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Lexikon der Biologie: Schwermetallresistenz

Schwermetallresistenz w, Schwermetalltoleranz, Bezeichnung für die Fähigkeit mancher Organismen, (auch) in Biotopen mit relativ hohen Schwermetall-Konzentrationen (Schwermetalle) leben zu können. Unter den Höheren Pflanzen gelten einige Silene-Arten (Leimkraut) als resistent (tolerant) gegenüber Zink, Serpentinpflanzen (wie z.B. der Serpentin-Streifenfarn, Asplenium cuneifolium) als resistent gegenüber den spezifischen Bedingungen der ultrabasischen Böden (Schwermetallböden, Serpentinpflanzen) mit ihren hohen Konzentrationen an Chrom und Nickel. Ferner gelten das Taubenkropf-Leimkraut (Silene vulgaris) und manche Gräser als resistent oder tolerant gegenüber Kupfer, der Schaf-Schwingel (Festuca ovina) und das Rote Straußgras (Agrostis tenuis) gegenüber Blei, andere Gräser gegenüber Aluminiumionen (Aluminium). Auch manche Tierarten können bestimmte Schwermetalle in besonderen Organen akkumulieren (Akkumulierung), ohne Schaden zu nehmen. Bekannt ist die natürliche Vanadiumakkumulation bei Seescheiden. Die Grundlage für die beobachteten hohen Resistenzen oder Toleranzen bei bestimmten Organismen kann in Besonderheiten der biochemischen Ausstattung liegen, z.B. in einer teilweisen Blockierung der Aufnahmerate oder in einer Speichermöglichkeit innerhalb bestimmter Pflanzen- bzw. Tierkompartimente. Eine verminderte Aufnahme kann dadurch zustandekommen, daß die Aktivität der entsprechenden ATPasen (Adenosintriphosphatasen) reduziert wird oder spezielle Isoenzyme gebildet werden. Eine Speicherung kommt in Form einer Kupferspeicherung in den Cuprosomen der Asseln, in Form einer komplexen Schwermetallspeicherung (von Cadmium u.a.) am Metallothionein (einem Polypeptid) vieler Tiere, in Form verschiedener Metall-Chelate in den Vakuolen der Pflanzenzellen vor. Bei Pflanzen erfolgt die chemische Bindung vielfach an einfache Säuren oder an Phytochelatine. Verschiedene Metalle (z.B. Arsen, Gold, Platin, Quecksilber, Selen, vielleicht auch Blei) können durch mehrere Pflanzenarten methyliert (Methylierung) werden. In einer solchen Umwandlung kann ein relativ effektiver Anpassungsmechanismus zur Elimination dieser damit flüchtig gewordenen Metallform gesehen werden. Andere möglicherweise adaptive Resistenzmechanismen bei Pflanzen basieren auf direkten Ausscheidungen oder kontinuierlicher Produktion neuer Akkumulationsorgane, z.B. Blattbildungen mit Metallkonzentrierung bei der Wiesen-Schaumkresse (Cardaminopsis halleri). Flechten.

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