Chemische Stoffe der Venusfliegenfalle

[Lukas Volkmer]

Hallo

Da ich mit Chemie keine ahnung habe und auch schon ein bischen im Internet geguckt habe aber nichts gefunden habe wollte ich nun mal fragen:welche chemische Stoffe stöß die Venusfliegenfalle aus wenn sie ein Insekt gefangen hat und verdauen will?

danke

[Trax]

Hallo,

das dürfte ein ordentlicher Cocktail verschiedenster Stoffe sein. Für die Verdauung am wichtigsten sind viele verschiedene Enzyme (Proteine), durch welche die Beute zersetzt wird. Proteasen (Proteine die andere Proteine spalten können) werden dabei wohl die wichtigste Rolle spielen. Um die Enzyme und die Nährstoffe der Beute zu lösen brauchst du dann natürlich noch Wasser. Um dann noch den optimalen pH-Wert für die Verdauung zu errechen dürften im Verdauungssaft noch organische und anorganische Salze enthalten sein. Ich habe mal gelesen, daß die Venusfliegenfalle z.T. ihre Beute erkennen kann und so gegebenenfalls die Zusammensetzung der Verdauungsflüssigkeit ändern kann.

Wirklich genaue Angaben wird es schwerlich geben, da man den Verdauungssaft (ohne Beute bestandteile) in die verschiedenen Stoffe trennen müsste und diese dann erst bestimmen kann. Bei Proteinen ist es außerdem verdammt schwer und arbeitsintensiv sie von einander zu trennen. Für die genaue chemische Bestimmung müsstest Du dann vom gereinigten Protein entweder mehrdimensionale NMR-Spektren aufnehmen oder das Protein kristallisieren für Röntgenstrukturaufklärung.

Ich denke für den chemischen Laien dürften die fetten Worte als Antwort genügen.

Gruß Stephan

[Lukas Volkmer]

Hallo,

das dürfte ein ordentlicher Cocktail verschiedenster Stoffe sein. Für die Verdauung am wichtigsten sind viele verschiedene Enzyme (Proteine), durch welche die Beute zersetzt wird. Proteasen (Proteine die andere Proteine spalten können) werden dabei wohl die wichtigste Rolle spielen. Um die Enzyme und die Nährstoffe der Beute zu lösen brauchst du dann natürlich noch Wasser. Um dann noch den optimalen pH-Wert für die Verdauung zu errechen dürften im Verdauungssaft noch organische und anorganische Salze enthalten sein. Ich habe mal gelesen, daß die Venusfliegenfalle z.T. ihre Beute erkennen kann und so gegebenenfalls die Zusammensetzung der Verdauungsflüssigkeit ändern kann.

Wirklich genaue Angaben wird es schwerlich geben, da man den Verdauungssaft (ohne Beute bestandteile) in die verschiedenen Stoffe trennen müsste und diese dann erst bestimmen kann. Bei Proteinen ist es außerdem verdammt schwer und arbeitsintensiv sie von einander zu trennen. Für die genaue chemische Bestimmung müsstest Du dann vom gereinigten Protein entweder mehrdimensionale NMR-Spektren aufnehmen oder das Protein kristallisieren für Röntgenstrukturaufklärung.

Ich denke für den chemischen Laien dürften die fetten Worte als Antwort genügen.

Gruß Stephan

vielen dank füür deine Mühe

darf ich einmal fragen woher du das weißt oder ob du weißt wo ich noch mehr über die Chemie bei Karnivoren nicht nur bei Dionaea sondern auch die anderen Gattungen finde?

danke

Edited August 24, 2010 by nepenthes jamban

[Andy Böhnke]

Hallo,

laut dem Buch "Karnivoren" von Barthlott, Porembski, Seine und Theisen bildet die Venusfliegenfalle folgende Enzyme:

• Amylase
  
• Chitinase
  
• Esterase
  
• Phosphatase
  
• Protease
  
• Ribonuclease
  

Wenn Dich die Verdauung der Beute interessiert, kann ich Dir dieses Buch sehr empfehlen.

Schöne Grüße

Andy

[Lukas Volkmer]

Hallo,

laut dem Buch "Karnivoren" von Barthlott, Porembski, Seine und Theisen bildet die Venusfliegenfalle folgende Enzyme:

• Amylase
  
• Chitinase
  
• Esterase
  
• Phosphatase
  
• Protease
  
• Ribonuclease
  

Wenn Dich die Verdauung der Beute interessiert, kann ich Dir dieses Buch sehr empfehlen.

Schöne Grüße

Andy

Vielen Dank, Andy weißt du wo es dieses Buch zukaufen gibt (außer Internet)?

[Dieter]

Für die genaue chemische Bestimmung müsstest Du dann vom gereinigten Protein entweder mehrdimensionale NMR-Spektren aufnehmen oder das Protein kristallisieren für Röntgenstrukturaufklärung.

*Klugscheißerergänzung*: Du hast vermutlich die Sequenzierung des Proteins in Deiner Auflistung vergessen. Das dürfte dann aber auch für eine Bestimmung für unsere Kollegen aus der Biologie reichen (NMR bzw. Kristallstruktur wären für die 3D-Struktur nötig). Ohne die Aminosäuresequenz aber machen weder das NMR noch die Kristallstrukturanalyse so richtig viel Freude.

Viele Grüße

Dieter

[Dieter]

Vielen Dank, Andy weißt du wo es dieses Buch zukaufen gibt (außer Internet)?

Frag mal beim Buchhändler Deines Vertrauens. In der Regel können die so etwas bestellen.

Viele Grüße

Dieter

[Andy Böhnke]

Normalerweise bestellt jeder Buchhandel auch für einen Bücher. Da für Bücher in Deutschland Preisbindung gilt, ist es auch egal bei welcher Buchhhandlung Du es bestellst. Gute Buchhandlungen zwingen Dich auch nicht das Buch zu kaufen, wenn Du es bestellst. Also frage einfach mal in in einer Buchhandlung in der Nähe.

Hier noch die Angaben zum Buch:

Karnivoren. Biologie und Kultur Fleischfressender Pflanzen

1. Auflage (Juni 2004), Ulmer

Autor: Wilhelm Barthlott, Stefan Porembski, Rüdiger Seine, Inge Theisen

Sprache: deutsch

ISBN-10: 3800141442

ISBN-13: 978-3800141449

Edited August 24, 2010 by Andy Böhnke

[Trax]

Hallo,

@Dieter:

als Chemiker ist halt grade die 3D Struktur von Intresse wobei ich zugeben muss, das Sequenzieren seinen Vorteil hat. Ich hing allein 4 Wochen an einem Peptid aus nur 13 Aminosäuren und konnte wegen fehlender cross-peaks und Überlagerungen dennoch nicht die Sequenz bestimmen.

@Andy Böhnke:

stehen in dem Buch nähere Informationen zu den Proteinen? Eine Chitinase (spaltet Chitin und damit die Insektenpanzer) widerspricht irgendwie den Exoskeletten, die nach der Verdauung zurück bleiben.

zum Schluss noch zu nepenthes jamban:

Ansich ist meine Antwort eine 0 8 15 Antwort gewesen, da eigentlich jede Verdauungsflüssigkeit aus diesen Hauptbestandteilen besteht (die Antwort gilt somit auch für andere Carnivoren). Den entscheidenden Unterschied machen die unterschiedlichen Proteine aus. Ich kann mir schon vorstellen, das Biologen die Verdauungsflüssigkeiten von Carnivoren untersucht haben (schließlich weiß man ja von einigen Arten, daß sie auf Bakterien zur Verdauung zurückgreifen) - aber ich denke hauptsächlich um zu sehen was die Verdauungsflüssigkeit leisten kann. Kann sie ein Protein spalten, hab ich z.B. ne Protease drin. Der Phosphor der DNA wird genutzt - also muss die Pflanze auch diese spalten --> Ribonuclease, Phosphatase. Wo man diese Infos am besten findet, weiß ich nicht.

Die genau Identifizierten Proteine (mit 3D-Struktur) kann man in verschiedenen biochemischen Datenbanken (ExPASy, RCSB, ...) abrufen wobei ich bei einer Kurzsuche zu Venusfliegenfalle keine bei der Verdauung vorkommenden Proteine finden konnte.

Gruß Stephan

[Andy Böhnke]

@Andy Böhnke:

stehen in dem Buch nähere Informationen zu den Proteinen? Eine Chitinase (spaltet Chitin und damit die Insektenpanzer) widerspricht irgendwie den Exoskeletten, die nach der Verdauung zurück bleiben.

Nein, es sind die häufigsten Enzyme in einer Tabelle aufgelistet. Es wird aber nicht näher auf die Enzyme eingegangen.

Die Verdauung und Verwertung ist auf insgesamt 6,25 Seiten beschrieben und besteht aus folgenden Unterkapiteln:

• Nährwert der Beute
  
• Verdauungsenzyme
  
• Verdauungsdrüsen
  
• Verdauungsvorgang
  
• Aufnahme der VErdauungsprodukte
  
• Verwertung der Nahrung in der Pflanze
  
• Kosten und Nutzen der Karnivorie
  

Ein paar ganz allgemeine Dinge zur Verdauung findest Du in diesem PDF (Seite 32).

Schöne Grüße

Andy

[Lukas Volkmer]

gut erstmal bedanke ich mich bei allen für die Antworten

ich habe einmal bei amazon gekuckt da gibt es dieses Buch auch es kostet zwar nicht wenig Geld aber dafür ist es ja auch ganz schön dick und ich wollte schon immer mal ein buch über Karnivoren :thumbsu:

[Paul2811]

Warum sieht man die unverdaute Hülle der Insekten in den Fallen der Venusfliegenfalle, wenn sie laut meinem Buch "Karnivoren" von Barthlott, Porembski, Seine und Theisen Chitinase bilden kann?

Danke.

LG

Paul

[Nicky Westphal]

Hallo Paul,

 

vieleicht ganz einfach um dünne Stellen am Chitinpanzer anzugreifen um an die Proteine zu gelangen. Ich glaube nicht, das Chitin besonders wichtige Nährstoffe für die Pflanze enthällt. Warum dann die ganzen Hüllen zersetzen? Wir verauen doch auch nicht alles, was wir in uns reinstopfen. :sleep:

 

Grüße Nicky

[Paul2811]

Ja, aber Chitin enthält Stickstoff. Siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Chitin#/media/File:Chitin.svg

Es wäre für die Pflanze von Nutzen, Chitin vollständig zu verdauen. Warum hat die Evolution dies nicht entwickelt? Oder ist sie auf dem Weg dahin, auch irgendwann mal Chitin vollständig aufzulösen?

Danke.

lg

Paul

Edited April 29, 2015 by Paul2811

[Nimpe]

Hallo,

 

Chitin enthält zwar Stickstoff, ist aber immernoch ein Makromolekül, dass erstmal enzymatisch zersetzt werden muss. Gut, Makromoleküle sind Proteine auch irgendwo. Allerdings ist der Stickstoff aus dem Abbau von Proteinen leichter zugänglich für die Pflanzen. Da eben auch dieser Stickstoff leichter für den Wiederaufbau pflanzlicher Proteinstrukturen einsetzbar ist, werden die Pflanzen lieber diesen nutzen, als Stickstoff aus anderen Verbindungen aufwendig aufzuarbeiten um diesen auf eine adäquate Oxidationsstufe zu bekommen, die nützlich ist... das kostet wertvolle Energie.

 

Schöne Grüße

 

Sebastian

[Niklas Schleimer]

Hallo Paul,

 

also ganz grundsätzlich hast du natürlich Recht: Wenn nichts von der Beute übrig bleiben würde, wäre ein Maximum an Nährstoffen aufgenommen worden.

 

Jedoch ist das ganze als Bilanz zwischen Aufwand und Nutzen zu sehen, wobei der Aufwand Chitin zu versetzen in keinem Verhältnis zum Energieertrag stehen würde. Die VFT müsste stärkere Verdauungsflüssigkeiten produzieren, die in der Lage wäre die starken Chitin-Moleküle zu knacken. Der Verdauungsvorgang würde um einiges länger dauern. In der Zeit der Chitin-Zersetzung hätte bereits eine frische Fliege gefangen werden können.

 

Außerdem solltest du wegkommen von der Atom-orientierten Betrachtung: Nur weil irgendwo ein Stickstoffatom enthalten ist, heißt es noch nicht, dass es für die Pflanze nutzbar gemacht werden kann. Luft besteht zu 78% aus Stickstoff. Wäre doch super, wenn die Pflanze sich daraus ihr Nitrat oder ihre Ammoniak-Salze selbst synthetisieren könnte. Hat die Evolution aber an irgendeiner Stelle mal verworfen, da es zu energieintensiv ist.

Bakterien können das, ich weiß. Sind aber gänzlich andere Lebensformen.

 

Übrigens: Probier doch mal eine Fliege zu essen, die zwei Wochen herumgelegen hat. Dann weißt du, warum die VFT den Chitinpanzer wieder ausspuckt

 

Viele Grüße

Niklas

[MatthiasF]

Hallo Paul,

Ob Pflanzen auf dem Weg sind, irgendwann Chitin vollständig zu verdauen, kann dir wohl niemand beantworten. Dazu fehlt es an funktionsfähigen Kristallkugeln.

Möglich ist es jedoch allemal.

Da die Panzer der Beutetiere nicht ausschließlich aus Chitin bestehen, ist es auch möglich, dass die Überreste gar kein Chitin mehr enthalten und nur noch aus anderen möglicherweise schwerer verdaulichen Komponenten besteht (zB Sklerotin). Ob das schon in diesem Ausmaß untersucht wurde, kann ich dir leider nicht beantworten.

 

Hinzu kommt auch noch, dass die Panzer in der Umgebung der Pflanze liegen bleiben und nach und nach zersetzt werden, was über kurz oder lang ebenfalls zur Freisetzung der darin enthalten Stoffe kommt. Dadurch kann die Pflanze unter Umständen indirekt trotzdem davon profitieren, und das möglicherweise in einer Weise die energetisch günstiger für die Pflanze ist, als wenn sie die Verdauungsenzyme selbst produziert.

 

Viele Grüße

Matthias