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Botanik - (unerwartet) spannend

Ein Grund, warum mich das Biologiestudium lange Zeit abgeschreckt hat, waren die Fächer Botanik, Ökologie und Biodiversität. Ich war mir nicht sicher, ob ich wirklich zahlreiche Tier- und Pflanzenstämme mit all ihren Verwandtschaftsgraden auswendig lernen wollte, und ebenso zweifelte ich daran, ob ich mich für die Interaktionen verschiedener Lebewesen und ihrer Umwelt begeistern konnte. 

Doch nun ist es gerade diese Vielfalt, die mich am Biologiestudium so begeistert, und mir ist im vergangenen Jahr klar geworden, dass meine früheren Zweifel an den erwähnten Gebieten nur daher kamen, dass ich einfach noch zu wenig darüber gewusst hatte, um sie richtig einschätzen zu können.

Ähnlich geht es mir momentan auch in der Botanik.
Jedesmal, wenn ich gegenüber Nicht-Biologie-Studenten erwähne, dass zu unseren Pflichtfächern auch Pflanzenwissenschaften gehört, ernte ich mitleidige Blicke und ein «Oh je». Dieses Fach hat den Ruf, ziemlich langweilig und trocken zu sein und keinen Bezug zum Leben zu haben.
Es kommt dabei aber darauf an, was man sich unter «Bezug zum Leben» vorstellt. Meint man damit die Prozesse der menschlichen Anatomie und die physikalisch-chemischen Prozesse, die bei Krankheiten ablaufen (bzw. nicht ablaufen), dann haben Pflanzen tatsächlich keinen Bezug zu unserem Leben als Menschen. Fasst man das Leben aber weiter und betrachtet den Menschen als Teil eines Geflechts von Organismen, welche sich evolutionär entwickelt haben und in Ökosystemen zusammenhängen, dann kommt man beim Verständnis des Lebens um Pflanzen nicht herum.

Die einzigen Themen, die mir über Pflanzen bekannt waren, waren Anatomie und Photosynthese. Diese zwei Themen wurden dann aber schon in den ersten drei Wochen vollständig abgehandelt. Das richtig Interessante kam erst danach: Nun ging es darum, auf der Grundlage der Anatomie auch die Physiologie einer Pflanze zu verstehen.
Was aber ist nun genau die Physiologie einer Pflanze?
Bisher ging es um die Themen Wassertransport, Mineralien, Nährstoffe und Stoffkreisläufe sowie Pflanzenhormone. Diese Prozesse laufen grösstenteils unsichtbar ab. Wir wissen zwar, dass man einen Boden düngen muss, damit etwas darauf wachsen kann, aber was beinhaltet so ein Dünger überhaupt?
Den grössten Anteil des Düngers macht Stickstoff aus. Pflanzen können diesen nämlich nicht aus der Atmosphäre isolieren, obwohl die Luft zu 78% daraus besteht. Dieser Stickstoff ist aber gasförmig und daher sehr reaktionsträge, was seine Isolation und Fixierung sehr energieaufwendig macht. Darum bekommen einige Pflanzen Hilfe von Bakterien: Leguminosen (u.a. Klee und Soja) bilden an ihren Wurzeln bestimmte Strukturen aus, in denen stickstofffixierende Bakterien leben können. Diese sind auf die energieaufwendige Reaktion spezialisiert und liefern der Pflanze Stickstoff in Form von Ammoniak zur Umsetzung in weitere Verbindungen, während die Pflanzen ihnen im Gegenzug Zuckerverbindungen zur Verfügung stellen. Stickstoff wird in allen Organismen für die Herstellung von Aminosäuren und anderen organischen Verbindungen benötigt, und es gibt kein anderes biologisches Verfahren, um den Stickstoff aus der Atmosphäre zu isolieren. Der Hauptteil des industriell verwendeten Stickstoffs stammt aus dem Haber-Bosch-Verfahren, welches anfangs 20. Jahrhundert entwickelt worden ist und unter hohen Temperaturen und hohem Druck durchgeführt werden muss.
Weitere essentielle Nährstoffe für die Pflanze sind z.B. Phosphor und Kalium. Die Konzentration von Nährstoffen im Boden ist der limitierende Faktor für das Wachstum einer Pflanze. Deswegen kommt die Agrarindustrie schon lange nicht mehr ohne Dünger aus. Leider führt Überdüngung aber auch zu Nebenwirkungen: Besonders, wenn zu viel Stickstoff verwendet wird, kann dies auch zu Algenblüten in den umliegenden Gewässern führen. Dies zeigt, wie empfindlich die Faktoren in einem Ökosystem aufeinander abgestimmt sind.

Auch die nun rot gefärbten Blätter der Bäume haben etwas mit dem Stickstoffhaushalt des Baums zu tun. Im Winter fällt weniger Regen, weshalb der Baum sich vor Wasserverlust schützen muss. Blätter verdunsten Wasser, darum wirft der Baum sie ab. Rot werden die Blätter deswegen, weil das Chlorophyll, welches die Blätter die grün färbt, zurückgezogen und recycelt wird – denn es enthält Stickstoff.
Wenn ich nun also nach der Botanik-Vorlesung durch die Blätter gehe, die auf dem Weg liegen, weiss ich nun, wieso sie rot sind und wieso sie am Boden liegen.
Wenn das mal kein Bezug zum Leben ist!

 

Humans of Philosophy
Grüsse aus dem Metaphysik-Tutorium
 

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Mittwoch, 14. November 2018
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