Symbiose im engeren Sinn: +/+
Verschiedene Arten leben eng zusammen, und beide Partner profitieren. Diese im deutschen Schulunterricht verbreitete Bedeutung verwenden wir hier.
Biologie · Verstehen und üben
Symbiose und Parasitismus
Verstehe, wie Arten zusammenleben, wer davon profitiert und was einen Parasiten von einem Räuber unterscheidet. Erkunde Mykorrhiza, Flechten und sechs Fallbeispiele.
Das kannst du danach
Nutzen und Schaden für beide Partner erklärenSymbiose und Parasitismus unterscheidenBeziehungen anhand von Fällen begründen
Wer profitiert – und wer wird geschädigt?
Lebewesen stehen in vielen Beziehungen zueinander. Ein Pilz kann eine Pflanzenwurzel bei der Nährstoffversorgung unterstützen. Eine Zecke saugt dagegen Blut an einem Wirt. In beiden Fällen nutzen Lebewesen andere Lebewesen, aber die Folgen für die Beteiligten unterscheiden sich.
Um die Beziehung zu verstehen, frage für jeden Partner einzeln: Verbessert oder verschlechtert sie seine Möglichkeiten zu wachsen, zu überleben und sich fortzupflanzen? Der Vergleich gilt gegenüber einer vergleichbaren Situation ohne diese Beziehung.
Parasitismus: +/−
Ein Parasit nutzt einen lebenden Wirt als Ressourcenquelle und schädigt ihn dabei. Der Parasit profitiert; der Wirt hat einen Nachteil.
Warum du manchmal eine andere Definition liest
In vielen internationalen Fachtexten bedeutet „Symbiose“ allgemein ein enges, längerfristiges Zusammenleben verschiedener Arten. Dann kann der Oberbegriff auch Parasitismus und Kommensalismus umfassen. Mutualismus bezeichnet eindeutig den wechselseitigen Nutzen (+/+); er kann auch bei weniger engem oder kurzfristigem Kontakt auftreten. Prüfe deshalb immer, welche Definition ein Text verwendet.
Die Zeichen richtig deuten
↔ Tabelle bei Bedarf seitlich verschieben.
| Beziehung | Partner A | Partner B | Beispiel |
|---|---|---|---|
| Mutualismus / Symbiose im engeren Sinn | + | + | Pflanze und Mykorrhizapilz |
| Parasitismus | + Parasit | − Wirt | Zecke und Säugetier |
| Kommensalismus | + | 0 | Nistender Vogel und kaum beeinflusster Baum |
| Räuber-Beute-Beziehung | + Räuber | − Beute | Eule und erbeutete Maus |
| Konkurrenz | − | − | Zwei Pflanzen bei knappem Licht |
+ bedeutet einen Vorteil, − einen Nachteil. 0 bedeutet hier: Unter den betrachteten Bedingungen ist kein wesentlicher Vor- oder Nachteil erkennbar. In der Natur ist dieser Nachweis oft schwierig.
Die Zeichen nennen weder die Stärke des Effekts noch die momentane Bestandsänderung. Auch eine von Parasiten geschädigte Population kann wachsen, wenn insgesamt genug Nachkommen hinzukommen. Und eine +/+-Beziehung bedeutet nicht, dass beide Partner gleich stark profitieren oder keine Kosten haben.
Mykorrhiza: Pflanzenwurzel und Pilz
Mykorrhiza bezeichnet die Verbindung eines Pilzes mit einer Pflanzenwurzel. Feine Pilzfäden – die Hyphen – erschließen Bodenbereiche und können mineralische Nährstoffe, besonders Phosphat, aufnehmen. Je nach Bedingungen verbessern sie auch die Wasserversorgung der Pflanze.
Die Pflanze betreibt Fotosynthese. Sie gibt einen Teil ihrer organischen Kohlenstoffverbindungen an den Pilz ab. Dazu gehören je nach Mykorrhizatyp Zucker und weitere Stoffe. Der Pilz nutzt sie als Energie- und Baustoffquelle, denn er betreibt selbst keine Fotosynthese.
↔ Schaubild bei Bedarf seitlich verschieben.
Eine Bilanz mit Nutzen und Kosten
Die Pflanze gibt selbst erzeugte Stoffe ab, der Pilz investiert in sein Hyphennetz. Ein Vorteil für beide ergibt sich, wenn der jeweilige Nutzen die Kosten unter den betrachteten Bedingungen überwiegt. Die Stärke des Vorteils hängt etwa vom Nährstoffangebot und von den beteiligten Arten ab.
Flechten: Fotosynthese trifft Pilzgeflecht
Eine Flechte ist eine enge Lebensgemeinschaft mit einem Pilz und einem fotosynthetisch aktiven Partner: meist einer Grünalge oder einem Cyanobakterium, manchmal auch mit mehreren solchen Partnern. Cyanobakterien sind Bakterien, keine Pflanzen.
Der fotosynthetische Partner bildet mit Licht organische Stoffe, von denen auch der Pilz profitiert. Der Pilz prägt den Flechtenkörper. Sein Geflecht schafft eine geschützte Umgebung und unterstützt den Wasser- und Mineralstoffhaushalt. Diese Verbindung kann Lebensräume erschließen, die für die Partner allein schwieriger nutzbar wären.
↔ Schaubild bei Bedarf seitlich verschieben.
Die Darstellung zeigt die beiden zentralen Leistungen. Tatsächliche Flechten können zusätzlich weitere Mikroorganismen enthalten. Aus dem einfachen Schulbeispiel folgt daher nicht, dass jede Flechte ausschließlich aus zwei Arten besteht.
Wie eng ist die Abhängigkeit?
Fakultativ: hilfreich, aber nicht zwingend
Ein Partner kann unter geeigneten Bedingungen auch ohne diese Beziehung leben. Der Zusatznutzen kann je nach Umwelt deutlich unterschiedlich ausfallen.
Obligat: für den betrachteten Partner notwendig
Ein Partner ist für eine bestimmte Lebensphase oder für seinen Lebenszyklus auf die Beziehung angewiesen. Das muss nicht für beide Partner im gleichen Maß gelten.
Nutzen und Abhängigkeit sind zwei verschiedene Fragen. Eine nützliche Beziehung ist nicht automatisch lebensnotwendig. Zudem kann eine Art von mehreren geeigneten Partnerarten profitieren, ohne immer auf genau dieselbe Art angewiesen zu sein.
Ein Blütenbesuch mit wirksamer Bestäubung kann beiden Seiten nutzen: Das Tier erhält Nahrung, die Pflanze Pollenübertragung. Das ist Mutualismus. Wenn „Symbiose“ auf enges, dauerhaftes Zusammenleben beschränkt wird, zählt dieser kurze Kontakt nicht dazu.
Parasitismus: ein Vorteil auf Kosten des Wirts
Ein Parasit lebt zeitweise oder dauerhaft auf oder in einem Wirt, nutzt dessen Ressourcen und schädigt ihn dabei. Mögliche Folgen sind Nährstoff- oder Blutverlust, Gewebeschäden und ein erhöhter Aufwand für Abwehr. Nicht jeder Befall führt zu sofort sichtbaren Beschwerden.
Anders als ein typischer Räuber muss der Parasit den Wirt für seine Nahrungsaufnahme nicht sofort töten. Viele Parasiten nutzen denselben Wirt länger. Trotzdem können parasitische Beziehungen schwere Schäden und auch den Tod des Wirts verursachen. „Parasiten töten ihren Wirt nie“ wäre falsch.
Ektoparasiten: auf der Körperoberfläche
Zecken oder Flöhe nutzen zeitweise oder länger die Körperoberfläche ihres Wirts. „Ekto“ bedeutet außen. Der Wirt liefert ihnen beispielsweise Blut.
Endoparasiten: im Körper
Ein erwachsener Bandwurm lebt im Darm eines geeigneten Wirts und nimmt Nährstoffe auf. „Endo“ bedeutet innen. Andere Parasiten bewohnen Gewebe oder Zellen.
Nicht alle Parasiten sind Tiere. Misteln sind zum Beispiel pflanzliche Halbparasiten: Sie betreiben selbst Fotosynthese, beziehen aber Wasser und mineralische Nährstoffe aus den Leitungsbahnen ihrer Wirtspflanze.
Die Beziehung ist keine bewusste Entscheidung für „fair“ oder „unfair“. Natürliche Selektion wirkt auf Merkmale, die den Fortpflanzungserfolg beeinflussen. Dabei können auch Abwehr und Gegenanpassungen eine Rolle spielen.
Wirt, Überträger und Lebenszyklus unterscheiden
Manche Parasiten wechseln im Lebenszyklus zwischen Wirtsarten. Ein Endwirt ist der Wirt, in dem die geschlechtliche Fortpflanzung des Parasiten stattfindet beziehungsweise bei parasitischen Würmern das geschlechtsreife Stadium lebt. Ein Zwischenwirt beherbergt dafür erforderliche andere Entwicklungsstadien. Nicht jeder Parasit benötigt einen Zwischenwirt.
Ein Überträger – auch Vektor genannt – bringt einen Erreger von einem Organismus zum anderen. Ob er zugleich Wirt des übertragenen Organismus ist, hängt davon ab, ob dort eine entsprechende Entwicklung oder Vermehrung stattfindet. Die Begriffe bezeichnen unterschiedliche Rollen und können sich überschneiden.
Parasit und Räuber: ein wichtiger Grenzfall
Parasitoide entwickeln sich beispielsweise als Insektenlarven in oder an einem anderen Tier und töten dieses am Ende ihrer Entwicklung typischerweise. Das ist ein besonderer Fall, der sich vom einfachen Bild eines langfristig genutzten, weiterlebenden Wirts unterscheidet.
Beziehungs-Labor: Fälle selbst einordnen
Wähle einen Fall und begründe deine Zuordnung
Pflanze und Mykorrhizapilz
Ein Pilz liefert einer Pflanze mineralische Nährstoffe. Die Pflanze gibt organische Kohlenstoffverbindungen an den Pilz ab. Unter den betrachteten Bedingungen profitieren beide.
Welche Beziehung beschreibt dieser Fall?
Ordne den Fall zu. Die Vorzeichen beziehen sich jeweils auf die zuerst und die danach genannten Partner.
Wie lässt sich ein Vorteil nachweisen?
Die bloße Nähe zweier Arten beweist noch keinen Nutzen. Für einen Pflanzen-Pilz-Vergleich kann man beispielsweise Pflanzen derselben Art unter vergleichbaren Bedingungen mit und ohne einen bestimmten Pilz untersuchen. Messbar wären Biomassezuwachs, Nährstoffaufnahme oder die spätere Samenbildung.
Wichtig sind Wiederholungen und kontrollierte Bedingungen. Werden Böden zur Entfernung des Pilzes unterschiedlich behandelt, kann das zugleich Nährstoffgehalt und andere Mikroorganismen verändern. Dann darf ein Wachstumsunterschied nicht ohne Weiteres nur dem Pilz zugeschrieben werden. Auch ein Vorteil der Pflanze allein belegt noch keine +/+-Bilanz: Der Pilz muss ebenfalls betrachtet werden.
12 Aufgaben: verstehen, anwenden und begründen
Löse zuerst selbst. Ein Tipp hilft beim Einstieg; die Lösung zeigt die fachliche Begründung.
1 · Was bedeutet +/+ bei einer Beziehung?
Tipp anzeigen
Für jeden Partner einen Vorteil nennen.
Lösung anzeigen
Beide Partner profitieren gegenüber einer vergleichbaren Situation ohne diese Beziehung. Sie müssen nicht gleich stark profitieren, und die Beziehung kann für beide auch Kosten verursachen.
2 · Warum kann Symbiose in zwei Texten unterschiedlich definiert sein?
Tipp anzeigen
Engere und weitere Bedeutung.
Lösung anzeigen
Im engeren, hier verwendeten Sinn meint Symbiose enges Zusammenleben zum beiderseitigen Nutzen. Im weiteren Sinn umfasst sie enges, längerfristiges Zusammenleben verschiedener Arten und kann auch Parasitismus einschließen.
3 · Was liefert die Pflanze ihrem Mykorrhizapilz?
Tipp anzeigen
An Fotosyntheseprodukte denken.
Lösung anzeigen
Organische Kohlenstoffverbindungen, beispielsweise Zucker und je nach Mykorrhizatyp weitere Stoffe. Der Pilz nutzt sie als Energie- und Baustoffquelle.
4 · Wie kann der Pilz der Pflanze helfen?
Tipp anzeigen
Die feinen Hyphen im Boden betrachten.
Lösung anzeigen
Pilzhyphen erschließen Bodenbereiche und können mineralische Nährstoffe, insbesondere Phosphat, liefern. Je nach Bedingungen unterstützen sie auch die Wasserversorgung.
5 · Welcher Flechtenpartner betreibt Fotosynthese?
Tipp anzeigen
Pilz und Fotopartner trennen.
Lösung anzeigen
Die Grünalge beziehungsweise das Cyanobakterium. Der Pilz bildet kein Chlorophyll zur eigenen Fotosynthese und erhält organische Stoffe vom fotosynthetischen Partner.
6 · Ist eine nützliche Beziehung automatisch obligat?
Tipp anzeigen
Nutzen und Notwendigkeit sind verschiedene Fragen.
Lösung anzeigen
Nein. Fakultative Beziehungen können vorteilhaft sein, obwohl ein Partner unter geeigneten Bedingungen auch ohne sie lebt. Obligat bedeutet eine notwendige Abhängigkeit für den betrachteten Partner oder seine Lebensphase.
7 · Ordne Zecke und erwachsenen Darmbandwurm ein.
Tipp anzeigen
Außen oder innen?
Lösung anzeigen
Die Zecke ist ein Ektoparasit an der Körperoberfläche. Der erwachsene Bandwurm ist ein Endoparasit im Darm seines Wirts.
8 · Warum ist „Parasiten töten ihren Wirt nie“ falsch?
Tipp anzeigen
Langfristige Nutzung ist keine Garantie.
Lösung anzeigen
Viele Parasiten nutzen den Wirt länger, ohne ihn sofort zu töten. Parasiten können jedoch schwere Schäden verursachen, die auch tödlich enden. Ihre Einordnung hängt nicht von einer absoluten Überlebensgarantie des Wirts ab.
9 · Warum ist eine Mistel trotz Fotosynthese ein Parasit?
Tipp anzeigen
Selbst erzeugte und bezogene Stoffe unterscheiden.
Lösung anzeigen
Sie erzeugt selbst organische Stoffe durch Fotosynthese, bezieht aber Wasser und mineralische Nährstoffe aus der Wirtspflanze. Darum ist sie ein Halbparasit.
10 · Warum reicht +/− nicht zur Unterscheidung von Parasit und Räuber?
Tipp anzeigen
Die Nutzung des anderen Organismus beschreiben.
Lösung anzeigen
Beide Beziehungen haben diese Vorzeichen. Ein typischer Räuber tötet und frisst Beute. Ein Parasit nutzt einen lebenden Wirt zeitweise oder länger, ohne ihn zur Nahrungsaufnahme sofort töten zu müssen.
11 · Ein Vogel nistet im Baum. Ist das immer Kommensalismus?
Tipp anzeigen
Die Wirkung auf den Baum prüfen.
Lösung anzeigen
Nein. Es ist nur dann +/0, wenn der Baum unter den betrachteten Bedingungen keinen wesentlichen Vor- oder Nachteil hat. Die Einordnung folgt aus den Wirkungen, nicht allein aus der Nähe der Arten.
12 · Warum beweist stärkeres Pflanzenwachstum mit Pilz allein noch keine Symbiose?
Tipp anzeigen
Beide Partner und mögliche Versuchsfehler berücksichtigen.
Lösung anzeigen
Man muss auch einen Nutzen für den Pilz begründen. Außerdem könnten unkontrollierte Unterschiede, etwa Nährstoffveränderungen durch Bodenbehandlung, das Pflanzenwachstum erklären. Geeignete Kontrollen und Wiederholungen sind nötig.
Kurzer Begriffscheck
Welche Aussage unterscheidet eine enge Symbiose von Parasitismus?
Wähle eine Antwort.
Für den Unterricht
Einstieg: Für Mykorrhiza und Zecke jeweils beide Partner mit Nutzen und Kosten benennen.
Partnerarbeit: Im Beziehungs-Labor erst Vorzeichen begründen, dann die Beziehung auswählen.
Transfer: Warum kann sich die Einordnung ändern, wenn sich die Umweltbedingungen ändern?
Vertiefung: Eine Untersuchung planen, die den Vorteil für beide Partner prüft, und mögliche Störfaktoren benennen.
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