Wer hat es erfunden?

Eine faszinierende Symbiose

▪ Bestimmte Pflanzen und Bakterien bilden im Boden eine faszinierende Lebensgemeinschaft und tragen so zur Erhaltung des Lebens bei.

Erstaunlich: Pflanzen benötigen Stickstoff, um zu wachsen und um sich zu vermehren. Damit sie den Stickstoff aber verwerten können, muss dieses Gas in chemische Verbindungen wie Ammoniak umgewandelt (fixiert) werden. Bei den Hülsenfrüchtlern wird das Problem dadurch gelöst, dass sie eng mit Knöllchenbakterien (Rhizobien) zusammenarbeiten. Das hat für beide Seiten Vorteile. Eine solche Zusammenarbeit zweier unterschiedlicher Organismen nennt man Symbiose.

Die Bakterien werden von den Hülsenfrüchtlern durch eine bestimmte Substanz angelockt, damit sie in die Wurzeln eindringen. Obwohl die Bakterien und die Pflanze zu ganz unterschiedlichen Reichen gehören, arbeiten sie, wie die Zeitschrift Natural History ausführt, zusammen, „um praktisch ein neues Organ auszubilden: ein voll funktionsfähiges Stickstoff fixierendes Wurzelknöllchen“. Es ist nicht nur das neue Zuhause der Bakterien, sondern auch ihre Werkstatt. Ihr wichtigstes Werkzeug ist die Nitrogenase, ein Enzymkomplex. Damit fixieren sie Stickstoff, der aus Luftblasen im Boden geholt wird.

„Der weltweite Vorrat an Nitrogenase . . . würde in einen größeren Eimer passen“, so Natural History. Diese Moleküle dürfen also nicht verschwendet werden! Sie sind allerdings extrem sauerstoffempfindlich. Wie schützt die Pflanze die Enzyme vor Sauerstoff? Sie produziert eine besondere Substanz, die Sauerstoff bindet.

Die Membran des Knöllchens kontrolliert den Austausch von Ammoniak, Zucker und anderen Nährstoffen zwischen den Bakterien und der Pflanze. Wenn die Pflanze schließlich stirbt, bleibt das Ammoniak im Boden. Daher werden Hülsenfrüchtler zu Recht als „Gründünger“ bezeichnet.

Was soll man glauben? Haben die Bakterien und ihre Wirtspflanze dieses faszinierende, komplizierte System zur Lebenserhaltung selbst erfunden oder zeugt es einmal mehr von einem genialen Erfinder?

[Bild auf Seite 25]

Wurzelknöllchen

[Bildnachweis auf Seite 25]

Hintergrund: © Wally Eberhart/Visuals Unlimited; kleines Bild: © Dr. Jack M. Bostrack/Visuals Unlimited