2012). Die zweite herausragende Fähigkeiten dieser Fadengeflechte ist die Verdauung unterschiedlichster energiereicher Stoffe. Dazu werden von den verschiedenen Pilzarten sehr viele verschiedene Enzyme gebildet. Mittlerweile wird diese Vielfalt von spezialisierten Chemiefirmen genutzt, um neue Enzyme und Enzymkombinationen für die Anwendungen in Haushalt, Technik und Medizin zu entwickeln. Das Rohmaterial, die Pilze, werden aus allen Ecken der Erde zusammengetragen, in Kultur genommen und in tiefgekühlten Containern aufbewahrt.
Durch ihre Fruchtkörper sind viele Pilze – ganz anders als andere Mikroorganismen – auch ohne optische oder andere Hilfsmittel wahrnehmbar und erfahrbar. Diese „Pilzfrüchte“, die landläufig als „Pilze“ bezeichnet werden, faszinieren nicht nur Wissenschaftler sondern viele Schwammerlsucher und Hobbymykologen. Neben Vögeln, Schmetterlingen und Orchideen gehören Pilze deshalb zu den Organismengruppen mit der größten Fangemeinde. Auf der Homepage der pilzkundlichen Zeitschrift „Der Tintling“ werden allein für Deutschland 91 pilzkundliche AGs und Ausbildungsstätten angeführt.
Doch obwohl Pilze in unserer Umwelt und unserem Leben allgegenwärtig sind, werden sie doch oft übersehen und unterschätzt, manchmal auch falsch beurteilt. Lange Zeit als Pflanzen eingestuft gelten sie seit einiger Zeit als eigenes Reich der Lebewesen und dies wird nicht nur ihrer verwandtschaftlichen Stellung sondern auch ihrer großen Bedeutung für unseren Bioplaneten gerecht.

https://lehrermarktplatz.de/material/18898/vorlagen-fuer-die-gestaltung-einer-pilzausstellung

https://lehrermarktplatz.de/material/16562/grafiken-und-abbildungen-zu-schlauchpilzen-und-staenderpilzen

(vgl. die UB-Hefte 405 „Pilze“ und 406 (UB Schülerkompakt) „Ab in die Pilze“)

Die Funktion der Pilze in Ökosystemen

Funktionen der Pilze im Ökosystem Wald

Funktionen der Pilze im Ökosystem Wald

Die drei großen Reiche vielzelliger Lebewesen, Pflanzen, Tiere und Pilze stehen gleichzeitig in einem (terrestrischen) Ökosystem für die drei Haupternährungsformen:
• Primärproduzenten (Plantae),
• Konsumenten (Animalia) und
• Destruenten bzw. Reduzenten (Fungi).
Dabei kommt Pilzen außerdem als Symbiose- und Kooperationspartner von Pflanzen und Tieren eine besondere Bedeutung zu.

Als Destruenten zersetzen die Pilze alle Arten von organischen Abfällen, besonders auffällig in Wäldern (Laubstreu und Holz) aber auch in Grasländern (Streu, Dung). Seit es üblich geworden ist, in großer Menge Rindenmulch in Garten- und Parkflächen auszubringen, kann man dort besonders viele Pilze beobachten. Das aus einzellreihigen Zellfäden bestehende Mycel der Pilze ist besonders gut dafür geeignet, feste organischen Abfallstoffe zu durchwuchern und die darin enthaltenen Nährstoffe enzymatisch aufzuschließen und aufzunehmen. Ohne Pilze würde den Ökosystemen der Erde so etwas Ähnliches passieren wie einer Großstadt, bei der die Müllarbeiter streiken. Dabei scheiden die Pilzfäden (Hyphen) Enzyme aus, welche die organischen Makromoleküle in ihrer Umgebung in kleinere Bestandteile zerlegen („verdauen“), die dann von den Hyphen aufgenommen werden. Die Speicherung von Kohlenstoff durch Boden- und Streu- bewohnende Pilze und insbesondere durch Mykorrhizapilze wurde bisher vermutlich unterschätzt (Perkins 2013). Pilze sind entscheidend wichtig für die Bildung und Erhaltung der Böden (Moore/Robsen/Trinci 2011).
In flüssigen Substraten kommen Pilze als Zersetzer zwar auch vor, aber hier sind Bakterien noch wichtiger. Unter bestimmten Bedingungen, vor allem bei vorliegen von Zuckermolekülen, kommt hier eine spezielle, meist nicht fädig wachsende Form pilzlicher Destruenten zum Einsatz, die Hefepilze. Sie kommen in unterschiedlichen Verwandtschaftsgruppen vor.

Doch auch als Konsumenten spielen Pilze eine wichtige Rolle. Von besonderer Bedeutung sind parasitische Pilze an Pflanzen. Neben den Baumpilzen, die sich häufig auch parasitisch von lebenden Bäumen ernähren, sind dies vor allem phytopathogene Pilze wie Mehltaupilze, Brandpilze und Rostpilze, letztere z. T. mit komplizierten Wirts- und Generationswechseln (Abb. XX). Für manche Baumarten stellen phytopathogene Pilze eine echte Bedrohung dar, zum Beispiel die Schlauchpilze Ophiostoma ulmi bzw. O. novi-ulmi für Ulmen und Hymenoscyphus pseudoalbidus für Eschen. Manche phytoparasitischen Pilze stimulieren ihre Wirtspflanzen zur Bildung von Pflanzengallen und „Hexenbesen“ (Probst 2012).
Bei Tieren und Menschen kommen pathogene Pilze (Mykosen) vor allem auf der Haut und auf und in Hautbildungen wie Haaren und Nägeln vor, auch innere Oberflächen und Organe können – insbesondere beim schwachem Immunsystem – von Pilzen befallen werden. Nicht selten werden Insekten von parasitischen Pilzen infiziert. Besonders spektakulär sind Pilze, die von in der Erde eingegrabenen Puppen von Nachtschmetterlingen leben (Kernkeulenpilze). Eine ganze Wirbeltierklasse, die Amphibien, werden durch den parasitischen Geißelpilz Batrachochytrium dendrobatidis (s. S. XX) bedroht. Pilzliche Zooparasiten werden zu Nützlingen, wenn sie gefährlichen Krankheitserregern, wie zum Beispiel Malariamücken, schaden (Khamsi 2005).

Die Rolle der Pilze als Predatoren wurde lange unterschätzt. Bisher sind über 120 Pilzarten bekannt, die Nematoden, Rotatorien, Amöben und andere Protozoen mit Hilfe spezieller Einrichtungen ihres Mycels (Schlingfallen, Klebefallen) fangen und verdauen. Die meisten nematophagen Pilze gehören zu den Schlauchpilzen, aber auch bei den Ständerpilzen und bei den Jochpilzen kommen solche Tierfänger vor. Der Schopftintling, ein Ständerpilz, betäubt die Fadenwürmer mit einem Toxin aus Mycelauswüchsen und verdaut sie dann (Lyssek/Rubner in UB 183, 1993).
Es ist nicht verwunderlich, dass Pilze im Laufe der Evolution „gelernt“ haben, Fadenwürmer zu fressen, denn diese Tierchen finden sich in großen Mengen in allen Lebensräumen der Erde. Neben frei lebenden Arten gibt es viele Pflanzenparasiten und auch zahlreiche Tierparasiten. Überall wo Pilze vorkommen, lebt auch eine individuenreiche Nematodenfauna und so ist es nahe liegend, dass Pilze einen Weg gefunden haben, diesen Nährstoffvorrat zu nutzen.

Typisch für „Echte Pilze“ oder „Chitinpilze“, wie das Reich der Fungi auch genannt wird, sind chitinhaltige Zellwände. Als Destruenten und Konsumenten ist Stickstoff für Pilze – anders als für Pflanzen – meist kein begrenzender Faktor. Deshalb können sie es sich leisten, ein stickstoffhaltiges Polysaccharid als Hauptzellwandsubstanz zu nutzen. Dieser besonders robuste Baustoff schützt Pilzhyphen wie Insektenkörper. Möglicherweise dient diese Wandsubstanz ursprünglich auch dazu, überschüssigen Stickstoff loszuwerden.

Symbionten und Kooperationspartner

Zahlreiche Pilzarten leben in mehr oder weniger enger Symbiose mit Tier- oder Pflanzenarten. Als Spezialisten des Stoffabbaus helfen sie ihren Symbiosepartnern dabei vor allem, sonst unzugängliche Stoffquellen aufzuschließen.
Besonders wichtige und weit verbreitete Symbiosen zwischen Pflanzen und Pilzen sind die „Pilzwurzeln“ (Mykorrhiza). Die meisten Pflanzen gehen solche Mykorrhizasymbiosen ein und man vermutet, dass der Übergang der Pflanzen zum Landleben – also die Entstehung von Pflanzen im engeren Sinne (Embryophyta: Moose, Farne, Samenpflanzen) – ohne diese Pilzsymbionten nicht möglich gewesen wäre.
Pflanzen können mithilfe der Fotosynthese ihre Nähr- und Baustoffe selbst produzieren. Aber die dazu notwendigen Elemente Stickstoff, Phosphor, Kalium, Eisen und andere nehmen sie aus dem Boden auf. Den meisten Pflanzen helfen dabei bestimmte Pilze. Bei der Ektotrophen Mykorrhiza bildet das Mycel der Pilze einen dichten Mantel um die Wurzelspitzen und einige Pilzfäden dringen zwischen die Zellen der Wurzelrinde ein. Dabei ist die große Oberfläche des Pilzmycels von Vorteil. Die Pflanzen versorgen die Pilze dafür mit Kohlenhydraten, die sie über die Fotosynthese meist im Überfluss herstellen können. Die Ektomykorrhiza ist typisch für Waldbäume wie Eichen, Buchen oder Fichten.
Bei den verschiedenen Formen der Endomykorrhiza bildet sich kein dichtes Pilzgeflecht um die Wurzelspitzen. Dafür dringen die Pilzhyphen in die Zellen der Wurzelrinde der Pflanzen ein. Diese Mykorrhizatypen kommen vor allem bei krautigen Pflanzen aber auch bei verschiedenen Gehölzen vor.
Orchideen können ohne eine solche Endomykorrhiza nicht leben.
Insbesondere auf „mageren“ Böden, das heißt Böden mit wenig stickstoff- und phosphorhaltigen Mineralstoffen, sind die Mykorrhizapilze für Pflanzen oft lebensnotwendig.

Es gibt einige Pflanzen, die kein Blattgrün ausbilden und alle Nähr- und Mineralstoffe sowie das Wasser von ihrem Mykorrhizapilz beziehen. Nach Merckx (2013) ist eine solche vollständige Mykoheterotrophie für mindestens 514 Pflanzenarten nachgewiesen. Teilweise Mykoheterotrophie kommt jedoch bei sehr vielen Mykorrhiza bildenden Pflanzen vor, zum Beispiel bei allen Orchideen, bei denen zumindest die Keimlinge ihre Nährstoffe von einem Pilz beziehen. Ein Beispiel für eine vollständig mykoheterotrophe Pflanze ist die Vogel-Nestwurz, die man relativ häufig in Buchenwäldern finden kann. Der Fichtenspargel, eine chlorophylllose Pflanze aus der Verwandtschaft der Heidekrautgewächse, bildet mit Ritterlingsarten eine Mykorrhiza. Diese Pilze haben außerdem Fichten, Buchen und noch einige andere Waldbäume als Mykorrhizapartner. Von diesen erhalten sie organische Kohlenstoffverbindungen, von denen auch der Fichtenspargel profitiert. Diesen indirekten Parasitismus, auch Epiparasitismus genannt, konnte man dadurch nachweisen, dass man Zuckerverbindungen in den Bäumen radioaktiv markierte.
Vermutlich kommt ein solcher Stofffluss von grünen Pflanzen über Mykorrhizapilze zu bleichen, mykoheterotrophen Pflanzen häufig vor. Auch für einen Pilzpartner der Nestwurz, die Erd-Wachskruste (Sebacina incrustans), ist ein solcher Transfer nachgewiesen. Dieser Pilz bildet eine Ektotrophe Mykorrhiza mit dem Haselstrauch und bezieht von ihm Kohlenhydrate, die er teilweise an die Nestwurz weitergibt .

Die Vernetzung verschiedener Pflanzenindividuen und -arten eines Ökosystems durch Mykorrhizapilze spielt vermutlich eine größere Rolle, als lange Zeit vermutet.
Für den globalen Kohlenstoffkreislauf ist von Bedeutung, ob Ektotrophe-Mykorrhiza (EM)- oder Arbuskuläre-Mykorrhiza (AM)-Symbiosen – die häufigste Form der Endomykorrhiza – vorherrschen. Im ersten Fall konkurrieren die Mykorrhizapilze mit anderen Mikroben um organische Abfallstoffe, dadurch wird der C-Gehalt des Bodens erhöht, im zweiten Fall nehmen die Pilze vorwiegend anorganischen Stickstoff auf und sind deshalb keine Konkurrenz für andere Destruenten. Organische Abfallstoffe werden deshalb schneller abgebaut und der Kohlenstoffspeicher im Boden ist kleiner (s. S. XX, Averill, Turner, Finzi 2014).

Flechten sind Doppelorganismen aus Pilzen, Algen oder/und Cyanobakterien. Mit Ausnahme der Gallertflechten gibt der Pilz der Flechte ihre Form. Die meist nur aus einer oder wenigen Zellen aufgebauten grünen Organismen sorgen durch ihre Fotosyntheseleistung für die Energieversorgung des Doppelorganismus..
Es ist kein Wunder, dass Flechten lange für eine eigenständige Organismengruppe angesehen wurden. Nicht nur die besondere Flechtenform sondern auch bestimmte Flechtenstoffe – wie zum Beispiel der gelbe Farbstoff der überall häufigen Gelbflechte (Xanthoria) – können nur in Symbiose produziert werden. Solche speziellen Stoffwechselleistungen sind auch dafür verantwortlich, dass Flechten noch gedeihen können, wo „echte Pflanzen“ keine Chance mehr haben: Auf eisigen Berggipfeln, auf trockenen Felsen und Wüstenböden und an Baumrinde, wo es auch Moosen zu trocken wird. Dank besonderer Proteine und Polysaccharide können sie vollständig austrocknen ohne abzusterben. Bei erneuter Befeuchtung kommen die Lebensvorgänge sofort wieder in Gang.

Bei vielen endophytischen (in Pflanzen lebenden) Pilzen ist nicht ganz klar, ob es sich um Parasiten oder Symbionten handelt. In jedem Fall sind sie eine besonders vielversprechende Gruppe, wenn es um die Entdeckung neuer biotechnisch bzw. medizinisch nutzbarer Stoffwechselleistungen geht. Sie sind deshalb in den Fokus moderner Screenings nach verwertbaren Enzymen gerückt. 2011 wurde im ecuadorianischen Amazonasgebiet ein endophytischer Pilz, Pestalotiopsis microspora, entdeckt, der ein Enzym produziert, mit dem er Polyurethane abbauen kann (Russell et al. 2011).
Gleichzeitig haben endophytische Pilze vermutlich eine große ökologische Bedeutung, indem sie z. B. Giftstoffe produzieren, die Pflanzen wie dem Taumel-Lolch (Lolium temulentum) und der Prunkwinde (Ipomea) als Fraßschutz dienen. Möglicherweise schützen Abwehrstoffe endophytischer Pilze die Wirtspflanzen auch vor Infektionen durch andere Mikroorganismen. Auch eine Verbesserung der Trocken- und Kälteresistenz der Wirtspflanzen wird diskutiert (Proksch et al. 2010).

Als Symbiosepartner von Tieren helfen Pilze z. B., den schwer zugänglichen Holzstoff für die Verdauung aufzuschließen.
Die sogenannten Ambrosia-Käfer, die bei zwei verschiedenen Gruppen der Rüsselkäfer vorkommen, leben in Bohrgängen im Holz toter oder absterbender Bäume. Diese Gänge beimpfen sie mit dem Myzel von Ambrosia-Pilzen. Die Pilze ernähren sich vom Holz und kleiden die Bohrgänge mit einem speziellen Myzel dicht aneinander schließender Hyphen aus. Die Käfer und ihre Larven fressen ausschließlich dieses Myzel. Indem sie das Pilzmyzel und teilweise auch Konidien des Pilzes auf andere Bäume übertragen, helfen sie der Ausbreitung. Während jedoch die Käfer nur mithilfe des Pilzes leben können, ist der Pilz nicht unbedingt auf die Käfer als Partner angewiesen.
Eine ganz ähnliche Partnerschaft gehen Holzwespen mit Pilzen ein. Hier legen die Weibchen mit ihrem Legestachel zusammen mit den Eiern Pilzmyzel der Weißfäule erregenden Schichtpilze Stereum und Amylostereum in das Holz toter oder absterbender Nadelbäume. Von diesen Pilzen ernähren sich dann ihre Larven.

Besonders ausgefeilt ist die symbiotische Beziehung zwischen Pilzen und zwei Gruppen von sozialen Insekten, den Blattschneiderameisen und den Termiten (Angersbach/Groß 2005 in UB 306).
Blattschneiderameisen leben in tropisch-subtropischen Amerika zwischen 40° Nord und 44° Süd. Sie können in kurzer Zeit große Waldstücke entlauben. Die Blattstücke tragen sie in ihren Bau, dort werden sie zu Blattbrei zerkleinert und mit Pilzen der Gattungen Leucocoprinus und Leucoagaricus beimpft, von deren Mycel sich die Ameisen ernähren. Die Hyphenenden schwellen zu „Nährkörperchen“ an, die reich an Nährstoffen sind und von den Ameisen leicht geerntet werden können. Die Ameisen pflegen ihre Pilzkulturen, insbesondere sorgen sie dafür, dass sie nicht von anderen Pilzen überwuchert werden. Vor Befall durch den Schadpilz Escovopsis schützen die Ameisen ihren Kulturpilz mit speziell wirkenden Bakterien (Streptomyces, Pseudonocardia u.a.), die sie an ihrem Panzer mit sich führen. Diese Bakterien produzieren Candicidine (Stoffe, die auch gegen die humanpathogene Candida albicans wirken). Man kennt über 200 verschiedene Arten von Blattschneiderameisen vor allem aus den Gattungen Atta und Acromyrmex. Auf Grund von molekulargenetischen Untersuchungen nimmt man an, dass die Atta-Leucocoprinus-Symbiose schon mindestens 50 Mio. Jahre alt ist (Stephenson 2010).
Die zweite Gruppe von Pilzgärtnern, bei der es ebenfalls um den Aufschluss ligninreichen Pflanzenmaterials geht, findet sich bei den Termiten. Die „Höheren Termiten“ (Fam. Termitidae,) – sie sind auch für die hohen Termitenbauten verantwortlich – vermischen Holzschnitzel und andere Pflanzenteile mit Speichel und Kot zu einem Nährsubstrat für die Pilze. Solange die Bauten von Termiten bewohnt sind, bilden die kultivierten Pilze – vor allem der Gattung Termitomyces – keine Fruchtkörper. Doch aus verlassenen Termitenbauten wachsen die großen schirmförmigen Fruchtkörper, die auf afrikanischen Märkten als Speisepilze verkauft werden (Barnekow/Probst in UB 306).
Auch pflanzenfressende Säugetiere, insbesondere Wiederkäuer, sind bei der Verdauung der Cellulose auf pilzliche Endosymbionten angewiesen: Die erst in den 1970 er Jahren entdeckten Neocallimastigomyceten, seit 2007 als eigene Abteilung gewertet, sind anaerobe Darmbewohner, der große Bedeutung sich hier in den letzten Jahrzehnten herausgestellt hat.

Die Ameisenart Allomerus decemarticulatus bildet einer Dreiersymbiose mit dem tropischen Strauch Hirtella physophora und einem Pilz. Die den Baum besiedelnden Ameisen nutzen die abgeschnittenen Haare der Pflanze, um aus diesen mithilfe von Pilzhyphen effektive Insektenfallen zu bauen (Dejean et al. 2005)

In Pflanzengallen können manche Gallinsekten Pilzpartner nutzen, indem sie sich von deren die Galle auskleidendem Mycel ernähren (Kehr/Kost 1999)

Auch eine ernährungsphysiologische Symbiose zwischen Pilzen und Nicht-Insekten konnte nachgewiesen werden. Strandschnecken an der nordostamerikanischen Küste infizieren Schlickgras mithilfe ihrer Kotbällchen mit einem Pilz, den sie dann verzehren. Das Schlickgras alleine können die Schnecken nicht verdauen (Whitfield 2003).

Fortpflanzung, Vermehrung, Ausbreitung

Pilze können sich geschlechtlich und ungeschlechtlich fortpflanzen. Die ungeschlechtlich sich fortpflanzende Form bezeichnet man als Nebenfruchtform oder Anamorphe, die geschlechtlich sich fortpflanzende als Hauptfruchtform oder Telomorphe, die Gesamtheit der Entwicklungsstadien als Holomorphe (Dörfelt 2001, 2014). Da man dabei oft nicht erkannte, dass es sich um dieselbe Art handelt, wurden beide Formen zuweilen unterschiedlich benannt. So wurde der Verursacher des Eschentriebsterbens zunächst als Chalara fraxinea identifiziert, später erkannte man, dass es die Anamorphe zur Telomorphen Hymenoscyphus pseudoalbidus ist. Hat man die Zusammengehörigkeit nachgewiesen, gilt der Name der Telomorphen als der korrekte wissenschaftliche Artname.

Während bei den Töpfchenpilzen (Chytridiomycota) noch begeißelte Gameten und Zoosporen vorkommen – sie werden deshalb auch Geißel- oder Flagellenpilze genannt –, gibt es bei den übrigen Pilzen keine begeißelten Fortpflanzungsstadien.
Die heute in mehrere Abteilungen aufgeteilten Jochpilze (Zygomycota) pflanzen sich vorwiegend ungeschlechtlich fort, wie der überall häufige Brotschimmel Rhizopus stolonifer: Aus stark verzweigten Hyphen im Substrat wachsen lange Lufthyphen, die wie die Ranken einer Erdbeerpflanze der Ausbreitung dienen. Schließlich bilden sich Sporenträger mit einer endständigen Sporocyste, die viele asexuell entstandene Sporen enthält und in den Luftraum entlässt. Ihren Namen haben sie jedoch aufgrund der besonderen Form der geschlechtlichen Fortpflanzung bekommen: Zwei Hyphenenden, die vom selben oder von unterschiedlichen Mycelien stammen können, bilden so genannte Gametocysten, die sich vereinigen und dabei eine jochartige Struktur bilden. Aus dieser derbwandigen Zygospore bildet sich nach Kernverschmelzung und Meiose eine gestielte Sporocyste mit vielen Sporen, die äußerlich den asexuell entstandenen Sporocysten gleicht (Nomenklatur vgl. Dörfelt 2001).
Auf Grund molekulargenetischer Untersuchungen hat man die Arbuskulären Mykorrhizapilze oder kurz AM-Pilze als eigene Abteilung Gomerulomycota von den Jochpilzen abgetrennt. Es sind die phylogenetisch ältesten und bis heute verbreitetsten Mykorrhizapilze. Bisher ist nur eine asexuelle Fortpflanzung bekannt. An den Hyphenenden bilden sich Verdickungen, die sich schließlich mit einer festen Wand umgeben. Bei manchen Arten – wie bei Gigaspora margarita – können diese Sporen nahezu 1 mm Durchmesser erreichen.

Für die Abteilungen Schlauchpilze (Ascomycota) und Ständerpilze (Basidiomycota) ist charakteristisch, dass sie Hyphen mit Querwänden bilden,die allerdings einen Porus besitzen, durch den eine Verbindung des Cytoplasmas besteht. Dieser Durchlass ist bei den verschiedenen Verwandtschaftsgruppen recht unterschiedlich – teilweise sehr kompliziert – aufgebaut.
Bei den Ascomycota wird die geschlechtliche Fortpflanzung durch Gametocystenbildung eingeleitet. Die männliche Gametocyste entlässt ihre Kerne in die weibliche Gametocyste (Ascogon). Dort paaren sich je ein weiblicher und ein männlicher Kern ohne zu verschmelzen. Anschließend wachsen aus dem Ascogon so genannte ascogene Hyphen, die in jeder Zelle zwei Kerne enthalten. Schließlich kommt es in der Endzelle zur Kernverschmelzung und zur anschließenden Meiose und meist zu einer weiteren mitotischen Teilung. Um diese acht Kerne bilden sich Zellwände(„freie“ Zellbildung). So entsteht eine Zelle mit acht Ascosporen, ein Ascus oder Schlauch.
Bei den Basidiomycota verschmelzen zwei normale Hyphen mit haploiden Kernen zu einem Paarkernmyzel. Bei der Zellteilung teilen sich beide Kerne, einer wird über eine Schnalle an die nächste Zelle weitergegeben. Durch Verschmelzung dieser zwei Kerne – normalerweise erst nach vielen mitotischen Teilungen und der Bildung eines ausgedehnten dikaryotischen Myzels – kann es in bestimmten Zellen zur Bildung eines diploiden Kerns kommen, der sich anschließend durch Meiose wieder in vier haploide Kerne teilt, die in vier Auswüchse der Zelle einwandern. Das ganze Gebilde wird Basidie oder Ständer genannt. Funktionell wird durch die Zweikernigkeit ein Zustand erreicht, welcher der Ausbildung eines diploiden Chromosensatzes entspricht.

Die großen „Fruchtkörper“, besser eigentlich Sporenkörper, vieler Schlauchpilze und Ständerpilze sorgen für eine effektive Verbreitung der winzigen Sporen durch die Luft oder durch Tiere. In diesem Fruchtkörpern bilden sich meist eine große Zahl – oft Millionen – Asci bzw. Basidien. Bei den Schlauchpilzen werden die Fruchtkörper auch Ascoma genannt. Sie bilden sich jeweils nach der Verschmelzung von Gametocysten. Die Fruchtkörper der Ständerpilze – auch Basidioma genannt – können sich immer wieder in großer Anzahl aus einem Paarkernmyzel bilden, das aus der Verschmelzung von zwei Einkernmyzelien hervorgegangen ist (Dörfelt 2012).
Diese „Pilzfrüchte“, die landläufig als „Pilze“ bezeichnet werden, faszinieren Menschen seit alters her aus verschiedenen Gründen:
• sie erscheinen unverhofft und ziemlich plötzlich und sind auch schnell wieder verschwunden,
• sie haben oft auffällige Formen, Farben und Gerüche,
• man kann sie sammeln und essen,
• eine ganze Reihe sind giftig, manche sogar lebensgefährlich,
• manche enthalten halluzinogene Stoffe und eigen sich als Rauschdrogen.
Viele Jahrhunderttausende mussten die Menschen ihre Nahrung sammeln. Das Pilze Sammeln und das Zubereiten dieser selbst gesammelten Pilze ist möglicherweise deshalb so befriedigend, weil es an diese archaische Tradition anknüpft. Pilzexkursionen mit anschließender Besprechung und Bearbeitung der Funde – gegebenenfalls mit einem Pilzkenner zusammen – können ein Erlebnis sein, das Interesse an Naturbegegnungen weckt und fördert und als Einstieg in verschiedene ökologische Themen dienen kann.
Außer der klassischen Pilzform kommen noch viele verschiedene andere Fruchtkörperformen vor. Für die Windverbreitung von Sporen hat ein Fruchtkörper aus Stiel und Hut jedoch durchaus Vorteile: Durch den Stiel wird die sporentragende Schicht in etwas bewegtere Luftschichten emporgehoben, durch den Hut wird sie vor Regen geschützt, Lamellen oder Röhren sorgen für eine große Oberfläche. Dadurch, dass der Hut zunächst wie ein zusammengefalteter Schirm dem Stiel anliegt, wird die sporentragende Schicht vor Austrocknung geschützt. Bei vielen Fruchtkörpern – wie beim Grünen Knollenblätterpilz oder beim Fliegenpilz – werden die jungen Fruchtkörper durch zusätzliche Hüllen vor Verdunstung geschützt. Wenn der Hut aufschirmt, bleiben die Reste der Hüllen als Scheide, Ring und weiße Punkte auf der Hutfläche zurück.

Pilzfruchtkörper fallen nicht nur durch auffällige Farben und Formen sondern manchmal auch durch ihre besondere Größe auf: Macrocybe titans aus Mittelamerika und der afrikanische Termitomyces titanicus bilden die größten bisher bekannt gewordenen Fruchtkörper bei Blätterpilzen (Agaricomycetes). Gewaltige Fruchtkörper bis über 50 cm Durchmesser bildet auch der Riesen-Bovist , auch die konsolenförmigen, mehrjährigen Fruchtkörper von Baumpilzen können sehr groß werden, beim Abgeflachten Lackporling bis zu 1 m im Durchmesser.

Pilze als Umweltindikatoren

Pilze können bestimmte Stoffe aus dem Boden aufnehmen und in ihrem Mycel anreichern. Besonders deutlich wurde dies nach dem Reaktorunfall von Tschernobyl. Einige Zeit wurde die radioaktive Kontamination von Böden über die Messung der Radioaktivität von Pilzfruchtkörpern dokumentiert und noch bis heute gibt es Regionen, in denen die Pilze – z. B. Maronenröhrlinge – relativ hoch belastet sind. Hauptursache ist von den Pilzen aufgenommenes Cäsium 137 mit einer Halbwertszeit von 30 Jahren.
Auch Schwermetalle wie Cadmium und Blei können von Pilzen angereichert werden. Diese Fähigkeiten kann auch positiv genutzt werden, indem man Pilze zur Dekontamination schwermetallverseuchter Böden einsetzt. 2012 konnten britische Wissenschaftler nachweisen, dass aus Bleiminen isolierte Pilze elementares Blei in das besonders schwer lösliche Chloropyromorphit Pb5(PO4)3Cl umwandeln und damit verseuchte Böden entgiften können (Rhee/Hiller/Gadd 2012).

Ähnlich wie Fauna und Flora beeinflussen Umweltveränderungen auch die Funga – also die Gesamtheit der vorkommenden Pilzarten – eines Ökosystems. In Waldökosystemen können Pilzarten als Indikatoren für „Naturnähe“ verwendet werden. So gelten zum Beispiel Bergporling, Tannen-Stachelbart und Tannen-Stielporling als Zeigerarten für naturnahe Bergmischwälder (vgl. z. B. Blaschke et al. 2009). Die meist auffällig gefärbten Saftlings-Arten (Hygrocybe) sind Zeigerarten für magere Wiesen- und Rasengesellschaften, die als besonders schützenswert gelten. Flechten sind klassische Indikatoren für Luftverschmutzung, vor allem durch Schwefelverbindungen.

Seit einiger Zeit versucht man, Arten zu ermitteln, deren Erhalt in bestimmten Regionen eine besondere Bedeutung für die weltweite Erhaltung der Biodiversität hat. Eine Liste solcher „Verantwortungsarten“ wurden vom Bundesamt für Naturschutz für Deutschland bereits aufgestellt. Mittlerweile gibt es auch 19 Pilzarten, die als Verantwortungsarten für Deutschland ausgewählt wurden, weil ein hoher Anteil der Weltpopulation in Deutschland zu finden ist und weil die Biotope, in denen sie vorkommen, zu den gefährdeten zählen. Beispiele sind der Hauhechel-Samtfußrübling, die Strandlings-Erdzunge oder der Lilastielige Rötelritterling. Warum gerade diese 19 Arten ausgewählt wurden, hängt allerdings auch noch mit weiteren Kriterien zusammen, zum Beispiel, ob die Arten nicht schon durch eine andere Schutzverordnung ausreichend geschützt sind (Lüderitz/Gminder 2014).

Pilze und Menschen

Nahrungsmittel

Pilze werden vermutlich schon seit Urzeiten von Menschen als Nahrung genutzt. Sicher wurden Pilze auch schon von steinzeitlichen Menschen als Heilmittel und Rauschdrogen verwendet. Bei der 5300 Jahre alten Gletschermumie aus dem Ötztal („Ötzi“) hat man Reste vom Zunderschwamm gefunden, die auf seine Verwendung beim Feuermachen hindeuten. Ebenso trug Ötzi zwei Birkenporlinge mit sich, deren antibakterielle und entzündungshemmende Wirkung er möglicherweise zur Wundbehandlung nutzte.
Der gezielte Anbau von Pilzen ist nicht so alt. Die älteste Überlieferung von Pilzkulturen stammt aus China. Dort wurden Shiitake-Pilze (Lentinula edodes) schon vor mehr als 1000 Jahren kultiviert, indem man tote Baumstämme mit dem Pilzmycel beimpfte (Stephenson 2011). Bis heute zählen Shiitake-Pilze in Asien zu den wichtigsten Kulturpilzen , sie werden mittlerweile aber weltweit auf unterschiedlichsten Substraten kultiviert. Die in Europa am häufigsten angebauten Pilze sind Champignons.

Immer häufiger spielt beim Pilzanbau eine Rolle, dass man damit Abfallstoffe „upcyclen“, also sinnvoll weiter nutzen kann. Das gilt für Dung, Stroh, Sägemehl oder andere Holzabfälle, aber auch für Abfälle aus der Bierbrauerei (Biertreber) und aus der Kaffeeproduktion, sogar aus Kaffeesatz lassen sich Austernseitlinge gewinnen. Der Wiener Pilzzüchter Haidvogl http://www.pilz-kultur.at/Die%20Seite/ startete 1996 eine Aktion, bei der er alte Wiener Telefonbücher erfolgreich als Kultursubstrat für Austernseitlinge nutzte (Kasten Kaffeepilze).
Mittlerweile spielen Speisepilze und Heilpilze auch in der Hobbygärtnerei eine wichtige Rolle. Im Internet gibt es viele Angebote für Startkulturen, Kultursubstrate und fertige Ansätze, die nur ausgepackt und bewässert werden müssen.

Nahrungsmittelbearbeitung

Neben der direkten Verwertung von Pilzen als Nahrungsmittel spielen Pilze eine wichtige Rolle bei der Nahrungsmittelbearbeitung bzw. –fermentation.
Die Bedeutung der Hefepilze für die Geschichte der Menschheit kann kaum überschätzt werden. Die Art Saccharomyces cerevisiae, wörtlich übersetzt “Zuckerpilz des Bieres“, und bekannt als die Gewöhnliche Bierhefe kann Zucker zu Ethanol („Alkohol“) und Kohlenstoffdioxid abbauen. Beide Abbauprodukte werden von Menschen seit Jahrtausenden genutzt, das Ethanol zur Herstellung alkoholischer Getränke, das Kohlenstoffdioxid zum Brotbacken (Hefeteig). Einige Historiker glauben, dass das Bierbrauen aus gekeimten Getreidekörnern der erste Anlass für den Beginn des Ackerbaus war. Wenn dies stimmt, wäre die unbewusste Kultivierung von Hefepilzen die erste Voraussetzung für die Entwicklung von Hochkulturen gewesen (Reichholf 2008).
Neben der Bierhefe spielen auch noch zahlreiche andere Mikropilze eine wichtige Rolle in der biotechnischen Produktion und in der Mikrobiologie. Eine lange Tradition haben die verschiedenen Pilze, die in der Käseherstellung eingesetzt werden, wie Penicillium camembertii oder P. roquefortii, oder die verschiedenen Pilzarten, die man in Ostasien zur Fermentierung von Soja, Reis oder anderen Getreidearten nutzt. Der Schlauchpilz Fusarium venenatum wird seit den 1980iger Jahren in Großbritannien zur Herstellung eines als „Quorn“ bezeichneten Fleischersatzes verwendet. Der gefürchtete Pflanzenparasit Botrytis cinerea (s. S. XX) bewirkt auf reifen Weintrauben eine sogenannte „“Edelfäule“, die für die Produktion von besonderen Weinen (Beerenauslese, Trockenbeerenauslese) genutzt werden.

Antibiotika und Statine

Pilze sind seit der Entdeckung von Alexander Fleming die klassischen Lieferanten von Antibiotika. Ohne pilzliche Cyclosporine könnte man die Immunreaktion bei Organtransplantationen kaum unterdrücken. Auch die als Cholesterrolsynthesehemmer eingesetzten Statine stammen aus Schimmelpilzen.

Im mikrobiologischen Labor werden Pilze meist unter sterilen Bedingungen in Petrischalen auf festem Substrat (Agar mit Zusätzen) oder in flüssigen Medien kultiviert. Aus solchen Kulturen werden – heute oft unter Anwendung gentechnischer Methoden – immer wieder Stämme mit neuen Stoffwechselleistungen gewonnen. In der Biotechnik verwendet man große Bioreaktoren zur Produktion zum Beispiel von Zitronensäure (Aspergillus niger), weiteren organische Säuren, Antibiotika, Enzymen und Steroiden.

Pilzgifte

Viele Pilzgifte sind Stoffwechselbestandteile von Großpilzen. Obwohl schon seit dem Altertum bekannt, werden immer wieder neue Giftpilze und neue Gifte entdeckt, z. B. der Glutamatantagonist Acromelsäure aus dem Parfümierten Trichterling (Clitocybe amoenolens, 1987 nach DGfM) oder 2001 die in dem lange Zeit als guter Speisepilz geltenden Grünen Ritterling (Tricholoma equestre) enthaltene Cycloprop-2-en-carboxylsäure, die zumindest bei manchen Menschen Skelettmuskelzerfall (Rhabdomyolyse) verursacht. Die verschiedenen giftig wirkenden Substanzen aus Pilzen und die Funktionszusammenhänge im Organismus sind in vielen Fällen noch nicht genau erforscht. Üblicherweise werden die Vergiftungserscheinungen unter verschiedenen Syndromen zusammengefasst (Tabelle XX Pilzvergiftungen).
Von den rund 8000 in Mitteleuropa vorkommenden Großpilzen sind nur 150-200 Arten giftig. Als tödlich giftig werden von der französischen Gesellschaft für Mykologie 28 Arten genannt. Von 2003 – 2012 starben nach Angaben des Statistischen Bundesamtes durch Verzehr von giftigen Pilzen allerdings nur 31 Personen, insbesondere am häufigen Grünen Knollenblätterpilz (Amanita phalloides). Trotzdem sind Giftpilze eine nicht zu unterschätzende Gefahr, die nur vermieden werden kann, wenn man nur solche Pilze zu Speisezwecken verwendet, die man ganz sicher kennt. Diese Erkenntnis muss das wichtigste Unterrichtsziel bei der Behandlung von Giftpilzen sein. Im übrigen kann man auf die Möglichkeit der Pilzberatung und die verschiedenen Giftnotrufzentralen aufmerksam machen (s. S. XX).
In Abgrenzung zu den Giften in Fruchtkörpern der Großpilze werden giftige Inhaltsstoffe in Schimmelpilzen und anderen Mikropilzen (Aflatoxine, Ochratoxine u. a.) als Mykotoxine bezeichnet. Besonders Getreideprodukte und Nüsse können durch Schimmelbefall vergiftet werden. Über das Futter können die Gifte auch von Nutztieren aufgenommen werden und in Nahrungsmittel gelangen („carry-on“). Auch der giftige Mutterkornpilz (Claviceps purpurea) ist dieser Kategorie zuzuordnen (s. S. XX).

Halluzinogene Pilze

Psychoaktive Pilzinhaltsstoffe haben vor allem bei Azteken und Mayas schon seit Jahrtausenden eine wichtige Rolle gespielt. Die bekannten Pilzsteine der Mayas aus Guatemala wurden im 1. Jahrtausend unserer Zeitrechnung hergestellt. Von der Hippiekultur der 1960iger und 70iger Jahre wurden Pilze – insbesondere Psilocybe-Arten – als Rauschdrogen wiederentdeckt. Der Fliegenpilz (Amanita muscaria) spielte als wichtiger psychoaktiver Pilz vor allem in Nordasien und Nordamerika, wahrscheinlich auch in Europa, eine bedeutende Rolle. Dass er bis heute als Glückssymbol gilt, dürfte auf diese Verwendung zurückzuführen sein. Der Ethnologe Wasson vertrat die nicht endgültig gesicherte Ansicht, dass die in Sanskrittexten beschriebene göttliche Droge Soma der Fliegenpilz sei (Wasson 1968, Bauer/Klapp 2012).

Heilpilze

Heilpilze haben vor allem in der traditionellen chinesischen Heilkunde einen große Bedeutung, werden aber auch zunehmend in westlichen Ländern genutzt und oft über das Internet vertrieben. Kernkeulen (Cordiceps) sollen das Immunsystem stärken, der Stachelbart (Hericium) wird gegen Sodbrennen und empfindliche Magenschleimhäute empfohlen, der Eichhase (Polyporus umbellatus) soll herzstärkend wirken und Wassereinlagerungen verhindern, der Glänzende Lackporling (Ganoderma lucidum) wird nahezu als Allheilmittel gepriesen, besonders aber als Mittel gegen neurotische Erkrankungen. Der Brasilianische Mandelchampignon (Agaricus subrufescens, syn. A. blazei) gilt nicht nur wegen seines Gehalts an β-D-Glucanen als Immunsystem unterstützend, auch seinem hohen Selengehalt wird gesundheitliche Bedeutung zugemessen.

Vorratsschädlinge, Holzzersetzer

Als Saprobionten vernichten Pilze natürlich auch alle Arten von organischen Materialien, die vom Menschen genutzt werden: Nahrungsmittel (Vorratsschädlinge), Textilien und Lederwaren und Baumaterialien, vor allem Holz. Der Hausschwamm (Serpula lacrymans) ist für Holz- und Fachwerkäuser eine besondere Gefahr, da er ein höchst effektives Wasserleitungssystem besitzt und damit auch für völlig trockene Holzkonstruktionen gefährlich werden kann (Bavendamm 1974). Über die Bedeutung von Schimmelpilzen in feuchten Räumen ist viel geschrieben und gestritten worden. Gefährlicher als die Vernichtung von Bausubstanz sind hier vor allem allergische Reaktionen der Bewohner auf Pilzsporen.

Pathogene

Auf die Wirkung pflanzen- und tierpathogener Pilze wurde schon im Zusammenhang mit ihrer Rolle als Konsumenten in Ökosystem hingewiesen. „Although viruses and bacteria grab more attention, fungi are the planet’s biggest killers“ schrieb Nicola Jones 2013 in einem Artikel über mögliche zukünftige globale Bedrohungen. Dabei könnte der Klimawandel die Ausbreitung von Pilzparasiten begünstigen. So hat sich der ursprünglich tropische humanpathogene Pilz Cryptococcus gattii an Amerikas Pazifikküste nach Nordwesten ausgebreitet und 2010 bereits 280 Personen infiziert, von denen zahlreiche starben. Angegriffen werden die Atemwege. Der Pilz ist auch Pflanzenparasit, eine Infektion ist auch über befallene Bäume, vor allem Eukalyptusarten, möglich.

Kompostierbare Baustoffe

Schließlich eignen sich Pilze auch zur Herstellung von kompostierbaren Baustoffen und Verpackungsmaterialien. Als Beispiel sei die New Yorker Firma, Ecovativedesign genannt, die dafür mit mehreren Umweltpreisen ausgezeichnet wurde.

Verwandtschaft und Phylogenie

Pilze werden als „Fadenwesen“ bezeichnet (Holzer 2011). Dieser Name charakterisiert das Reich der Pilze recht gut, denn auch bei den nicht fädigen Hefepilzen gibt es zahlreiche Übergänge zu einer fädigen Lebensform. Andererseits gehören nicht alle fädigen chlorophyllfreien Lebewesen zur engeren Verwandtschaft der Pilze. Schon bei Prokaryoten kommen chlorophylllose „Fadenwesen“ vor, die folgerichtig zunächst auch als „Strahlenpilze“ oder „Actinomyceten“ bezeichnet wurden, heute aber korrekt Actinobacteria genannt werden. Die „Eipilze“ oder „Oomycota“ entwickeln Echten Pilzen ähnliche Fadengeflechte, ihre Zellwände enthalten jedoch kein Chitin sondern Cellulose, weshalb sie auch „Cellulosepilze“ genannt werden. Zu ihnen gehören gefährliche Pflanzenparasiten wie die Kartoffelfäule (Phytophthora infestans) und die „Falschen Mehltaupilze“ (Peronosporaceae). Verwandtschaftlich lassen sie sich zusammen mit Braunalgen, Goldalgen und Kieselalgen der Protistengruppe Chromista (Stramenopila) zuordnen.
Auch die Schleimpilze (Myxomycota) sind keine Pilze im engeren Sinne. Große Teile ihres Lebenszyklus leben sie als Einzeller, nur zur Fortpflanzung bilden sie größere Aggregate und morphologisch sehr unterschiedliche und auffällige Sporenkörper. Bei einer Untergruppe bilden sich vielkernige, nicht in einzelne Zellen unterteilte Syncytien (s. S. XX).

Die ersten Versuche einer systematischen Gliederung der Pilze im 18. und 19. Jahrhundert basierten auf der Makromorphologie der Fruchtkörper. Ende des 19. und zu Beginn des 20. Jahrhunderts rückten mikromorphologische Merkmale immer mehr in den Vordergrund. Seit Ende des 20. Jahrhunderts wurden zunehmend molekulargenetische Methoden zur Aufklärung der Verwandtschaftsbeziehungen der Pilze eingesetzt. 67 Mykologen erarbeiteten im Rahmen des Projekts „Assembling the Fungal Tree of Life“ ein vorläufiges Gesamtergebnis, das 2007 veröffentlicht wurde (Hibbett et al. 2007). Dieses System bedeutet in vieler Hinsicht eine völlige Neuordnung. So wurde die lange sehr gut etablierte Gruppe der Bauchpilze mit Bovisten, Erdsternen und Teuerlingen vollständig aufgelöst. Die einzelnen Taxa wurden unterschiedlichen systematischen Gruppen zugeordnet, der Kartoffelbovist zum Beispiel den Röhrlingsartigen, die Stäublinge und Teuerlinge in eine Familie mit den Champignons. 2001 wurde in Guyana ein Pilz entdeckt, der aussah wie ein Stielbovist (Gattung Tulostoma), sich aber bei genetischer Untersuchung als Verwandter der Hirschtrüffeln (Elaphomycetaceae, Ascomycota) herausstellte (Miller et al. 2001).
Die Schlauchpilze und Ständerpilze insgesamt blieben als einheitliche Verwandtschaftsgruppen (Abteilungen) erhalten, die früher als „Algenpilze“ oder „Niedere Pilze“ zusammengefassten Gruppen mit Jochpilzen und Geißelpilzen wurden – nach Ausschluss der Oomycota – neu aufgeteilt, ihre systematische Gliederung in neue Abteilungen ist jedoch noch im Fluss. Als gesichert gilt die Monophylie der Verursacher der vesikuär-arbuskulären Mykorrhizen, der Abteilung Glomeromycota.

Die stammesgeschichtliche Entstehung der Pilze reicht vermutlich weit ins Präkambrium zurück, sicherlich weiter als 1 Mrd. Jahre. 2017 entdeckten schwedische Forscher Pilzmyzel-ähniche Strukturen in 2,4 Mrd. J. alten südafrikanischen Basalten (Bengtson et. al 2017). Die Zuordnung der gefundenen Fadenstrukturen zu Pilzen ist jedoch nicht unumstritten. In 410 Mill. Jahre alten Sedimenten des Unterdevons kommen zusammen mit den ersten Landpflanzen auch schon alle Pilzgruppen außer den Basidiomyceten vor. Basidiomycota dürften wesentlich später entstanden sein, sichere Fossilfunde sind 90 Mill. Jahre alt (Stephenson 2010; Moore et al. 2011). Von einem bemerkenswerten Riesenfossil aus dem Devon, Prototaxites mit bis über 8m langen Stammstrukturen, wird heute angenommen, das es pilzlicher Natur war – ein wahrer Pilzbaum in der damals noch ziemlich niedrigen Vegetation (Boyce et al 2007, Abb. XX). Dieses größte Landlebewesen seiner Zeit hat sich aber nicht von den Abfällen der ersten Landpflanzen ernährt, das Isotopenverhältnis seiner Kohlenstoffverbindungen deutet darauf hin, dass es sich von den biogenen Abfallstoffen ernährt hat, die in den vorausgegangenen 2 Mrd. Jahren von Protisten angehäuft worden waren. Das große Artensterben vor 251 (Perm – Trias) und vor 65 (Kreide – Tertiär) Millionen Jahren hatte vermutlich jeweils zur Folge, dass saprobiotische Pilze besonders gute Entwicklungsbedingungen vorfanden. Entsprechend viele Pilzfossilien kennt man aus diesen Zeitabschnitten (Moore/Robsen/Trinci 2011).

Im Stammbaum der Lebewesen stehen Pilze zusammen mit den Tieren und den einzelligen Kragengeißlern (Choanoflagellatae) in einer großen Verwandtschaftsgruppe (Schubgeißler, Opisthokonta). Deren Schwestergruppe sind die Amoebozoa mit Amöben und Schleimpilzen. Zusammen werden sie auch als Amorphea bezeichnet und als monophyletische Gruppe von allen übrigen Eukaryoten abgegrenzt (Adl et al. 2012).

Resumé

In den folgenden Unterrichtsvorschlägen kann nur eine kleine Auswahl aus den möglichen pilzkundlichen Themen gegeben werden. Wir mussten auswählen, genau so, wie jede Lehrperson immer auswählen muss, wenn sie ein komplexes Thema bearbeiten will. Wir hoffen aber, dass deutlich wurde, dass Pilze in fast allen Teilgebieten der Life Sciences eine Rolle spielen, insbesondere auch in Bereichen der angewandten Biologie, und dass es sich lohnt, im Biologieunterricht nicht nur beim „Ökosystem Wald“ auf die Bedeutung dieser fantastischen Fadenwesen zu sprechen zu kommen.

Literarur und Quellen unter

http://www.wilfried-probst.de/site/wp-admin/post.php?post=709&action=edit

Wachsen lassen – Naturschutz an Rändern, Säumen und Kanten

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„Grün ist in unseren zivilisierten Städten nicht mehr die normale Farbe der Erdeoberfläche, die nicht nur nichts kostet, sondern sogar das einzig produktive Element aller biologischen Systeme ist – Grün ist hier vielmehr ein teures Produkt…. . Zur Zeit kostet die Planung und Ausführung einer nicht aufwändigen Grünanlage 10 bis 20 DM pro Quadratmeter und die Unterhaltung 10 % dieser Erstinvestition in jedem folgenden Jahr. Der Warencharakter der Natur hat hier ihre ökologische Qualität ausgeschaltet…“ (Peter Kramer 1977)

Lasst es wachsen!

Unsere Kulturlandschaft besteht durchgehend aus verplanten Flächen: Äcker, Wiesen, Weiden, Wälder, Wege, Gärten, Parks, Sportplätze, Wohnhäuser , Industrieanlagen, Bahnlinien und nicht zuletzt Straßen und Parkplätze. Äcker werden gedüngt, gespritzt und umgepflügt, Wiesen werden gemäht und mit Jauche vollgeschüttet, Weiden werden abgefressen, Wälder bewirtschaftet, Wege, Gärten und Parks gepflegt, das heißt der Rasen wird wöchentlich gemäht, die Hecken werden wenigstens zweimal im Jahr geschnitten, Unkraut wird gejätet und oft auch weggespritzt, Beete werden im monatlichen Turnus neu bepflanzt ….

Die Bearbeitung dieser Kulturflächen ist in vielen Fällen notwendig. Wenn man eine Wiese nie mehr mäht wird daraus in ein, zwei Jahrzehnen ein Gebüsch und in einem Jahrhunderten ein Hochwald. Einen Acker muss man regelmäßig bestellen, abernten, düngen und auch spritzen, um ernten zu können.  Aber wie sieht es mit den Rändern und den Grenzen zwischen den verschiedenen Nutzungsflächen aus? Ich meine, hier besteht für den Naturschutz ein riesiges Potenzial, das für den Naturhaushalt vermutlich ergiebiger ist, als die in ihrem Flächenanteil sehr beschränkten Naturschutzgebiete. Außerdem hilft der Randschutz, verinselte naturnahe Flächen zu vernetzen.

Wegrand bei Oberteuringen, 16.7.2016 (Foto Probst)

Wegrand bei Oberteuringen, 16.7.2016 (Foto Probst)

Wenn man eine Hecke nicht schneidet, wird man mit der Zeit den Weg daneben nicht mehr benutzen können. Aber wenn man den Wegrand nicht vor September  mäht, haben dort viele Kräuter und Gräser die Möglichkeit zu blühen und zu fruchten, Bienen, Hummeln, Schwebfliegen, Schmetterlinge und Käfer können sich monatelang am Nektar bedienen, Raupen, Blattwanzen, Zikaden, und Heuschrecken finden Futter und Spinnen können ihre Netze  bauen. An Zäunen muss das Unkraut nicht mit Glyphosat weggespritzt werden, Gräser und Kräuter sind meistens wesentlich schöner anzusehen als kahle Zäune. Auch Mauern werden durch hohe Kräuter an der Mauerbasis und Bewuchs der Mauerritzen schöner, die meisten Wege werden durch hochgewachsene Wegrandpflanzen nicht unbrauchbar sondern geschmückt. Die Ränder von Bürgersteigen müssen nicht wöchentlich vom Krautbewuchs befreit werden, der Bewuchs von Pflasterritzen belohnt bei zeitweiliger Duldung durch schöne Blüten. Ein großes zum Teil auch schon genutztes Potenzial ist der Wildwuchs an Gewässerrändern und Waldrändern.

Gehsteigkante mit Acker-Winde, Oberteuringen, 27.7.2016 (Foto Probst)

Gehsteigkante mit Acker-Winde, Oberteuringen, 27.7.2016 (Foto Probst)

Zwischen Radweg und Straße, Waltenweiler, 27.6.2016 (Foto Probst)

Zwischen Radweg und Straße, Waltenweiler, 27.6.2016 (Foto Probst)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vor allem in Siedlungen und Industriegebieten gibt es immer wieder Flächen, die vorübergehend nicht genutzt werden. Solche Brachen sollte man so lange wie möglich sich selbst überlassen – wachsen lassen.

Natur ausschalten – Natur einschalten

Der niederländische Archtekt und Städteplaner Louis Guillaume le Roy (1924 – 2012) plädierte in seinem 1973 erschienenen und damals viel diskutierten Buch „Natur ausschalten – Natur Einschalten“ für eine vehemente Umkehr unsere Einstellung zu Gärten und Grünanlagen. In seiner Heimatstadt Heerenveen konnte er seine Ideen verwirklichen. Statt aufwändiger Grünanlagen schuf er hier abwechslungsreiche Brachflächen mit unterschiedlichen Materialien, insbesondere Bauschutt, und ließ es wachsen. Es entstanden bemerkenswerte vielfältige Biotope mit einem ganz besonderen ästhetischen Reiz.

Die Grundidee le Roys: Natürliche Systeme sind,  wenn man sie sich selber überlässt, erstaunlich stabil, da sie über sehr komplexe Regulationssysteme verfügen. Erst wenn man „Natur ausschaltet“ werden immer aufwändigere Pflegemaßnahmen nötig. Für die Gestaltung von Gärten und Grünanlagen aber auch für alle anderen anthropogen überformten Landschaften sollte deshalb das Prinzip der Eingriffsminimierung gelten. Eingriffe und Pflegemaßnahmen sollten nur insoweit durchgeführt werden, als dafür eine funktionale Notwendigkeit besteht.

Für die Entfernung von Krautwuchs an Zäunen zum Beispiel gibt es eindeutig keine solche funktionelle Notwendigkeit. Aber auch bei der Gestaltung von Wegrändern, Straßenrändern, Grünstreifen zwischen Radweg und Straße, Mauerbewuchs, Bewuchs von Gehsteigskanten, Plattenfugen und Grabenrändern könnte man in vielen Fällen le Roy’s Prinzip des Wachsenlassens großen Raum geben.

In dem dieses Jahr auch in deutscher Sprache erschienenen Buch von Dave Goulson, dem britischen Hummelforscher und Naturschützer „Die seltensten Bienen der Welt.: Ein Reisebericht“ findet sich im Epilog – per internet zugänglich – ein sehr lesenswertes Plädoyer für das Wachsenlassen.

https://www.amazon.de/Die-seltensten-Bienen-Welt-Reisebericht/dp/3446255036#reader_3446255036

Aus einem Blumentopf mit Komposterde ohne Bepflanzung oder Einsaat in vier Monaten gewachsen

Botanische Exkursionen

33  Jahre nach der 2. Auflage der „Botanischen Exkursionen im Winterhalbjahr“ und 27 Jahre nach der 2. Auflage der „Botanischen Exkursionen im Sommerhalbjahr“ hat der Springer-Verlag von beiden Büchern einen Nachdruck herausgegeben.

Auf einer Exkursion am 3^.5.1980 an der Rodau, PH Flensburg

Auf einer Exkursion am 30.5.1980 an der Rodau, PH Flensburg

Eine Besonderheit unseres Exkursionskonzeptes in den 1980er Jahren war eine Hinwendung von der „Demonstrationsexkursion“ zur „Arbeitsexkursion“. Der Exkursionsleiter oder die Exkursionsleiterin sollten nicht die einzigen Agierenden in einer Schar von ZuhörerInnen sein, vielmehr sollten sich die ExkursionsteilnehmerInnen selbst aktiv am Geschehen beteiligen. Dies war der Grund dafür, dass wir bei jeder Exkursion Arbeitsaufgaben für die Teilnehmer angegeben haben. Außerdem sollten die unter dem Titel angeführten thematischen Schwerpunkte auf Möglichkeiten hinweisen, mit dem speziellen Exkursionsthema über die Formenkenntnis hinaus Inhalte aus der Allgemeinen Biologie zu vermitteln.

Laubgehölze im Winter, Ausschnitt aus den Merk- und Bestimmungstabellen in den "Exkursionen im Witerhalbjahr"

Laubgehölze im Winter, Ausschnitt aus den Merk- und Bestimmungstabellen in den „Exkursionen im Winterhalbjahr“

Wichtiger Bestandteil der Exkursionsbücher waren  Merk- und Bestimmungstabellen, die allerdings kein Ersatz für einen wissenschaftlichen Bestimmungsschlüssel sein sollen. Sie sind in erster Linie als Gedächtnisstütze im Gelände und als Hilfe bei der Vorbereitung gedacht, da sie – übersichtlich angeordnet – die nicht mikroskopischen Unterscheidungsmerkmale zusammenstellen. In dieser Funktion haben sie sich im Unterricht vielfach bewährt.

Eindruck von einer Botanischen Exkursion um 1965 (aus: Botanische Exkursionen im Winterhalbjahr)

Eindruck von einer Botanischen Exkursion um 1965 (aus: Botanische Exkursionen im Winterhalbjahr)

Ich bin auch heute noch der Meinung, dass biologische Formenkenntnis einen wichtigen Teil der Allgemeinbildung ausmacht und deshalb auch unverzichtbare Unterrichtsstoff in den allgemein bildenden Schulen sein sollte. Dies wiederum setzt voraus, dass auch Biologielehrerinnen und -lehrer eine entsprechende Schulung erhalten sollten – auch wenn der Umfang der Life Sciences sich in den 40 Jahren, seitdem die Bücher konzipiert wurden, sehr stark vergrößert hat. Die „Botanischen Exkursionen“ können dazu vielleicht auch heute noch einen wichtigen Beitrag leisten und ich freue mich deshalb, dass der Springer-Verlag sie mit einem Nachdruck und einer Ausgabe als E-Book wieder zugänglich macht. Bei der Benutzung der Bücher darf allerdings nicht übersehen werden, dass sich im Hinblick auf Systematik, Taxonomie und Nomenklatur der Pflanzen und Pilze in den letzten Jahrzehnten sehr viel verändert hat. Zu verdanken ist dies vor allem den ganz neuen Möglichkeiten, die sich durch vergleichende molekulargenetische Untersuchungen ergeben haben.

Haller, B./Probst, W.: Botanischer Exkursionen Band I, Winterhalbjahr, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1978,1983, Nachdruck 2016, ISBN 978-3-662-48687-0 eBook: 978-3-602-48688-7

Haller, B./Probst, W.: Botanischer Exkursionen Band II, Sommererhalbjahr, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1980,1989, Nachdruck 2016, ISBN 978-3-662-48685-6 eBook: 978-3-602-48686-3

Saumbiotope – Grenzen und Übergänge (zu UB 425)

Immer häufiger sieht man an Straßenrändern, auf Verkehrsinseln oder an Ackerrandstreifen bunte Blumen blühen. Das sind nicht nur Klatsch-Mohn und Kornblume, Schafgarbe, Wilde Möhre und Wegwarte sondern auch Sommermalve (Malope trifida), Großblütiger Lein (Linum grandiflorum), Büschelschön (Phacelia tanacetifolia), Vogelfuß-Mädchenauge (Coreopsis palmata), Doldige Schleifenblume (Iberis umbellata) und andere Exoten, vorwiegend aus etwas wärmeren Regionen Europas und Amerikas. Für „Blühstreifen“ an Äckern gibt es für Landwirte sogar Fördermittel. Mittlerweile bieten Saatgutfirmen bereits ein differenziertes Angebot an Samenmischungen an. Sind es nur ästhetische Gesichtspunkte, die zu diesen „Blumenstreifen“ Anlass geben? Stehen dahinter auch ökologische Überlegungen und Ziele? Diese blühenden Wegränder sehen zweifellos schön aus, sie werden auch von blütenbesuchenden Insekten gerne angenommen. Ist es sinnvoll, dafür vor allem nicht einheimische Arten zu nutzen?

Diese Fragen führen zu der übergeordneten Frage, welche besonderen Merkmale solche Übergänge und Grenzen zwischen verschiedenen Landschaftselementen kennzeichnen. Was zeichnet Saumbiotope aus?

Das Unterricht Biologie Heft 425 „Saumbiotope – Grenzen und Übergänge“ ist im Juli 2017 erschienen

Grenzen und Übergänge

Räumlich begrenzte Lebensgemeinschaften, deren Organismen untereinander besonders zahlreiche Wechselbeziehungen zeigen, bezeichnet man zusammen mit ihrer unbelebten Umwelt als Ökosystem. Ein solches System kann ein begrenzter Waldbestand, ein kleines Moor, ein Dorfteich oder eine Felskuppe sein. Aber auch viel größere Einheiten, etwa ein großer See oder Meeresteil oder ein riesiges Waldgebiet wie das Amazonasbecken kann man als Ökosystem auffassen.
Bei naturnahen Landschaften sind die Grenzen zwischen verschiedenen Ökosystemen oft keine scharf gezogenen Linien, vielmehr sind es allmähliche Übergänge. Dies gilt für großräumige Übergänge, etwa vom tropischen Regenwald zur Savanne oder von der Taiga in die Tundra. Diese Übergangsbereiche werden auch als Ökotone bezeichnet.

Vegetationszonierung im Vorderrheintal bei Sedrun

Vegetationszonierung im Vorderrheintal bei Sedrun (Foto Probst)

Es gilt aber auch für kleinere Gebiete, zum Beispiel für die Baumgrenze an einem Gebirgsmassiv.

Scharfe Grenzen hängen oft mit menschlichen Aktivitäten zusammen: Waldränder, Feldraine und Straßenränder sind dafür typische Beispiele. Aber auch katastrophenartige Naturereignisse wie Waldbrände, Sturmschäden, Lawinen, Vulkanausbrüche oder Überschwemmungen haben die Ausbildung scharfer Grenzen zur Folge, die allerdings meist im Laufe der Zeit wieder ausgeglichen werden.
Auch steile Umweltgradienten, zum Beispiel die Wassertiefe an einem Gewässerufer oder die Meereshöhe in einem Gebirge, können zu deutlich erkennbaren Zonierungen führen, bei denen die einzelnen Pflanzengemeinschaften scharf gegeneinander abgegrenzt sind.

Der besondere Reiz solcher Grenzen besteht darin, dass es hier zu einer Vermischung von zwei verschiedenen Lebensgemeinschaften kommt. Solche „Säume“ oder „Ökotone“ bieten besonders viele ökologische Nischen und sind deshalb oft besonders artenreich. Sie erfüllen wichtige ökologische Funktionen, zum Beispiel als Brutplatz für Vögel, Wanderwege für Reptilien und Amphibien, Überwinterungsquartiere für Wirbellose oder Nahrungsspender für Blüten besuchende Insekten.

Saumbiotope in der mitteleuropäischen Kulturlandschaft

Mitteleuropäische Kulturlandschaft (Baden-Württemberg)

Mitteleuropäische Kulturlandschaft (Baden-Württemberg; Foto Probst)

Saumbiotope sind wesentliche Elemente der traditionellen Kulturlandschaft. Sie sind mit der Entwicklung des Ackerbaus seit dem Neolithikum und der Bronzezeit unter dem Einfluss des Menschen entstanden. In Mitteleuropa haben sich diese kleinräumigen Strukturen mit der Auflockerung und Zurückdrängung der ursprünglichen Urwälder in den vergangenen 6000 Jahren allmählich entwickelt. Dadurch hat sich die Anzahl der Pflanzen- und Tierarten, die Biodiversität, stark erhöht. Schaut man sich die Verteilung der Tier- und Pflanzenarten in einer kleinräumig strukturierten, von Wallhecken, Wegrändern, kleinen Gehölzen und Wasserläufen geprägten Landschaft an, so sind die flächigen Landschafselemente relativ artenarm, die meisten Arten konzentrieren sich in den Saumbiotopen. Viele Arten aus den bewirtschafteten Arealen haben

Hochgewachsener Straßenrand mit Glatthafer und Margeriten

Hochgewachsener Straßenrandstreifen mit Glatthafer und Margeriten (Foto Probst)

in den Saumbiotopen eine Rückzugsmöglichkeit gefunden. Dabei kam es im Laufe der Jahrhundrte auch zu Einnischungsprozessen, die Arten haben sich in Anpassung an die besonderen Bedingungen der Saumbiotope  etwas verändert. Auch für eine Reihe neu eingewanderter Arten bieten Saumbiotope günstige Bedingungen.

Eine besondere Bedeutung kommt Saumbiotopen für die Vernetzung von Ökosystemen zu. In einer wenig strukturierten Agrarlandschaft kann die ökologische Qualität durch Ökotone wesentlich verbessert werden. Ein besonderes Problem riesiger Felder in einer ausgeräumten Landschaft ist die Bodenerosion. In Mecklenburg-Vorpommern, einen Bundesland mit besonders vielen großflächigen Äckern, gelten mehr als die Hälfte der Böden als erosionsgefährdet, in ganz Deutschland immerhin 14% (Umweltbundesamt). Das ist ein Grund dafür, dass der Naturschutz ein besonderes Augenmerk auf die Ökotondichte einer Landschaft legt.

Schutz und Pflege von Saumbiotopen

Durch Beweidung stark degradierter Knick, Ausacker b.Flensburg, 1984 (Foto Probst)

Durch Beweidung stark degradierter Knick, Ausacker bei Flensburg, 1984 (Foto Probst)

Allerdings sind Grenzen in einer Kulturlandschaft nicht immer ein wertvoller Saumbiotop. Wallhecken wachsen zu weniger nischenreichen Baumreihen aus, wenn sie nicht regelmäßig „auf den Stock gesetzt“ werden. Dabei sollte man allerdings darauf achten, dass die zurückgeschnittenen Strecken nicht zu lang sind, damit sich für die Arten Rückzugsmöglichkeiten eröffnen. Durch Beweidung können die Wälle erodieren und die Krautvegetation vernichtet werden, durch Pestizideinsatz auf dem angrenzenden Acker können Tiere und Pflanzen geschädigt werden.

Herbicideinsatz am Wegrand (Foto Probst)

Herbicideinsatz am Wegrand (Foto Probst)

Ähnliches gilt für Wegränder und Straßenränder. Frühzeitiges und häufiges Mähen mindert ihren Wert. Erst wenn die Pflanzen blühen, können sie Blütenbestäuber ernähren und erst wenn sie reife Früchte ausbilden können sie sich selbt vermehren und auch als Futterpflanzen für Vögel und andere Tiere zur Verfügung stehen. Auch noch im Winter bieten Fruchtstände („Wintersteher“) Futter und Unterschlupf- und Überwinterungsmöglichkeiten für Insekten.

Waldränder sind umso artenreicher, je dichter der Gebüschsaum und der Hochstaudenbestand ausgebildet sind.Allerdings wird sich von einem Waldrand ausgehend in einem Waldklima der Wald allmählich ausdehnen, wenn man der Natur ihren Lauf lässt. Durch Wurzelausläufer und Keimlinge vordringende Gehölzpflanzen wird der Landwirt deshalb abmähen  und umpflügen müssen. Mäht man allerdings mit dem Schlegelmäher hart an der Waldgrenze entlang, führt dies schnell zu einer Auflockerung des dichten Gebüschstreifens, der dadurch viele seiner ökologischen Funktionen verliert.

Gewässerränder können je nach Uferprofil und Gewässertyp sehr unterschiedlich aussehen.Besonders stark wurden die Fließgewässer in der mitteleuropäischen Landschaft im Laufe der Jahrhunderte verändert. Um die landwirtschaftlich nutzbaren Flächer zu vergrößern wurden nicht nur die Übergangszonen, verschmälert, die Bäche selbst wurden begradigt, tiefer gelegt, und regelmäßig ausgeräumt und ihre Ufervegetation abgemäht. Die Renaturierung von Bachläufen ist deshalb heute ein wichtiger Bereich des Natur- und Umweltschutzes.

Die charakteristischen Saumbiotope an großen Wasserläufen, die Auwälder, sind fast vollständig aus unserem Landschaftsbild verschwunden. Dabei handelt es sich um ursprünglich besonders artenreiche für den Naturhaushalt einer Landschaft wichtige Biotope: “ In den Auen der Schweiz wurden bisher gegen 1200 Pflanzenarten erfasst, wobei die tatsächliche Zahl wahrscheinlich 1500 Arten übersteigt. Dies entspräche der Hälfte der Schweizer Flora auf einem halben Prozent der Landesfläche. Wie die botanische ist auch die zoologische Vielfalt gross: Schmetterlinge, Libellen, Heuschrecken nutzen die verschiedenen Auenbiotope im Lauf ihres Lebenszyklus; Amphibien und Fische, zahlreiche Vogel- und Säugetierarten finden hier Nahrung und Unterschlupf.“ http://www.waldwissen.net/wald/naturschutz/gewaesser/wsl_auen_schweiz/index_DE?dossierurl=http://www.waldwissen.net/dossiers/wsl_dossier_auen/index_DE

Auch an stehenden Gewässern kommt dem Schutz der Gewässerrandstreifen eine besondere Bedeutung zu und auch hier sind natürliche Verhältnisse nur noch an sehr wenigen Stellen zu finden.

Gewässerränder sollten durch Schutzstreifen vor Einträgen aus der Landwirtschaft (Dünger, Pestizide) aber auch vor menschlichem Zutritt geschützt werden.

Auch Meeresküsten zeigen eine charakteristische Zonierung, die allerdings je nach Küstenform sehr unterschiedlich aussehen kann. Bei den an der deutschen Nordseeküste so charakteristischen Wattflächen handelt es sich um flächenhafte Ökosysteme, die nicht  als Saumbiotope im eigentlich Sinne bezeichnet werden können.

Halophytenflur auf Baltrum, 1982 (Foto Probst)

Halophytenflur auf Baltrum, 1982 (Foto Probst)

Dünen und Salzwiesen zeigen schon eher die Charaktristika von Saumbiotopen, in denen sich Elemente der angrenzenden Lebensräume mit den typischen Vertretern mischen. Sehr enge Säume bilden sich an Felsküsten, die  in Deutschland allerdings weitgehend auf die Insel Helgeland begrenzt sind. Sie sind aber charkteristisch für mediterrane Küsten.

Natüriche Küstensäume sind durch anthropogene Einflüsse vielfach verändert worden. Ein Rolle spielen künstliche Befestigungen und Schutzanlagen (Deiche, Grabensysteme und Befestigungen zur Landgewinnung), Verbauungen, Hafenanlgen usw. . Hinzu kommen Einleitungen von Abwässern sowie Düngemitteln und Pestiziden. Tropische Mangroveküsten sind insbesondere durch Aquakulturen, vor allem Garnelenfarmen, bedroht.

Fragmentierung

Oft sind Saumbiotope besonders artenreich, da in ihnen die Arten beider angrenzender Biotope zu finden sind. Es wäre allerdings die falsche Schlussfolgerung, wenn man daraus ableiten würde, dass eine Zerstückelung großer Lebensräume grundsätzlich die Biodiversität erhöhen würde. Im Gegenteil, die Habitatfragmentierung, also die Aufspaltung der Lebensräume von Tier- und Pflanzenarten, wird als eine wichtige Ursache für die Verminderung der Biodiversität angesehen. Lebensraumzerschneidungen, der Aufbau von Barrieren und Grenzen zwischen verschiedenen Teilen einer Population, schränkt den genetischen Austausch ein und kann letzlich zum Aussterben von Artejn führen, wenn die Teilpopulationen eine bestimmte Größe unterschreiten.  Um diese nachteiligen Effekte zu vermeiden, ist es wichtig, dass Korridore erhalten bleiben, durch die eine Verbindung der Teillebensräume erhälten bleibt. Der Zerschneidungseffekt von Verkehrswegen kann zum Beispiel durch grüne Brücken über Autobahnen oder durch Krötentunnel unter Landstraßen ein bisschen gemindert werden.

Besonders gefährlich ist die Fragmentierung für artenreiche, großflächige Ökosysteme, die eine lange Evolution hinter sich haben, wie zum Beispiel das Amazonasbecken. Rodungen und der Bau von Verkehrswegen haben hier zu vielen neuen Waldgrenzen geführt. Die Veränderungen durch eine solche Grenze wirken sich oft 100m in das Innere des Ökosystems aus. Das veränderte Mikroklima begünstigt die Einwanderung von neuen, auch invasiven Arten, dichterer Unterwuchs kann das Übergreifen von Feuern von angrenzenden Wirtschaftsflächen fördern. Dadurch verändert sich das Artengefüge, je kleiner die neuen Teillebensräume, desto größer ist der Verlust an Biodiversität.

Saumbiotope im Biologieunterricht

Saumbiotope haben oft etwas mit menschlichen Aktivitäten zu tun. Damit können Menschen aber auch Einfluss nehmen auf die  Qualität solcher Übergänge. Dabei bietet es sich besonders an, Beispiele aus dem direkten Umfeld der SchülerInnen, aus der eigenen Gemeinde, in den Mittelpunkt des Unterrichts zu stellen. In ländlichen Gemeinden können sich SchülerInnen  zum Beispiel über Aussehen und Pflege von Ackerrandstreifen informieren und eigene Vorstellungen mit betroffenen Landwirten diskutieren. In Städten können Parkpflegekonzepte und die Pflege von Weg- und Straßenrändern thematisiert und wenn möglich mit Anwohnern und Mitarbeitern des Umwelt- und Grünamtes besprochen werden. Dabei können  ökologische Grundkenntnisse über Artenschutz und Biodiversität, Verinselung von Vernetzung, Einnischung und Konkurrenz, Eutrophierung und Anreicherung von Schadstoffen in der Nahrungskette vermittelt werden. Es zeigt sich aber auch, dass wirtschaftliche Interessen, Fragen der Verkehrssicherheit und ästhetische Vorstellungen und Bdürfnisse der Bevölkerung berücksichtigt werden müssen. Auf dieser Basis kann es gelingen,  die Folgen von Pflegemaßnahmen und Eingriffen zu verstehen und dieses Verständnis zu nutzen, um sich in der Gemeinde aktiv für sinnvolle Naturschutzmaßnahmen einzusetzen.

Mögliche Themen

Vielfalt an Straßenrändern
Anzahl blühender Pflanzen in verschiedenen Saumbiotopen
Lebensraum Wallhecke (Knick)
Ackerrandstreifen
Bachufer
Seeufer (z. B. Kartierung eines Gewässerufers)

Uferkartierung mit Klebepunkten (Foto: Probst)

Uferkartierung mit Klebepunkten (Foto: Probst)

 

 

 

 

 

 

 

 

Meeresküste, Spülsaum
Leben am Waldrand (z. B. Tierspurensuche am Waldrand, Vegetationstransekt vom Wald auf die Wiese)
Transektmethode zur Aufnahme von Übergängen
Waldgrenze im Gebirge
Höhenzonierung
Luftbildauswertung zu Saumbiotopen in unterschiedlichen Landschaften
Verbesserung der Ökotondichte (Ausarbeitung von Vorschlägen für die eigene Gemeinde)
Biotopverbund

Literaturauswahl und URLs

Beck, E. (2015): Biodiversitätsforschung – wohin geht die Reise? Biol.Unserer Zeit 45(2), S. 98-105

Ellenberg, H./Leuschner, L. (6. A., 2010): Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen Stuttgart: Ulmer (UTB)

Frey, ./Lösch, R. (3.A., 2010): Geobotanik. Pflanze und Vegetation in Raum und Zeit. Heidelberg: Spektrum

Heydemann, B./Hofmann, W./Irmler, U. (Hrsg, 1990): Verbundfunktion von Straßenrandökosystemen. Faunistisch-Ökol. Mitt., Suppl.9, Neumünster: K. Wachtholtz

Hobohm, C. (2000): Biodiversität. UTB 2162, Wiebelsheim: Quelle und Meyer

Kronberg, I. (Hrsgin.,1999): Saumbiotope. UB 245 (23.Jg.)

Kühne, S./Freier, B. (2012): Saumbiotope und ihre Bedeutung für Artenvielfalt und biologischen Pflanzenschutz. Workshop „Biological Diversity in Agricultural
Landscapes“ – February 09-10, 2012, Berlin-Dahlem
http://pub.jki.bund.de/index.php/JKA/article/view/2201/2585

Plachter, H. (1991): Naturschutz. Stuttgart: G.Fischer

Poschold, P. (2015): Geschichte der Kulturlandschaft. Stuttgart:Ulmer

Riedel, W./Lange, H. (Hrsg., 2. A., 2002): Landschaftsplanung. Heidelberg,Berlin: Spektrum

Schwarz, L. (2016): Als der Boden wegflog. TAZ vom 8.4.2016

Starkmann, T. (2017): Blühende Vielfalt am Wegesrand. Praxis-Leitfaden für artenriche Weg- und Feldränder. LANUV-Info 39 https://www.lanuv.nrw.de/fileadmin/lanuvpubl/1_infoblaetter/info39_Broschuere_Wegrain.pdf

Tschumi, M. et al.(2015): Wildflower strips enhance biological pest control and yield. In: Gesellschaft für Ökologie e. V. (Hrsg.): Verhandlungen der Gesellschaft für Ökologie. Band 45. S. 163ff, Marburg: Görich & Weiershäuser.

Walter, H. (1976): Die ökologischen Systeme der Kontinente (Biogeosphäre). Stuttgart, New York: G. Fischer

http://www.brodowin.de/naturschutz/saumbiotope/

http://www.karch.ch/karch/page-34517_de.html

http://www.landwirtschaftsamt.tg.ch/documents/2015_LQ-Merkblatt__205_Blumenstreifen_am_Ackerrand_Wegleitung_Projekthomepage.pdf

http://www.nachhaltigleben.ch/1-blog/3398-schaedlinge-bekaempfen-blumenstreifen-koennten-pestizide-ersetzen

https://umweltministerium.hessen.de/sites/default/files/media/hmuelv/ackerrandstreifen.pdf

http://naturschutzbund.at/service/newsletter-leser/items/bedrohte-wunderwelt-am-wegesrand.html?file=tl_files/Inhaltsbilder/Service/newsletter/pdf/062_wegraender_anhang.pdf.

https://www.sielmann-stiftung.de/projekte/sielmanns-biotopverbunde/

http://www.naturschutzinformationen-nrw.de/vns/de/foerderkulissen/extens_ackernutzung/ackerrandstreifen

http://www.fva-bw.de/publikationen/merkblatt/mb_48.pdf

http://www.kn-online.de/News/Aktuelle-Nachrichten-Rendsburg/Nachrichten-aus-Rendsburg/Bluetenpracht-der-Saumbiotope-bietet-neuen-Lebensraum

http://www.waldwissen.net/wald/naturschutz/gewaesser/wsl_auen_schweiz/index_DE?dossier_rated=1#bew

http://www.baden-wuerttemberg.de/de/service/presse/pressemitteilung/pid/start-des-modellprojekts-strassenbegleitgruen-1/

UB 405 „Pilze“ und UB 406 Schülerkompakt „Ab in die Pilze“ sind erschienen

Von der Planung bis zum Erscheinen eines Unterricht Biologie Heftes vergehen gut zwei Jahre. Trotzdem wird es in den letzten Monaten meistens etwas hektisch und nicht immer kann der Erscheinungstermin ganz pünktlich eingehalten werden. Nun sind die beiden Hefte zu den Pilzen – für Juni und Juli 2015 vorgesehen- tatsächlich Ende Juni erschienen.

Die beiden Hefte ergänzen sich. Während wir im regulären UB-Heft 405 versucht haben, möglichst viele Facetten der Pilzkunde einzubeziehen, stehen im Kompakt (UB 406) Pilze im Mittelpunkt, die man in Wald und Wiese finden kann. Dabei geht es natürlich nicht nur ums Essen, sondern auch um Hexenringe  und Sporenbilder, Pilz-Baum-Partnerschaften, Pilzdüfte und Plzfarben und Pilze als Werkstoffe und Bastelmaterial.

Die unten stehenden Inhaltsverzeichnisse sollen Ihr Interesse wecken.

Inhalt UB 405

Inhalt UB 405

Inhalt UB 406

Inhalt UB 406

Seekühe – von Manatis, Dugongs und der Stellerschen Seekuh

So könnte Georg Wilhelm Steller 1742 die Riesenseekühe vor der Beringinsel gesehen haben

So könnte Georg Wilhelm Steller 1742 die Riesenseekühe vor der Beringinsel gesehen haben (Grafik W. Probst)

„Ah! Es schwimmt! Es taucht unter! rief Ned-Land. Tausend Teufel! Was mag dies für ein Thier sein? Es hat nicht den zweispaltigen Schwanz der Wallfische oder Pottfische, und seine Flossen sehen aus wie verstümmelte Gliedmaßen.
– Aber dann … sprach ich.
– Richtig, fuhr der Kanadier fort, es liegt auf dem Rücken und streckt seine Brüste empor!
– Eine Sirene, rief Conseil, eine echte Sirene, nehmen Sie’s nicht übel mein Herr.
Dies Wort brachte mich auf den rechten Weg, und ich sah, daß dies Thier zu den Seegeschöpfen gehörte, woraus die Fabel Sirenen und Fischweibchen gemacht hat.
-Nein, sagte ich zu Conseil, eine Sirene ist’s nicht, aber ein merkwürdiges Geschöpf, von dem es kaum noch einige Exemplare im Roten Meer giebt. Es ist ein Dugong.
– Ordnung der Sirenen, Gruppe der fischförmigen, Unterclasse der Monodelphine, Classe der Säugetiere, Abtheilung der Wirbelthiere,“ erwiderte Conseil.“

In Jules Vernes legendären Roman „20 000 Meilen unter dem Meer“ treffen die Seefahrer des Nautilus im Roten Meer auf ein Seetier von über 7 m Länge. Es wird zwar als „Dugong“ bezeichnet, was von der Verbreitung her korrekt wäre, aber in die Beschreibung hat Jules Verne wohl auch Berichte über die wesentlich größere Riesen-Seekuh einfließen lassen, die vermutlich schon ausgestorben war, als er seinen Roman schrieb. Auch Kapitän Nemo und seine Gäste verschonen das große Seetier nicht, obwohl Professor Conseil Bedenken anmeldet:
„– Herr Kapitän, sagte darauf Conseil im Ernst, wenn es vielleicht das letzte seiner Race wäre, würde es dann nicht besser sein es zu schonen, im Interesse der Wissenschaft?
– Vielleicht, entgegnete der Canadier; aber im Interesse der Küche ist‘s besser, es zu erlegen.
– Gehen Sie nur an’s Werk, Meister Land“, erwiderte der Kapitän Nemo.“

Stellers Seekuh

Ich hatte eine virtuelle Begegnung mit der fantastischen Riesen-Sirene (Ordnung Sirenia = Seekühe, s.u.), als ich versuchte, Adelbert von Chamissos Reise um die Erde nachzureisen. Dies war der Anlass, mich etwas genauer über diesen Meeressäuger und seine Verwandten zu informieren.
Chamisso fuhr auf der russischen Brigg Rurik unter Kapitän Otto von Kotzebue von Kamtschatka in die Beringstraße und dabei passierte das Expeditionsschiff am 20. Juli 1816 die Beringinsel, wie die Beringstraße, die Sibirien von Alaska trennt, nach dem dänischen Kapitän und Expeditionsleiter Vitus Bering benannt (vgl. Der Palme luft’ge Krone – mit Chamisso auf Weltreise). Bering leitete im 18. Jahrhundert im Auftrag der russischen Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg zwei große Expeditionen zur Erforschung Ostsibiriens und der Verbindung zwischen Sibirien und Alaska. Bei der zweiten Exedition kam er als Schiffbrüchiger auf der Beringinsel ums Leben. Vorher hatte er von Kamtschatkas Awatscha-Bucht kommend auf einem Kurs südlich der Aleutenkette die Insel Kayak vor der Westamerikanischen Küste erreicht. Auf der Rückreise geriet das Expeditionsschiff immer wieder in gefährliche Weststürme und kenterte schließlich vor der später so benannten Beringinsel. Die Beringinsel, ihre Nachbarinsel Medni und einige weitere kleinere Inseln gehören zu den Kommandeurinseln, die zwischen den Aleuten und Kamtschatka gelegen das nördliche Beringmeer vom übrigen Nordpazifik abtrennen. Geologisch sind sie den Aleuten zuzuordnen. Bering erlag auf dieser Insel im Dezember 1741 einer schweren Krankheit.
Chamisso hatte bei seiner Passage einen Blick auf das westliche Ende der Insel, das sich – wie er in seinem Reisetagebuch schreibt –
„…mit sanften Hügeln und ruhigen Linien zum Meere senkt. Sie erschien uns im schönen Grün der Alpentriften; nur stellenweise lag Schnee“.

Alle Kommandeurinseln und das umgebende Meer wurden am 23. April 1993 von der Russischen Föderation zum Naturreservat erklärt. http://de.sputniknews.com/german.ruvr.ru/photoalbum/61068875/?slide-1

Wenn selbst im Juli auf dieser Insel noch Schnee lag, kann man sich einen Begriff von dem Klima machen, dem die Schiffbrüchigen der Bering-Expedition, die es Anfang November auf die Insel verschlug, ausgesetzt waren.
Unter diesen Schiffbrüchigen war auch der deutsche Arzt und Naturwissenschaftler Georg Wilhelm Steller. Nicht zuletzt seinem Mut und Geschick war es zu verdanken, dass immerhin 46 der ursprünglich 77 Schiffbrüchigen die Rückkehr nach Kamtschatka gelang. Trotz des ständigen Kampfes ums Überleben bemühte sich Steller um eine naturkundliche Erforschung der Insel. Er beschrieb Seeotter, Seelöwen und Seebären und bemerkte schon kurz nach der Ankunft auf der Insel eigenartige Wassertiere von erstaunlichen Ausmaßen, von denen man meistens nur einen großen dunkelbraunen Rücken über die Wasseroberfläche ragen sah. Erst nachdem die Strapazen des Winters einigermaßen überstanden waren, fand Steller Zeit, sich etwas intensiver mit diesen seltsamen Tieren zu beschäftigen.
Steller kannte die Beschreibung Dampiers von dem karibischen Manati und er konnte die großen Wassertiere sofort ganz korrekt dieser Säugetiergruppe der Seekühe zuordnen.
„Ich würde auf eine ausführliche Beschreibung der Seekuh verzichtet haben, wenn nicht über diese in alten Zeiten allzu Ungereimtes geschrieben worden wäre. Damals betrachteten die Naturforscher das, was sie mit eigenen Augen sehen konnten, nur sehr oberflächlich.
Ich hingegen bin bemüht gewesen, zunächst eine klare Kunde von der äußeren Gestalt des Tieres und den Bau seiner inneren Teile zu geben. Dem habe ich dann Erläuterungen zum Nutzen von Teilen des Tieres, als Speise, als Arznei und zu anderen Dingen, sowie zum Verhalten des Tieres hinzugefügt.“
So schreibt Steller später in der von ihm verfassten „Topographischen und physikalischen Beschreibung der Beringinsel“ (Sankt Petersburg und Leipzig 1781). Er war der einzige Naturwissenschaftler, der diese riesige nordische Seekuh lebend gesehen und ihre äußere und innere Anatomie sowie ihr Verhalten untersucht hat. Am 12. Juli 1742 hat Steller eine weibliche Seekuh genau vermessen und seziert. Die Körperlänge gibt er mit 296 Zoll an, der im Vergleich mit dem massigen Körper kleine kurze Kopf hat über den Augen einen Umfang von 48 Zoll, der Nacken schon 82 Zoll. Den größten Leibesumfang vemaß Steller mit 244 Zoll. Die Länge des gesamten Verdauungstraktes betrug 5168 Zoll, das Herz maß 22 auf 25 Zoll, die Nieren 32 auf 18 Zoll (ein Zoll entspricht 2,54 cm). Besonders bemerkenswert ist die dicke Haut der Tiere, die Steller an die rissige Rinde einer alten Eiche erinnerte. Oft beobachtete er Möwen und andere Seevögel, die auf den inselartig aus dem Wasser ragenden borkigen Rücken der Seekühe nach Maden hacken. Die dicke haarlose Haut erinnert also doch ein bisschen an die landlebenden Dickhäuter, die Elefanten, die ja ihre nächsten Verwandten sind. Lediglich an der Schnauze hat das Tier dicke, an Federkiele erinnernde Borsten, auch die Unterseite der zehenlosen Vorderfüße ist dicht mit kurzen Borsten besetzt. Mit den Vorderbeinen schwimmt die Seekuh vorwärts und schlägt die Algen von den Steinen am Meeresgrund ab.
„Unter diesen Vorderfüßen finden sich die Brüste, mit schwarzen, runzligen zwei Zoll langen Warzen, in deren äußerstes Ende sich unzählige Milchgänge öffnen. Wenn man die Warzen stark streift, so geben diese Milchgänge eine große Menge Milch von sich, die an Süßigkeit und Fettigkeit die Milch der Landtiee übertrifft, sich aber sonst von dieser nicht unterscheidet.“

So könnte die Stellersche Seekuh ausgesehen haben

So könnte die Stellersche Seekuh ausgesehen haben (Aquarell W. Probst)

Steller beobachtete, dass sich die Seekühe sich meistens im flachen Wasser aufhielten. Sie liebten sandige Plätze, gerne auch an den Mündungen von Flüssen. Die halbwüchsigen und jungen Tiere trieben sie meist vor sich her und schlossen Sie zwischen Erwachsene ein, um sie vor Angriffen insbesondere von Belugas zu schützen. Die erwachsenen Tiere hatten keine natürlichen Feinde Aber bei stürmischem Wetter konnten sie an Felsen geschlagen werden und dabei zu Tode kommen. Im Winter , wenn sie nicht genug Algennahrung finden konnten und dadurch stark geschwächt waren, kam es nicht selten vor, das Tiere von dem am Ufer schwimmenden Eise erstickt wurden.
Den ganzen Tag über fraßen sie, fast ununterbrochen mit dem Kopf unter Wasser. Alle 4-5 min hoben Sie die Nase aus dem Wasser und atmeten aus und ein, wobei sie ein Geräusch von sich gaben, das dem Schnauben eines Pferdes ähnelte. Bei Weidegang bewegten sie einen Fuß nach dem anderen langsam vorwärts und ließen sich kaum stören. Es kümmerte sie nicht, wenn man mitten zwischen ihnen herum schwamm oder mit einem Kahn durch die weidende Herde steuerte. Wie Steller später erfuhr, wurden die Riesenseekühe von den Kamtschadalen auch „Krautfresser“ genannt.
Steller beschrieb, dass sie sich – meist im Frühjahr – wie Menschen begatteten, also Bauch an Bauchseite das Weibchen auf dem Rücken liegend, wobei sie sich

Porträt der Stellerschen Seekuh (Aquarell W. Probst)

Porträt der Stellerschen Seekuh (Aquarell W. Probst)

mit ihren kurzen Vorderbeinen umarmten. Die Tragzeit betrug über ein Jahr und Steller konnte immer nur ein Junges beobachten. Meistens bildeten sie Familienverbände aus einem männlichen und einem weiblichen Tier und mehreren Jungtieren. Die Bindung zwischen den Familienmitgliedern schilderte Steller als sehr eng.

Warum sind diese größten marinen Pflanzenfresser ausgestorben?
Die unbewohnten Kommandeursinseln waren im 18. Jahrhundert das letzte Rückzugsgebiet der Riesen-Seekühe. Aber noch bis zum Ende der letzten Kaltzeit waren sie im Nordpazifik viel weiter verbreitet, von der Baja Californica bis nach Japan. Da sie praktisch keine natürlichen Feinde hatten, ist die Annahme nicht unwahrscheinlich, dass sie durch die ersten menschlichen Einwanderer am Ende der letzten Kaltzeit bejagt und schließlich ausgerottet wurden. Die großen Tiere hatten einen gewaltigen Stoffumsatz und sie ernährten sich hauptsächlich von den Riesentangen, die vor allem für die pazifischen Auftriebsgebiete entlang der amerikanischen Westküste und für die arktischen Zonen charakteristisch sind. Auch wenn die Bejagung durch steinzeitliche Jäger nicht sehr intensiv war, so könnte über die Jahrhunderte bei der geringen Reproduktionsrate der Seekühe (ein Junges höchstens alle 2-3 Jahre) trotzdem eine starke Reduktion der Bestände die Folge gewesen sein. Außerdem sind auch andere indirekte Effekte möglich. So weiß man heute, dass die Seeotter für den Bestand der Riesentiere von großer Bedeutung sind, da sie sich vorwiegend von Seeigeln ernähren, die wiederum den Nachwuchs der Tange abgrasen. Gibt es weniger Seeotter, gibt es mehr Seeigel und damit weniger Tangwälder. So könnte sich auch die Dezimierung der Seeotter negativ auf die Seekuhbestände ausgewirkt haben.

Die Gestrandeten der Bering-Expedition ernährten sich zunächst von Seeottern, die es hier in großen Mengen gab und die keinerlei Scheu zeigten und sich leicht erschlagen ließen. Nachdem sich die Leute etwas erholt hatten, wagten sie sich an die Jagd auf die Seekühe. Das Abschlachten war zwar nicht schwierig, aber die tonnenschweren Leiber an Land zu bringen, benötigte die Kraft von 30 gesunden Männern. Fleisch und Fett der Seekühe schmeckten den Matrosen hervorragend. Das Fleisch soll angeblich wie Kalbfleisch geschmeckt haben, das ausgelassene Fett erinnerte an Olivenöl.
Die Berichte der nach Kamtschatka zurückgekehrten Matrosen über die großen Mengen an Seeottern, die sie auf der Beringinsel angetroffen hatten, führten dazu, dass Pelzjäger sich aufmachten, um die Tiere mit den wertvollen Fellen zu jagen. Dabei nutzten sie die Seekühe vor allem zu Nahrungszwecken, später wurden sie aber auch in Massen sinnlos abgeschlachtet, so dass sie bereits 27 Jahre nach ihrer Entdeckung ausgerottet waren. Zwar gibt es immer einmal wieder Berichte darüber, dass eine Riesenseekuh gesichtet worden wäre, bisher konnte dies aber in keinem Fall bestätigt werden.
Der ehemals bekannte sowjetrussische Tierbuchautor Igor Akimuschkin schrieb dazu 1969 in seinem 1972 ins Deutsche übersetzten Buch „Vom Aussterben bedroht? Tiertragödien, vom Menschen ausgelöst“:
„Noch vor zweihundert Jahren lebten in der Nähe der Kommandeurinseln so viele Seekühe, dass man mit ihrem Fleisch, wie der sowjetische Geograph L. S. Berg schreibt, „die gesamte Bevölkerung von Ost Kamtschatka hätte ernähren können.“ Das Fleisch war vorzüglich, nicht wie Walfleisch, das selbst Hunde nicht mögen. Das von jungen Seekühen schmeckte „wie Kalbfleisch“, und das der ausgewachsenen Tiere „unterschied sich nicht von Rindfleisch“. Unter der Haut hatte die Stellersche Seekuh eine „vier Daumen dicke“ Schicht weißes Fett. Wurde es ausgelassen, so hatte es „das Aussehen und den Geschmack von Olivenöl, und Stellers Gefährten tranken es tassenweise“. Was Wunder, dass die Skorbutkranken nach dem Genuss von Fleisch und Fett dieser Tiere eine wundertätige Wirkung verspürten. Auch die Milch war etwa wie die von Kühen, nur süßer und fetthaltiger. Und nun stelle man sich einmal jene märchenhaften Zeiten vor (die nicht mehr fern hätten zu sein brauchen): Die Kühe der „Meerfarmen“ wiegen über zweihundert Pud (1 Pud = 16,38 kg), sie geben hundert Liter Milch am Tag, sie brauchen weder Futter, noch müssen sie gehütet werden. Sie entfernen sich nicht weit, denn Seekohl (gemeint sind die großen Braunalgen-Tange) wächst nur am Ufer. Dort finden die Tiere Futter und Unterkunft, und zum Melken kommen Taucher mit elektrischen Melkmaschinen… Diese Träume sind heute irreal. Die Stellerschen Seekühe gibt es nicht mehr, und der Mensch kann sie nie mehr auferstehen lassen …“

Vor allem diese Entdeckung aber auch weitere nach ihm benannte Tierarten führten dazu, dass Stellers Name bis heute – auch außerhalb der zoologischen Fachwissenschaften – nicht vergessen wurde. Denn er war der einzige Wissenschaftler, der die Riesenseekuh lebend zu Gesicht bekommen hatte. Aber auch Georg Steller überlebte die Expedition nicht. Nachdem er noch 3 Jahre auf Kamtschatka geforscht hatte, machte er sich 1744 auf dem Landwege auf die Rückreise nach Europa. Auf dieser abenteuerlichen Reise durch Sibirien erkrankte er schwer und starb schließlich mit nur 37 Jahren am 12. November 1746 in der westsibirischen Stadt Tjumen. Heute erinnert eine Gedenktafel in seiner fränkischen Heimatstadt Bad Windsheim an den vielseitigen und weit gereisten Naturforscher.

Andere Seekühe

Karibik-Manati (oben) und Dugong (unten) aus Lambert's Tier-Atlas, 1913

Karibik-Manati (oben) und Dugong (unten) aus Lambert’s Tier-Atlas, 1913

Heute leben auf der ganzen Erde noch vier verschiedene Seekuh- Arten. Alle sind ziemlich selten und in ihrem Bestand gefährdet. Drei davon, die Manatis, gehören zur Familie der Rundschwanz-Seekühe, eine, der Dugong – wie die ausgestorbene Riesenseekuh – zur Familie der Gabelschwanzseekühe.
Der Afrikanische Manati (Trichechus senegalensis) lebt im tropischen Westafrika, vorwiegend in Mangroven und in Mündungsgebieten der Flüsse, aber auch in großen Flüssen des Landesinneren, z. B. im Niger. Dem Karibik-Manati (Trichechus manatus) bin ich in Florida begegnet. Zwar nicht direkt in freier Wildbahn, aber indirekt. Die Tiere kommen in den Kanälen vor, welche das Sumpfgebiet der Everglades durchziehen. Im Tierpark Berlin und im Tiergarten Nürnberg werden Karibik-Seekühe gehalten.

Air-Boat in den Everglades, Florida, 1983

Air-Boat in den Everglades, Florida, 1983 (Foto W. Probst)

Ein Manati soll an einem Tag fast ein viertel seines Körpergewichts an Wasserpflanzen fressen. Diese Tiere haben zwar keine natürlichen Feinde, ihre Bestände sind aber durch menschliche Aktivitäten stark geschrumpft und sehr gefährdet. In Florida waren und sind es vor allem Propellerboote („Air Boats“), die ihnen mit ihren großen Propellern den Rücken aufschlitzen.
Auch im Amazonasgebiet kommt ein rein an süßwassergebundener Manati vor. Trichechus inunguis ist deutlich kleiner und zierlicher als die anderen Arten. Die Vorderbeine sind zu Flossen umgeformt, Nägel fehlen, dafür sind sie deutlich länger als diese Extremitäten bei seinen Verwandten. Diese Tiere waren in früheren Jahrhunderten im Amazonasgebiet sehr häufig und vor allem in der Trockenzeit bildeten sie große Herden in tieferen Gewässern. Ab dem 17. Jahrhundert

Amazonas-Seekuh (Trichechus inunguis)

Amazonas-Seekuh (Trichechus inunguis) im Zoo von San Diego, 1983 (Foto W. Probst)

wurden sie von weißen Siedlern in großer Zahl geschossen. Da man zu Beginn des 20. Jahrhunderts feststellte dass sich ihre Haut sehr gut zur Lederherstellung eignet, wurden einige Zeit pro Jahr über 10.000 Tiere getötet. In den 1960 er Jahren waren die Bestände so klein geworden, dass sich eine Jagd nicht mehr richtig lohnte. Heute sind sie zwar unter Schutz gestellt, aber die Zerstörung der Regenwälder, reguläre Fischerei und vor allem die Einleitung giftiger Quecksilberverbindungen durch illegale Goldgräber bedrohen die Bestände immer weiter (Wikipedia, http://www.iucnredlist.org/details/22102/0 ).

Die weeiteste Verbreitung hat der Dugong (Dugong dugong), die einzige bis heute noch existierende Art der Gabelschwanz-Seekühe.Diese Gabelschwanz-Seekühe sind vom Persisch-Arabischen Golf bis nach Australien und die Südsee verbreitet, aber an vielen Stellen stark gefährdet oder schon ausgestorben, zum Beispiel auf den Malediven, Maskarenen und Lakkadiven. Trotzdem schätzt man den Gesamtgbestand noch auf 50 bis 80 000 Tiere. Die Bestände wurden durch Bejagung stark dezimiert. Derzeit sind vermutlich Schleppnetze die größte Bedrohung, weil sich die Tiere in den Netzen verfangen und dann nicht mehr auftauchen können und ertrinken. Auch in Hainetzen, die zum Schutz von Badegästen vor Stränden angebracht werden, verfangen sich immer wieder Dugongs. Aber auch der durch Schleppnetzfischerei und Abwassereinleitung starke Rückgang der Seegraswiesen, der wichtigsten Weideflächen der Meeresherbivoren, führte zu einem Schrumpfen der Bestände. Schließlich sind Dugongs auch recht empfindlich gegen Chemikalien. So hat man bei tot angetriebenen Dugongs an der Küste von Queensland häufig erhöhte DDT-Werte nachgewiesen.

Auch diesem Tier bin ich selbst nie begegnet, aber auf Magnetic Island bei Townsville an der australischen Ostküste habe ich Plakate gesehen, die auf seinen Schutz und seine Gefährdung hingewiesen haben.

Evolution der Sirenia

Die ersten Wirbeltiere, so nimmt man heute an, gingen vor 365 Mill. J. zum Landleben über. Ihre nächsten heute lebenden Verwandten gehören zu den Amphibien. Reptilien, Vögel und Säuger haben sich später entwickelt, wobei die Vögel eigentlich eine Untergruppe der Reptilien sind.

Immer wieder hat die Evolution der Landtiere den Weg zurück ins Wasser gefunden. Grottenolm und Axolotl sind Wasseramphibien, die das wassergebundene Larvenstadium zur Dauerform gemacht haben. Fischsaurier waren perfekt ans Wasserleben angepasste Reptilien des Erdmittelalters, heute sind Seeschildkröten bis auf die Eiablage immer im Wasser. Die Pinguine sind die Vögel, die den Weg von der Luft zurück ins Wasser am weitesten gegangen sind. Bei den Säugern sind die Wale und Delfine (Cetacea) reine Wassertiere geworden, die allerdings zum Atmen noch atmosphärische Luft für ihre Lungen benötigen. Man kennt knapp 90 heute lebende Arten. Von Robben mit Seelöwen, Seeelefanten und Walrossen kennt man heute ca. 35 Arten. Diese zu den Carnivoren gerechnetern „Flossenfüßer“ (Pinnipedia) sind zwar auch sehr gut ans Wasserleben angepasst, halten sich aber doch regelmäßig, z. B. zur Fortpflanzung, an Land auf. Auch Otter aus der Familie der Marderartigen sind sehr elegante Schwimmer, besonders die Seeotter. Aber wie die Robben kommen sie regelmäßig an Land.

Eine Zwischenstellung nehmen die Seekühe oder Sirenen ein. Sie haben wie die Wale einen waagerecht ausgerichteten Fischschwanz, der gegabelt oder abgerundet sein kann, und zwei Vorder Extremitäten, die zum Rudern aber auch zum Abstürzen dienen. Die Sirenen sind die einzigen Wassersäuger, die sich rein pflanzlich ernähren. Der Name „Wasserkuh“ ist also durchaus berechtigt.

Verwandtschaftsbeziehungen der Sirenia innerhalb der Afrotheria (ohne nur fossil bekannte Gruppen)

Verwandtschaftsbeziehungen der Sirenia innerhalb der Afrotheria (ohne nur fossil bekannte Gruppen; Wikipedia, neu kombiniert)

Die Stammesgeschichte der Sirenen reicht mehr als 50 Millionen Jahre zurück. Ihre nächsten heute lebenden Verwandten sind die Elefanten und die Klippschliefer. Man fasst die drei Ordnungen heute zu den Paenungulata („Fasthuftiere“) zusammen. Obwohl diese Tiere heute so unterschiedlich aussehen und nur wenige gemeinsame morphologische Merkmale – wie zum Beispiel das Vorhandensein von 19 oder mehr Brustwirbeln – auf eine gemeinsame Abstammung hindeuten, ist diese doch durch genetische Untersuchungen belegt. Die eigentlichen Huftiere (Euungulata) gehören nicht in ihre nähere Verwandtschaft, aber mit Tenreks, Erdferkel, Goldmullen und  Elefantenrüsslern gehören sie zur großen Verwadtschaftsgruppe der Afrotheria.

Rechnet man fossile und rezente Arten zusammen, so kennt man heute 35 Seekuharten. Die kleinsten wogen etwa 150 kg, die größte, Stellers Riesenseekuh, über 10.000 kg. Im Eozän und Oligozän (bis vor etwa 20 Mill. J.) lebten  verschiedene Seekuharten in den Schelfgebieten der warmen Meere, die weite Regionen Mitteleuropas bedeckten. Die Mainzer Seekuh (Halitherium schinzii), die ihren Namen nach dem Fund im Mainzer Becken hat, zeigte schon alle Merkmale der heutigen Seekühe. Skelettreste sind in Deutschland nicht selten zu finden. Ein vollständiges Skelett wird zum Beispiel im Stuttgarter Museum am Löwentor gezeigt. In einer neuen, gründlichen Untersuchung konnten die Berliner Wirbeltier-Paläontologen Manja Voß und Oliver Hampe nachweisen, dass sich diese Reste auf insgesamt zwei Arten zurückführen lassen. Da der Name Halitherium schinzii schon 1838 aufgrund nur eines einzigen Zahnfundes gegeben wurde, der nicht eindeutig zugeordnet werden konnte, haben die beiden Forscher eine neue Seekuh-Gattung Kaupitherium mit den zwei Arten K. gruelli und K. bronni aufgestellt (Voss, M. & Hampe, O. 2017).

Der wissenschaftliche Name der Ordnung der Seekühe ist „Sirenia“ und das kommt daher, dass sie von Seeleuten auch als „Sirenen“ bezeichnet wurden. In der griechischen Mythologie bezeichnete dieser Name weibliche Fabelwesen mit betörenden Stimmen, deren Gesang kein Mann widerstehen konnte. Sie lebten auf einer Mittelmeerinsel und wenn sie Seefahrer zu hören bekamen, waren sie verloren. Odysseus geriet auf seiner Irrfahrt in die Nähe dieser Insel. Er wollte den Gesang hören, aber der tödlichen Verlockung trotzdem nicht folgen. Deshalb ließ er auf Rat der Zauberin Kirke seinen Reisegefährten die Ohren mit geschmolzenem Wachs verschließen und sich selbst an den Mast des Schiffes binden. So konnte er den Gesang der Sirenen zwar vernehmen, aber als er hingerissen zur Insel wollte, banden ihn die Gefährten – wie vorher abgemacht – nur noch fester, bis dass Schiff wieder außer Hörweite der Sirenenklänge war und der Zauber seine Wirkung verlor. Teilweise stellte man sich Sirenen als Mischwesen zwischen Vogel und Mensch, teilweise aber auch als Fischmenschen, Nixen oder Meerjungfrauen, vor. Nun haben Manati und Dugong keine besonders betörenden Stimmen. Auch ihre Physiognomie und ihre Körpergestalt zeigen eigentlich keine Ähnlichkeit mit verführerischen Frauengestalten – bis auf ein Merkmal: Seekühe haben zwei hoch am Körper sitzende Brustwarzen, ihre Brüste sind – wenn sie ein Junges säugen – deutlich angeschwollen und erinnern dann durchaus an eine wohlgeformte weibliche Brust.

Grußkarte zum Jahreswechsel aus Florida

Grußkarte zum Jahreswechsel aus Florida

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Ausführliche Literatur- und Quellenliste zum UB-Heft 405 „Pilze“

Bei den Recherchen zum UB Heft über Pilze, das voraussichtlich im Juni 2015 erscheinen wird, habe ich wesentlich mehr Literatur konsultiert als in der Literaturliste zum Basisartikel angegeben. Deshalb folgt hier eine ausführlichere Liste. Für wichtige oder besonders interessante Ergänzungen wäre ich dankbar.

Wilfried Probst, im November 2014

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Lehrbücher/Sachbücher

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Butin, H. (2011): Krankheiten der Wald-und Parkbäume. Diagnose, Biologie, Bekämpfung. Stuttgart: Ulmer

Cheeke, T. E./Coleman, D. C./ Wall, D. H. (Hrsg): Microbial Ecology in Sustainable Agroecosystems. Boca Raton/USA: CRC-Press

Dörfelt, H./Ruske, E. (2014): Morphologie der Großpilze. Heidelberg: Springer-Spektrum

Dörfelt, H./Ruske, E. (2008, 2. A.): Die Welt der Pilze. Jena: Weissdorn

Dörfelt, H./Jetschke, G. (2001, 2.A.): Wörterbuch der Mykologie, Heidelberg: Spektrum

Dörfelt, H./ Heklau, H. (1998): Die Geschichte der Mykologie. Hamburg: Einhorn

Erb, B./Matheis, W. (1983): Pilzmikroskopie. Präparation und Untersuchung von Pilzen . Stuttgart: Franckh-Kosmos

Flammer, R. (2014): Giftpilze. Aarau (Schweiz): AT-Verlag

Flammer, R./Horak, E. (2003): Giftpilze – Pilzgifte. Basel: Schwabe & Co.

Holzer, H. (2011): Fadenwesen: Fabelhafte Pilzwelt. Freyung: Edition Lichtland

Guthmann, J./Hahn, C./Reichel, R. (2011):Taschenlexikon der Pilze Deutschlands. Wiebelsheim: Quelle und Meyer

Kadereit, J. W./Körner, Ch./Kost; B./Sonnewald, U (2014, 37. A.): Strasburger Lehrbuch der Pflanzenwissenschaften . Berlin/Heidelberg: Springer-Spektrum

Kreisel, H. (2014): Ethnobiologie. Verzeichnis der ethnobiologisch, biotechnologisch und toxikilogisch relevanten Pilze. Jena: Weissdorn-Verlag

Kück, U./Nowrusian, M./Hoff, B./Engh, I. (2009): Schimmelpilze. Lebensweise, Nutzen, Schaden, Bekämpfung. Heidelberg/Berlin: Springer

Merckx, V. S. F. T. (2013): Mycoheterotrophy: The Biology of Plants Living on Fungi. New York …: Springer

Mishra, S. R. (2010): Textbook of Mycology. New Dehli: Discovery Publishing House

Lüder, R./ Lüder, F. (2013): Pilze zum Genießen. Das Familien-Pilzbuch für Küche, Kreativität und Kinder. Neustadt: Kreativpinsel-Verlag

Montag, K. (2015): Cook mal Pilze! Mit Fotos von über 1200 Pilzarten und über 300 bebilderten Rezepten. Schmelz: Verlag Der Tintling :

Moore; D./Robsen, G. D./Trinci, A. (2011): 21st Century Guidebook to Fungi. Cambridge u. a.: Cambridge Univ. Press

Müller, E./Loeffler, W. (1992, 5. A.): Mykologie – Grundriß für Naturwissenschaftler und Mediziner. Stuttgart u. a.: Thieme

Neubert, H./Nowotny, W./Baumann, K. (1993-2000): Die Myxomyceten Deutschlands und des angrenzenden Alpenraumes. 3 Bande. Gomaringen

Rätsch; C. (2010): Pilze und Menschen: Gebrauch, Wirkung und Bedeutung der Pilze in der Kultur. Aarau(Schweiz): AT-Verlag

Reichholf, J. H. (2008): Warum die Menschen sesshaft wurden: Das größte Rätsel unserer Geschichte. Frankfurt: S. Fischer

Roth, L./Fank, H./;Korman, K. (2001, 2. A.): Giftpilze – Pilzgifte. Hamburg: Nikol

Schön, G. (2005): Pilze – Lebewesen zwischen Pflanze und Tier. München: C. H. Beck

Schwantes, H. O. (1996): Biologie der Pilze. Stuttgart: Ulmer

Stephenson, S. L. (2010): The Kingdom Fungi. The Biology of Mushrooms, Molds and Lichens. Portland/Cambridge: Timber Press

Ulloa, M.,/Hanlin, R. T. (2012, 2. A.): Illustrated dictionary of mycology. St. Paul/USA: Phytopathological Society Press

Wasson, R. G. (1968): Soma: the divine mushroom of immortality. Ethnomycological Studies No. 1. New York: Harcourt Brace Janovich

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Weber, H. (1993): Allgemeine Mykologie. Jena: G. Fischer

Webster, J./Weber, R. W. S. (2007, 3. A.): Introduction to Fungi. Cambridge: University Press Cambridge

 

Bestimmungsliteratur (kleine Auswahl)

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Dähnke, R. (2001): 1200 Pilze in Farbfoto. Augsburg: Bechtermünz

Flück, M. (2013): Welcher Pilz ist das?: Extra. Pilze und ihre Baumpartner

Gehardt, E.(2013): Der große BLV Pilzführer für unterwegs: München: BLV

Laux, H. E./Gminder, A. (2010): Der große Kosmos-Pilzführer : alle Speisepilze mit ihren giftigen Doppelgängern: Stuttgart: Franckh-Kosmos

Bestimmungsschlüssel

Gröger, F. ( Teil I 2007 und Teil II 2014): Bestimmungsschlüssel für Blätterpilze und Röhrlinge in Europa.Regensburger Mykologische Schriften Bd. 13 und Bd. 17

Horak, E. (2005, 6. A): Röhrlinge und Blätterpilze in Europa.  Heidelberg:  Spektrum (Elsevier)2005, 6. A.

Jahn, H.: Pilze rundum, vergriffen aber als pdf kostenlos verfügbar
http://www.pilzbriefe.de/pilze_rundum/

Jülich, W. (1984): Die Nichtblätterpilze, Gallertpilze und Bauchpilze. In: Kleine Kryptogamenflora. IIb/1. Basidiomyceten, 1. Teil.; Stuttgart/New York: G. Fischer

Lüder, R. (2012, 3. A.): Grundkurs Pilzbestimmung. Wiebelsheim: Quelle u. Meyer.

Moser, M. (1983, 5. A.): Die Röhrlinge und Blätterpilze. (Polyporales, Boletales, Agaricales, Russulales). In: Kleine Kryptogamenflora. IIb/2. Basidiomyceten, 2. Teil., Jena/Stuttgart: G. Fischer

Pilze bestimmen mit dem PC
http://www.pilze.ch/pilzbestimmung/cd-2000pilze.htm

Tröger, R./Hübsch, P. (1990): Einheimische Großpilze. Bestimmungtafeln für Pilzfreunde. Stuttgart: G. Fischer

Winkler, R. (1996): 2000 Pilze einfach bestimmen. AT-Verlag, Aarau/Schweiz

Mehrbändige Werke

Agerer; R. (1985-2002): Colour Atlas of Ectomycorrhizae, 12 Teillieferungen. Schwäbisch Gmünd: Einhorn

Breitenbach, J./Kränzlin, F. (1981-2005): Pilze der Schweiz, 6 Bände, Luzern: Mycologia

Krieglsteiner, G./Gminder, A./Winterhoff, W. (2000-2010): Die Großpilze Baden-Württembergs. 5 Bände (nur Ständerpilze). Stuttgart: Ulmer

Michael, E. /Hennig, B./Kreisel, H. (1975-1987): Handbuch für Pilzfreunde, 6 Bände, Jena: G. Fischer

Moser, M./Jülich, W. (1985-2005): Farbatlas der Basidiomyceten. Lfg. 1-22. Heidelberg/Berlin: Springer-Spektrum

 

Zeitschriften (nur Deutschland)

Boletus – Pilzkundliche Zeitschrift des Bundesfachausschusses Mykologie. Hrsg.:NABU, 2 Hefte pro Jahr mit insgesamt ca.120 S. Wiessdorn-Verlag, Jena

Mycologia Bavarica – Bayerische mykologische Zeitschrift, Hrsg. Bayerische Mykologische Gesellschaft und Verein für Pilzkunde München

Südwestdeutsche Pilzrundschau, Hrsg. Verein der Pilzfreunde Stuttgart

Der Tintling, Hrsg. Karin Montag, Schmelz

Zeitschrift für Mykologie, Hrsg. Deutsche Gesellschaft für Mykologie,

Hier findet man Weblinks zu deutschen, österreichischen und schweizer Pilzzeitschriften:
http://www.entoloma.de/weblinks/zeitschriften-und-periodika.html

 

Weitere URLs

Pilze und Naturschutz
http://www.anl.bayern.de/veranstaltungen/tagungsergebnisse/2013pilze/index.htm

Pilze im Unterricht
http://www.dgfm-ev.de/node/17

http://www.dgfm-ev.de/node/1241

http://www.dgfm-ev.de/category/hauptmen%C3%BC/projekte/kinder-und-jugend/kopiervorlagen

http://crcooper01.people.ysu.edu/4848Home.html

http://mycology.cornell.edu/fteach.html

http://www.mycolog.com/

http://www.bcp.fu-berlin.de/en/biologie/arbeitsgruppen/mikrobiologie/ag_mutzel/res/pilzvorlesungst.pdf

http://www.schulportal-thueringen.de/web/guest/media/detail?tspi=2200

Teaching the fungal tree of life
http://www.clarku.edu/faculty/dhibbett/TFTOL/content/1introprogress.html
http://www.clarku.edu/faculty/dhibbett/TFTOL/content/4folder/homobasidiomycetes.html

Große Pilzausstellung, München 2006
http://www.botmuc.de/v-2006/06-09-15-pilze.html

Kingdom of fungi
http://www.mycolog.com/CHAP1.htm

Cladogramm Pilzsystem
Parniske, M.: Arbuscular mycorrhiza: the mother of plant root endosymbioses. Nature Reviews Microbiology 6, pp. 763-775 (October 2008) | doi:10.1038/nrmicro1987
http://www.google.de/imgres?biw=1393&bih=891&tbm=isch&tbnid=r6TiymNk9cfazM%3A&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.nature.com%2Fnrmicro%2Fjournal%2Fv6%2Fn10%2Ffig_tab%2Fnrmicro1987_F1.html&docid=HoCYcQKHWnvfDM&imgurl=http%3A%2F%2Fwww.nature.com%2Fnrmicro%2Fjournal%2Fv6%2Fn10%2Fimages%2Fnrmicro1987-f1.jpg&w=655&h=1074&ei=UJffUoPtAsaThQfIloGIDg&zoom=1&iact=rc&dur=767&page=1&start=0&ndsp=36&ved=0CFoQrQMwAA

Pilzgerüche
http://www.vapko.ch/index.php/de/fragen-rund-um-pilze/die-seite-fur-den-anfanger/152-26-die-pilzgerueche

Endophytische Pilze
http://www.storckverlag.de/wp-content/uploads/2012/05/Fortbildung-2010-03-Endophyten-Quelle-pflanzlicher-Arzneistoffe.pdf

Pilzproduktion
http://german.china.org.cn/archive2006/txt/2002-06/12/content_2033432.htm
http://www.pilz-kultur.at/Die%20Seite/
http://pilzzuchtshop.de/anleitung2.php?mode=ext#anker2
http://pilzzuchtshop.de/Pilzzuchtkultur%20Substrate.php

Selenhaltiger Brasilianischer Mandelpilz
http://en.wikipedia.org/wiki/Agaricus_subrufescens
http://www.gesunde-pilze.de/nachhaltigkeit.html

Giftpilzliste nach Syndromen
http://www.dgfm-ev.de/sites/default/files/21-04-2014Giftpilz-Liste-AG_HA-w97.pdf

Pilztote
http://www.welt.de/gesundheit/article131879273/Schwere-Pilzvergiftungen-nehmen-in-Deutschland-zu.html
http://www.pilzschule.de/html/pilztote.html

Heilpilze
http://www.heilenmitpilzen.de/heilpilze.html

Predatoren
http://www.nematophage-pilze.de/

Fliegenpilz und Kinderlied „Ein Männlein steht im Walde …“
http://realasmodis.blog.de/2012/11/08/maennlein-steht-walde-15181429/

Riesenfruchtkörper
Macrocybe titans
http://www.mushroomexpert.com/macrocybe_titans.html
Fomitoporia ellipsoidea
http://www.bbc.co.uk/nature/14294283

Pilze – Pioniere der Biotechnologie
https://www.youtube.com/watch?v=Vke_BraoyTw

Radioaktive Belastung
http://www.umweltinstitut.org/themen/radioaktivitaet/messungen/waldproduktmessungen.html

Luzerne und Sichelklee (ergänzende Fotos zum Beitrag in UB 404)

Die Heimat der Luzerne (Medicago sativa), international nach dem aus dem Arabischen stammenden spanischen Namen auch als Alfalfa bezeichnet, ist vermutlich Nordiran. Als sehr gutes Pferdefutter hat sie sich mit den Reitervölkern nach Westen ausgebreitet und ist mittlerweile eine weltweit angebaute Futterpflanzen. Allerdings handelt es sich bei den angebauten Sorten heute fast nie um die reine Art, sondern um eine Hybridart mit dem Sichelklee (Medicago falcata), einer auch in Mitteleuropa heimischen Art. Dieser Hybrid wird Medicago x varia genannt. Doch handelt es sich bei Luzerne und Sichelklee wirklich um zwei Arten?

Zu dem Thema ist ein Beitrag für das Unterricht Biologie Heft 404 „Populationen“(Erscheinungstermin Mai 2015) geplant.

Pflanzen helfen und heilen (zu UB 415)

Die Unterricht Biologie Hefte 415 „Pflanzen helfen und heilen“ und das zugehörige Schüler-Kompakt UB 416 „Ein Kraut für alle Fälle“ sind erschienen.

http://www.friedrich-verlag.de/shop/sekundarstufe/naturwissenschaften/biologie/unterricht-biologie/pflanzen-helfen-und-heilen?___SID=U

http://www.friedrich-verlag.de/shop/sekundarstufe/naturwissenschaften/biologie/unterricht-biologie/ein-kraut-fur-alle-falle?___SID=U

Beziehungen von Menschen und Pflanzen

Pflanzen sind für uns Menschen nicht nur die wichtigsten Lieferanten von Nahrung, sie liefern auch Bau- und Konstruktionsmaterial und Ausgangsmaterial für Kleidung. Diese elementare Abhängigkeit der Menschen von Pflanzen wird durch subtilere Nutzungen ergänzt. Die Kenntnis, dass spezielle Pflanzenarten auch zur Minderung von Krankheiten, zur Wundheilung oder als belebende, bewusstseinsverändernde oder berauschende Drogen eingesetzt werden können, ist sehr alt, vermutlich viel älter als der Ackerbau.
Und es gibt noch einen weiteren Aspekt der hilfreichen Pflanzen: Schon Leonardo Da Vinci nahm die Flugfrucht des Wiesen-Bocksbarts als Vorbild für eine Fallschirm-Konstruktion, nach Vorbildern des Zanonia-Samens bauten Etrich und Wels Gleitfliegermodelle und selbstreinigende Oberflächen nach dem „Lotus-Effekt“ verdanken wir dem pflanzlichen Vorbild.

In dem geplanten Unterricht Biologie Heft soll die Bedeutung der Pflanzen als Heilmittel und Drogen im Vordergrund stehen. Aber auch ihre Vorbildfunktion für technische Konstruktionen soll Berücksichtigung finden.

Abb1-PflanzennutzungZur Geschichte der Heilpflanzenkunde

Die Nutzung von Pflanzen und Pflanzenteilen für die Heilung von Verletzungen und Krankheiten ist eine uralte medizinische Technik. Zunächst vor allem in den Händen von Medizinmännern und Schamanen versuchte man schon in den ältesten Hochkulturen eine systematische Erfassung der Heilpflanzen. In dem 1700 v. Chr. erstellten Kodex Hammurabi des mesopotamischen Königs werden Anwendungen und Anbau von Heilpflanzen beschrieben. In einer 1600 v. Chr. Verfassten Papyrusrolle aus Theben, in der das medizinische Wissen der alten Ägypter umfangreich dargestellt wird, werden 700 Heilpflanzen erwähnt. War die Heilkunde bei Ägyptern und Babyloniern noch ein Teil der Religion, so hat Hippokrates in 5. Jahrhundert v. Chr. im klassischen Griechenland die Grundlagen für die wissenschaftliche Medizin und Pharmazie gelegt. Bis in die Neuzeit galt das Werk Dioscurids, eines griechischen Arztes, der zur Zeit Neros in Rom lebte, „De materia medica“ mit der Beschreibung und Anwendungserklärung von mehr als 500 Heilpflanzen und Drogen als Grundlage der Medizin. Galenus, der Hofarzt von Marc Aurel, hat systematisch Heilkräuter zu Arzneimitteln verarbeitet („Galenik“) und gilt als „Vater der Pharmazie“. Im Mittelalter waren die Araber die Bewahrer der medizinischen Kenntnisse, in Europa wären Albertus Magnus und Hildegard von Bingen zu nennen. Im übrigen geriet die Heilkunde stark in die Anhängigkeit religiöser Vorstellungen (Signaturenlehre!). Im 16. Jahrhundert bemühten sich Leonhard Fuchs, Hieronymus Bock und Otto Brunfels mit ihren neuen „Kräuterbüchern“, dem antiken Wissen durch nach der Natur gezeichneten Illustrationen und Einarbeitung volkskundlichen Wissens Neues hinzuzufügen. Sie gelten deshalb als Begründer der Botanik als eigenständiger Wissenschaft („Väter der Botanik“).

Entdeckung und Isolation der pflanzlichen Inhaltsstoffe
Im 19 Jahrhundert gelang es erstmals, reine Wirkstoffe aus Pflanzen zu isolieren (1803/1804 F. W. A. Sertüner: Morphin aus Opium des Schlaf-Mohns; 1820 Pierre-Joseph Pelletier u. François Magendie: Chinin aus der Chinarinde). Auf Pelletier geht die industrielle Chininproduktion zurück. Nachdem man die reinen Stoffe, die wichtigsten „Wirkprinzipien“ kannte, nahm die Wertschätzung der Heilpflanzen ab, Pflanzenheilkundige verloren zunehmend an Reputation, wurden zu Kräuterweiblein und Wurzelsepp.

Synthetische Herstellung von Wirkstoffen
Ende des 19. Anfang des 20. Jahrhunderts begann man mit der chemischen Synthese von Wirkstoffen. Noch zu Beginn des 20. JH wurden fast alle Medikamente aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen, heute sind es weniger als 40%.

Pflanzliche Inhaltsstoffe in der modernen Medizin
Die Fortschritte und Möglichkeiten der modernen Medizin sind gewaltig. Dies gilt auch für den Einsatz von Medikamenten, die immer passgenauer auf bestimmte Fehlfunktionen des Organismus abgestimmt werden können. Doch trotz „Apparatemedizin“ und Tablettendesign erfreuen sich Heilpflanzen und Drogen auf Pflanzenbasis nach wie vor großer Beliebtheit. Dies mag einmal mit der menschlichen Wundergläubigkeit zusammenhängen, zum anderen aber auch mit der tatsächlichen Heilwirkung solcher Drogen, die teilweise auf Jahrtausende alter Empirie beruht.
In Deutschland beruhen noch etwa die Hälfte aller Medikamente auf pflanzlichen Wirkstoffen, weltweit sind aber erst ein Prozent aller Pflanzen auf ihre Inhaltsstoffe untersucht worden. Man schätzt, dass derzeit zwischen 10.000 und 50.000 Pflanzenarten weltweit als (traditionelle) Heilpflanzen genutzt werden. Lange Zeit scheuten Pharmaunternehmen deshalb den Aufwand einer systematischen Suche nach wirkungsvollen Medikamenten aus Pflanzen, doch die Suchprogramme sind kostengünstiger geworden und über Genanalysen lassen sich Erfolg versprechende Pflanzen über bereits bekannte Drogenlieferanten leichter finden. Deshalb wird weltweites Heilpflanzenscreening immer Erfolg versprechender (Problem: Verletzung der Rechte indigener Völker) – http://heilpflanzen-info.ch/cms/blog/archive/tag/screening

In der Heilpflanzenkunde (Phytopharmakognosie) unterscheidet man folgende Begriffe:

  •  eine Heilpflanze ist eine Pflanze, die für medizinische Zwecke verwendet werden kann
  •  eine Pflanzliche Droge ist eine Arznei aus rohen oder zubereiteten Pflanzenteilen
  •  ein Phytopharmakon ist ein Arzneimittel, das aus einer Heilpflanze gewonnen wird
  •  ein Phytogener Arzneistoff ist ein Stoff als medizinisch wirksame Substanz einer Heilpflanze (Wikipedia)

Pflanzliche Wirkstoffe

Fast alle pflanzlichen Wirkstoffe gehören zu den so genannten „sekundären Pflanzenstoffen“, also solchen Stoffen, die von Pflanzen weder im Energiestoffwechsel noch im Baustoffwechsel erzeugt werden. Oft werden sie in speziellen Zelltypen hergestellt. Im Unterschied zu den primären Pflanzenstoffen nahm man zunächst an, dass sie für die Pflanzen nicht unmittelbar lebensnotwendig sind. Heute weiß man jedoch, dass sie vielfach lebensnotwendige Funktionen bei der Abwehr von Fraßfeinden und Infektionen sowie bei der inter- und intraspezifischen Signalübertragung haben. .

Roter Fingerhut (Digitalis purpurea)

Roter Fingerhut (Digitalis purpurea)

  • Glykoside ermöglichen es den Pflanzen, Giftstoffe in nicht giftiger Form zu speichern, indem sie diese an einen Zuckerrest binden. Sie können in einem Zellkompartiment, zum Beispiel in der Vakuole, gespeichert werden. Erst wenn die Zelle zerstört wird, kommt das Glykosid mit der entsprechenden Glykosidase in Verbindung und der giftige Stoff wird von dem Zuckerrest abgespalten. Herzglykoside wirken kontraktionsfördernd (inotrop) auf den Herzmuskel. Hierzu zählt man etwa 300 Substanzen, deren Zuckerkomponente (Glycon) drei relativ seltene Desoxizucker und deren Aglycon ein Steroidalkohol sind. Klinische Bedeutung haben heute noch Digoxin und Digitoxin (Fingerhut-Glykoside). Nach ihrem chemischen Aufbau unterscheidet man zum Beispiel: Phenolglykoside, Cumaringlykoside, Anthocyanglykoside, Senfölglykoside, Iridoidglykoside usw.

 

Etherisch Öle

Etherisch Öle

  • Etherische Öle sind fettlösliche, leicht flüchtige Substanzen, chemisch meist Mono- und Sesquiterpene. Den Pflanzen helfen sie, Fressfeinde, Schädlinge und Krank-heitserreger fernzuhalten, aber auch Bestäuber anzulocken. Häufig wirken sie schleimlösend, krampflösend, anregend oder antimikrobiell und entzündungs-hemmend. Meist gewinnt man sie mithilfe von Wasserdampfdestillation aus Pflanzenmaterial.

 

Alkaloide (aus arab. „al qalya = Pflanzenasche) sind N-haltige organische Verbindungen des pflanzlichen Sekundärstoffwechsels, die auf den tierlichen und menschlichen Organismus, meistens auf das Nervensystem, wirken. Die Einteilung der mehr als 10 000 bekannten Alkaloide kann chemisch (nach dem N-haltigen Molekülteil), nach der Herkunft (Pflanzenart, Droge), nach der Biogenese (chemischer Ausgangsstoff) oder nach der pharmakologischen Wirkung (Betäubung, Halluzinogen) erfolgen. Beispiele: Nicotin, Coffein, Kokain, Meskalin, Tyrosin, Colchizin, Morphin, Codein, Strychnin, Aconitin. – Viele Vertreter der Familie der Nachtschattengewächse (Solanaceae) enthalten Alkaloide.

Die Betalaine sind in Zellvakuolen vorkommende gelbe (Betaxanthine) oder rote bis rotviolette (Betacyane) Farbstoffe. Hierher gehört der Farbstoff der Roten Bete, das Betanidin.

 

Wermut (Artemisia absinthium)

Wermut (Artemisia absinthium)

  • Bitterstoffe nennt man alle chemischen Verbindungen, die bitter schmecken. In der Regel regen sie die Magen- und Gallensaftproduktion an und wirken dadurch appetitanregend und verdauungsfördernd. Unter den Bitterstoffen findet man auch Alkaloide und Isoprenoide. Den Pflanzen dienen sie vermutlich als Fraßschutz, und sie sind weit verbreitet. Bei kultivierten Gemüse- und Obstpflanzen wurde der Bitterstoffgehalt häufig durch Züchtung vermindert (Beispiel: Kopfsalat).
  • Beispiele: Chinin aus der Rinde des Chinarindenbaumes gegen Magen-Darm-Beschwerden, psychoaktive Substanzen wie Coffein,Theobromin können die Blut-Hirnschranke überwinden und damit besonders schnell wirken.

 

  • Anthracenderivate lassen sich chemisch formal vom Anthracen ableiten. Sie wirken abführend. Wichtige Lieferanten sind zum Beispiel Aloe, Faulbaum, Senna und Arznei-Rhabarber.
  • Schleimstoffe sind Biopolymere, die bei pflanzlicher Herkunft vorwiegend aus Polysacchariden bestehen. Sie können einen großen Anteil an Wasser aufnehmen und dadurch schleimartige Kolloide bilden. Wichtige pflanzliche Schleimstofflieferanten sind: Echter Eibisch, Huflattich, Leinsamen, Wilde Malve, Spitz-Wegerich.
  • Hormonartige Stoffe aus Pflanzen, zu denen z. B. Lignane und Isoflavone gehören, besitzen strukturelle Ähnlichkeit zu menschlichen bzw. tierlichen Hormonen. Die Entdeckung der Phytoöstrogene Genistein und Formononetin geht auf westaustralische Schafzüchter zurück, die in den 1950iger Jahren eine unerklärliche Unfruchtbarkeit bei ihren Schafen beobachteten. Zehn Jahre später wurden die Stoffe in Weidepflanzen (Schmetterlingsblütler) entdeckt. Diosgenin aus der Yamswurzel hat eine ähnliche Struktur wie Steroidhormone und lässt sich – ähnlich wie Sarmentogenin aus Strophanthus – für die kommerzielle Synthese von Cortisonpräparaten nutzen.
  •  Zu Flavonoiden gehören viele Farbstoffe in Blüten und Früchten, z. B. auch die Anthocyanidine vieler roter oder blauer Beeren. Sie lassen sich formal von dem Grundstoff Flavan (2-Phenylchroman) ableiten. Medizinisch und für die menschliche Gesundheit von besonderer Bedeutung ist ihre antioxidative Wirkung. Weiterhin begründet man ihre Heilwirkung auf die Interaktion mit DNA und Enzymen, die Aktivierung von Zellen, die Beeinflussung verschiedener Signaltransduktionswege in den Zellen, die Aktivierung des Immunsystems und die Verhinderung von Arteriosklerose.
  • Tannine sind pflanzliche Gerbstoffe, mit denen sich verschiedene nährstoffreiche Pflanzen vor dem Gefressenwerden schützen. Sie hemmen den Stärkeabbau und damit die Resorption von Zucker. Dies ist für Herbivoren von Nachteil, kann aber medizinisch genutzt werden. Reichlich sind sie in Holz und Rinde verschiedener Laubbäume enthalten (Eichen, Birken). Auch Rotwein und Schwarzer Tee sind reich an Tanninen. In der Medizin werden Tannine als blutstillendes und entzündungshemmende Mittel verwendet. Der Name „Gerbstoff“ weist auf ihre Bedeutung bei der Lederverarbeitung hin.

Bemerkenswerte Heilpflanzen und Drogen und ihre Geschichte

Schon früh war es ein erstrebenswertes Ziel der Heilkundigen, ein Arzneimittel zu finden, das möglichst universell eingesetzt werden kann, ein Allheilmittel. Als solche Wunderdrogen galten den unterschiedlichen Kulturkreisen zum Beispiel Ginseng, Mandragora, Salbei und Mistel.

Mistel (Viscum album)

Mistel (Viscum album)

 

Aber auch die Idee, ein gegen alle Leiden wirkendes Wundermittel aus möglichst vielen verschiedenen Ingredienzien zusammenzustellen, wurde schon früh verfolgt (Theriak, Mithridat).

 

 

In der Folge der Kolonialisierung weiterTeile der Erde durch europäische Völker wurden immer wieder neue Heil pflanzen entdeckt, zum Beispiel:

  • Chinarindenbaum (Cinchona) mit dem in der Rinde enthaltenen Wirkstoff Chinin gegen Malaria
  • Kampferbaum (Cinnamomum camphora)
  • Einjähriger Beifuß (Artemisia annua, Artemisinin gegen Malaria)
  • Madagassisches Immergrün (Cantharanthus roseus; mit Vincristin und Vinblastin, Cytostatika in der Krebstherapie)
  • Strophanthus und sein Inhaltsstoff Strophanthin (als Pfeilgift in Afrika entdeckt; Herzundinsuffizienz, Rhythmus-Anomalien, akute Myokardschäden)
  • Schmerwurz-Arten (Dioscorea spp.) aus denen man Steroidhormone wie Cortison und Testosteron herstellen kann.
  • Yohimbin aus dem afrikanischen Yohimbe-Baum als Aphrodisiakum und Potenz steigerndes Mittel
  • Teebaumöle aus Melaleuca qalternifolia, Leptospermum scoparium und anderen südhemisphärischen Myrtengewächsen. Die große Anzahl enthaltener etherischer Öle ( v. a. Mono- und Sesquiterpene) wirken bakterizid und bakteriostatisch.
  • Meerrettichbaum („Moringo“, Moringa oleifera u. a. Arten. Mit 1 g zermahlenen Samen kann man 5 L verunreinigtes Wasser trinkbar machen, Wirkprinzip: koagulierende Wirkung einiger Inhaltsstoffe bringt Schwebstoffe einschließlich Bakterien zum Absinken, auch bakterizide Wirkungen sind nachgewiesen.

 

Bewusstseinsverändernde pflanzliche Drogen („Pflanzen der Götter“)

Die Wirkung bestimmter pflanzlicher Inhaltsstoffe auf das vegetative Nervensystem haben sicherlich schon die Urmenschen erfahren und genutzt, ja sogar bei Tieren kann man beobachten, dass sie gezielt überreife alkoholhaltige Früchte zu sich nehmen, um sich zu berauschen. Die Beobachtungen an verschiedenen indigenen Völkern legen nahe, dass die Verwendung von Rauschdrogen zunächst vor allem mit religiösen Riten („Pflanzen der Götter“) verbunden war.

Eine sehr alte Tradition haben Räucherdrogen. Der Weihrauch ist heute noch eng mit Zeremonien und Kulten religiöser Art verbunden. Interessant in diesem Zusammenhang ist auch die Etymologie des Wortes Rauch (Geruch, Gerücht, verrucht, Rausch…).

Einige Beispiele für Pflanzen mit bewusstseinsverändernden bzw. bewusstseinserweiternden Inhaltsstoffen: Schlafmohn (Papaver somniferum)- Opium, Morphin, Diacetylmorphin (=Heroin); Peyotl-Kaktus (Lophophora williamsii) – Phenylethylamin Meskalin; Tollkirsche (Atropa belladonna), Bilsenkraut (Hyoscyamus niger) und Alraune (Mandragora officinarum) als Hauptzutaten von Hexensalben, Hyoscyamin, Atropin, Scopolamin; Datura und Brugmansia – Tropanalkaloide; Hanf (Cannabis sativa)- Haschisch, Marihuana, Cannabinoide, v. a. THC; Iboga (Tabernanthe iboga) – Indolalkaloide; Yopo (Anadenanthera peregrina) – Tryptaminderivate; Ayahuasca (Liane Banisteriopsis caapi) – Harmin-Alkaloide; Samen der Prunkwinde Ipomea tricolor – Lysergsäure-Alkaloide; Ebená (Virola spp.) – Dimethyltryptamin u. a. Indolderivate.

Wissen, Glauben, Aberglauben – ist „rein pflanzlich“ immer gut?

Offensichtlich ist auch heute die Meinung noch sehr verbreitet, dass Medikamente auf „rein pflanzlicher“ Basis weniger gefährlich seien als Elaborate der Chemieindustrie, weshalb damit erfolgreich Arzneimittelwerbung gemacht werden kann. Doch schon Sokrates wusste es besser. Dass Pflanzen, auch altbewährte Heilpflanzen wie Fingerhut und Tollkirsche – sehr giftig sein können, führt diesen Glauben ad absurdum.
Doch auch wenn sehr viele pflanzliche Inhaltsstoffe mehr oder weniger giftig für den menschlichen Körper sind, ist die gesundheitsfördernde Wirkung vieler „Kräuter“ nicht nur volkstümlicher Aberglaube, sondern empirisch gesicherte und heute vielfach naturwissenschaftlich erklärbare Tatsache. Es ist deshalb durchaus sinnvoll, diese Wirkungen aus dem Kräutergarten zu nutzen, bevor man zum Arzt oder in die Apotheke rennt. Außerdem sind viele Kräuter (in Maßen genossen) nicht nur gesund, sie tragen auch wesentlich zum Wohlgeschmack von Speisen bei.

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt: Heilpflanzen enthalten fast immer ein Gemisch aus sehr vielen verschiedenen mehr oder weniger wirksamen Substanzen, deren besondere Wirksamkeit eben in dieser Kombination liegt. Dadurch können sie einem auf einer oder nur wenigen Inhaltsstoffen aufgebauten synthetisch produzierten Droge durchaus überlegen sein, gerade auch, was schädliche Nebenwirkungen anbetrifft.

Pflanzen als Vorbilder

Der Aufbau von Sprossachsen kann Vorbild für technische Konstruktionen sein

Der Aufbau von Sprossachsen kann Vorbild für technische Konstruktionen sein

Auf die Vorbildfunktion fliegender Samen und Früchte wurde schon in der Einleitung hingewiesen. Heute ist die Bionik anerkannte zwischen Biologie und Technik angesiedelte Wissenschaft , in der es darum geht, Konstruktionsprinzipien und Verfahrenstechniken der Natur zu nutzen. Lebewesen dienen als Vorbilder für technische Entwicklungen, sie sind aber nicht – wie in der Biotechnologie – in die Herstellung von Produkten eingebunden.
Es gibt mittlerweile viele gelungene Projekte, sei dies im Bau ultraleichter Tragekonstruktionen, stabiler Verbundkonstruktionen, gewichtssparender Seilkonstruktionen oder sich selbst reparierender Membranen.
Seit einigen Jahren werden in verschiedenen Botanischen Gärten Führungen mit Demonstrationsversuchen und einfachen Experimenten zum Thema Bionik angeboten. Das große Interesse an solchen Veranstaltungen beweist, dass Pflanzen als Vorbilder für technische Konstruktionen ein motivierendes Thema für den Biologieunterricht sein können.
(vgl. Speck, T./Speck, O. (2008): Bionik: Interdisziplinäre Forschung und Bildung in Botanischen Gärten. Osnabrücker Naturwissenschaftliche Mitteilungen Bd.33/34: 155-173)

Helfende Pflanzen motivieren

Die Bärwurz (Meum athamanticum) riechen und schmecken, auf einer Bergwiese im Harz. Bärwurz wird als Zusatz für Kräuterlikör und Kräuterquark verwendet, früher auch als vielseitig wirksame Heilpflanze

Die Bärwurz (Meum athamanticum) riechen und schmecken, auf einer Bergwiese im Harz. Bärwurz wird als Zusatz für Kräuterlikör und Kräuterquark verwendet, früher auch als vielseitig wirksame Heilpflanze

„Die Heilpflanzenkunde ist ein Wissenschaftszweig, der geobotanische, pharmakologische, phytochemische, humanbiologisch und biochemische Aspekte mit der Therapeutik vereint. “ (Wikipedia). Dieser übergreifende Charakter und die starke emotionale Wirkungen, die von Heilpflanzen auch heute noch ausgehen, können didaktisch genutzt werden, nicht nur, um zum Thema selbst (einschließlich Glauben und Irrglauben, Mythen und Märchen, kausalen Zusammenhängen und Spekulationen) Informationen zu liefern, sondern auch um das Interesse an Heilpflanzen als Einstieg in unterschiedliche biologische bzw. naturwissenschaftliche Fachthemen zu nutzen.

Ergänzende Materialien

Die Wirkung von Strophanthin (Ouabain)

Das Herzglykosid g-Strophanthin oder Ouabain kommt in den Samen verschiedener afrikanischer Lianen der Gattung Strophanthus, z. B. S. gratus (daher g-Strophanthin, k-Str. von S. kombe) vor. In Westafrika spielten sie traditionell als Pfeilgifte eine Rolle. Ihre Wirkung bei Herzschwäche wurde von dem Botaniker John während der Livingstone-Expedition 1859 zufällig entdeckt.

Wie bei den Digitalis-Glykosiden ist die wichtigste Wirkung die Hemmung der Na+-K+-Pumpe (Na+-K+-ATPase) in den Herzmuskelzellen. Dadurch erhöht sich die Na+-Konzentration in den Muskelzellen was wiederum bewirkt, dass das der Na+/Ca2+-Austauscher, ebenfalls ein Transmembranprotein in denselben Muskelzellen, mehr Ca2+ in die Muskelzellen transportiert, was zu einer Steigerung der Kontraktionskraft führt. Eine ähnliche Wirkung kann eventuell auch über die Arterienmuskulatur zu einer Erhöhung des Blutdrucks führen.

Diese Sachverhalte werden jedoch dadurch komplizierter, dass die Herzglykoside auch in unterschiedlicher Weise auf die körpereigene Freisetzung von gerfäßverengend wirkendem Endothelin und gefäßerweiternden NO Einfluss nehmen können.

Die Frage, ob Ouabain auch als körpereigenes Hormon in der Nebennierenrinde produziert und in den Blutkreislauf eingespeist wird, ist bis heute nicht eindeutig geklärt.

Bei hohen Ouabain-Werten im Blut wird ein Teil über die Niere ausgeschieden, ein Teil durch Bindung an Blutglobuline neutralisiert.

Im Gegensatz zu den Digitalis-Glykosiden Digitoxin und Digoin ist Strophanthin wasserlöslich. Es wird deshalb über das Verdauungssystem nur sehr schlecht aufgenommen. Deshalb wird bei akuter Herzinsuffiziens eine intravenöse Behandlung bevorzugt.

Wirkung von Strophanthin

Wirkung von Strophanthin

Allerdings werden Herzglykoside heute wegen der schwer vorhersehbaren (Neben-)wirkungen von den meisten Ärzten nicht mehr als die Mittel der ersten Wahl angesehen. Dies hängt vor allem damit zusammen, dass die Konzentration des Glykosids im Blut von verschiedenen nicht sicher beeinflussbaren Faktoren abhängt. Doch herrscht in dieser Hinsicht – wie man bei einer Internetrecherche leicht feststellen kann – bei der Ärzteschaft keineswegs Einigkeit.

http://www.strophantus.de/mediapool/59/596780/data/Yatin_Shah.pdf

http://news.doccheck.com/de/1533/strophanthin-gut-oder-alter-hut/?utm_source=DocCheck&utm_medium=DC%2BWeiterfuehrende%20Inhalte&utm_campaign=DC%2BWeiterfuehrende%20Inhalte%20flexikon.doccheck.com

(mit vielen Kommentaren)

http://www.melhorn.de/Strophhormon/

(starker Befürworter des g-Strophanthineinsatzes)

Möglicher Einsatz des Knoblauch-Inhaltsstoffes Alliin gegen Krebs

  1. Das Enzym Alliinase wird an einen Krebszellenspezifischen Antikörper gebunden und damit werden die Krebszellen markiert.Knoblauchwirkung
  2. Spritzt man nun Alliin, so wird dies von der Alliinase an den Krebszellen in das Zellgift Allicin umgewandelt. Es dringt in die Krebszellen ein und tötet sie. Da es schnell abgebaut wird, kann es sich nicht weiter im Organismus verbreiten.Knoblauchwirkung2

https://de.wikipedia.org/wiki/Allicin#Pharmakologie

 

Wiesen und Weiden (ergänzende Materialien zu UB 375)

Ergänzende Materialien zum Unterricht-Biologie-Heft 375  „Wiese“

Bei den Recherchen und Arbeiten für das Unterricht-Biologie-Heft habe ich viele Materialien zusammengetragen, die nicht alle in dem Heft Platz finden konnten. Einige davon werden hier zusammengestellt.

Ergänzung 1: Ich ruhe still im hohen grünen Gras …

Der Wechsel von bewaldeten Kuppen und offenen, von  Wiesen und Weiden geprägten Landschaften, die einen weiten Ausblick ermöglichen, wird von vielen Menschen als ausgesprochen schön empfunden. Wer weiß, vielleicht ist diese Empfindung – vgl. Edward O. Wilson: Biophilia – sogar genetisch verankert, ein Erbe unserer Savannen bewohnenden Vorfahren. Ein solches Landschaftsbild ist charakteristich für die durch  bäuerliche Landwirtschaft geprägten Kulturlandschaft Mitteleuropas.

Besonders in der Romantik haben Wiesen in Lyrik und Malerei eine große Rolle gespielt:

Feldeinsamkeit

Ich ruhe still im hohen grünen Gras

Und sende lange meinen Blick nach oben,

Von Grillen rings umschwirrt ohn Unterlaß,

Von Himmelsbläue wundersam umwoben.

Und schöne weiße Wolken ziehn dahin

Durchs tiefe Blau wie schöne stille Träume; –

Mir ist, als ob ich längst gestorben bin

Und ziehe selig mit durch ewge Räume.

Hermann Allmers 1860, vertont von Johannes Brahms

Frühlingsruhe

O legt mich nicht ins dunkle Grab,

Nicht unter die grüne Erd hinab!

Soll ich begraben sein,

Lieg ich ins tiefe Gras hinein.

 

In Gras und Blumen lieg ich gern,

Wenn eine Flöte tönt von fern

Und wenn hoch obenhin

Die hellen Frühlingswolken ziehn.

Ludwig Uhland 1812

Im schönsten Wiesengrunde …

Wir liegen gerne mit Johannes Brahms (bzw.Hermann Allmers) im hohen grünen Gras, aber den Schwaben gefällt „a gmähds Wiesle“ besonders gut. Die Romantik des Cowboys in der unendlichen Prärie oder der Steppenreiter , Tartaren und Kosaken, liegt in der Weite der unendlichen Graslandschaften begründet, die bösen Geister verstecken sich im dunklen Wald. Die Hauswiese am elterlichen Hof hatte nicht nur für Isländer (Halldor Laxness: Auf der Hauswiese) eine besondere Bedeutung, sondern auch für Mitteleuropäer:

Im schönsten Wiesengrunde

Ist meiner Heimat Haus,

Da zog ich manche Stunde

Ins Tal hinaus.

Dich mein stilles Tal

Grüß ich tausendmal!

Da zog ich manche Stunde

Ins Tal hinaus. … (es folgen 12 weitere Strophen)

Wilhelm Ganzhorn 1851

 Auf der Blumenwiese (Monet, Renoir)

 

Auf der Wiese - Claude Monet, 1876

Auf der Wiese – Claude Monet, 1876

 

Junge Mädchen auf der Wiese - Renoir, 1890-94

Junge Mädchen auf der Wiese – Renoir, 1890-94

Auf der grünen Wiese / hab ich sie gefragt, / ob sie mich wohl liebe. / ‚Ja’ hat sie gesagt! / Wie im Paradiese / fühlte ich mich gleich, / und die grüne Wiese / war das Himmelreich

Diese mittlerweile geflügelten Worte stammen aus der 1936 uraufgeführten tschechischen Operette Auf der grünen Wiese (Na tý louce zelený) von Jara Beneš nach einem Libretto von V. Tolarski.

 

 Wiesenfeste

Auf Wiesen kann man spielen und tanzen, sie sind seit alters her Orte bodenständiger Lustbarkeiten (berühmte Beispiele sind der Wiener „Prater“(lat. pratum = Wiese), die Münchner „Wiesen“ oder der Cannstatter „Wasen“).

Das Oktoberfest von 1823. Ein Gemälde von Heinrich Adam

Das Oktoberfest von 1823. Ein Gemälde von Heinrich Adam

Das Oktoberfest von 1823. Ein Gemälde von Heinrich Adam:

http://www.oktoberfest-live.de/jubilaeumswiesn/allgemein/jubilaeumswiesn-oktoberfest-bilder-aufmacher-873432.html

Eine jüngere Variante der großen Wiesenfeste sind die Open Air Rockkonzerte.

„Wiesenhof“

Der größte Geflügelfabrikant Deutschlands firmiert bezeichnenderweise unter dem Namen „Wiesenhof“, obwohl seine Hähnchen nie eine Wiese zu sehen bekommen – außer in gebratenem Zustand (http://www.wiesenhof-online.de/).

 

Hähnchen vom Wiesenhof

Hähnchen vom Wiesenhof

 

 

 

 

 

 

Ergänzung 2: Verletzung und Endopolyploidie

Abgefressenwerden und abmähen kann das Wachstum von Pflanzen stimulieren. Zumindest für eine ganze Reihe von Gräsern trifft dies zu. Für eine bestimmte Sorte der pflanzenphysiologischen Standardversuchspflanze Arabidopsis thaliana konnten Pflanzenphysiologen der Universität Illinois die Ursache für diese Wachstumssteigerung nachweisen: Verletzung bzw. Abfressen führt bei diesen Pflanzen zur Endopolyploidie, d. h. eine Vermehrung des Chromosomensatzes ohne Kernteilung. Dabei konnten die Wissenschaftler feststellen, dass sich die Chromosomenzahl von ursprünglich 10 auf bis zu 320 vervielfacht hatte. Ob dieser Mechanismus auch bei frassresistenten Gräsern vorkommt, ist bisher nicht bekannt.

Quelle:

Scholes, Daniel R., and Ken N. Paige. 2011. Chromosomal plasticity: mitigating the impacts of herbivory. Ecology 92:1691–1698., doi:10.1890/10-2269.1 (Abstract).

 

Ergänzung 3 : Mehrjährige Getreidearten?

Typisch für fast alle natürlichen Ökosysteme sind überwiegend mehrjährige Pflanzenarten mit einem ausgedehnten Wurzelsystem. Demgegenüber sind die wichtigsten Kulturpflanzen, die Getreidegräser, einjährig. Dies hat verschiedene nachteilige Folgen:

  • hohe Kosten für Landbewirtschaftung
  • Bodenerosion
  • geringe Kohlenstoffspeicherung im Boden

Das ist der Grund, warum das nordamerikanische Land Institute beabsichtigt, die Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass  die Getreideproduktion allmählich auf mehrjährige Sorten umgestellt werden kann. Damit würden Getreideäcker Wiesen ähnlicher als den heutigen Ackerflächen.

The Land Institute

Summary of the possible. Protecting our soils with perennials.

A. 2010: Hay or grazing operations will continue as they exist. Preparations for subsidy changes begin.

B. 2015: Subsidies become incentive to substitute perennial grass in rotations for feed grain in meat, egg, and milk production.

C. 2020: The first perennial wheat, Kernza™, will be farmer-ready for limited acreage.

D. 2030: Educate farmers and consumers about new perennial grain crops.

E. 2045: New perennial grain varieties will be ready for expanded geographical range. Also potential for grazing and hay.

F. 2055: High-value annual crops are mainly grown on the least erodible fields as short rotations between perennial crops.

http://www.postcarbon.org/article/119799-the-50-year-farm-billwww.%20landinstitute.org:

Ergänzung 4 : Bläulinge, Ameisen und Wiesenpflanzen

Fast alle der 6000 bekannten Arten der Schmetterlingsfamilie der Bläulinge (Fam. Lycaenidae) leben in Grasländern. Außerdem sind die meisten Bläulinge irgendwie mit Ameisen verbunden. Der Helle Wiesenknopf-Ameisenbläuling (Phengaris teleius) legt im Juni oder Juli je ein Ei an einzelne Blüten in Blütenköpfchen des Großen Wiesenknopfes. Die frisch geschlüpften Raupen bohren sich in die Blüte und fressen sie aus. Von einem Blütenköpfchen können sich mehrere Raupen ernähren. Dabei dienen die aufgeblühten Wiesenknopfblüten den Faltern – neben anderen Blüten – auch als Nektarlieferanten, die Eier werden auf noch geschlossene Blüten abgelegt. Nach der dritten Häutung krabbeln die Räupchen auf den Boden. Dort suchen sie aktiv nach Straßen der geeigneten Ameisenarten der Gattung Myrmica und vermutlich gelangen sie so in ein Ameisennest. Möglicherweise werden sie auch von Ameisen dorthin geschafft. Durch geeignete morphologische und chemische Signale werden sie von den Ameisen – obwohl deutlich größer – für eigene Brut gehalten und so behandelt. So können sich bis zur Verpuppung ungestört von Ameisenbrut ernähren. Nach Schätzungen sind etwa 350 Ameisen-Arbeiterinnen nötig, um über die von der Raupe gefressene Ameisenbrut eine Larve des Wiesenknopf-Ameisen-Bläulings durchzufüttern. Normalerweise verpuppen sich die Raupen nach Überwintern im Ameisennest  im späten Frühjahr des folgenden Jahres, seltener bleiben sie auch noch einen Winter länger Ameisengäste.

In diesem Falle handelt es sich eindeutig um eine parasitische Beziehung zu Gunsten des Falters, es gibt jedoch andere Beispiele, bei denen die Bläulingsarten durch Zuckerabscheidung auch zur Ernährung der Ameisen beitragen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Heller_Wiesenknopf-Ameisenbl%C3%A4uling)

Ergänzung 5: Umwandlung natürlicher Wälder

Die Waldfläche Mitteleuropas wurde durch Rodungen – zunächst vor allem für die ackerbauliche Nutzung und die Wiesen und Weidewirtschaft – auf etwa ein Drittel der ehemaligen Fläche reduziert (Frey/Lösch 2010). Dabei wurden die Waldflächen vorwiegend auf ärmere Standorte und Hanglagen zurückgedrängt. In der Folge wurden die Wälder durch Holzanschlag für Heizenergie, Glashütten, n, Ziegelbrennereien, Bergbau und Eisenhämmer weiter reduziert. Die wachsenden Städte benötigten immer mehr Bauholz und die Waldweidewirtschaft führte zu einer weiteren Walddegradation zu Gunsten offener, gräserreicher Habitate.

Wie in den unten stehenden Schemata dargestellt, sind diese Entwicklungen teilweise reversibel. Dies hängt allerdings davon ab, wie weit die Degradation der ursprünglichen Vegetation fortschreitet. Offene Habitate sind stärker erosionsgefährdet und bei anhaltend starker Beweidung kann dies zu einer wüstenhaften Vegetation auf weitgehend degradierten Böden führen, wie dies zum Beispiel für Teile des Mittelmeergebiet charakteristisch ist.

WaldwandelNach Ellenberg, H. (1996): Vegetation Mitteleuropas und der Alpen aus Frey, W./Lösch, R.: Lehrbuch der Geobotanik. Pflanze und Vegetation in Raum und Zeit. Elsevier, /Spektrum, München 20103, Abb.9-34  Umwandlung natürlicher Kalkbuchenwälder (Urwald) durch Weide-, Acker- und Waldwirtschaft auf lehmüberdecktem Kalkboden (Braune Rendzina) in der submontanen Stufe Mitteleuropas

Ergänzung 6: Ethymologische Notiz zum Thema WieseEthym.wiese

Aus Braun, W. et. al.: Ethymologisches Wörterbuch des Deutschen. Akademie Verlag, Berlin 19932

Ergänzung 7: Gräser

Gräser sind die wichtigsten Pflanzen der Wiesen und Weiden, eben der Grasländer. Sie sind aber auch seit Beginn menschlicher Kultur stete die Begleiter des Menschen gewesen: Die ersten Kulturen des Ackerbaus und der Viehzucht entstanden vermutlich in den Grasfluren des „Fruchtbaren Halbmondes“. Bis heute stellen die Gräser mit den Getreidearten Weizen, Reis und Mais, Hirsearten, Roggen, Gerste und Hafer sowie dem Zuckerrohr die wichtigsten Nährstofflieferanten. Als Futtergräser sind sie außerdem Grundlage für die Fleisch – und Milchproduktion. Umgekehrt spielen sie auch als „Unkräuter „eine Rolle, insbesondere Acker-Fuchsschwanz, Quecke, Flughafer und Windhalm. Schließlich nutzen wir Gräser in Rasen von Parks, Gärten und Sportanlagen.

Doch trotz dieser engen Beziehung ist es auch für Pflanzenkundige oft nicht einfach, die verschiedenen Arten der Gräser und Grasverwandten zu unterscheiden. Grund ist zum Beispiel, dass ihnen infolge der die Gültigkeit auffällige Blüten fehlen und dass sie sich aktuell sehr ähnlich sehen und die entscheidenden Unterscheidungsmerkmale nur bei genauer Betrachtung auffallen. Ein weiterer Grund ist die große Artenfülle: zu etwa 11.000 Süßgräsern (Fam. Poaceae) kommen 5500 Sauergräser (Fam. Cyperaceae) und 400 Binsengewächse (Fam. Juncaceae). Alle werden heute zur Ordnung Poales (Süßgräserartige) gerechnet. Auch in Deutschland kommen immerhin über 400 verschiedene grasartige Pflanzenarten vor!

Es gibt eine ganze Reihe spezieller Bestimmungsbücher für Gräser. Ich selbst habe mich auch in Bestimmungshilfen versucht, zum Beispiel in dem UB-Heft 175  „Gräser und Getreide“ (1992) und in den „Botanischen Exkursionen II“. Aus diesem Buch stammen die folgenden schematischen Darstellungen zu den typischen Familienmerkmalen von Süßgräsern, Sauergräsern und Binsengewächsen.

Bauplan der Süßgräse

Bauplan der Sauergräser

 

 

 

 

 

 

 

Bauplan der Binsengewächse

Das Taschenbuch der Gräser von Ernst Klapp hat mich schon während meines Studiums begleitet (damals schon die achte Auflage, 1957), mittlerweile gibt es die 2006 erschienene 13. Auflage in der Bearbeitung von Opitz von Boberfeld. Recht originell ist die „Kleine Gräserfibel“ von C. H. Schade, in der die Gläser nach bestimmten, leicht kenntlichen Merkmalen in Gruppen unterteilt werden. Dem Büchlein ist eine einseitige Übersichtstabelle beigegeben, die noch nicht einmal DIN A4 Format hat und auf der 34 Süßgräser mit ihren wichtigen Merkmalen und Standortansprüchen dargestellt sind. Dieses Heft ist ebenso wie die originellen Bestimmung Tabellen von Rudolf Kiffmann (Weihenstephan) vor allem für angehende Landwirte gedacht.

Haller, B./Probst, W.: Botanische Exkursionen Bd. II: Exkursionen im Sommerhalbjahr. G. Fischer, Stuttgart/New York 19892 (Nachdruck 2016 bei Springer)

Klapp, Ernst/ Opitz von Boberfeld, Wilhelm: Taschenbuch der Gräser. Ulmer, Stuttgart 200613  (im Buchhandel)

Schade, C.H.: Kleine Gräsefibel. Neumann-Neudamm, Melsungen 19572 (nur antiquarisch)

Kiffmann, Rudolf: Illustriertes Bestimmungsbuch für Wiesen-und Weidepflanzen des Mitteleuropäischen Flachlandes. Teil A :Echte Gräser(Gramineae) – Teil B.Sauergräser(Cyperaceae),Binsengewächse (Juncaceae) – Teil C.Schmetterlingsblütler (Papillionariae)(einschl.kleeartige Ackerfutterpflanzen). Freising ,Weihenstephan, A: 19623,- B:1959, C:19662 (nur antiquarisch)

Ergänzung 8: Korrekturen

Basisartikel

S. 8., auf Abb.8, ganz oben, muss der wissenschaftliche Name des Baumweißlings heißen: Aporia crataegi (von Crataegus = Weißdorn)

S. 9 letzter Absatz gehört zur Aufzählung, letztes Wort „Wiesen-“ muss gestrichen werden

Durch die Blume – Blüten und ihre Bestäuber

S. 14, Kasten

Der wissenschaftliche Name des Wiesen-Bärenklaus ist Heracleum sphondylium

Wilde Weiden für die Biodiversität

Das Foto auf S. 41 unten links zeigt einen Raubwürger und keinen Neuntöter

Aufgabe pur: Wiesenklee – „Schlüsselart“ mit Blutfarbstoff

Die Infos zur 4. Teilaufgabe sind nicht korrekt. In dem Versuch der Bayreuther Forscher wird der Einfluss des Wiesenklees auf die Biomasseproduktion bei unterschiedlicher Anzahl von Begleitarten  untersucht. Hier die entsprechende Korrektur:

AufgabeS.53

 

 

Zehn Jahre Nachhaltigkeitsstrategie

Heute vor zehn Jahren, am 17. April 2002, hat die rot-grüne Bundesregierung einen Beschluss über eine Nachhaltigkeitsstrategie gefasst, der unter der Überschrift “ Perspektiven für Deutschland – Unsere Strategie für eine nachhaltige Entwicklung“ veröffentlicht wurde und über das Internet heruntergeladen werden kann. Es geht darin um Generationengerechtigkeit, Lebensqualität, sozialen Zusammenhalt, internationaler Verantwortung und die Managementregeln, mit denen Nachhaltigkeit zu erreichen wäre.

Die Grundidee ist sehr einfach und einsichtig: Wir wollen heute so leben, dass auch noch  in Zukunft ein „gutes Leben“ möglich ist. ‚Until the next big asteroid hits us, the future of life on earth will depend much more on humanity than on anything else“  (G. C. Daily, Nature 411, 17 . Mai 2001,p.245). Damit wird sehr gut ausgedrückt, dass die Zukunft der Erde davon bestimmt wird, was die Menschheit und die einzelnen Menschen heute tun. Die Verwendung des Personalpronomens „uns“ für die Erde geht von einem globalen Zusammengehörigkeitsgefühl aus. ln den Menschen als Bestandteilen der Biosphäre wird sich die Natur „ihrer selbst bewusst“. Aus diesem Bewußtsein ergibt sich Verantwortung , und zwar eine inklusive Verantwortung, die den ganzen Planeten einschließt. Der Hinweis auf den Asteroiden lässt einen kleinen Spalt offen für Fatalismus und ein bisschen  Fatalismus ist für die Psychohygiene sehr gesund.

Die Erkenntnis, dass nachhaltiges Wirtschaften wichtig ist, stammt ursprünglich aus der Forstwirtschaft. In forstwirtschaftlichen Zusammenhang wurde der Begriff schon 1713 verwendet und zwar von dem Oberberghauptmann Hans Carl von Carlowitz (1645-1714). Er hatte Sorge, dass bei der weiteren exzessiven Nutzung von Bauholz im Bergbau in naher Zukunft der Nachschub aus den Wäldern gefährdet wäre. Noch klarer formulierte dies 1791 der Forstwissenschaftler Georg Ludwig Hartig (1764-1837) in seinen “ Anweisungen zur Holzzuchzt für Förster“, in denen er klar zum Ausdruck brachte, dass nur so viel Holz geschlagen werden darf, wie auch nachwächst (vgl. Wikipedia).

Erst im 20. Jahrhundert wurde dieses Nachhaltigkeitsprinzip von der Forstwirtschaft auch auf andere Wirtschaftsbereiche übertragen. In der Konferenz der Vereinten Nationen über Umwelt und Entwicklung (United Nations Conference on Environment and Development, UNCED; häufig als Erdgipfel bezeichnet vom 3.bis 14. Juni 1992 in Rio de Janeiro) wurde das Anstreben einer nachhaltigen Entwicklung als wichtigstes Ziel formuliert. Für den Juni dieses Jahres wurde mit Rio +20 ein weiteres Gipfeltreffen der Vereinten Nationen in Brasilien angesetzt, dessen Titel Konferenz der Vereinten Nationen über nachhaltige Entwicklung lautet.

 So kann man eigentlich sagen: an Bemühungen und guten Absichten fehlt es nicht, das Problem ist jedoch die Umsetzung. Im Fortschrittsbericht der Bundesregierung zum Stand der Bemühungen um Nachhaltigkeit in Deutschland kann man nachlesen, dass wirtschaftliche Veränderungen weitgehend in die richtige Richtung gelaufen sind. Schon wesentlich ungünstiger sieht es mit den angestrebten Entwicklungen im sozialen Bereich aus. Die Umweltveränderungen sind zum großen Teil in die falsche Richtung gelaufen. Das gilt für die Entwicklung der Biodiversität ebenso wie für Landschaftsverbrauch und ressourcenschonende Landwirtschaft.

Vom Bericht kaum erfasst werden die Aktivitäten Deutschlands in globaler Hinsicht. Der Klimawandel, die Veränderungen der Weltmeere, insbesondere die Überfischung und die Verschmutzung, Bodenverluste durch Erosion, Ausdehnung der Wüstengebiete und auch und die immer weitergehenden Zurückdrängung naturnaher Wald-Ökosysteme haben sich in den letzten 10 Jahren nicht „nachhaltig entwickelt“. Was vor 300 Jahren in Mitteleuropa zum ersten Mal erkannt und dann in den folgenden Jahrhunderten auch einigermaßen umgesetzt wurde, wird bis heute auf tropische Regenwälder aber auch auf Urwälder der gemäßigten Zonen – etwa in Kanada oder in Südamerika – nicht angewandt. Angesichts des großen Holzbedarfes – insbesondere der Zellstoffindustrie -, des großen Flächenbedarfes der Futtermittel- und Biomasseproduzenten und dem damit stattfindenden „landgrapping“ werden nicht nur immer mehr naturnahe Waldflächen „verbraucht“, auch die Existenzgrundlagen der indigenen Bevölkerungen verschlechtern sich kontinuierlich. Die immer weiter steigenden Energiepreise lassen auch früher unwirtschaftliche und einer nachhalltigen Entwicklung besonders abträgliche Ausbeutungsformen wie die Gewinnung von Erdöl aus Ölschiefer (z. B. in Kanada) zum Probem werden.

Weltweit hat sich in den vergangenen zehn Jahren vor allem das Verkehrsaufkommen und der damit verbundene Verbrauch von fossilen Energieträgern  gesteigert. Die dafür benötigten Autos und die Flugzeuge werden zu einem deutlichen Prozentsatz auch in Deutschland produziert. Im übrigen ist auch in Deutschland das hohe Verkehrsaufkommen ein Umweltproblem. Der derzeitig hohe Benzinpreis kann deshalb eigentlich nur begrüßt werden. Allerdings sollten die daraus resultierenden Gewinne auch sinnvoll genutzt werden (dies gilt sowohl für die staatlichen Steuereinnahmen als auch für die Gewinne der Mineralölkonzerne).

In einem Artikel zum Fortschrittsbericht zur nationalen Nachhaltigkeitsstrategie (2012) schreibt die Bundesregierung:  „Nachhaltige Mobilität bedeutet vor allen, den Verkehr so zu organisieren, dass Beschäftigung, Wohlstand und persönliche Freiheit möglich sind und dass er sicher, sauber, ressourcenschonend, effizient und klimafreundlich, leise und bezahlbar ist.“ Das klingt sehr vernünftig – allein, es ist kaum zu erkennen, dass ernsthafte Absichten bestehen, diesen schönen Worten auch Taten folgen zu lassen.

Weitere Informationen der Bundesregierung zum Nachhaltigkeitsbericht und einen Zugang zum vollständigen über 300 seitigen Bericht findet man unter folgendem Link:

http://www.bundesregierung.de/Content/DE/Artikel/2012/02/2012-02-15-kabinett-fortschrittsbericht-2012.html;jsessionid=14E343D8C48FE64DD6FBBEDE0907DCAB.s1t1?nn=28588&__site=Nachhaltigkeit

Ein lesenswerter Bericht zur Wirkung der Nachhaltigkeitstrategie in Deutschland findet sich in der TAZ vom 17.4.2012.

Die fremddienliche Zweckmäßigkeit des Gallapfels

Gallen der Blattlaus Tetraneura ulmi auf Blättern der Berg-ULME

Gallen der Blattlaus Tetraneura ulmi auf Blättern der Berg-Ulme

Fremddienliche Zweckmäßigkeit und Weltseele

Vor fast 100 Jahren dienten dem Philosophen Erich Becher Pflanzengallen als Argument für eine Weltseele, heute könnten Vetreter des „Intelligent Design“diese Argumentationslinie nutzen. Doch obwohl ihre Leistungen durchaus verblüffend und bis heute in manchen Hinsicht rätselhaft sind, stehen Pflanzengallen bisher nicht gerade im Blickpunkt aktueller Forschungen und auch von Naturfreunden und Freilandbiologen werden sie meist nicht besonders beachtet. Dies mag daran einmal daran liegen, dass es für diese eigenartigen Naturphänomene – im Gegensatz zu vielen anderen Organismengruppen und Naturerscheinungen – nur verhältnismäßig wenige lnformationsmöglichkeiten gibt (vgl. aber Bellmann 2012). Allerdings kann man sich im Internet mittlerweile ganz gut informieren. Zum anderen könnte der Grund aber auch sein, dass Ursachen ihrer Bildung bisher weder auf funktionaler (proximater) noch auf evolutionstheoretischer (ultimater) Ebene befriedigend erklärt sind. Weiterlesen

Inseln als Lebensraum

Wilfried Probst

Vortrag in der Akademie Sankelmark, 22.07.2003

 

Einführung

Inseln isolieren: das Wort „Isolation“ lässt sich auf das lateinische „insula“ zurückführen, heisst also eigentlich „Verinselung“.

Das mag eine „splended isolation“ sein, von der viele Bewohner der Britischen Inseln bis heute träumen oder auch eine trostlose Isolation, eine Vereinzelung, die von größeren, erstrebenswerten Gemeinschaften abschneidet, Kontakte unterbricht oder gar nicht erst aufkommen lässt. Auch solche Isolation hat es im politischen Raum immer wieder gegeben. Berlin war eine Insel des Westens im sowjetischen Einflussbereich; der Irak war (und ist) isoliert, Nord-Korea ebenso.

In den Träumen und Zielvorstellungen der Menschen spielen Inseln eine recht unterschiedliche Rolle. In der griechischen Antike träumte man von den „Inseln der Glückseeligen“, auf denen die Hesperiden die goldenen Äpfel bewachten. Atlantis ist eine Trauminsel, die bis heute durch unsere Vorstellungen geistert.  Arno Schmidt greift das Aufklärungsthema der „Gelehrtenrepublik auf und verlegt sie auf eine futuristische Insel.

Auf Inseln wird der Mensch isoliert und einzeln stehend besonders gefordert. Und er kann diese Herausforderung meistern, wie Daniel Defoe’s Robinson Crusoe zeigt. Er kann aber auch beinahe daran zugrunde gehen, wie dies William Golding in seinem Roman „Herr der Fliegen“ drastisch schildert. Ferne Inseln waren der Stützpunkt von Piraten. Sie können bis heute geheimnisvolle Schätze bergen, wie Stevensons Schatzinsel. Die ausgedachte Karte war der Ausgangspunkt für diesen erfolgreichen Abenteuerroman.

Inseln haben also für uns Menschen gewaltigen Symbolcharakter. Das arabische Schriftzeichen wird Ihnen vielleicht nichts sagen. Es bedeutet „die Insel“ und es heißt „al djasira“ – eine Insel der unverfälschten Informationen im Meer der Falschmeldungen und der Informationsunterdrückung.

Sie haben sich in den vergangenen Tagen bereits mit den vielseitigen Aspekten von Inseln beschäftigt: von der geologischen Entstehung bis zur Inselliteratur. Heute soll es um die Inseln als Lebensraum, also um die „Inselbiologie“, gehen. Themen, die wir heute ansprechen, wird man im Lexikon vielleicht noch eher als unter „Inselbiologie“ unter „Inselökologie“ oder „Inselbiogeographie“ finden.

Unterscheiden sich Inseln von anderen Lebensräumen? Und wenn ja, wie sehen diese Unterschiede aus? Worin liegen sie begründet? Und welche Auswirkungen haben sie auf das Inselleben? Vielleicht auch auf das Leben als Ganzes, auf die ganze Biosphäre. Was bedeutet „Verinselung“?

 Teil 1 Inseln Isolieren

Inseln isolieren

Seit langem weiß man, dass Inseln weniger Arten beherbergen als vergleichbar große Festlandsgebiete. Natürlich hängt die biologische Vielfalt, also die Artenzahl einer Inseln von einer Fläche ab. Dies ist sogar eine verhältnismäßig einfache Beziehung, die sich aus empirischen Daten ergibt und die als Artenzahl gegen den Logarithmus der Inselfläche aufgetragen meist eine mehr oder weniger deutliche Gerade ergibt (Abb.: Artenzahl Arealkurve der Vogelarten auf den Salomonen nach Diamond und May 1976). In arithmetischer Darstellung ergibt sich immer eine mehr oder weniger gekrümmte Kurve, deren Steigung mit zunehmender Fläche nahezu gegen Null gehen kann. Natürlich gibt es viele weitere Parameter, die für die Artenvielfalt einer Insel verantwortlich sind, z.B. die Vielfalt der Habitate (aber die ist in der Regel wiederum flächenabhängig), die  Entfernung von einem  großen Festland oder von anderen Inseln, das Alter, die geographische Breite usw.

„Insel“ bedeutet in diesem Zusammenhang übrigens nicht unbedingt eine allseits  von Wasser umgebene Landfläche – so werden Inseln in Lexika im allgemeinen definiert. Auch Seen sind Inseln in einem Meer von Land, Bergspitzen in einer Ebene, Lichtungen in einem Wald, Oasen in einer Wüste. Ebenso gibt es Inseln, die sich in geologischen Merkmalen, Bodentypus oder Vegetation von ihrer Umgebung unterscheiden. Auch Verkehrsinseln sind Inseln in einer biologisch feindlichen Straßenumgebung. Für diese Formen von Inseln ergeben sich sehr ähnliche Kurven, wenn Artenzahl und Arealgröße gegeneinander aufgetragen werden. So schreiben schon MacArthur und Edward O. Wilson 1971, dass „die inselartige Beschaffenheit ein überall anzutreffendes Merkmal der Biogeographie ist“.

Daraus wird deutlich, dass Fragen der Inselökologie oder Inselbiogeographie weit über die Bedeutung für eigentliche Inseln hinausgehen, wenn man die Verteilung und das Muster von Arten und Artengemeinschaften untersuchen will. Denn es gibt kaum natürliche Lebensgemeinschaften, die nicht zumindest einige Elemente von Inselhaftigkeit besitzen. Schon die Unterteilung der Biosphäre in verschiedene Ökosysteme zeigt ja mit dem Begriff „Ökosystem“, dass man sich die Biosphäre zusammengesetzt vorstellt aus Teilsystemen, die voneinander mehr oder weniger isoliert, und damit verinselt, sind.

Einwanderung – Auswanderung

Nach der Theorie der Habitatdiversität, die v.a. auf Lack (1934, 1942, 1969) zurück geht, ist die Artenzahl einer Insel in erster Linie von der Zahl der unterschiedlichen Lebensräume abhängig. Da diese Zahl der Lebensräume in der Regel mit der Fläche korreliert, kommt es zu den vorher erwähnten Artenzahl-Arealkurven. Zwingend ist dies jedoch nicht, habitatarme größere Inseln können artenärmer sein als habitatreiche kleinere. Da sich Lack nur mit Vogelarten beschäftigte, ist auch verständlich, dass er sich mit Zuwanderungsbarrieren weniger befasste. Nach seiner Vorstellung beruht die Abwesenheit bestimmter Populationen auf einer Insel nicht auf mangelnder Besiedelung, sondern immer auf dem Fehlen geeigneter Lebensräume.

Demgegenüber begründeten MacArthur und Edward O. Wilson 1967 die Gleichgewichtstheorie der Inselbesiedelung. Danach stellt sich – qualitativ leicht zu beschreiben – auf jeder Insel ein Gleichgewicht zwischen Einwanderungsrate und Aussterberate der Arten ein. Je mehr Arten auf einer Insel vorhanden sind, desto geringer ist die Einwanderungsrate. Entweder, da keine Arten zur Einwanderung mehr zur Verfügung stehen, oder, da es keinen Platz mehr für die neu zugekommenen Arten gibt, da also keine „Nische“ mehr für sie frei ist. Umgekehrt ist die Aussterberate umso größer, je mehr Arten auf der Insel sind. Im einfachsten Fall könnte es sich hier um eine lineare Beziehung handeln. Dann ließe sich dies in einem Raten-Artenzahldiagramm mit Geraden darstellen. Der Schnittpunkt wäre der Gleichgewichtspunkt, in dem sich der Artenreichtum im Gleichgewicht befindet. Wahrscheinlicher ist allerdings, dass es sich bei der Beziehung von Aussterberate bzw. Einwanderungsrate zu Artenzahl nicht um eine lineare Beziehung handelt, sondern eher um zwei konkave Kurven wie in der Abb. dargestellt. In jedem Fall stellt ich – steht nur genügend Zeit zur Verfügung, ein Gleichgewicht ein, eine bestimmte Artenzahl. Die Zusammensetzung der Arten, das Artenspektrum, kann sich oder muss sich allerdings weiter ändern, da ja immer Arten aussterben und Arten Einwandern, in einer Rate, die dem Gleichgewicht entspricht.

Dabei hängt der Kurvenverlauf sehr stark von der Beschaffenheit der Insel und ihrer Lage zu einem benachbarten Festland ab. Bei nahe zum Festland gelegenen Inseln ist die Einwanderungsrate zunächst sehr groß, bei weit entfernten klein. Auch die Größe der Insel spielt eine Rolle. Je größer, desto mehr Einwanderer können „aufgefangen“ werden. Dabei spielt auch die Gestalt der Insel eine Rolle.

Umgekehrt ist die Aussterberate bei großen Inseln geringer als bei kleinen, da sie viel mehr Habitate enthalten und deshalb auch Platz für mehr ökologische Nischen sprich Arten bieten.

Man kann eine Schar unterschiedlicher Kurven für Einwanderungsrate und Aussterberate in Abhängigkeit von der Artenzahl auftragen und erhält dann – je nach Kombination –  unterschiedliche Gleichgewichtswerte  (Abb.).

Obwohl dieses Modell zunächst sehr plausibel klingt, so zeigte sich doch bei der empirischen Überprüfung, dass es ausgesprochen schwierig ist, dieses Modell durch eindeutige Daten zu belegen. So lässt sich die Größenabhängigkeit der Artenzahl im Gleichgewicht auch alleine durch Habitatdiversität erklären. Und auch der Einfluss der Abgelegenheit kann vollkommen unabhängig von der Gleichgewichtstheorie betrachtet werden. Viele Arten sind nämlich in ihrer Ausbreitung so limitiert, dass sie entfernte Inseln nicht nur erschwert erreichen, sondern auch erst sehr viel später. Und dies kann dann dazu führen, dass solche isolierten Inseln weniger „gesättigt“ sind, dass sich also das von MacArthur und Wilson postulierte Gleichgewicht noch gar nicht eingestellt hat. In jedem Fall sollte man die Theorie der Habitatvielfalt, also die Aussage, dass die Vielfalt der Lebensräume für die Artenzahl auf einer Insel verantwortlich ist (Lack), und die Aussage, dass dafür das sich einstellende Gleichgewicht aus Einwanderungsrate und Aussterberate verantwortlich sind (MacArthur und Wilson) nicht als antagonistische Theorien, sondern als sich gegenseitig zu ergänzende Theorien ansehen.

Zyklen

Die beiden oben erwähnten Modelle zur Inselbesiedelung gehen von einem Endgleichgewichtszustand, auch wenn es sich bei dem Einwanderungs- Aussterbe-Modell eher um ein „Fließgleichgewicht“ handelt. Die Entwicklung strebt einem ausgeglichenen Endzustand zu. Einen solchen Zustand nennt man in der Biologie  einen Klimaxzustand. An diesem „biologischen Gleichgewicht“ verändert sich dann nichts mehr, es sei denn, es kommt durch Eingriffe von außen oder durch Katastrophen dazu, dass alles wieder von vorne anfängt. Nach der Klimaxvorstellung sind das aber Ausnahmen.

Dem steht die dynamische Auffassung von Biozönosen gegenüber, die am besten durch die Mosaik-Zyklus-Theorie beschrieben wird. Am deutlichsten wird dies bei der Untersuchung von (Ur-)Waldökosystemen. So gibt es nach Ellenberg (1978) z.B. keinen Endzustand eines natürlichen Urwalds. Vielmehr entwickeln sich nach dem Zusammenbrechen der alten Bäume Lichtungen und dort entstehen unter heftiger Konkurrenz zunächst Gesellschaften von Pionierbaumarten, die ihrerseits nach einiger Zeit wieder zusammenbrechen. Auch dann kommt es wieder zu heftiger Konkurrenz und schließlich kehren die ursprünglichen Baumarten zurück. In einem roßen Waldökosystem  laufen diese Prozesse ständig auf kleinen Flächen („patches“)  nebeneinander ab, so dass immer viele verschiedenen Entwicklungsstadien mosaikartig nebeneinander liegen. Ein besonders schönes Beispiel für diese, sich im Kreis entwickelnde Dynamik zeigt die Abfolge der Waldstadien in einer flachen Senke, die zu einem Bibersee aufgestaut wurde. Es kommt z.B. durch Blaugrüne Bakterien zu einer ganz erheblichen Stickstoffanreicherung in diesem See. Der See verlandet. Auf dem mineralstoffreichen Humosen Boden entwickelt sich zunächst eine üppige Staudenvegetation stickstoffliebender Pflanzen, dann siedeln sich erste Weichhölzer an und ganz zum Schluss kommt es zu einer Wiederbesiedelung durch die ursprünglichen Waldbaumarten.

In Wäldern können solche Zyklen Jahrhunderte, vielleicht sogar Jahrtausende dauern, in anderen Vegetationsformen noch Jahrzehnte.

Natürlich gelten diese Überlegungen auch für Inseln, auch hier sind Veränderungen und kleine Katastrophen eher die Regel as die Ausnahme. Dies müssen keine  ständigen Vulkanausbrüche sein (wie etwa auf Hawai), auch epedemieartig auftretende Krankheiten an dominierenden Baumarten etwa können ganz neue Zyklen einleiten.

„Ein sehr großer Teil der auf der Roten Liste stehenden Pflanzen- und Tierarten unserer Heimat sind an derartige Sukzessionsstadien gebunden“ (Remmert 1984).

Naturschutzmaßnehmen, die einen bestimmten Entwicklungszustand erhalten wollen, sind deshalb oft sehr aufwendig und wenig sinnvoll.

Wenn es darum geht, Biodiversität zu schützen und zu erhalten, können solche eher theoretischen Überlegungen wichtige Voraussetzungen für Planung und Eingriffsoptimierung sein.

Inselökologie und Naturschutz

1984 fand an der Akademie für Naturschutz und Landschaftspflege in Lauffen an der Salzach ein Seminar zum Thema „Inselökologie – Anwendung in der Planung des ländlichen Raumes“ statt. In diesem Seminar kommt der Tierökologe Dr. Hans-Joachim Mader zu der Schlussfolgerung: „Die Landschaften Mitteleuropas weisen eine wachsende Tendenz der Verinselung der einzelnen sie bildenden Landschaftsbestandeile auf. Die Isolationswirkung zwischen den teilweise nur noch als Fragmenten erhaltenen Resten ursprünglicher Landschaftselemente nimmt zu. Damit verliert die Landschaft auch funktional die Eigenschaft eines vielfach engmaschig verbundenen Netzes und entwickelt sich statt dessen zu einem komplex mosaikartigen Nebeneinander existierender Teilstücke.“ Ein Ergebnis dieses Seminars, das dann in der Folge starken Einfluss auf die Landschaftsplanung genommen hat, war, dass der Bedeutung von Hecken und Feldgehölzen als Barrierenabbauer und Vernetzer in diesen Inselarchipelen eine große Rolle zukommt. Weitere Schlagworte, die in der Landschaftsplanung seither eine wichtige Rolle spielen und die letztenendes auf die „Inselökologie“ zurückgehen, sind „Einrichtung von Trittsteinen“ und „Barrierenabbau“. Letzteres führte zu der sinnvollen Einrichtung von Biotopbrücken über Autobahnen (bisher leider nicht in Schleswig-Holstein!).

Einen weiteren Aspekt haben wir bei der Betrachtung der Artenvielfalt von Inseln bisher ganz unberücksichtigt gelassen: Arten sind keine unveränderlichen konstanten Einheiten. Sie verändern sich, sie können sich in neue Arten aufspalten. Damit können auf Inseln ganz neue Lebensgemeinschaften entstehen die nur sehr indirekt mit  Einwanderung und Aussterben begründet werden können. Mit diesem Aspekt wollen wir uns nach der Pause etwas intensiver beschäftigen.

Teil 2: Inseln – Quellen der Vielfalt

Inselendemiten

Ich hatte in diesem Frühjahr während  eines Aufenthalts in Honduras die Gelegenheit, die Karibikinsel Utila zu besuchen. Diese Insel – eine der sogenannten Bay-Islands – wurde lange von Seeräubern, später von freigelassenen Sklaven, bewohnt. Heute ist sie ein beliebtes Urlaubsziel vor allem für Taucher. Die Besonderheit dieser Insel ist eine schwarze Leguanart. Diese Leguan-Art mit dem wissenschaftlichen Namen Ctenosaura bakeri lebt nur auf dieser 12 km² großen Karibikinsel in küstennahen Mangrovewäldern. Das Senckenberg-Museum in Frankfurt und die Frankfurter Zoologische Gesellschaft haben sich dem Schutz dieser Echse angenommen, die angeblich nur noch in etwa 3.000 Exemplaren auf der Insel vorkommen soll. Durch ihre Initiative wurde auf Utila eine Schutzstation für Ctenosaurus bakeri eingerichtet, die gleichzeitig der gezielten Nachzucht der Leguane und der Unterrichtung einheimischer Schulklassen und Touristen in Fragen der Inselökologie und des Naturschutzes dient.

Solche Arten, die nur ein eng begrenztes Areal besiedeln, nennt man Endemiten. Endemiten sind typisch für Inseln. Endemiten der Kanarischen Inseln z.B. sind die Dickblattgewächse der Gattung Aeonium, die dort und nur dort mit über 40 Arten vorkommen, von denen viele auch noch auf einzelne Inseln beschränkt sind. Ein Kanarenendemit ist auch die rötlich blühende und als Liane wachsende Kanaren-Glockenblume (Canaria canariensis) oder der große Kanaren-Natternkopf Echium wildpretii. Bei manchen Arten – wie etwa beim Tëide-Finken –  kann man die Verwandtschaft zu weit verbreiteten Festlandsarten durchaus erkennen. Der Tëide-Fink sieht aus wie ein blaustichiges Foto eines Buchfinken (Abb.).

Besonders berühmt durch die Vielzahl ihrer Inselendemiten wurde das Galapagos-Archipel – nicht zuletzt, weil Charles Darwin diese einsame Inselgruppe auf seiner Weltreise 1834 besuchte und dort wichtige Impulse für die Entwicklung seiner Evolutionstheorie erhielt. Ihm folgten und folgen bis heute viele Biologen  und auch naturkundlich interessierte Touristen.

Galapagosendemiten, von denen immer wieder die Rede ist, sind z.B. die Erdfinken (Gattung Geospiza) , die auch „Darwinfinken“ genannt werden oder die Riesenschildkröten der Art Chelonoides elephantopus, die ebenfalls nur auf den Galapagos Inseln zu finden sind. Darwin berichtet in seinem Reisebericht „Reise eines Naturforschers um die Welt“ ausführlich von den „Elefantenschildkröten“

Unter anderem schreibt er:

Noch habe ich den allermerkwürdigsten Zug der Natur­geschichte dieses Archipels nicht erwähnt; er besteht dar­in, daß von den verschiedenen Inseln in beträchtlichem Maße jede von einer verschiedenen Gruppe von Ge­schöpfen bewohnt wird. Meine Aufmerksamkeit wurde zuerst dadurch auf diese Tatsache gelenkt, daß der Vize­Gouverneur Lawson erklärte, die Schildkröten von den verschiedenen Inseln seien untereinander verschieden, und er könne mit Sicherheit sagen, von welcher Insel irgendeine hergebracht sei. Eine Zeitlang schenkte ich dieser Angabe nicht hinreichende Aufmerksamkeit und ich hatte bereits zum Teil die Sammlungen von zwei der Inseln untereinander gemengt. Es wäre mir doch nicht im Traume eingefallen, daß ungefähr fünfzig oder sech­zig Meilen voneinander entfernt liegende Inseln, die meisten in Sichtweite voneinander, aus genau denselben Gesteinen bestehend, in einem ganz gleichartigen Klima gelegen und nahezu zu derselben Höhe sich erhebend, verschiedene Bewohner haben sollten; wir werden aber sofort sehen, daß dies der Fall ist. Es ist das Geschick der meisten Reisenden, sobald sie entdeckt haben, was an irgendeinem Ort das Interessanteste ist, eiligst fortge­trieben zu werden; ich muß aber gerade dafür dankbar sein, daß ich genügendes Material erhalten konnte, diese äußerst merkwürdige Tatsache in der Verbreitung der organischen Geschöpfe ermitteln zu können.

Irenäus von Eibl-Eibesfeldt schreibt in seinem Klassiker „Galapagos“ über diese Echsen:

Diese Elefantenschildkröten sind Überreste einer einst weit über die Erde verbreiteten Tiergruppe. Die Ordnung der Schildkröten hat sich seit dem Erdmittelalter nur wenig geän­dert. Triassochelys dux aus dem Keuper von Halberstadt hat bereits den typischen Knochenpanzer, der den Körper wie eine Kapsel umschließt. Gewaltige Landschildkröten waren vor 60 Millionen Jahren in Europa, Amerika und Indien beheima­tet. Nach einigen Überresten zu schließen, wogen manche Ex­emplare über eine Tonne. Mit dem Auftreten der wendigen Säuger, die wohl vor allem den Jungen und Eiern nachstellten­  – wie das heute auf Galaipagos die eingeschleppten Säuger tun -, verschwanden die Riesenschildkröten in den meisten Erd­gebieten. Sie hielten sich nur auf einigen ursprünglich von Säu­gern freien Inseln, nämlich auf den Maskarenen im Indischen Ozean und auf den Galapagos-Inseln. Mensch und Haustiere haben diese Bestände dezimiert. Die Maskarenen-Schildkröte konnte sich nur auf Aldabra halten

Die Fauna und Flora von Inseln ist umso eigenständiger – endemischer -, je weiter die Inseln vom nächsten Festland entfernt sind. Im übrigen gilt dies nicht nur für Inseln, sondern auch für inselartige Biotope anderer Art, z.B. für Seen. Besonders berühmt sind die endemischen Buntbarsche alter afrikanischer Seen wie etwa des Malawi-Sees oder des Tanganjika-Sees. Im Tanganjika-See wurden 214 Buntbarsch-Arten nachgewiesen, von denen 80 % nur in diesem See vorkommen. Dabei zeigen gerade die afrikanischen Seen sehr gut, dass die Zahl der Endemiten etwas zu tun hat mit dem Alter der „Insel“. Der Tanganjika-See wird auf ein Alter von 12 Millionen Jahren geschätzt. Der viel jüngere Rudolph-See dürfte erst seit 5 .000 Jahren vom Flusssystem des oberen Nils getrennt sein. In dieser Zeit konnten sich in diesem See immerhin fünf endemische Cichliden-Arten entwickeln.

Vielfalt und Evolution

Charles Darwins Weltbild wurde durch die Galapagoserfahrungen nachhaltig erschüttert. Er begann an der „Konstanz der Arten“ zu zweifeln und über die Gründe nachzudenken, die zu einer Evolution der Lebewesen beitragen könnten. Das Ergebnis war schließlich sein Epochewerk über „Die Entstehung der Arten durch natürliche Zuchtwahl…“ das er allerdings erst 1859, 23 Jahre nach der  Rückkehr von seiner Weltreise, veröffentlichte.

Inseln haben also bei der Entwicklung der Evolutionstheorie eine entscheidende Rolle gespielt und mit dieser Rolle wollen wir uns nun noch ein bisschen beschäftigen.

Das größte Wunder unseres Planeten ist die ungeheute Vielfalt der Lebensformen. So zahlreich sind die Arten, dass wir die meisten von ihnen noch gar nicht identifiziert haben. Die Biosphäre bedeckt die Erde mit einem Teppich aus kunstvoll miteinander gekoppelten Lebensformen. Sogar die scheinbar öde arktische Tundra beherbergt viele Tier- und Pflanzenarten einschließlich der mannigfaltigen Gruppe symbiontischer Flechten, die untereinander und mit ihrer Umwelt ein kompliziertes Netz von Wechselbeziehungen aufrecht erhalten.“

Dies sind die ersten Sätze aus dem Vorwort des von Edward O. Wilson herausgegebenen Buches „Ende der biologischen Vielfalt?“. Wie eigentlich ist diese riesige Vielfalt auf der Erde entstanden? Wie hat sich die Biosphäre entwickelt? Eine Erklärung liefert die auf Charles Darwin zurückgehende Evolutionstheorie, die unter Einbeziehung von genetischen Grundlagen zur sogenannten synthetischen Theorie weiter entwickelt wurde. Danach kann man mindestens fünf Prozesse unterscheiden, die für die Veränderung der Arten und damit für die Evolution verantwortlich sind:

1. Mutation und Rekombination

Als Mutation bezeichnet man spontan oder aufgrund bestimmter physikalischer oder chemischer Einwirkung auftretende Veränderungen im Genom. Die Wahrscheinlichkeit für solche Veränderungen ist zwar insgesamt relativ niedrig (da es zahlreiche Reparationsprozesse gibt, die für eine Stabilität der Nucleinsäuren sorgen), da Genome jedoch aus einer sehr großen Zahl von Genen bestehen, ist der Gesamtanteil der Gameten mit mutierten Genotypen hoch. Die genetische Vielfalt durch Mutationen darf nicht unterschätzt werden. Allerdings ist es so, dass die meisten Mutanten eher ungünstig sind und nur relativ wenige günstige Mutationen vorkommen, die dafür sorgen, dass Merkmale entstehen, die ihren Trägern Vorteile bringen. Mutationsraten wirken auf zweierlei Weise auf die Evolution: Sie schaffen einmal neues genetisches Material, das dann den Einwirkungen anderer Evolutionsfaktoren unterliegt und sie verändern zum anderen die Häufigkeit bestimmter Allele im Genpool der Population.

Die Wirksamkeit günstiger Mutationen wird erst durch die Rekombination genetischen Materials, also durch sexuelle Vorgänge im weitesten Sinne, wirklich wirkungsvoll in einer Population umgesetzt. Gerade die jüngsten Erkenntnisse der Genetik sprechen dafür, dass die meisten Gene unseres Genoms schon sehr alt sind und dass Vielfalt und Neuerung vor allem durch neue Kombinationen, Verdoppelungen, Umstellungen usw. zustande kommen.

2. Anpassungsselektion

Die Anpassungsselektion ist der Evolutionsfaktor, der von Darwin als der Motor für die Entstehung der Arten angesehen wurde. Anpassungsselektion heißt, dass bestimmte Individuen einer Population aufgrund ihrer besseren Tauglichkeit mehr Nachkommen haben als andere. Diese unterschiedliche Tauglichkeit oder Eignung der Phänotypen kann sich z.B. auswirken beim Nahrungserwerb, bei der Flucht vor Räubern, bei der Resistenz gegen Parasiten und Krankheitserregern, bei der Resistenz gegen verschiedene Umweltfaktoren, beim Wettbewerb um einen Geschlechtspartner und beim Brutpflegeverhalten. Anpassungsselektion sorgt dafür, dass eine Art sich an ihre Umwelt anpasst oder – anders ausgedrückt – dass sie in ihre Nische passt. Ändert sich die Umwelt, sorgt Anpassungsselektion in einem gewissen Umfang für eine Anpassung an die neuen Verhältnisse. Ist die Änderung zu drastisch, wird dies allerdings normalerweise nicht möglich und die Art wird verdrängt oder stirbt aus. Bei lange anhaltenden gleichen Umweltbedingungen können sich Arten in derselben Form über viele Jahrmillionen erhalten (stabilisierende Evolution). Solche Arten können so alt werden und von verwandten Arten so weit entfernt sein, weil diese alle ausgestorben sind, dass man von lebenden Fossilien spricht. Ein Beispiel dafür wären etwa der Ginkgo-Baum oder die Brückenechse, die nur noch auf einigen kleinen Inseln vor Nord-Neuseeland lebt.

 3. Zufallsselektion

Auch der Zufall – von Evolutionsbiologen auch Gendrift genannt – dürfte bei der Evolution eine entscheidende Rolle spielen. Wie groß der Anteil der Anpassungsselektion im Verhältnis zur Zufallsselektion ist, hängt sicher von den besonderen Bedingungen ab und ist von Fall zu Fall unterschiedlich zu beurteilen. Bis heute ist dies ein Streiitpunkt der Evolutionsforscher. Zufälle dürften auf alle Fälle eine größere Rolle spielen bei kleinen Populationen als bei großen, bei der Neubesiedelung von bisher nicht besiedelten Arealen und bei katastrophenbedingten Veränderungen.

4.Migration

Schließlich wird als weiterer Evolutionsfaktor der Genfluss oder die Migration unterschieden. Bedeutende Änderungen der Genfrequenzen können nämlich durch Abwanderung oder Zuwanderung von Individuen zu einer Population erreicht werden. Dabei unterscheidet man zwischen infraspezifischem Genfluss (dem häufigeren Fall) getrennter Populationen derselben Art und interspezifischem Genfluss (auch Bastardierung genannt). Der zweite Fall ist seltener, dürfte aber vor allem bei Pflanzen eine gewisse Rolle spielen.

5. Isolation

Während alle diese genannten Evolutionsfaktoren zunächst nur zu einer Veränderung innerhalb einer Population führen, ist die Isolation, die Verinselung, der Faktor, der zur Auftrennung der Arten und damit letzten Endes zur biologischen Vielfalt führt.

 

Evolutionäre Prozesse können auf Inseln wichtiger sein als Einwanderung und Auswanderung. Im Laufe der Erdgeschichte kann die Inselbildung ganz entscheidend zur biologischen Vielfalt beigetragen haben. Denn auch wenn Inseln nach langer Zeit wieder zu Festländern werden, so sind die auf ihnen durch Isolation entstandenen Arten in der Regel so stabil, dass es nicht mehr zu einer Verschmelzung kommen kann.

Ein besonders gutes und gut untersuchtes Beispiel für „Inselevolution“ sind die Fruchtfliegen des Hawai-Archipels. Geologen haben das Alter dieser Vulkaninseln bestimmt. Die älteste mit 5,1 Mill.J. ist Kauai, die jüngste mit ca.0,4 Mill.J. die große Insel Hawai mit noch mehreren aktiven Vulkanen. Auf diesen Inseln leben heute etwa 500 (!!) endemische Fruchtfliegenarten, die alle zur Gattung Drosophila gehören. Sie stammen alle von einem Vorfahr ab, der vor über 5 Mill.J. nach Kauai gelangte. In der Darstellung wird die Entstehungsgeschichte weniger Arten herausgegriffen. Die durchgezogenen Linien deuten die Migration an, die gestrichelten Linien die Anpassungsselektion auf der neuen Insel.

Wie kann man sich nun die Aufspaltung einer Stammart in viele Arten vorstellen? Dies soll an einem einfachen Modell aus drei benachbarten Inseln erläutert werden:

(1)  Eine Insel wird durch eine kleine Kolonie der Art A besiedelt. Der Genpool dieser Teilpopulation ist vom Zufall bestimmt („Zufallsselektion“)

(2)  Vom Genpool der Ausgangspopulation isoliert evolviert diese Inselpopulation in Anpassung an ihre neue Umwelt zu Art B.

(3)  Durch Stürme oder andere Umweltereignisse gelangt Art B auf eine weitere Insel

(4)   Auf dieser zweiten Insel entwickelt sich B zu C.

(5)  Individuen von C besiedeln erneut die erste Insel, können sich jedoch aufgrund genetischer Barrieren mit B nicht mehr vermischen

(6)  C besiedelt auch die dritte Insel

(7)  C bildet auf der dritten Insel Art D

(8)  Art D wird auf die beiden Inseln iherer Vorfahren verdriftet

(9)  Auf der ersten Insel bildet D die neue Art E

(10)              Usw. usw.

 

So können isolierte Habitate durch dieses Wechselspiel ,kleiner Populationen zu einer starken Artaufspaltung führen, die von Evolutionsbiologen „adaptive Radiation“ genannt wird.

Wie schon angedeutet, kann fehlende Konkurrenz auch zum Überdauern sehr altertümlicher Lebensformen führen. So sind Inseln nicht selten zu letzten Refugien von sehr ursprünglichen, heute isoliert stehenden Arten geworden. Viele solcher „lebenden Fossilien“ sind  vom Menschen in historischer Zeit ausgerottet worden, wie etwa die Dronten auf Mauritius und La Réunion ( ca. 1800) und  die Moas auf Neuseeland (ca. 1650).

Ein solcher noch überlebender Reliktendemit der Insel Neukaledonien östlich von Australien, die Bedecktsamige Samenpflanze Amborella trichopoda, hat in den letzten Jahren eine gewisse Berühmtheit erlangt. Auf Grund von DNA-Analysen hat man einen Stammbaum der Bedecktsamer entwickelt. Bei diesem Stammbaum steht  diese Art ganz isoliert an der Basis des Systems. Sie ist damit  die nächste noch lebende Verwandte der Ursprungsart, die vielleicht vor 150 Millionen Jahre lebte und aus der sich die ganze Vielfalt der „Blütenpflanzen“ von den Wasserlinsen bis zu den Eukalyptusbäumen, rund ¼ Million beschriebener Arten, entwickelte.

Trennung und Verbindung – zur Organisation der Biosphäre

Verinselung ist eine wesentliche Voraussetzung für Biodiversität., allerdings nur, wenn die Isolation nicht vollständig ist, wenn es ein Wechselspiel zwischen Auftrennung und Verbindung geben kann.

Ein solches Wechselspiel hat im größten Maßstab und in erdgeschichtlichen Zeiträumen stattgefunden. Im Laufe der Erdgeschichte hat sich die Verteilung der Festländer und der Ozeane ständig verändert. Als Ursache dieser „Kontinentaldrift“ wurden zyklische Vorgänge in den äußeren Schichten unseres Planeten erkannt, die man mit dem Schlagwort „Plattentektonik“ kennzeichnet. Eine Bilderfolge der letzten 200 Millionen Jahre Erdgeschichte im 50 Millionen-Jahr-Rhythmus mag dies verdeutlichen. In dieser Zeit sind die Dinosaurier aufgeblüht und wieder untergegangen, die Vögel und die Säugetiere haben sich gewaltig entwickelt, ebenso die „Blütenpflanzen“. Die heutige Verteilung der Arten und die Biodiversität so wie sie sich heute darstellt, wurde ganz entscheidend durch diese plattentektonishen Vorgänge bestimmt, die durch Trennung und Verbindung von Festländern und Meeresräumen gekennzeichnet sind.

Aber auch im kleinen und kleinsten Maßstab spielen solche Vorgänge der Isolation und der Verbindung eine wichtige Rolle. Von dem Zusammenspiel der Ökosysteme war schon die Rede, auch von der Wechselwirkung von Populationen einer Art. Innerhalb der Populationen sind es die Individuen, die voneinander klar getrennt und genetisch und morphologisch und physiologisch einzigartig doch zur Eigenart und zum Genpool der Gesamtpopulation beitragen. Und die Individuen, die Einzelorganismen? Auch sie sind zusammengesetzt aus mehr oder weniger autonomen Teilen. Wie könnte man Organe transplantieren, wenn es diese Autonomie nicht gäbe?

Selbst die kleinste Einheit des Lebens, die Zelle, stellt sich im elektronenmikroskopischen Bild als ein Kosmos aus vielen Einzelteilen, als eine Landschaft mit Inseln und Seen, man könnte auch sagen als ein dreidimensionales Labyrinth dar. Biologen sprechen von „Kompartimentierung“. Jedes Kompartiment ist eigentlich eine Insel, aber eine Insel, zu der es Fährverbindungen gibt.

 

Sind Tannen ein Thema? – Nacktsamer im Biologieunterricht (zu UB 300)

Wilfried  Probst   Vortrag auf der MNU-Tagung Bremerhaven am 20.11.2006

Sind Tannen ein Thema?

Nacktsamer im Biologieunterricht

 

 

Auf einer Fachtagung der Zeitschrift Unterricht Biologie im Mai d. J. wurde über interessante und weniger interessante Titel von Unterricht Biologie-Heften gesprochen. Ein Unterricht Biologie-Heft mit dem Titel ‚Nadelgehölze & Co.’ vom Dezember 2004 wurde als ‚weniger interessant’ eingestuft. Als Herausgeber dieses Heftes bin ich natürlich anderer Meinung und als ich von Frau Bartel gefragt wurde, ob ich zu diesem Thema auf der diesjährigen MNU-Tagung in Bremerhaven einen Vortrag halten will, habe ich freudig zugestimmt. Denn das ist ja eine Gelegenheit für ein entsprechendes Plädoyer.   Als gut wurden auf genannter Tagung z.B. folgende Heftthemen bewertet: Herz und Kreislauf Die Zelle Gene Wirbeltiere Evolutionshefte („alles was mit Evolution zusammenhängt ist gut!“) Struktur und Funktion Stationen Lernen Standards und Kompetenzen Wissenschaft entdecken und begreifen   Natürlich ist es ein wichtiges Ziel des Biologieunterrichts, in all seinen Inhalten den Bezug zum Menschen und zur menschlichen Gesellschaft herzustellen. Humanbiologische Themen sind deshalb wichtig, das will ich nicht bestreiten. Aber Biologie heißt eben nicht „Medizin“ oder „Anthropologie“ oder „Gesundheitslehre“, sondern es geht in diesem Fach auch gerade darum, nichtmenschliches Leben kennen und verstehen zu lernen, u.a. auch deshalb, um danach menschliches Leben umso besser verstehen zu können. Auch allgemeinbiologische Themen, die heute häufig als Basiskonzepte apostrophiert werden, wie Evolution, Struktur und Funktion oder Ökologie sind selbstverständlich wichtig für die Entwicklung eines vernünftigen Curriculums, sie bedürfen aber immer konkreter Beispiele. Dies gilt genauso für „Methodenthemen“ wie „Standards und Kompetenzen“ oder „Wissenschaft entdecken“ oder „Forschendes Lernen“.   Vielleicht liegt es näher, geeignete Beispiele aus dem Bereich der dem Menschen vertrauteren weil verwandten Wirbeltiere zu suchen als die Nacktsamer zum Unterrichtsgegenstand zu machen. Wenn man `mal abwechseln will sind Nadelgehölze  – besonders in der Vorweihnachtszeit – das will ich zeigen – aber auch recht ergiebig.

Nadelgehölze sind gute Beispiele

denn:

  • Nadelgehölze halten Rekorde
  • Nadelgehölze sind die Reptilien unter den Pflanzen
  • Nadelgehölze sind Dokumente der Erdgeschichte
  • Nadelgehölze beeinflussen das Erdklima
  • Nadelgehölze haben wirtschaftliche Bedeutung
  • Nadelgehölze haben kulturgeschichtliche Bedeutung

Zur Kulturgeschichte

Als immergrünes Symbol ewigen Lebens schmücken Koniferen bis heute unsere Friedhöfe, seit einiger Zeit auch die Vorgärten, aber das liegt wohl weniger an der Symbolkraft als daran, dass sie weniger Arbeit machen und langsamer wachsen. In der christlichen Tradition steht der immergrüne Weihnachtsbaum für Wiedergeburt und Unsterblichkeit. Seit vor gut 200 Jahren durch Aufforstung Fichten auch im Flachland Deutschlands häufig wurden, verbreitete sich der Weihnachtsbaum in den Bürgerwohnungen und heute hat er sich über die ganze Welt ausgebreitet. Aber der Brauch hat vorchristliche Wurzeln: Schon die Römer schmückten ihre Häuser zum Jahreswechsel mit immergrünen Zweigen und die antiken Nekropolen wurden schon vor mehr als 2000 Jahren von Zypressen umrahmt. Oh Tannenbaum, oh Tannenbaum kann man deshalb mit Recht als interkonfessionelles oder interkulturelles Weihnachtslied bezeichnen – auch wenn die Tannen oft Fichten sind.  In der Umgangssprache werden diese zwei Gattungen der Familie der Kieferngewächse meist nicht unterschieden, auf Skandinavisch heißen sie auch beide „Gran“. Trotzdem wäre es ein die Allgemeinbildung förderndes Unterrichtsziel, einmal auf die Unterschiede hinzuweisen – vielleicht am Beispiel der üblicher Weise als Weihnachtsbäume angebotenen Arten (was allerdings auch von Jahr zu Jahr gewissen Modeströmungen unterliegt). Eine Hilfe bei der Bestimmung bietet der Beihefter in UB 300. Die wichtigsten Unterschiede zwischen den Gattungen Picea (Fichte) und Abies (Tanne):

  1. Bei der Fichte fallen die herabhängenden Zapfen als Ganzes ab, bei der  Tanne die Schuppen einzeln von der aufrechten Zapfenachse
  2. Die Fichtennadeln haben braune Stielchen, die Tannennadeln grüne basale Scheibchen

Neben dem Buchs sind Nadelgehölze, v.a. Eiben, auch wichtige Elementen der Barockgärten, da sie extreme Beschneidung gut vertragen. Andere wachsen schon so, als wären sie beschnitten, z.B. Zuckerhutfichten oder Zwergfichten,  die man durch vegetative Vermehrung aus Hexenbesen kultiviert hat. Aus Gärtnereikatalogen lassen sich Bestimmungskärtchen für Zierkoniferen basteln,, die man alle bei einem Friedhofsbesuch finden kann. Auf eine interessante geschichtliche Spur führt der Name des Küstenmammutbaumes Sequoia sempervirens, amerikanisch „Redwood“. Diese Art, die mit 135 m auch den Höhenrekord eines Baumes und den Rekord des größten Lebewesens hält, wurde von Lampert 1824 als Taxodium sempervirens beschrieben und 1847 vom Wiener Botaniker und Coniferenspezialisten Endlicher in die eigene Gattung Sequoia gestellt, benannt zu Ehren des Cherokee-Indianers Sequoi Yah, der ganz selbständig eine Schrift für die Sprache der Cherokee entwickelte und 1838 eine Zeitung auf Englisch und Cherokee herausgab – im gleichen Jahr, als dieser Stamm auf Befehl des Präsidenten Martin van Buren aus seiner Heimat vertrieben und zu einem winterlichen Gewaltmarsch über 1500km nach Westen gezwungen wurde, dem Marsch der Tränen, auf dem 4000 von 10 000 der  Vertriebenen umkamen.

 

Rekorde

Nadelgehölze halten Rekorde. Hierher gehören

  • mit der Borstenkiefer aus den trockenen Gebirgszügen Arizonas die Pflanzenart, die das höchste Alter erreicht.
  • mit den Redwoods, den Küstenmammutbäumen in Kalifornien und Oregon und den Mammutbäumen in der Sierra Nevada die höchsten Bäume oder
  • mit Picea obovata und Larix dahurica aus Ostsibirien die kälteresistentesten Bäume, die auch noch an den kältesten bewohnten Orten der Erde, in Oimekon und Werchojansk gedeihen.

 

Menschen lieben Rekorde, deshalb ist es immer interessant, in der Schule mit Rekord haltenden Lebewesen zu motivieren. Aber es geht natürlich nicht nur um den Rekord, denn mit ihm sind besondere ökologische, physiologische und strukturelle Leistungen verbunden. So wie einem Basketballspieler seine langen Beine und Arme nutzen, so nutzen einem großen Baum seine leistungsfähigen Wassertransportsysteme und das Alter der Bäume wird im wesentlichen durch die Widerstandskraft ihres Holzes determiniert. Die Kälteresistenz wird einmal durch die xeromorphen wassersparenden Nadelblätter, vor allem aber durch physiologische Anpassungen, insbesondere spezielle, die Bildung von Eiskristallen hemmende Proteine (Antifrostproteine) bewirkt.

Reptilien unter den Pflanzen

Nadelgehölze sind Nacktsamer, Gymnospermen. Sie nehmen im Pflanzenreich dieselbe Stellung ein, wie die Reptilien bei den Wirbeltieren.. Das soll nun näher begründet werden. Die ersten großen Pflanzen. die im Erdaltertum vor gut 400 Mill.Jahren, im ausgehenden Silur, im Devon und im Karbon die Festländer der Erde eroberten und auch damals schon große Wälder bildeten, waren überwiegend Sporenpflanzen: Urfarne, Farne, Schachtelhalme und Bärlappe. Zwar kam bei den Bärlappen auch schon so etwas ähnliches wie Samenbildung vor, aber parallel dazu entwickeln sich schon im ausgehenden Devon und zu Beginn des Karbons die ersten Nacktsamer aus den Verwandtschaftsgruppen, die man auch heute noch in dieser Kategorie einordnet. Der besondere Vorteil der Samenbildung ist ja eine weitergehende Emanzipation vom Wasser. Die freien Gametophyten, die kleinen Vorkeime der Farnpflanzen, sind auf hohe Feuchtigkeit angewiesen. Die Befruchtung erfolgt über Spermatozoiden im wässrigen Milieu. Bei den Samenpflanzen wird dieses alles ins Innere von festen Hüllen verlegt. Zwar kommt es da zunächst auch noch zur Ausbildung von Spermatozoiden, doch schlüpfen diese erst aus den Mikrosporen, die man nun Pollenkörner nennt, wenn diese auf den Samenanlagen gelandet sind. Die ganze Gametophytengeneration mit dem neuen Sporophytenembryo wird in eine neue Verbreitungseinheit, in den Samen, hineinverlegt. Wie dies stammesgeschichtlich schrittweise vonsttten gegangen ist, kann man sich auf grund von Fossilfunden recht gut vorstellen. Wenn diese Samen dann auch noch mit  Nährstoffvorräten versorgt werden, dann entstehen recht große Gebilde, wie z.B. bei den sogenannten „Palmfarnen“. Diese an Baumfarne und Palmen erinnernden Pflanzen entstanden im Karbon, sie hatten ihre stärkste Verbreitung im Erdmittelalter, in Trias, Jura und Kreide, zusammen mit den Dinosauriern. Es ist deshalb sehr passend, wenn im Arboretum Thiensen bei Ellerhoop eine große Dinosaurierplastik zwischen die ins Freiland ausgepflanzten Cycadeen gestellt wurde. Die heutige reliktartige Verbreitung der Cycadeen deutet übrigens auf die erdgeschichtliche Entwicklung der Kontinente hin. In der Zeit, als diese Pflanzenklasse besonders zahlreich vertreten war, war der große Südkontinent Gondwana eine einheitliche Festlandsmasse, die aus den heutigen Kontinenten Südamerika, Südafrika, Indien und Australien gehörten –  die Gebiete in denen man auch heute noch die meisten Cycadeen findet.

Der etwas irreführende deutsche Name „Palmfarn“ könnte als Aufhänger für einen Unterricht dienen, der am Beispiel dieser lebenden Fossilien den Übergang von  Sporen- zu Samenpflanzen behandelt. Warum der Vergleich mit den Reptilien? Während Moospflanzen und Farnpflanzen mit ihren relativ ungeschützten austrocknungsempfindlichen Gametophyten noch sehr wasserabhängig sind, ist die Samenbildung der entscheidende Schritt zur Emanzipation vom Wasser. Sie hat ihre genaue Entsprechung bei der Entwicklung der Wirbeltiere mit dem Übergang von den Amphibien zu den Reptilien, mit der Bildung der Eihäute (Amnion und Chorion) und trockenheitsresistenter Eier, die nicht mehr ins Wasser abgelegt werden müssen.

Dokumente der Erdgeschichte

Nadelgehölze sind damit Dokumente der Erdgeschichte. Formen, die im Erdaltertum und im Erdmittelalter entstanden sind und weit verbreitet waren, haben sich an einigen Standorten bis heute als „lebende Fossilien“ erhalten. Das gilt nicht nur für die  Palmblatt-Nacktsamer, auch für den Ginkgobaum,  und auch für Nadelgehölze im engeren Sinne, wie Urweltmammutbaum, Araukarie oder die erst vor einem guten Jahrzehnt entdeckte Wollemie Pine.

Nacktsamer und Bedecktsamer

Ich wollte das UB-Heft zunächst „Nacktsamer“ nennen. Das stieß aber auf Widerstand bei der Redaktion, da man meinte, der Begriff wäre irreführend und niemand könnte damit das verbinden, was gemeint wäre. Nun ist es aber so, dass diese Bezeichnung für die ganze Pflanzengruppe charakteristischer ist, als die Bezeichnung „Nadelgehölze“ oder „Koniferen“ (=“Zapfenträger“). Denn weder nadelförmige Blätter noch die Ausbildung von zapfenartigen Fruktifikationsorganen ist auf diese Gruppe beschränkt und außerdem gibt es eben, wie gesagt Verwandte, die ganz anders aussehen. Die genannten Palmfarne, die man besser palmblättrige oder wedelblättrige Nacktsamer nennen sollte, sind ein Beispiel. So bizarre Gestalten wie Welwitschia mirabilis aus der Namib Wüste, die schachtelhalmähnlichen Ephedra-Arten oder die wie normale Laubbäume aussehenden Gnetum-Arten wären andere Beispiele. Selbst bei den Nadelgehölzen im engeren Sinne gibt es Bäume, die wie normale Laubbäume aussehen, etwa die sogenannte Kauri-Fichte in Australien. Das entscheidende gemeinsame Merkmal dieser Gruppe ist also tatsächlich die Anordnung und der Aufbau der Samenanlagen und Samen. Diese Gebilde sitzen bei den Nacktsamern offen am Ende von kurzen Sprossen  wie bei der Eibe – oder auf Schuppen. Im Gegensatz dazu sind sie bei den Bedecktsamer in einen Fruchtknoten eingeschlossen, der aus einem oder mehreren Fruchtblättern gebildet wird. Diese heute viel artenreichere Gruppe entstand aber erst vor etwa 150 Mio. Jahren, nachdem es schon  rund 200 Mio. Jahre lang Samenpflanzen, nämlich Nacktsamer, gegeben hatte.   Die Samenanlagen und Samen sind sehr nährstoffreich. Manche schmecken auch den Menschen gut, wie Pinienkerne oder Zirbelnüsse. So war es sicher eine sinnvolle Erfindung der Evolution, diese Leckereien vor Fressern besonders zu schützen: die Bedecktsamer machen das durch das Einhüllen in die Fruchtblätter. Wie das am Anfang ausgesehen hat, das kann man heute z.B. noch bei den Magnolien sehen. Der eigentliche Vorteil dieser Umhüllung stellte sich – wie oft bei Evolutionsabläufen – aber erst danach heraus: Er lag in der großen morphologischen Plastizität der Fruchtblätter, die zu den ungeheuer vielen Fruchttypen mit den verschiedensten Verbreitungsmechanismen führte. So wie bei den Bedecktsamern der Fruchtknoten empfindlichen Samenanlagen vor dem Gefressenwerden schützt, so haben die Koniferen, die Zapfenträger, einen sehr kompakten Samenstand ausgebildet, bei dem die Samen zwischen den Schuppen des Zapfens ebenfalls sehr gut geschützt sind. Bei manchen Pyrophyten (Feuerpflanzen) sind diese Zapfen so fest geschlossen, dass sie nur durch einen Waldbrand geöffnet werden können – z.B. bei Pinus contorta.   Solche Nadelholzzapfen sind ästhetisch ansprechende Sammelobjekte. Die Samenschuppen sind in sehr regelmäßigen Spiralen angeordnet und zwar so, dass normalerweise nie zwei Schuppen übereinanderstehen, sie bilden keine Orthostichen, sondern Spirostichen, Spiralen. Der Winkel zwischen zwei Blattanlagen beträgt ca. 137° 30’. Dieser „Limitdivergenzwinkel“ teilt den Kreis im Goldenen Schnitt.   Nach botanischer Definition sind Blüten endständige Sporophyllstände. Samen enthalten Megasporangien, die Schuppen könnte man also als Megasporophylle auffassen. Dann wären Zapfen Blüten. Nun sitzen aber oft zwischen den Samenschuppen Deckschuppen – besonders auffällig z.B. bei der Douglasie. Die Erklärung hierfür liefern Fossilien aus dem späten Erdaltertum, z.B. die Gattung Lebachia: Samenschuppen sind aus Kurzsprossen entstanden, die Deckschuppen sind die dazugehörigen Tragblätter. Danach sind Koniferenzapfen Blütenstände, jede Schuppe mit den zwei Samenanlagen ist eine Einzelblüte.

Erdklima und Stoffkreislauf

Man sollte jedoch nicht meinen, Nadelgehölze wären in der Gegenwart versprengte und vereinzelte Relikte. Auch heute noch gibt es riesige Nadelwälder, die durchaus für den Stoffkreislauf der Biosphäre und damit auch für das Erdklima bedeutend sind. Ich meine die riesigen borealen Nadelwälder, die sich von Kanada und Alaska über Sibirien bis nach Skandinavien erstrecken, teilweise über mehr als 20 Breitengrade. Ihre Ausbreitung oder Zurückdrängung hat wegen der gespeicherten Kohlenstoffmengen erheblichen Einfluss auf das Erdklima. Die unüberlegte Ausbeutung der Redwood- und Mammutbaumwälder in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts war Ausgangspunkt für die Naturschutzbewegung in den Vereinigten Staaten und auf der ganzen Welt und der Anlass für die Gründung der ersten Nationalparks. Noch heute sind die letzten Nordamerikanischen Urwälder, vor allem in Kanada, von unüberlegter kommerzieller Nutzung bedroht und Naturschutzorganisationen wie Greenpeace kämpfen um ihren Erhalt.

Wirtschaft

Zweifelsohne haben Nadelgehölze eine große wirtschaftliche Bedeutung. Viele Arten wachsen schnell, schneller als die meisten Laubbäume und gerade für die Papierproduktion sind sie deshalb besonders wichtig. Auch das Harz von Nadelgehölzen war lange Zeit ein wichtiger Rohstoff und bis heute zeugen viele Ortsnamen und Familiennamen davon. Besonders viele mitteleuropäische Namen sind mit der Kiefer verbunden: Familiennamen wie Kiefer, Kienke, Künast, Kienast, oder Ortsnamen wie Kienitz, Kienbaum, – waren doch Kienspäne lange Zeit die wichtigste Beleuchtung für arme Leute. Auch der vormals wichtige Rohstoff Pech (Harz) wurde von Pechern v.a. aus Schwarz-Kiefer gewonnen. Die Waldkiefer ist der Baum des Jahres 2007. Wirtschaftliche Ausbeutung von Urwäldern betrifft nicht nur die tropischen Regenwälder sondern bis heute auch Wälder der gemäßigten Zonen, z.B. immer noch in Kanada. In Südchile wurde das Pendant zum Küstenmammutbaum, die Alerce (Fitzroya cupressoides), die ebenfalls riesengroß und uralt werden kann, durch Raubbau praktisch ausgerottet. Ihr äußerst widerstandsfähiges Holz wächst sehr langsam

Entdeckungen

Immer wieder gab es in der Neuzeit Entdeckungen von Nadelholzarten, die der Wissenschaft bis dahin verborgen geblieben waren. Die erste dieser spektakulären Neuentdeckungen war der Ginkgo-Baum, der schon 1690 von dem Japan-reisenden Arzt Engelbert Kämpfer zum ersten Mal beschrieben wurde. Dann folgten Küsten-Mammutbaum und Berg-Mammutbaum im 18. und 19. Jahrhundert und im 20. Jahrhundert der Urweltmammutbaum sowie 1994 in den Blue Mountains – knapp 200 km von der Metropole Sidney entfernt – Wollemia nobilis, die sogenannte .Wollemie-Pine, ein Araukariengewächs, das man zuerst fossil entdeckt hatte, ganz ähnlich wie den Urweltmammutbaum aus China. Jüngste Nadelbaumentdeckung des 21. Jahrhunderts ist die vietnamesische Goldzypresse (Xanthocyparis vietnamensis), die 2002 von englischen und vietnamesischen Botanikern in einem abgelegenen Berggebiet Vietnams nahe der chinesischen Grenze entdeckt wurde. Zu all diesen Entdeckungen gibt es interessante spannende Geschichten, die mittlerweile auch im Internet leicht zugänglich sind.   Damit bin ich am Ende meines Vortrags, der Ihnen nur einen kurzen Einblick in das Themenkaleidoskop der Nacktsamer geben konnte. Mehr findet sich in dem UB-Heft 300 und natürlich im Internet.