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Die Bedeutung grüner Pflanzen - Referat
Die Bedeutung grüner Pflanzen
1.Einleitung
2.Kohlendioxidabbau und Sauerstoffbildung
3.Pflanzen als Nahrung
3.1.Gärung
4.Energiegewinnung
4.1.fossile Brennstoffe
4.1.1.Kohle
4.1.2.Erdöl und Erdgas
4.2. Brennstoff: Biomasse
5.Inhaltstoffe der Pflanzen
5.1.Farbstoffe
5.2.Duftstoffe
5.3.Gewürze
5.4.Genussmittel
5.5.Rauschmittel
5.6.Gifte
5.7.Heilpflanzen
6.Pflanzenfasern
7.Andere Bedeutungen der grünen Pflanzen
8.Anhang
1.Einleitung
Es gibt über 300 000 Pflanzenarten auf der Erde und viele Arten sind noch gar nicht entdeckt. Die 0,002 mm kleine Chlorella (Alge) gehört genauso zu den Pflanzen wie die riesigen, über 100 m großen Mammutbäume. Da sich die meisten Pflanzen nicht oder nur sehr langsam bewegen können, sehen sie friedlich und uns absolut unterlegen aus, aber ohne Pflanzen wäre auf diesem Planeten kein heterotrophes Leben (vor allem Tiere und Menschen) möglich. Denn noch nicht einmal die - nach unserer Ansicht - höchstentwickelte Lebensform, der Mensch, kann wie die (autotrophen, grünen) Pflanzen seine Nahrung oder den Sauerstoff, den er zum atmen braucht, selber herstellen. Dazu brauchen die Pflanzen nur Kohlendioxid (CO2), Wasser (H2O) und Licht. Mit Hilfe des grünen Blattfarbstoffes Chlorophyll können Pflanzen diese anorganischen, energiearmen Stoffe in organische, energiereiche Glucose (C6H12O6) und Sauerstoff umwandeln (Photosynthese).
6CO2 + 6H2O · C6H12O6 + 6O2 :
diese Reaktionsgleichung ist das, worauf sich heterotrophes Leben auf der Erde aufbaut.
2. Kohlendioxidabbau und Sauerstoffbildung
Als es auf der Erde noch keine Lebewesen gab, war der CO2-Gehalt der Erdatmosphäre noch sehr hoch. Die Pflanzen, die im Urozean der Erde entwickelten, bauten CO2 ab und vergrößerten den O2-Gehalt der Atmosphäre. Dadurch wurde das Leben auf der Erde für heterotrophe Lebewesen erst möglich. Heute beträgt der O2-Gehalt in der Atmosphäre 20,75% und der CO2-Gehalt 0,035%. Es besteht ein O2- und ein CO2-Kreislauf. (·Anhang) zwischen Pflanzen und heterotrophen Lebewesen, wobei auch Pflanzen O2 verbrauchen, wenn sie, um Energie zu bekommen, die energiereiche Glucose abbauen. Außerdem verringern Pflanzen den Treibhauseffekt, indem sie das hauptsächlich von der Industrie, Autos und Tieren bzw. Menschen produzierte CO2 abbauen und O2 aufbauen, aus dem sich in der Atmosphäre Ozon bilden kann.
3. Pflanzen als Nahrung
Durch die Photosynthese bilden Pflanzen Glucose. Einen Teil der gebildeten Glucose verbrauchen sie selbst. Ein großer Teil wird aber auch gespeichert. Die Speicherorte sind bei verschiedenen Pflanzen verschieden, das heißt, verschiedene Pflanzenteile sind bei verschiedenen Pflanzen essbar (Aufgrund bestimmter Inhaltsstoffe sind manche Pflanzen bzw. Pflanzenteile nicht essbar.) bzw. nahrhaft. So kann man die Wurzel (Karotte, Rettich), die Laubblätter (Kopfsalat, Chinakohl, Spinat, Rosenkohl), die Sprossachse (Spargel), die Blütenstände (Blumenkohl, Brokkoli) und Früchte (Apfel, Gurke, Tomate, Melone) bzw. Fruchtstände (Weizen, Hafer, Mais, Holunder) essen.
Tiere, die selber keine Nahrung für sich herstellen können, und Pflanzen fressen (Pflanzenfresser), nehmen die energiereichen Speicherstoffe (Glucose, Stärke, Öl usw.) auf und wandeln einen Teil durch Zellatmung in den Zellen mit Hilfe von O2 in energieärmere Stoffe um, wobei Energie freigesetzt wird. Der andere Teil wird gespeichert. Fleischfresser wiederum fressen diese, um ihren Energiebedarf zu decken. So entsteht eine Nahrungskette. Das erste Glied jeder Nahrungskette sind die autotrophen Pflanzen. Da Speicherstoffe in Pflanzen (z.B. Glucose) nicht so energiereich sind wie Speicherstoffe in Tieren (z.B. tierisches Fett) müssen Pflanzenfresser mehr Biomasse zu sich nehmen als Fleischfresser. Ein Teil der Energie wird von jedem Glied verbraucht und ein Teil der gefressenen Nahrung ist nicht verwertbar (verdaubar) und es kann somit auch daraus keine Energie freigesetzt werden. So können nur 10% der Biomasse des Erzeugers vom Erstverbraucher genutzt werden. Dem Zweitverbraucher sind wiederum nur 10% der Biomasse des Erstverbrauchers nützlich (usw.). Bsp: In einem ausgeglichenem Gewässer leben 10 t pflanzliches Plankton, das sich auch vermehrt. Dann müssen dort 1 t tierisches Plankton leben, das das pflanzliche Plankton frisst und dadurch das Ökosystem im Gleichgewicht hält. Folglich leben dort 100 kg Friedfische, die wiederum das tierische Plankton fressen. In diesem Gewässer können also nur 10 kg Raubfische leben. Aber die meisten Nahrungsketten sind wesentlich komplexer.
3.1. Gärung
Jede lebende Zelle betreibt Zellatmung, in der Glucose und Sauerstoff in Wasser und CO2 umgesetzt werden und dabei Energie frei wird. Ist kein Sauerstoff vorhanden erfolgt die Gärung, bei der Glucose in andere Stoffe umgewandelt wird, wobei diese mehr Energie haben und folglich weniger Energie freigesetzt wird. Jede lebende Zelle kann wie Zellatmung auch Gärung betreiben, es gibt aber Zellen, die vorrangig Gärung betreiben, das heißt Gärung kann auch in bestimmten Fällen in Gegenwart von Sauerstoff vollzogen werden.
Bsp: alkoholische Gärung ( C6H12O6 · 2CO2 + 2C2H5OH), Käse- und Joghurtherstellung, Milchsäuregärung (Muskelkater)
Außerdem kann Gärung betrieben werden, um bestimmte Geruchs-, Geschmacks- oder Farbstoffe entstehen zu lassen (Bsp: Kaffee, Kakao, Tee, Vanille, Tabak, Pfeffer) oder um unerwünschte Bestandteile abzubauen (Bsp: Hanf- und Leinfasergewinnung).
4.Energiegewinnung
Schon seit 500 000 v. Chr., seitdem der Mensch das Feuer beherrscht, betreibt er kontrolliert Energiegewinnung (in Form von Wärme). Heutzutage ist die Energiegewinnung nicht mehr wegzudenken. Es gäbe keine Fabriken, in denen Gegenstände oder Nahrungsmittel hergestellt werden, und keine Transportmittel, mit denen Waren aus heute doch nicht mehr ganz so fernen Ländern herbeigebracht werden können. Der Mensch hätte sich aber ohne Energiegewinnung noch nicht mal so weit entwickeln können. Schließlich gäbe ohne Feuer auch keine Bronzezeit, in der man härtere Bronzewaffen benutzen konnte, und wir müssten immer noch rohes Fleisch kauen und Angst vor größeren Tieren haben.
4.1.fossile Brennstoffe
Fossile Brennstoffe sind aus der erdgeschichtlichen Vergangenheit stammende Brennstoffe, also Kohle, Erdöl und Erdgas. Sie entstanden aus damals wachsenden Pflanzen und enthalten also auch die in Pflanzen gespeicherte Energie, nur in konzentrierterer Form.
4.1.1.Kohle
Die wichtigsten Kohlearten sind die Steinkohle, die ihren Ursprung hauptsächlich im Karbon (360 - 285 Mio. v.Chr., niedere Sporenpflanzen, z.B. Schachtelhalm, Farn, Schuppen- und Siegelbaum) hat und zu 75 % - 91,5 % aus Kohlenstoff besteht und einen sehr hohen Brennwert hat und die aus dem Tertiär (65 - 2 Mio. v. Chr., auch höherentwickelte Pflanzen, z.B. Laub- und Nadelbäume) stammende Braunkohle, die mit einem C-Gehalt von 65 % - 75 % einen niedrigeren Brennwert hat.
Entstehung: In Sumpf- oder Moorlandschaften bildete sich aus abgestorbenen Pflanzenresten bei absinkendem Untergrund (Sumpf, Moor) unter Luftabschluss erst Torf. Damit beginnt die Inkohlung, die Umwandlung von Pflanzenresten in Kohle. Der Torf wird (im Laufe der Zeit) von Gestein überdeckt und gelangt so (Mehr oder weniger) tief in die Erde. Dort nimmt unter hohem Druck und hohen Temperaturen der Sauerstoff- und Wasserstoffgehalt ab und folglich der Kohlenstoffgehalt zu. Je länger und stärker diese Kräfte darauf einwirken, umso größer wird der Kohlenstoffgehalt und der Brennwert. Die Entwicklung ist, wie folgt: Pflanze · Torf · Braunkohle · Steinkohle ·Anthrazit · Graphit · Diamant
Geschichtliches: Schon 250 v.Chr. wurde Kohle in Griechenland zum Schmieden und Erzgießen benutzt. 833 werden zum ersten Mal die englischen Steinkohlelager erwähnt. In Sachsen und im Ruhrgebiet begann man Mitte des 14. Jh.s mit dem Abbau von Steinkohle. Seit Beginn der Industrialisierung (mit Erfindung der Dampfmaschine 1769) nahm die Bedeutung der Kohle als Brennstoff in den Fabriken immer mehr zu.
Verwendung: Brenn- und Heizstoff, chemische Industrie, Zeichenmaterial, Bleistiftmine, Schmuck, Diamantbohrer, Glasschneider, Schallplattenlesekopf, zur Stahlgewinnung, Teer, Kraftstoff usw.
4.1.2.Erdöl und Erdgas
Entstehung: In einem flachen Meeresbecken herrscht Sauerstoffmangel. Dadurch sterben Tiere, die es ja ohne Pflanzen nicht gäbe, und Pflanzen (größtenteils Plankton) ab und am Meeresboden entsteht Faulschlamm. Im Laufe der Zeit wird der Faulschlamm erst von porösen Gesteinen (z.B. Sandstein), dann von undurchlässigen Gesteinen (z.B. Ton, Lehm) überdeckt. Aus dem Faulschlamm bildet sich unter hohem Druck und hohen Temperaturen Erdölmuttergestein. Das Erdöl und Erdgas steigen durch den porösen Sandstein nach oben und bilden unter der undurchlässigen Schicht eine Lagerstätte. (· Anhang)
In Raffinerien wird das Erdöl ,,gecrackt" (engl. aufspalten) und dadurch brauchbar gemacht. Verwendung: Kraftstoff, Heiz- und Brennstoff, chemische Industrie, Kunststoffherstellung, Forschung
4.2.Brennstoff: Biomasse
Holz ist der älteste Brennstoff des Menschen. Lange bevor man mit Kohle oder Erdgas heizte, verwendete der Mensch Holz für ein Feuer. Wahrscheinlich benutzte er auch Heu oder andere getrocknete Pflanzenteile um es leichter entfachen zu können. Mit Biomasse ist in diesem Fall nur gemeint, was nicht durch Inkohlung oder andere Vorgänge stark verändert wurde, sondern Holz, Heu, Stroh und alle brennbaren Abfälle, die bei Wald-, Forst- oder Acker- oder Wiesenarbeiten anfallen. Wenn man diese Abfälle, anstatt sie verrotten zu lassen oder nutzlos zu verbrennen, in Kraftwerken verbrennt, könnte man 5 % des Strombedarfs in ganz Deutschland decken. Leider wird noch nicht einmal 1 % des deutschen Energiebedarfs durch Biomassenverbrennung gedeckt.
Außerdem kann man aus Pflanzen Öle gewinnen (z.B. Raps, Sonnenblume) die sich als Kraftstoff eignen, weniger die Umwelt belasten und außerdem im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen nicht irgendwann aufgebraucht sein werden.
5.Inhaltstoffe der Pflanzen
Pflanzen sind schon immer nicht nur Nahrung gewesen. Viele Pflanzen sind nur durch ihre Farbe, ihren Geruch, die berauschende Wirkung auf einen selbst oder die tödliche Wirkung
auf andere so populär geworden. Bei manchen werden bestimmte Merkmale erst durch eine entsprechende Behandlung hervorgehoben. Heute sind die meisten Farbstoffe (außer der Lebensmittelfarbstoffe) synthetisch hergestellt, da diese Methode schneller, effektiver oder billiger ist.
5.1.Farbstoffe
Einer der ältesten Naturfarbstoffe ist das Indigo der Indigo-Pflanze (Indigofera tinctoria, · Anhang). Es wurde in China und seinem Herkunftsland Indien schon vor benutzt. In anderen Ländern wurden andere Pflanzen benutzt, um mit dessen Farbstoffen Stoffe, Gefäße oder den Körper zu verschönern. In Europa wurde z.B. aus Krokussen Safran gewonnen, der Nahrungsmittel (z.B. Kuchen) gelb färbte. Mittels Zwiebelschalen oder Eichenrinde konnte man mehr oder weniger starkes Braun gewinnen. Bis das Indigo nach Europa kam, war die Pflanze Waid die vorherrschende Pflanze, die den Indigofarbstoff lieferte.1880 wurde das erste synthetische Indigo hergestellt. Die Indigo-Pflanze verlor ihre Bedeutung. Heutzutage werden immer bessere synthetische Farben hergestellt, die die Naturfarbstoffe verdrängen, trotzdem fand man wieder zum ersten Jeansfarbstoff Indigo zurück als dieser wieder in Mode kam.
5.2.Duftstoffe
Viele Pflanzen bilden für sie charakteristische, ätherische Öle, um durch den Duft Insekten oder Tiere (Fledermaus) anzulocken, die sie befruchten oder ihre Samen verbreiten. Einige Pflanzen (Zwiebel) benutzen aber auch unangenehm riechende Duftstoffe, um Schädlinge fernzuhalten. Ätherische Öle befinden sich aber nicht immer nur in der Blüte, sondern auch in den Laubblättern (Melisse, Salbei, Liebstöckel, Pfefferminze), der Wurzel (Meerrettich), in Knospen (Rosen), sowie im Holz und der Rinde der Bäume und in allen anderen Teilen der Pflanze, die folglich auch verarbeitet werden. Aber viele ätherische Öle riechen nicht oder nur kaum. Viele ätherische Öle riechen auch erst in Verbindung mit Wasser (Senf-, Bittermandel, Wintergrünöl) oder wenn die Zellen kaputtgemacht werden (Knoblauch). Ätherische Öle sind wasserunlöslich, deswegen sind sie (z.B. in Parfümen) meistens in Alkohol gelöst.
Verwendungen: Parfüm, Tabak (Zigarren), Likör, Süßwaren, Gewürze, Nahrungsmittel, Herstellung chemischer reiner Riechstoffe.
5.3.Gewürze
Gewürze machen das Essen schmackhafter. Gewürze regen Geruchs- und Geschmackssinnesorgane an und fördern die Speichel- und Magensaftproduktion. Sie regen den Appetit und Verdauung an. Außerdem wirken einige antibakteriell. Deswegen sind viele Gewürze auch gleichzeitig Arzneipflanzen (Kümmel, Anis, Senf, Knoblauch). Diese Wirkungen werden durch enthaltene ätherische Öle und Bitterstoffe verursacht. Da diese Stoffe in allen Pflanzenteilen vorkommen, verwendet man bei Gewürzen die verschiedensten Teile der Pflanze: Früchte und Samen (Paprika, Pfeffer, Piment, Vanille, Muskat, Zitrone, Senf), Blüten und Knospen (Nelken, Kapern), Rinde (Zimt), Wurzeln und Rhizome (Ingwer, Sellerie, Gelbwurzel), Zwiebeln (Knoblauch, Zwiebel), Blätter und Kraut (Dill, Bohnenkraut, Petersilie, Majoran, Lorbeerblätter, Borretsch)
5.4.Genussmittel
Genussmittel sind Stoffe (meist) ohne nennenswertem Nährwert, die mittels Alkaloiden eine anregende Wirkung auf das Gehirn ausüben. Sie können in Überdosen auch als Rauschmittel (in hohen Dosen Rausch) oder ,,Genussgifte" (in hohen Dosen giftig) wirken. Einige Genussmittel sind Kaffee (Ursprung im Kaffagebirge im Hochland von Äthiopien, enthält Coffein), Kakao (aus Mittel- und Südamerika, enthält Coffein und Theobromin), Tee (Ostasien, dort auch Arzneimittel, enthält Coffein) und der Tabak (aus Mittel- und Südamerika, enthält Nicotin, das nach Jean Nicot de Villemain, der den Tabak nach Frankreich brachte, benannt wurde)
5.5.Rauschmittel
Schon in der Antike waren Rauschmittel bekannt. Die ,,Propheten" im Orakel von Delphi setzten sich mit bestimmten Mittel in Trance-Zustände um die ,,ultimative Antwort" auf die Fragen der Besucher zu finden und nuschelten denen dann mehr oder weniger verständliche Ratschläge entgegen.
Rauschmittel sind Substanzen, die durch Wirkung auf das Zentralnervensystem den Bewusstseinszustand so ändern, rauschartige Zustände entstehen. Es gibt natürliche Rauschmittel (Haschisch, Kokain, Opium), halbsynthetische Rauschmittel (Alkohol in hohen Dosen, Heroin) und synthetische Rauschmittel (Weckamine (Aufweck- oder Wachhaltearzneien) wie z. B. Extasy, Barbiturate (Beruhigungsmittel)). Wirkungen der Rauschmittel sind Enthemmung, Unterdrückung von Schmerzen und Unlustgefühlen, Euphoriezustände, Halluzinationen sowie starke Beruhigung und Entspannung oder verminderte Müdigkeitserscheinungen. Aber bei den meisten Rauschmittel gibt es danach ein böses Erwachen: Depressionen, Schädigung des Körpers und dessen Leistungfähigkeit, bei Überdosis oder verunreinigten Rauschmitteln können schwere Krankheit (Vergiftung) oder sogar der Tot eintreten. Außerdem können Rauschmittel physisch (Auch wenn man aufhören will, kann man nicht, da der Körper das Rauschmittel ,,braucht".) oder psychisch (Der Körper wird nicht abhängig, aber man will das Rauschmittel unbedingt nehmen, damit man sich besser fühlt, was noch gefährlicher ist, wenn man große Probleme mit der Familie, dem Beruf usw. hat.) abhängig machen, was zu finanziellem Ruin sowie zu körperlichem und geistigem Verfall führen kann.
5.6.Gifte
Gifte kennt der Mensch bestimmt schon lange: wahrscheinlich sind erst einige Menschen an den Wirkungen giftiger Pflanzen zugrunde gegangen, bevor man sie anfing sie zu meiden oder Speere und Pfeile damit zu bestreichen, um Tiere effektiver erlegen zu können. In antiken Kriegen ist schon die Rede von mit Gift versehenen Pfeilen, die ihre tödliche Wirkung nicht verfehlten. Aber die meisten Giftpflanzen haben in der richtigen Dosierung eine heilende Wirkung. Pflanzen haben wahrscheinlich Gifte produziert, um sich vor Tieren, die sie fressen können, zu schützen. Oftmals haben Pflanzen nur giftige Wirkungen auf bestimmte Tiere, da z.B. die Vogelbeere für Vögel, die ihre Samen verbreiten, ungiftig sind.
Die meisten pflanzlichen Gifte gehören zu den Alkaloiden, ätherischen Ölen, Aminosäuren, Glycosiden, Polyinen, Proteinen oder Peptinen, wobei aber viele Zugehörigen dieser Stoffgruppen sehr wohlriechend oder schmackhaft sind.
Einige giftige Pflanzen sind: Fingerhut, Maiglöckchen, Eibe, sowie die Früchte der Kartoffelpflanze (die Früchte entstehen aus den Blüten, Kartoffeln nicht), oder auch unreife Früchte (Tomate)
5.7.Heilpflanzen
Heute noch ist uns eine Sammlung von auf Papyrus geschriebenen Heilmethoden aus Ägypten aus dem Jahre 1550 v. Chr. erhalten. Das heißt, dass der Mensch auch die Heilpflanzen schon sehr lange kennt. (wahrscheinlich nicht ganz so lange, wie giftige Pflanzen) In der richtigen Dosierung sind Genussmittel, Rauschmittel oder Gifte sehr nützliche Heilmittel. Auch hier gilt: sowie bei Genusspflanzen und bei Giftpflanzen die entsprechenden Inhaltsstoffe meist nur in bestimmten Pflanzenteilen zu finden sind, verwendet man meistens auch bei Heil- oder Arzneipflanzen nur bestimmte Pflanzenteile.
Beispiele: Arnika (Wundmittel), Baldrian (beruhigend), Eukaliptusbaum (Wund- und Fiebermittel), Fenchel (schleimlösend, Blähungen treibend, reizlindernd), Herbstzeitlose (Gichtmittel, unter Umständen giftig), Kamille (entzündungshemmend, krampflösend)
6.Pflanzenfasern
Es gibt viele verschiedene Pflanzenfasern. Nicht nur, dass sie sich durch Dicke, Länge und Zähigkeit unterscheiden, Pflanzenfasern können auch aus verschiedenen Pflanzenteilen kommen. So sind die Baumwollfasern Samenfasern, Flachs- und Hanffasern sind Stengelfasern, Manila-, Sisal- und Yuccafasern sind Blattfasern und Kokosfasern sind Fruchtfasern. Alle Pflanzenfasern bestehen aus Zellulose. Man kann sie benutzen, um Kleidung, Seile, Netze, Matten, Isolierungsstoffe sowie Pressspanplatten für den Hausbau herzustellen. Außerdem kann man daraus Papier herstellen, von dem Chinesen schon 105 v.Chr. berichteten. Die Hanfpflanze ist eine schnell wachsende Pflanze, deren Fasern die besten im Pflanzenreich sind. Aus 0,4 ha Hanf kann man genauso viel Zellulosefasern gewinnen, wie aus 1,6 ha Bäumen. Außerdem wächst Hanf wesentlich schneller nach. Würde man also zukünftig die schwierigere und teurere Variante der Papier- und Baustoffherstellung aus Hanffasern in Kauf nehmen, könnte man damit mehr Bäume erhalten, was nicht nur uns, sondern noch viel mehr unseren Nachkommen zu Gute kommen würde.
7.Andere Bedeutungen der grünen Pflanzen
Die Pflanzen haben außer diesen lebensnotwendigen und lebensverschönernden Funktionen auch noch andere, die vielleicht in Vergessenheit geraten können.
Pflanzenöle werden zur Kosmetikherstellung benutzt. (Hanföl)
Außerdem sind Pflanzen Wasserspeicher. Das kann lebensrettend sein, da man z.B. in der Wüste stehende Kakteen aufschneiden kann und das lebenswichtige Wasser trinken kann. Pflanzen können an Stellen Wasser aus dem Untergrund holen, wo Menschen nicht die Möglichkeit oder das Geld dazu haben. Außerdem zeigen sie verborgene Wasserreserven schon von Weitem an. (Oase)
Außerdem bilden sie einen großen Schutz vor Bodenerosionen. Viele Berglawinen sind nur zustande gekommen, weil die dortige Flora beseitigt wurde, um ertragreiche Ski- und Tourismusgebiete zu errichten. Wo keine Pflanzen sind, kann natürlich kein Wasser aus dem Boden aufgenommen werden und es gibt auch keine Wurzeln, die der Erde Halt geben können. Die Natur hat im Laufe der Jahrmillionen ein ausgeklügeltes System entworfen. Der Mensch sollte nicht gegen es ankämpfen oder ihm schaden, sondern von ihr lernen, da sonst unser Planet bald nicht mehr lebenswert sein wird (, so ganz ohne Ozonschicht...).
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