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Kompaktlexikon der Biologie: Ernährung

Ernährung, Nutrition, Aufnahme fester, flüssiger und gasförmiger organischer und anorganischer Substanzen zur Deckung des Energiebedarfs aller Lebensvorgänge. Nach den verwertbaren Energiequellen wird unterschieden zwischen chemotrophen Organismen, die ihre Energie aus chemischen Reaktionen gewinnen und fototrophen Organismen, die die Energie des Sonnenlichts mithilfe der Fotosynthese nutzen. Chemotrophe und fototrophe Organismen, die keine organischen Verbindungen zum Wachstum benötigen, werden auch als autotrophe Organismen (Autotrophie) den heterotrophen gegenübergestellt, die als Energie- und Kohlenstoffquelle organische Verbindungen verwerten (Dissimilation, Heterotrophie; vgl. Tab. Ernährungstypen ( vgl. Tab. )). – Für das normale Wachstum der Pflanzen sind eine Reihe von chemischen Elementen erforderlich, die nach dem mengenmäßigen Anteil als Makronährstoffe, das sind in absteigender Reihenfolge: Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Stickstoff (N), Schwefel (S), Phosphor (P), Kalium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Eisen (Fe) und Mikronährstoffe wie Mangan (Mn), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Molybdän (Mo), Bor (B), Chlor (Cl) bezeichnet werden. Der Übergang zwischen Makro- und Mikronährstoff ist bei einigen Elementen, so z.B. beim Eisen, fließend. Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff werden bei grünen Pflanzen aus Kohlenstoffdioxid und Wasser im Rahmen der Fotosynthese gewonnen, die übrigen Elemente in ionischer Form aus dem Boden aufgenommen (Düngung, Dünger). Experimentell lassen sich die Bedingungen der Pflanzenernährung durch Kultivierung in Nährlösungen definierter Zusammensetzung untersuchen. Beim Fehlen essentieller Ionen zeigen Pflanzen Symptome der Mangelernährung.

Innerhalb des Tierreichs bestehen große Unterschiede im Nahrungsbedarf (Nahrungsspezialisten) und in der Fähigkeit, Nährstoffe selbst zu synthetisieren, bzw. der Notwendigkeit, essentielle Nahrungsbestandteile aufnehmen zu müssen. Oftmals ist im Verlauf der tierischen Evolution durch den Ausfall entsprechender Enzyme die Fähigkeit zur Synthese von Nährstoffen verloren gegangen; diese wurden somit zu essentiellen Nahrungsbestandteilen. Je nach dem bevorzugten Nahrungstyp werden Pflanzenfresser (Herbivoren), Fleischfresser (Carnivoren) und Allesfresser (Omnivoren) unterschieden. Mundwerkzeuge und Verdauungsorgane sind den Nahrungstypen mehr oder weniger eng angepasst. Verschiedene Formen der Spezialisierung innerhalb dieser Gruppen auf eine Nahrungsart (z.B. eine bestimmte Futterpflanze), wenige ausgewählte oder viele verschiedene Nahrungsarten werden mit den Begriffen monophag, oligophag bzw. polyphag gekennzeichnet. – Die Art des Nahrungserwerbs hängt eng mit dem Lebensformtypus eines Tieres zusammen. So sind im Wasser häufig der oft sessile Typ des Strudlers sowie derjenige des Filtrierers anzutreffen. Unter den Substratfressern gibt es solche, die hauptsächlich Erde mit darin enthaltenen Bestandteilen durch sich hindurchschleusen (z.B. viele Bodenorganismen), und andere, die speziell faulendes Substrat (Saprophagen, Saprophyten) oder Kot (Koprophagen) bevorzugen. Weitere Formen des Nahrungserwerbs praktizieren die weidenden Tiere sowie die Sammler, Jäger und Fallensteller, die hierzu zum Teil mit hochspezialisierten Mundwerkzeugen und entsprechenden Sinnesorganen ausgestattet sind. Spezielle Anpassungen findet man auch bei Parasiten. Vor Aufnahme der Nahrung erfolgt meist eine Nahrungswahl, die durch die Reizung von Chemorezeptoren durch eine Reihe von nahrungsspezifischen und unspezifischen Substanzen bzw. deren genau abgestimmte quantitative Zusammensetzung getroffen wird (siehe auch chemische Sinne, Geschmackssinn, Geruchssinn). – In verschiedenen Tiergruppen sind Formen der Vorratshaltung entwickelt worden, die meist mit der Aufzucht der Nachkommen in Zusammenhang stehen. Beispiele sind u.a. die Speicherung von Pollen und zu Honig gewandeltem Nektar in Waben bei der Honigbiene; ferner die Speicherung von Honig in manchen Wüstenameisen (Honigtöpfe) oder das Einlagern von Körnern bei Ernteameisen.

Die Ernährung des Menschen entspricht derjenigen der tierischen Allesfresser. Dabei kann allerdings die Zusammensetzung der Nahrung, d.h. der Anteil der Grundbestandteile, lokalen wie auch regionalen, nationalen oder kulturellen Schwankungen unterliegen, die auch weltanschaulich begründet sein können. Grundsätzlich sollten die Grundnährstoffe Kohlenhydrate, Proteine und Fette sowie Mineralstoffe, Vitamine, Spurenelemente und Ballaststoffe in ausreichender Menge und in geeignetem Verhältnis aufgenommen werden. Wichtig ist darüber hinaus die sachgerechte Zubereitung der Nahrung, die dadurch für den Organismus gut aufschließbar wird. Bei einer richtig zusammengestellten Kost werden etwa 55 bis 60 % des Energiebedarfs aus hochmolekularen Kohlenhydraten gedeckt, 10 bis 15 % aus Proteinen und maximal 30 % aus Fetten, wobei von letzteren höchstens 10 % in Form gesättigter und mindestens 7 % in Form mehrfach ungesättigter Fettsäuren zugeführt werden sollten. Die Höhe der Energiezufuhr ist grundsätzlich abhängig von Alter, Geschlecht, körperlicher Konstitution und körperlicher Aktivität, und wird beeinflusst durch besondere physiologische Zustände wie Wachstum, Schwangerschaft, Erkrankungen, Stress. Im Jahr 2000 wurden erstmals von Wissenschaftlern aus Deutschland, Österreich und der Schweiz gemeinsame Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr festgelegt. Mangelerscheinungen sollten bei einer ausgewogenen Mischkost, die in Hunger stillender Menge aufgenommen wird, nicht auftreten. Wichtig ist eine vielseitige Zusammensetzung der Nahrung, die eine ausreichende Zufuhr der essentiellen Nahrungsbestandteile gewährleistet. Dies wird in vielen Entwicklungsländern nicht erreicht, oft aufgrund eines grundsätzlichen Mangels an geeigneten Nahrungsmitteln. Aber auch in den Industrieländern werden in steigendem Maße trotz eines Überangebots an Nahrung Formen der Mangelernährung festgestellt, die vielfach auf ein Fehlen von für den Menschen essentiellen Nahrungsbestandteilen zurückgeführt werden können. Hier liegen die Ursachen mehr in einem Wandel der Ernährungsgewohnheiten (höherer Anteil an Fetten und niedermolekularen Zuckern, geringer Ballaststoffanteil) und veränderten Produktionsverfahren, die zu neuartigen, in der Nährstoffzusammensetzung nicht unbedingt ausgewogenen Nahrungsmitteln führen (siehe auch Essay „Der globale Mensch und seine Ernährung“) Convenience food, Fette und fette Öle, Functional food, Hunger, Hungerstoffwechsel, Kohlenhydrate, Kwashiorkor, Landwirtschaft, Marasmus, Mineralstoffe, Nahrungskette, Nahrungspyramide, Nährwert, Novel food, Proteine, Vitamine

Literatur: Amberger, A. Pflanzenernährung. Ökologische und physiologische Grundlagen, Stuttgart 41996. – Biesalski, H.K., Grimm, P.: Taschenatlas der Ernährung, Stuttgart 1999. – Biesalski, H.K. (u.a.): Ernährungsmedizin, Stuttgart 1999. – Birus, T.: Was macht die Tiefkühlpizza knusprig. Die wundersamen Zutaten der modernen Küche, Frankfurt/M. 1999. – Elmadfa, I., Leitzmann, C.: Ernährung des Menschen, Stuttgart 21990. – Finck, A.: Pflanzenernährung in Stichworten, Stuttgart 51997. – Hauber-Schwenk, G., Schwenk, M.: dtv-Atlas Ernährung, München 2000. – Rehner, G., Daniel, H.: Biochemie der Ernährung, Heidelberg 1999. – Deutsche Gesellschaft für Ernährung: Referenzwerte für die Nährstoffzufuhr, Frankfurt/M 2000.



Ernährung: Wichtige Ernährungstypen

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Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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