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Heiko Baum Bio LK LGG Studienfahrt Ville franche
20.9.1999-30.9.1999
Referat über das Plankton
Einteilung des Planktons
Mit Plankton beschreibt man im Wasser treibende Organismen, die man
nach Größe und Art einteilt. Nach ihrer Größe unterscheidet
man
- Megaplankton (Quallen, kleine Fische, ab 2cm)
- Makroplankton (2mm – 2cm)
- Mesoplankton (0,2mm-2mm)
Nach ihrer Art unterscheidet man sie folgendermaßen:
-Phytoplankton (pflanzlich)
-Zooplankton (tierisch)
-Bakterioplankton (bakteriell)
-Mykoplankton (planktische Pilze)
Ich möchte hier 2 Planktonarten genauer besprechen mit welchen
wir uns auf unserer Studienfahrt beschäftigen:
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Das Phytoplankton
Es wird nicht systematisch sondern funktionell definiert. Phytoplankton
besitzt die Fähigkeit zur wasserspaltenden und sauerstoffbildenden
Photosynthese (6CO2 +6H2O à C6 H12O6
+ 6O2).
Die wichtigsten Vertreter dieser Gruppe sind die Blaualgen. Sie sind
stammesgeschichtlich gesehen die ursprünglichsten Vertreter der sauerstoffbildenden
Photosynthese. Eigentlich sind es Bakterien, werden aber, wie oben bereits
erwähnt, durch ihre Fähigkeit, Photosynthese zu betreiben, dem
Phytoplankton zugeordnet. Sie haben eine einfache prokaryotische Zellordnung.
Ein weiterer Vertreter dieser Gruppe sind die Grünalgen. Sie sind
der Ausgangspunkt der höheren Pflanzen. Sie sind einzellig und besitzen
eine Zellwand, die aus Zellulose besteht.
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Das Zooplankton
Zooplankton ist ein partikelfressendes, heterotrophes Plankton. Je nach
Nahrungsgrundlage unterscheidet man herbivore (pflanzenfressende), carnivore
(tierfressende), und omnivore (allesfressende) Plankter. Viele Zooplankter
ernähren sich jedoch durch Filtration, sie suchen also ihre Ernährung
nach der Partikelgröße des Futters aus, nicht nach der Art der
Partikel.
Typische Vertreter des Zooplanktons sind Flagellaten oder Amöben.
Die Kategorien des Zoo- und des Phytoplanktons sind jedoch nicht so
stark getrennt: Sowohl Phytoplankton als auch Zooplankton haben eine ähnliche
Biomassenzusammensetzung.
Voraussetzungen der planktischen Lebensweise
Das Sinken und Schweben
Es gibt Planktonarten, die eine größere Dichte als das sie
umgebende Medium, aber auch solche , die eine geringere Dichte haben. Doch
auch die Plankter, die eine größere Dichte haben, also sinken,
können durch Ionenabgabe ihre eigene Dichte so regulieren, daß
sie geringer als die des sie umgebenden Wassers wird, so dass sie aufsteigen.
Diese Art der Dichteregulation funktioniert nur im Salzwasser, da dort
genügend Ionen vorhanden sind. Eine andere Möglichkeit der Dichteregulation
gebrauchen z.B. die Blaualgen. Sie regeln ihre Dichte mit Hilfe von Gasvakuolen.
Da die Pflanzennährstoffe bei einer bestimmten Lichttiefe liegen,
können die Plankter bei Nährstoffmangel schwerer als Wasser werden
und absinken. Dabei dienen wasserarme Körner aus Polysacchariden als
Ballast. Bei Lichtmangel wird durch Gasvakuolen, die Stickstoff freigeben,
ein Auftrieb erreicht.
Das Schwimmen
Fast alle Plankter sind zur aktiven Bewegung im Wasser fähig. Sowohl
Bakterien als auch Phytoplankton schwimmen wenigstens so schnell, daß
das Absinken kompensiert wird. Die Schwimmgeschwindigkeiten betragen bei
einem 2 µm großem Bakterium ca. 30 µm *s^-1. Rädertierchen,
ein Zooplankton, das ca 250 µm groß ist, kann bei fluchtartigen
Bewegungen bis zu 50mm*s^-1 schnell werden.
Da die Schwimmbewegungen nicht ausschließlich der Flucht dienen,
müssen sie auch koordinierbar sein. Als Möglichkeit hierfür
kommen die Veränderung der Schwerkraft, das Licht oder chemische Reaktionen
in Frage.
Bei der Orientierung anhand der Schwerkraft kommt es vor allen Dingen
auf die negative Geotaxis an. Diese ist auch ohne entsprechende Sinnesorgane
möglich, es genügt, wenn der Biomassenschwerpunkt vom geometrischen
Mittelpunkt verschoben ist.
Die Chemotaxis ist besonders für diejenigen Organismen wichtig,
die sich durch die Diffusion gelöster Stoffe ernähren. Sie ist
aber nur für die kleinräumige Orientierung geeignet, da großräumige
Konzentrationsunterschiede von Planktern nicht erfaßt werden können.
Die wichtigste Art der Orientierung ist die Phototaxis. Lichtrezeptoren
sind selbst bei den einfachsten Flagellaten zu finden. Sie dienen nicht
nur dem Aufenthalt in einer bevorzugten Wassertiefe, sondern helfen auch
bei der Orientierung periodischer Wanderungen.
Die physikalische Umwelt –Das Wasser
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Die Viskosität. Wasser hat die niedrigste Viskosität aller
Flüssigkeiten, dennoch ist es für kleine Organismen ein zähes
Medium
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Die Oberflächenspannung. Wasser hat nach Quecksilber die höchste
Oberflächenspannung. Diese ermöglicht es, daß sich an der
Oberfläche Lebensgemeinschaften bilden, die nicht einsinken, obwohl
sie schwerer als Wasser sind.
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Spezifische Wärme. Thermisch gesehen ist Wasser eine äußerst
träge Flüssigkeit. Es ist viel Energie nötig, um es zu erhitzen
(4,6818J / 1°C). Wärme wird aber auch nur langsam wieder an die
Umgebung abgegeben; das bedeutet, daß kurzfristige, größere
Temperaturschwankungen abgepuffert werden.
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Strömungen. Die regelmäßigen Meeresströmungen
sind an der Verteilung des Planktons beteiligt. Im Mittelmeerbereich sind
dies Ost- West -Strömungen. Aber nicht nur für den Transport
des Planktons sind Strömungen verantwortlich, auch für Lebensbedingungen,
die bei normalen lokalen Verhältnissen nicht gegeben wären. So
begünstigt z.B. der warme Golfstrom Planktonwachstum, das sonst in
diesen Klimazonen nicht möglich wäre.
Gelöste Salze im Wasser
Meeresplankter sind gegenüber dem umgebenden Medium isotonisch,
haben also im Mittelmeer ein Salzgehalt von 3,9%. Da das Meerwasser in
seiner Zusammensetzung konstant bleibt, besteht keine Notwendigkeit zur
Osmoregulation. Der osmotische Wert im Organismus folgt dem des Wertes
außerhalb. Das Fehlen der Osmoregulation schließt aber nicht
das Vorhandensein einer Ionenregulation aus. (Siehe "Sinken und Schweben")
Die Ernährung der Plankter
Die Photosynthese bei Phytoplankton
Die schon bei den Phytoplanktern kurz angerissene Photosynthese läuft
nach dem gleichen Schema (hell / dunkel- Reaktion) ab wie bei terrestrischen
Pflanzen.
Einen Unterschied gibt es allerdings in der Art der Pigmente. Außer
in Grünalgen, in denen der Farbstoff Chlorophyll vorherrscht, gibt
es eine beachtliche Vielfalt von Pigmenten. Kieselalgen sind z.B. gelb-
olivbraun, die blaue Farbe der Blaualgen kommt durch den Farbstoff Phycocyanin.
Die mineralischen Nährstoffe der Phytoplankter sind klassisch wie
z.B. Calcium, Magnesium, Kalium.
Die Ernährung von Zooplankton
Wie anfangs schon erwähnt, ist der Modus der Nahrungsaufnahme wichtiger
als die Art des Futters. Die Dichte der Futterpartikel ist zu gering, als
daß das Plankton einfach Wasser filtriert und sich durch die abgetrennten
Partikel ernähren könnte. Es gibt für die Nahrungsaufnahme
drei verschiedene Typen:
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Greifer: Sie ergreifen die Futterpartikel gezielt und einzeln. Die
Größe der Partikel variiert von einigen Prozent bis zu mehr
als einem Zehntel der Größe der Plankter. Es werden lebende
Tiere bevorzugt, weshalb man auch von Räubern spricht.
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Leimrutenfänger: Sie warten auf ein zufälliges Zusammentreffen
mit der Beute. Sie nutzen ebenfalls große Futterpartikel. (Bsp.:
Quallen).
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Strudler: Strudler erzeugen selbst einen Wasserstrom, der ihnen
Nahrung zuführt. Das Längenverhältnis der Nahrung zur Größe
des Planktons beträgt etwa 1:10^4 –10^2.
Die Population der Plankter
Die Dichte des Planktons schwankt in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit
der Nährstoffe und von der Wasserstabilität. Ein Liter Meerwasser
kann mehr als 5000 Millionen Planktonlebewesen (Planktonten) enthalten.
Das Meeresplankton vermehrt sich manchmal so stark, daß die Planktonten
das Wasser verfärben. Solch ein plötzlicher Populationsanstieg
wird Wasserblüte genannt. Dies kann sowohl für die Planktonten
als auch für den Menschen gefährlich werden, da die Algen giftige
Substanzen (Neurotoxine)erzeugen und es außerdem zu einem Sauerstoffmangel
kommt.
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