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Was Kühe und Koalas gemeinsam haben

Pflanzenfressen will gelernt sein

Ein leichter Wind bewegt die Grashalme auf der Wiese. Plötzlich lassen schwere Schritte den Boden erschüttern, ein Schatten verdunkelt die Morgensonne. Mit einem Ruck wird ein Büschel Gras von Schneidezähnen und Kauplatte ausgerissen und verschwindet im Maul einer Kuh.

Dort wird das Grasbüschel – nur ein kleiner Teil der 70 Kilogramm, die das Rind im Laufe des Tages noch fressen wird – mit viel Speichel vermengt und geschluckt, nahezu unzerkaut. Für die Kuh hat diese Art der schnellen Nahrungsaufnahme den Vorteil, dass sie sich nicht unnötig lange beim Fressen Feinden aussetzt, sondern später in sicherer Umgebung die Nahrung wiederkäut.Doch zurück zum Gras.

Pansen bietet optimale Lebensbedingungen

Inzwischen ist es bereits durch die Speisekammer in den Pansen gelangt. In dieser großen Magenkammer, die bis zu 200 Liter fassen kann, leben einige Milliarden Bakterien und Ciliaten. Diese symbiotischen Mikroorganismen spalten mit Cellulasen die sonst für die Kuh unverdaulichen Cellulosebestandteile des Grases. Als Nebenprodukt sondern die Bakterien dabei Fettsäuren ab. Ohne diese Hilfe könnte das Rind die pflanzliche Nahrung überhaupt nicht verwerten.

Weitere Bakterien verwerten Harnstoff, der aus der Blutbahn in den Pansen eintritt, zur Proteinsynthese. Für diese Mithilfe an der Verdauung bietet die Kuh den Mikroorganismen ideale Bedingungen zum Leben: Im Pansen und Netzmagen, die als Gärkammer fungieren, liegt die Temperatur bei 37-39 °C, es herrschen anaerobe Bedingungen und Nahrung in Form von Pflanzenmaterial wird ständig nachgeliefert. Dazu neutralisiert der Speichel der Rinder anorganische Säuren, die den Bakterien schaden könnten, der pH-Wert liegt konstant bei 6,5. Diese guten Bedingungen erlauben ein exponentielles Wachstum der Bakterien. Pro Milliliter finden sich daher bis zu 10 000 000 000 Mikroorganismen im Magensekret.

Koalas und Kühe teilen das Problem schwer verdaulicher Nahrung. © Arnaud Gaillard / CC-by-sa-4.0

Weg durch die Kuhmägen

Nachdem unser Grasbüschel von den Cellulasen zahlreicher Bakterien attackiert wurde, wird es erneut hochgewürgt und nochmals im Mund zerkaut. Durch diese mechanische Zerkleinerung bietet sich den abbauenden Enzymen eine größere Angriffsfläche. Der Grasbrei wird erneut geschluckt und gelangt diesmal in den Blättermagen, wo ihm Wasser entzogen wird.

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Danach geht es in den letzten Magen, den Labmagen, wo die Kuh den durch Cellulasen vorverdauten Speisebrei mit ihren eigenen Enzymen weiter verdauen kann. Dabei gelangen mit dem Grasballen auch unzählige Bakterien in den Labmagen, die ebenfalls verdaut werden und eine wichtige Proteinquelle für die Kuh bilden. Diesen Verlust kann die Bakteriengemeinschaft leicht verkraften, sorgt doch das exponentielle Wachstum für eine stabile Population.

Was aber haben Koalabären mit der ganzen Sache zu tun? Auch der Koala nimmt den ganzen Tag ausschließlich pflanzliche Nahrung auf. In den Eukalyptusblättern befindet sich ebenfalls Cellulose, die nicht ohne symbiotische Bakterien verdaut werden kann. Beim Koalabären dient der extrem lange Dünndarm als Gärkammer. Cellulasebildende Bakterien sind also nicht nur Symbionten von Kühen, sondern sind essentiell für jeden Pflanzenfresser auf der Erde.

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Stand: 22.04.2000

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Symbiosen
Eine Hand wäscht die andere

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Miteinander - Gegeneinander
Interaktionen verschiedener Arten

Wichtiger als man denkt
Symbiotische Beziehungen sind mehr als Lehrbuchbeispiele

Raus aus der Ursuppe
Endosymbiose stand am Anfang höheren Lebens

Biene Maja und Co.
Auch bei der Bestäubung profitieren beide Partner

Höher als das Empire State Building
Riffwachstum mithilfe von Symbionten

Evolution
Kein Fortschritt ohne Symbiose

Ameisen als Gärtner
Pilzkulturen unter der Erde

Algen als Sklaven von Pilzen?
Flechten - immer als erste da

Freispruch für die Termiten
Eine Symbiose mit drei Partnern

Ein ungleiches Paar
Die Grundel als Alarmanlage

Mitfahrgelegenheit gegen Schutz
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Wie eine Festung verteidigt
Von Ameisen die auf Akazien leben

Bakterien überall
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