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Ausgewählte Parasiten und Hemiparasiten der mitteleuropäischen Flora

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1. Einleitung

Parasitismus ist eine biotische Wechselwirkung zwischen zwei artfremden Organismen, von der nur einer der beiden Interaktionspartner profitiert. Der parasitierende Organismus wird dabei als Parasit, der parasitierte als Wirt bezeichnet. Der Befall durch einen Parasiten schadet in vielen Fällen dem Wirt und bedeutet für ihn einen Fitnessnachteil. Bekannte Beispiele für Parasiten des Menschen sind zum Beispiel die Plasmodien. Bei den Plasmodien handelt es sich um Einzeller, welche beim Menschen Malaria auslösen können. Malaria ist eine gefürchtete Tropenkrankheit, welche früher auch in Mitteleuropa verbreitet war. Etwas weniger bekannt ist, dass es auch parasitische Pflanzen gibt und das eine Anzahl solcher Pflanzen in Mitteleuropa vorkommt. Einige parasitische Pflanzen und ihre Lebensweise sollen im folgenden Beitrag exemplarisch vorgestellt werden. Es handelt sich dabei um den Wiesen-Wachtelweizen (Melampyrum pratense) und die Sommerwurzen der Gattung Orobanche.

2. Exemplarische Vorstellung von Parasiten und Hemiparasiten aus der mitteleuropäischen Flora

Bei parasitisch lebenden Pflanzen wird grundsätzlich zwischen Hempiparasiten und Holoparasiten unterschieden. Hemiparasiten werden gelegentlich auch als Halbparasiten, Holoparasiten als Vollparasiten bezeichnet.

Hemiparasiten entziehen ihren Wirten Wasser und darin gelöste Nährsalze. Dafür wachsen sie mit speziellen, für parasitische Pflanzen typische Saugorganen, den Haustorien in die Wurzeln oder in die Sprosse ihre Wirtspflanzen ein. Sobald die Haustorien mit den Leitbündeln der Wirtspflanze in Kontakt sind, ist der Hemiparasit dazu in der Lage, mit dem Wasserentzug zu beginnen. Der Befall mit Hemiparasiten ist in der Regel mit einer Reduktion der Vitalität des Wirtes verbunden. Im Gegensatz zu Holoparasiten sind Hemiparasiten zur Photosynthese befähigt. Sie können daher unter Zuhilfenahme der Stoffe, die sie ihrem Wirt entnommen haben, eigene energiereiche Verbindungen synthetisieren.

Abb. 1: Wiesen-Wachtelweizen (Melampyrum pratense). Foto: Chr. Schwerdt.

Abb. 1 zeigt als Beispiel für einen Halbschmarotzer den Wiesen-Wachtelweizen (Melampyrum pratense) aus der Familie der Braunwurzgewächse (Scrophulariaceae). Bevorzugte Wirte des Wiesen-Wachtelweizens sind Waldbäume (z. B. Traubeneichen, Birken, Rotbuchen und Fichten) und Heidelbeeren. Sein typischer Standort sind bodensaure und nährstoffarme Waldgesellschaften der Mittelgebirge. Im Tiefland und auf kalkhaltigen Böden ist er weniger häufig. Besonders häufig ist der Wiesen-Wachtelweizen zum Beispiel in Hainsimsen-Rotbuchenwäldern oder auch Traubeneichen-Birkenwäldern (vgl. Abb. 2). Diese Waldgesellschaften stocken auf Böden mit einer dicken Auflage aus Moder-Humus, in denen Nährstoffe und Basen nur relativ schwer verfügbar sind. Waldbäume und  Heidelbeeren sind allerdings auf solche Bedingungen eingestellt, in dem sie durch eine Lebensgemeinschaft mit Pilzen (Mykorrhiza) ihre resorbierende Oberfläche massiv vergrößern und somit Nährstoffe und Basen effizient aufnehmen können. Der Wiesen-Wachtelweizen ist indirekter Nutznießer der Mykorrhiza, da er seinen Wirten Wasser mit wertvollen gelösten Assimilaten entzieht, die mithilfe der Mykorrhiza gewonnen wurden. Sein Hemiparasitismus kann also als alternative Strategie zur Mykorrhiza gedeutet werden, auf nährstoffarmen und nährstoffärmsten Waldstandorten ein Auskommen zu finden (vgl. ELLENBERG 1996). Insbesondere Eichenmischwälder auf sauersten und ärmsten Waldstandorten sind dadurch gekennzeichnet, dass die in ihnen vorkommenden höheren Pflanzen entweder zu den Mykorrhizabildnern oder den Halbschmarotzern zu zählen sind und ausnahmslos Ernährungsspezialisten darstellen (ELLENBERG 1996). Das die Ernährungstrategie des Hemiparasitismus bisweilen äusserst erfolgreich ist, zeigt Abbildung 2. Hier ist ein Traubeneichen-Birkenwald zu erkennen, in dessen Krautschicht der Wiesen-Wachtelweizen große und individuenreiche Bestände ausbildet.

Abb. 2 : In diesem Traubeneichen-Birkenwald im Sauerland bildet der Wiesen-Wachtelweizen große Bestände. Sie sind besonders im linken Teil der Aufnahme an seinen Blüten erkennbar, welche als gelbe Punkte erscheinen. Foto: Chr. Schwerdt.

Holoparasiten sind im Gegensatz zu Hemiparasiten nicht mehr dazu in der Lage, Photosynthese zu betreiben. Sie besitzen dementsprechend auch kein Chlorophyll und können keine Kohlehydrate synthetisieren. Neben Wasser und Assimilaten beziehen sie im Gegensatz zu Hemiparasiten daher auch Kohlehydrate und andere organische Verbindungen von ihren Wirten. Typische Holoparasiten aus der mitteleuropäischen Flora sind die Sommerwurzen der Gattung Orobance. Sie sind Namensgeber der den Braunwurzgewächsen nahestehenden Familie der Sommerwurzgewächse (Orobanchaceae). Sommerwurzen verbreiten sich über winzige Samen, welche vom Regen in den Boden geschwemmt werden und nur dann keimen, wenn sie dabei in die Nähe einer Wurzel ihrer Wirtspflanze gelangen. Die Keimwurzel beginnt dann in die Wurzel des zukünftigen Wirtes einzuwachsen um schließlich mit ihr zu verschmelzen. Aus dem untersten Sprossabschnitt des Keimlings, dem Hypokotyl, entwickelt sich danach ein Knöllchen (Tuberkel), aus dem später zahlreiche kurze und dicke Adventivwurzeln hervorgehen. An diesen Adventivwurzeln entwickeln sich zahlreiche zapfenartige Haustorien. Die Haustorien sind dazu in der Lage, in weitere Wurzeln des Wirtes einzudringen und die Ernährungsituation der Sommerwurz im Laufe der Zeit zu verbessern. Sommerwurzen entziehen ihren Wirten Wasser, Assimilate und organische Kohlenstoffverbindungen wie Kohlehydrate. Die entzogenen Kohlehydrate werden im Knöllchen in Form von Stärke gespeichert. Die Stärke ist als Reservestoff wichtig für die Bildung der Blütensprosse, die später aus dem Knöllchen hervorgehen. Abb. 3 zeigt die Verbindung zwischem einem älteren Blütenspross von Orobanche lutea und einer Kleewurzel. Man erkennt, dass sich bereits mehrere Adventivwurzeln mit Haustorien aus dem Knöllchen gebildet haben.

Abb. 3: Verbindungsstelle zwischen einer Kleewurzel und einem älteren Spross der Gelben Sommerwurz Orobanche lutea. Auf der Abbildung ist zu erkennen, dass das Knöllchen bereits mehrere sehr kurze Adventivwurzeln ausgebildet hat, an zahlreiche Haustorien sitzen. Zeichnung: Chr. Schwerdt verändert nach einer Vorlage bei THOMÉ (1885).

In Bezug auf ihre Wirtspflanzen sind die Sommerwurzen unterschiedlich spezifisch. Manche haben ein weites Spektrum und akzeptieren Wirte aus mehreren Familien. Ein Beispiel hierfür ist Orobanche ramosa, welche zum Beispiel Tabak und Hanf befällt. Andere wie Die Blutrote Sommerwurz Orobanche gracilis (Abb. 4) sind auf Wirte bestimmter Familien beschränkt.

Blutrote Sommerwurz (Orobanche gracilis). Foto: Chr. Schwerdt.

Orobanche gracilis parasitiert an Schmetterlingsblütengewächsen (Fabaceae). Bevorzugte Wirtsgattungen sind dabei u. a. Kleearten der Gattungen Trifolium und Lotus. An ihren Standorten kann sie durchaus häufig auftreten und ist dann im Frühsommer mit ihren zahlreichen, ausnahmsweise bis zu 60 cm hoch werdenden Blütensprossen eine beeindruckende Erscheinung. Einige Sommerwurzen zeigen schließlich eine sehr hohe Wirtspezifität. Die Beifuß-Sommerwurz ist zum Beispiel ausschließlich auf dem Feld-Beifuß (Artemisia campetris) zu finden. Diejenigen Sommerwurzen, welche Nutzpflanzen befallen (z.B. Orobanche ramosa) sind bei Landwirten als Kulturschädlinge unbeliebt. Ihre negativen Auswirkungen sind allerdings relativ gering, wenn eine gute Versorgung der Kulturen mit Wasser und Dünger sichergestellt ist.

4. Literatur

Art. Sommerwurzgewächse, in: Lexikon der Biologie, Band 7 - Freiburg: Herder, S. 449.

ELLENBERG, Heinz (1996): Vegetation Mitteleuropas mit den Alpen. - Stuttgart: Ulmer.

THOMÉ, Otto-Wilhelm (1885): Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz. - Gera.

5. Weiterführende Links

6. Kontakt

Dieser Artikel richtet sich vorwiegend an Schüler und Studenten. Leider wird er bei weitem nicht alle Fragen beantworten. Im Fall der Fälle könnt Ihr mir daher eine Mail schreiben. Für Rückmeldungen zur Qualität des Artikels oder Anregungen wäre ich ebenfalls dankbar ( Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann. ).

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Zuletzt aktualisiert am Donnerstag, den 19. Juni 2014 um 12:56 Uhr