Algen & Pilze
Algen & Pilze
Algen & Pilze
Welche Faktoren verändern die Häufigkeit des Auftretens von Hutpilzen? (7)
-brauchen Pflanzenreste/Dung (Saprophyten)
-sehr viele brauchen einen Baum (Mykorrhiza)
-manche sehr spezifisch
-schlechter Zustand des Waldes (Waldsterben) -> positiver Einfluss
-Trockenheit & Dürre -> negativer Einfluss
-Mensch -> negativer Einfluss
-Feuchtigkeit -> stark positiver Einfluss
Einige Pflanzen werden mit der Fruchtfolge bekämpft.
a) Auf welchen Prinzipien stützt sich diese Form der Bekämpfung
b) geben Sie ein praktisches Beispiel
a) Pilze sind z.T. sehr spezifisch in ihrer Wirtspflanze. Bei der Fruchtfolge wird die Anbaupflanze jährlich o. 2-3 jährlich gewechselt, damit sich Pilzinfektionen nicht halten können
b) Fusariumarten; Tomatenanbau: 3-Jahres-Fruchtfolge
Ein kleiner See ohne Zufliuss ist seit Jahren mit Algen verschmutzt & man beobachtet Fischsterben. Trotz Sanierung der lokalen Abwässern (Bau einer Kläranlage) & Verhinderung des Einflusses von Dünger aus der LW tritt keine Besserung ein
a) Erklären Sie diesen Zustand
b) Schlagen SIe eine Läsung vor mit Begründung
a) Die Alge erhält sich selbst, überwintert als Dauerform und bildet so im Sommer neuen Teppich. Ist von Stickstoff unabhängig, da es diesen selbst fixieren kann. Phosphat ist der limitierende Faktor. Da dieser See keinen Zufluss hat, dauert es sehr lange, bis sich die Wasserqualität verbessert. Die zur Zeit des verschmutzen Wassers entstandenen Algen können lange noch mit den Reststoffen des verschmutzten Wassers leben.
Die Fische sterben aufgrund von Toxinbildung, was zur Vergiftung der Fische führt.
b) Die Verbesserung der Wasserqualität durch Aufbereitung der Kläranlage und Stoppen der Düngemittelzuflüsse ist sehr wichtig. Dies alleine genügt nicht. Es ist zusätzlich noch notwendig, O2 in untere Schichten der Gewässer zu bringen (Hört man allerdings damit auf, könnte sich die Ursprungssituation wieder einbringen!) und die Nährstoffe zu entfernen, wenn möglich Algen entfernen (Algen, die absterben, setzen Nährstoffe frei, und Verhinderung der Entstehung von Dauerformen).
Warum finden wir in den Parkanlagen städtischer Zentren nur sehr wenige bis keine Flechten? Algen sind hingegen häufig, und auch Pilze sind zu finden.
Flechten sind durch ihre Algen-Pilz-Symbiose sehr langsam in ihrer Anpassung /Evolution. Daher können Schadstoffe ihnen besonders zusetzen, sie sind sehr empfindlich gegenüber SO2 (Saurer Regen), daher in Städten selten. Pilze und Algen sind weniger empfindlich, da schnellere Anpassung.
In natürlichen Ökosystemen sind grosse Epidemien von pilzlichen Krankheiten an Pflanzen eher eine Seltenheit. Warum beobachten wir hingegen in unseren Agroökosystemen jährlich bedeutende Epidemien, die wir meistens nur durch Einsatz von Pestiziden verhindern können?
Weil in der Natur meist die Pflanzen nicht so dicht stehen wie in der Agrarwirtschaft, daher können die Infektionen viel leichter übertragen werden. Auch stehen in der Landwirtschaft oft mehrere potentielle Wirtspflanzen nebeneinander, z.B. Berberitze und Weizen (Puccinia graminis)
Warum baut ein Bauer nicht immer die gleiche Kultur Jahr für Jahr auf dem gleichen Feld an? Erklären sie die Gründe und geben sie zwei Beispiele von Kulturen, die nicht auf sich selbst folgen dürfen. Geben sie eine Begründung.
Die Fruchtfolge ist nötig, um Bodenermüdung und Krankheiten und Schädlingen vorzubeugen. Manche Pilzarten sind sehr spezifisch sind auf eine gewissen Anbaupflanze, und über Winter können sich Sporen im Boden halten und im Frühjahr für eine Neuinfektion sorgen. Daher wechselt man meist im drei-Jahres-Rhythmus die Anbaupflanze auf einem Feld.
Beispiele:
Mais: Maisbeulenbrand(Ustilago maydis). Dreijahrespause. Befällt nur Mais. Sporen überwintern in Pflanzenrückständen oder im Boden und können bis 10 Jahre überdauern (Telio- oder Teleutosporen).
Fusarium-Arten verursachen Welkekrankheiten (Weizen und Tomaten) Fruchtfolge mehr als drei Jahre. Chlamydosporen als Dauerorgane im Boden.
a) Bennenen Sie die pilzlichen Strukturen und sagen Sie, in welchen Klassen resp. Abteilungen sie vorkommen
b) Führen Sie je ein an
A: Ascus bei Ascomyceta (Bsp. Candida albicans)
B: Basidie bei Basidiomyceta (Bsp. Puccinia graminis (Basidiosporen, Aecidiosporen, Uredosporen, Teleutosporen)
C: Kleistothecien bei Ascomycetes (sex. Fruchtkörper) (Bsp.: Talaromyces helicus, Sphaeroteca pannosa,Podosphaere aucupuraie, Erysiphe polygoni)
D: Perithecien bei Ascomycetes (sex. Fruchtkörper) (Bsp.: Necria cinnabarina, Soradina fimicola, Polystigma rubrum)
E: Apothecien bei Ascomycetes (sex. Fruchtkörper) (Bsp.: Ascosphanus granuliformis, Hyaloscypha lachnobrachya, Helvella crispa, Aleuria aurantia, Morchella esculenta
F: Oospore bei Oomycetes charakteristisch (Bsp. Plasmopara viticola)
Begründen sie, warum empfohlen wird, die Kräuselkrankheit des Pfirsichs mit 1 bis 2 Fungizidapplikationen im Winter zu bekämpfen (Lebenszyklus des Erregers!)
Taphrina deformans: befällt ganz junge Blätter im Frühling. Auf der Blattoberseite entstehen Asci mit Ascosporen. Diese können sich im Innern des Ascus schon durch Sprossung vermehren. Bei Reife reisst der Ascus auf, die Ascosporen oder die daraus gebildeten Sprosszellen gelangen in Rindenspalten, wo die Ruhephase eintritt, die bis zum nächsten Austrieb dauert. Die Sprosszellen können entweder noch im Sommer/Herbst oder aber erst im Frühjahr kopulieren und ein dikaryotisches Myzel bilden. Erst das dikaryotische Myzel kann die Pflanze infizieren. (Dikaryophase = Hauptphase)
Fungizidapplikation im Winter zerstört die Ruhephasenform und verhindert dadurch Vermehrung im Frühjahr.
Erklären sie, warum die durchschnittliche Grösse der Kieselalgen im Zürichsee im Frühjahr grösser ist als im Herbst.
Kieselalgen (Bacillariophyceae) befinden sich fast ständig im Stadium der Kieselzyste, d.h. sie bestehen aus Einzelzellen oder Cynobien mit kokkaler Organisationsstufe. Die aus Kieselsäure bestehenden Wände umschliessen den Protoplasten in Form von zwei Schalen: Der grössere Schalenteil ist die Epitheka (Deckel), der kleiner die Hypotheka (Boden). Zellteilung erfolgt, indem Epitheka und Hypotheka auseinanderweichen. Der Protoplast teilt sich und für jeden Tochterprotoplast wird eine neue Hypotheka gebildet.
Als Folge davon werden die Zellen immer kleiner. Wenn eine Minimalgrösse erreicht wird, gelangen die Kieselalgen mit sexueller Reproduktion wieder zu ihrer Normalgrösse. Die Protoplasten legen ihre Theken ab, tauschen Genmaterial aus und die Zygote entsteht. Die Zelle kann wachsen, da kein Kieselskelett da ist. Danach werden die Theken neu gebildet. Bacillariophyceae sind diploid.
Da die Kieselalgen im Zürichsee im Frühjahr anscheinend grösser sind als im Herbst, ist anzunehmen, dass sich diese Alge im Frühjahr asexuell zu Teilen beginnt und im Herbst ihre Minimalgrösse erreicht und sich danach sexuell vermehrt.
Es wird in der Praxis davon abgeraten, auf dem gleichen Feld zwei oder mehr Jahre hintereinander Weizen anzubauen. Auch Raps soll nicht auf Raps folgen. Warum?
Es geht darum, die Kulturen vor Pilzbefall zu Schützen und die Ausbreitung von Krankheiten zu vermeiden, darum sollte man die Fruchtfolge beachten.
Viele Pilze sind Wirtsspezifisch und sterben nach einer gewissen Zeit ab (man rechnet mit mind. 3 Jahren), wenn sie nicht mit dem spezifischen Wirt in Kontakt kommen können. Nach Raps darf nicht Raps gepflanzt werden (Kreuzblütler auf Kreuzblütler!) und Weizen dürfen auch nicht aufeinander Folgen, zum Beispiel wegen des Mehltau des Getreides, welches als Winterwirt auf dem Wintergetreide überwintern würde. Auch kann sich bei gleichbleibender Kultur das Unkraut zu stark vermehren und dadurch der Pilzverbreitung dienen (können auch Kreuzblütler sein).
Die Meeresverschmutzung ist heute weltweit ein Problem. Was verstehen der Laie und die Sensationspresse unter diesem Begriff. Was sind die wirklichen Probleme und Zusammenhänge?
Der Laie oder die Sensationspresse verstehen unter Meeresverschmutzung oft das Auftreten riesiger Algenteppichen, sogenannten Algen- oder Wasserblüten, die Robben und anderen Tieren zum Verhängnis werden können. Besondere klimatische Verhältnisse und Überdüngung des Meeres (Stickstoff und Phosphat!) können zu solchen Algenblüten führen. Die abgestorbenen Algen sinken ab und verbrauchen bei der Zersetzung den Sauerstoff der unteren Wasserschichten. Durch diese Zersetzung wird Material für weitere Massenvermehrung frei. Je nach Alge werden Toxine gebildet. Zu viel Gift wirkt sich tödlich auf die Fische aus, was zur Liquidation der Fischzucht und zu Ablagerungen in Weichtieren (Muscheln,...) führt. Mit der Einnahme solcher Weichtiere wird auch der Mensch gefährdet und kann Vergiftungen erleiden!
Warum gibt es an den Bäumen am Zürichberg fast keine Flechten, hingegen sehr viele in den meisten Alpentälern?
Flechten (Symbiose zwischen Alge und Pilz) sind sehr empfindlich gegen Schwefeldioxid. Die Symbiose zwischen Alge und Pilz kann nicht entstehen, wenn die Luft einen zu hohen Gehalt an Schwefeldioxid aufweist, was aber in der Stadt (Zürichberg) auf Grund der Abgase der Fall ist. Kann dieser langsam evolvierende Organismus nicht überleben. In den Alpentälern ist der Stickstoffgehalt geringer, was den Flechten das Leben ermöglicht!
Im Handbuch zum Biologischen Pflanzenschutz im Garten steht: ‚Apfelschorf: Abwehr- Auf den Boden fallendes Laub entfernen und gut kompostieren. Warum diese Empfehlung und was nützt dieses Vorgehen?
Der Pilz (Venturia inaequalis) befällt die Blätter. Er lebt zwischen der kutikulären Membran und den Epidermiszellen. Im Herbst besiedelt der Pilz die toten Blätter ganz und bildet darin im Frühjahr Pseudothecien (Perithecien) mit Asci und Ascosporen, die bei Regen aktiv ausgeschleudert werden. Ausschliesslich diese bilden das Anfangsinokulum.
Folglich kann der Pilz nicht überleben, wenn keine toten Blätter vorhanden sind. Werden diese gut kompostiert, so kann das helfen, den Pilz auszurotten.
Zur Bekämpfung der Phytophthora infestans steht: Nur gesundes, vorgekeimtes Saatgut verwenden, warum?
Phytophthora infestans (Oomycetes) ist der Erreger des falschen Mehltaus der Kartoffel (Kraut- und Knollenfäule). Bei der Infektion des Wirtsgewebes dringen die Hyphen in die Blätter ein. Erste Symptome sind braune Flecken auf der Oberseite des Blattes. Bei einer Spätinfektion können auch die Knollen befallen werden. Der Pilz überwintert als Myzel in den befallenen Kartoffelknollen. Verwendet man nur gesundes, vorgekeimtes Saatgut, so ist man sicher, den Pilz nicht einzuschleppen, da befallene Knollen erkannt werden (blaugraue, eingesunkene Schale).
Geben Sie ein schlechtes und ein gutes Beipspiel für eine Fruchtfolge, gültig für eine 3-jährige Periode
Schlechtes Beispiel: Raps auf Kohl (Kreuzblütler auf Kreuzblütler) (Plasmodiophora brassicae)
Gutes Beispiel: Gerste auf Kartoffeln (Verhindern der Kraut- und Knollenfäule)
Was versteht man unter einer Verschmutzungs-verursachten Flechtenwüste? Welche Schadstoffe bewirken den grössten Schaden? Warum gibt es keine „Algenwüste“ an diesen Orten?
Da Flechten sehr empfindlich auf Schwefeldioxid reagieren, sind sie gute Indikatoren für Luftverunreinigungen. Anhand einer Vegetationskarte der Flechtenarten eines Gebietes ist es möglich, frühzeitig genaue Prognosen über das Fortschreiten dieser Art von Verschmutzung zu machen. Es gibt keine Algenwüsten, da Algen nicht auf Luftverschmutzung reagieren!
Brot, Bier und Wein können nur dank gewissen Organismen hergestellt werden. Welche sind es, und was ist ihre systematische Stellung?
Abteilung Ascomycota, Klasse Endomycetes, Ordnung Endomycetales (Hefepilze)
Brot: ausgewählte Stämme von Saccaromyces cerevisiae
Bier: S. cervisiae und S. carlsbergiensis (Schizosaccharomyces pombe in Afrika)
Wein: S. ellipsoides
Wie entsteht ein Hexenring (kreisförmige Anordnung von Pilzfruchtkörper)? Warum sind nur bei Basidiomyceten Hexenringe bekannt?
Im Zentrum steht ein Hutpilz mit Basidiosporen. Die Hutpilze leben als Saprophyten. Von diesem Hutpilz aus wächst sein Myzel in alle Richtungen radiär weg. Das Myzel durchwächst den Boden bis die Bedingungen für die Fruktifikation gut sind. Darauf keimen die Fruchtköper und durchstossen den Boden. Jahr für Jahr wächst das Myzel weiter und treibt Fruchtkörper an der noch lebenden Peripherie des Myzels. Stösst es an ein Hindernis (Baum,...) wird die kreisförmige Anordnung durchbrochen.
Die Fruchtkörperbildung der Basidiomycota ist von der Somatogamie losgelöst. D.h. einmal entstandenes dikaryontisches Myzel bildet immer wieder Fruchtkörper. Was ein wesentlicher Unterschied zu den Ascomyceten ist(diploides Myzel muss immer neu gebildet werden, da der grösste Teil des Ascomycetenmyzel haploid ist).
Flechten werden für die Allgemeinheit auf eine andere Art klassifiziert als für den Spezialisten (Flechtensystematiker). Warum dieser Unterschied?
Flechtensystematiker: Der Pilz ist der dominierende Teil der Flechte, da nur er sich sexuell fortpflanzen kann. Darum ist die systematische Einteilung der Alge für die Klassifizierung der Flechte von untergeordneter Bedeutung. Die Systematik versucht daher, die Flechten in das System der Pilze einzuordnen um die echte Verwandtschaft der Gruppen untereinander deutlich zu machen. Allgemeinheit: In Bestimmungsbüchern wird jedoch meistens ein Wuchsformschlüssel verwendet, bei dem die Aufteilung nach der Morphologie des Thallus erfolgt.
46. Die Durchschnittsgrösse einer Kieselalge in einer Population reduziert sich unter optimalen Wachstumsbedingungen kontinuierlich.
a) Warum?
b) Wie erlangen die Kieselalgen wieder ihre Ausgangsgrösse?
a) Kieselalgen (Bacillariophyceae) befinden sich fast ständig im Stadium der Kieselzyste, d.h. sie bestehen aus Einzelzellen oder Cynobien mit kokkaler Organisationsstufe. Die aus Kieselsäure bestehenden Wände umschliessen den Protoplasten in Form von zwei Schalen: Der grössere Schalenteil ist die Epitheka (Deckel), der kleiner die Hypotheka (Boden). Zellteilung erfolgt, indem Epitheka und Hypotheka auseinanderweichen. Der Protoplast teilt sich und für jeden Tochterprotoplast wird eine neue Hypotheka gebildet. (Der Deckel bekommt einen neuen Boden; der Boden wird zum Deckel und bekommt einen neuen Boden.) Als Folge davon werden die Zellen immer kleiner.
b) Wenn eine Minimalgrösse erreicht wird (Herbst), gelangen die Kieselalgen mit sexueller Reproduktion wieder zu ihrer Normalgrösse. Die Protoplasten legen ihre Theken ab, tauschen Genmaterial aus und die Zygote entsteht. Die Zelle kann wachsen, da kein Kieselskelett da ist. Danach werden die Theken neu gebildet. Im Frühjahr hat dann die Kieselalge wieder ihre Ausgangsgrösse.
„Der Geruch der Berberitze macht den Weizen krank“ schrieb Goethe in seinen Naturwissenschaftlichen Betrachtungen. Was hat er beobachtet? Was sind die Zusammenhänge?
Früher hielt man es für Aberglauben, dass dort wo Berberitzen wachsen, der Weizen an Schwarzrost erkrankte. Tatsächlich ist die Berberitze der obligate Zwischenwirt für den Schwarzrost des Getreides (Puccinia graminis), der zu den Rostpilzen (Uredinales) gehört.
Goethe hat beobachtet, wenn Berberitzen in der Nähe eines Weizenfeldes wachsen, der Weizen von diesem Pilz befallen worden ist. Der Geruch in seinen Beobachtungen entspricht in der Realität den diploiden Sporen, mit denen der Pilz auf den Weizen gelangt.
In Reisfeldern können verschiedene Algen wachsen. Welche sind es, und warum sind sie erwünscht? Wie kann man sie gegenüber den eher unerwünschten Algen fördern?
Es wachsen Blaualgen (Cyanobacteria), die teilweise den Stickstoff fixieren können (in Heterocysten; Anabena, Nostoc, Scytonema).
experimentell: Tolypotrix. Steigert den Reisertrag um bis zu 130%.
angebaut: Wasserfarn Azolla, in dessen Gewebehöhlen Anabaena azollae lebt.
Diese Algen sind erwünscht, da sie Stickstoff fixieren. Man kann sie fördern, indem kein Nitrat oder Ammonium , aber genügend Phosphat gedüngt wird.
Um die Jahrhundertwende war der Schorfpilz des Apfels unter dem Namen Spilocea pomi bekannt. Der Name ist heute noch gültig, wird aber nicht mehr verwendet, da er nur einen Teil des Pilzes beschreibt. Wie heisst der Pilz heute und warum verwenden wir nur noch diesen Namen?
Der Pilz heisst Venturia inaequalis (Ascomycota, Klasse Ascomycetes). Früher war nur die Nebenfruchtform bekannt. Diese wurde bei den Deuteromyceten (Pilzen ohne Hauptfruchtform) eingereiht. Da die Hauptfruchtform dieses Pilzes heute bekannt ist, wird er auch nach dieser benannt.
Algenblüten führen in den betroffenen Gewässern oft zum Absterben der gesamten Fauna oder wenigstens bestimmter Teile davon. Welche Faktoren können für dieses Phänomen verantwortlich sein? (Geben sie wenigstens zwei Szenarien an)
Zu hohe Stickstoff- und Phosphorwerte (limitierendes Element) begünstigen Algenblüten (Cyanophyta, Heterokontophyta). Die abgestorbenen Algen sinken ab und verbrauchen bei der Zersetzung den Sauerstoff der unteren Wasserschichten. Durch die Zersetzung wird Material für weitere Massenvermehrung frei. In den oberen Wasserschichten kommt es zu Sauerstoffzunahme, in den unteren zur Abnahme. Es entsteht eine Stresssituation für die anderen Lebewesen.
Zusätzlich produzieren Algen Toxine, Fische sterben und Schalentiere kumulieren diese, was für den Menschen tödlich enden kann, falls er solche verzehrt.
Warum nimmt man an, dass Prokaryonten ältere Organismen sind als Eukaryonten?
Prokaryonten haben keinen echten, von einer Hülle umgebenen Zellkern. Die Zellen enthalten keine Organellen (Kern, Mitochondrien, Plastiden, Golgi-Apparat, endoplasmatisches Retikulum). Die Assimilationspigmente sind nicht in Chromatophoren, sondern in losen Thylakoidstapeln der äusseren Plasmaschicht angelagert. Der Protoplast ist in ein äusseres Chromatoplasma und ein inneres Zentroplasma aufgeteilt. Das Plasma hat keine Strömung. Vermehrung nur asexuell.
Eukaryotische Zellen haben hingegen einen typischen Zellkern, der von einer Kernhülle umgeben ist. Sie bilden eine Kernspindel und Chromosomen. Die Pigmente sind in Plastiden angelegt, sogenannten Chromatophoren. Zwischen den verschiedenen Organellen besteht Arbeitsteilung.
Die Organellen(Chloroplasten (aus Blaualgenzellen), Mitochondrien( aus BakterienEndosymbiose) in eukaryontischen Zellen sind aus unabhängigen , frei lebenden Prokaryonten hervorgegangen. Zuerst lebten diese als Symbionten in der Wirtszelle & haben sich schliesslich langsam & kontinuierlich zu den heutigen Organellen umgewandelt.
Rotalgen sind systematisch noch wenig aufgearbeitet. So wird oft entdeckt, dass zwei als verschieden beschriebene Organismen zusammengehören. Wie erklären sie das?
Der Entwicklungszyklus der Rotalgen verläuft in seiner vollständigen Form heterophasisch (haplo- diplont) mit isomorphen Partnern und einer diploiden heteromorphen (Aussehen) Zwischengeneration. Diese Art der Entwicklung erschwert die Unterscheidung zwischen zwei gleichen oder zwei verschiedenen Arten. Man kennt den Gametophyten wie auch den Sporophyten, weiss aber nicht, dass sie zur gleichen Art gehören.
Heteromorpher, heterophasischer Generationswechsel: Sporophyt (diploid) und Gametophyt (haploid) unterscheiden sich morphologisch. Bei allen Pflanzen, mit Ausnahme der Moose und ihrer Verwandten ist der diploide Sporophyt grösser und auffälliger!
Der Apfelschorf ist ein typischer Vertreter der phytopathogenen Ascomyceten. Beschreiben sie in Stichwörtern seinen Lebenszyklus, geben sie mögliche Bekämpfungsmethoden für den Hausgarten an und vergleichen sie ihre Vorschläge mit der Bekämpfung, die in bäuerlichen Intensivobstanlagen gebräuchlich sind.
Im Frühjahr (Mai) befällt der Pilz die Blätter (olivschwarze Flecken, Deformation). Er lebt zwischen der kutikulären Membran und den Epidermiszellen, tritt nach Ende der Latenzzeit mit Konidienträgern an die Oberfläche und schnürt einzellige Konidien ab. Diese gelangen meistens mit Wassertropfen (Hydrochorie) auf andere Blätter oder später auf Früchte. Bei Vorhandensein eines Wasserfilms bilden sie Appressorien. Diese dringen ins Gewebe junger Blätter und Früchte jeden Alters ein. Die Dauer der Vorgänge ist Temperaturabhängig. Dauernder Wasserfilm und hohe Temperaturen erhöhen Infektionsgefahr. Im Herbst besiedelt der Pilz die toten Blätter ganz und bildet darin im Frühjahr Pseudothecien mit Asci und Ascosporen, die bei Regen aktiv ausgeschleudert werden. Ausschliesslich diese bilden das Anfangsinokulum. (Ungefähr gleiche Umweltansprüche wie Konidien)
Bekämpfung: Intensivobstanlagen: Die Infektionsdauer ist temperaturabhängig. Die Gefahr von Infektionen ist umso grösser, je länger ein Wasserfilm auf den Blättern vorhanden ist und je höher die dabei herrschende Temperatur liegt. Diese Eigenheiten nützt man aus und behandelt die Apfelanlagen mit Fungiziden nur bei Bedingungen, die eine Schorfinfektion erlauben.
Anwendungen für den Hausgarten: Auf den Boden gefallenes Laub entfernen und gut kompostieren. Da der Pilz auf den Blättern überlebt, müssen diese entfernt/kompostiert werden, um so sein Überleben zu verhindern!
Pilzliche Krankheiten können in schädigendem Ausmass in fast allen landwirtschaftlichen Kulturen auftreten. Welches sind die wichtigsten Massnahmen, die ein Bauer trifft, um Schäden zu verhindern? Geben sie nicht nur die Massnahmen an, sondern beschreiben sie diese und ihre biologische Begründung anhand mindestens eines Beispiels.
Fruchtfolge: Meist im 3-Jahreszyklus werden verschiedene Früchte angepflanzt. Bsp. Nach Kohl wird Kartoffeln angepflanzt, um Plasmodiophora brassicae (Kohlhernie, befällt Kreuzblütler) bzw. deren Dauerformen nicht überleben zu lassen.
Auf allen Kartoffelanbaugebieten muss eine 3-Jahresfruchtfolge erfolgen.Einsatz von Fungiziden und Pestiziden: Gezielt, je nach Bedingungen, z.B. gegen Venturia inaequalis (Apfelschorf) nur bei Infektionsgefahr (Hohe Temperatur, Nässe)
Betroffene Gebiete unter Quarantäne stellen: z.B. Kartfoffelkrebs (Synchytrium endobioticum) Krankheit ist meldepflichtig, Gebiet wird unter Quarantäne gestellt (6 Jahre)
Warum finden wir oft Fliegenpilze (Amanita muscaria) und Steinpilze (Boletus edulis) zeitlich und räumlich zusammen?
Fliegen- und Steinpilze gehören zu den Basidiomyceten (Hutpilze). Die Hutpilze leben als Saprophyten (Abbau von Pflanzenresten) oder bilden als Symbionten von Waldbäumen eine Lebensgemeinschaft mit deren Wurzeln (Mykorrhiza). Sie leben in selben Habitat (Nadel- und Laubwälder) und bevorzugen dieselben Bedingungen. Sie haben denselben Fortpflanzungszyklus und bilden im Herbst ihren oberirdischen Fruchtkörper aus, um sich mit Basidiosporen zu vermehren.
Ordnen sie die folgenden systematischen Einheiten in korrekter Reihenfolge: Familie, Gattung, Abteilung, Varietät, Ordnung, Form, Klasse, Art.
Abteilung, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung, Art, Varietät, Form
Der Durchschnittsbürger konsumiert Nahrungsmittel, hergestellt dank bestimmter Pilze. Geben sie Beispiele von Pilzen (wenigstens 2 verschiedene Klassen) die zur Veredlung von Agrarprodukten verwendet werden mit Namen und systematischer Stellung dieser Pilze.
Abteilung Ascomycota, Klasse Ascomycetes, Gattung Penicillium (Schimmelpilze):
Herstellung von Käse (Gorgonzola)
Herstellung org. Säuren (Zitronensäuren)
Speisepilze (Morcheln und Trüffel)
Abteilung Ascomycota, Klasse Endomycetes, Ordnung Endomycetales (Hefepilze):
Saccharomyces ellipsdoides: Gärung von Traubensaft zu Wein
Saccharomyces cervisiae und S. carlsbergiensis: Herstellung von Bier
ausgewählte S. cervisiae-Stämme: Zum Backen
Schizosaccharomyces pombe: Hirsebier der Afrikaner
Unkrautbekämpfung in Reisfeldern wird in entwickelten Ländern (USA, Italien) mit Herbiziden durchgeführt, in Drittweltländern hingegen vorwiegend in Handarbeit. Beim Umstellen von Handarbeit auf Herbizide warnen einige Fachleute, dass dies zu zusätzlichen Düngerkosten oder kleineren Ernten führen kann. Warum?
Blaualgen können Luftstickstoff fixieren, eine Art (Anabaena azolla) lebt in Gewebehöhlen des Wasserfarns Azolla, welcher in Reiskulturen zur Stickstofffixierung eingesetzt wird. Werden nun Herbizide eingesetzt, wird auch der Farn geschädigt mit diesen Blaualgen. Als Folge davon wird der den Pflanzen zur Verfügung stehende Stickstoff vermindert, was kleinere Ernten oder einen erhöhten Einsatz von Düngemitteln bedingt. Ansonsten hätte man wegen dem fehlenden Nitrat kleinere Ernten.
Flechten als ganzes vermehren sich nur asexuell, die sexuelle Vermehrung ist auf die Pilzkomponente beschränkt. Welches sind die Vorteile resp. Nachteile dieser zwei Vermehrungsarten für die Flechte?
Vorteil der sexuellen Fortpflanzung:
Nachkommen sind genetisch verschieden, was eine „natural selection“ ermöglicht und damit auch eine Adaptation an veränderte Umweltbedingungen. Das heisst eine Evolution ist möglich (Stadtparkflechten können sich also nicht an den höheren Stickstoffgehalt in der Luft anpassen) instabile Umwelt
Vorteil der asexuellen Fortpflanzung:
In einer stabilen Umwelt können grosse Mengen genetisch identischer Nachkommen produziert werden! Brauchen dazu kein zweites Individuum stabile Umwelt
Warum gibt es heute in England in dicht besiedelten Gebieten wieder mehr Flechten als vor 60 Jahren?
Vor den 60er Jahren wurde Energie vor allem mit Kohlekraftwerken gewonnen. Das dadurch entstandene Schwefeldioxid schadete den Flechten stark. Da seither die Kohlekraftwerke stark zurückgegangen sind, können sich die Flechten wieder vermehren.
Phytophthora infestans hat seit Mitte des letzten Jahrhunderts bedeutende Epidemien verursacht. Warum trat sie so plötzlich mit so grossen Schäden auf?
Der Erreger des falschen Mehltaus (Kraut-und Knollenfäule) wurde aus den Anden 1842 importiert. Der Pilz breitete sich in ganz Europa aus und richtete in Irland riesige Ernteausfälle an, da die Iren als armes Volk sehr von der Kartoffel abhingen. Sie wurde überall angebaut, konnte sich demnach auch schnell und gut verbreiten. Da der Pilz in den Anden nicht heimisch war, hatten die Kartoffeln und ihre europäischen Nachfahren keine Resistenz gegen P. infestans entwickelt.
In Irland herrschte optimales Klima zur Verbreitung und man kannte die Krankheit nicht, deswegen konnten innerhalb kurzer Zeit (ca. 7 Tage) viele Konidien und Sporangienträger gebildet werden, welche abgeschnürt werden und bei feuchtem Wetter rasch neue Infektionen verursachen.
Erklären sie den Begriff „haploider Organismus“. Welche Abteilungen der Kryptogamen umfassen hauptsächlich haploide Organismen?
Organismus mit einfachem Chromosomensatz. Alle Gameten und oft auch der vegetative Teil sind haploid.
Heterokontophyta sind z.T. Haplonten, Rhodophyta (nur Bangiophyceae) ?, Chlorophyta (Chlorophyceae, Ulvophyceae, Zygnematophyceae, Charophyceae...), Myxomycota (Myxomycetes), Plasmodiophoromycota?, Zygomycota, Glomeromycota?, Ascomycota (Ascomycetes)?, Deuteromycota.
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Flashcards
Welche Faktoren verändern die Häufigkeit des Auftretens von Hutpilzen? (7)
-brauchen Pflanzenreste/Dung (Saprophyten)
-sehr viele brauchen einen Baum (Mykorrhiza)
-manche sehr spezifisch
-schlechter Zustand des Waldes (Waldsterben) -> positiver Einfluss
-Trockenheit & Dürre -> negativer Einfluss
-Mensch -> negativer Einfluss
-Feuchtigkeit -> stark positiver Einfluss
Einige Pflanzen werden mit der Fruchtfolge bekämpft.
a) Auf welchen Prinzipien stützt sich diese Form der Bekämpfung
b) geben Sie ein praktisches Beispiel
a) Pilze sind z.T. sehr spezifisch in ihrer Wirtspflanze. Bei der Fruchtfolge wird die Anbaupflanze jährlich o. 2-3 jährlich gewechselt, damit sich Pilzinfektionen nicht halten können
b) Fusariumarten; Tomatenanbau: 3-Jahres-Fruchtfolge
Ein kleiner See ohne Zufliuss ist seit Jahren mit Algen verschmutzt & man beobachtet Fischsterben. Trotz Sanierung der lokalen Abwässern (Bau einer Kläranlage) & Verhinderung des Einflusses von Dünger aus der LW tritt keine Besserung ein
a) Erklären Sie diesen Zustand
b) Schlagen SIe eine Läsung vor mit Begründung
a) Die Alge erhält sich selbst, überwintert als Dauerform und bildet so im Sommer neuen Teppich. Ist von Stickstoff unabhängig, da es diesen selbst fixieren kann. Phosphat ist der limitierende Faktor. Da dieser See keinen Zufluss hat, dauert es sehr lange, bis sich die Wasserqualität verbessert. Die zur Zeit des verschmutzen Wassers entstandenen Algen können lange noch mit den Reststoffen des verschmutzten Wassers leben.
Die Fische sterben aufgrund von Toxinbildung, was zur Vergiftung der Fische führt.
b) Die Verbesserung der Wasserqualität durch Aufbereitung der Kläranlage und Stoppen der Düngemittelzuflüsse ist sehr wichtig. Dies alleine genügt nicht. Es ist zusätzlich noch notwendig, O2 in untere Schichten der Gewässer zu bringen (Hört man allerdings damit auf, könnte sich die Ursprungssituation wieder einbringen!) und die Nährstoffe zu entfernen, wenn möglich Algen entfernen (Algen, die absterben, setzen Nährstoffe frei, und Verhinderung der Entstehung von Dauerformen).
Warum finden wir in den Parkanlagen städtischer Zentren nur sehr wenige bis keine Flechten? Algen sind hingegen häufig, und auch Pilze sind zu finden.
Flechten sind durch ihre Algen-Pilz-Symbiose sehr langsam in ihrer Anpassung /Evolution. Daher können Schadstoffe ihnen besonders zusetzen, sie sind sehr empfindlich gegenüber SO2 (Saurer Regen), daher in Städten selten. Pilze und Algen sind weniger empfindlich, da schnellere Anpassung.
In natürlichen Ökosystemen sind grosse Epidemien von pilzlichen Krankheiten an Pflanzen eher eine Seltenheit. Warum beobachten wir hingegen in unseren Agroökosystemen jährlich bedeutende Epidemien, die wir meistens nur durch Einsatz von Pestiziden verhindern können?
Weil in der Natur meist die Pflanzen nicht so dicht stehen wie in der Agrarwirtschaft, daher können die Infektionen viel leichter übertragen werden. Auch stehen in der Landwirtschaft oft mehrere potentielle Wirtspflanzen nebeneinander, z.B. Berberitze und Weizen (Puccinia graminis)
Warum baut ein Bauer nicht immer die gleiche Kultur Jahr für Jahr auf dem gleichen Feld an? Erklären sie die Gründe und geben sie zwei Beispiele von Kulturen, die nicht auf sich selbst folgen dürfen. Geben sie eine Begründung.
Die Fruchtfolge ist nötig, um Bodenermüdung und Krankheiten und Schädlingen vorzubeugen. Manche Pilzarten sind sehr spezifisch sind auf eine gewissen Anbaupflanze, und über Winter können sich Sporen im Boden halten und im Frühjahr für eine Neuinfektion sorgen. Daher wechselt man meist im drei-Jahres-Rhythmus die Anbaupflanze auf einem Feld.
Beispiele:
Mais: Maisbeulenbrand(Ustilago maydis). Dreijahrespause. Befällt nur Mais. Sporen überwintern in Pflanzenrückständen oder im Boden und können bis 10 Jahre überdauern (Telio- oder Teleutosporen).
Fusarium-Arten verursachen Welkekrankheiten (Weizen und Tomaten) Fruchtfolge mehr als drei Jahre. Chlamydosporen als Dauerorgane im Boden.
a) Bennenen Sie die pilzlichen Strukturen und sagen Sie, in welchen Klassen resp. Abteilungen sie vorkommen
b) Führen Sie je ein an
A: Ascus bei Ascomyceta (Bsp. Candida albicans)
B: Basidie bei Basidiomyceta (Bsp. Puccinia graminis (Basidiosporen, Aecidiosporen, Uredosporen, Teleutosporen)
C: Kleistothecien bei Ascomycetes (sex. Fruchtkörper) (Bsp.: Talaromyces helicus, Sphaeroteca pannosa,Podosphaere aucupuraie, Erysiphe polygoni)
D: Perithecien bei Ascomycetes (sex. Fruchtkörper) (Bsp.: Necria cinnabarina, Soradina fimicola, Polystigma rubrum)
E: Apothecien bei Ascomycetes (sex. Fruchtkörper) (Bsp.: Ascosphanus granuliformis, Hyaloscypha lachnobrachya, Helvella crispa, Aleuria aurantia, Morchella esculenta
F: Oospore bei Oomycetes charakteristisch (Bsp. Plasmopara viticola)
Begründen sie, warum empfohlen wird, die Kräuselkrankheit des Pfirsichs mit 1 bis 2 Fungizidapplikationen im Winter zu bekämpfen (Lebenszyklus des Erregers!)
Taphrina deformans: befällt ganz junge Blätter im Frühling. Auf der Blattoberseite entstehen Asci mit Ascosporen. Diese können sich im Innern des Ascus schon durch Sprossung vermehren. Bei Reife reisst der Ascus auf, die Ascosporen oder die daraus gebildeten Sprosszellen gelangen in Rindenspalten, wo die Ruhephase eintritt, die bis zum nächsten Austrieb dauert. Die Sprosszellen können entweder noch im Sommer/Herbst oder aber erst im Frühjahr kopulieren und ein dikaryotisches Myzel bilden. Erst das dikaryotische Myzel kann die Pflanze infizieren. (Dikaryophase = Hauptphase)
Fungizidapplikation im Winter zerstört die Ruhephasenform und verhindert dadurch Vermehrung im Frühjahr.
Erklären sie, warum die durchschnittliche Grösse der Kieselalgen im Zürichsee im Frühjahr grösser ist als im Herbst.
Kieselalgen (Bacillariophyceae) befinden sich fast ständig im Stadium der Kieselzyste, d.h. sie bestehen aus Einzelzellen oder Cynobien mit kokkaler Organisationsstufe. Die aus Kieselsäure bestehenden Wände umschliessen den Protoplasten in Form von zwei Schalen: Der grössere Schalenteil ist die Epitheka (Deckel), der kleiner die Hypotheka (Boden). Zellteilung erfolgt, indem Epitheka und Hypotheka auseinanderweichen. Der Protoplast teilt sich und für jeden Tochterprotoplast wird eine neue Hypotheka gebildet.
Als Folge davon werden die Zellen immer kleiner. Wenn eine Minimalgrösse erreicht wird, gelangen die Kieselalgen mit sexueller Reproduktion wieder zu ihrer Normalgrösse. Die Protoplasten legen ihre Theken ab, tauschen Genmaterial aus und die Zygote entsteht. Die Zelle kann wachsen, da kein Kieselskelett da ist. Danach werden die Theken neu gebildet. Bacillariophyceae sind diploid.
Da die Kieselalgen im Zürichsee im Frühjahr anscheinend grösser sind als im Herbst, ist anzunehmen, dass sich diese Alge im Frühjahr asexuell zu Teilen beginnt und im Herbst ihre Minimalgrösse erreicht und sich danach sexuell vermehrt.
Es wird in der Praxis davon abgeraten, auf dem gleichen Feld zwei oder mehr Jahre hintereinander Weizen anzubauen. Auch Raps soll nicht auf Raps folgen. Warum?
Es geht darum, die Kulturen vor Pilzbefall zu Schützen und die Ausbreitung von Krankheiten zu vermeiden, darum sollte man die Fruchtfolge beachten.
Viele Pilze sind Wirtsspezifisch und sterben nach einer gewissen Zeit ab (man rechnet mit mind. 3 Jahren), wenn sie nicht mit dem spezifischen Wirt in Kontakt kommen können. Nach Raps darf nicht Raps gepflanzt werden (Kreuzblütler auf Kreuzblütler!) und Weizen dürfen auch nicht aufeinander Folgen, zum Beispiel wegen des Mehltau des Getreides, welches als Winterwirt auf dem Wintergetreide überwintern würde. Auch kann sich bei gleichbleibender Kultur das Unkraut zu stark vermehren und dadurch der Pilzverbreitung dienen (können auch Kreuzblütler sein).
Die Meeresverschmutzung ist heute weltweit ein Problem. Was verstehen der Laie und die Sensationspresse unter diesem Begriff. Was sind die wirklichen Probleme und Zusammenhänge?
Der Laie oder die Sensationspresse verstehen unter Meeresverschmutzung oft das Auftreten riesiger Algenteppichen, sogenannten Algen- oder Wasserblüten, die Robben und anderen Tieren zum Verhängnis werden können. Besondere klimatische Verhältnisse und Überdüngung des Meeres (Stickstoff und Phosphat!) können zu solchen Algenblüten führen. Die abgestorbenen Algen sinken ab und verbrauchen bei der Zersetzung den Sauerstoff der unteren Wasserschichten. Durch diese Zersetzung wird Material für weitere Massenvermehrung frei. Je nach Alge werden Toxine gebildet. Zu viel Gift wirkt sich tödlich auf die Fische aus, was zur Liquidation der Fischzucht und zu Ablagerungen in Weichtieren (Muscheln,...) führt. Mit der Einnahme solcher Weichtiere wird auch der Mensch gefährdet und kann Vergiftungen erleiden!
Warum gibt es an den Bäumen am Zürichberg fast keine Flechten, hingegen sehr viele in den meisten Alpentälern?
Flechten (Symbiose zwischen Alge und Pilz) sind sehr empfindlich gegen Schwefeldioxid. Die Symbiose zwischen Alge und Pilz kann nicht entstehen, wenn die Luft einen zu hohen Gehalt an Schwefeldioxid aufweist, was aber in der Stadt (Zürichberg) auf Grund der Abgase der Fall ist. Kann dieser langsam evolvierende Organismus nicht überleben. In den Alpentälern ist der Stickstoffgehalt geringer, was den Flechten das Leben ermöglicht!
Im Handbuch zum Biologischen Pflanzenschutz im Garten steht: ‚Apfelschorf: Abwehr- Auf den Boden fallendes Laub entfernen und gut kompostieren. Warum diese Empfehlung und was nützt dieses Vorgehen?
Der Pilz (Venturia inaequalis) befällt die Blätter. Er lebt zwischen der kutikulären Membran und den Epidermiszellen. Im Herbst besiedelt der Pilz die toten Blätter ganz und bildet darin im Frühjahr Pseudothecien (Perithecien) mit Asci und Ascosporen, die bei Regen aktiv ausgeschleudert werden. Ausschliesslich diese bilden das Anfangsinokulum.
Folglich kann der Pilz nicht überleben, wenn keine toten Blätter vorhanden sind. Werden diese gut kompostiert, so kann das helfen, den Pilz auszurotten.
Zur Bekämpfung der Phytophthora infestans steht: Nur gesundes, vorgekeimtes Saatgut verwenden, warum?
Phytophthora infestans (Oomycetes) ist der Erreger des falschen Mehltaus der Kartoffel (Kraut- und Knollenfäule). Bei der Infektion des Wirtsgewebes dringen die Hyphen in die Blätter ein. Erste Symptome sind braune Flecken auf der Oberseite des Blattes. Bei einer Spätinfektion können auch die Knollen befallen werden. Der Pilz überwintert als Myzel in den befallenen Kartoffelknollen. Verwendet man nur gesundes, vorgekeimtes Saatgut, so ist man sicher, den Pilz nicht einzuschleppen, da befallene Knollen erkannt werden (blaugraue, eingesunkene Schale).
Geben Sie ein schlechtes und ein gutes Beipspiel für eine Fruchtfolge, gültig für eine 3-jährige Periode
Schlechtes Beispiel: Raps auf Kohl (Kreuzblütler auf Kreuzblütler) (Plasmodiophora brassicae)
Gutes Beispiel: Gerste auf Kartoffeln (Verhindern der Kraut- und Knollenfäule)
Was versteht man unter einer Verschmutzungs-verursachten Flechtenwüste? Welche Schadstoffe bewirken den grössten Schaden? Warum gibt es keine „Algenwüste“ an diesen Orten?
Da Flechten sehr empfindlich auf Schwefeldioxid reagieren, sind sie gute Indikatoren für Luftverunreinigungen. Anhand einer Vegetationskarte der Flechtenarten eines Gebietes ist es möglich, frühzeitig genaue Prognosen über das Fortschreiten dieser Art von Verschmutzung zu machen. Es gibt keine Algenwüsten, da Algen nicht auf Luftverschmutzung reagieren!
Brot, Bier und Wein können nur dank gewissen Organismen hergestellt werden. Welche sind es, und was ist ihre systematische Stellung?
Abteilung Ascomycota, Klasse Endomycetes, Ordnung Endomycetales (Hefepilze)
Brot: ausgewählte Stämme von Saccaromyces cerevisiae
Bier: S. cervisiae und S. carlsbergiensis (Schizosaccharomyces pombe in Afrika)
Wein: S. ellipsoides
Wie entsteht ein Hexenring (kreisförmige Anordnung von Pilzfruchtkörper)? Warum sind nur bei Basidiomyceten Hexenringe bekannt?
Im Zentrum steht ein Hutpilz mit Basidiosporen. Die Hutpilze leben als Saprophyten. Von diesem Hutpilz aus wächst sein Myzel in alle Richtungen radiär weg. Das Myzel durchwächst den Boden bis die Bedingungen für die Fruktifikation gut sind. Darauf keimen die Fruchtköper und durchstossen den Boden. Jahr für Jahr wächst das Myzel weiter und treibt Fruchtkörper an der noch lebenden Peripherie des Myzels. Stösst es an ein Hindernis (Baum,...) wird die kreisförmige Anordnung durchbrochen.
Die Fruchtkörperbildung der Basidiomycota ist von der Somatogamie losgelöst. D.h. einmal entstandenes dikaryontisches Myzel bildet immer wieder Fruchtkörper. Was ein wesentlicher Unterschied zu den Ascomyceten ist(diploides Myzel muss immer neu gebildet werden, da der grösste Teil des Ascomycetenmyzel haploid ist).
Flechten werden für die Allgemeinheit auf eine andere Art klassifiziert als für den Spezialisten (Flechtensystematiker). Warum dieser Unterschied?
Flechtensystematiker: Der Pilz ist der dominierende Teil der Flechte, da nur er sich sexuell fortpflanzen kann. Darum ist die systematische Einteilung der Alge für die Klassifizierung der Flechte von untergeordneter Bedeutung. Die Systematik versucht daher, die Flechten in das System der Pilze einzuordnen um die echte Verwandtschaft der Gruppen untereinander deutlich zu machen. Allgemeinheit: In Bestimmungsbüchern wird jedoch meistens ein Wuchsformschlüssel verwendet, bei dem die Aufteilung nach der Morphologie des Thallus erfolgt.
46. Die Durchschnittsgrösse einer Kieselalge in einer Population reduziert sich unter optimalen Wachstumsbedingungen kontinuierlich.
a) Warum?
b) Wie erlangen die Kieselalgen wieder ihre Ausgangsgrösse?
a) Kieselalgen (Bacillariophyceae) befinden sich fast ständig im Stadium der Kieselzyste, d.h. sie bestehen aus Einzelzellen oder Cynobien mit kokkaler Organisationsstufe. Die aus Kieselsäure bestehenden Wände umschliessen den Protoplasten in Form von zwei Schalen: Der grössere Schalenteil ist die Epitheka (Deckel), der kleiner die Hypotheka (Boden). Zellteilung erfolgt, indem Epitheka und Hypotheka auseinanderweichen. Der Protoplast teilt sich und für jeden Tochterprotoplast wird eine neue Hypotheka gebildet. (Der Deckel bekommt einen neuen Boden; der Boden wird zum Deckel und bekommt einen neuen Boden.) Als Folge davon werden die Zellen immer kleiner.
b) Wenn eine Minimalgrösse erreicht wird (Herbst), gelangen die Kieselalgen mit sexueller Reproduktion wieder zu ihrer Normalgrösse. Die Protoplasten legen ihre Theken ab, tauschen Genmaterial aus und die Zygote entsteht. Die Zelle kann wachsen, da kein Kieselskelett da ist. Danach werden die Theken neu gebildet. Im Frühjahr hat dann die Kieselalge wieder ihre Ausgangsgrösse.
„Der Geruch der Berberitze macht den Weizen krank“ schrieb Goethe in seinen Naturwissenschaftlichen Betrachtungen. Was hat er beobachtet? Was sind die Zusammenhänge?
Früher hielt man es für Aberglauben, dass dort wo Berberitzen wachsen, der Weizen an Schwarzrost erkrankte. Tatsächlich ist die Berberitze der obligate Zwischenwirt für den Schwarzrost des Getreides (Puccinia graminis), der zu den Rostpilzen (Uredinales) gehört.
Goethe hat beobachtet, wenn Berberitzen in der Nähe eines Weizenfeldes wachsen, der Weizen von diesem Pilz befallen worden ist. Der Geruch in seinen Beobachtungen entspricht in der Realität den diploiden Sporen, mit denen der Pilz auf den Weizen gelangt.
In Reisfeldern können verschiedene Algen wachsen. Welche sind es, und warum sind sie erwünscht? Wie kann man sie gegenüber den eher unerwünschten Algen fördern?
Es wachsen Blaualgen (Cyanobacteria), die teilweise den Stickstoff fixieren können (in Heterocysten; Anabena, Nostoc, Scytonema).
experimentell: Tolypotrix. Steigert den Reisertrag um bis zu 130%.
angebaut: Wasserfarn Azolla, in dessen Gewebehöhlen Anabaena azollae lebt.
Diese Algen sind erwünscht, da sie Stickstoff fixieren. Man kann sie fördern, indem kein Nitrat oder Ammonium , aber genügend Phosphat gedüngt wird.
Um die Jahrhundertwende war der Schorfpilz des Apfels unter dem Namen Spilocea pomi bekannt. Der Name ist heute noch gültig, wird aber nicht mehr verwendet, da er nur einen Teil des Pilzes beschreibt. Wie heisst der Pilz heute und warum verwenden wir nur noch diesen Namen?
Der Pilz heisst Venturia inaequalis (Ascomycota, Klasse Ascomycetes). Früher war nur die Nebenfruchtform bekannt. Diese wurde bei den Deuteromyceten (Pilzen ohne Hauptfruchtform) eingereiht. Da die Hauptfruchtform dieses Pilzes heute bekannt ist, wird er auch nach dieser benannt.
Algenblüten führen in den betroffenen Gewässern oft zum Absterben der gesamten Fauna oder wenigstens bestimmter Teile davon. Welche Faktoren können für dieses Phänomen verantwortlich sein? (Geben sie wenigstens zwei Szenarien an)
Zu hohe Stickstoff- und Phosphorwerte (limitierendes Element) begünstigen Algenblüten (Cyanophyta, Heterokontophyta). Die abgestorbenen Algen sinken ab und verbrauchen bei der Zersetzung den Sauerstoff der unteren Wasserschichten. Durch die Zersetzung wird Material für weitere Massenvermehrung frei. In den oberen Wasserschichten kommt es zu Sauerstoffzunahme, in den unteren zur Abnahme. Es entsteht eine Stresssituation für die anderen Lebewesen.
Zusätzlich produzieren Algen Toxine, Fische sterben und Schalentiere kumulieren diese, was für den Menschen tödlich enden kann, falls er solche verzehrt.
Warum nimmt man an, dass Prokaryonten ältere Organismen sind als Eukaryonten?
Prokaryonten haben keinen echten, von einer Hülle umgebenen Zellkern. Die Zellen enthalten keine Organellen (Kern, Mitochondrien, Plastiden, Golgi-Apparat, endoplasmatisches Retikulum). Die Assimilationspigmente sind nicht in Chromatophoren, sondern in losen Thylakoidstapeln der äusseren Plasmaschicht angelagert. Der Protoplast ist in ein äusseres Chromatoplasma und ein inneres Zentroplasma aufgeteilt. Das Plasma hat keine Strömung. Vermehrung nur asexuell.
Eukaryotische Zellen haben hingegen einen typischen Zellkern, der von einer Kernhülle umgeben ist. Sie bilden eine Kernspindel und Chromosomen. Die Pigmente sind in Plastiden angelegt, sogenannten Chromatophoren. Zwischen den verschiedenen Organellen besteht Arbeitsteilung.
Die Organellen(Chloroplasten (aus Blaualgenzellen), Mitochondrien( aus BakterienEndosymbiose) in eukaryontischen Zellen sind aus unabhängigen , frei lebenden Prokaryonten hervorgegangen. Zuerst lebten diese als Symbionten in der Wirtszelle & haben sich schliesslich langsam & kontinuierlich zu den heutigen Organellen umgewandelt.
Rotalgen sind systematisch noch wenig aufgearbeitet. So wird oft entdeckt, dass zwei als verschieden beschriebene Organismen zusammengehören. Wie erklären sie das?
Der Entwicklungszyklus der Rotalgen verläuft in seiner vollständigen Form heterophasisch (haplo- diplont) mit isomorphen Partnern und einer diploiden heteromorphen (Aussehen) Zwischengeneration. Diese Art der Entwicklung erschwert die Unterscheidung zwischen zwei gleichen oder zwei verschiedenen Arten. Man kennt den Gametophyten wie auch den Sporophyten, weiss aber nicht, dass sie zur gleichen Art gehören.
Heteromorpher, heterophasischer Generationswechsel: Sporophyt (diploid) und Gametophyt (haploid) unterscheiden sich morphologisch. Bei allen Pflanzen, mit Ausnahme der Moose und ihrer Verwandten ist der diploide Sporophyt grösser und auffälliger!
Der Apfelschorf ist ein typischer Vertreter der phytopathogenen Ascomyceten. Beschreiben sie in Stichwörtern seinen Lebenszyklus, geben sie mögliche Bekämpfungsmethoden für den Hausgarten an und vergleichen sie ihre Vorschläge mit der Bekämpfung, die in bäuerlichen Intensivobstanlagen gebräuchlich sind.
Im Frühjahr (Mai) befällt der Pilz die Blätter (olivschwarze Flecken, Deformation). Er lebt zwischen der kutikulären Membran und den Epidermiszellen, tritt nach Ende der Latenzzeit mit Konidienträgern an die Oberfläche und schnürt einzellige Konidien ab. Diese gelangen meistens mit Wassertropfen (Hydrochorie) auf andere Blätter oder später auf Früchte. Bei Vorhandensein eines Wasserfilms bilden sie Appressorien. Diese dringen ins Gewebe junger Blätter und Früchte jeden Alters ein. Die Dauer der Vorgänge ist Temperaturabhängig. Dauernder Wasserfilm und hohe Temperaturen erhöhen Infektionsgefahr. Im Herbst besiedelt der Pilz die toten Blätter ganz und bildet darin im Frühjahr Pseudothecien mit Asci und Ascosporen, die bei Regen aktiv ausgeschleudert werden. Ausschliesslich diese bilden das Anfangsinokulum. (Ungefähr gleiche Umweltansprüche wie Konidien)
Bekämpfung: Intensivobstanlagen: Die Infektionsdauer ist temperaturabhängig. Die Gefahr von Infektionen ist umso grösser, je länger ein Wasserfilm auf den Blättern vorhanden ist und je höher die dabei herrschende Temperatur liegt. Diese Eigenheiten nützt man aus und behandelt die Apfelanlagen mit Fungiziden nur bei Bedingungen, die eine Schorfinfektion erlauben.
Anwendungen für den Hausgarten: Auf den Boden gefallenes Laub entfernen und gut kompostieren. Da der Pilz auf den Blättern überlebt, müssen diese entfernt/kompostiert werden, um so sein Überleben zu verhindern!
Pilzliche Krankheiten können in schädigendem Ausmass in fast allen landwirtschaftlichen Kulturen auftreten. Welches sind die wichtigsten Massnahmen, die ein Bauer trifft, um Schäden zu verhindern? Geben sie nicht nur die Massnahmen an, sondern beschreiben sie diese und ihre biologische Begründung anhand mindestens eines Beispiels.
Fruchtfolge: Meist im 3-Jahreszyklus werden verschiedene Früchte angepflanzt. Bsp. Nach Kohl wird Kartoffeln angepflanzt, um Plasmodiophora brassicae (Kohlhernie, befällt Kreuzblütler) bzw. deren Dauerformen nicht überleben zu lassen.
Auf allen Kartoffelanbaugebieten muss eine 3-Jahresfruchtfolge erfolgen.Einsatz von Fungiziden und Pestiziden: Gezielt, je nach Bedingungen, z.B. gegen Venturia inaequalis (Apfelschorf) nur bei Infektionsgefahr (Hohe Temperatur, Nässe)
Betroffene Gebiete unter Quarantäne stellen: z.B. Kartfoffelkrebs (Synchytrium endobioticum) Krankheit ist meldepflichtig, Gebiet wird unter Quarantäne gestellt (6 Jahre)
Warum finden wir oft Fliegenpilze (Amanita muscaria) und Steinpilze (Boletus edulis) zeitlich und räumlich zusammen?
Fliegen- und Steinpilze gehören zu den Basidiomyceten (Hutpilze). Die Hutpilze leben als Saprophyten (Abbau von Pflanzenresten) oder bilden als Symbionten von Waldbäumen eine Lebensgemeinschaft mit deren Wurzeln (Mykorrhiza). Sie leben in selben Habitat (Nadel- und Laubwälder) und bevorzugen dieselben Bedingungen. Sie haben denselben Fortpflanzungszyklus und bilden im Herbst ihren oberirdischen Fruchtkörper aus, um sich mit Basidiosporen zu vermehren.
Ordnen sie die folgenden systematischen Einheiten in korrekter Reihenfolge: Familie, Gattung, Abteilung, Varietät, Ordnung, Form, Klasse, Art.
Abteilung, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung, Art, Varietät, Form
Der Durchschnittsbürger konsumiert Nahrungsmittel, hergestellt dank bestimmter Pilze. Geben sie Beispiele von Pilzen (wenigstens 2 verschiedene Klassen) die zur Veredlung von Agrarprodukten verwendet werden mit Namen und systematischer Stellung dieser Pilze.
Abteilung Ascomycota, Klasse Ascomycetes, Gattung Penicillium (Schimmelpilze):
Herstellung von Käse (Gorgonzola)
Herstellung org. Säuren (Zitronensäuren)
Speisepilze (Morcheln und Trüffel)
Abteilung Ascomycota, Klasse Endomycetes, Ordnung Endomycetales (Hefepilze):
Saccharomyces ellipsdoides: Gärung von Traubensaft zu Wein
Saccharomyces cervisiae und S. carlsbergiensis: Herstellung von Bier
ausgewählte S. cervisiae-Stämme: Zum Backen
Schizosaccharomyces pombe: Hirsebier der Afrikaner
Unkrautbekämpfung in Reisfeldern wird in entwickelten Ländern (USA, Italien) mit Herbiziden durchgeführt, in Drittweltländern hingegen vorwiegend in Handarbeit. Beim Umstellen von Handarbeit auf Herbizide warnen einige Fachleute, dass dies zu zusätzlichen Düngerkosten oder kleineren Ernten führen kann. Warum?
Blaualgen können Luftstickstoff fixieren, eine Art (Anabaena azolla) lebt in Gewebehöhlen des Wasserfarns Azolla, welcher in Reiskulturen zur Stickstofffixierung eingesetzt wird. Werden nun Herbizide eingesetzt, wird auch der Farn geschädigt mit diesen Blaualgen. Als Folge davon wird der den Pflanzen zur Verfügung stehende Stickstoff vermindert, was kleinere Ernten oder einen erhöhten Einsatz von Düngemitteln bedingt. Ansonsten hätte man wegen dem fehlenden Nitrat kleinere Ernten.
Flechten als ganzes vermehren sich nur asexuell, die sexuelle Vermehrung ist auf die Pilzkomponente beschränkt. Welches sind die Vorteile resp. Nachteile dieser zwei Vermehrungsarten für die Flechte?
Vorteil der sexuellen Fortpflanzung:
Nachkommen sind genetisch verschieden, was eine „natural selection“ ermöglicht und damit auch eine Adaptation an veränderte Umweltbedingungen. Das heisst eine Evolution ist möglich (Stadtparkflechten können sich also nicht an den höheren Stickstoffgehalt in der Luft anpassen) instabile Umwelt
Vorteil der asexuellen Fortpflanzung:
In einer stabilen Umwelt können grosse Mengen genetisch identischer Nachkommen produziert werden! Brauchen dazu kein zweites Individuum stabile Umwelt
Warum gibt es heute in England in dicht besiedelten Gebieten wieder mehr Flechten als vor 60 Jahren?
Vor den 60er Jahren wurde Energie vor allem mit Kohlekraftwerken gewonnen. Das dadurch entstandene Schwefeldioxid schadete den Flechten stark. Da seither die Kohlekraftwerke stark zurückgegangen sind, können sich die Flechten wieder vermehren.
Phytophthora infestans hat seit Mitte des letzten Jahrhunderts bedeutende Epidemien verursacht. Warum trat sie so plötzlich mit so grossen Schäden auf?
Der Erreger des falschen Mehltaus (Kraut-und Knollenfäule) wurde aus den Anden 1842 importiert. Der Pilz breitete sich in ganz Europa aus und richtete in Irland riesige Ernteausfälle an, da die Iren als armes Volk sehr von der Kartoffel abhingen. Sie wurde überall angebaut, konnte sich demnach auch schnell und gut verbreiten. Da der Pilz in den Anden nicht heimisch war, hatten die Kartoffeln und ihre europäischen Nachfahren keine Resistenz gegen P. infestans entwickelt.
In Irland herrschte optimales Klima zur Verbreitung und man kannte die Krankheit nicht, deswegen konnten innerhalb kurzer Zeit (ca. 7 Tage) viele Konidien und Sporangienträger gebildet werden, welche abgeschnürt werden und bei feuchtem Wetter rasch neue Infektionen verursachen.
Erklären sie den Begriff „haploider Organismus“. Welche Abteilungen der Kryptogamen umfassen hauptsächlich haploide Organismen?
Organismus mit einfachem Chromosomensatz. Alle Gameten und oft auch der vegetative Teil sind haploid.
Heterokontophyta sind z.T. Haplonten, Rhodophyta (nur Bangiophyceae) ?, Chlorophyta (Chlorophyceae, Ulvophyceae, Zygnematophyceae, Charophyceae...), Myxomycota (Myxomycetes), Plasmodiophoromycota?, Zygomycota, Glomeromycota?, Ascomycota (Ascomycetes)?, Deuteromycota.
