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BeitragVerfasst: Di 15. Mär 2011, 13:05 
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Tafel 05

Die Humufizierung von Fein- und Groberosion durch Lithobionten

Etwas fortgeschrittene Humufizierung der Fein- und Groberosion durch Lithobionten

Bild
2048×1462

Die Humufizierung der Fein- und Groberosion durch Lithobionten

Dazu ein Foto von einer Bergwand in den Alpen mit dem unten aufgestauten Schuttkegel.

Bild

Platzhalter, nach dem Originalfoto wird noch gesucht ..

Die Botaniker des vorigen Jahrhunderts beschäftigen sich sehr viel mit den "Schuttstauern", nämlich jenen Alpenpflanzen, die im Endkar hoher Berge wachsen. Sie waren sehr erstaunt, daß ein kleines Pflänzchen, das kaum 10 cm hoch wurde, also etwa ein winziger blühender Steinbrech, Wurzeln entwicklelte, die maimal bis zu 2 m Länge erreichten. Sie zogen daraus den richtigen Schluß, daß die Alpenflora von enormer Wichtigkeit zur Verfestigung des rollenden Erosionsmaterials sei, das nur durch diese unzähligen Feinwurzeln einen gewissen Halt gewinnt. Man berechnete, daß ohne die Schuttstauer die gesamte Erosion um vieles schneller und heftiger verlaufen würde. Aber in den weitgespannten Wurzelnetzen fing sich der rieselnde Schutt, und nur ein Teil glitt nach unten an den Fuß der Wand. Dort lag er grau, feinkörnig, höchstens unterbrochen von größeren Felsbrocken. Wenn man solche "Schuttreissen" längere Zeit beobachtete, so mußte man feststellen, daß sie, trotz der Schmelzwässer des Frühlings, kaum abnahmen. Für den Alpinisten ist eine Durchquerung von ihnen das Unangenehmste, das sich denken läßt. Man hat keinen Halt, sondern sinkt bei jedem Schritt in die lockere Masse ein, die gleichmäßig weißlichgrau, ohne eine Spur von Bewuchs sich hoch nach oben ausdehnt und einen Steilkegel bildet, der zunächst völlig hoffnuhngslos aussieht.

Das Mikroskop freilich zeigt ein ganz anderes Bild. Der graue Wettersteinkalk zerfällt zu mehr oder minder kristallinen Ecken und Kanten, die durch Adhäsion noch immer aneinander haften. Auf ihnen, zwischen ihnen jedoch gibt es ein Mikroleben, sehr verschieden grün, mit vielen winzigen Kolonien, mit denen die autochtone Mikroflora das Kalkgerinsel bewohnt. Sie werden von großen, beschalten Amöben mit Hilfe ihrer Pseudopodien aufgenommen und nur sehr wenige spezialisieren sich auf eine besondere Art als Nahrung. Sie verschlucken alles was ihnen unterkommt, Mineralsplitter, leere Diatomeenschalen, Eier, Sporen, Bakterienkolonien, Hefen, Algenkeime, organische Reste von Tieren und Pflanzen. In ihren beweglichen Vakuolen, die wie ein ausgezeichneter "wandernder" Magen funktionieren, verdauen sie lebendes und Totes als Nahrungspaket. Zum Schluß öffnet sich an einem beliebigen Punkt die Außenmembran, und die unverdaulichen Überbleibsel werden hinausbefördert. Beschalte Amöben, aber nicht alle diese Rhizopoden, schaffen auch manchmal durch die Mundöffnung derartiges wieder ins Freie.

Über Urkugeln und Bakterienhaufen hinweg spinnen sich schon lange Grünalgen. Smaragdene Ulothrix zonata fehlt selten, denn sie ist ausgesprochen robust und beinahe überall zu finden. Mit einer dicken Oscillatora zusammen kriecht gerne eine Microspora amoena, die sowohl kiesel- wie kalhold ist, frei aushängend aus Spalten. Die Schraubenalge, Spirogyra sp., erscheint nur dort, wo es viel Wasser und schon gelöste Infusionen gibt. Auch die Gongrasira bedarf eines ständig feuchten Mediums. Wo sich in einer kleinen Grube das Naß ansammelt und erhält, taucht von irgendwo her gerne eine der kettenbildenden Fadenalgen auf. Da wirbelt dann meist auch ein sonderbar einseitig geschwänzter Phascus pleuronectes prachtvoll hellgrün und rotäugig, der zu den höheren Stufen der Lithobionten gehört. Als Flagellat assimiliert er und nimmt sonst nur angereicherte Spalteninfusionen auf. Aber in seiner Gesellschaft sieht man auch das erste Wimperntierchen, gesäumt mit schlagenden Cilien, die ihm fangbereit um den Mundsaum stehen - ein Strombidinopsis mit großem, weißen Zellkern. Er ist zwar streng ologosaprob, da er niemals an verschmutzten Orten gefunden wird. Dennoch lagert er in seine Außenhaut einen Teil der gejagten einzelligen Algen oder Chlorellen ein, die ihn mit Sauerstoff versorgen. Er ist ein ausgesprochener Vegetarier, der mit flohartigen Sprüngen in großen Tropfen hin- und herschießt, manchmal stillsteht und plötzlich verschwunden ist.

Man sieht, diese Biozönose ist bereits ganz anders zusammengestellt. Zwar überwiegen auch in ihr noch die Mikropflanzen, aber stets gibt es eine einigermaßen lithobiontische Nematode, einen zarten Dorylaimus, schon kriechen an den Algenfäden entlang die schlanken, nackten Amöben des Limax-Typs, schon sieht man Algenschwärmer, Rotten von Cercidium und flinke Bodo sp., alle grün, alle begeißelt. Auf und ab schwingt die dicke Oscillatoria princeps, die lange Nitzschia linearis gleitet mit noch kaum sichtbaren Chromatophoren dahin. Mit dünnen, weißen Hyphen spinnen sich als einzige Pilze Gewirre von Actinomyces zwischen halbgelockten Kalkkristallen.

Man begreift: hier hat die Erosion bereits mechanisch vorgearbeitet. Bis tief hinunter hat das unsichtbare Leben Raum und eine ihm zusagende Umwelt. Wenn man sehr vorsichtig das graue Geriesel mit den Fingerspitzen prüft, so bemerkt man, daß alle diese Körnchen lose zusammenhängen. Dazwischen haften Wassertropfen, klar und durchsichtig, noch vom Tau des Morgens oder vom letzten Regen. Während sie sich besiedeln, wird immer ein Teil davon in Mikroben und ihren Kolloiddecken gespeichert. Aber auch das Sonnenlicht fängt sich in unzähligen Chlorophyllzellen. Mineralische Substanz wird in organische Substanz umgesetzt. Auf der uralten Entwicklungslinie bildet sich da und dort Detritus, man entdeckt ihn in einzelnen dunklen Körnchen. Würde man den Zuwachs an Leben auf das Beispiel einer Viehherde übertragen, so flöge Geburt, Tod und die Masssenzunahme von Schafen und Rindern mit der Unaufhaltsamkeit eines Filmes vorbei.

Aber für das menschliche Auge liegt da nur Jahr um Jahr der stumpfgraue Schuttkegel, auf dem dann irgenwann einmal sich Moose ausbreiten, magere Gräser sprießen, kurze Büsche von Alpenerlen oder Alpenweiden sich in staunenswertem Gleichgewicht erhalten. Doch mit dem weitversponnenen Wurzelnetz vergesellschaften sich die Biozönosen der Lithobionten, die immer mehr erdige Materie schaffen. Immer wieder wird alles von neuem Schutt überrieselt. Aber immer wieder verfestigt sich das rollende Gekoller durch die Lithobionten. Es ist ein langer Weg und eine lange Zeit von einer Schuttreiße zu einer Bergalm - aber nie ist eine Bergwiese auf andere Weise entstanden. Es gibt keinen anderen Weg als den des Lebens. Unter natürlichen Verhältnissen ist Erosion kein Unheil, sondern die notwendige Reserve von Baumaterial für den Humus.

Das ist eine Neue und sehr wichtige Einsicht. Nach ihr muß man sich richten, wenn man die Erosion bekämpft. Man muß das Naturgesetz unterstützen, aber weder mißverstehen noch es auf eine technische Weise ausschalten wollen.

Denn es gibt keine menschlcihe Organisation und kein menschlcihes Werkzeug, durch welche wir mit den Lithobionten in Konkurrenz treten könnten.

Tafel 5

Fein- und Groberosion bilden hohe Schuttkegel am Fuß der Berge

Ihre Besiedlung ist rein lithobiontisch.


Die mineralische Erdoberfläche stellt durchschnittlich 90% des Bodens. Sie enthält alle mineralischen Nährsalze, die von den Lithobionten kontinuierlich, aber nur in seltenenen Ausnahmefällen als Depot freigemacht und in Infusionen umgewandelt werden. Alle Lithobiontern sind salzhold und ertragen Versalzungen noch über 10%. Bakterien spielen bei dem ganzen Prozeß keine wichtige Rolle, nur Silikatbakterien sind stets vorhanden. Bildung gemeinsamer Kolloiddecken ist allgemein üblich, daher auch Zoogloeenbildung. Die spätere Kapillarstruktur in den entstehenden Böden wird bereits in der Lithobiontenphase angelegt.

Wichtige Lithobionten, die übrigens sämtlich über die ganze Erde verbreitete Ubiquisten sind.

Sehr vielförmig und anpassungsfähig in Hinsicht von Lebensgemeinschaften ist die autochtobne Mikroflora, großenteils identisch mit dem France'schen "Nannedaphon", aber ebensowenig wie dieses durchbestimmt. Man kennt nur seine Neigung zu zyklischen und abgewandelten Formen.


Blau- und Grünalgen stellen dabei die mehrschichtigen Biologisierungszonen.

Nostoc frei lebend in Einzelzellen
Nostoc punktiforme
Chroocaccum sp.
Oscillatorien in vielen Lokalformen
Oscillatorium princeps
Micromonospora sp.

Echte Grünalgen:
Chlorella sp.
Microspora amoena
Kirchneriella lunaris
Gongrosira debaryana
Cercidium elongatum
Ulothrix zonata und andere Formen

Von Kieselalgen häufig Melosira granulata
Nitzschia linearis
Fragilaria construens

Von Amöben häufig Vahlkampfia limax
Difflugia tuberculata


Von Flagellaten charakteristisch Phacus pleuronectes
Verschiedene Formen von Bodo, Euglena etc.
Scenedesmus quadricauda und andere Spezialformen
Bei fortgeschrittener Humifizierung und hoher Feutigkeit oft Spyrogyra sp.
als erste Nematode meist Dorylaimus sp.
als erster Ciliat Strombidinopsis gyrans

Nie unter pH 7


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BeitragVerfasst: Mo 28. Mär 2016, 19:07 
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Endolithic Microbial Communities in Dolomite 2010

https://www.academia.edu/5822358/Endolithic_Microbial_Communities_in_Dolomite

Endolithic microorganisms – or shorter "endoliths" – are organisms that live inside of
rocks. They are found in a wide range of rock environments: from their surface to
kilometers beneath the subsurface and also in subaqueous rock systems. Many of these
organisms are extremophiles, living in places previously thought to be inhospitable to life.
They are of particular interest to astrobiologists, who theorize that endolithic environments
on Mars and other planets constitute potential refugia for extraterrestrial microbial
communities. (Adapted from Wikipedia).


Summary

Subsurface microbiology has been a rapidly growing field within microbial ecology in the
past decades, covering interest in places such as nuclear waste disposal sites and the
surface of Mars. This study focuses on a community of endolithic microorganisms
predominated by phototrophs forming a distinct grayish-green band a few millimeters
below the surface of bare dolomitic rocks in the Piora Valley in the Swiss Alps.
Using in situ reflectance spectroscopy, chlorophyll a (Chl a), phycobilins,
carotenoids, and an unknown type of bacteriochlorophyll-like pigment absorbing in vivo
between about 712 and 720 nm were detected. High-pressure liquid chromatography
analyses of pigments extracted with organic solvents confirmed the presence of two types
of bacteriochlorophylls besides chlorophylls and various carotenoids. Spherical organisms
of varying sizes and small filaments were observed in situ with scanning electron
microscopy and confocal laser scanning microscopy (one- and two-photon technique). The
latter allowed the visualization of the distribution of phototrophic microorganisms by the
autofluorescence of their pigments within the rock. Application of fluorescence-labeled
lectins demonstrated that most cyanobacteria were embedded in an exopolymeric matrix.
Based on small subunit ribosomal RNA gene sequences, a diverse community driven by
photosynthesis has been found. Cyanobacteria (57 clones), especially the genus
Leptolyngbya, build the functional basis for this endolithic community which contains a
wide spectrum of so far not characterized species of chemotrophic Bacteria (64 clones)
with mainly Actinobacteria, Alpha-Proteobacteria, Bacteroidetes, and Acidobacteria, as
well as a cluster within the Chloroflexaceae. Furthermore, a cluster within the
Crenarchaeotes (40 clones) has been detected. Although the eukaryotic diversity was
outside the scope of the study, an amoeba (39 clones) and several green algae (51
clones) have been observed. We conclude that the bacterial diversity in the investigated
dolomite in the Piora Valley is considerable and that Archaea are present in this endolithic
habitat as well.


Zusammenfassung

Die "Mikrobiologie unter der Oberfläche" hat innerhalb der mikrobiellen Ökologie in den
letzten Jahrzehnten immer mehr an Bedeutung gewonnen. Sie befasst sich mit Bereichen
von der unterirdischen Abfallentsorgung bis hin zur Suche nach Leben auf anderen
Planeten. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Untersuchung einer
endolithischen Mikroorganismengemeinschaft, die überwiegend aus phototrophen
Organismen besteht, ein ausgeprägtes grau-grünliches Band bildet und sich wenige
Millimeter unter der Oberfläche von nackten, exponierten Dolomitfelsen im Piora-Tal in
den Schweizer Alpen befindet. Mit Hilfe von in situ Reflexionsspektroskopie wurden
Chlorophyll a (Chl a), Phykobiline, Karotinoide und eine unbekannte Art eines
bakteriochlorophyll-ähnlichen Pigments, das in vivo bei etwa 712 bis 720 nm absorbiert,
detektiert. Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) von mit organischen
Lösungsmitteln extrahierten Pigmenten bestätigte das Vorhandensein von zwei Typen von
Bakteriochlorophyllen neben Chlorophyllen und verschiedenen Karotinoiden. Kugelartige
Organismen von verschiedener Grösse und kleine Filamente wurden in situ unter
Anwendung von Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und konfokaler Laser-
Rastermikroskopie (Ein- und Zwei-Photonen-Technik) (CLSM) beobachtet. Aufgrund der
Autofluoreszenz ihrer Pigmente ermöglichte die konfokale Laser-Rastermikroskopie die
Sichtbarmachung der Verteilung von phototrophen Mikroorganismen innerhalb des
Gesteins. Die Anwendung von fluoreszenz-markierten Lektinen zeigte, dass die meisten
Cyanobakterien in einer Matrix von exopolymeren Substanzen eingebettet sind. Basierend
auf Sequenzen des Gens der ribosomalen Ribonukleinsäure der kleinen Ribosom-
Untereinheit wurde eine vielfältige Gemeinschaft gefunden, die ihre primäre Energie zum
Leben aus der Photosynthese gewinnt. Cyanobakterien (57 Klone), speziell die Gattung
Leptolyngbya, bilden die funktionelle Basis für diese endolithische Gemeinschaft, die ein
breites Spektrum an bisher nicht charakterisierten Arten von chemotrophen Bakterien (64
Klone) mit hauptsächlich Aktinobakterien, Alphaproteobakterien, Bakteroideten und
Azidobakterien, sowie auch eine Gruppe innerhalb der Chloroflexazeen umfasst. Zudem
wurde auch eine Gruppe innerhalb der Crenarchäen (40 Klone) nachgewiesen. Obwohl
die eukaryotische Diversität nicht zum Untersuchungsgegenstand gehörte, wurden auch
eine Amöbe (39 Klone) und mehrere Grünalgen (51 Klone) erfasst. Zusammenfassend
lässt sich schlussfolgern, dass die bakterielle Diversität im untersuchten Dolomitfelsen im
Piora-Tal beträchtlich ist und in diesem endolithischen Habitat auch Archäen
(Archebakterien) vorkommen.


Ja, wer hats schon untersucht ? - Na, die Francé & Herr Falger - vor 100 Jahren: die Lithobionten.

Klar, hier endolithic = IM Stein, und dann gibts noch AUF dem Stein, zusammen eben die Lithobionten.

Eine schöne empirische Arbeit, die die volle Breitseite der heutigen wissenschaftlichen Methoden auf den Untersuchungsgegenstand losläßt.

Und was fehlt ? Die direkte lichtmikroskopische Darstellung der Mikroorganismen.
Da werden lieber der "Mikroorganisten" aus dem vorigen Jahrhundert mit ihren Bildern und Zeichnungen zitiert.

Aber die makroskopischen Aufnahmen der grünen Felseninnereien sind super.

Und was findet der gute Mann?
Was die Francé auch gefunden haben, im Prinzip die gleichen Mikroorganismen.

Und welche Schlüsse zieht er?
Keine, die nicht über die unmittelbaren Resultate seiner gefundenen empirischen Fakten hinausgeht.

Zum Glück haben wir die Francé und Herrn Falger, die die Bedeutung und Konsequenzen der Fakten für unsere Lebensgrundlagen interpretiert haben.



Das Video würde die Annie erfreuen:

Tiny Extremophiles Living in Rocks!



Endolithen - eine Form von Lithobnionten.

Was in dem Video nicht gesagt wird:
Der Mineralabbau hat auch eine Umwandlung in NEUEN Humus zur Folge!


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