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Pflanzen brauchen wie Tiere und Menschen eine gewisse Menge Eisen, um zu überleben. Eisen hilft ihnen bei der Bildung von Chlorophyll und hilft bei verschiedenen anderen chemischen Prozessen, die Pflanzen ausführen. Zu viel Eisen kann jedoch eine toxische Wirkung auf die Pflanze haben, sie schwächen und sie schließlich töten. Es ist zu beachten, dass Pflanzen nur Eisenpartikel aus dem Boden absorbieren und dass andere Arten von Eisenpartikeln keine Auswirkungen auf Pflanzen haben.
Gefährliche Ebenen
Wenn der Boden zu viel Eisen enthält, nehmen die Pflanzen es auf und leiden schließlich unter den anhaltenden Auswirkungen. Nach wissenschaftlichen Untersuchungen von K. Kampfenkel, M. Van Montagu und D. Inze in Belgien werden Böden aufgrund des hohen Eisengehalts von 100 mg oder mehr gefährlich. Bei diesen Werten sind Pflanzen innerhalb von nur 12 bis 24 Stunden betroffen. Niedrigere Eisengehalte können ebenfalls gefährlich sein, es kann jedoch länger dauern, bis die Auswirkungen spürbar werden.
Chlorophyll
Wenn Pflanzen zu viel Eisen aufnehmen, beginnt sich ihre Chlorophyllfluoreszenz zu ändern. Kleine Mengen Eisen sind für die Chlorophyllproduktion notwendig, aber zu viel Eisen kann das Chlorophyll selbst beeinträchtigen, wodurch es sich verändert und die Fähigkeit der Pflanzen, Energie aus dem Sonnenlicht richtig zu absorbieren, beeinträchtigt wird.
Synthese
Pflanzen synthetisieren sowohl Chlorophyll als auch viele ihrer eigenen Nährstoffe auf zellulärer Ebene, einschließlich der erforderlichen Proteine. Zu viel Eisen stört diese Prozesse und erschwert es den Pflanzen, die notwendigen chemischen Reaktionen durchzuführen. Dies erschwert nicht nur die Herstellung von Chlorophyll (das bereits unwirksamer gemacht wurde), sondern hungert auch die Pflanze an wichtigen Zuckern, die sie zum Überleben und zur Lagerung in härteren Jahreszeiten benötigt.
Nährstoffaufnahme
Wenn der Eisengehalt weiter ansteigt, wird auch die Fähigkeit der Pflanzen, Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen, beeinträchtigt. Dies bedeutet, dass die Pflanze keine essentiellen Substanzen wie Phosphat oder Stickstoff mehr aufnehmen kann, die sie benötigt, um zu funktionieren, aber nicht selbst produzieren kann. An allen Fronten geschwächt, versagen die Systeme der Pflanze von innen heraus und verursachen einen starken Zerfall lebenswichtiger Gewebe im Stamm und in den Blättern, was unvermeidlich zum Tod der Pflanze führt.
Pflanzenreaktionen
Pflanzen sind zwar nicht gut gerüstet, um mit zu viel Eisen in ihrem Boden umzugehen, sie haben jedoch empfindliche Mechanismen, die steuern, wie viel Eisen sie absorbieren, insbesondere wenn zu wenig Eisen vorhanden ist. Viele Pflanzen sind in der Lage, ein Enzym zu produzieren, das als Chelatreduktase-Enzym bezeichnet wird, damit Eisen leichter absorbiert werden kann. Dies ist nützlich, wenn nicht genügend Eisen in der Nähe ist. Pflanzen können auch die Produktion dieses Enzyms senken, wenn der Eisengehalt ausreichend oder zu hoch ist. Bestimmte Pflanzen beherrschen diesen Mechanismus geschickt und können sich sehr schnell ändern, andere hingegen haben eine viel langsamere Reaktionszeit.