1. Lektion – Einführung

Ziel des Reportes:
Nachweis, dass der Gewässerschutz teilweise uneffektiv, paradox, teils sogar gewässerschädlich ist.

Beweisaufgabe:
1. Nachweis der Verschwendung finanzieller Mittel für die unnötige Stickstoffeliminierung in EU-Kläranlagen.
2. Nachweis gewässerschädlicher Regelungen in der Abwasserverordnung und im Abwasserabgabengesetz

Methode:
Vergleich

Gegenstand:
Grundlagenwissen der Hydrobiologie und ausgewählte aktuelle Gewässerschutzvorschriften

Vorwegnahme:
Behörden und Ministerien sind diese noch aufzuzeigenden Widersprüche zumeist bekannt. Die Gesetzgebung und die Bürokratie verbietet bzw. verhindert aber folgenreich die Nutzung einiger wissenschaftlicher Erkenntnisse für den Gewässerschutz.

Folge:
Entwertung der Bildung und Schäden in Höhe von ungezählten Milliarden Euro.

  • Blaualgen gibt es schon seit etwa 3,5 Milliarden Jahren (Präkambrium).
  • Eigentlich sind es keine Algen, sondern Bakterien der Abteilung Cyanophyta.
  • Der Name Cyanophyta kommt von der blau-grünen Farbe.
  • Blaualgen sind 5-10 mal größer als Bakterien.
  • Sie pflanzen sich ungeschlechtlich fort.
  • Es gibt weltweit etwa 2.000 Arten, wobei die Experten über die genaue Spezifikation und Klassifizierung der Arten noch debattieren.
  • Blaualgen leben im Wasser.
  • Blaualgen ernähren sich autotroph. (Fähigkeit bestimmter Organismen, mit Hilfe von Licht oder aber anorganischer Substrate als Energiequelle körpereigene, organische Substanz aufzubauen.)

2. Lektion – Färbung, Bewegung, Fortpflanzung und Verbände

  • Das Protoplasma (innere Substanz aller lebenden Zellen, inkl. Zellkern; ein komplexes Kolloidgemisch, das vorwiegend aus Eiweißstoffen besteht) ist niemals rein grün.
  • Vorherrschende Farben sind blaugrün, spangrün, violett bis rötlich, purpur bis braunrot, braun und olivgrün.
  • Bei Nährstoffmangel (N, P, u. a.) treten gelbliche Farbtöne auf.
  • Bei Anwesenheit von Schwefelwasserstoff sind die Farben gelbgrün oder blassbläulich.
  • Es gibt zahlreiche Farbmischungen aus der Farbe des Protoplasmas, der Scheiden und der Hüllen.
  • Die meisten Blaualgen sind unbeweglich, ungeschlechtliche Fortpflanzung und Zweiteilung.
  • Blaualgen kommen als einzelne Zelle und in Zellverbänden vor:
    1. Kugelförmig als Beschlag
    2. netzförmig
    3. rasenförmig ohne Verzweigung
    4. rasenförmig mit Verzweigung
    5. als Strang
    6. als Haut
    7. Bündel
    8. Schwamm
    9. Verhau
    10. festsitzendes Polster
    11. planktisches (schwebend) Kugelpolster
    12. Einbettung
    13. Einbettung (Mischbestände)
    14. Kruste

Siehe zu den Verbänden Abbildung 1 aus

Urania Pflanzenreich
Niedere Pflanzen
Urania-Verlag
Leipzig-Jena-Berlin
2. Auflagen 1977

3 . Lektion – Vorkommen

  • Blaualgen sind auf der Erde weit verbreitet (fast überall)
  • Dort wo es photoautotrophe Algen gibt, sind auch Blaualgen zu finden. (photoautotroph: Fähigkeit zu ihrer Ernährung anorganische Substanzen in körpereigene Substanzen mit Hilfe von Licht umzuwandeln)
  • Ihre Stärke liegt im Massenwachstum bei Grenzbedingungen (z. B. Mangel von Nitratstickstoff).
  • Die meisten Blaualgen benötigen Licht zum Leben.
  • Das rote Meer erhielt z. B. seinen Namen durch die Wasserfärbung durch rote Trichome (haarähnliche Gebilde) von Blaualgen, die aus den Tiefen des Meeres emporsteigen. In den Dämmerzonen der Meere herrscht blaugrünes Licht vor. Durch den roten Algenfarbstoff wird blaugrünes Licht gefiltert und somit für die Blaualge erschlossen. (Dieser Filtereffekt wird z. B. bei der Mikrofotografie genutzt, wenn es darum geht blaugefärbte Bakterien kontrastreich schwarz-weiß abzubilden.)
  • Die meisten Blaualgenlager sind daher in den Tiefen der Meere rot oder violett gefärbt.
  • Die Assimilation der Blaualgen endet bei etwa 65 °C. In heißen Mineralquellen gibt es noch Arten, die bis 75 °C lebensfähig sind.
  • In einer meiner Lieblingsstädte – Karlovy Vary – sind sie ebenfalls am Auslauf des Vrídlo-Sprudel zu beobachten. Es handelt sich also nicht um buntes Abwasser, um dem Aufschrei der Ökologisten vorzubeugen. Thermophile (> 35 °C) Algen wachsen bei Temperaturen unter 30 ° C nicht, kryphiel Blaualgen leben dagegen bei Temperaturen bis -88 °C.
  • Blaualgenarten, die in Hochgebirgen gemäßigter und tropischer Breiten sowie in abgegrenzten Beständen in Wüstenböden leben, können alle Lebensvorgänge unterbrechen ohne zu sterben, wenn Temperaturen und Wasserversorgung entsprechend schwanken. Blaualgen, die in einem Herbarium getrocknet waren, erwiesen sich nach 87 Jahren noch als lebensfähig.
  • Blaualgen sind die Erstbesiedler kürzlich entstandener Landflächen, Wüsten, Steppen, insbesondere von nährstoffarmen Böden.
    Warum? Weil einige Arten von ihnen fähig sind, atmosphärischen Stickstoff zu binden. Das heißt, sie „bauen“ sich gewässerschädliches Eiweiß aus der Luft selbst. Damit wird die Stickstoffentfernung in deutschen Kläranlagen nonsens.
  • Vor allem fädige Blaualgen – mit Herterocysten – (siehe 4. Lektion) sind in der Lage molekularen Stickstoff zu binden. Man vermutet, dass in den Schleimen der Blaualgen obligonitrophile (stickstoffliebende) Bakterien leben, die an dem Prozess beteiligt sind. Ähnlich wohl wie die Symbiose zwischen Knöllchenbakterien und Leguminosen funktioniert. Übrigens: Wussten Sie, dass die Knöllchenbakterien zu den Blaualgen zählen?
  • In Japan wird die Blaualge Tolypothrix tenius kultiviert und zur Düngung der Reisfelder verwendet. Es gibt Ertragssteigerungen bis zu 120%.
    In Indien werden mit Blaulagen unfruchtbare Salzböden rekultiviert.
  • Die Blaualge Anabaena ist symbiontisch mit dem Wasserfarn Azolla, welcher auf indischen Reisfeldern mitkultiviert wird. Auf diese Art und Weise können ohne zusätzliche Düngung mehrere Ernten pro Jahr eingeholt werden.
  • 3 Jahre nach dem Ausbruch des Vulkans Krakatoa fanden sich auf den Asche- und Tuffoberflächen gallert-schleimige Lager von Blaualgen.
    Die Stickstoffbindung der Blaualgen ist die Ursache für deren Massenwachstum in unseren Seen zu Zeiten, in denen ein Mangel an verwertbaren Stickstoffverbindungen (Nitrat und Ammoniumstickstoff) herrscht.

Bayreuther Link zur Blaualge Anabaena
Siehe auch: Chemievorlesung der Uni-Kiel und Uni-Protokolle  der Uni Bayreuth

4 . Lektion – Heterocysten

  • Heterocysten sind spezialisierte Zellen in manchen Zellketten (=Filament) von Cyanobakterien.
  • In Heterocysten wird Luftstickstoff durch das Enzym Nitrogenase (Stickstofffixierung) in Ammonium umgewandelt.
  • Voraussetzung für die Bildung von Heterocysten ist Nitrat oder Ammoniummangel im Wasser.
  • Gelöster Sauerstoff ist für die Nitrogenase toxisch. Dieser wird aber bei Heterocysten in der Zellwandung teilweise gebunden.
  • Parallel zur Nitrogenase wird durch die Photosynthese das Kohlendioxid in Biomasse umgewandelt.
  • Cyanobakterien, die Heterocysten verwandeln die „unerschöpflichen“ Grundstoffe Wasser, Kohlendioxid und Luftstickstoff in Biomasse unter maximaler Ausnutzung von Lichtenergie.
  • Es handelt sich um die effektivste bekannte Art der Produktion von Biomasse.
  • Quelle und Weiteres unter Heterozyste oder unter Stickstoff-Fixierung
  • Stickstofffixierer sind u. a. die Blaualgen Anabaena (Anabaena ), Aphanizomenon.
image_print
Print Friendly