Karnivore Pflanzen locken Beutetiere auf sehr vielen Wegen an. Einer dieser Wege ist die olfaktorische Anlockung mit Hilfe von Volatilen.
In dieser Arbeit wurden drei karnivore Arten (Nepenthes sanguinea, Drosera capensis, Pinguicula lilacina) vergleichend auf ihre Duftstoffe hin untersucht mit dem Ziel, Unterschiede zwischen den einzelnen Gattungen in der Emission von flüchtigen Verbindungen aufzudecken und zu ermitteln, inwieweit diese Stoffe in die Anlockung von Arthropoden involviert sind.
Im Botanischen Garten der Universität Rostock sowie in einem Klimaschrank wurden einzelne kultivierte Pflanzen beprobt und mögliche Volatile in einem Adsorbens gesammelt. Die flüchtigen Komponenten wurden im Labor vom Adsorbens eluiert und mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie analysiert.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Definition Karnivoren
1.2. Fangmechanismen
1.3. Beutespektrum
1.4. Anlockung der Beute
1.5. Pflanzenbeschreibungen
1.5.1. Drosera capensis
1.5.2. Pinguicula lilacina
1.5.3. Nepenthes sanguinea
2. Material und Methoden
2.1. Pflanzenmaterial
2.2. Methoden der Probennahme
2.2.1. Probennahme unter Gewächshausbedingungen
2.2.2. Probennahme unter Laborbedingungen
2.3. Chemische Analyse
3. Ergebnisse
3.1. Ergebnisse der Proben unter Gewächshausbedingungen
3.1.1. Ergebnisse der Leerprobe (Kontrollprobe)
3.1.2. Ergebnisse der Leerprobe der luftzuführenden Membranpumpe
3.1.3. Ergebnisse für Pinguicula lilacina
3.1.4. Ergebnisse für Drosera capensis
3.1.5. Ergebnisse für Nepenthes sanguinea
3.2. Ergebnisse der Proben unter Laborbedingungen
3.2.1. Ergebnisse der Leerprobe
3.2.2. Ergebnisse für Drosera capensis
4. Diskussion
4.1. Mögliche Fehlerursachen
4.2. Mögliche Volatile in den Pflanzen
4.3. Vergleich mit vorliegenden Forschungsergebnissen
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die vergleichende Untersuchung der Duftstoffe von drei verschiedenen karnivoren Pflanzenarten (Nepenthes sanguinea, Drosera capensis, Pinguicula lilacina), um Unterschiede in der Emission flüchtiger Verbindungen zu identifizieren und deren Rolle bei der Anlockung von Arthropoden zu bewerten.
- Analyse flüchtiger organischer Verbindungen (Volatile) bei karnivoren Pflanzen
- Vergleich der Fang- und Anlockungsstrategien ausgewählter Gattungen
- Einsatz von Gaschromatographie und Massenspektrometrie zur Stoffidentifizierung
- Methodische Optimierung der Probennahme unter Gewächshaus- und Laborbedingungen
Auszug aus dem Buch
1.2. Fangmechanismen
Da sich fleischfressende Arten polyphyletisch entwickelt haben, sind sowohl die Anlock- als auch die Fangstrategien sehr unterschiedlich. Der Fang der Beutetiere erfolgt aktiv oder passiv über spezifische Fallen, die sich aus den Blattorganen der Pflanzen entwickelt haben. Es existieren fünf grundsätzliche Fallentypen, sie sich in ihrem morphologischen Aufbau und im Fangmechanismus stark voneinander unterscheiden.
Im Folgenden sind die beiden relevanten Fallentypen kurz beschrieben, denen die für die Arbeit zu Versuchszwecken verwendeten Pflanzengattungen angehören.
Gleitfallen stellen rein passive Fallentypen dar. Die Blätter sind zu kannen- oder schlauchartigen Fangorganen umgeformt, deren Inneres mit einem Verdauungssekret gefüllt ist. Insekten, die das hauptsächliche Beutespektrum dieser Pflanzen bilden, rutschen auf der glatten Oberfläche der Falleninnenseite aus und ertrinken in der Flüssigkeit. Vertreter sind z.B. Nepenthes, Sarracenia, Darlingtonia und Cephalotus.
Die Blätter von Klebfallen sind auf den Oberflächen mit Drüsen ausgestattet, die einen Fangschleim aus sauren Polysacchariden absondern, in dem sich Beutetiere verkleben. Landet ein Insekt auf dem Blatt, ist es entweder sofort bewegungsunfähig oder verliert seine Bewegungsfähigkeit beim Versuch auf dem Sekret zu fliehen. Dabei sammelt es immer mehr Schleim an, was zu seiner Immobilisation bzw. zu einer Verklebung der Atmungsorgane führt (Braem, 1996). Zu diesem Fallentyp gehören z.B. die Gattungen Drosera, Pinguicula und Drosophyllum.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Vermittlung der theoretischen Grundlagen zu karnivoren Pflanzen, ihren Fangmechanismen und der Rolle von Duftstoffen bei der Anlockung von Beutetieren.
2. Material und Methoden: Beschreibung des Versuchsaufbaus zur Gewinnung von Volatilen im Gewächshaus sowie im Labor und Erläuterung der chemischen Analyse mittels Gaschromatographie.
3. Ergebnisse: Darstellung der identifizierten Substanzen in den verschiedenen Pflanzenproben und Leerproben, wobei technische Herausforderungen bei der Reinheit der Luft aufgezeigt werden.
4. Diskussion: Interpretation der Ergebnisse unter Berücksichtigung von Fehlerursachen im Versuchsaufbau sowie ein Vergleich mit bereits publizierten Forschungsergebnissen.
Schlüsselwörter
Karnivore Pflanzen, Volatile, Duftstoffe, Fangmechanismen, Gaschromatographie, Massenspektrometrie, Drosera capensis, Pinguicula lilacina, Nepenthes sanguinea, Anlockungsstrategien, Arthropoden, Leerproben, Pflanzenphysiologie, Biomechanik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die olfaktorische Anlockung von Beutetieren bei karnivoren Pflanzen und analysiert die dabei freigesetzten Duftstoffe.
Was sind die zentralen Themenfelder der Studie?
Die zentralen Themen sind die vergleichende Untersuchung von drei karnivoren Arten, die Analyse flüchtiger Verbindungen und die Optimierung von Versuchsaufbauten zur Probennahme.
Welches primäre Ziel verfolgt die Forschungsfrage?
Ziel ist es, Unterschiede zwischen den Gattungen in der Emission flüchtiger Verbindungen aufzudecken und zu ermitteln, ob diese eine Rolle bei der Anlockung von Insekten spielen.
Welche wissenschaftliche Methode wird für die Analyse verwendet?
Die Forscher nutzen die Probennahme über ein Adsorbens (SuperQ) und die anschließende Analyse mittels Gaschromatographie und Massenspektrometrie.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die methodische Beschreibung des Versuchsaufbaus, die Darstellung der Messergebnisse sowie eine kritische Fehlerdiskussion.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Besonders relevant sind Begriffe wie Karnivoren, Volatile, Gaschromatographie und die spezifischen Pflanzennamen der untersuchten Arten.
Warum war der Versuchsaufbau im Gewächshaus fehleranfällig?
Die im Gewächshaus vorhandene Umgebungsluft sowie fehlerhafte Flussraten der Pumpen führten dazu, dass zahlreiche externe Stoffe mit in die Analyse gelangten.
Welche Rolle spielen die Leerproben in diesem Experiment?
Die Leerproben dienten als Kontrolle, um zu bestimmen, welche flüchtigen Stoffe aus der Umgebungsluft stammten und nicht von der Pflanze selbst produziert wurden.
Wurde für alle untersuchten Pflanzenarten ein spezifischer Duftstoff nachgewiesen?
Nein, nur für Nepenthes sanguinea konnten spezifische Stoffe identifiziert werden, die nicht in den Leerproben auftraten, wobei jedoch Vergleichsdaten zur Absicherung fehlen.
Welche Empfehlungen gibt der Autor für zukünftige Versuche?
Es wird empfohlen, die Flussraten der Pumpen zu optimieren und die Messungen unter kontrollierten Laborbedingungen zu wiederholen.
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- Anika Wojciechowski (Author), 2011, Vergleichende Duftstoffanalysen einiger Karnivoren zur olfaktorischen Anlockung von Arthropoden, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/171863
