Blaualgen – Umfängliche Erklärungen durch einen Experten

Blaualgen: Mehr als nur ein Überblick von Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Jost Casper

Der folgende Beitrag aus dem Fachbuch

Urania Pflanzenreich
Niedere Pflanzen
Urania Verlag Leipzig-Jena-Berlin
2. Auflage1977

wurde mit Genehmigung des Autors Herrn Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Jost Casper veröffentlicht.

Werdau, den 28.07.2008  Uwe Halbach

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Siegfried Jost Casper (*1929) ist ein deutscher Biologe. Sein offizielles botanisches Autorenkürzel lauter „Casper“.

Siegfried Caspers Forschungsschwerpunkte liegen auf den Gebieten Limnologie und Fettkräuter (Pinguicila). Gemeinsam mit Heinz-Dieter Krausch veröffentlichte er ein grundlegendes Nachschlagewerk zur Süßwasserflora Mitteleuropas. Casper arbeitete lang über den Stechlinsee sowie die Saale und veröffentlichte 1966 die bis heute als Standardwerk geltende „Monographie der Gattung Pinguicula L“. Bis in das Jahr 2004 hat er kontinuierlich weitere Beschreibungen über neuentdeckte Arten veröffentlicht. Er ist seit 1990 ordentliches Mitglied der Akademie Gemeinnütziger Wissenschaften in Erfurt und war Leiter des Botanischen Gartens der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

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Die Blaualgen

Inhaltsverzeichnis

1. Grundsätzliches
1.1 Zellbau und Zellformen
1.2 Färbung
1.3 Bewegung
1.4 Zellvermehrung und Fortpflanzung
1.5 Zell- und Trichomverbände
1.6 Vorkommen
1.7 Das System
2. Abteilung Blaualgen, Cyanophyta
2.1 Ordnung Kugelblaualgenartige, Chroococcales
2.2 Ordnung Rippenkapselartige, Pleurocapsales
2.3 Ordnung Dermocarpales (Chamaesiphonales)
2.4 Ordnung Schwingfadenartige, Oscillatoriales (Hormogonales)

1. Grundsätzliches zu den Blaualgen

Die Blaualgen wurden als systematische Gruppe zuerst von Wallroth 1833 in seiner »Flora cryptogamica Germaniae« unter dem wissenschaftlichen Namen Myxophyceae (»Schleimtange«) zusammengefaßt, dabei allerdings in anderem Sinne verstanden als heute. Spätere Benennungen wie Kützings Gloeosipheae (»Gallertschläuche«), Rabenhorsts Phycochromophyceae (»Phycochromalgen«), Sachsens Cyanophyceae (»Blaualgen«) und Cohns Schizophyceae (»Spaltalgen«) weisen auf verschiedene Charaktere hin, die der Organismengruppe mehr oder weniger eigentümlich sind. In der Algenkunde hat sich die Bezeichnung Cyanophyceae bzw. Cyanophyta eingebürgert, weil sie als parallele Wortbildung zu Chloro-, Rhodo- und Phaeophyceae oder -phyta praktische Vorteile bietet.

Die Blaualgen sind ein »uralter« Organismenstamm. Wahrscheinlich sind sie die ältesten grünen Organismen, die auf der Erde leben, phylogenetisch die ursprünglichste, undifferenzierteste »Algen«gruppe, die wir kennen, Relikte (»Archaiophyten«) einer präkambrischen photoautotrophen Vegetation. Für diese Ansicht spricht, daß sie eine in sich geschlossene von anderen Algen scharf abgegrenzte, systematische Einheit darstellen. Trotz ihres relativen Reichtums an Formen und ihrer weltweiten Verbreitung besiedeln sie bevorzugt Grenzbiotope, d. h. Standorte extremer ökologischer Konstitution. Bestimmte rezente Schizothrix-Formen sind schon vor 500 Millionen Jahren wesensgleich aufgetreten; kalkabscheidende Blaualgen haben vor mehr als einer Milliarde Jahren gelebt. Kürzlich sind in den präkambrischen Stromatolithenschichten Südafrikas »Kugelalgen« entdeckt worden, deren chemische Analyse zum Nachweis von Abbauprodukten des Chlorophylls geführt hat. Somit kommen die Blaualgen oder wenigstens Lebewesen eines vergleichbaren Organisationstyps auf das respektable Alter von 3 bis 4 Milliarden Jahren.

Die Blaualgen zeichnen sich durch ihr protokaryotisches Gestaltungsniveau, das völlige Fehlen begeißelter Entwicklungszustände, die dadurch bedingte eigentümliche Art der Bewegung sowie das spezifische Muster der Farb­ und Reservestoffausstattung vor allen anderen Algen aus. Auch die relative Kleinheit ihrer Zellen ist ein charakteristischer Zug. Manche ihrer Formen, die sogenannten »Ultraplankter« oder »µ-Algen«, lassen sich lichtmikroskopisch nur schwer oder gar nicht von Bakterien unterscheiden, mit denen sie im Grundbauplan, in der Gestalt und Teilungsweise der Zellen übereinstimmen. Bakterien und Blaualgen werden deshalb häufig als Schizophyta (»Spaltpflanzen«) in einer systematischen Kategorie zusammengefaßt. Angesichts der Schwierigkeiten, vor denen die taxonomische Analyse der »merkmalsarmen« Protokaryobionten steht, entspricht es unseren heutigen Kenntnissen am besten, wenn Bakterien und Blaualgen als selbständige Abteilungen auf der Stufe des protokaryotischen Gestaltungsniveaus betrachtet werden.

1.1. Zellbau und Zellformen der Blaualgen

 

Der Protoplast der Blaualgen ist nicht in Zytoplasma und Zellkern differenziert. Die hohlkugelige bis -zylindrische, stark gefärbte Rindenschicht, das Chromatoplasma, umschließt das blasse oder farblose Zentroplasma. Das Elektronenmikroskop zeigt, daß meist parallel zur Zellwand ausgerichtete Lamellensysteme (Thylakoide), auf denen die Assimilationspigmente liegen, zusammen mit Cyanophycinkörnchen und interlamellären Granula das Chromatoplasma aufbauen, während das Zentroplasma sich in der Hauptsache aus linearen, hochgeordneten DNS-Elementen (»Chromatinapparat«), Ribosomen und Volutinkörnchen zusammensetzt.

Thylakoide und DNS-Elemente nehmen Stellen und Funktionen der Plastiden bzw. des Kernes ein; sie sind nicht durch eine besondere Membran vom Grundplasma abgegrenzt. Das Grundplasma ist gelartig, hat keine Zellsafträume (Vakuolen) und zeigt weder Plasmaströmung noch Brownsche Molekularbewegung. Unter gewissen Bedingungen zerklüftet es sich und bildet unregelmäßig geformte, stickstoffhaltige Räume (Gasvakuolen, Pseudovakuolen), die den Zellen das Aufsteigen an die Wasseroberfläche ermöglichen (Wasserblütenbildung). Eine Zytoplasmamembran (Plasmalemma), die an der Zellteilung Zellwand- und Thylakoidbildung beteiligt ist, schließt es gegen die Zellwand ab. Die Zellwand selbst ist vierschichtig: Die beiden Innenlagen sind am Aufbau der Längs- und Querwand, die beiden Außenlagen, nur an dem der Längswand beteiligt. Bei der Querwandbildung wachsen die beiden Innenlagen irisblendenartig ein. Die dem Plasmalemma unmittelbar anliegende Zellwandschicht besteht, chemisch aus wechselnden Mengenverhältnissen von Aminosäuren und -zuckern. Sie prägt die Gestalt der Zelle. Oft sind die Zellwände sehr dick: Schleim aus umgewandelter Zellwandsubstanz und aus dem Zytoplasma, durch Schleimporen ausgeschieden, hüllt die Zellen ein. Bei den fadenförmigen Hormogonalen ist die gesamte Zellreihe von einem hohlzylindrischen, festen, gelartigen Zylinder, der Scheide (Vagina), umschlossen. Als gemeinsame Wandbildung aller Zellen ist sie meist geschichtet und fibrillär strukturiert. Trotzdem besitzt die Zellreihe innerhalb der Scheide weitgehende Selbständigkeit: Sie kann die Scheide sprengen und verlassen.

Schematisierter Schnitt durch eine Blaualgenzelle

Quelle: nach Metzner

Schematisierter Schnitt durch eine Blaualgenzelle vom Phormidium-Typ. CM Zytoplasmamembran, CY Cyanophycinkörner (?), G Granula unbekannter Art, K Kristall, MI Mittellamelle, Mp Mucopolymerschicht der Zellwand, N Chromatin, OS Oberflächenschicht der Zellwand, P1 strukturarme Plasmagrundsubstanz, P2 Ribosomen und Polysomen, PO Polyphosphatkörper, Pr eine Pore der Porenreihe der Zellwand, SCH Schleimhülle (Scheide), Th1 Thylakoidstapel, Th2 konzentrisch angeordnete Thylakoide, Th3 einzelnliegende Thylakoide, V Vakuole, W Zellwand (nach Metzner)

Bei den meisten Blaualgen ist die Zellform einfach und unmittelbar von der Kugel (überwiegend bei Chroococcalen) oder vom Zylinder (häufiger bei Hormogonalen) ableitbar. Sind die Zellpole zugespitzt (Dactylococcopsis), so ähnelt die Zelle einer Spindel. Wie offene Ringe sehen die Zellen der systematisch isolierten Gattung Gomontiella aus. Die Grundgestalt wird stärker deformiert, wenn der wachsende Protoplast in feste Scheiden eingezwängt ist (z. B. Hapalosiphon, Fischerella). Die Zellen der festsitzenden Arten sind polarisiert: Der basale Zellpol wird zur Haftscheibe, der distale Zellpol zum Organ der Zellvermehrung (Dermocarpa, Chamaesiphon).

1.2 Färbung der Blaualgen

 

Der lebende Protoplast ist praktisch niemals rein grün: Blaugrüne, spangrüne, violette bis rötliche, purpur- bis braunrote, braune und olivgrüne Farbtöne herrschen vor. Bei Mangel an Stickstoff, Phosphor und anderen Nährstoffen, auch unter extremen Lichtbedingungen, treten gelbliche, unter dem Einfluß von Schwefelwasserstoff gelbgrüne oder blaßbläuliche Färbungen auf. Die wichtigsten Pigmente sind: Chlorophyll a, die Phycobiline (Chromoproteide) C-Phycocyan, Allophycocyan und C-Phycoerythrin, das Karotin ß-Carotin sowie die Xanthophylle Echinenon, Myxoxanthophyll, Canthaxanthin, Oscillaxanthin, Zeaxanthin, Cryptoxanthin und Aphanizophyll. Ihr Mengenverhältnis ändert sich unter dem Einfluss ökologischer Faktoren und im Verlaufe der Entwicklung, so daß Farbabstufungen und -abänderungen bei ein und derselben Sippe beobachtet werden können. Es gibt Sippen, die stets rein blaugrün sind und höchstens unterschiedliche Grade der Farbstoffverarmung zeigen können (z.B. Oscillatoria nigra, Oscillatoria splendida, merhrere Anabaena-Arten). Andere sehen nie rein blaugrün aus, sondern erscheinen stets durch nichtgrüne Pigmente getönt (z. B. Phormidium autumnale, Oscillatoria princeps). Die Protoplasmafärbung wird häufig durch gefärbte Gallerthüllen und Scheiden modifiziert. Kräftigbraune Scheiden können die blaugrüne Protoplastenfärbung überdecken. Auch die Hüllenfärbungen, die zwischen gelben, braunen, rötlichen, violetten und blauen Tönen variieren, werden gewöhnlich durch ökologische Faktoren wie Licht, Austrocknung, Wasserstoffionenkonzentration und Chemismus des Milieus stark beeinflußt.

Beim Vergleich mit anderen Algengruppen erweist sich das Spektrum der Protoplasten- und Bestandsfärbungen bei Blaualgen als auffällig breit. Es ist auch breiter als das der mit dieser Gruppe verwandt geltenden Bakterien, bei denen die Bestandsfärbungen zur Artbestimmung herangezogen werden.

1.3 Bewegung

Die meisten Blaualgen sind unbeweglich; amöboide oder durch äußere Organellen (Geißeln, Zilien) verursachte Bewegungsweisen sind unbekannt. Trotzdem sind charakteristische Eigenbewegungen von Einzelzellen bzw. von Trichomen, Trichomstücken oder Hormogonien nachgewiesen. Unstet ruckend und richtungslos verändern viele Chroococcalen und überhaupt Einzelzellen, aber auch Trichomfragmente und Hormogonien ihren Ort. Nostocaceen und Pseudanabaena, auch die Hormogonien anderer Familien gleiten (»kriechen«) in Richtung ihrer Längsachse, wobei Geschwindigkeiten um 2 µm/s erreicht werden. Bei Oscillatoriaceen ist die Gleitbewegung mit einer Rotation um die Längsachse des Trichoms verknüpft, wodurch Geschwindigkeiten um 5 µm/s erzielt werden. Die Trichome können vorwärts und rückwärts gleiten; dabei kehren sie ihre Richtung nach einer deutlichen Brems- und Ruhezeit von gewöhnlich 5 bis 10 s um. Nackte Oscillatoriaceen-Trichome pendeln quer zur Längsachse, so daß Schlängelbewegungen entstehen. Die Ursachen der verschiedenen Bewegungsweisen sind noch nicht völlig bekannt.

Die Bewegungsweisen können die Aggregationsformen und Bestandsstrukturen prägen. So stellt eine Flocke von Aphanizomenon flos-aquae, der in unseren Seen und Teichen wasserblütenbildenden Sichelalge, ein in sich bewegtes System von Trichomen dar, die sich in Richtung ihrer Längsachse bewegen. Dabei nehmen die Geschwindigkeiten nach dem Bestandsinneren ab, und die an den Außenmänteln des Bestandes gegenläufigen Bewegungen verhalten sich in ihren Geschwindigkeiten etwa wie 2:1. Bewegungsspiel und Lagergestalt sind folglich ursächlich verbunden.

Blaualgen

Bildquelle: nach Schwabe

1 Bewegungsschema in der Flocke von Aphanizornenon flosaquae, 2 häufige Flockenformen (nach Schwabe)

1.4 Zellvermehrung und Fortpflanzung

Läßt man einige wohl nur ungenügend untersuchte Flagellatengruppen beiseite, so sind die Blaualgen die einzige Abteilung im Pflanzenreich, in der neben der Zellvermehrung durch Zellteilung nur ungeschlechtliche Fortpflanzungsvorgänge nachgewiesen werden konnten.

Die Zellvermehrung

Die Zellteilung der Blaualgen ist eine Plasmotomie, d. h. eine äquale Zweiteilung durch Furchung. Das Plasmalemma faltet sich zusammen mit der Zellwand ein und durchschnürt zentripetal, sich irisblendenartig zwischen die entstehenden Tochterprotoplasten schiebend, zunächst das Chromatoplasma, dann das Zentroplasma. Zur Spindel­ und Chromosomenbildung kommt es nicht: Die Plasmotomie ist keine Mitose. Die DNS-Elemente werden auf die Tochterzellen verteilt. Teilen sich nur das Plasmalemma und die inneren Zellwandschichten, die äußeren dagegen nicht, dann bleiben die Tochterzellen untereinander verbunden. Durch Ineinanderschachteln und Verschleimen der äußeren Zellwandschichten entstehen Zellverbände (Zoenobien).

Gewöhnlich folgt jeder Zweiteilung ein Wachstumsprozeß, der die Tochterzellen zur Ausgangsgröße zurückführt. Ist dieses Wachstum jedoch jeweils dem zweiten, dritten oder höheren Teilungszyklus zugeordnet, so wird die Mutterzelle in eine größere Zahl von kleineren Zellen zerlegt. Bei Merismopedia und Gomphosphaeria z. B. wachsen die Tochterzellen erst nach Erreichen des Vierzellstadiums, bei Chroococcus turgidus erst nach dem Achtzellstadium. Die Folge einer extremen Steigerung der Teilungsfrequenz ohne Wachstum ist die Nanozytenbildung, die für viele Chlorococcalen charakteristisch ist (z. B. Aphanothece caldariorum). Auch bei der thermophilen Hormogonale Mastigocladus lamellosus sind nanozytenartige Zerfallsteilungen beobachtet worden.

Die ungeschlechtliche Fortpflanzung

Erfolgen die Zellteilungen innerhalb eines besonderen, durch Größe und Stellung im Zellverband auffallenden Sporangiums (Aplanogonidangiums) und in hoher Zahl, dann sprechen wir von Endosporen-(Endogonidien-)bildung. Sie ist die für die Chamaesiphonales charakteristische Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung. Die Endosporen sind anfangs oft nackt, z. Z. der Reife aber stets behäutet. Sie entweichen durch einen Porus in der Sporangienwand.

Die Endosporenbildung zeigt recht verschiedenartige Aspekte. Bei Chroococcidiopsis kashaii teilt sich die Mutterzelle in 2, 4 oder 8 sekundäre Sporangien, die sich behäuten und heranwachsen, worauf ihr Inhalt in Sporen zerfällt. Bei Pleurocapsa fuliginosa entstehen die Sporangien aus den Endzellen mehrreihiger, bei Endonema aus jenen einreihiger polarisierter Fäden. Der polarisierte Zellkörper von Chamaesiphon sitzt mit seinem vegetativen Fußteil fest. Der apikale Pol wächst lang aus und wandelt sich in ein Sporangium um. Der Scheitel der Zelle reißt auf. Die verbleibende Wand des geöffneten Sporangiums, die Pseudovagina, hüllt den offenen, reproduktiven Abschnitt des Sporangiums ein, in dem durch Querteilung in basipetaler Folge kleine Sporen abgeschnürt werden. Man nennt sie, da sie scheinbar exogen entstehen, Exosporen.

Die Hormogonienbildung

Hormogonien sind sehr kurze oder längere, wenig differenzierte, einreihige, sich aktiv bewegende Trichomstücke. Wenn sie in Richtung ihrer Längsachse »kriechen«, teilen sich ihre Zellen nicht. Erst im Prozeß der »Keimung« erlangen sie ihre Teilungsfähigkeit wieder. Sie dienen der Verbreitung der Art. Sie können sich direkt durch einfache Trennung benachbarter Fadenglieder aus dem Verband lösen (Nostoc, Gomontiella) oder an interkalaren Heterozysten (»Trennzellen«) abbrechen (Nostoc, Anabaena). Bei Oscillatoria rubescens sterben einzelne oder mehrere dazwischenliegende Zellen, die sogenannten Nekriden oder Spaltkörper, ab und ermöglichen das Freiwerden der Hormogonien. Schließlich können auch Keimlinge von Dauerzellen die Eigenschaften von Hormogonien (Nostoc punctiforme) annehmen.

Die Zellfäden der scheidenlosen Oscillatoria-Arten werden als Dauerhormogonien aufgefaßt: Die bewegliche Fortpflanzungsphase ist zur vegetativen Dauerphase geworden. Ihre Zellen sind allerdings teilungsfähig.

Die Gonidienbildung

Gonidien sind Fortpflanzungszellen, die ohne besondere vorhergehende Teilungen, einfach durch Fragmentation kolonialer oder fädiger Zellverbände. entstehen. Bei Plectonema können einzellige Hormogonien gebildet werden, die dann als Gonidien zu bezeichnen wären.

Fortpflanzungskörper mit Dauerorgancharakter der Blaualgen

Einige Stigonemataceen, Scytonemataceen und Rivulariaceen bilden Hormozysten (»Sammeldauerzellen «) aus, d. h. Hormogonien, die sich durch ihren Reichtum an Reservestoffen und den Besitz einer dicken, verfestigten Scheide als Dauerorgane erweisen. Bei der Keimung streckt sich der Faden und beginnt sich zu teilen.

Aus vegetativen Zellen können unter besonderen äußeren Bedingungen Dauerzellen (Akineten) entstehen. Dabei schwellen die Zellen, reichern im Protoplasten Reservestoffe an, die Assimilationspigmente schwinden, und dicke, widerstandsfähige Zellwände bilden sich aus. Im Plasma treten vermehrt Cyanophycinkörnchen auf. Dauerzellen sind vor allem bei Nostocaceen und Rivulariaceen verbreitet. Bei Nostoc können die meisten Zellen des Fadens zu Dauerzellen werden, bei Anabaena liegen sie den interkalaren Heterozysten beiderseitig an. Ist die Heterozyste endständig, wie bei gewissen Cylindrospermum-Arten, dann tritt nur eine proximale Dauerzelle hinzu. Vielfach zieht die Bildung einer Dauerzelle die Umwandlung benachbarter vegetativer Zellen in weitere Dauerzellen nach sich (Anabaena oscillarioides). Sie können durch Verquellen der Zellwand (Nostoc ellipsosporum), durch Aufreißen der Zellwand (Nostoc punctiforme) und durch Öffnen mittels Deckels (Anabaenaflos-aquae) auskeimen.

Dauerzellartige Bildungen werden auch von Gloeocapsa alpina, Gloeocapsa sanguinea, Gloeocapsa kützingiana, Siphononema und Cyanophanon angegeben.

Wie tote Zellen wirken im Lichtmikroskop viele Heterozysten (»Grenzzellen«), da ihr plasmatischer Inhalt homogen ist und ihre Farbstoffe bis auf geringe Reste abgebaut zu sein scheinen. Auch bei ihnen wird die Zellwand verstärkt; sie ist außen meist glatt. Die inneren Ausmündungen der Tüpfelkanäle, durch die die Verbindung mit den Nachbarzellen hergestellt wird, springen in das Zellinnere vor und sind innen oft durch ein Cyanophycinkörnchen verschlossen. Das Elektronenmikroskop zeigt, daß sie reich an Plasma sind, ihre Verbindungsfäden (Plasmodesmen) zu den Nachbarzellen entwickelt haben und zahlreiche, blasig aufgetriebene Thylakoide besitzen. Die Heterozysten können einzeln, in Paaren oder in Ketten entstehen und auskeimen. Sie finden sich in natürlichen Algenherkünften in artspezifisch weitgehend bestimmter Form und Anordnung und stellen ein wichtiges taxonomisches Merkmal dar. Sie sind nur bei hormogonalen Blaualgen vorhanden. Ihre Funktion (Stickstoffbindung?) ist immer noch umstritten.

1.5 Zell- und Trichomverbände der Blaualgen

Die kleinste lebensfähige Einheit eines Blaualgenbestandes ist die einzelne Zelle. Ist ihre Grundform kugelig, so können Teilungsprozesse, bei denen sich die Teilungsprodukte nicht voneinander trennen, zur Bildung von Kleinkolonien oder Zoenobien führen. Bei Microcystis entstehen durch sich regellos in allen Richtungen des Raumes teilende Zellen, die in der Gallerte beieinander bleiben, Zellhaufen; bei Entophysalis teilen sich die Zellen meist in einer Richtung und formen unregelmäßig gekrümmte Zellreihen; bei Merismopedia und Tetrapedia teilen sie sich in 2, bei Eucapsis in 3 senkrecht aufeinanderstehende Richtungen und formen einschichtige Tafel- bzw. Paketkolonien. Hohlkugelige Kolonien zeichnen Gomphosphaeria aus.

Bei den Blaualgen mit zylindrischer Grundform führen die Teilungsprozesse zur Bildung von Zellreihen. Die Gesamtheit der Zellreihe samt Scheide nennt man Faden, die Zellreihe allein Trichom. Dabei stehen die Zellen des Trichoms der Hormogonalen durch Plasmodesmen miteinander in Verbindung. Die Trichome bzw. Fäden können sich verzweigen.

Aphanothece grevillei

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Aphanothece grevillei; die Zellen liegen in formlosen, schleimigen Lagern.

Scheinverzweigungen kommen bei Scytonemataceen und Rivulariaceen vor. Das in einer festen Scheide eingeschlossene Trichom wird an einer bestimmten Stelle, meist neben einer interkalaren Heterozyste, unterbrochen, die beiden Enden brechen seitlich aus der Scheide hervor und liefern 2 Seitenzweige (Scytonema-Typ). Oft entstehen die 2 Äste durch Bildung einer Trichomschlinge, die seitlich durchbricht und erst nachträglich reißt. Wächst nur ein Ende aus, so entsteht ein einziger Scheinast (Tolypothrix-Typ). Reißen die Schlingen nicht auf, so kommt es zu schlingförmigen Fadenbildungen (Kyrtuthrix dalmatica). Wiederholt sich der Vorgang der Scheinastbildung an den Unterbrechungsstellen immer wieder und nur nach einer Seite, dann entstehen regelmäßig aufgebaute Lager (Rivulariaceen). Eine eigentümliche Art der Scheinverzweigung (V-Verzweigung) kennzeichnet die Gattung Brachytrichia. Das Trichom bildet eine V-förmige Schlinge, deren Spitzenzelle zu einem kurzen oder längeren seitlichen Trichomstück auswächst.

Echt verzweigt sind die Stigonematales. Querteilungen der Zellen lassen zwei-, mehr- und vielreihige Fadenverbände entstehen. Bei Stigonema mammillosum wird der höchste Grad der Differenzierung erreicht. Die aufrechten, vielreihigen Trichome sind verzweigt und wachsen mit Scheitelzellen.

Zoenobien, Kleinkolonien, Trichome und Fäden können als einfache Zellverbandsstrukturen angesehen werden. Sie treten in der Natur zu höheren Aggregationsformen, den Lagern, zusammen. Dabei spielen endogene, d. h. genetisch gesteuerte Faktoren wie Eigenbeweglichkeit der Trichome, ihre Orientierung zueinander, zur Unterlage und zum Lichte und ihre Einbettung in Schleim- und Gallertmassen eine strukturbestimmende Rolle. Sie lassen sich meist bereits mit dem bloßen Auge oder doch unter der Lupe erkennen. Eine Übersicht über die Lagerformen vermittelt die Abbildung (siehe unten).

Die Grundtypen der Lagerformen bei Blaualgen

Bildquelle: nach Schwabe

Die Grundtypen der Lagerformen bei Blaualgen (schematisch). 1 Beschlag (Chroococcus), 2 Netz (Plectonema), 3 Rasen aus unverzweigten Fäden (Cyanophanon), 4 Rasen aus verzweigten Fäden (Scytonema), 5 Strang (Microcoleus), 6 Haut (Phormidium), 7 Bündel (Aphanizomenon), 8 Schwamm (Seytonema), 9 Verhau (Oscillatoria), 10 festsitzendes Polster (Rivularia), 11 planktisches Kugelpolster (Gloiotrichia), 12, 13 nostocoide Einbettungen (Nostoc, Mischbestände), 14 Kruste (Mischbestände) (nach Schwabe)

1.6 Vorkommen

Die Blaualgen sind auf der Erdoberfläche weit und allgemein verbreitet. Überall, wo photoautotrophe Organismen leben, sind auch sie gegenwärtig. Ihre ökologische Potenz befähigt sie, gerade unter Grenzbedingungen des photoautotrophen Lebens sich besonders aktiv zu entfalten. An derartigen Lebensstätten, wo die Konkurrenz anderer Pflanzen nahezu völlig fehlt, erweisen sich die Blaualgen als beherrschende Glieder der Vegetation.

Die meisten Blaualgen sind in ihren Lebensansprüchen vom Licht abhängig. In den Gewässern wird die Lichtstrahlung schnell absorbiert: In Seen sind in Tiefen um 10 m nur noch etwa 10 %, im Meere ist in Tiefen um 100 m nur noch etwa 1 % der Lichtintensität vorhanden. Trotzdem sind Vertreter der Gattung Nostoc noch in 4000 m tiefen Ozeanbecken gefunden worden. Auch die Qualität des Lichtes ändert sich mit zunehmender Tiefe: In den Dämmerzonen der Gewässer herrscht blaugrünes Licht vor. Hier verstärken Blaualgen die zum einfallenden Licht komplementären Farbstoffe, z. B. das Phycoerythrin, d. h., sie passen sich an die veränderten Lichtqualitäten an (chromatische Adaptation). Die meisten Blaualgenlager in den Tiefen der Gewässer sind daher rot oder violett gefärbt. Die roten Trichome von Trichodesmium erythraeum vermehren sich in den Tiefen des Roten Meeres, steigen auf und färben das Meerwasser rot. Vielleicht besitzt auch Oscillatoria rosea, die im Tiefenplankton unserer Seen vorkommt, die Fähigkeit der chromatischen Adaptation.

Die Assimilation erreicht bei Temperaturen um 65 °C ihre obere Grenze. In heißen Mineralquellen sind die Blaualgen die einzigen Besiedler, die Assimilationspigmente führen und bei Temperaturen bis etwa 75 °C aktiv lebensfähig sind. Sie können hier lebhaftgefärbte Algenteppiche entwickeln, die mehrere Zentimeter dick werden, da es keine Tiere gibt, die die Algenfäden abweiden, und da auch bakterielle Abbauvorgänge ganz gering sind. Typische Thermalalgen wie Mastigocladus laminosus und Phormidium laminosum sind praktisch weltweit verbreitet; sie finden sich sowohl im Abfluß des Karlsbader Sprudels als auch in den Thermen des Yellowstone-Nationalparkes. Interessant ist, daß die thermophilen Blaualgen bei »niedrigen« Temperaturen unter 30°C nicht wachsen.

Es gibt viele Blaualgen, die sehr tiefe Temperaturen ertragen können. So treten sie in der Antarktis unter den Bedingungen des extremen Wärmemangels (Temperaturen bis -88°C) auf. Gelegentlich finden sich hier am Boden ausgebreitete NostocMassen, die sich im Laufe längerer Zeiträume angehäuft haben und unter den gegebenen klimatischen Bedingungen nicht abgebaut werden können. Das Klima der Antarktis ist nicht nur durch extremen Wärmemangel gekennzeichnet. Geringe atmosphärische Feuchtigkeit sowie der Wechsel hoher sommerlicher Lichtintensität mit winterlicher Dunkelheit bewirken, daß die Zellen sogar während der Wachstumsperiode rhythmisch auftauen und einfrieren, ohne ihre Lebensfähigkeit einzubüßen.

Ähnlich ungünstig sind die Bedingungen in Lebensstätten wie den Tintenstrichvegetationen der Hochgebirge gemäßigter und tropischer Breiten sowie den endopedischen Beständen in Wüstenböden.

Massenentfaltungen von Blaualgen in Grenzbiotopen (nach Schwabe 1964, leicht verändert)

Extreme Bedingungen Blaualgenvegatation
Hohe Temperatur Thermalpiotope
(Akratothermen, Thiothermen usw.)
Niedrige Temperaturen Kryoseston (Firnfelder)
Dauerfrostböden
Temporärer Wassermangel Rieselstreifen („Tintenstriche“, „Zitzensinter“)
Endopedische Bestände in Trockensteppen und Wüsten
Lomavegetation
Krusten des Epilitorals
(Spritzzonen)
Schwankungen der Elektrolytkonzentration Farbstreifensandwatt
Sinterzonen von Thermal- und Mineralgewässern
Tirsbesiedlung
Krusten des Epilitorals
(Spritzzonen)
Ungewöhnliche chemische Faktoren Mineralgewässer
Abwasser
Fumarolen
Salzseen
Intensive Einstrahlung Rieselstreifen („Tintenstriche“, „Zitzensinter“)
Lomavegetation (Garua- und Camanchaca-Vegetation) S-Amerika
Krusten des Epilitorals
(Spritzzonen)
Sauerstoffmangel Faulschlamm
Thermalbiotope mit H2S
Lichtmangel Endopedische und endolithische Entfaltungen
Höhlen?
Dämmerzonen in Seen
(dysphotische Zone)

Temperaturen und Wasserversorgung pflegen tagesperiodisch oder unregelmäßig derart zu schwanken, daß alle Lebensvorgänge zeitweilig unterbrochen werden. Die Blaualge Scytonema nivochrous z. B. trocknet im Sommer völlig aus, lebt bei Befeuchtung wieder auf und beginnt zu wachsen, wobei sie auf dem felsigen Substrat mit bloßem Auge sichtbare, samtartig-dunkelbraune Flächen im »Tintenstrich« hervorruft. Typisch für feuchte Kalkfelsen sind die leicht schleimigen Krusten, die von Gloeocapsa sanguinea, Gloeocapsa alpina, Gloeocapsa rupestris, Tolypothrix elenkinii, Aphanocapsa montana, Nostoc microscopium und Scytonema crustaceum gebildet werden und dem Auge ein farbenprächtiges Bild roter, violetter, gelber, brauner und grüner Töne bieten.

Die Tatsache, daß Blaualgen in der Lage sind, unter ökologischen Extrembedingungen zu existieren, hat dazu geführt, ihnen gewisse physiologische Sonderleistungen zuzuschreiben. So glaubt man, daß ihre Fähigkeit, höchste oder tiefste Standortstemperaturen stoffwechselaktiv zu ertragen oder besonders widerstandsfähig gegen extreme und wiederholte Austrocknung – Herbarmaterial erwies sich noch nach 87 Jahren als lebensfähig! – zu sein, in der spezifischen Struktur bzw. Konfiguration der ihre Zellen aufbauenden Proteinmoleküle beruht. Daß die Blaualgen als Erstbesiedler kürzlich entstandener Landflächen, von Wüsten, Sanddünen, Steppen oder überhaupt Böden, denen anorganische Nährstoffe mangeln, erscheinen, beruht auf ihrer Fähigkeit, atmosphärischen Stickstoff zu binden. Dabei ist bemerkenswert, daß vor allem viele fädige Formen molekularen Stickstoff reduzieren können. Wahrscheinlich sind am Prozeß der N2-Fixierung obligonitrophile, in den Gallertscheiden der Blaualgen lebende Bakterien beteiligt. Zu den N2-Bindern gehören unter anderem Arten der Gattungen Gloeocapsa, Nostoc, Tolypothrix, Anabaena, Anabaenopsis, Cylindrospermum, Calothrix, Phormidium, Mastigocladus und Schizothrix. In Japan wird der Stickstoffbinder Tolypothrix tenuis kultiviert und die Rohkultur dem Wasser der Reisfelder zugegeben. Ertragssteigerungen bis 120 % konnten erzielt werden. In ähnlicher Weise werden in Indien unfruchtbare Salzböden (»Uzars«) rekultiviert. 3 Jahre nach dem Ausbruch des Vulkans Krakatau im Jahre 1883 fanden sich auf der Aschen- und Tuffoberfläche gallertig-schleimige Lager von Anabaena, Lyngbya, Symploca und Tolypothrix. Auch unter den Erstbesiedlern der Vulkaninsel Surtsey, die 1963 vor der Südküste Islands entstand, befinden sich N2-bindende Blaualgen.

Es ist möglich, daß die N2-Bindung auch die Ursache für das Vorherrschen von Blaualgen im Plankton unserer Seen und Teiche in Zeiten ist, da der allgemeine Mangel an verwertbaren Stickstoffverbindungen die Entwicklung anderer Planktonalgen hemmt. Überhaupt haben Blaualgen an der phototrophen Produktion, der »Urproduktion« unserer Binnengewässer, einen erheblichen Anteil. Unter günstigen Bedingungen entfalten sich viele von ihnen so massenhaft, daß sie sichtbare Überzüge an der Wasseroberfläche, sogenannte »Wasserblüten«, bilden. Bei einigen Blaualgen wurde von dieser Eigenschaft der wissenschaftliche Artname abgeleitet, z.B. Microcystis flos-aquae, Anabaena flos-aquae und Aphanizomenon flos-aquae (lat. flos = Blüte; aqua = Wasser). Mehr als 40 verschiedene Blaualgen sind dazu besonders befähigt, da sich in ihren Zellen mit Stickstoff gefüllte Gasvakuolen entwickeln, die sie spezifisch leichter als Wasser machen. Die Wasserblütenbildung ist wirtschaftlich bedeutsam, bildet doch die in ihnen entwickelte Biomasse (pro ha 300 kg Trockensubstanz) die Nahrungsquelle für viele Wassertiere (Wasserflöhe!) und Bakterien. Fischteiche mit einer Wasserblüte von Aphanizomenon flos-aquae sind in der Regel sehr ertragreich. Durch Kalken und Düngung mit Superphosphat sucht sie der Fischwirt künstlich hervorzurufen. Sind solche Blaualgenmassen im Wasserkörper gleichmäßig verteilt, so spricht man von »Vegetationsfärbungen«: Die Flocken von Aphanizomenon flos-aquae können das Gewässer deutlich grün färben. Freilich können Wasserblüten auch negative Effekte hervorrufen. Vergiftungsfälle im Fischbestand und übler Geruch von Trinkwasser rühren oft von derartigen Massenentfaltungen her.

Vielfältig sind die Beziehungen zwischen Blaualgen und anderen Organismen. In der Kieselalge Rhizosolenia lebt Richelia intracellularis, Nostoc sphaericum kommt in den sackartigen Ausstülpungen des Pilzes Geosiphon pyriformis vor; die farblose Grünalge Gloeochaete wittrockiana beherbergt einen Synechococcus, Chalarodora azurea eine Rhabdoderma; Glaucocystis nostochinearum und Cyanoptyche gloeocystis werden von einem Nostoc »bewohnt«. Auch in den Cryptomonaden (?) Peliaina cyanea, Cyanophora paradoxa und Chroomonas gemma sowie im Wurzelfüßler Paufinella chromatophora kommen blaualgenartige »Organellen« vor. Das Zusammenleben der verschiedenartigen Organismen miteinander heißt Syncyanose, das Konsortium selbst Cyanom und die endobiontischen Blaualgen nennt man Cyanellen. Die Erscheinung hat zu der Vorstellung angeregt, daß die Chromatophoren der höheren Pflanzen ursprünglich unabhängige Organismen waren, die in Zellen eingedrungen sind, sich als intrazelluläre Symbionten etabliert und schließlich in Organellen der Wirtszelle umgewandelt haben.

Besonders bekannt ist die Symbiose von Blaualgen mit Flechtenpilzen. Arten der Gattungen Chroococ cus, Gloeocapsa, Nostoc, Calothrix, Scytonema, Stigonema, Rivularia und Dichothrix sind hier zu nennen. In der Gallertflechte Collema und der Fadenflechte Ephebe dominieren die Blaualgen und formen das Lager, in anderen Fällen dominieren die Pilze (z. B. Placynthium), so daß die Identifizierung der Blaualge (in diesem Falle Dichothrix) sehr erschwert wird. Die Alge, die an der Symbiose beteiligt ist, heißt Phykobiont (Gonidie), der Pilz Mykobiont.

Auch in höheren Pflanzen kommen Blaualgen vor. Nostoc­ und Anabaena-Arten leben in den Atemhöhlen verschiedener Moose (Blasia, Clavicularia, Anthoceros); in den Höhlungen der Blattlappen des Wasserfarns Azolla americana findet sich Anabaena azollae, intrazellulär in den Wurzeln der Palmfarne Cycas und Zamia Nostoc punctiforme. Auch Gunnera (Gallertkanäle des Rhizoms) und Trifolium (Wurzelknöllchen) beherbergen bestimmte NostocArten.

Über die Natur der verschiedenen Symbiosearten herrscht noch keine Klarheit. In einigen Fällen können Wirt und Blaualge getrennt und dann sogar besser leben, in anderen Fällen scheint der Wirt unter der Abwesenheit der Blaualge zu »leiden«. Vielleicht spielen die Assoziationen für die Stickstoffversorgung des Wirtes eine Rolle, da sich unter den endosymbiontischen Blaualgen viele Stickstoffbinder befinden. Die wirtschaftliche Bedeutung der Blaualgen ist gering. In China wird Nostoc commune var. flagelliforme (»Fa-Tsai«) als Proteinquelle für Mensch und Tier genutzt (einst von den Azteken als »teacitlatl«). Heute spielen Spirulina-Massenkulturen eine Rolle bei dem Versuch, Algen als Proteinquelle industriell zu verwerten.

 

1.7 Das System

Das System der Blaualgen ist ein Provisorium. Die relative »Merkmalsarmut«, die Variabilität der taxonomisch bewerteten Merkmale, die Schwierigkeiten der Artabgrenzung und die Unsicherheiten in der Beurteilung der Evolutionsrichtungen angesichts des hohen Alters der Gruppe machen ein hierarchisches, natürliches System und damit eine befriedigende Ordnung der Formenmannigfaltigkeit vorläufig noch unmöglich. Unsere Darstellung folgt im wesentlichen den Vorstellungen Geitlers.

 

2. Abteilung Blaualgen, Cyanophyta

2.1 Ordnung Kugelblaualgenartige, Chroococcales

Die hier zusammengefaßten etwa 30 Gattungen bilden Lager in Form von Beschlägen, Krusten oder Einbettungskolonien, deren Einzelzellen untereinander gleichartig sind und nicht wirklich fadenförmig wachsen. Die meist kugeligen oder stäbchenförmigen Zellen sind nicht in Basis und Spitze differenziert und oft von einer schleimigen und geschichteten Membran umhüllt. Sie vermehren sich durch einfache Zweiteilung, die sich vielfach innerhalb der äußeren Membranschichten vollzieht, so daß die Hüllen ineinandergeschachtelt erscheinen. Endosporen, Exosporen oder Heterozysten sind unbekannt.

Familie Chroococcaceae

Die vor allem im Süßwasser verbreitete Familie enthält zahlreiche Vertreter des Seen- und Teichplanktons.

Die rund 20 Arten umfassende Gattung Microcystis ist kosmopolitisch verbreitet. Ihre Zellen sind in eine gemeinsame, strukturlose Gallerte eingelagert und formen netzartig durchbrochene Einbettungskolonien. Viele Arten sind typische Plankter in nährstoffreichen Gewässern. Hier treiben sie, besonders in der warmen Jahreszeit und zusammen mit Arten anderer Gattungen, frei an der Wasseroberfläche und rufen Wasserblüten hervor. Die bis über 1 mm großen Kolonien von Microcystis aeruginosa, Microcystis flos-aquae und die kleineren von Microcystis viridis werden dabei gelegentlich durch Wind und Wellenschlag an Seen- und Teichufern zusammengeschwemmt, so daß sich dort breite, gelblichgrüne Säume bilden. Andere Arten, so Microcystis ichthyoblabe und Microcystis toxica, sind giftig für Fische und Rindvieh (Tränke!).

Auch unter den rund 25 Arten der Gattung Chroococcus, der Kugelblaualge, finden sich echte Plankter, so Chroococcus limneticus, der sogar im Brackwasser vorkommt. Die meisten Arten leben jedoch in der Uferregion der Seen, in Hochmooren (z. B. Chroococcus turgidus), Torfsümpfen und Thermen; andere überziehen feuchte Mauern oder Felsen (Chroococcus rufescens) mit ihren gefärbten Gallertlagern, in denen die Einzelzellen zu zweien, vieren oder mehreren in Kolonien mit dicht anliegenden, oft deutlich ineinandergeschachtelten Hüllen zusammenliegen.

Synechococcus maximus

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Synechococcus maximus aus lsland, typische chroococcale Blaualge, deren Zellen von einer dünnen, farblosen Hülle umgeben sind.

Kokkale Blaualgen

Bildquelle: nach Fott

Kokkale Blaualgen. 1 Synechococcus aeruginosus,2 Microystis aeruginosa, a Koloniehabitus, b junge Kolonie, Zellen mit Gasvakuolen, 3 Chroococcus turgidus, 4 Gloecapsa ralfsiana (nach Fott)

Ausgedehnte epi- oder endopetrische Lager bilden viele der 40 Arten der Gattung Gloeocapsa, der »Gallertkapsel«. Wie bei Chroococcus umhüllt geschichtete, ineinandergeschachtelte, gefärbte Gallerte, die jedoch typisch blasig aufgetrieben ist, die kugeligen Einzelzellen. Gloeocapsa alpina bildet an kalkberieselten Felswänden warzige, violette bis schwärzliche Krusten (»Zitzensinter«, »Tintenstriche«), Gloeocapsa sanguinea hingegen lebhaft rote, mit bloßem Auge sichtbare Gallertlager auf Silikat- und Kalkuntergrund.

Die regelmäßigen, flach tafelförmigen, gallertigen Kolonien von Merismopedia, dem »Teiltäfelchen«, finden sich am Grunde stehender oder fließender Gewässer und können bis über 1 mm groß werden; z. B. Merismopedia convoluta. Merismopedia elegans und Merismopedia tenuissima treten sekundär planktisch im Süß- und Brackwasser auf.

 Teiltäfelchen Merismopedia punctata

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Das Teiltäfelchen (Merismopedia punctata) von Surtsey, dessen Einzelzellen durch gemeinsame Gallerte verbunden und in einschichtigen »Täfelchen« regelmäßig angeordnet sind.

Familie Entophysalidaceae

Die meist kugeligen oder ellipsoidischen Zellen wachsen fadenartig und fügen sich zu krustenförmigen Lagern zusammen. Sie bilden dabei aufrechte, radial angeordnete Reihen oder produzieren Schleimstiele. Planktische Formen sind nicht bekannt.

Die Einzelzellen der Krusten der Gattung Entophysalis erinnern mit ihren aufgeblühten Schleimhüllen stark an die von Gloeocapsa. Entophysalis granulosa läßt die Wände der Uferfelsen der Binnenseen 20 cm über und unter der Wasserlinie braungestreift erscheinen. Entophysalis deusta färbt die im Flutbereich gelegenen Zonen heller Küstenfelsen schwarz. Sie kann in Formen auftreten, die Arten der Gattungen Hyella und Scopulonema ähneln.

 

2.2 Ordnung Rippenkapselartige, Pleurocapsales

In dieser etwa 20 Gattungen umfassenden Gruppe finden sich festsitzende, meist epiphytisch oder epipetrisch in stehenden und besonders fließenden, meist nährstoffarmen Gewässern lebende Formen, die sich von den Chroococcalen durch die Bildung von Endosporen unterscheiden. Die krusten- bis sohlenförmigen, pseudoparenchymatischen Lager sind aus gloeocapsaartigen Einzelzellen zusammengesetzt.

Familie Pleurocapsame

Die manchmal in Basis und Spitze differenzierten Zellen sind mit festen oder gallertigen Membranen umhüllt. Sie formen flache, krustenförmige Lager.

Die Gattung Pleurocapsa, die »Rippenkapsel«, umfaßt etwa 10 Arten. Pleurocapsa cuprea ist durch ihre kupferrotgefärbten Überzüge an Steinen in Gebirgsbächen leicht erkennbar; Pleurocapsa fluviatilis bildet dicke, im Alter oft hohle Krusten aus kurzen Fäden. Pleurocapsa fugliginosa wächst an Küstenfelsen in der Ebberegion.

Familie Hyellaceae

Die typisch polarisierten Einzelzellen bringen Fäden mit Spitzenwachstum hervor, die sich verzweigen und pseudoparenchymatische, oft erhabene, halbkugelförmige Lager entwickeln.

Die Gattung Hydrococcus, die „Wasserkugel“, ist in schnellfließenden Gebirgsbächen zu Hause. Ihr anfänglich scheibenförmiges Lager setzt sich schließlich aus langen, aufrechten Fäden zusammen. Hydrococcus rivularis fällt durch kissenartige, höckrige, submerse Lager auf Steinen, an Wassermoosen und Fadenalgen auf.

Bei der nahe verwandten Gattung Xenococcus bestehen die aufrechten Fäden nur aus 2 bis 4 Zellen, deren Endzelle deutlich vergrößert ist. Die dünnen, blau- bis olivgrünen Krusten Xenococcus rivularis sind für kalkarme Mittelmeergebirgsbäche charakteristisch.

Die Arten der Gattung Hyella kriechen in Fäden auf steinigem Substrat oder auf Schneckenschalen; einige Fäden dringen in das Substrat ein. Die Einzelzellen sind in eine dicke, geschichtete, gallertige Membran eingehüllt. Hyella fontana lebt in kalkhaltigen Gebirgsbächen.

 

2.3 Ordnung Dermocarpales (Chamaesiphonales)

Die Dermocarpales sind eine relativ natürliche, 6 Gattungen umfassende Ordnung, die von den Chroococcalen abgeleitet werden kann. Im Gegensatz zu diesen ist bei ihnen die einzelne Zelle stets deutlich in Basis und Spitze differenziert. Die Basis, mit der die Zelle untergetaucht auf Steinen oder größeren Algen festsitzt, ist meist als kurzer Gallertstiel ausgebildet. Die Einzelzelle wandelt sich mehr oder weniger vollständig in ein Sporangium um, dass Endo- oder Exosporen hervorbringt. Die Sporen werden in der Regel durch Aufreißen oder Abschnüren des Spitzenteils des Sporangiums frei.

Familie Dermocarpaceae

Die polarisierten, meist einzeln lebenden Zellen sind vorwiegend auf anderen Algen im Meerwasser zu finden.

Bei den Dermocarpa-Arten entstehen die Endosporen durch sukzedane Zerteilung des in ein Sporangium umgewandelten Zellinneren. Die basale Zelle kann steril sein, im geöffneten Sporangium zurückbleiben und zu einem neuen Endosporangium werden. Die tütenförmige Wand des geöffneten Sporangiums wird Pseudovagina genannt. Dermocarpa violacea bildet ausgebreitete, rosenrote; Dermocarpa prasina polster- bis halbkugelförmige, blau- bis olivgrüne Lager auf anderen Meeresalgen.

Bei Siphononema, dem Scheidenfädchen, führt der gleiche Teilungsmodus nur zu vegetativen Teilungsprodukten, die in der Pseudovagina verbleiben, ein mehrzelliges Lager bilden und schließlich aus der geöffneten Pseudovagina herauswachsen. Einzelne Zellen können sich aus dem Verband lösen und die Aufgabe von Sporen übernehmen. Siphononema polonicum kommt in Bergbächen vor, wo sie dicke, orange- bis rotbraune Krusten auf Steinen bildet.

Familie Chamaesiphonaceae

Die polarisierten Zellen leben einzeln oder bilden Kolonien durch Exosporen, die mit der Mutterzelle verbunden bleiben. Sie leben vorwiegend epiphytisch oder epipetrisch im Süßwasser.

Die etwa 25 Arten der Gattung Chamaesiphon, der Zwergscheide, kommen vor allem in schnellfließenden Bächen untergetaucht auf Steinen, Moosen und Fadenalgen vor. Dabei können sie in solchen Massen gedeihen, daß die Bachbetten gefärbt erscheinen. Besonders bemerkenswert ist die Art der Fortpflanzung. Dabei wandeln sich die Zellen in Sporangien um und schnüren am apikalen Ende Ketten von Exosporen ab. Die entstehende Exospore kann sich am Rand der Pseudovagina niederlassen und festsetzen, selbst wieder eine Pseudovagina und Exosporen bilden und so stockwerkartige Zellschichten hervorbringen. Die Pseudovaginen sind bei Chamaesiphon ferrugineus durch Speicherung von ausgeschiedenem Eisenhydroxid rostrot gefärbt. Die gebildeten Krusten sind mit bloßem Auge sichtbar. Das gilt auch für die braunen, dünnen, einschichtigen Krusten von Chamaesiphon fuscus, einer Charakterart der katharoben Zone der Bäche.

2.4 Ordnung Schwingfadenartige, Oscillatoriales (Hormogonales)

Zu dieser großen, je nach Auffassung 13 bis 31 Familien umfassenden Gruppe werden diejenigen Blaualgen gerechnet, deren Lager aus ein- oder mehrreihigen Fäden gebildet werden. Dabei bestehen die Zellfäden (Filamente) aus der eigentlichen Zellreihe, dem Trichom, und der sie umhüllenden Scheide, der Vagina. Die Trichomzellen haben dünne, getüpfelte Zellwände und sind untereinander durch Plasmodesmen verbunden. Sie bilden morphologisch und physiologisch eine Einheit. Den Trichomen kann eine Scheide fehlen; sie sind dann »nackt«. Sie pflanzen sich durch Hormogonien oder Dauerzellen, selten durch Planokokken fort. Heterozysten werden hier und da, Sporen nur bei der marinen Herpyzonema entwickelt.

Blaualgen

Bildquelle: nach Fott

1 Stigonema informe, mehrreihige, unregelmäßig verzweigte Fäden mit seitlichen Heterozysten (H), 2 Tolypothrix byssoidea, Fadenstück mit unechter Verzweigung, 3 Mastigocladus laminosus, 4 Scytonema myochrous. unechte Verzweigung (nach Fott)

Tolypothrix spec.

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Tolypothrix spec. von Gran Canaria mit heller erscheinenden Grenzzellen, unterhalb deren sich die Fäden meist verzweigen.

Familie Stigonemataceae

Ihre Vertreter bilden rasenartige oder filzigschwammartige Lager, die aus gekrümmten, feinen, echt verzweigten Fäden bestehen. Die meist niederliegenden Hauptäste entwickeln oft Dauerzellen, die senkrecht aufsteigenden Seitenäste tragen Hormogonien. Die Grenzzellen liegen meist interkalar oder lateral. Die Familie ist weltweit verbreitet und bevorzugt saure Moorgewässer, feuchte Silikat- und Kalkgesteine sowie Thermen.

Die meist an Felsen und Mauern lebende Gattung Stigonema umfaßt rund 25 Arten. Stigonema mammitlosum entwickelt dunkelbraune, schwammige, bis 12 mm hohe amphibische Lager, während die von Stigonema ocellatum, einer typischen Hochmoorform, nur bis 3 mm hoch werden. Einige Arten bestimmen als Gonidien von Flechten (Ephebe) deren Erscheinungsbild.

Eine typische Thermalalge ist Fischerella thermalis, deren teppichartige, oliv- bis schwärzlichgrüne Lager bis 1 mm hoch werden.

Familie Mastigoeladaceae

Die vor allem in Thermen verbreiteten Formen bilden häutige Gallertlager, die aus V-förmig scheinverzweigten Fäden bestehen. Die Äste treten als Hormogonien zwischen 2 benachbarten Zellen aus.

Mastigocladus laminosus ist in heißen Quellen weltweit verbreitet und entwickelt lederig-häutige, flach ausgebreitete, blaue bis blaugrüne Lager.

Familie Scytonemataceae

Auch hier sind die Fäden scheinverzweigt; die Äste treten meist in der Nachbarschaft von Grenzzellen aus. Die Fäden sind aus einzellreihigen Trichomen und Scheiden zusammengesetzt; sie laufen nicht in Schleimhaare aus.

Die Gattung Tolypothrix, der »Knäuelfaden«, umfaßt etwa 20 Arten. Tolypothrix tenuis kommt untergetaucht an Wasserpflanzen, sowohl limnisch als marin, vor, Tolypothrix byssoidea lebt amphibisch an feuchten Felsen. Tolypothrix lanata fällt in stehenden Gewässern durch schwarze, büschelige, bis 2 cm lange Lager auf, Tolypothrix cucullata überzieht mit etwa 1 cm2 großen, dunkel- bis braungrünen Polstern die faust- bis kopfgroßen Kalksteine in periodisch trockenfallenden Bergbächen.

Die Gattung Scytonema, der Lederfaden, bildet große, meist stark gebräunte, oft fellartige Lager auf nassem, periodisch oder dauernd überschwemmtem Gestein. Die Scheiden ihrer paarig-scheinverzweigten Fäden sind parallel geschichtet und kaum dicker als die Fäden selbst. Besonders bekannt ist Scytonema myochrous, das Mäusefell, das auf feuchten Felsen an den schwärzlichen, in Richtung des herabfließenden Wassers ausgedehnten streifigen Überzügen (»Tintenstrichen«) erkennbar ist.

Nur durch die auffälligen, trichterförmig-aufgequollen geschichteten Scheiden, die viel dicker als die Fäden selbst sind, unterscheiden sich die Petalonema-Arten von denen der Gattung Scytonema. Petalonema alatum entwickelt an nassen Felsen der Kalkgebirge etwa 1 cm große Lager mit vorn geröteten Fäden und innen gelbroten, außen farblosen Scheiden. Petalonema crustaceum besiedelt mit 1 cm dicken, dunklen Krusten stark verkalkte Tuffquellen.

Familie Rivulariaceae

Die immer einzellreihigen Trichome verjüngen sich meist zu verschleimenden Haaren. Frühzeitig polarisieren sich die Fäden in Spitze und Basis; die Spitze bildet das Haar, die Basis wird teilungsunfähig und entwickelt oft Heterozysten. Aus der teilungsfähigen Mitte des Trichoms können Seitenäste entstehen. Die Trichome ordnen sich mehr oder weniger radiär an und formen festsitzende Halbkugelpolster oder pelagische Kugelpolster.

In stehenden und langsamfließenden, meist nährstoffreichen Gewässern fallen die Kugelpolster der Gattung Gloeotrichia, des Schleimigels, auf. Gloeoetrichia natans sitzt anfangs als schmutzig-olivgrün, meist 1 cm bis 1 dm große Gallertkugel an untergetauchten Wasserpflanzen fest, löst sich später ab und schwimmt an der Wasseroberfläche. Im Sommer entwickelt die kleinere Gloeotrichia echinulata grießliche Wasserblüten. Gloeotrichia pisum sitzt als harte, erbsengroße, schwärzlichgrüne Gallertkugel an Pflanzenteilen fest und löst sich nur selten ab.

Ähnliche Standorte bevorzugt die 20 Arten umfassende, nahverwandte Gattung Rivularia, die Bachflocke, die sich von Gloeotrichia nur durch das Fehlen von Dauerzellen unterscheidet. Die radial-strahligen, anfangs halbkugelig-polsterförmigen, später ausgebreitet-rasigen Gallertlager von Rivularia haematites verkalken stark, imprägnieren sich mit Eisenhydroxid, können 1 bis 3 cm dick werden, weisen Jahresschichten auf und kommen besonders in kalkreichen Bächen und Flüssen vor. Ungeschichtet und weniger stark verkalkt bleiben die höchstens 1 cm dicken Lager der rotbraunen Rivularia rufescens und der schwarzgrünen Rivularia dura. Rivularia atra ist auf Steinen, Holz und an Algen an der Wasserlinie der Meeresküsten weltweit verbreitet.

Die Trichome der 30 Arten umfassenden Gattung Calothrix, der Schönfaser, sind kaum verzweigt. Viele ihrer Arten sind thermophil, z. B. die besonders in Schwefelthermen blaugrüne Lager bildende Calothrix thermalis. Temperaturen über 60 °C erträgt Calothrix calida. Dünne, teilweise endopetrische, braunschwarze Krusten zeichnen Calothrix parietina aus, die in der Wellenschlagzone von Bächen und Seen, aber auch im Meerwasser lebt.

Rivularia atra

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Rivularia atra, Bewuchs auf Steinen. Die auffällige Blaualge ist an der Wasserlinie der Meeresküsten weit verbreitet.

Familie Nostocaceae

In dieser Familie ist die Tendenz zur Gallertbildung sehr ausgeprägt, so daß oft große, mit bloßem Auge sichtbare Lager entstehen. Die Fäden sind einzellreihig und fast stets unverzweigt, haben kugelige Grenzzellen und lagern, oft rosenkranzartig gewunden, in dicken, verquellenden Gallertscheiden. Haarbildung kommt nur bei Aphanizomenon vor.

Die Typusgattung Nostoc, der »Schleimling« oder »Zittertang«, umfaßt rund 40 Arten, die ganz verschiedene Lebensstätten bewohnen. So kommt Nostoc commune, die »Sternschnuppe«, unter anderem an extrem trockenen Standorten, z. B. zwischen Ruderalpflanzen auf sonnenexponierten Schotterflächen, vor. Sein Lager ist dann blattartig-dünn und leicht bröckelig. Die Entwicklung zu gekröseförmigen, schwarzolivgrünen Lagern erfolgt meist nach gewittrigem Regen (»Tremella meteorica nigra«). Andere Arten, so Nostoc zetterstedtii oder Nostoc kihlmannii, können planktisch leben. Am Grunde der Seen (»epipythmenisch«) siedeln die meist pflaumengroßen, glattberindeten Lager von Nostoc pruniforme, das regelrechte Entwicklungszyklen von planktischen Hormogonien über junge, epiphytische Lager bis zur benthischen, kugeligknolligen, olivgrünen, reifen »Seepflaume« durchmacht. Grobhöckerig „berindet“ sind die bis 10 cm großen Lager von Nostoc verrucosum, Nostoc sphaericum lebt in den Höhlungen von Lebermoosen (Jungermanniales), Nostoc punctiforme in Wurzelknöllchen von Cycas und Trifolium. Nostac-Lager können in sogenannte Gallertflechten umgewandelt werden.

Blaualgen

Bildquelle: nach Fott

1 Gloeotrichia natans, a Teil einer Kolonie, b Basalteil eines Fadens mit einer Heterocyste (H) und Dauerzelle (D), 2 Calothrix parietina, 3 Nostoc commune, Teil einer Kolonie, 4 Lyngbya martensiana, Faden mit fester Hülle (nach Fott)

Wasserpflaume

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Die Wasserpflaume, Nostoc pruniforme, wächst am Grunde unserer Seen.

Die Lager der rund 100 Arten umfassenden Gattung Anabaena, dem Schnurfaden, bestehen aus scheidenlosen, meist vereinzelten Fäden, deren Grenz- und Dauerzellen im Gegensatz zu denen von Nostoc nicht endständig sind. Oft entwickeln sie Wasserblüten, so Anabaena flos-aquae, deren mit bloßem Auge sichtbare Lager aus knäuelig verflochtenen und oft mit Glockentierchen besetzten Fäden bestehen. Bei Anabaena spiroides sind die Fäden regelmäßig schraubig gewunden, bei Anabaena elliptica dagegen »schnurgerade«. Freien Stickstoff können viele Anabaena-Arten binden, z. B. Anabaena cylindrica, Anabaena oryzae aus indischen Reisfeldern beschrieben – und Anabaena variabilis.

Anabaena spec.

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Anabaena spec. von Gran Canaria in typischer »schnurfadenförmiger« Ausbildung mit Grenzzellen (Heterocysten)

An Fichtennadeln erinnern die mit bloßem Auge sichtbaren und in nährstoffreichen Seen und Teichen massenhaft auftretenden Fäden von Aphanizomenon flosaquae, der „Sichelalge“. Ihre Produktivität wird in der Teichwirtschaft durch Kalk- und Phosphatdüngung erhöht.

Die Knotenschnur, Nodularia spumigena, bildet in Teichen, aber auch im Salzwasser große, schaumige Massen. Eine Wasserblüte am Kleinen Jasmunder Bodden auf Rügen führte vor wenigen Jahren zu einem Entenmassensterben durch giftige Zersetzungsprodukte.

Familie Oscillatoriaceae

Die »Schwingfäden« bilden strang-, verhau- oder bündelförmige Lager aus unverzweigten, geraden Fäden, deren Zellen untereinander gleich oder bei denen nur die Endzellen von einer Art »Kalyptra« haubenförmig bedeckt sind und dadurch »kopfig« erscheinen. Die charakteristischen Kriech- oder Schwingbewegungen der scheidenlosen Formen haben der Familie den Namen gegeben.

Die Gattung Oscillatoria (mit mehr als 100 Arten) ist vielleicht ein sekundär vereinfachter Typ einer hormogonalen Blaualge. Sie pflanzt sich durch Hormogonien fort. Die Trichome bewegen sich durch charakteristische pendelartige Schwingungen und Drehungen um ihre Längsachse, wodurch typisch strangförmige Lager entstehen. Im Stillwasser auf schlammigem oder festem Grunde, meist an der Oberfläche von H2S-haltigem Schlamm, finden sich verhauartige Lager, in denen die Trichome locker und scheinbar regellos durcheinanderkriechen und durch dünnflüssigen Schleim im Verband gehalten werden. Typische Plankter sind Oscillatoria agardhii, Oscillatoria sancta, Oscillatoria lacustris und Oscillatoria redekii, die durch ihre blaugrüne Farbe hervorstechen. In der kühlen Jahreszeit entwickelt Oscillatoria rubescens rote Wasserblüten, das sogenannte Burgunderblut. An den Ufern von Alpenseen treten rotbraune bis braunviolette Überzüge von Oscillatoria borneti auf. Die schwärzlichen Flocken von Oscillatoria nigra leben in schwach verunreinigten Quellen und Brunnen. Dunkelstahlblaue Lager von Oscillatoria boryana finden sich in Thermen.

Phormidium äutumnale

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Phormidium äutumnale von Surfsey mit typischer Aufrollung der Trichome

Schizothrix lardacea in Microcoleus-Wuchsform

Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Schizothrix lardacea in Microcoleus-Wuchsform. Erstbesiedler der 1963 entstandenen Vulkaninsel Surtsey vor Island. Beachte die gedrallten, zu einem Strang vereinigten Trichomgruppen!

Nur durch ihre spiralig gewundenen Trichome unterscheidet sich die Gattung Spirulina, die Schraubenfaser, von Oscillatoria. In Natronseen, z. B. im Tschad (Afrika), lebt Spirulina platensis. Sie wird zu Algenkuchen verarbeitet und gegessen. Der hohe Eiweißgehalt der Zellen macht sie für Massenkulturen geeignet, die vor allem in Frankreich betrieben werden.

Die flachen, dem Substrat mehr oder weniger angehefteten, hautartigen Lager der Gattung Phormidium, der Wattenfaser, bestehen aus gallertig-verklebten Trichomen. Das dunkelblaugrüne Phormidium favosum lebt an Krustensteinen in Seen und Flüssen.

Trichodesmium kommt in den tropischen Meeren in großen Mengen vor. Trichodesmium erythraeum hat lebhaftrot gefärbte Trichombündel und erzeugt Vegetationsfärbungen. Das Rote Meer soll ihm seinen Namen verdanken.

Mit über 100 Arten gehört Lyngbya zu den artenreichsten Gattungen. Sie entwickelt feste, ausdauernde Scheiden, kommt untergetaucht im Süßwasser, im Meer und in Thermen vor; einige Arten leben aerophytisch.

An nassen oder feuchten Flächen wachsen die strangförmigen Lager von Microcoleus, dem Scheidenfaden, die durch ihre stark verschleimenden, viele Fäden enthaltenden Scheiden ausgezeichnet sind. Der dunkelblaugrüne Microcoleus vaginatus lebt auf periodisch nassen Böden, Microcoleus steenstrupii in Thermen. Microcoleus lacustris kommt untergetaucht im Wasser von vielen Seen vor.

Sehr verbreitet am Ufer kalkreicher Gewässer, Seen oder Quellen sind die gelbroten bis violetten, kaum verkalkten Lager von Schizothrix lateritia. Die blaugrüne Schizothrix fasciculata besiedelt die Krusten- und Furchensteine im Litoral und Sublitoral kalkreicher Seen. Auffällig sind die schwärzlichen Lager von Schizothrix friesii, die mit ihren über 1 cm hohen, farblosen Scheiden über Sphagnum und anderen Moosen in feuchtschattigen Bergwäldern vorkommen.

Die farblosen Scheiden von Symploca, dem »Schopfbündel«, enthalten nur einen Faden. Symploca borealis bevorzugt feuchte Felsen, Symploca thermalis Thermen und Symploca muscorum wächst in stehenden Gewässern und auf feuchter Erde.

***

Mit freundlicher Genehmigung des Autors:
Prof. Dr. rer. nat. habil. S. Jost Casper

Literatur-Quelle:
URANIA Pflanzenreich
Niedere Pflanzen
2. Auflage 1997
Urania-Verlag Leipzig Jena Berlin




Eine Oma, eine Ente, viel Gülle und das Verschlechterungsverbot

Eine Million entenfütternde Omas gegen Biogasanlagen und die industrielle Landwirtschaft!

Glosse aus dem März 2012

Wer gewinnt?

Dumme Frage!

Die Oma jedenfalls nicht!

Soll dieser Erpel – auch wenn es ein Männchen ist – wirklich verhungern?

Wenn das Gutgemeinte in der Verwaltung zum Terror mutiert…

„Ein ehrsamer Bürger, tierlieb und Freund der bedrohten Natur, nimmt sich der Fütterung von Enten an, die an dem kleinen Flüsschen, das sich traut durch unser Tal windet, ihre Freizeit verbringen und gerne mal ein Bröcklein trocken Brot von der Laufkundschaft entgegennehmen.

Gemach, lieber Tierfreund! Du hast Entscheidendes nicht bedacht.

Zur Labung tierischen Federviehs bist du nicht berechtigt.

Das „Wasserhaushaltsgesetz“ verbietet nämlich grundsätzlich das „Einbringen fester Stoffe“ in das Flüsslein, um „gesundheitlichen Gefahren“ vorzubeugen.

Dies schien dich, lieber Tierfreund, nicht von deinen Liebesbezeugungen an das einfältige Federvieh abhalten zu können. Der Mann war, so der besorgte Leserbrief, „mit großen Mengen Futter“ zu Gange, in der irrigen Meinung, hier Gutes für Gottes quakende Geschöpfe zu tun. Völlig vergessen schien er zu haben, dass die Tiere dadurch „von ihrem natürlichen Lebensraum entwöhnt“ würden, indem sie, Kreuzfahrt-Touristen gleich, zu oft an Land gingen, um es sich dort gut gehen zu lassen.

Ach ja, dass der Tierfreund vielleicht ein einsamer Mensch ist, der den Umgang mit diesen Tieren braucht, um nicht in die Verzweiflungsfalle alternder Menschen zu geraten, braucht unsere Gesetzeslust und Prinzipientreue nicht zu stören. Gesetz ist Gesetz.“

Quelle: Deutschland – Land der Verbote, von Josef Hueber

Also rein menschlich gedacht:

Wir sollten zuallererst die Natur kennen, die wir verwalten möchten!

Das Drama wäre nicht passiert, wenn ein gewisses klitzekleines ökologisches Grundwissen bei der deutschen Verwaltung der Gewässer nicht die Ausnahme wäre.

Andererseits: Passiert wäre es schon, aber man hätte einfach weggeschaut und man muss nicht alles beweisbar wissen müssen.

Gleiche Latte angelegt, dann wäre es auch in mancher Verwaltung verständlich, dass selbst die lässlichen Sünden Millionen entenfütternder Omas im Verhältnis zu der Nährstoffschwemme der industriellen landwirtschaftlichen Produktion und aus den wohllöblichen Biogasanlagen völlig unbedeutend, aber menschlich und kulturell gesehen höchst wertvoll sind.

Als die Oma noch ein kleines Mädchen war, hat sie auch Enten gefüttert und keiner hat sich aufgeregt. (Insofern stimmt es schon, dass Deutschland immer schneller zu einer Verbotsrepublik mutiert.)

Dicke Enten schmecken nun mal besser.

Ich gestehe: Ich habe diesen Vogel gefüttert!

Und selbst wenn mal ein Fisch nach Luft schnappt.

Na und?

Dann bitte beweist erst einmal, dass ausschließlich die Enten fütternde Oma daran schuld war.

Zu dem:

  1. Wo bleibt die Ehrfucht vor dem Alter?
  2. Wer zählt die geschredderten Vögel in der Luft?
  3. Wer zählt die Millionen toten Fische, die wegen des Gewässerschutzes durch übermäßige Gewässerreinhaltung verhungern?

Auch sind viele Wassertiere auf partikulären BSB angewiesen, dessen Einleitung den Betreiber von Kläranlagen wiederum bei Strafe verboten  ist.

Und so könnten die Omas, wenn sie nun nicht gerade in Trinkwassertalsperren die Fische füttern, den vom Gewässer“schutz“ verursachten Artenrückgang wenigsten etwas entgegen setzen.

Der Argumentation in dem Beitrag „Wer Enten füttert, tötet Tiere“ beruht auf einem Trugschluss.

Wäre nämlich die Argumentation korrekt, dann würde es allein genügen die Enten nicht zu füttern, um die Tiere (Fische) nicht zu töten. Denn mit der Folge

„Die Folge ist ein übermäßiges Wachstum bestimmter Pflanzen- und Algenarten im Wasser und dies führt letztendlich zu einer schädlichen Nährstoffanreicherung im Gewässer. In diesen Gewässern nimmt der Sauerstoffgehalt – der für den Abbau der organischen Substanz benötigt wird – ab.“

ist auch zu rechnen, wenn Enten nicht gefüttert werden.

Ganz so simpel, wie in dem Beitrag dargestellt, reagiert die Natur nicht.  Mitunter „kippen“ die Gewässer gerade dann besonders häufig um, wenn die Grünalgen durch zu sauberes Wasser keinen Nitratstickstoff erhalten. Dann bilden sich Blaualgen und die brauchen kein Entenfutter. Es genügt für sie, wenn Phosphor nur in Spuren vorkommt. Die Folge ist die Gleiche – mit oder ohne Oma:

„Die Folge ist ein übermäßiges Wachstum bestimmter Pflanzen- und Algenarten im Wasser und dies führt letztendlich zu einer schädlichen Nährstoffanreicherung im Gewässer. In diesen Gewässern nimmt der Sauerstoffgehalt – der für den Abbau der organischen Substanz benötigt wird – ab.“

Insofern ist auch die Denitrifikation in den meisten Fällen keine Methode des Gewässerschutzes.

Aber das hat sich bei den „Gewässerschützern“, bei den Politikern und in den Verwaltungen noch nicht herumgesprochen.

Und zum Schluss:

Putzig ist auch diese Seite:  „Wasservögel“. (Ich lasse sie mal anonym.)

Im Text kann man lesen:

„Botulinus-Vergiftungen (Gift des Botulinus-Bakteriums, das im anaeroben Schlamm lebt) und das starke verschobene Geschlechterverhältnis erschweren die Existenz (der Enten) zusätzlich.“

und einer Bild-Unterschrift, dargestellt Oma mit Kind, kann man entnehmen:

„Das Füttern von Enten sollte kleinen Kindern vorbehalten sein.“

Warum, so fragt man sich?

Hat man zu viele Omas oder sind Kinder wiederstandsfähiger gegen Botulinus-Vergiftungen?

Ist es nicht auch Diskriminierung der Oma gegenüber dem Kind?

Soll das Kind gleich lernen, dass die Oma nicht das darf, was ein Kind darf?

Befürchtet man, dass Oma und/oder Kind den Botulinus-Schlamm essen oder könnte das Kind eine tote Botulinus-Ente streicheln oder gar in sie hineinbeißen?

Kinder machen so etwas!

Bei den Blaualgen – sie kommen im Sommer wieder in Mode – glauben die Medien ja auch, dass Kinder und sogar Erwachsene den Blaulagenschlamm in sich hinein löffeln und sich in ihm wälzen, wie Schweine in der Suhle.

Gäbe es keine Botulinus-Vergiftungen, wenn Oma bzw. das omageleitete Kind die Enten nicht füttern würde?

Natürlich nicht.

Es motzt jeden schwach recherchierten Artikel etwas auf, wenn man an eine Stelle – egal ob sie nun  passt oder nicht – das Wörtchen „Gift“ hineinstreuselt.

Und die Verwendung eines Fremdwortes, wie z. B. „Botulinus“, lässt erst recht auf Kompetenz schließen.

Um einem Mann Angst einzujagen hätte es einer nicht so umfangreichen Erklärung in „Wer Enten füttert, tötet Tiere“ bedurft. Es hätte genügt:

  • Ente nicht füttern
  • Botulinus
  • Fisch tot
  • Oma und Kind vergiftet

Also immer schön unverständlich bleiben und Angst verbreiten, damit niemand auf den Gedanken kommt sich etwa seines Lebens zu freuen.

Angst und Dummheit beim Kunden sind die halbe Miete beim Geschäft, bei dem die Medien zumeist kräftig mit verdienen.

Und es kommt nicht darauf an, ob eine Botschaft wahr ist.  Dafür interessieren sich sowieso nur wenige Menschen am Rande der Gesellschaft.

Es genügt für den Zweck die Botschaft zu verbreiten und diese oft genug zu wiederholen.

***

(Sachlicher Link zu Botulinus: „Verursacher des Botulismus ist das Bakterium Clostridium botulinum, das in Böden und Schlamm weltweit verbreitet ist.“ )





Die Rettung eines Sees

Nitrat macht’s woanders möglich!

Die Lösung ist bekannt, aber in Deutschland verboten, weil man hier glaubt, Nitrat sei ein Schadstoff.

„Bei einigen Seen, wie z. B. beim Trummensee in Schweden, stellte sich die erwartete Oligotrophierung auch nach mehreren Jahren, nachdem das Einzugsgebiet saniert worden war, nicht ein. Die Ursache hierfür lag in der internen Düngung des Sees, die von dem abgelagerten Faulschlamm ausging.
Es wurden Laborversuche durchgeführt, um durch Sedimentbehandlung die interne Düngung zu unterdrücken. Hierbei erwies sich die Zugabe von Nitrat als erfolgversprechend [88,89]. Es zeigte sich:
—    Die organische Substanz im Sediment wird oxidiert, während das Nitrat reduziert wird. 3 CH2O + 2 NO3 N2↑ + 3 CO2↑ + 3 H2O
—    In Sedimenten mit einem hohen Gehalt an abbaubarer organischer Substanz fördert die Zugabe von Nitrat die Bildung von Denitrifikantenpopulationen.
—    Die Produkte der Denitrifikation sind mehr oder minder biologisch inert.
—    Der Denitrifikationsprozeß läuft bei einem relativ hohen Redoxpotential ab, so daß sogar Eisensulfid oxidiert wird.  Damit steht das Eisen wieder zur Festlegung von Phosphor zur Verfügung.

Quelle:
Scharf, B., u.a.
Seenrestaurierung
(Seite 321)
in
Besch, u.a.
Limnoökologie für die Praxis
Gerundlagen des Gewässerschutzes
3. Auflage
ecomed
1992

Das Einleiten von Nitrat in Gewässer zur Minimierung oder Vermeidung einer Blaualgenblüte ist eine von mehreren Maßnahmen.

Allgemein gilt:

Wo Nitrat ist, haben Blaualgen keine Chance!

Ebenso können auch Angler zur Gewässerverschmutzung beitragen, wenn Fried- und Jungfische nicht hinreichend minimiert werden.

Diese nämlich fressen Algenfresser.

So einfach ist das. Alles brachliegendes, unnützes Hochschulwissen.

Mit anderen Worten: Wer Seen von Nitrat und Raubfischen befreit, darf sich dann darüber wundern, dass er mit Blaulagen und trübem Wasser belohnt wird!

Siehe auch:

 

 




Effizienz wasserwirtschaftlicher Maßnahmen in Ökosystemen

Wasserwirtschaftliche Maßnahmen müssen effizient sein.

Das ist naheliegend und auch der EU-Wasserrahmenrichtlinie zu entnehmen. Im Anhang III (Wirtschaftliche Analyse) der Richtlinie wurde formuliert: „Die wirtschaftliche Analyse muss (unter Berücksichtigung der Kosten für die Erhebung der betreffenden Daten) genügend Informationen in ausreichender Detailliertheit enthalten, damit

a)
die einschlägigen Berechnungen durchgeführt werden können, die erforderlich sind, um dem Grundsatz der Deckung der Kosten der Wasserdienstleistungen gemäß Artikel 9 unter Berücksichtigung der langfristigen Voraussagen für das Angebot und die Nachfrage von Wasser in der Flussgebietseinheit Rechnung zu tragen; erforderlichenfalls wird auch Folgendem Rechnung getragen:

– den Schätzungen der Menge, der Preise und der Kosten im Zusammenhang mit den Wasserdienstleistungen,
– den Schätzungen der einschlägigen Investitionen einschließlich der entsprechenden Vorausplanungen;
b)
die in Bezug auf die Wassernutzung kosteneffizientesten Kombinationen der in das Maßnahmenprogramm nach Artikel 11 aufzunehmenden Maßnahmen auf der Grundlage von Schätzungen ihrer potentiellen Kosten beurteilt werden können.“

Erfahrungen und Referenzen

Für diese nachvollziehbaren Effizienznachweise besitzen wir langjährige Erfahrungen und nutzen auch interdisziplinäre Zu- bzw. Mitarbeit.

Die Methode

Methodisch wird dabei u. a. der zusätzliche Nutzen, seine Wahrscheinlichkeit definiert und dies in das Verhältnis zu den voraussichtlichen zusätzlichen Kosten gesetzt.

Ausgangspunkt ist eine ökologisch korrekte Prüfung oder Bewertung für einen konkreten Organismus und/oder für dessen Habitat.

Dabei konzentrieren wir uns auf Tiere im und am Wasser.

Der Schwerpunkt

Letztlich geht es darum zu untersuchen:

Sind die geplanten meist zusätzlichen Schutzmaßnahmen hinreichend nützlich für den konkreten Zielorganismus sowie verhältnismäßig und verstoßen sie nicht gegen das Sparsamkeitsprinzip?

Tiere im und am Wasser

 

 




Blaualgen und Badegewässer

Jährlichen Blaualgenkampagnen in der Presse fehlt Verhältnismäßigkeit und Sachlichkeit

Empfehlungen des Umweltbundesamtes zum Schutz der Badenden vor Cyanobakterientoxinen

Die Empfehlungen des Umweltbundesamtes zum Schutz der Badenden vor Cyanobakterientoxinen sind dem Internet zu entnehmen [1].

Schaut man sich diese Veröffentlichung mal genauer an, so ist diese durchaus nachvollziehbar.

Nur eine so große Gefahr für Badende – welche die jährlich auftretenden Pressekampagnen rechtfertigen – ist aus ihr nicht abzuleiten. Der Leser mag selbst urteilen. Hier nur einige kommentierte Auszüge aus der Empfehlung:

  • „Die Mehrzahl dieser Beobachtungen wurde im Zusammenhang mit dem Genuss von kontaminiertem Trinkwasser dokumentiert.“ (Also keine gesicherte Kenntnis über Badegefahren.)
  • „Zur Exposition beim Baden liegt, neben einzelnen Kasuistiken, bisher nur eine systematische epidemiologische Untersuchung aus Australien [16] vor.“ (Kasuistiken = Einzelfälle)
  • „Welche Bedeutung derartige Reaktionen für Badende haben, kann zurzeit jedoch noch nicht abgeschätzt werden.“ (Blaualgen begleiten den Menschen seit es ihn gibt. Nur als er begann Muscheln zu essen, die ihrerseits Blaualgen filtrierten, wurde es problematisch.)
  • „Aus der Sicht des Gesundheitsschutzes kommt den systemischen Wirkungen der Cyanotoxine nach oraler Aufnahme die größte Bedeutung zu.“ (Oral, d. h. Blaualgen trinken!)
  • „In diesem Zusammenhang stellen im Uferbereich der Badestelle spielende Kleinkinder im Krabbelalter aufgrund ihres Spielverhaltens und durch ihren häufigen Hand-Mund-Kontakt, bei dem sie unbeabsichtigt größere Mengen Sand und Wasser aufnehmen können, eine besondere Risikogruppe dar. Auch Kinder im Grundschulalter können beim Toben im Flachwasserbereich größere Wassermengen aufnehmen.“

„Eine Risikoabschätzung für Badende ist vor dem Hintergrund der eingeschränkten toxikologischen und epidemiologischen Datenlage nur mit großen Unsicherheiten möglich.“

Nicht plausibel ist allerdings die folgende Konklusion wegen fehlerhafter Begründung:

„Aufgrund des derzeitigen Kenntnisstandes muss jedoch davon ausgegangen werden, dass Baden in eutrophen, stark mit Cyanobakterien belasteten Gewässern ein Gesundheitsrisiko darstellt, insbesondere bei wiederholter Exposition innerhalb weniger Tage bis Wochen bei hoher Zelldichte bzw. Toxinkonzentration.“

Korrekt wäre dagegen:

Aufgrund des derzeitigen Kenntnisstandes kann jedoch davon ausgegangen werden, dass Baden in eutrophen, stark mit Cyanobakterien belasteten Gewässern ein Gesundheitsrisiko darstellt, insbesondere bei wiederholter Exposition innerhalb weniger Tage bis Wochen bei hoher Zelldichte bzw. Toxinkonzentration.

Wenn einerseits festgestellt wird

„Eine Risikoabschätzung für Badende ist vor dem Hintergrund der eingeschränkten toxikologischen und epidemiologischen Datenlage nur mit großen Unsicherheiten möglich.“

dann kann andererseits nicht behauptet werden

„Aufgrund des derzeitigen Kenntnisstandes muss jedoch davon ausgegangen werden,…“

Das Wörtchen „muss“ vermittelt Gewissheit, die ja in diesem Fall – wie in der Empfehlung korrekt selbst bewiesen – nicht vorliegt.

Insofern ist festzustellen:

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich Badende im Wasser mit Cyanobakterientoxinen vergiften, ist wahrscheinlich sehr gering.

Dieses Feststellung vermag folgendes Indiz zu begründen: Es gibt zu wenige (wenn nicht sogar keine) erkrankten Badegäste in Deutschland, um die Besorgnis einer Vergiftung der Badegäste durch Blaualgen zu rechtfertigen. In warmen Gegenden mag die Gefahr aufgrund der höheren Stoffwechselgeschwindigkeit der Bakterien und damit einer deutlich schnelleren Teilung durchaus größer sein.

Die Besorgnis einer Vergiftung der Badegäste durch Blaualgen in Deutschland ist sachlich nicht nachvollziehbar, wohl eher vorsorglich überbewertet. Das Baden an sich ist lebensgefährlich (a). Die Blaualge ist damit verglichen harmlos.

Die Gefährlichkeit mancher Blaualgenarten ist einerseits unbestritten, andererseits hindert aber sicherlich häufig der gesunde Menschenverstand vor einem Bad in einer solchen grünen, undurchsichtigen Brühe. Genau das scheint der Hauptgrund für fehlende Vergiftungen oder Hautreizungen der Badenden durch Blaualgen zu sein. Theoretisch ist ja alles konstruierbar, aber wer geht in der Praxis in einem solchen Wasser, das unappetitlich aussieht und dessen  Algen zum Himmel stinken tatsächlich baden und wer lässt seine Kinder an solchen Teichen spielen?

Die Praxis scheint zu beweisen, dass die Gefahr, beim Baden durch Blaualgen vergiftet zu werden, oder dass man eine Hautreizung erleidet, gering ist.

Bewertung der für Cyanobacter kritischen Pges.-Konzentrationen

Nach den Empfehlungen des Umweltbundesamtes [1] können in thermisch geschichteten und insbesondere in großen Gewässern Cyanobakterien bereits ab 20 µg/l Gesamt-Phosphor dominieren (manchmal auch darunter) und in kleinen und durchmischten Gewässern eher ab 30-40 µg/l.

Wenn man nun mit Sicherheit Cyanobakterien ausschließen möchte, dann ist das wohl bei Konzentrationen < 20 µg/l Gesamt-Phosphor.

Orientiert man sich eher an kleinen und durchmischten Gewässern, dann gelten 30-40 µg/l Gesamt-Phosphor als kritisch.

Wenn das Ziel formuliert wird, Konzentrationen < 20 µg/l Gesamt-Phosphor zu erreichen, dann  ist es interessant sich eine Vorstellung von der „Kleinigkeit“ des Zieles zu machen: 20 µg/l Gesamt-Phosphor – das wären z. B. 20 g in 1.000 m³ Wasser. Um in einem See eine Konzentration von 20 Mikrogramm Phosphor/l  (= 20 g/1.000 m³) zu erzeugen, die eine Blaualgenblüte verspricht, braucht man die Landwirtschaft als Frachtmitverursacher nicht. Im FREMSA-Modell (S. 6) kalkulierte man für Sachsen-Anhalt  die  Phosphorfracht aus der Luft (u. a. Niederschlag) in Höhe von 0,58 kg Pges./haa. Ein See ohne Zu- und Abfluss (z. B. 100 m x 100 m x 2 m Tiefe = 20.000 m³)  bräuchte also 400 g Pges., um eine Konzentration von 20 Mikrogramm Phosphor/l  zu erreichen. Danach wäre nach 8 Monaten das Maß voll, d. h. es wäre die Pges.-Konzentration für eine Blaualgenblüte erreicht, wobei es nicht darauf ankommt, ob der Grenzwert nun 20, 30 oder 40 µg/l Gesamt-Phosphor beträgt. Dann dauert es eben ein Jahr oder zwei Jahre länger. Demnach müssten also fast alle Seen mit Blaualgenblüten zu kämpfen haben. Das scheint aber nicht der Fall zu sein. Also gibt es noch mehr Faktoren als nur eine Phosphorgrenzkonzentration, die eintreten muss bzw. müssen damit es zu einer Blaualgenblüte kommt oder nicht kommt. Immerhin könnte nach Uhlmann (1975)  sich in dem Modellsee eine Blaualgentrockenmasse von kalkulatorisch ca. 29 kg bilden, die bei einem angenommenen Wassergehalt von 90 % in 290 kg Algenfrischmasse umzurechnen wäre. Würden sich nun alle Blaualgen an der Wasseroberfläche versammeln – was nie der Fall ist –  dann wäre dies eine Schicht von 0,03 mm Mächtigkeit. Wie man erkennt, braucht man für eine  „richtige“ Blaualgenblüte eine größere Phosphorkonzentration als nur  20 oder 40 µg/l Gesamt-Phosphor. Daran sieht man wieder einmal, dass es nicht nur auf die Konzentration ankommt, sondern wohl in erster Linie auf die Dosis. Na ja, so etwas lernte man schon in der Grundschule oder noch früher, als Mutti Tabletten an das Kind austeilte und dabei immer auf die Dosis achtete.

Und:

  • Nicht alles was grün ist und auf dem Wasser schwimmt ist eine Blaualge.
  • Nicht jede Blaualge ist giftig.
  • Manche kann man sogar essen und werden auch gegessen.

Ein starkes Indiz:

Übermäßige Abwasserreinigung begünstigt Blaualgenblüten.

Blaualgen scheinen dann günstige Lebensbedingungen zu haben, wenn die Nitratkonzentration im Gewässer niedrig ist.

Nitrat wird aber in vielen Kläranlagen oft sachlich unbegründet beseitigt, denn Nitrat ist nur unter besonderen Bedingungen unerwünscht (Grundwasser, Trinkwassertalsperren…).

In vielen anderen Fällen ist es ein wertvoller Nutzstoff, der sogar so nützlich ist, dass er für die Sanierung von Seen Verwendung findet. Ob ein Stoff nun schädlich oder nützlich ist, kann sachlich nur durch eine Einzelfalluntersuchung geklärt werden, aber keinesfalls z. B. durch den Anhang 1 der Abwasserverordnung. So handelt es sich bei dem Anhang 1 der Abwasserverordnung um einen Konsens, dem die wissenschaftliche Grundlage (z. B. das Wirken der Naturgesetze) teilweise verloren ging.

Und:

Jungfische begünstigen ebenso Blaualgenblüten!

Jungfische fressen Wasserflöhe und Wasserflöhe fressen Algen.

Also, vereinfacht formuliert:

Keine Jungfische = viele Wasserflöhe = weniger Algen.

Das Fangen von Raubfischen begünstigt also Blaualgenblüten!

D. h. Blaualgenblüten können viele Verursacher haben.

 


(a) 2013: Erschreckende Bilanz der Deutschen Lebens-Rettungs-Gesellschaft: In diesem Jahr hat sich die Zahl der Badetoten fast verdoppelt. 250 Menschen sind in Deutschland während der Sommermonate im Wasser ertrunken. Radio Hamburg meldet zu den häufigsten Ursachen für Badeunfälle: „Aber auch Stellen an denen Müll in den See geschmissen worden ist oder dort wo viele Wasserpflanzen wachsen ist die Gefahr sich unter Wasser zu verfangen groß. Die häufigsten Ursachen für Badeunfälle sind Überhitzung, Selbstüberschätzung und gerade bei Nicht-Schwimmern, aufblasbare Tiere oder Luftmatratzen . Dieses Wasserspielzeug bietet ein hohes Gefahrenpotential, da sie von diesen Tieren auch abrutschen können und dann Ertrinkungsgefahr droht. Damit Sie in Zukunft vorbereitet sind und erkennen, wenn jemand ertrinkt, gibt es hier ein paar Tipps, die Leben retten können. Um den tödlichen Ausgang von solchen Unfällen zu vermeiden, sollten Sie sich regelmäßig über Erste-Hilfe- und Wiederbelebungsmaßnahmen informieren.“ … Und kein Wort von Unfällen durch Blaualgen!

Literatur

[1] Empfehlung des Umweltbundesamtes zum Schutz von Badenden vor Cyanobakterien-Toxinen
Bundesgesundheitsbl. – Gesundheitsforsch. – Gesundheitsschutz
2003, 46, S: 530-538




Schweizer Blaualgen

Bademeister kämpft gegen Blaualgen

Obwohl der Hüttwilersee eine gute Wasserqualität hat, treibt ein Algenfilm am Ufer des Strandbads. Während sich die Betreiber ärgern, baden zahlreiche Besucher trotzdem im Wasser.

„Eine gesundheitliche Gefahr ist der Algenpelz aber nicht. Wie Ehmann sagt, können die Algen Gift absondern. Allerdings sei diese toxikologische Konzentration viel zu gering, um gesundheitliche Schäden auszulösen.“




Fische tot gepinkelt?

So lautet eine lustige Schlagzeile der Bildzeitung. Auch wenn die Fische mit ziemlicher Sicherheit nicht totgepullert wurden, man kann darüber schmunzeln.

In den folgenden Erörterungen bzw. Ferndiagnosen und vereinfachten Darstellungen sollen 2 Aspekte im Mittelpunkt stehen:

  1. Die Blaualgenplage
  2. Das Fischsterben

Die Blaualgenplage

Manche Fische lieben es geradezu, wenn sie „gedüngt“ werden, denn die Nährstoffe im Urin fördern das Wachstum von Algen.  Kleinkrebse, wie Wasserflöhe beispielsweise fressen Algen und machen so das Wasser sauber – wenn sie die Möglichkeit erhalten. Und Jung- und Friedfische fressen Wasserflöhe. Also: Maßvolle Düngung = viele fette Fische.

So gesehen kann man mit Abwasser Friedfische mästen und alle sind glücklich. Das ist nicht neu, sondern als Reinigungsmethode in Form von Abwasserfischteichen schon jahrzehntelang erprobt. Abwasserfischteiche sind alte, aus der Mode gekommene, aber bewährte Abwasserreinigungsverfahren, die es früher im ländlichen Raum häufig gab.

Vor dem Hintergrund aber, dass der Eichbaumsee 1 km lang, 250 m breite und 16 m tief ist, kann ich mir ein Totpinkeln aus quantitativen Gründen nicht vorstellen. Wikipedia notiert über den Eichbaumsee:

„Der Eichbaumsee wird vom Anglerverband Hamburg mit Karpfen, Hechten, Zandern und Schleien besetzt[1] [2] und war vor dem Fischsterben 2009 besonders wegen des Fanges großer Karpfen bekannt. Der See war ein bei der Hamburger Bevölkerung beliebter Badesee, der jedoch in heißen Sommern immer wieder stark von Algen befallen ist. Trotz Sanierungsmaßnahmen durch Tiefenwasserbelüftung mit einer als „Polyp I“ bezeichneten Anlage im März 2005 und im März 2007 mit „Polyp II“ musste das Baden wegen der Blaualgen untersagt werden. Seit Ende August 2007 ist ein generelles Badeverbot ausgesprochen.“

Und nach dem Artikel soll also in den letzten Jahren etwas passiert sein, das die Blaualgen so schön wachsen lässt.

Blaualgen mit Heterocysten - Bildquelle: Siegfried Jost Casper

Was kommt dafür als Indiz in Frage?

Nun, es sind m. E. die besonderen Anstrengungen zur  Reinhaltung der Gewässer.

Das mag auf den ersten Blick paradox erscheinen, aber es gibt ganz plausible Zusammenhänge:

Erstens:

Wo Nitrat in ausreichender Menge vorkommt, treten Grünalgen auf und wo Grünalgen sind, gibt es keine Blaualgenplage.

In dem Maße, wie Nitrat – weil gesetzlich vorgeschrieben – aus den Gewässern verbannt wird, werden ideale Lebensbedingungen für Blaualgen geschaffen.

Beweis nach Prof. Dietwart Nehring: „Dass die westlichen und zentralen Teilgebiete der Ostsee besonders stark von Blaualgen heimgesucht werden, hängt mit dem relativen Stickstoffmangel zusammen…“

Also:

Kein Nitrat = Blaualgenplage!

Mit anderen Worten: Die Natur beweist uns eindrücklich, dass wir beim Duschen in üblicher Weise nass werden.

Die maßvolle Einleitung von nitrathaltigem gereinigten Wasser könnte die Blaualgenplage minimieren!

Zudem ist das Einleiten von Nitrat in Teiche eine anerkannte Sanierungsmethode.

Zweitens:

Angler können (müssen nicht) die natürliche Gewässerklärung verhindern.

Beweis:

  1. Kleinkrebse fressen Algen
  2. viele Kleinkrebse = wenig Algen
  3. Fried- und Jungfische fressen Kleinkrebse
  4. viele Fried- und Jungfische = wenig Kleinkrebse = viele Algen = trübes Wasser
  5. In dem Maße wie Raubfische geangelt werden und dadurch die Fried- und Jungfische nicht minimiert werden, steigt die Wahrscheinlichkeit von trübem Wasser.

Quintessenz:

Es ist Zeit, sich den Unsinn einer Gewässerreinhaltung ohne Augenmaß festzustellen.

Nicht nur wegen des Sinnes, sondern auch wegen der Geldverschwendung.

Denn nicht umsonst steckt in dem Wort Wasserwirtschaft ein Sinn, der zunehmend – weil wir es uns leisten können – verloren geht.

Überlegungen eines anerkannten Ökologen, die uns eher weniger Naturgebildeten – zu denken geben sollten:

„Ist es gerechtfertigt, den Rückgang von Großmuscheln, Libellen, Fischen und anderen Tieren der Gewässer in den Roten Listen zu beklagen, wennn eine der Hauptursachen, in unserer Zeit, die wahrscheinlich bedeutendste überhaupt, im Natur- und Umweltschutzziel des sauberen Wassers liegt?“

Quelle: Reichholf, Joseph, H., Die Zukunft der Arten, C.H. Beck, 2. Auflage 2006, S. 63

Oder mit anderen Worten:

Reine Gewässer sind biologisch tote Gewässer!

2. Das Fischsterben

Fische können aus den verschiedensten Gründen sterben und dies muss nicht immer mit einer Vergiftung zusammenhängen. Spektakulär wird es, wenn die Fische alle gleich alt sind und dann an Altersschwäche ziemlich gleichzeitig sterben. So geschehen im Jahr 2006 in der Talsperre Saidenbach im Erzgebirge, damals starben ca. 8 Tonnen Karpfen!

Zu häufigen Fischsterben kommt es in stehenden oder langsam fließenden Gewässern, wenn Algen und Sonneneinstrahlung zusammentreffen. Die Algen verbrauchen das im Wasser gelöste Kohlendioxid, dadurch steigt der pH-Wert an und es wird mehr Ammoniak gebildet. Ammoniak ist ein starkes Fischgift.

Soll dieser Prozess minimiert werden, dann sind die Algenfresser (Wasserflöhe, Kleinkrebse, Zuckmückenlarven,…) zu schützen und die Gewässer soweit wie möglich zu beschatten. Besonders geeignet dafür ist die Schwarzerle.

Insofern unterstützen Jung- und Friedfische durch das Fressen der Wasserflöhe die Fischvergiftung.

Durch das Einsetzen und Schützen von Teichmuscheln werden wiederum klare Gewässer gefördert.

Das Ersticken von Fischen durch das Einleiten von ungereinigtem Abwasser kommt eher seltener vor.

Literatur:

Blaualgen –  Ein Überblick




Blaualgen – Panik

Blaualgen – die Wahrheit:

Ausgewählte Quellen, teilweise eine Blaualgenpanik – Juni 2011:

Blaualgen: Erneut Badeverbot im Kruppsee RP ONLINE – ‎Vor 14 Stunden‎
Friemersheim (skai) Das Institut für gesundheitlichen Verbraucherschutz der Stadt Duisburg hat im Kruppsee erneut Blaualgen nachgewiesen und bis auf Weiteres ein Badeverbot erlassen. Auch am Strandbad des Wolfssees an der Sechs-Seen-Platte im

Böhringer See: Badeverbot bleibt weiter bestehen suedkurier.de -Radolfzell
Schlechte Nachrichten für Badefreunde: Auch weiterhin darf im Böhringer See nicht gebadet werden, die Blaualgen sind immer noch gesundheitsgefährdend. Trotz der in den letzten Tagen festgestellten Rückläufigkeit der Algenblüte im Böhringer

Hitze fördert Blaualgen-Wachstum Märkische Allgemeine – ‎07.06.2011‎
Im Ergebnis der Untersuchung auf Blaualgen wird am Rahmer See ein Blaualgenwarnschild aufgestellt, teilt der Landkreis mit. Ohne Algenwachstum und damit von ausgezeichneter Badequalität sind im Oberhavel-Norden der Baalensee und der Röblinsee in

Blaualgen-Alarm am Rahmer See Die-Mark-Online – ‎08.06.2011‎
Oberhavel – Das Gesundheitsamt Oberhavel hat das erste Blaualgen-Warnschild der Saison aufgestellt. Von Burkhard Keeve Getrübt: Bislang steht nur am Rahmer See ein Warnschild, aber auch im Moderfitzsee in Himmelpfort tummeln sich die Algen bereits

Frischwasser für die Ostsee Deutschlandfunk – ‎06.06.2011‎
Sterben die Blaualgen ab, sinken sie auf den Meeresboden und werden dort von Mikroorganismen abgebaut. Das Problem: Letztere verbrauchen dafür fast allen verfügbaren Sauerstoff. Für Urlauber sind Blaualgen vor allem lästig: Die viele

Stadt Offenbach rät zur Vorsicht beim Baden im Schultheis-Weiher Familien-Blickpunkt.de – ‎03.06.2011‎
Blaualgen
können giftig sein und zu Krankheitserscheinungen führen. Kinder sind besonders gefährdet. Bei Beschwerden wie Übelkeit, Erbrechen, Durchfall, Atemnot oder Hautreizungen nach dem Kontakt mit dem Seewasser sollte ein Arzt aufgesucht werden.

Der kompetente Ratgeber Nie mit vollem Magen und alkoholisiert ins Wasser BZ – ‎31.05.2011‎
Vorsicht, Blaualgen! Hohe Temperaturen können in Gewässern zu übermäßigem Algenwachstum führen. Bei fehlender Sauerstoffzufuhr beginnt die Biomasse zu faulen: Der See kippt um.> Nie in Gewässern baden, für die Badeverbot besteht.

Peru: Bedrohliches Blaualgenwachstum durch Abwässer im Fluss Camisea Womblog (Blog) – ‎02.06.2011‎
Der überdurchschnittliche Anstieg der Wassertemperatur im Fluss Camisea hat Blaualgen hervorgebracht, die Hautallergien sowie Magen- und Leberprobleme unter der indigenen Bevölkerung zur Folge haben können. Zudem schmecken Fische aus dem Fluss durch





Jedes Jahr – Blaualgenpanik!

Die Hilfe gegen Blaualgen läuft an

„WEISSENBURG/HERRIEDEN – Die Hilfe fürs Fränkische Seenland ist angerollt. Bei der gestrigen zweiten Seenlandkonferenz präsentierten die Verantwortlichen ein ganzes Maßnahmenbündel, das dazu beitragen soll, die Seen von den Blaualgen zu befreien und dem Tourismus neue Möglichkeiten zu eröffnen. Für das laufende Jahr werden sich allerdings kaum Verbesserungen erzielen lassen.

Seit Jahren gibt es das Problem der Blaualgen im Altmühlsee. Mehrfach gab es Badeverbote, weil die Algen (eigentlich handelt es sich um Cyanobakterien) für Übelkeit und Kopfschmerzen sorgen können.

Der flache Altmühlsee, der sich bei schönem Wetter rasch erwärmt und in dem sich jede Menge Weißfische tummeln (diese fressen die Planktonkrebse, die sonst ein natürlicher Feind der Blaualgen wären), bietet ihnen optimale Bedingungen. Im vergangenen Jahr griff das Problem erstmals auch auf den Igelsbach- und den Kleinen Brombachsee über. Auch dort gab es Badeverbote.“

„Die erste Seenlandkonferenz im November in Pfofeld hat gezeigt, dass das Hauptproblem für die massive Algenplage im hohen Phosphorgehalt im Wasser zu suchen ist. Dieses kommt nach den Erkenntnissen des Ansbacher Wasserwirtschaftsamtes jeweils etwa zur Hälfte von den Kläranlagen (zwölf Tonnen) an der Altmühl oberhalb des Altmühlsees und zur anderen Hälfte aus der Landwirtschaft (13,6 Tonnen) dort. Der auch oft angeführte Vogelkot macht hingegen nur fünf Prozent der Phosphatmenge aus.“

Quelle: Die Hilfe gegen Blaualgen läuft an

© WEIßENBURGER TAGBLATT

21.05.2010




Stickstoffelimination durch die Abwasserreinigung

Kapitelverzeichnis

22. Widersprüche beim Gewässerschutz
22.1 Phosphorkreislauf verhindert nachhaltige Selbstreinigung
22.2 Nitrat stört den Phosphorkreislauf
22.3 Schwarze Flecken im Watt
22.4 Stickstoffelimination durch die Abwasserreinigung
22.5 Stickstoffeintrag in Gewässer durch die Abwasserreinigung
22.6 Stickstoff ist grundsätzlich kein Schadstoff
22.7 Denitrifikation nur in besonders begründeten Fällen – Was wäre wenn?
22.7.1 Jährliche Energieeinsparung im Gigawattstundenbereich?
22.7.2 Belebtschlammanlagen sind als „Energiefresser“ klimabelastend

22.4 Stickstoffelimination durch die Abwasserreinigung

Die Abwasserreinigung soll u. a. hygienische Bedingungen schaffen und sie soll unsere Gewässer vor Verschmutzung schützen. Dabei umfasst die Abwasserreinigung nicht nur die Entfernung der sichtbaren[1] Abwasserbestandteile, sondern auch die Minimierung[2] der gelösten, meist nicht sichtbaren Abwasserinhaltsstoffe. Ein Reinigungsziel besteht in der Vermeidung von Sauerstoffarmut im Gewässer. Unbehandelte kommunale Abwässer, die in Gewässer eingeleitet werden, enthalten u. a. Kohlenhydrate und Eiweißstoffe, die für ein Massenwachstum der Fäulnisbakterien sorgen. Diese Bakterien verbrauchen dabei den gelösten Sauerstoff im Gewässer und können damit u. a. Fischsterben und die Auslöschung vieler weiterer Arten von Wassertieren auf Grund des Sauerstoffmangels verursachen. Tote Bakterien sowie abgelagerte Schwebe- und Sinkstoffe des Rohabwassers bilden Schlammbänke, die nach kurzer Zeit faulen und dabei Fischgifte, wie Ammoniak oder Schwefelwasserstoff freisetzen.

Etwa bis 1989 beschränkte sich der Gewässerschutz bei Fließgewässern[3] auf die Eliminierung der biologisch abbaubaren Stoffe – gemessen durch den BSB5. Dies ist auch heute noch der wichtigste Schritt bei der biologischen Abwasserreinigung.

Trotz sehr guter BSB5-Abbauleistungen mussten die Gewässerschützer aber feststellen, dass es weiterhin zu Gewässerschäden kam[4]. Als Ursachen wurden Algen in Verbindung mit den Abwasserinhaltsstoffen und Pflanzennährstoffen (Phosphat, Ammonium, Nitrat) ermittelt.

In fast allen Gewässern gibt es Algen. Diese Algen benötigen zur Lebenstätigkeit keinen organischen Kohlenstoff (z. B. keinen Zucker). Sie sind Pflanzen und daher in der Lage, Biomasse mit Sonnenenergie, Stickstoff und Phosphor zu produzieren.

Um diese Eutrophierungsprozesse zu vermeiden, konzentriert sich der Gesetzgeber auf die Entfernung der Stickstoff- und Phosphorverbindungen. Nur viele betroffene Gewässer wurden dennoch nicht sauberer. Die Ursache lag nun meistens darin, dass mehrere längst bekannte Naturgesetze, Zusammenhänge und Gegebenheiten nicht beachtet wurden:

  1. die fortgeschrittene Überdüngung der Gewässer mit Nitrat aus landwirtschaftlichen Nutzflächen bzw. aus Drainabläufen und die übermäßige Einlagerung des Phosphors sowie des Stickstoffes im Sediment
  2. das Gesetz vom Liebigschen Minimum
  3. der natürliche  Phosphorkreislauf
  4. Stickstofffixierung[5] durch die Natur selbst (Leguminosen[6] und bestimmte Blaualgen)

Tatsächlich genügt es bei der Nährstoffeliminierung für Gewässer – die Oxidation des Ammoniums[7] vorausgesetzt – nur einen Nährstoff zu eliminieren.

Der deutsche Professor Justus Liebig (1803-1873) stellte fest, dass für die Förderung des Pflanzenwachstums (im Sinne einer Düngung) der Nährstoff entscheidend ist, dessen Angebot am weitesten unter dem Bedarf liegt. Das ist der sog. Minimumfaktor. Für die Abwasserreinigung genügt es in vielen Fällen, wenn von den zwei Nährstoffen Phosphor und Stickstoff nur ein Nährstoff minimiert wird. Wachstumsbegrenzung ist gleichzeitig Ziel der Eutrophierungsvermeidung.

Wasserwirtschaftlich nachhaltig handeln, bedeutet sich auf den Nährstoff zu konzentrieren, bei dem überhaupt eine Chance zur Wachstumsbegrenzung besteht.

Haben wir eine Chance zur Wachstumsbegrenzung, wenn der Stickstoff eliminiert wird? Auf diese Frage wird im nächsten Kapitel eingegangen.


[1] Trübstoffe

[2] Eine vollständige Beseitigung ist aus Kostengründen unmöglich und unrealistisch.

[3] In den Einzugsgebieten von Seen und Trinkwassertalsperren wurde, ausgehend von der Schweiz und Österreich, schon seit 50 Jahren Phosphor vor allem durch Fällung aus dem Abwasser eliminiert, in der ehemaligen DDR und in der BRD auch durch Vorsperren.

[4] Diese Erkenntnisse liegen aber nunmehr schon länger als 40 Jahre zurück.

[5] Bindung von Luftstickstoff

[6] Leguminosen leben zwar nicht im Gewässer, aber der Anbau von Leguminosen führt auch zu einer Nitratbelastung der Gewässer.

[7] Ammonium ist ein bevorzugter Pflanzennährstoff, der sich bei bestimmten pH-Wert-Verhältnissen in fischgiftiges Ammoniak umwandeln kann.


Auszug:
Handbuch Kommunale Abwasserbeseitigung
Normative Kosten und Risikoabbau
Institut für Wasserwirtschaft Halbach
Ausgabe 2003, Werdau
ISBN-Nr. 3-00-011255-3




Blaualgenreport

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.
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