Was sind Algen?
Viele Menschen bezeichnen als Algen alle Pflanzen,
die im Wasser leben. Viele dieser „Schlingpflanzen“ bilden jedoch Blüten,
die meistens über die Wasseroberfläche hinausragen und ihre Samen zur Vermehrung
ausstreuen, z.B. das Tausendblatt. Doch das sind Samenpflanzen, keine Algen!
Sie besitzen auch kompliziert gebaute Stängel, Blätter und Wurzeln, nehmen
den Großteil ihrer Nährstoffe aus dem Boden auf und ähneln bei genauerer Betrachtung
anderen Samenpflanzen wie Rosen, Nelken oder Gräsern. (algal bloom) Eine plötzliche, massenhafte
Vermehrung der Algen in einem Gewässer, die durch Grünfärbung und Trübung
der Gewässeroberfläche sichtbar wird. Ursache ist die Massenvermehrung bestimmter
Algen,
z. B. im Süßwasser durch die Gattung Anabaena, im Meerwasser vor allem von
Dinoflagellaten. Ursache ist ein übermäßiger Nährstoffeintrag, vor allem von
Phosphaten
und Nitraten.
|
Neben den Samenpflanzen unterscheidet man im Pflanzenreich
noch Farne, Moose, Flechten und eben Algen. Pilze wurden früher zu den
Pflanzen gerechnet. Sie sind jedoch mit Pflanzen nicht näher verwandt als
mit Tieren und bilden daher eine eigene Verwandtschaftsgruppe. Manche Algen
haben sich im Laufe der Entwicklungsgeschichte mit bestimmten Pilzen
zusammengeschlossen. Dieser Gemeinschaftsorganismus wird Flechte genannt. |
|
Algen sind
meist einfach gebaute 
Pflanzen ohne echte Wurzeln, Stängel und
Blätter. (Fast) alle Algen
betreiben Photosynthese. Oft bestehen sie nur aus einer oder wenigen Zellen.
Wenige Algen bilden große Pflanzenkörper mit Organen, die den Wurzeln, Stängeln
und Blättern der Samenpflanzen ähnlich sehen. Sie vermehren sich jedoch
niemals durch Samen. (Übrigens: Algen „blühen“ auch nicht wie
Samenpflanzen. Unter einer „Algenblüte“ versteht man ein kurzfristig starkes
Algenwachstum in einem Gewässer, z.B. häufig am Beginn des Frühlings.) Viele
Algen, besonders Einzeller, vermehren sich durch einfache Zellteilung.
Zellfäden können in Bruchstücke zerfallen und jedes Bruchstück zu einem langen
Faden auswachsen.
Auch geschlechtliche
Fortpflanzung kommt bei Algen vor: Sie bilden Eizellen und
Samenzellen (diese haben oft eine oder mehrere Geißeln zum Schwimmen), die
miteinander verschmelzen. Aus dem Verschmelzungsprodukt (=Zygote) keimt
dann eine neue Alge. Sehr schön zu beobachten ist die Verschmelzung von
männlichen und weiblichen Geschlechtszellen bei der Jochbildung der
Schraubenalge Spirogyra.
Zwei Fäden legen sich nebeneinander. Dann wachsen die gegenüberliegenden Zellen
aufeinander zu und verwachsen zu einer Art Brücke.
Die Inhalte der Zellen verschmelzen
anschließend zu Zygoten, aus denen jeweils ein neuer Faden auswächst.Die
Zygoten haben aber auch eine zweite Funktion: Sie besitzen eine harte Hülle,
die den Zellinhalt bei Austrocknung schützt. Daher können diese Fadenalgen auch
in Tümpeln überleben, die jedes Jahr austrocknen. Im Gefieder von Enten oder
Schwänen können Zygoten hängen bleiben und von einem Gewässer zu einem anderen
verbreitet werden.
Es gibt unzählige Bauarten von
Algen. Hier eine kleine Auswahl:
|
Viele
Algen sind einzellig, das heißt sie bestehen nur aus einer Zelle. Die
urtümlichsten Vertreter der einzelligen Algen sind „Schwärmer“, das
sind Zellen mit einer oder mehreren Geißeln, die zur Fortbewegung dienen. Ein Beispiel ist die Grünalge
Chlamydomonas. Die Zellen haben eine kleine, helle „Spitze“, von wo
zwei haardünne Geißeln weggehen. Die Bewegungen der Geißeln gleichen den
Armbewegungen beim Brustschwimmen. Weitere Beispiele sind die Augentierchen.
Bei vielen Algen treten Schwärmer irgenwann in der Entwicklung auf, nämlich
als Samenzellen, so bei vielen Grün-
und Braunalgen,
jedoch nie bei Blau-
und Rotalgen. |
|
|
Algen mit mehreren Zellen sind
häufig fadenförmig. Diese Fäden entstehen, wenn sich eine Zelle teilt
und die Tochterzellen aneinander haften bleiben. Die Schwingalge Oscillatoria
(eine Blaualge)
ist z.B. so gebaut. Ein anderes bekanntes Beispiel ist die Schraubenalge Spirogyra. |
|
|
Wenn sich eine Zelle in einer genau
festgelegten Weise teilt und die Tochterzellen miteinander in Verbindung
bleiben, entstehen typisch gebaute Kolonien. Beispiel: die Blaualge Merismopedia,
die tafelförmige Kolonien bildet. Weitere Beispiele sind die Kieselalge Asterionella
und die Grünalgen
Pandorina, Volvox und Pediastrum. |
|
|
Die größten Algen,
die wie die Höheren Pflanzen (Moose, Farne, Samenpflanzen) aus vielen Zellen
aufgebaut sind, sind die Tange. Das sind große Braunalgen
wie dieser Fucus. Manche Arten können bis zu 25 m groß werden. Sie
sind auch aus verschiedenen Geweben aufgebaut und daher viel komplizierter
als ein- oder wenigzellige Algen. Bei den Grünalgen gibt es vergleichbar
kompliziert gebaute, große Algen, nämlich die Armleuchteralgen (Chara). |
|
Wer gehört zu den Algen?
Man kann Algen nach ihrer Farbe einteilen. Die
Farbstoffe dienen den Algen, die ja Photosynthese betreiben und daher auf das
Sonnenlicht angewiesen sind, dazu das Licht möglichst gut aufzufangen.
Farbstoffe „schlucken“ bestimmte Anteile des Sonnenlichts, die in der
Photosynthese verarbeitet werden. Den Rest des Lichts werfen sie wieder zurück
oder lassen sie durch: das ist die Farbe, die wir sehen. Da Algen verschiedene
Farbstoffe haben, können sie auch verschiedene Anteile des Sonnenlichts
unterschiedlich gut ausnützen.
|
Blaualgen |
Sie sind besonders einfach gebaut
(sie haben z.B. noch keinen Zellkern). Wegen ihres einfachen Zellbaues werden
sie verwandtschaftlich zu den Bakterien gestellt - daher ihr
wissenschaftlicher Name: Cyanobakterien. Viele Arten bilden Kolonien aus
kugelförmigen Zellen oder Fäden. Blaualgen kommen im Plankton
nährstoffreicher Seen und Meere und als Überzüge auf Steinen, Schlamm und
Wasserpflanzen vor. Einige Arten sind giftig. |
|
|
Rotalgen |
Die meisten Rotalgen leben im Meer,
wo sie an Küsten Felsen besiedeln. Manche Arten sehen aus wie roter Salat,
manche sind strauchartig verzweigt. In der Erdgeschichte sind Rotalgen
wichtig, weil sie Kalk abscheiden können. Aus solchen Kalkriffen entstanden
ganze Gebirge, z.B. Teile des Leithagebirges im Burgenland. Der Stephansdom in
Wien wurde vorwiegend aus Rotalgenkalkstein gebaut! |
|
|
Grünalgen |
Die Grünalgen sind die
verschiedengestaltigste Algengruppe. Es gibt Schwärmer,
Kolonien, Fäden und hochentwickelte Arten wie die Armleuchteralgen. Zu
den Grünalgen gehört auch die wohl schönste Algengruppe: die Zieralgen. |
|
|
Kieselalgen |
Kieselalgen sind braun gefärbt und
von einer harten mineralischen Schale umgeben, die im Prinzip wie eine
Schuhschachtel gebaut ist. Manche leben im Plankton, andere kriechen am Boden
von Gewässern oder auf Wasserpflanzen. In den Weltmeeren bilden Kieselalgen
den wichtigsten Anteil des Planktons. |
|
|
Braunalgen |
Die Braunalgen umfassen neben
unscheinbaren Arten auch die größten Wasserpflanzen: die Tange, die in kalten
Meeren (z.B. Nordsee, im Atlantik und Pazifik an der Westküste der
Kontinente, wo es kalte Meeresströmungen gibt) riesige Unterwasserwälder
bilden. |
|
|
Augentierchen |
Der Name „Tierchen“ ist eigentlich
falsch, denn es handelt sich um Einzeller mit einer Geißel. Viele sind grün
gefärbt und betreiben Photosynthese - sie leben also wie „Pflanzen“. Die
meisten sind farblos und leben im Schlamm, wo sie gelöste Stoffe aufnehmen -
diese Ernährungsform ist eher mit jener von Pilzen als jener von Tieren
vergleichbar! Es gibt jedoch auch einige, die feste Nahrungsteilchen
„fressen“ (Phagozytose). Typisch ist der rote „Augenfleck“ neben der
Ansatzstelle der Geißel. |
Wo und wie leben Algen?
Algen im Wasser
Man denkt bei der Lebensweise von Algen
berechtigter Weise zuerst ans Wasser. Die meisten Algen besiedeln Gewässer
aller Art: Seen, Tümpel, Wasserlacken, Flüsse, Meere, Moore... In größeren
Gewässern bietet sich für Algen als Lebensraum das freie Wasser, der Boden
(Schlamm, Steine) und Stängel und Blätter von Wasserpflanzen an.
Die Lebewesen des freien Wassers, die so klein
sind, dass sie sich nicht über weite Strecken selbständig fortbewegen können,
nennt man Plankton. Dazu gehören einerseits kleine Tiere (=das
Zooplankton: Wasser“flöhe“ und andere Kleinkrebse, Rädertierchen u.a.) und
Algen - das Phytoplankton (griech. Phyton = Pflanze). Diese frei schwebenden
Algen sind mikroskopisch klein und sind vor allem zwei Gefahren ausgesetzt: vom
Zooplankton gefressen zu werden und so weit in die Tiefe abzusinken, dass das
Sonnenlicht nicht mehr für die Photosynthese ausreicht. Daher sind
Planktonalgen sehr leicht, z.B. durch Gallerten (z.B. Chroococcus,
Volvox),
oder haben Fortsätze, die sich in den Mäulern der Wasserflöhe verspießen. Schwärmer
können aus eigener Kraft gegen das Absinken ankämpfen, z.B. Chlamydomonas,
Euglena,
Phacus.
Eine Planktonprobe aus dem Neusiedler See zeigt die
Abbildung (mikroskopische Aufnahme). Man erkennt die Grünalgenkolonie Pediastrum,
das Augentier Euglena,
die Kieselalge
Surirella und Grünalgen-
und Blaualgen-Kolonien.
Die wichtigsten Algen, die auf Steinen, Schlamm und
Wasserpflanzen leben (man bezeichnet sie mit dem Sammelbegriff „Aufwuchsalgen“)
sind Kieselalgen.
Manche sind mit Gallertstielchen an Wasserpflanzen festgewachsen, andere können
mit Kettenraupen-ähnlichen Bewegungen über Steine kriechen oder sich zwischen
Sandkörner vor der Strömung flüchten - oder wieder an die Oberfläche kriechen,
wenn sie eingegraben wurden.
Große Algen sind mit wurzelähnlichen Organen im
Schlamm oder auf Felsen festgewachsen, um nicht von Wellen oder der Strömung
fortgerissen zu werden. Sie wachsen nahe an die Wasseroberfläche, um das
Sonnenlicht auszunützen. Auf ihnen leben wiederum Aufwuchsalgen und Tiere, z.B.
Schnecken. Wie ein Baum sind sie so ein kleiner Lebensraum für sich, der einer
ganzen Lebensgemeinschaft dient. Beispiele für diese Lebensform sind die Braunalgentange
im Meer oder die Armleuchteralgen
im Süßwasser.
Grünalgen
Die Grünalgen sind die an
Lebensformen vielfältigste Algenklasse. Einfach gebaut sind diese Zellen von Chlamydomonas.
Die Alge ist einzellig und ein Schwärmer.
Sie besitzt am Vorderende (dieses erscheint hell) zwei nach vorne gerichtete
Geißeln (die nur schwer zu erkennen sind). Mit ihnen rudert die Alge wie ein
Brustschwimmer.
Die Maulbeer-Grünalge Pandorina
morum ist ein Beispiel für eine Zellkolonie. Sie besteht aus 16 Zellen, die
alle 2 Geißeln tragen. Die Einzelzellen sehen aus wie Chlamydomonas. Aus
jeder Zelle kann sich durch Teilung eine neue Kolonie entwickeln. Dazu teilt
sich jede Zelle, die Tochterzellen teilen sich wiederum usw. Nach 4 Teilungsschritten
sind 16 Zellen entstanden, die beisammen bleiben und eine neue Kolonie bilden.
Eine schon mit der
Lupe sichtbare Grünalge ist die Kugelalge Volvox aureus. Sie besteht aus
bis zu 20000 Zellen. Durch Zellteilungen entstehen Tochterkugeln, die zunächst
im Inneren der Mutterkolonie liegen. Die Tochterkugeln werden erst nach dem Tod
der Mutterkugel frei. Während also Pandorina theoretisch noch „ewig“
leben kann (wenn sie nicht gefressen wird), weil sich jede Zelle durch Teilung
vermehren kann, kommt es bei der Kugelalge zu einer „Leichenbildung“ - einige
Zellen der Mutterkugel sterben. Das ist ein typisches Merkmal aller echten
Vielzeller.
Das Zackenrädchen Pediastrum
biradiatum ist eine Kolonie aus 16 Zellen (man kann sich beim Zählen an den
„Punkten“ in 
den Zellen orientieren, das sind
Speicherstoffe). Die Zellen haben keine Geißel, die Kolonie muss daher im
Wasser schweben und kommt nur durch Wasserwirbel an die Oberfläche. Kolonien,
die unter eine kritische Lichtgrenze absinken, 
sterben. Zackenrädchen sind häufig im Plankton
von Seen zu finden.
Die Radalge Micrasterias
rotata und die folgende Mondalge Closterium moniliferum gehören zu
den Zieralgen. Dies ist die wahrscheinlich schönste Gruppe der Grünalgen. Die
Radalge ist eine typische Alge von Moorgewässern. Sie verträgt die Säure
solcher Gewässer gut. Micrasterien können übrigens durch Poren auf der
Zelloberfläche Schleim ausscheiden und sich auf diese Weise kriechend
fortbewegen.
Häufig findet man
in Tümpeln und stillen Buchten von Seen hellgrüne Algenwatten aus Fadenalgen,
die meist von der Schraubenalge Spirogyra gebildet werden. Der grüne
Farbstoff Chlorophyll ist bei dieser Alge in einem bandförmigem Chloroplast
angeordnet, der schraubig am Rand der Zellen verläuft (Chloroplasten nennt man
die Zellteile, die das Chlorophyll enthalten). Die sexuelle Fortpflanzung
erfolgt in Form der spektakulären Jochbildung,
die 
man aber nur selten zu Gesicht bekommt.
Die größten
Grünalgen des Süßwassers bilden die Armleuchteralgen (im Bild eine Chara).
Sie ähneln im Bau Schachtelhalmen und manchen wasserbewohnenden Samenpflanzen,
sind aber näher mit Grünalgen verwandt. Die meisten Arten sind sehr empfindlich
gegen Gewässerverschmutzung. In klaren Seen bilden sie aber in mehreren Metern
Tiefe oft große Bestände.
Augentierchen
Das Augentierchen Euglena oxyuris
ist ein Schwärmer
mit einer nach vorne gerichteten Geißel, die neben dem „Augenfleck“ entspringt.
In der Mitte der langgestreckten Zelle sieht man den Zellkern, daneben liegen
ringförmige Ansammlungen von Speicherstoffen. Der Augenfleck dient nicht selbst
zum „Sehen“, sondern besteht aus roten Farbstoffen, die einen Schatten werfen.
Daneben befinden sich lichtempfindliche Stellen der Zelle. Durch die Lage des
Schattens kann die Richtung bestimmt werden, aus der das Licht kommt. Dies ist
für Euglena wichtig, weil die Alge auf diese Weise Orte günstiger
Lichtverhältnisse aufsuchen kann. Allerdings betreiben nicht alle Augentierchen
Photosynthese - es gibt auch farblose Arten, die im Wasser gelöste (ja sogar
feste) organische Stoffe aufnehmen und bevorzugt im Schlamm leben.
Der Herzflagellat Phacus gigas ist im
Prinzip ähnlich gebaut wie Euglena, allerdings ist er nicht
langgestreckt, sondern seitlich abgeplattet.
Blaualgen
Blaualgen sind meist blaugrün oder
olivgrün gefärbt. Sie kommen als einzelne Zellen, Kolonien oder Fäden vor. Bei
der Kugelblaualge Chroococcus turgidus bleiben bis zu vier Zellen bei
der Teilung beisammen. Sie sind von mehreren Gallerthüllen umgeben. Diese Art
ist typisch für 
saure Hochmoorgewässer.
Die Tafelblaualge Merismopedia
bildet tafelförmige Kolonien. Die Zellen teilen sich nur in 2 Richtungen, die
Tochtertellen bleiben daher in einer Ebene liegen.
Die Netzblaualge Microcystis aeruginosa
ist eine sehr 
unbeliebte Blaualge. Sie kann in
nährstoffreichen Gewässern massenhaft auftreten („Algenblüte“
- hat nichts mit dem Blühen der Samenpflanzen zu tun!). Mit Hilfe von
Gasbläschen in den Zellen schwimmen die gallertigen Kolonien auf der
Wasseroberfläche. Manche Microcystis-Arten sind giftig.
Die Schwingalge Oscillatoria besteht
aus Zellfäden, die meist am Boden von Gewässern leben (manche Arten auch im Plankton).
Die Fäden können kriechende Bewegungen durchführen. Übrigens: Fast jeder hat
schon einmal Schwingalgen gesehen, ohne es zu wissen: Die ekelerregenden
Flocken, die an warmen Sommertagen auf der Oberfläche von Teichen und Tümpeln
schwimmen, bestehen meist aus einem Gemisch von Kieselalgen
und Schwingalgen. Der Sauerstoff, der von den Algen gebildet wird, verfängt
sich in dem Geflecht, so dass es an die Oberfläche steigt.
Als „Hexendreck“
bezeichnet man diese schwärzlichen Krusten am Boden. Diese Klumpen werden von
der Blaualge Nostoc gebildet. Die Zellen bilden große Kolonien, die
durch eine Gallerte zusammengehalten werden. Die Gallerte saugt sich bei Regen
mit Wasser voll und speichert es eine gewisse Zeit. Während dieser Zeit
betreibt die Alge Photosynthese. Diese Nostoc-Art ist ein typisches
Beispiel für eine Bodenalge.
Als Tintenstriche
bezeichnet man Algenbewuchs auf Felswänden. Bestimmte Blaualgen siedeln sich 
in Rinnen im Gestein an, wo das Regenwasser
hinabrinnt. Dadurch profitieren sie von der Feuchtigkeit. 
Um das Wasser besser festhalten zu können und
gleichzeitig längere Zeit vor Austrocknung geschützt zu sein, sind
Tintenstrichalgen oft mit dicken Gallertscheiden umgeben
Rotalgen
Die meisten Rotalgen leben im Meer. Manche
Arten können auch sehr schwaches Licht noch zur Photosynthese nutzen und
überleben daher noch in zig Meter Tiefe. Ein Beispiel für eine Meeresrotalge,
aus der man Agar gewinnt, ist Gracilaria. Das Photo zeigt, dass Rotalgen
durchaus auch grün sein können - denn alle Pflanzen besitzen den grünen
Farbstoff Chlorophyll. Bei Rotalgen wird das Chlorophyll jedoch häufig von
roten Farbstoffen überlagert (diese ähneln übrigens chemisch unserem roten Blutfarbstoff,
dem Hämoglobin).
Aber auch im Süßwasser gibt es einige wenige
Arten, z.B. die Froschlaichalge (Batrachospermum moniliforme). Sie lebt
in sauberen, klaren Bächen in der Nähe der Quellen und ist ein typisches
Beispiel für eine Algenart, die durch die Verschmutzung von Gewässern gefährdet
ist. Ihren deutschen Namen hat die Alge, da die büscheligen Verzweigungen an
die Eier von Fröschen (oder eher an die Eischnüre von Kröten!) erinnern.
Batrachospermum besteht aus Fäden, die in regelmäßigen Abständen
büschelförmig verzweigt sind. Diese Verzweigungen sind im Mikroskop sehr schön
erkennbar.
Die Krusten-Rotalge Hildenbrandia rivularis
bewohnt ähnliche Lebensräume wie die Froschlaichalge, aber sie bildet keine
Fäden, sondern krustige Überzüge auf Steinen. Dies ist eine Möglichkeit zu
vermeiden, dass man in der starken Strömung fortgerissen wird: sich fest an den
Untergrund anklammern. Die Froschlaichalge hat eine andere Strategie: ihre
langen schlanken Fäden richten sich leicht nach der Strömung aus und werden
dadurch weniger leicht abgerissen.
Was der Wiener Stephansdom mit Rotalgen zu tun
hat? - Sehr viel sogar! Denn seine Bausteine bestehen zum Großteil aus
sogenanntem Leithakalk. Das sind Kalksteine, 
die vor ungefähr 15 Millionen Jahren am Rand
eines Meeres südöstlich von Wien gebildet wurden. Rotalgen scheiden bei der
Photosynthese Kalk ab. Dadurch können Riffe entstehen. Der Kalk kann aber auch
von Korallen und allen Tieren mit Kalkschalen oder Kalkskeletten gebildet
werden (Muscheln, Schnecken, Moostierchen, Seeigel und Seesterne ..). Der Kalk
verfestigt sich im Laufe der Zeit immer mehr und wird zu einem relativ harten
Kalkstein. Kalk ist aber sehr empfindlich gegen Säuren, weil er durch sie
zersetzt wird. Da sich durch die Umweltverschmutzung im Regenwasser auch Säuren
befinden, leiden viele unserer Kulturdenkmäler an „Auflösungserscheinungen“.
Rotalgenkalk erscheint porös, denn der Kalk wurde von den (wahrscheinlich)
büscheligen Algen nach außen hin abgeschieden. Nach dem Tod der Alge blieben
kleine Zwischenräume zurück.
Algen an Land
Auf der Wetterseite von Bäumen sieht man oft grüne
Überzüge, die manchmal fälschlich als „Moos“ bezeichnet werden. In Wirklichkeit
sind das winzige Grünalgen,
die aus einzelnen kugelförmigen Zellen bestehen. Sie ertragen im Gegensatz zu
den wasserlebenden Arten die Austrocknung. Wachsen und sich Teilen können sie
aber nur, wenn sie befeuchtet werden, z.B. wenn bei Regenfällen ein Teil des
Wassers am Stamm entlangrinnt (der sogenannte „Stammablauf“). Die kurze
Zeitspanne, bis das Wasser verdunstet ist und noch genügend Sonnenlicht für die
Photosynthese vorhanden ist, müssen sie ausnützen - danach müssen sie wieder in
einer Arte Ruhephase auf den nächsten Regen warten.
Auch an Felswänden wachsen Algen - die sogenannten Tintenstriche.
Das sind Blaualgen, die in Wasserrinnen im Gestein wachsen. Sie müssen wie die
Baumalgen mit kurzen Feuchteperioden auskommen und die Trockenheit und Hitze
ertragen, wenn die Sonne die Felsen aufheizt.
Auf schlammigen, feuchten Böden findet man auch öfters
grünliche Überzüge verschiedener Algen. Eine Besonderheit ist der sogenannte „Hexendreck“,
das sind Blaualgen in einer Gallerte, die vollkommen austrocknen kann und bei
Feuchtigkeit quillt. Getrocknet sieht der Algenhaufen nicht sehr appetitlich
aus ... ist aber völlig harmlos!
Algen in
Lebensgemeinschaft mit Pilzen: Flechten
Flechten bilden zumeist krustige Überzüge auf
Steinen, Felsen, alten Gebäuden, Baumstämmen usw. Sie sind eine Lebensform, die
durch das Zusammenleben einer Alge (eine Grünalge
oder Blaualge)
mit einem Pilz entstanden ist. Jeder „Parnter“ der Lebensgemeinschaft nützt dem
Anderen (=Symbiose): der Pilz nimmt über sein Fadengeflecht Wasser und
Nährsalze auf und verankert die Flechte, die Algen betreiben Photosynthese und
versorgen damit sich selbst und den Pilz mit Nahrung. Auch Flechten können nur
wachsen, wenn sie befeuchtet sind und müssen die Trockenzeiten „im Schlaf“
überdauern. Daher wachsen sie sehr langsam (höchstens 1-2 cm pro Jahr, unter
Extrembedingungen wie im Hochgebirge auch nur 1 mm pro Jahr)! Eine Reihe von
Flechten ist sehr empfindlich gegen Luftverschmutzung. Daher werden bestimmte
Flechtenarten als Indikator-Organismen
zur Bestimmung der Luftgüte herangezogen.
Algen in Lebensgemeinschaft mit
Tieren
Einige Algen leben in den Zellen von 
Polypen. Im Meer sind besonders die
Steinkorallen wichtig, weil sie die bedeutendsten tropischen
Korallenriffbildner sind (z.B. das Große Barriereriff vor Australien). Die
Korallen sind auf ihre Algenpartner vollkommen angewiesen, weil die Algen
einerseits über die Photosynthese den Korallenpolypen einen Teil ihrer Nahrung
bereitstellen, andererseits bei der Kalkskelettbildung der Korallen eine
wichtige Rolle spielen.
Doch auch im Süßwasser gibt es
Lebensgemeinschaften zwischen Polypen und Algen. Der Süßwasserpolyp Chlorohydra
viridissima enthält Grünalgen,
die ihm einen Teil des von ihnen gebildeten Zuckers abgeben. Umgekehrt bietet
der Polyp den Algen einen gewissen Schutz, immer gleiche Lebensbedingungen und
Nährsalze, die bei der Verdauung frei werden.
Welche Bedeutung haben Algen in der
Natur?
Nahrung für Tiere
Algen leben pflanzlich, d.h. sie
betreiben Photosynthese. Alle Tiere leben letztlich von dem, was Pflanzen
erzeugen (produzieren). Daher nennt man Pflanzen auch Produzenten, Tiere
Konsumenten (sie konsumieren, d.h. sie verbrauchen Stoffe, die Pflanzen
hergestellt haben). Die „Fress-Abfolge“ Pflanze - Pflanzenfresser -
Fleischfresser 1 - Fleischfresser 2 usw. nennt man Nahrungskette. In der
Natur überschneiden sich viele Nahrungsketten, man spricht daher von
komplizierten Nahrungsnetzen (Beispiel rechts). Pflanzen stehen also am
Beginn der Nahrungsketten - ohne sie geht in einem Lebensraum gar nichts. Algen
sind in Gewässern meistens mit Abstand die wichtigsten Produzenten - sie
erzeugen die meiste „Biomasse“, also Futter für kleine Tiere: Wasserflöhe und
andere Tiere des Zooplanktons,
Schnecken, Mückenlarven, Kaulquappen, Muscheln ..., die wiederum Fischen,
Krebsen, Vögeln ... als Nahrung dienen. Selbst tote Algen - und davon gibt es
Unmengen, denn jede Planktonalge,
die in die dunkle Tiefe absinkt, stirbt - sind überaus wichtig für die
Ernährung von Lebewesen am Grund von Gewässern. Sie reichern den Schlamm mit
Nährstoffen an, der dann von verschiedenen Würmern durchkämmt wird.
Die Flamingos in den flachen Salzseen
Ostafrikas seihen mit ihrem Schnabel Kleinstlebewesen aus dem Wasser - unter
Anderem Blaualgen. Sie durchkämmen mit dem Schnabel das Wasser und drücken
jeden „Schluck“ mit der Zunge durch eine Siebvorrichtung an den Schnabelrändern
- dabei bleiben Nahrungsbestandteile hängen. Die roten Gefiederfarben, z.B.
beim Rosa Flamingo, stammen übrigens direkt oder indirekt von Algen. Es sind
Karotine, das sind Farbstoffe, die auch unsere Karotte rot färben!
Als Flechten,
die von Algen gemeinsam mit Pilzen gebildet werden, sind Algen auch eine
wichtige Nahrungsgrundlage für Tiere der arktischen Tundra (z.B. der Rentiere)
und des Hochgebirges.
Gestaltung des Lebensraumes
Wo es große Algen gibt - z.B. die Armleuchteralgen
in klaren Seen (siehe Grafik links) oder Braunalgentange
in kalten Meeren, größere, kalkabscheidende Rotalgen
in warmen Meeren - dienen diese nicht nur als Nahrung, sondern auch als Fläche,
die von anderen Lebewesen besiedelt werden kann. Das können andere,
kleinere Algen und Bakterien sein, die wiederum Schnecken als Nahrung dienen,
die wiederum von Fischen gefressen werden. Wasserflöhe suchen in dichten
Beständen von Algen und anderen Wasserpflanzen Schutz vor Fischen. Solche
Bestände „filtern“ auch das Wasser, so dass darin weniger Phytoplankton
enthalten ist und es dadurch klarer wird. Viele Fische legen ihre Eier an
Wasserpflanzen - und damit auch an Algen - ab (Krautlaicher). Wenn es diese
Wasserpflanzen nicht gibt, können sich die Krautlaicher entsprechend schlechter
fortpflanzen! Und das alles ist nur eine kleine Auswahl für den „Nutzen“ der Algen!
Sauerstoff für die Atmosphäre
Drei Viertel der Erde sind von Wasser
bedeckt. Nur etwa die obersten 100 m des Meerwassers sind vom Sonnenlicht
durchflutet, und nur dort können daher Algen Photosynthese betreiben und dabei
Sauerstoff freisetzen. Insgesamt wird mehr als die Hälfte des gesamten jährlich
erzeugten Sauerstoffes vom Plankton
der Meere freigesetzt. Der Rest stammt von Landpflanzen, vor allem von Wäldern.
Da Kieselalgen
die wichtigsten Planktonalgen der Meere sind, stammt insgesamt etwa ein Viertel
des gesamten Sauerstoffes von Kieselalgen.
Anders ausgedrückt: Mit jedem zweiten Atemzug nehmen wir Sauerstoff auf, der
von Algen in den Weltmeeren erzeugt wurde!
Welche Bedeutung haben Algen für den
Menschen?
Es gibt Biologen, die sich ihr ganzes Leben lang nur
mit Algen beschäftigen. Man ist versucht zu fragen, wozu uns das nützt. Viele
Menschen werden gar nicht genau sagen können, was Algen sind, geschweige denn
irgendeine der etwa 35000 bekannten Arten mit dem Namen nennen können. Sind die
Algenforscher also Spinner, die nichts Nützliches tun können oder wollen?
Die Kenntnis der Algen hat einen sehr
einfachen unmittelbaren Nutzen:
Algen sind gute „Bioindikatoren“. Ein Indikator ist in der Chemie ein
Stoff, der einen Zustand anzeigt, z.B. ob eine Flüssigkeit sauer ist. Ein
„Bioindikator“ ist ein Lebewesen, das uns den Zustand eines Lebensraumes
anzeigt. Wenn wir in einen See jahrelang Abwässer einleiten, wird er immer
nährstoffreicher, es wachsen vor Allem Blaualgen
darin. Andere Algen bewohnen umgekehrt nur nährstoffarme Seen, saubere Flüsse,
Moorgewässer usw. Es gibt sehr empfindliche Algenarten, die bei der kleinsten
Störung des Lebensraumes - z.B. durch das Einleiten von Düngern oder Abwässern
- nicht mehr leben können. Die Wasserqualität wiederum ist wichtig, wenn man
Gewässer für verschiedene Zwecke nutzen will: zur Trinkwasseraufbereitung, zum
Baden, zum Fischen ...
|
|
|
Schon die Menge an Algen in einem Gewässer ist ein
indirektes Maß für den Nährstoffgehalt. Nährstoffreiche (=eutrophe) Gewässer
enthalten üblicherweise viele Algen, weshalb sie auch grün erscheinen und trüb
sind. Nähstoffarme (oligotrophe) Gewässer enthalten meist wenige(r) Algen und
sind daher klarer.
Eine ähnliche Funktion erfüllen Algen als Testlebewesen
in Biotests: Man gibt Wasser, von dem man die Qualität feststellen möchte,
zu einer Algenkultur und testet, ob die Algen gehemmt oder gar getötet werden.
Auf diese Weise erhält man eine grobe Einschätzung darüber, ob das Wasser
vergiftet ist, weil Algen ziemlich empfindlich auf bestimmte Gifte reagieren.
In der Abbildung links werden die Testalgen durch einen Stoff in der Mitte der
Schale getötet - es entsteht ein typischer „Hemmhof“.
Algen sind Nahrung für Mensch und Tier. Zwar werden nur wenige Algenarten direkt vom
Menschen verspeist - so z.B. die Rotalge Porphyra
(=Nori der Japaner) oder Braunalge Laminaria
(= Kombu der Japaner). Viele Tierzuchten leben jedoch von Algen, z.B.
Miesmuschel- und Austern-Zuchten am Mittelmeer: Man lässt 
Muscheln auf Schnüren in flachen Meeresbuchten
wachsen. Die Muscheln filtrieren das Plankton
ab, wachsen und werden geerntet. Auch jede Fischzucht funktioniert letztlich
nur, wenn Algen wachsen und sich vermehren.
Seit einigen Jahren züchtet man die Blaualge Spirulina
platensis und die Grünalge Chlorella
pyrenoidosa in großen Mengen für Speisezwecke (als Nahrungszusatz). Die
Algen sind relativ reich an Eiweiß und Mineralstoffen.
Aus den Schalen von Kieselalgen
gewinnt man Kieselgur - man verwendet es zum Filtrieren von
Flüssigkeiten und in der Dynamitherstellung.
Verschiedene Algen werden gezüchtet, um Inhaltsstoffe
zu gewinnen, z.B. Farbstoffe aus der Salzwasser-bewohnenden Dunaliella
salina.
Aus Rotalgen
gewinnt man Carrageen und Agar, das sind quellende Substanzen, die man
zur Stabilisation von Emulsionen (z.B. in Joghurts) und in der Mikrobiologie
einsetzt (auf Agar-Platten kann man Bakterien, aber auch einzellige Algen
züchten). Denselben Zweck erfüllen auch die schleimigen Zellwand-Bestandteile
der Braunalgen,
die Alginate. Eine Reihe von Algen, darunter Braunalgen
(z.B. Sargassum), sind medizinisch wirksam.
Den wahrscheinlich größten Nutzen ziehen wir Menschen
aber aus toten Algen. Denn in der Erdgeschichte kam es öfters vor, dass große
Mengen von Planktonalgen
abstarben, auf den Boden der Meere sanken, von Schlamm zugedeckt wurden und
durch den Sauerstoffmangel nicht verwesten. Durch die Zersetzung der Zellen und
unter großem Druck entstand aus diesen Resten ehemaliger Lebewesen - Erdöl!
Wir heizen, fahren Auto und erzeugen Strom mit Hilfe von Energie, die vor
Jahrmillionen von Algen bei der Photosynthese gebunden wurde - Energie, die
letztlich umgewandeltes Sonnenlicht ist.
Neurdings hat man entdeckt, dass man Tange
dazu bringen kann, in der Photosynthese Wasserstoff zu bilden (beschrieben in: Plant
Physiology Bd. 122, S. 127-136). Dies wäre eine umweltschonende
Möglichkeit, Energie zu gewinnen. Wasserstoff wäre ein Treibstoff für Autos,
der die Atmosphäre nicht mit dem Klima-Killer CO2 belasten würde.
Daher sind solche Forschungen für unsere Zukunft sehr wichtig!
Wo und wie man Algen findet
Sammeln von Algen
Eines ist leider klar: ohne Mikroskop kann man keine
Algen untersuchen. Nur im Meer findet man die großen Braunalgen-Tange
oder mit freiem Auge erkennbare Rot- und Grünalgen,
im Süßwasser die Tannenbaum-ähnlichen Armleuchteralgen.
Wenn du Zugang zu einem Mikroskop hast, dann begib dich mit kleinen Gläsern,
Zahnbürste, Taschenmasser und Planktonnetz auf die Suche.
Ohne großen Aufwand kann man die grünen Überzüge auf
der Wetterseite von Bäumen (bei uns normalerweise im NW) herunterkratzen. Wenn
du in den Kalkalpen bist, kannst du die schwarzen Überzüge auf Felsen
abkratzen: Meist handelt es sich um fädige Blaualgen
mit dicken farblosen Hüllen, die die Algen einerseits bei Austrocknung schützen
und andererseits quellen, wenn sie feucht werden, und dadurch das Wasser länger
halten.
Zu Kieselalgen
kommst du leicht, wenn du an Steinen am Ufer von Flüssen und Seen die braunen
Überzüge abschabst. Man kann auch mit einer alten Zahnbürste die Oberfläche des
Steines abbürsten und dann die heruntergelösten Algen mit Wasser in ein Gefäß
spülen.
In Tümpeln und Buchten nährstoffreicher Seen finden
sich meistens Fadenalgen. Oft sind es die schönen Schraubenalgen
oder nahe Verwandte (Jochalgen). Auf den Fäden wachsen wiederum Kieselalgen
und kleinere fädige Grünalgen.
In jedem Aquarium wachsen am Glas und auf
Wasserpflanzen Algen. Schnecken ernähren sich unter anderem von diesen
Aufwuchsalgen. Manche Algen werden im Darm der Schnecken verdaut, andere
überleben und werden lebend wieder ausgeschieden. Sie schützen sich z.B. durch
dicke Gallertschichten oder dicke Zellwände. Wenn man die Ausscheidungen der
Schnecken sammelt und unter dem Mikroskop betrachtet, kann man erkennen, was
die Schnecke gefressen hat. Man wird dabei immer auch einige unversehrte
Algenzellen finden!
An die Algen des Planktons
kommt man nur mit einem Planktonnetz heran. Das ist ein feines Netz, in dem
Kleinstlebewesen hängen bleiben. Will man auch kleinere Algen fangen, so sollte
man ein Netz mit einer Maschenweite von nur 25/1000 mm (25µm) verwenden. In
trüben, nährstoffreichen Gewässern genügt zumeist ein Zug mit dem Netz (man
wirft das Netz an einer Schnur vom Ufer oder vom Boot ins Wasser und zieht es
langsam wieder ein). Die Algen sammeln sich in der engsten Stelle des Netzes,
von wo du sie in ein Glas spülen kannst.
Versuche
Um Algen am Leben zu erhalten, muss man ihnen zwei
Dinge geben: Licht und Nährstoffe. Für verschiedene Algen gibt es kompliziert
zusammengesetzte Nährsalzlösungen. Man kann es jedoch auch mit (stillem)
Mineralwasser oder Düngesalzen für Hydrokulturen versuchen. Es lohnt sich, eine
Algenmischung aus der Natur mit einer Nährsalzlösung aufzufüllen, sie ans Licht
zu stellen und sie einige Wochen lang zu beobachten. Unter den neuen
Bedingungen gedeihen manche Arten besser, manche schlechter. Mit der Zeit
ändert sich daher die Artenzusammensetzung im Kulturgefäß.
Die klassische Vorgangsweise beim Algenzüchten ist das
„Beimpfen“ einer Nährsalzlösung. Man schüttet wenige Tropfen aus einer
Algenkultur oder Seewasser in ein Gefäß mit Nährsalzlösung und stellt es ans
Licht. In jedem Tropfen eines natürlichen Gewässers befinden sich Algen, die
sich in der Lösung vermehren und nach einigen Tagen zu einer Grünfärbung des
Wassers führen. Dann kann man die Lösung unter dem Mikroskop beobachten. Wenn
man Proben aus verschiedenen Gewässern nimmt, kann man verschiedene
Algengemeinschaften züchten. Wichtig ist dabei, dass das Gefäß am anfang
„steril“ war, d.h. keine Lebewesen darin existieren. Das erreicht man, indem
man das Kulturwasser vorher abkocht (natürlich nicht das Wasser mit den Algen -
die würde man dadurch ebenfalls töten!).
An Jochalgen
kann man öfters die geschlechtliche Fortpflanzung beobachten. In 2-4%
Kristallzuckerlösung (=2-4 g Zucker pro 100 ml Wasser) legen sich jeweils zwei
Algenfäden aneinander. In einem Faden werden männliche, im anderen weibliche
Geschlechtszellen gebildet. Die Geschlechtszellen wachsen aufeinander zu und
verwachsen leiterförmig miteinander (=Jochbildung).
Der Inhalt der Zellen verschmilzt, und aus dem Verschmelzungsprodukt entsteht
eine neue Alge.
Algen sind Futter für das Zooplankton.
Wasserflöhe filtrieren algenhältiges Wasser und sieben dabei mit feinen
Haarbürsten auf ihren Beinen die Algenzellen heraus, das reine Wasser bleibt
übrig. Wenn in einem See viele Wasserflöhe vorhanden sind, so können diese
(meist im Frühling) das Seewasser „klären“. Wenn die meisten Algen aufgefressen
sind, verhungern viele Wasserflöhe. Danach können sich die Algen wieder besser
vermehren und im Sommer erneut das Wasser trüben. Wasserflöhe kann man im
Aquariengeschäft kaufen. Setzt man sie in eine dichte Algenlösung (das ist das
Paradies für Wasserflöhe!), so filtrieren sie die Lösung, bis sie völlig klar
ist. Ob dies überhaupt gelingt und wie schnell, hängt natürlich davon ab, ob
die enthaltenen Algen gut fressbar sind und wie schnell sie sich vermehren. Man
kann beobachten, wie lange solche Vorgänge dauern (z.B. wenn man mehrere
Versuche macht und jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Wasserflöhen
einsetzt ...), welche Algen besser gefressen werden, ob sich die
Zusammensetzung der Algengemeinschaft ändert usw. Große Wasserflöhe können bis
zu 4 ml Wasser pro Tag filtrieren. Setzt man also 10 Wasserflöhe in ein kleines
Gefäß mit 40 ml Algenlösung (z.B. ein kleines Schälchen), so kann man damit
rechnen, dass sich in mehreren Stunden eine Wirkung zeigt.Wenn das Wasser
geklärt ist, sollte man die Wasserflöhe aber nicht verhungern lassen, sondern
sie entweder weiter füttern oder in einem Tümpel aussetzen (nur bei uns
heimische Arten!)!
