Luftfeuchtigkeit

Hm,

wenn ich den Standort eines Wüstenkaktusses mit dem immerfeuchten Naturstandort von Phalaenopsis vergleiche kann ich nicht erkennen, wozu diese Orchidee den CAM-Mechanismus benötigt (Transpiration in der Nacht um Wasser zu sparen? Die Wurzeln einzelner Phals. reichen bis ins Wasser der Überschwemmungsgebiete!)...

Und wie schon erläutert: bis heute konnte wissenschaftlich nicht geklärt werden, ob der CAM-Mechanismus genetisch festgelgt ist oder beide Photosynthesetypen in den unterschiedlichen Pflanzen schlummern und je nach Standort "aktiviert" werden.

So kann man leicht in beide Richtungen argumentieren - egal ob mit wissenschaftlichen Hintergrund oder einfach in einem Orchideenforum.

Zu wissenschaftlichen Dokumentationen: bei der Vermehrung von einheimischen Orchideen hat man sich jahrzehntelang auf angebliche wissenschaftliche Literatur verlassen - bis ein Amateur durch Fotos der einzelnen Entwicklungsstadien der "Keimlinge" nachgewiesen hat, dass diese wissenschaftlichen Abhandlung schlicht und ergreifend falsch waren. Jahrelang hat hier einer vom anderen abgeschrieben bzw. auf wissenschaftlichen Niveau falsch erläutert...

anderes Beispiel: an den Hochschulen wird immer noch gelehrt, dass Pflanzen nur Ionen als Nährstoffe aufnehmen können.
Schon lange ist nachgewiesen worden, dass auch organische Moleküle von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden können. Und wie kommen die chemischen Verbindung der Pestizide in die Pflanzen, die doch weitaus größer sind als Ionen? Jedenfalls nicht nur über das Blatt.

Auch nicht ganz neu: wer die Musik bezahlt darf bestimmen was gespielt wird...

Aber wir weichen hier ab vom Thema...

Man kann sicher nicht alle Phalaenopsis über einen Kamm scheren- wie Du schon sagst, die Gattung Doritis (nach Yukawa) hat saisonal stark trockene Perioden - hier ist ein CAM-Mechanismus eindeutig nützlich und ja auch als Anpassung vorhanden.
Andere Arten aus den Untergattungen Polychilos und Phalaenopsis wachsen dagegen in der Regel unter stets warmen und feuchten Bedingungen.
Allerdings wird auch angenommen, dass die Gattung Doritis (nach Yukawa) in der Stammesgeschichte als basale Gruppe den Ursprung der Gattung Phalaenopsis markiert und entsprechend stammesgeschichtliche Einschränkungen nicht ermöglichen könnten, dass die Arten unter den stets feuchten Bedingungen einfach den CAM-Mechanismus ablegen. Aber auch wenn man diese genetische Festlegung ablehnt und an eine standortabhängige Aktivierung des CAM-Mechanismus denkt, so scheint auch unter den feuchten Bedingungen der tropischen Regenwälder der CAM-Mechanismus nützlich sein, weil er dort bei Pflanzen beobachtet und nachgewiesen wurde.

Um jetzt zur Grundfrage zurückzukommen, wie ich sie verstanden habe: Warum sollen Phalaenopsis den CAM-Mechanismus aufweisen, wenn es in der stets hohen Luftfeuchtigkeit der Tropen doch eigentlich schwierig ist, Wasser über die Blätter zu verdunsten, und das doch insbesondere in der Nacht, wo die Luftfeuchtigkeit nochmal am allerhöchsten ist?

Ich denke, die CAM-Anpassung auch bei tropischen Phalaenopsis macht immer noch durchaus Sinn. Denn wenn man von dem immerfeuchten Standort im Regenwald schreibt, muss man hier bedenken, dass dort ein extremes Tageszeitenklima herrscht- auch wenn durchschnittlich sicher 80% rel. Luftfeuchtigkeit vorhanden sind, so kommt es doch aufgrund des relativ starkenen Temperaturanstiegs am Tage grade in den höher gelegenen helleren Baumregionen zwischenzeitlich zu einer recht niedrigen relativen Luftfeuchtigkeit von vielleicht 40%. Eben in diesem helleren Baumregionen wachsen auch viele Phalaenopsis-Arten, die davon betroffen sind, etwa meines Wissens Phalaenopsis gigantea, die als zusätzliche Anpassung ja auch deutlich dickere Blätter aufweist. Hier muss natürlich differenziert werden, andere tropischen Phalaenopsis-Arten wachsen eher unter schattigen Bedingungen und haben auch deutlich dünnere Laubblätter. Dennoch kann man insgesamt sagen, dass auch dort tagsüber viel niedrigere Luftfeuchtigkeitswerte auftreten können, die für das Wachstum der Epiphyten verhängnisvoll sein könnten, sollten diese zu dieser Zeit offene Spaltöffnungen aufweisen. Denn wie bereits angeführt, schwankt das Klima im Regenwald vor allem tageszeitlich, aber (in zwar geringerer Weise) auch über das ganze Jahr durch die verschiedenen Regenzeiten (so kann durch eine Reduzierung der Regentage zwischenzeitlich - meist im Sommer- auch recht trockenes Klima herrschen). Diese Faktoren machen vor allem den Epiphyten das Leben schwer, da gerade in höheren Lagen der Baumkronen die Klimaänderungen (insbesondere etwa die Luftfeuchtigkeit) schneller und extremer zu spüren sind - und gerade deshalb stellt das Vorhandensein des CAM-Stoffwechsels eine zusätzliche Sicherheit für diese Pflanzen dar, nicht zuletzt gelten ja viele Orchideen als Überlebenskünstler, eben weil es auch im Regenwald zu extremen Situationen für die Pflanzen kommen kann.

Ich hoffe, Du verstehst was ich meine. Ich komme Dir hier gerne entgegen und kann verstehen, wenn etwa in der Regenzeit auch tagsüber eine so hohe Luftfeuchtigkeit vorhanden ist, dass ein Schließen der Spaltöffnungen tagsüber für Phalaenopsis dann nicht vorteilhaft ist und entsprechend der CAM-Mechanismus zu diesen Zeiten deaktiviert werden könnte.

Uwe schrieb:Zu wissenschaftlichen Dokumentationen: bei der Vermehrung von einheimischen Orchideen hat man sich jahrzehntelang auf angebliche wissenschaftliche Literatur verlassen - bis ein Amateur durch Fotos der einzelnen Entwicklungsstadien der "Keimlinge" nachgewiesen hat, dass diese wissenschaftlichen Abhandlung schlicht und ergreifend falsch waren. Jahrelang hat hier einer vom anderen abgeschrieben bzw. auf wissenschaftlichen Niveau falsch erläutert...

anderes Beispiel: an den Hochschulen wird immer noch gelehrt, dass Pflanzen nur Ionen als Nährstoffe aufnehmen können.
Schon lange ist nachgewiesen worden, dass auch organische Moleküle von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden können. Und wie kommen die chemischen Verbindung der Pestizide in die Pflanzen, die doch weitaus größer sind als Ionen? Jedenfalls nicht nur über das Blatt.

Auch nicht ganz neu: wer die Musik bezahlt darf bestimmen was gespielt wird...

Deinen Einwand kann ich grundsätzlich nachvollziehen, er bringt uns aber nicht weiter und kann an jeder Stelle als Totschlagargument dienen, das halte nicht für hilfreich.
Natürlich gibt es Fehler in der Wissenschaft, aber hier gibt es Standards und Überprüfungen, Fehler werden ausgebessert. Schulbücher werden Jahr für Jahr überarbeitet.
Ich persönlich habe dagegen vielmehr das Gefühl, das eben vor allem im Amateurbereich ziemlich hanebüchene Dinge berichtet und als Tatsachen dargestellt werden, auf die hartnäckig beharrt wird, ohne andere Sichtweisen zuzulassen. Damit meine ich absolut nicht dieses Forum oder diese Situation hier! Denn wir haben hier ja einen Diskurs und lassen uns aufeinander ein - ich meine Situationen im Amateurbereich, wenn von bestimmten starrsinnigen Dogmen auf keinen Fall abgewichen werden kann - vielleicht hast Du auch schon derartige Erfahrungen gemacht.

Yup - jetzt nähern wie uns an.

Offensichtlich gibt es keine eindeutige wissenschafliche Beschreibung was CAM eigentlich ist.

Ich habe das bisher so verstanden, dass das eine Anpassung bestimmter Pflanzen an sehr trockene und heiße Standorte ist. Die klassischen Pflanzen sind Kakteen, Sukkulente und wenige Orchideen die an diesen extremen Standorten wachsen.

So habe ich z.B. Tolumnia guinense in der Dom. Rep. bei über 40°C in praller Sonne auf Kakteen und kleinem Buschwerk wachsen sehen. Wie diese Pflänzchen überleben konnten war mir ein Rätsel. Nur der Frühaufsteher konnte einen leichten Feuchtigkeitsbeschlag auf allen Pflanzen feststellen. Kurz nach Sonnenaufgang (ca. 6 Uhr) war dieser leichte Beschlag wieder getrocknet. Das wären für mich klassische CAM-Pflanzen.

Nur wenige Kilometer davon entfernt wächst Tolumnia calochilum - hier gibt es aber keine Kakteen mehr. Die Orchideen wachsen hier auch wieder in praller Sonne - allerdings ist das Meer nicht ganz weit entfernt. Interessanter Weise wuchs diese Orchidee nur dort, wo unter den Bäumen Gras wuchs... - auch hier wegen der extremen Temperatur und Trockenheit eine CAM-Pflanze. Sämlinge oder JP habe ich trotz stundenlanger Suche nicht gefunden - wie vermehrt sich diese Pflanze bloß?

Ganz anders wachsen aber die "anderen" Orchideenart, die ich eben nicht als klassische CAM-Pflanzen ansehe:

das Samenkorn dieser Orchideen wird nur dort keimen, wo wochenlang eine Grundfeuchtigkeit zu finden. Auch die weitere Entwicklung des kleinen Sämlings wird ohne Feuchtigkeit nicht funktionieren. Untersuchung am Standort von einigen Epiphyten haben ergeben, das junge Pflanzen von Orchideen überwiegend an der unteren Seite der Äste zu finden sind - dort herrscht die größte Feuchtigkeit. Zudem sind diese Pflänzchen überwiegend dort zu finden, wo es auch Moos gibt - und Moos wächst auch nur dort wo eine gewisse Feuchtigkeit herrscht. Die junge Pflanze wächst jetzt dem Licht zu und ist dann auf den Ästen oder am Stamm zu finden. Gibt es in einem Jahr nicht genügend Niederschlag werden diese jungen Pflanzen einfach sterben...

Erfahrungen aus dem Urwald haben gezeigt, dass wenn zu viele Bäume aus der Umgebung von Epiphyten-Bäumen gefällt werden und die Grundfeuchtigkeit nicht mehr stimmt, diese Pflanzen in kurzer Zeit eingehen.

Dass ist ein weiterer Indiz für mich, dass diese Orchideen keine CAM-Pflanzen sein können - sonst könnten sie sich auf die neue Lebenssituation anpassen.

Ich hoffe, dass die Wissenschaft ihre "Forschungen" auch mal vorort betreiben und nicht von grünen Tisch philosophieren, dass die meisten Orchideen doch CAM-Pflanzen sind...

Jetzt gehen mir die Argumente zum Thema CAM aus, außer (nicht ganz ernst gemeint):

warum wissen eigentlich nicht die jährlich alleine in Deutschland geschrotteten 12 Millionen Orchideen, dass sie sich als CAM-Pflanzen eigentlich an den jeweiligen Kulturraum besser anpassen müßten...



Abschließend möchte ich noch eine weitere Mähr ausräumen: Epiphyten sind keine Schmarotzer und daher schädigen sie ihren Wirtsbaum auch nicht - falsch !!!

Orchideen sind keine Schmarotzer und trozdem können sie den Wirtsbaum schädigen.

In der Dom. Rep. haben wir vor vielen Jahren eine Orangenplantage in den Bergen besucht. Mich traf fast der Schlag als ich mit ansehen musste, wie Farmarbeiter die Orchideen wie Ionopsis und Tolumia variegata von den Apfelsinenbäumen absuchten und achtlos auf die Erde warfen - hunderte von herrlichen Orchideen, die unweigerlich dem Tode geweiht waren.
Mit Händen und Füße versuchte ich mich verständlich zu machen, dass die Pflanzen für die Obstbäume unschädlich sind - eben weil es keine Schmarotzer sind...

Ein Arbeiter packte mich wortlos an die Hand und führte mich zu einem Apfelsinenbaum: die rechte Hälfte des Baum war voller Orchideen und Tillandsien, es war aber keine Apfelsine oder Blüte zu finden.

Auf der linken Seite des Baumes gab es keine Epiphyten mehr - dafür aber Unmengen an Blüten und Früchten.

Hätte ich das nicht mit eigenen Augen gesehen, würde ich das nicht glauben. Die Beweisfotos habe ich leider leichtsinnig aus der Hand gegeben - sie sind verschwunden....

Zur Beschreibung des CAM-Mechanismus gibt es bei Wikipedia z.B. gutes Überblickswissen.

Es gibt einige Mechanismen für die Anpassung an sehr trockene und heiße Standorte. Ein wesentliches Problem ist dort immer die CO2-Fixierung zum Betreiben der Fotosynthese. Denn um CO2 aufzunehmen, müssen die Pflanzen ihre Stomata öffnen - hier gibt es in trockenen Regionen jedoch das Problem, dass die Pflanze aufgrund der geringen Luftfeuchtigkeit zu viel Feuchtigkeit über die Öffnung ihrer Stomata verlieren. Deshalb gibt es z.B. C4-Pflanzen, bei denen die (Vor-)fixierung des CO2 räumlich getrennt ist.

Bei CAM-Pflanzen ist sie zeitlich getrennt.
Entdeckt wurde dieser Mechanismus durch den Engländer B. Heyne, der am Morgen und am Abend am gleichen Tag ein paar Blätter des Brutblattes Kalanchoe pinnata zerbiss. Dabei fiel ihm auf, dass sie abends weniger sauer schmeckten als morgens. Aufgrund dieser Feststellung fanden in der Folgezeit eine Vielzahl von Untersuchungen an dieser und anderen sukkulenten Pflanzen. Diese Pflanzen besiedeln Lebensräume, für die Wassermangel, starke Sonneneinstrahlung und hohe Tagestemperaturen typisch sind. Ähnliche Lebensräume besiedeln auch viele Orchideen dauerhaft, wie z.B. die von Dir angeführte Tolumnia guinense. Wie gesagt, auch tropische Phalaenopsis sind CAM-Pflanzen, auch wenn die Bedingungen da zwar dauerhaft durchschnittlich gesehen feucht sind, aber temporär auch Wassermangel und geringe Luftfeuchtigkeit v.a. am Tage bei den sehr hohen Temperaturen auftreten.
Wegen der Gefahr übermäßigen Wasserverlustes durch Transpiration halten diese Pflanzen ihre Spaltöffnungen tagsüber geschlossen, in der Nacht dagegen sind die Spaltöffnungen weit geöffnet, und es kann viel CO2 aufgenommen werden. Diese nächtliche Aufnahme von Kohlenstoffdioxid ist eine Anpassung an die trockenen Bedingungen am Standort. Denn CAM-Pflanzen sind fähig, nachts - ohne Licht - Kohlenstoffdioxid an Phosphoenolpyruvat (PEP) zu binden und dann in Äpfelsäure zu überführen. Die Äpfelsäure sammelt sich also nachts und wird im Zellsaft der Vakuolen gespeichert. Aufgrund des ansteigenden Säuregehalts im Zellsaft sinkt der pH-Wert und ist dann frühmorgens am niedrigsten (was die Feststellung des Engländers erklärt). Am Tage wird das Licht genutzt, um Fotosynthese zu betreiben. Das vorher in der Äpfelsäure gespeicherte CO2 wird jetzt wieder decarboxyliert und kann im Calvin-Zyklus zur Herstellung von Glukose genutzt werden. Abends ist dann die Äpfelsäure aufgebraucht und der pH-Wert logischerweise am höchsten.

Jetzt nennst Du die Entwicklung der Keimlinge. Hier gibt es interessante Untersuchungen. Es wurde u.A. bei der Beobachtung der Entwicklung von Phalaenopsis aphrodite - Samen zur adulten Pflanze festgestellt, dass die Protokorme erst bei der Entwicklung des ersten Blattes die typischen CAM-Eigenschaften aufweisen.


Ja, Epiphyten sind zwar nicht direkt parasitär, aber dennoch eher lästig für die Trägerpflanzen. Manche Trägerbäume wehren sich auch dagegen, Stichwort Ameisenpflanze.

*Felix* schrieb:
Jetzt nennst Du die Entwicklung der Keimlinge. Hier gibt es interessante Untersuchungen. Es wurde u.A. bei der Beobachtung der Entwicklung von Phalaenopsis aphrodite - Samen zur adulten Pflanze festgestellt, dass die Protokorme erst bei der Entwicklung des ersten Blattes die typischen CAM-Eigenschaften aufweisen.

genau das meine ich: man nimmt sich eine Laborpflanze, trifft Festlegungen (hier CAM - wie auch immer man das an einem wenige mm großen Blatt in einem Reagenzglas nachweisen kann) - ohne diese jemals mit den Bedingungen am Naturstandort abzugleichen...

Das sind für mich eben keine wissenschaftlichen Ergebnisse, sondern Halbwahrheiten für Kulturpflanzen