Benenne und begründe die ökologische Beziehung zwischen Pilz und Alge in einer Flechte (M 1).

Beschreibe das Prinzip der Tracer-Methode.

Erkläre, wie man mit dieser Methode die Versorgung des Flechten-Pilzes mit organischen Stoffen durch die Flechten-Alge nachweisen kann (M 1).

Fasse die in Abbildung 2 dargestellten Untersuchungsergebnisse zusammen und erkläre diese (M 1, M 2).

Werte die Ergebnisse der Langzeitstudie aus (M 3).

Beurteile die Eignung der beiden Organismen zur Ermittlung der Schadstoffbelastung in Gebieten mit hoher und mit sehr niedriger Belastung (M 3).

Leite aus der in Material 3 dargestellten Durchführung der Langzeitstudie eine methodische Erweiterung ab, um die Aussagekraft der Untersuchungsergebnisse zu erhöhen (M 3).

Benennen:

Pilz und Alge bilden eine Symbiose.

Begründen:

• Pilz:

  • produziert Flechtenstoffe, die UV-Schutz sowie Schutz vor Bakterien und Pilzen bieten

  • ermöglicht die Versorgung mit Wasser und CO₂

→ Vorteil für Alge

• Alge:

  • betreibt Fotosynthese und stellt dadurch Assimilate bereit

→ Vorteil für Pilz

Beschreiben:

• Die Tracer-Methode ist ein Verfahren, mit dem u. a. biochemische Reaktionsfolgen aufgeklärt werden können. Bei diesem Prozess werden Stoffe beispielsweise über radioaktive Isotope markiert, so dass die Wege der markierten Stoffe sowie deren Umwandlung in weitere Stoffwechselprodukte verfolgt werden können.

Erklären:

• Markierung des Kohlenstoffatoms im Kohlenstoffdioxid, das der Flechte zur Verfügung gestellt wird

• Nachweis der markierten Kohlenstoffatome in den durch Fotosynthese gebildeten Assimilaten der Alge

• Überprüfen, ob sich Assimilate mit markierten Kohlenstoffatomen im Flechtenpilz nachweisen lassen

• Da der Flechtenpilz selbst keine Assimilate bildet, muss er diese von der Flechtenalge erhalten haben.

Zusammenfassen:

• Tag 1: tagsüber bei moderatem Wassergehalt (ca. 600 %) positive und relativ hohe Nettofotosyntheserate

• Nachts negative Nettofotosyntheserate, relativ unabhängig vom Wassergehalt

• Tag 2: tagsüber bei hohem Wassergehalt kaum positive Nettofotosyntheserate

Erklären:

• Nachts Licht als limitierender Faktor → keine Fotosynthese möglich → negative Nettofotosyntheserate

• Bei ausreichendem, aber nicht zu hohem Wassergehalt ist die CO₂-Diffusion gut möglich → CO₂- und Wasserversorgung sind gesichert → Flechte betreibt bei Vorhandensein von Licht Fotosynthese → positive Nettofotosyntheserate, erkennbar an Tag 1

• Bei hohem Wassergehalt erschwerte Diffusion von CO₂ → CO₂-Versorgung für Fotosynthese nicht mehr gewährleistet → trotz Vorhandensein von Licht kaum positive Nettofotosyntheserate, erkennbar an Tag 2

Auswerten:

• Untersuchte Metall-Ionen lassen sich sowohl in der Flechte als auch in der Graskultur an beiden Standorten nachweisen

• Bei beiden Organismen höhere Konzentration an Metall-Ionen in den Kulturen an der Station Nord im Vergleich zur Station Süd

• In Flechten deutlich stärkere Anreicherung der Metall-Ionen als in Süßgräsern

• Vorherrschender Südwind → höhere Anreicherung der Metall-Ionen am nördlichen Standort → Ursache der Akkumulation müssen Kfz-bedingte Schadstoffe sein

Beurteilen:

• Standorte mit hoher Belastung: getestete Schadstoffe sind in beiden Organismen nachweisbar, ebenso relative Unterschiede der Schadstoffbelastung → beide Organismen geeignet

• Standorte mit sehr niedriger Belastung: Flechte reichert deutlich mehr Schadstoffe an als das Süßgras → bessere Eignung der Flechte

Ableiten:

• Die Aussagekraft dieser Langzeitstudie ist begrenzt, da u. a. nur zwei Messstellen in einem lokal sehr begrenzten Gebiet für die Untersuchung genutzt wurden. → Erweiterung um z. B. weitere Messstellen auch in Gebieten mit sehr niedriger Schadstoffbelastung