Nepenthes Fallen sind eine mikrobenunfreundliche Umgebung
Nepenthes Fallen sind eine mikrobenunfreundliche Umgebung

Fleisch- oder insektenfressende Pflanzen faszinieren Menschen, darunter auch Wissenschaftler wie Charles Darwin. Er war der erste, der ein Buch zu diesem Thema geschrieben hat (Darwin, 1875). Obwohl Darwin Pflanzen beschrieb, die mit Fallen ausgestattet waren, sah er nie Arten der Gattung Nepenthes die in Südostasien vorkommen.

Wie andere fleischfressende Pflanzen, Nepenthes Arten wachsen auf mageren Böden. Daher müssen sie ihre mineralischen Nährstoffe – hauptsächlich mit Stickstoff und Phosphor – aus gefangener und verdauter Beute ergänzen. Beim Besuch der Fallgruben fällt die angelockte Beute, hauptsächlich Arthropoden, in die Falle, ertrinkt und wird durch den Enzymcocktail der Kannenflüssigkeit verdaut. Da die Verdauungsflüssigkeit einfach aus dem Krug geerntet werden kann, Nepenthes Pflanzen sind ideale Objekte, um Enzyme und andere Verbindungen zu untersuchen, die an dieser Fleischfresserpflanze beteiligt sind. Als Folge nimmt im Vergleich zu anderen fleischfressenden Taxa die Eiweißzusammensetzung der Verdauungsflüssigkeit ab Nepenthes ziemlich gut analysiert und dokumentiert.

Aufgrund der Tatsache, dass geschlossen Nepenthes Krüge keinen direkten Kontakt mit der Umwelt haben, wird allgemein behauptet, dass ihre Krugflüssigkeit steril ist und dass alle Proteine ​​und Verbindungen, die in dieser Krugflüssigkeit identifiziert werden, ausschließlich aus Pflanzen stammen. Interessanterweise wurden nur zwei Experimente durchgeführt, um die Sterilität von Krugflüssigkeit zu demonstrieren: Flüssigkeit, die einem geschlossenen Krug entnommen wurde, wurde entweder auf Nähragar (Hepburn, 1918) oder auf Fleischagarplatten (Lüttge, 1964) ausplattiert und mehrere Tage inkubiert. In keinem Fall wurde Bakterienwachstum festgestellt und die Autoren schlossen daraus, dass die Kannenflüssigkeit steril ist. Das Vorhandensein von Mikroben kann jedoch durch solche einfachen Experimente nicht ausgeschlossen werden, da die meisten Mikroorganismen nicht in Kultur gezüchtet werden können.

Forscher haben nun die Zusammensetzung analysiert Nepenthes Verdauungssäfte aus geschlossenen Krügen, um zu zeigen, ob Krüge innen wirklich steril sind oder nicht und wie diese Pflanzen es schaffen, das mikrobielle Wachstum unter Kontrolle zu halten. Der Gehalt an Proteinen, anorganischen Ionenzusammensetzungen und Sekundärmetaboliten wurde untersucht. Außerdem wurde die Wirkung von Kannensaft auf das mikrobielle Wachstum untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Flüssigkeit geschlossen ist Nepenthes Krüge besteht aus antimikrobiellen Bedingungen. Somit können diese Pflanzen zumindest bis zu einem gewissen Grad das Wachstum von Mikroben vermeiden, die mit der Pflanze um die aus der Beute stammenden Nährstoffe konkurrieren, die in der Kanne verfügbar sind.

Franziska Buch, Matthias Rott, Sandy Rottloff, Christian Paetz, Ines Hilke, Michael Raessler und Axel Mithöfer. Die abgesonderte Fallenflüssigkeit fleischfressender Nepenthes-Pflanzen ist für das mikrobielle Wachstum ungeeignet. (2013) Annals of Botany 111 (3): 375-383
Abstract
Fleischfressende Pflanzen der Gattung Nepenthes Sie besitzen modifizierte Blätter, die als Fallgruben dienen, um Beutetiere, hauptsächlich Arthropoden, zu fangen und so zusätzliche Nährstoffe für die Pflanze bereitzustellen. Diese Kannen enthalten aufgrund hydrolytischer Enzyme eine Verdauungsflüssigkeit. In dieser Studie wurde die Zusammensetzung dieser Flüssigkeit hinsichtlich mineralischer Nährstoffe und niedermolekularer Verbindungen weiter analysiert. Der mögliche Beitrag von Mikroorganismen zur Zusammensetzung der Kannenflüssigkeit wurde untersucht. Flüssigkeiten aus geschlossenen Kannen wurden geerntet und mittels Ionenchromatographie und induktiv gekoppelter Plasma-Atomemissionsspektrometrie auf mineralische Nährstoffe analysiert. Sekundärmetaboliten wurden durch eine Kombination aus LC-MS und NMR identifiziert. Das Vorhandensein von Bakterien in der Kannenflüssigkeit wurde mittels PCR von 16S-rRNA-Genen untersucht. Wachstumsanalysen von Bakterien und Hefen wurden in vitro mit geernteter Kannenflüssigkeit und in vivo in Kannen mit injizierten Mikroorganismen durchgeführt. Die Kannenflüssigkeit aus geschlossenen Kannen bestand hauptsächlich aus ca. Eine 25 mM KCl-Lösung, die frei von Bakterien und aufgrund des Mangels an essentiellen Mineralstoffen wie Phosphat und anorganischem Stickstoff wahrscheinlich ungeeignet für mikrobielles Wachstum ist, wurde untersucht. Die Flüssigkeit enthielt außerdem antimikrobielle Naphthochinone, Plumbagin und 7-Methyljuglon sowie Abwehrproteine ​​wie das Thaumatin-ähnliche Protein. Die Zugabe von Bakterien oder Hefen führte zu bakteriziden und fungistatischen Eigenschaften der Flüssigkeit. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Nepenthes Die Flüssigkeiten in Kannen stellen ein dynamisches System dar, das auf die Anwesenheit von Mikroben reagieren kann. Die abgesonderte Flüssigkeit geschlossener und frisch geöffneter Kannen. Nepenthes Kannen ist ausschließlich pflanzlichen Ursprungs. Es ist ungeeignet, als Umgebung für mikrobielles Wachstum zu dienen. Daher, Nepenthes Pflanzen können zumindest bis zu einem gewissen Grad die mikrobielle Besiedlung ihrer Fallgruben vermeiden und kontrollieren und dadurch die Notwendigkeit verringern, mit Mikroben um die aus Beute gewonnenen Nährstoffe zu konkurrieren.

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