Mykorrhiza-Symbiose

[Timm Willem]

Hallo Zusammen,
mit dem Chlorophyll ist das so eine Sache. Jedes Molekül, das Licht des sichtbaren Spektralbereiches(alles andere sollte man für diese Diskussion vernachlässigen) absorbiert, wird in seinem Energiezustand verändert. Dies birgt aber das Problem der ,,Aufladung" in sich, es würde auf Dauer zur Bildung von Radikalen in der Pflanze führen. Pflanzen versuchen dies zu verhindern, in dem sie solche Moleküle nicht herstellen.
Es werden gezielt Moleküle hergestellt, die nach Absorption von Quanten diese in etwas Sinnvolles umwandeln können.
Für eine Pflanze ist überflüssige Farbe(Licht absorbierende Moleküle ohne Speicherung von Energie) deshalb oft nachteilig.
Für Blütenpflanzen sind im Wesentlichen drei Photosynthesepigmente bekannt: Chlorophyll a, b und Carotinoide. Darüber hinaus gibt es noch einige andere kleine Veränderungen des Sonnenlichts im Absorptionsspektren beim Durchdringen von Pflanzen, die aufgenommene Energie erbringt bei diesen aber keine nennenswerte stoffliche Veränderung, sie wird als Wärme oder Licht(nur bei GMO´s) abgeleitet.
Bei den Mengenanteilen der drei Photosynthesepigmente gibt es relative Unterschiede zwischen Licht- und Schattenpflanzen. Dies liegt daran, dass das am Waldboden ankommende Licht bereits teilweise von den darüber wachsenden Bäumen ,,gesiebt" wurde, ein Anteil der für die Photosynthese wirksamen Wellenlängen bereits absorbiert ist.
Lichtpflanzen werden immer den einfachsten Weg wählen, um mit möglichst geringem stofflichen Aufwand an eine große Menge gespeicherter Energie zu gelangen.
Was jetzt die Saprodingsda betrifft, sie betreiben sicherlich auch Photosynthese, wahrscheinlich stärker an den Carotinoiden aufgehängt. Aber was machen sie in den Jahren, in denen sie nicht blühend im Untergrund verschlummern?
Der Nachweis, wo die Kohlenstoffquellen für Saprodingsda liegen, wäre mit markiertem Kohlenstoff eigentlich kein Problem. So etwas bezahlt aber kein Mensch mehr.
Literatur: Taiz/Zeiger
Viele Grüße
Timm

[Berthold]

Beitrag von Christian (Ahriman)

Hallo!

Ich denke das alle "saprodings" Orchideen Mycoparasiten sind (Pflanzen fehlt die genetische Ausstattung um rein als Saprophyten zu leben wie Pilze oder Bakterien) und einfach eine extreme Form der Interaktion zwischen Orchideen und Pilzen darstellen. Die Samenkeimung ist ebenfalls eindeutig ein parasitischer Vorgang (was soll ein Orchideen-Embryo dem Pilz bieten?) danach kommt es häufig auch zu einem Wechsel des Pilzpartners. Das Ganze ist weitaus dynamischer als ich früher angenommen hatte. Ich bin grad zu faul um die Literatur rauszusuchen aber es hat sich gezeigt das Orchideen die Besiedelung durch Pilze genau kontrollieren (nur Wurzeln) und antifungale Substanzen produzieren um die "Infektion" in Schach zu halten bzw. auf passende Pilze zu beschränken.
Inwieweit diese Interaktion bei grünen Orchideen mutualistisch ist ließe sich durch Stable Isotope Tracing sicher herausfinden, ich arbeite ja an einer ähnlichen Sache mit Caularthron (allerdings nicht mit 13C sondern mit 15N.
Soo teuer ist das wieder auch nicht, das Geld spart man einfach bei der Bezahlung des Dissertanten ein 

Aber bei mycoparasitären Pflanzen (gleich welcher Familie) denke ich dass Photosynthese selbst wenn Pigmente vorhanden wären de facto keine Rolle spielt.
Über die Lebenszeit der Pflanze gerechnet ist die Zeit in der oberirdische reproduktive Strukturen vorhanden sind die Photosynthese betreiben könnten extrem gering.  Viele dieser Pflanzen wachsen noch dazu in extrem dunklen Bereichen, da würde das auch nicht viel Sinn machen. Der Pilz liefert ohnehin alles.
Aber das darf man nicht so dramatisch sehen, Pilze sind riesige Organismen die meist mit einer vielzahl von umgebenden Pflanzen in mehr oder weniger mutualistischem Kontakt stehen. Da ist so eine kleine Orchidee bestenfalls ein wenig lästig aber keine Bedrohung - wie der Floh am Hund. 

LG,
Christian

[Berthold]

Hallo,
also in die unendliche Pilzdiskussion möchte ich nicht eingreifen. Dazu hatte ich mich ja schon mal geäußert.
Was das Chlorophyll bei sog. Sarophyten betrifft, habe ich einen anderen Standpunkt. Meine Untersuchungen sagen etwas anderes. Da ich das ganze mal in einer Fachzeitschrift veröffentlichen möchte, möchte ich dazu nur sagen: es gibt nicht nur grünes Chlorophyll und die Chlorophyllarten sind nicht gleich aktiv.
BG
Manne

Manne, wo hast Du Deine Forschungsarbeiten denn inzwischen veröffentlicht?

[Claus]

Ich bitte doch, wieder auf das Thema zurück zu kommen und sich nicht in seitlichen Arabesken zu verlieren.

Es gibt nicht das Chlorophyll sonden etwa ein Dutzend Chlorophylle, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Und detaillierte Untersuchungen im Zusammenhang mit pilzabhängigen Orchideen dazu sind mir bisher nicht bekannt.

Ich will das anhand eines Beispiels illustrieren, dem Dingel, Limodorum abortivum.

Wenn man die ziemlich groß werdenden Pflanzen genauer anschaut, dann fällt einem diese violette Farbe der Blüten aber auch des Stengels auf - richtige Blätter fehlen, es gibt nur Schuppenblätter entlang des Blütenstengels. In Wikipedia findet man dazu die Sätze:
"Obwohl die Pflanzen Chlorophyll enthalten und Photosynthese betreiben, reicht diese nicht aus, um die Atmungsverluste auszugleichen. Der Violette Dingel ist daher zur Ernährung auf die Versorgung durch seine Wurzelpilze angewiesen, hauptsächlich Ektomykorrhizapilze aus der Gattung Russula (Täublinge). Damit gehört die Art zu den mykoheterotrophen Pflanzen." 

Mir gelang 2009 bei einer Grünaussaat eine Massenkeimung, und in diesem Zusammenhang nahm ich Kontakt zu Walter Bongers auf, der ein Orchideenlabor betreibt und sich ebenfalls mit dem Dingel befasst hat: http://www.orchidinfo.de/Aussaat_Limodorum.htm   Inzwischen hat er allerdings die Versuche aufgegeben, die Sämlinge im Garten zu etablieren.

Die Sämlinge sitzen bei mir immer noch auf dem ersten Umlegeboden von 2010 und sehen aus wie Würmer, die immer länger werden und sich teilweise auch verzweigen. Jeder Versuch, sie in nicht sterilen Substraten zu etablieren - auch mit verschiedenen Pilzen - scheiterte. Mir fiel dann auf, dass sie an der Triebspitze eine violette Farbe entwickeln, die genau mit der Blütenfarbe übereinstimmt. Da ich damit nichts anfangen konnte und im Wahn einer möglichen Blütenbildung im sterilen Glas, fragte ich Walter Bongers nach seiner Meinung. Für ihn ist das ganz klar ein Chlorophyll.

Und nun sind wir in der Wüste der unbekannten Eigenschaften. Bisher hätte man gesagt, das ist ein Anthocyan, und Anthocyane können keine Photosynthese. Ich finde aber bei grober Suche im Netz auch keine Aussagen dazu. Es gibt aber Meinungen, auf die ich mal gestoßen bin, dass es Chlorophyll-Typen gibt, die nicht grün sind, aber gegenüber dem grünen Chlorophyll eine vielfache photosynthetische Wirkung haben sollen.

Da komme ich wieder auf meinen Satz zurück: "Wenn man die ziemlich groß werdenden Pflanzen genauer anschaut ..." Dingel steht erfahrungsgemäß nie in der prallen Sonne sondern im lichten Schatten unter Kiefern. Nachweislich ist er mykothroph. Nachweislich enthalten Stengel und Schuppenblätter Chlorophyll. Ich denke schon, dass hier nicht nur der Pilz am Wirken ist - dazu sind mir die Pflanzen eigentlich zu üppig. Und das grüne Chlorophyll allein würde im Schatten auch nicht einen solchen Wuchs schaffen. Also, ist etwas dran, dass violettes Chlorophyll eine viel stärkere photosynthetische Wirkung hat als das grüne?

Eine solche Untersuchung wäre schon eine Dissertation wert. 

[Manne]

das etablieren von limodorum sämlingen halte ich für machbar.
problem ist nur, das limodorum nach einmaliger blüte immer abstirbt.
das ist so im garten und auch in der natur.

[Berthold]

Ich denke schon, dass hier nicht nur der Pilz am Wirken ist - dazu sind mir die Pflanzen eigentlich zu üppig. Und das grüne Chlorophyll allein würde im Schatten auch nicht einen solchen Wuchs schaffen. Also, ist etwas dran, dass violettes Chlorophyll eine viel stärkere photosynthetische Wirkung hat als das grüne?

Warum sollte das zutreffen, Claus? Die Pflanze wird doch sehr gut durch Pilze ernährt, wie z. B. die Nestwurz auch.
Im lichten Schatten wachsen viel grüne Pflanze, die sich ausschliesslich über Chloropyll-Photosynthese ernähren. Da sollten die Reste im Dingel doch zusammen mit der Pilzversorgung völlig ausreichen

[Berthold]

das etablieren von limodorum sämlingen halte ich für machbar.
problem ist nur, das limodorum nach einmaliger blüte immer abstirbt.
das ist so im garten und auch in der natur.

nach meiner Kenntnis wächst Dingel so wie Epipactis und macht im Rhizom Neutriebe neben dem alten Blütentrieb.
Im Garten allerdings wird er vermutlich schon lange vor der Blüte absterben, es sei denn, man hat einen Garten mit mit den entsprechenden Mykorrhiza-Pilzen im Boden. Dann sollte sogar ein in situ-Aussäen funktionieren.

[Claus]

Ich kenne keine mykotrophe Pflanze mit einem solchen Wuchs wie beim Dingel und würde diese Hinweise auf violettes Chlorophyll nicht so ohne weiteres zu den Akten legen.

Walter Bongers schrieb mir dazu: "Meine Pflanzen waren insgesamt 6 Jahre "in der Flasche". Die Größe der Einzelpflanzen war dementsprechend was dem Handling aber keinesfalls gut tat. Die Polyphenolbildung der Pflanzen führe ich auf den Umstand zurück, daß jegliches Transplantieren zu Mikroverletzungen der Rhizoide führt. Verloren habe ich dadurch keine Pflanzen; es waren aber deutliche Wuchsdepressionen nach dem Transplantieren in neue Flaschen zu beobachten.
Die "Violett Färbung" der Triebspitzen ist (eine beginnende) Chlorophyllbildung  und bei allen Saprophyten zu beobachten die man dem Licht aussetzt.

Ich habe meine Limodoren mittlerweile ausgepflanzt, oder besser beerdigt; d. h. ich habe keine Hoffnung jemals wieder etwas von ihnen zu sehen.

Vermutung Bongers:
Die L. abortivum sind vollparasitär wachsend.
Das Nährstoffangebot der Wirte ändert sich den Jahreszeiten entsprechend.
Jegliche Forschung in dieser Richtung sprengt den Rahmen privater (zeitlicher, finanzieller, usw.)  Mittel. Mit Zufallstreffern, oder besser dirty experiments, kommt man nicht weiter."

[Berthold]

Und das grüne Chlorophyll allein würde im Schatten auch nicht einen solchen Wuchs schaffen. Also, ist etwas dran, dass violettes Chlorophyll eine viel stärkere photosynthetische Wirkung hat als das grüne?

Claus, wenn der violette Farbstoff (was immer es auch ist) in dem Dingel besser Photosynthese machen könne als das Chlorophyll a (blaugrün), dann hätte die Evolution in ca. 1 Mrd. Jahren sicher dafür gesorgt, dass alle Pflanzen auf der Welt violett geworden wären.
Sicher hat der Dingel auch Chlorophyll a, aber doch deutlich weniger als normale Pflanzen.
Die Nestwurz hat sicher keine wesentliche Menge Chlorophyll, bildet aber unter günstigen Bedingungen auch ganz schön grosse Triebe allein durch Pilzversorgung, deshalb besteht kein plausibler Grund, im Dingel noch nach zusätzlichen geheimen Photosynthese-Produzenten zu suchen.

[orchitim]

Die "Violett Färbung" der Triebspitzen ist (eine beginnende) Chlorophyllbildung  und bei allen Saprophyten zu beobachten die man dem Licht aussetzt.

Ich denke das die violetten Färbung als Zwischenstufe zur Chlorophyllbildung unstrittig ist, schließlich von jedem jährlich während der Spargelzeit zu beobachten. Wobei ich da nicht weis ob diese Verfärbung beim Spargel schon beginnt bevor er direktem Sonnenlicht ausgesetzt ist oder ob dies ausgelöst wird wenn er die obersten Erdschichten erreicht, also durch die höhere Wärme dieser Schichten.
Was aber dadurch nicht bewiesen ist, ist der Umstand, ob diese violette Vorstufe schon Stoffwechseleigenschaften besitzt oder eben nicht.

[Claus]

Claus, wenn der violette Farbstoff (was immer es auch ist) in dem Dingel besser Photosynthese machen könne als das Chlorophyll a (blaugrün), dann hätte die Evolution in ca. 1 Mrd. Jahren sicher dafür gesorgt, dass alle Pflanzen auf der Welt violett geworden wären.

Vielleicht beginnt ja die Evolution jetzt gerade mit dem Dingel. 

[Berthold]

Michael Charlemann meint Folgendes zu dem Dingel. Seine Argumente überzeugen mich

Hallo Berhold,

ich lese interessiert eure Diskussion über den Dingel mit. Violettes Chlorophyll a etc. hört sich für mich schon etwas befremdlich an. Vor allem wenn man sich das Bild einer Limodorum abortivum alba anschaut bezweifele ich, das es sich bei dem violetten Farbstoff um Chlorophylle handelt. Ich denke eher, das es sich dabei um in der Pflanze abgelagerte Anthocyane handelt.
Die Pflanzenteile der alba-Form vom Dingel sind nämlich grün, was darauf hin deutet, dass es sich dabei um andere Pflanzenfarbstoffe handeln muss. Wären die Chlorophylle des Dingels violett, dürften sie sich auch beim Albinismus nicht verändern, müssten also violett sein.
Schau hier.
Ich denke das ist der Beweis, das es sich bei der violetten Färbung beim Dingel nicht um andersfarbige Chlorophylle handen kann, sondern um einen Pflanzenfarbstoff.

http://www.albiflora.eu/blog/?tag=limodorum

[Berthold]

das etablieren von limodorum sämlingen halte ich für machbar.
problem ist nur, das limodorum nach einmaliger blüte immer abstirbt.
das ist so im garten und auch in der natur.

Manne, da irrst Du Dich leider, siehe hier
http://www.orchideenkultur.net/index.php?topic=26364.msg388768#msg388768