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Gibt es einen grundlegenden Grund dafür, dass Pflanzen ihren eigenen Stickstoff nicht binden können?

Gibt es einen grundlegenden Grund dafür, dass Pflanzen ihren eigenen Stickstoff nicht binden können?


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Pflanzen brauchen Stickstoff, um zu wachsen. Laut der Antwort auf diese Frage gibt es keine Pflanzen, die ihren eigenen Stickstoff (ohne Hilfe von Bakterien) binden können.

Pflanzen erhalten ihren Stickstoff in Form von Nitraten (NO3-) oder Ammoniak (NH4+). Nitrate und Ammoniak gelangen in den Boden durch

  • Blitz (verursacht N2 und O2 sich zu NO zu verbinden, das dann mit atmosphärischem Wasser reagiert und durch Regen auf die Erde gebracht wird)
  • stickstofffixierende Bakterien aus Hülsenfrüchten
  • fixierter Stickstoff aus abgestorbenen Pflanzen/Tieren (Ammonifikation), Urin etc.
  • ammonisierende und andere Bakterien

Die Antwort besagt auch, dass es möglich zu sein scheint, Pflanzen so zu entwickeln, dass sie Stickstoff fixieren können.

So könnte man Pflanzen denken hätte sich entwickeln können Stickstoff fixieren zu können, aber nicht. Vielleicht ist es einfach nicht passiert, basierend auf seiner Wahrscheinlichkeit.
Gibt es eine andere Erklärung?

Vielleicht hätte die Fähigkeit, Stickstoff zu fixieren, eine schädliche Wirkung auf Pflanzen? Oder erfordert die Fixierung einen komplexen Satz verwandter Mutationen? Gibt es genügend nitratarme Böden, um einen Selektionsdruck für stickstoffbindende Pflanzen auszuüben?


Das ist eine interessante Frage. Aber es ergibt sich ein analoger Gedankengang, z.B. Warum entwickeln sich Menschen nicht ohne Mitochondrien, um ihr eigenes ATP zu produzieren? (Ich meine natürlich Eukaryoten im Allgemeinen). Ich sehe keinen Grund, warum mehrzellige Organismen keine bakterielle Funktionalität aufnehmen können, entweder wie es bei Mitochondrien der Fall war, oder nur als separater Zelltyp, der wünschenswerte enzymatische Reaktionen liefert.

Die Antwort, so unbefriedigend sie auch sein mag, könnte einfach sein: weil es so passiert ist. Wir können definitiv experimentelle Bedingungen schaffen, denen es an N-fixierenden Bakterien sowie an unterschiedlichen Mengen an Nitraten, Nitriten usw. mangelt. Und dann eine Reihe von Mutanten herstellen und auf ihre Fähigkeit untersuchen, Stickstoff ohne symbiotische Partner zu fixieren.


Die offensichtlichste Antwort auf Ihre Frage ist, dass das für die Stickstofffixierung verantwortliche Enzym durch Sauerstoff inaktiviert wird. Die Photosynthese, die Sauerstoff produziert, schließt also eine Stickstofffixierung aus, und wie Sie wissen, betreiben Pflanzen Photosynthese.

Sie könnten jedoch spezialisierte Zellen zur Stickstofffixierung entwickelt haben, die keine Photosynthese betreiben. Tatsächlich bilden einige koloniale Cyanobakterien, die Photosynthese betreiben, solche spezialisierten Zellen, die Heterozysten genannt werden.

Warum haben Pflanzen nicht solche spezialisierten Zellen entwickelt? Ich denke, eine grundlegende Antwort auf diese Frage würde sich auf die evolutionäre Theorie der Spezialisierung berufen, die besagt, dass Spezialisierung auf eine Sache auf Kosten der Fähigkeit, etwas anderes zu tun, ausgewählt wird, wenn der Kompromiss konvex ist, dh wenn man wirklich gut sein kann nur in einer Sache, und beides zu können bedeutet, dass Sie in beiden Fällen ziemlich schlecht sind.

Ich hoffe, das bringt Sie dazu, den grundlegenden Grund zu finden, nach dem Sie suchen.


Ich glaube, dass die Evolution von den Bedürfnissen des Organismus zur Anpassung angetrieben wird und nicht von der Notwendigkeit, sich für den menschlichen Verzehr anzupassen. Das bedeutet, dass ein Teil des Stickstoffs durch die Einwirkung der Natur, z.B. Fixierung von Stickstoff bei Stürmen und wenn sich Fäkalien im Boden zersetzen und diese vermutlich genügend Stickstoff für das normale Pflanzenwachstum liefern und somit die Pflanze nicht "gezwungen" ist, sich an einen Stickstoffmangel anzupassen, sondern für den Menschen nehme ich aufgrund der Landwirtschaft das Land an "erschöpft" und deshalb brauchen wir Düngemittel, aber die Pflanzen haben sich nicht entwickelt, weil ich annehme, dass es keinen dringenden Bedarf dafür gab. Das ist meine eigene Meinung, wenn ich deine Frage verstanden habe


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