ERGASSTISCHE SUBSTANZEN: KLASSIFIZIERUNG UND BIOLOGISCHE BEDEUTUNG - BIOLOGIE - 2025

Die Ergásticas-Substanzen sind metabolische Nebenprodukte von Pflanzenzellen und Pilzen. Sie werden auch als nicht protoplasmatische Substanzen bezeichnet und können zu Reserve-, Sekretions- oder Abfallstoffen werden. Im Allgemeinen sind sie in der Zelle nicht sehr aktiv, aber manchmal zeigen sie eine größere biologische Aktivität.

Diese Substanzen sind sehr unterschiedlich und einige kommen häufig in Pflanzenzellen vor. Sie können organische oder anorganische Substanzen sein. Am bekanntesten sind Kristalle, Öltropfen, Harze, Tannine und andere. Sie kommen hauptsächlich in den Vakuolen, der Zellwand und dem Protoplasma vor.

Chemische Struktur von Chlorophyll a, einer sekretorischen ergasstischen Substanz. In Blau, Weiß, Grau, Rot und Gelb werden die Stickstoff-, Wasserstoff-, Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Magnesiumatome geschätzt. Entnommen und bearbeitet von: ArturoSQ.

Das Wort Ergástica ist ein Adjektiv, das vom griechischen Ergon stammt und Arbeit bedeutet. Nach Angaben einiger Autoren wurde dieser Begriff ab 1869 in der Botanik verwendet. Studien mit Biolithen (mineralisierten Körpern, die durch ergasstische Substanzen erzeugt werden) erwähnen den Begriff jedoch vor dem angegebenen Datum.

Einstufung

Es gibt keine definierte oder standardisierte wissenschaftliche Klassifizierung. Einige Botaniker stimmen jedoch zu, ergasstische Substanzen in drei Gruppen einzuteilen: Reserve, Sekret und Abfall.

-Ergasische Reservesubstanzen

Die Reservesubstanzen oder Einschlüsse sind jene Substanzen, die in der Pflanzenzelle osmotisch inert sind und als potenzielle Nahrungsquelle (Kohlenstoff und Energie) dienen.

Die wichtigsten ergastischen Reservesubstanzen werden in drei Typen unterteilt:

Kohlenhydrate

Kohlenhydrate sind die Hauptspeichersubstanz der Pflanzenzelle. Diese Verbindungen sind bei Pflanzen sehr unterschiedlich, darunter Fructose, Saccharose und Glucose.

Etwas komplexere Kohlenhydrate sind Stärke, die in Chloroplasten gebildet wird und in Form von Körnern vorliegt. Inulin, das in Wurzelknollenzellen vorkommt und aus Molekülketten von Fructose besteht; und Hemicellulose, die sich an den Zellwänden befindet, die Cellulosefasern bedecken.

Andererseits wirkt Glykogen auch als ergastische Reservesubstanz. Dies ist ein verzweigtes Polysaccharid aus Glukoseketten, das, obwohl es im Körper von Tieren vorhanden ist, im Allgemeinen auch als ergastische Reservesubstanz bei Pilzen verwendet wird.

Stickstoffverbindungen

Stickstoffreserveverbindungen sind aus biochemischer Sicht komplexe Substanzen, sie sind im Allgemeinen Proteine ​​und obwohl die meisten ein wichtiger Bestandteil des lebenden Protoplasmas sind, können sie auch als inaktive oder ergasstische Substanzen gefunden werden.

Diese Substanzen können in amorpher Form oder in Kristallen auftreten. Einige Beispiele für ergasstische Proteine ​​sind Gluten, Gliadin und Aleuron. Die meisten dieser Substanzen kommen in den Vakuolen von Pflanzensamen vor.

Fette und Öle

Fette sind ausgezeichnete Reserveverbindungen; Diese sind in Pflanzengeweben weit verbreitet und erscheinen als Schutzschichten in oder an der Zellwand. Wenn Fette bei normaler Temperatur oder Raumtemperatur flüssig sind, werden sie als Öle bezeichnet.

Fette wie Phospholipide, Wachse, Suberin, Cutin und Öltröpfchen sind ergasstische Reservesubstanzen, die in Form von Flüssigkeitströpfchen im Zytoplasma vor allem in Samen und Sporen vorkommen.

-Ergasische sekretorische Substanzen

Die sekretorischen ergastischen Metaboliten sind keine Nahrungssubstanzen der Zelle, aber sie sind sehr nützlich für die Pflanze, einige von ihnen sind sogar für die Produktion von Nahrungsmitteln essentiell.

Photosynthetische Pigmente wie Chlorophyll, Xanthophyll (Lutein) und Carotin sowie einige Enzyme sind beispielsweise sekretorische ergastische Substanzen.

-Ergastische Abfallstoffe

Es gibt eine unglaubliche Menge an Abfallstoffen, die Pflanzen produzieren. Diese Organismen haben im Gegensatz zu Tieren keine speziellen Ausscheidungsorgane, weshalb sie hauptsächlich Abfälle in Geweben ablagern, sondern auch Mechanismen, die es ihnen ermöglichen, sie loszuwerden.

Einige ergastische Abfallstoffe sind unter anderem Alkaloide, Tannine, Latex, ätherische Öle, Calciumoxalatkristalle, Calciumcarbonatkristalle, Kieselsäurekörper, Weinsäure und Zitronensäure.

Einige Autoren drücken aus, dass diese Substanzen der Pflanze keinen Nutzen bringen. Tannine und Alkaloide erzeugen jedoch unter anderem in einigen Früchten und anderen Strukturen der Pflanze einen schlechten Geschmack, um potenzielle Verbraucher abzuwehren.

Andere Substanzen können toxisch sein oder antimykotische Eigenschaften haben, die die Pflanze vor Angriffen dieser und anderer Mikroorganismen schützen.

Es ist auch erwähnenswert, dass einige Pflanzenarten Kalziumkristalle wiederverwenden. Wenn diese in großen Mengen im Gewebe gefunden werden, sind sie für einige Pflanzenfresser unangenehm und dienen somit als Abwehrmechanismen für die Pflanze.

Menschliche Bedeutung

Taxonomisch

Botaniker-Systematiker und Taxonomen verwenden viele der ergasstischen Substanzen als Instrument zur Klassifizierung von Pflanzen.

Insbesondere die Form der Kristalle, der Körper von Proteinen, Fettalkaloiden und Stärke hat einen hohen Wert bei der Klassifizierung einiger Pflanzen, wie einige Arbeiten zeigen, die mit Pflanzen der Familie der Poaceae durchgeführt wurden.

Medizinisch

Ergasstische Substanzen wie Alkaloide werden als Bioaktivstoffe aus Pflanzen extrahiert und häufig zur Herstellung von Arzneimitteln verwendet. Chinin ist ein Beispiel für eine ergastische Abfallsubstanz mit antimalaria-, fiebersenkenden und analgetischen Eigenschaften. Morphin ist auch ein weiteres Beispiel für diese Substanzen.

Modell des Morphinmoleküls, ergasstischer Abfallstoff. Entnommen und bearbeitet von: RedAndr.

Industriell

Ergasstische Substanzen haben in der Branche einen hohen Stellenwert. Sie werden direkt durch Extraktion mit chemischen Methoden oder indirekt unter Verwendung eines Teils des Pflanzengewebes zum Verzehr in Form von Infusionen verwendet.

Koffein und Nikotin sind zwei bekannte Beispiele für Alkaloide, die ergasstische Substanzen sind, die in der Kaffee- und Tabakindustrie verwendet werden. Beide gehören heute zu den industriell rentabelsten pflanzlichen Substanzen der Welt.

Tannine sind auch ergasstische Substanzen, die industriell verwendet werden. Aus diesen Metaboliten werden Farbstoffe hergestellt, die auch beim Aushärten von Häuten verwendet werden und bei der Herstellung von Weinen von großer Bedeutung sind.

Die Lebensmittelindustrie verwendet Reservesubstanzen aus Pflanzen wie Zucker, die aus Arten wie Rüben und Zuckerrohr gewonnen werden, während Fette zur Herstellung von Glycerin und Seifen für kommerzielle Zwecke verwendet werden.

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