prüfschwerpkte botanik (außer Schwerpkt fam.) Flashcards
Gliederung der Organismenwelt:
3 Reiche
Eukarya, Bacteria und Archaea
Gliederung der Eukaryoten
-Eukaryoten (Lebewesen mit Zellkern)
in 5 Kladen:
–Amoebozoa (Amöben)
–Opisthokonta (inkl. Tiere und Pilze)
–Sar (Stramenopile (inklusive der mehrzelligen Braunalgen), Alveolata, Rhizaria)= hauptsächlich einzellige Lebewesen)
–Archaeplastida (inkl. Pflanzen)
–Excavata (begeißelte Einzeller)
Organisationstypen
def?
Beispiele?
–Organisationstypen sind Zusammenfassungen von Organismengruppen mit
übereinstimmendem Bauplan und/oder ähnlicher Entwicklungshöhe, jedoch keine
monophyletischen Abstammungsgemeinschaften mit gemeinsamem Vorfahr
–man kann von parallelen Evolutionslinien mit vergleichbarem Niveau der
stammesgeschichtlichen Entwicklung sprechen
–„Pilze“, „Algen“ und „Schleimpilze (in mehreren der Kladen der Eukaryoten anzutreffen)
-„Flechten“, „Moose“ und „Farne
–Bau der Bakterienzelle:
–Nucleoid mit Bakterienchromosom, Ribosomen, Plasmidringe und Nährstoffvesikel ohne
Kompartimierung frei im Zytoplasma
–Zellmembran begrenzt Zytoplasma, mit Einstülpungen mit Funktion analog zu
Mitochondrien und Chloroplasten der Eukaryoten
–die dicke (bei grampositiven) oder dünnere (bei gramnegativen) Zellwand besteht aus
einem Murein-Makromolekül (Peptidoglycan)
–ggf. Geißel in Membran Verankert
Gram-Färbung zur klassischen Unterteilung der Bakterien
Anilinfärbung und
Jodbeizung, Entfärbungf mit Ethanol → je nach Dicke der Zellwand verbleibt der Farbstoff oder
wird ausgewaschen (nach H.C. Gram 1884)
–die unterschiedliche Gram-Färbung der Eubakterien basiert zwar auf dem Bau der Zellwand,
lässt aber nicht unbedingt Rückschlüsse auf eine phylogenetische Verwandtschaft
entsprechend der 16s-rRNA-Sequenzierung zu und kann damit als eine größtenteils künstliche
Gliederung betrachtet werden
(keine Abteilungen!)
–Bedeutung der Bakterien:
–biologisches Gleichgewicht (Stoffkreisläufe C, N, S & P, Zersetzung und Mineralisation
organischer Stoffe (Fäulnis, Verwesung, Gärung, Stickstoffmineralisation)
–Symbionten (Darm- & Hautflora, Stickstoffbindung durch Knöllchenbakterien bei
Hülsenfrüchtlern, Leuchtorgane von Fischen)
–Industrielle Nutzung:
–für biologische Synthesen (Antibiotika [z.B. hochwirksames Reserveantibiotikum
Vancomycin]
, Impfstoffe, Vitamine, Enzyme)
– Produktwandlung (Silage, Sauergemüse, Käse)
– Abfallbeseitigung (Abwasserreinigung, Müllaufbereitung, Biogas)
– Erreger von Infektionskrankheiten
Cyanobakterien
–Cyanobakterien sind photoautotroph durch Photosynthesepigment Chlorophyll A
–weitere Photosynthesepigmente sind Phycocyanin (blau) und Phycoerythrin (rot), die selbst
geringste Lichtmengen noch ausnutzen können
–als Wasserstoffquelle dient Wasser, wobei Sauerstoff freigesetzt wird
–fast jedes Sauerstoffmolekül der Atmosphäre entstammt der Tätigkeit von Cyanobakterien
–Endosymbiontentheorie: von Einzellern inkorporierte Cyanobakterien wurden zu
Chloroplasten
Archaea Unterschied zu Bakterien
–
Archäen sind prokaryotische Einzeller, die sich fundamental von den Bakterien unterscheiden
–
sie besitzen keine Mureinwand und haben abweichende rRNA-Sequenzen und
Stoffwechseleigenschaften
Reich Eukaryota: Trennung von den Prokaryoten
–
Trennung von den Prokaryoten durch Endosymbiose vor 1,5 Mrd Jahren
>durch die Verschmelzung (= Endosymbiose) verschiedener Prokaryoten
((Unter Prokaryoten sind Symbiosen besonders weit verbreitet. Dies hängt auch damit zusammen, dass die winzigen Bakterienzellen permanent Gene aufnehmen und abgeben können. Nur so gelingt es ihnen, rasch auf Umweltänderungen zu reagieren))
(Trennung Pflanzen
und Tiere vor 1,1 Mrd Jahren, daher engere Beziehungen zwischen diesen)
Organisationstyp „Schleimpilze“
(mehrere, nicht verwandte Gruppen)
–
das vegetative Stadium wird als Plasmodium → vielkernige Plasmamasse
–
in diesem Stadium können sich Schleimpilze amöboid kriechend fortbewegen
–
stehen den niederen Tieren nahe: gemeinsame Eigenschaften:
–
amöboid bewegliche Entwicklungsphase ohne Zellwände
–
Heterotrophie
–
phagotrophe Ernährungsweise: Nahrungspartikel (z.B. Bakterien) werden umflossen und
vereinnahmt
–
das Plasmodium wandelt sich zu Fruchtkörpern um, in denen haploide Sporen entstehen (hier
treten Zellwände auf → Merkmal von Pflanzen)
Was ist ein Plasmodium?
Bei Pilzen eine nackte (zellwandlose), vielkernige Protoplasmamasse, die sich amöboid bewegt und ernährt; Form und Größe des P. sind sehr variabel; die Mehrkernigkeit entsteht durch wiederholte mitotische Kernteilungen, ohne dass sich die Zelle teilt. Pseudoplasmodien (Aggregationsplasmodien) sind im Gegensatz zu Plasmodien Zellanhäufungen, bei denen die Zellgrenzen erhalten bleiben
Was sind Plastiden?
-die in Pflanzen und Algen vorkommenden besonderen Zellorganellen, die aus endosymbiontisch lebenden Zellen hervorgegangen sind und unter anderem für die Photosynthese gebraucht werden.
-u a Mitochondrien und Chloroplasten
-eigenes ringförmiges Genom – dieses plastidäre Genom wird auch Plastom genannt
– und eigene Ribosomen, Plastoribosomen
-!! PlasMide= Ringförmige DNA der Bakterien u Archaeen!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Vegetationskörper Pflanzen
Pflanzenkörper, Thallus der Thallophyten bzw. Kormus der Kormophyten.
Fruchtkörper Pilz
Fruchtkörper (Karposoma) sind die Fortpflanzungsorgane mehrzelliger Pilze. Sie entsprechen dem, was man gemeinhin als „Pilz“ bezeichnet. Biologen verstehen unter einem Pilz den gesamten Organismus, also auch die Teile, die meist im Substrat oder Boden verborgen sind und als Myzel bezeichnet werden
Organisationstyp „Pilze“
(unterschiedliche phylogenetische Herkunft)
–
besitzen keine Plastiden → betreiben keine Photosynthese
–
ernähren sich heterotroph (Saprophyten, Parasiten, Symbionten)
–
Reservestoffe: Glykogen (wie bei Tieren) anstatt Stärke, Fett
–
Vegetationskörper = Thallus, häufig fädig
–
einzelner Faden: Hyphe; Gesamtheit der Hyphen: Mycel (es werden keine Pilze gesammelt,
sondern deren Fruchtkörper)
–
die Zellwände bestehen aus Chitin u.a. Substanzen
–
Pilze sind keine Pflanzen – sie stehen die Tieren phylogenetisch näher
–
Bedeutung der Pilze:
–
Kettenglied in Stoffkreisläufen (Abbau und Mineralisierung organischer Substanzen)
–
Symbionten: Mykorrhiza (z.B. Hyphenmantel an Wurzeln von Waldbäumen), Flechten
(Symbiose aus Pilz und Alge oder Cyanobakterium)
–
Speisepilze mit essbaren Fruchtkörpern
–
Gewinnung von Stoffwechselprodukten (Antibiotika, Vitamine, Wuchsstoffe, Enzyme)
–
Nahrungs- und Genussmittelherstellung (Backwaren, Mokereiprodukte, Bier, Wein)
–
Umwandlung von Abfallprodukten (Abfälle von Zellstoff- und Papierindustrie zu Futtermittel)
–
Krankheitserreger bei Mensch, Tier und Pflanzen
–
Schädlinge an Lebensmitteln, Textilien, Holz („Weißfäule“ → Ligning wird abgebaut,
Cellulose nicht; „Braunfäule“: Cellulose wird abgebaut, Lignin nicht
Ascomycota
(Schlauchpilze)
–
charakteristische Meiosporocyste: Ascus = Schlauch, bildet meist 8 Meiosporen (Sporen deren Bildung mit Meiose verbunden ist)
–
Hauptfruchtform: Thallusteile mit sexueller Fortpflanzung (Fruchtkörper bildend)
–
Nebenfruchtform: Thallusteile mit ungeschlechtlicher Fortpflanzung (Konidien bildend)
Konidien
Konidien nennt man eine bestimmte Form von Sporen der Pilze, aber auch von Prokaryoten der Gattung Streptomyces. Bei den Pilzen zählen sie zu den Mitosporen, werden folglich ungeschlechtlich außerhalb des Sporangiums durch Umbildung von Hyphen oder an Konidienträgern gebildet. Sie sind die für die höheren Pilze charakteristischen Verbreitungsorgane der vegetativen Vermehrung.
Basidiomycota
(Ständerpilze)
–
charakteristische Meiosporocyste: Basidie = Ständer, schnürt 4 Meiosporen nach außen ab
–
Agaricomycotina (bekannte Pilze mit großen Fruchtkörpern, Speisepilze)
Was ist ein Ascus?
Zur Suche springen Der Ascus (Plural: Asci, übersetzt: Schlauch) ist das charakteristische und (für den wissenschaftlichen Namen Ascomycota) namensgebende Fortpflanzungsorgan der Schlauchpilze.
Ascus von Hypocrea virens mit acht doppelzelligen Ascosporen
Es handelt sich um ein sackartiges und langgezogenes Behältnis, in dem die Reduktionsteilung der Pilze stattfindet und in dem die haploiden Ascosporen entstehen, die wiederum die Verbreitungsform bei manchen Pilzarten darstellen.
Was sind Basidien?
Basidien (Singular: Basidie oder Basidium) sind die Meiosporangien der Ständerpilze (Basidiomycota). Wie bei den Asci der Schlauchpilze (Ascomycetes) gibt es auch bei den Basidien unterschiedliche Formen. Die Sporen, die an Basidien entstehen, heißen Basidiosporen. Die Basidien sind primär einzellig aufgebaut, es gibt auch sekundäre Fortentwicklungen mit zwei- oder vierzelligen Strukturen
Meist entstehen vier Sporen pro Basidie
Hauptfruchtform Pilze
Teleomorphe oder Hauptfruchtform:
Bei den Großpilzen dienen Fruchtkörper in aller erster Linie dazu, die für eine geschlechtliche Fortpflanzung notwendigen haploiden Meiospore zu bilden. Solche Fruchtkörper werden auch Hauptfruchtform oder Teleomorphe genannt.
Nebenfruchtform Pilze
Anamorphe oder Nebenfruchtform:
Bei vielen Ascomyceten, aber auch bei einigen Basidiomyceten, werden über eine mitotische Teilung ungeschlechtlich Vermehrungssporen – sogenannte Konidiosporen – gebildet. Fruchtkörper, die diese Sporen bilden, werden Anamorphe oder Nebenfruchtform genannt. Bei einigen niederen Pilzen kennt man nur eine ungeschlechtliche Vermehrung über die Anamorphe. Solche Pilze werden auch als Fungi imperfecti bezeichnet.
Was bedeutet Myzel? >Pilze
Gesamtheit aller Hyphen, der fadenförmigen Zellen eines Pilzes oder Bakteriums
Die einzelnen Hyphen sind meistens mit bloßem Auge nicht zu erkennen
Im allgemeinen Sprachgebrauch werden als Pilze nur die sichtbaren Fruchtkörper bezeichnet. Der eigentliche Pilz ist bei Speisepilzen jedoch überwiegend das feine aus Hyphen bestehende Myzel im Boden oder – bei Baumpilzen – im Holz, das wegen seines Vorkommens im diesen undurchsichtigen Substraten meistens nicht sichtbar ist. Pilzmyzele können eine Größe von über einem Quadratkilometer und ein hohes Alter erreichen,
Organisationstyp „Flechten“
–
Doppelorganismus: Symbiose aus Pilz (Mykobiont, überwiegend Ascomyceten, schlauchpilze) und Grünalge oder Cyanobakterium (Phycobiont, Photobiont)
–
morphologische Einheit: gemeinsamer Thallus (Form meist durch Pilzpartner bestimmt),
Pilzhyphen umspinnen die Algen
–
ernährungsbiologische Einheit: Alge liefert Assimilate, Pilz liefert Wasser und Nährstoffe
Organisationstyp „Algen“
def?
was ist es?
–
Photoautotrophe ein- bis vielzellige Thallophytehn
–
überwiegend Wasserpflanzen → Phytoplankton (wichtigste Primärproduzenten der Meere,
Basis für nahezu gesamte tierische Ernährung, liefern 40% der organischen Primärproduktion
aller Pflanzen auf der Erde
–
Produktion von bis zu 80% des Sauerstoffs in der Atmosphäre!
Thallophyten
Thallophyten, Lagerpflanzen, vielzellige oder polyenergide, im Wasser oder an feuchten Standorten lebende Pflanzen mit nur wenigen Festigungselementen; bestehen aus einem Thallus, d.h. aus Zellen, die durch gemeinsame Zellwände verbunden und arbeitsteilig spezialisiert sind, dabei jedoch nicht die Merkmale eines typischen ⇒ Cormus aufweisen. Zu den T. gehören Algen, Pilze, Flechten, die Hörn- und Lebermoose und als Übergang zu den ⇒ Cormophyten die Laubmoose.
Anpassungen an das/ Eroberung des LANDLEBENS
- durch welche Planzen?
- welche Anpassungen?
–
Aus Grünalgen:
Abteilung Streptophyta (streptophytische Grünalgen & Landpflanzen)
–
Eroberung des Festlandes vor etwa 500 mio Jahren
–
Anpassungen der Embryophyten (Moose, Farne, Samenpflanzen) an des Landleben:
–
Vegetationskörper aus unterschiedlichen Geweben mit unterschiedlichen Aufgaben:
–
Verdunstungsschutz → Epidermis mit Cuticula
–
Transport von Wasser und Nährstoffen in Leitsträngen bzw. Leitbündeln
–
Stabilisierung durch Festigungsgewebe (Kollenchym, Sklerenchym)
–
Keimzellen (Sporen und Gameten) in Behältern mit vielzelligen Wänden (Sporangien
und Gametangien → männliche Gametangien: Antheridien, weibliche Gamtangien:
Archegonien
–
Herausbildung arbeitsteiliger Organe: Sprossachse, Blatt, Wurzel
– Chlorobionta (Grüne Pflanzen)
Grünalgen:
–
Primäre Plastiden (Chloroplasten) mit zwei Hüllmembranen, rein grün, Chlorophyll A & B,
Reservestoff Stärke in Plastiden
–
Zellwand aus Cellulose in Pektin eingebettet
–
bewegliche Zellen mit 2-4 identischen Geißen (isokont)
–
aus diesem Verwandtschaftskreis heraus wurde das Festland besiedelt
– Phaeophyceae (Braunalgen)
–
verfügen über echte Gewebethalli („Tange“, gehören zu den Thallophyten, gegliedert in
Phylloid, Cauloid, Rhizoid und Schwimmblasen für die aufrechte Lage)
–
Vorkommen im Benthos der gemäßigten und kälteren Ozeane → üppige Vegetation in der
Gezeitenzone der Felsküsten, z.B. unterseeische Kelp-Wälder an der Pazifikküste Amerikas
(Macrocystis → Riesentang bis 60m), auch in der Sargasso-See im Atlantik
–
Nutzung: Alginate als Bindungsmittel, Nahrungsmittel (Kombu) u.a., Tangverarbeitende
Industrie: Kelp-Industrie
Cauloid
Stängel von pflanzenähnlichen Lebewesen, die keine Gefäßpflanzen sind (so genannte “Niedere Pflanzen” oder Thallophyten). Er trägt die blattartigen Organe (Phylloide) und ähnelt der Sprossachse der Pflanzen, ist jedoch einfacher aufgebaut.
Rhizoid
Rhizoide sind ein- oder mehrzellige wurzelersetzende Haarbildungen der Thallophyten. Sie kommen bei hochentwickelten Algen, Pilzen und Moosen vor, außerdem beim Gametophyten der Farnartigen Pflanzen. Bei Algen dienen sie vor allem der Verankerung am Untergrund. Rhizoide sind meist einfacher aufgebaut als Wurzeln und enthalten kein spezialisiertes Leitgewebe.
– Rhodobionta (Rotalgen)
Nutzung?
Vorkommen?
Eigenschaften?
–
dominierend im marinen Benthos (am Meeresboden festsitzend) der Tropen
–
Plastiden (Rhodoplasten) verfügen neben Chlorophyll A auch über die charakteristischen
Pigmente Phycoerythrin (rot) und Phycocyanin (blau), die geringste Lichtmengen ausnutzen
können → Schwachlichtalgen bis 180m Tiefe
–
nutzbare Polysaccharide der Rotalgen: Agar und Carragen
–
Nori als Nahrungsmittel in Asien
Gametophyt
die Gameten-bildende, sexuelle Generation, also die haploide Phase des Generationswechsels. Die wird als bezeichnet. Dieser Ein
-Gametophyt ist stets -mehrzellig.
-aus einer Meiospore eines Sporophyten: deshalb immer haploid, jede seiner Zellen besitzt also nur einen einzigen Chromosomensatz.
Der Gametophyt entwickelt Sexualorgane (genannt Antheridien und Archegonien) und in diesen die Gameten.
-Aus der Verschmelzung zweier Geschlechtszellen geht eine diploide Zygote hervor, die am Beginn der zweiten Generation (der diploiden Sporophytengeneration) steht. Mit anderen Worten: Nach der Kernverschmelzung wächst die Zygote zu einem Sporophyten heran; dieser erzeugt Sporen, aus denen wieder ein Gametophyt hervorgeht und so den Kreislauf der beiden Generationen schließt.
Sporophyt
- diploide Phase Generationswechsell
- erzeugt bei niederen Pflanzen (Moose und Farne) Sporen, die der ungeschlechtlichen Vermehrung dienen.
Organisationstyp „Moose“
-wichtigste Merkmale
–
Moospflanze ist der haploide Gametophyt
–
Der diploide Sporophyt (Sporogon) parasitiert als gestielte Kapsel (unselbstständige
Generation) den Gametophyten
–
Wasseraufnahme und -abgabe durch die gesamte Oberfläche
–
keine Wurzeln, nur Rhizoide (ein- bis vielzellige Schläuche)
Organisationstyp „Moose“
-wichtigste Merkmale
–
Moospflanze ist der haploide Gametophyt
–
Der diploide Sporophyt (Sporogon) parasitiert als gestielte Kapsel (unselbstständige
Generation) den Gametophyten
–
Wasseraufnahme und -abgabe durch die gesamte Oberfläche
–
keine Wurzeln, nur Rhizoide (ein- bis vielzellige Schläuche)
„Moose“:
Generatiosnwechsel:
–
Haplophase: (Meiose) → Spore → Protonema (Vorkeim) → grüne Moospflanze
(Gametophyt) → Antheriedium mit vielen Spermatozoiden bzw. Archegonium mit einer
Eizelle → (Befruchtung)
–
Diplophase: (Befruchtung) → Zygote → Embryo → Sporogon (gestielte Kapsel) → viele
Sporenmutterzellen → (Meiose) → viele haploide Sporen
Organisationstyp „Farnpflanzen“
-wichtigste Merkmale
–
grüne Pflanze ist diploider Sporophyt mit Sprossachse, Blättern und Wurzel (Kormus →
gehören zu den Kormophyten)
–
haploider Gametophyt: Prothallium (einfacher Thallus mit Rhizoiden, oft kurzlebig → homolog
zur grünen Moospflanze!)
–
Spermatozoidbefruchtung benötigt atmosphärisches Wasser → nur feuchte Standorte
– Generationswechsel der isosporen Farne:
–
Haplophase: (Meiose) → Spore → Prothallium (Gametophyt) → Antheridium mit vielen
Spermatozoiden / Archegonium mit einer Eizelle → (Befruchtung)
–
Diplophase: (Befruchtung) → Zygote → Embryo → grüne Farnpflanz (Sporophyt) →
mehrere Sporophylle → viele Sporangien → viele Sporenmutterzellen → (Meiose) → viele
Sporen
frühe Landpflanzen
Zu Organisationstyp: Farne
(ausgestorbene Vorläufergruppen aus dem Obersilur) → primitivste
Sporophyten: binsenartiger, blattloser, gabelig verzweigter Vegetationskörper mit Rhizoiden und
endständigen Sporangien (isospor), 10-40cm hoch → Protostele
Protostele
Die Gesamtheit der Leitungsbahnen beschränkt sich auf ein einzelnes (zentrales) konzentrisches Leitbündel. Es gibt sowohl Formen bei denen das Xylem außen und das Phloem innen liegt (perixylematisch), als auch andersherum (periphloematisch). Wahrscheinlich ist dies die ursprünglichste Form, sie war typisch für die ersten Landpflanzen (z. B. Urfarne), kommt aber auch heute noch in einigen Jungformen von Farnen vor.
Telom-Theorie nach Walter Zimmermann
Herleitung der Organe der modernen
Kormophyten aus blattlosen Gabelsprossen (Telomen) ausgehend vom Urtelomstand durch 5
Elementarprozesse:
1.)
Übergipfelung → Ausdifferenzierung gleichwertiger Telome zu Haupt- und Nebenachen
2.)
Planation → dreidimensional verzweigte Seitentriebe rücken Telome in eine Ebene
3.)
Verwachsung
→ nach Planation zu Blatt → ohne Planation zu Achse mit Leitbündeln
4.)
Reduktion → Zurückbildung von Telomen
5.)
Einkrümmung → Verwachsung gekrümmter Sporangienträger führt zu Sporophyllen der
Schachtelhame
Unterabteilungen Organisationstyp Farnpflanzen
-Unterabteilung Lycopodiophytina (Bärlappe, Moosfarne, Brachsenkräuter) -Unterabteilung Equisetophytina (Schachtelhalme) -Unterabteilung Polypodiophytina (Leptosporangiate Farne)
Progression im Generationswechsel
der heterosporen Farngewächse
–
reduzierte Gametophyten
→ bei der Entwicklung Einsparung von Material, Energie und Zeit
–
eingeschlechtige Gametophyten → keine Selbstbefruchtung auf dem selben Prothallium
mehr möglich → größere Wahrscheinlichkeit der Fremdbefruchtung → schnellere Evolution
Farnpflanzen: diploider Sporophyt
–
grüne Pflanze ist diploider Sporophyt mit Sprossachse, Blättern und Wurzel (Kormus →
gehören zu den Kormophyten)
–
haploider Gametophyt:
rothallium (einfacher Thallus mit Rhizoiden, oft kurzlebig → homolog
zur grünen Moospflanze!)
Generationswechsel der isosporen Farne:
–
Haplophase: (Meiose) → Spore → Prothallium (Gametophyt) → Antheridium mit vielen
Spermatozoiden / Archegonium mit einer Eizelle → (Befruchtung)
–
Diplophase: (Befruchtung) → Zygote → Embryo → grüne Farnpflanz (Sporophyt) →
mehrere Sporophylle → viele Sporangien → viele Sporenmutterzellen → (Meiose) → viele
Sporen
Sporophylle
Sporentragendes Blatt
viele Sporangien
Als Sporangium oder Sporenbehälter bezeichnet man in der Botanik die Bildungsstätte von Sporen bei Pilzen, Algen und Pflanzen
Was ist eine Bedingung für Spermatozoidbefruchtung bei Farnen?
Spermatozoidbefruchtung benötigt atmosphärisches Wasser → nur feuchte Standorte
Unterschied isosporer/ heterosporer Generationwechsel, Farne
- Gametophyent: getrennt in Mikro- u Makro Gametophyt
- Sporophyt: Getrennte Sporenblätter: Mikro/ Makro sporophyll
Generationswechsel der heterosporen Farngewächse
–Haplophase:
(Meiose) → Mikrospore(männl) / Megaspore(weibl) → ….Mikroprothallium (männlicher
Gametophyt, reduziert, bleibt in der Mikrospore) / …….Megaprothallium (weiblicher Gametophyt,
reduziert, bleibt weitgehend in der Megaspore)
→ Antheridium (m) / Archegonium (w)
→ vieleSpematozoide / eine Eizelle
→ (Befruchtung)
–
Diplophase: (Befruchtung) → Zygote → Embryo → grüne Farnpflanze (Sporophyt)
→ viele Mikrosporophylle / viele Megasporophylle → 1-viele Mikrosporangien / 1-mehrere
Megasporangien
→ viele Mikrosporenmutterzellen / eine Megasporenmutterzelle
→
(Meiose) → viele Mikrosporen / 4 Megasporen
–Farne:
Unterabteilung Equisetophytina
(Schachtelhalme)
–
fossile Sippen wesentlicher Bestandteil der Steinkohle-Wälder
–
Ordnung Equisetales
–
oberirdische Sprosse kommen aus lang kriechenden Erdsprossen
–
Luftsprosse meist quirlig verzweigt und grün (assimilierend), an Knoten Quirle von
zähnchenförmigen Mikrophyllen
–
Sporophylle in zapfenförmigen endständigen Sporophyllständen („Blüten“)
Unterabteilung Polypodiophytina
(Leptosporangiate Farne)
–
gestielte große Megaphylle (Wedel), jung an der Spitze eingerollt, meist grün und
Sporangien traged (Sporotrophophylle), mitunter in sterile Trophophylle (nur assimilierend)
und fertile Sporophylle differenziert
–
keine Sporophyllstände („Blüten“)
–
Zahlreiche Sporangien meist gruppenweise an der Unterseite von Sporotrophophyllen
–
Gruppe von Sporangien = Sorus (plural Sori), oft von einem häutigen Auswuchs der
Blattfläche überdeckt und geschützt (Indudium, Schleier)
–
Sporangienwand einschichtig (leptosporangiat)
Unterabteilung Lycopodiophytina
Bärlappe, Moosfarne, Brachsenkräuter
–
Schwestergruppe aller anderen Gefäßpflanzen,
sehr isoliert von übrigen Farngewächsen
,
welche enger mit den Samenpflanzen verwandt als mit den Bärlappen
–
Sporophyt oft gabelig verzweigt, Gliederung in Wurzel, Achse und
spiralig angeordnete
Mikrophylle
–
Sporophylle meist an Kurztrieben (=primitive Blüten)
–
Ordnung Lepidodendrales (Bärlappbäume, ausgestorben) →
wichtige Steinkohlebildner
–
Ordnung Lycopodiales (Bärlappe)
–
Ordnung Selaginellales (Moosfarne) → Heterosporie, primitive „Zwitterblüte“: Kurzspross
trägt im unteren Abschnitt Megasporophylle mit je 4 Megasporen (weiblich) und im oberen
Bereich Mikrosporophylle mit vielen Mikrosporen (männlich)
Samenpflanzen:
- wichtigster Unterschied zu Sporenpflanzen
- Klassenunterteilung
–
alle Sippen sind heterospor
–
Ausbreitungseinheit ist nicht mehr die Spore sondern der Same
–
Gliederung rezenter Samenpflanzen in 4 Klassen: Cycadopsida (Palmfarne → Nacktsamer),
Ginkgopsida (Ginkgo → Nacktsamer),
Coniferopsida & Gnetales (Nadelbäume &
Gnetumgewächse → Nacktsamer),
Magnoliopsida (Blütenpflanzen → Bedecktsamer)
Endemiten
Sippen mit lokal begrenzter Verbreitung bezeichnet
Paläoendemiten
ursprünglich weite Verbreitung mit nachfolgender Abdrängung durch
veränderte Lebensbedingungen
Neoendemiten
Entwicklung aus weit verbreiteten Taxa erst vor relativ kurzer
erdgeschichtlicher Zeit unter besonderen Standortbedingungen
Phasen der Sippenbildung
1.
Anagenese:
durch Höherentwicklung entstehen neue Konstruktionstypen, man spricht von
Progression
2.
Kladogenese:
Entstehung einer großen Formenvielfalt mit verschiedenen Varianten des neuen
Konstruktionstypen (Verzweigung des Stammbaumes) → als
adaptive Radiation bezeichnet man die evolutionäre Auffächerung einer Stammsippe in relativ
kurzer Zeit unter Herausbildung verschiedener Anpassungen an vorhandene
Umweltbedingungen → neue Sippen nutzen unterschiedliche ökologische Nischen
3.
Stasigenese:
Stabilisierung, Auslese besonders günstiger Typen, Erstarrung, Aussterben
Mikroevolution/ Makroevolution
-Mikroevolution: Differenzierung und Divergenz von Populationen bis in den Artbereich
–
Makroevolution: Ausbildung umfassender Verwandtschaftsgruppen ab der Gattung aufwärts:
–
die Makroevolution kann als zeitliche Aufsummierung der Mikroevolution verstanden werden –
beide beruhen auf gleichen Evolutionsprozessen, weshalb eine scharfe Abgrenzung umstritten
ist
organismischer Formenfülle
die abgestufte Ähnlichkeit der Phänotypen (Erscheinungsbild der Gesamtheit der Merkmale
eines Organismus) als Ausprägung des Genotyps (die Gesamtheit der Erbanlagen) führt zu
organismischer Formenfülle
homolog
(ursprungsgleich)
ontogenese
Entwicklung eines Einzelwesens bzw. eines einzelnen Organismus verstanden im Gegensatz zur Stammesentwicklung (Phylogenese)
für die Systematik ungeeignete oder wenig geeignete Merkmale
–
ontogenetische Variationen (Vergleich von Gametophyt und Sporophyt)
–
modifikative Variationen und stark umweltabhängige Merkmale (Wuchsformen, Größe und
Gestalt der Blätter)
–
einfache, häufig vorkommende Mutationen (Blutblättrigkeit, Schlitzblättrigkeit)
für die Systematik geeignete Merkmale
umweltunabhängige Merkmale (konservativ): wie ——-Pollenmorphologie,
- Holzstruktur
- embryologische Merkmale
Homologiekriterien:
1.
gleiche
Lagebeziehung
von Organen im Gefüge (z.B. Sprossdornen sind Seitensprossen
homolog – Nebenblattdornen sind Nebenblättern homolog)
2.
Spezielle Qualität
der Strukturen: Übereinstimmung in vielen komplizierten Sondermerkmalen
erlaubt Homologisierung auch ohne Lagebeziehung (z.B. Homologie unterschiedlicher
Laubblätter aufgrund Ihrer Anatomie)
3.
Verknüpfung durch Zwischenformen
(Stetigkeit): fossilgeschichtlicher Nachweis,
morphologische Serien von Merkmalsausprägungen oder ontogenetische Übereinstimmungen
(z.B. Wandel von juveniler zu adulter Blattform [z.B. gefiedert zu Phyllodien])
Die Blattdornen der Kakteen und die Stacheln der Rose (Emergenzen) sind nicht homolog!
Aufgaben der botanischen Systematik
–
Phytographie: Beschreibung der Sippen
–
Taxonomie: Abgrenzung und Gruppierung der Sippen
–
Nomenklatur: Benennung der Sippen
–
Evolutionsforschung: Analyse der Sippendifferenzierung
–
Phylogenie: Rekonstruktion der Stammesgeschichte
Ziel der botanischen Systematik
Erfassung und Ordnung der Lebewesen nach ihren
natürlichen Verwandtschaftsverhältnissen.
Sippen
(Taxa)
Die voneinander abgrenzbaren Organismengruppen verschiedenen Ranges
Populationen
Fortpflanzungsgemeinschaften, also Individuengruppen mit
gemeinsamem Genpool und ständiger Möglichkeit der Kreuzbefruchtung.
Evolutionsprozesse laufen in Populationen ab!
Homoplasie
Merkmale, die sich bei verschiedenen Taxa mehrmals voneinander unabhängig entwickelt haben
- nicht kennzeichnend für eine nahe Verwandtschaft
–
durch
Parralelismus
: unabhängige Ausbildung ähnlicher Strukturen auf homologer Basis bei
unterschiedlichen Taxa (so sind sukkulente Sprossachsen von Kakteen (amerikanisch) und
Euphorbien (afrikanisch) ein Beispiel für Homoplasie durch Parralelismus)
–
durch
Konvergenz:
Ausbildung ähnlicher Strukturen aus unterschiedlichen Organen (z.B.
Dornen aus Spross, Blatt oder Nebenblatt, Ranken aus Spross oder Blatt)
Plesiomorphie:
Apomorphie:
Heterobathmie:
Plesiomorphie
: ursprüngliche Merkmalsausprägung, entstanden vor der betrachteten Stammlinie
Apomorphie:
abgeleitete Merkmalsausprägung, innerhalb der betrachtenen Stammlinie neu erworben
Heterobathmie:
Auftreten plesiomorpher und apomorpher Merkmale am selben Organismus bzw. der
selben Sippe
Binäre Nomenklatur (Carl. Von Linné ab 1753)
4 Regeln?
–
jede
ART
trägt einen latinisierten Doppelnamen, wobei der erste Name (Gattungsname) groß
und der zweite Name (Artepitheton) klein geschrieben wird
–
angefügt wird der Name des erstbeschreibenden Autors
–
Hybriden: bei Artbastarden wird ein x zwischen Gattungsname und Epitheton gesetzt
–
bei Gattungsbastarden wird das x dem Gattungsnamen vorangesetzt
Rangstufen der taxonomischen Kategorien mit Endungen
O
- Organismen
R
- Reich (Regnum)
S
- Stamm (Phylum)
Endung=-phyta (Pilze: -mycota)
U
- Unterabteilung (Subphylum)
- =phytina (Pilze: -mycotina)
K
- Klasse (Classis)
=-opsida (Pilze: -mycetes, Algen: -phyceae)
O
- Ordnung (Ordo)
=-ales
F
- Familie (Familia)
=-aceae*
- Unterfamilie (Subfamilia)
=-oideae
**es gibt 8 ausnahmen bei FamilienbenennungenSorte (Cultivar):
Was ist eine Sorte?
Aus welchen Individuen kann eine Sorte bestehen?
(3 Möglichkeiten)
Bestand kultivierter Pflanzen, der sich durch bestimmte Merkmale auszeichnet und diese
sortentypischen Merkmale bei der Fortpflanzung beibehält
–
Sorten können bestehen aus:
–
-einem Klon: durch vegetative Vermehrung eines einzigen Individuums durch Stecklinge,
Teilung, Pfropfung oder Meristemkultur
–
-einer reinen Linie: abstammend von einem einigen sich selbst besfruchtenden Individuum
–
-einem Bastand von Idnividuen, der jedes mal durch Kreuzung neu gewonnen wird
(Hybriden)
Neotenie
Neotenie sagt aus, dass Jugendstrukturen auf Dauer erhalten bleiben können. Zum Beispiel können Kräuter als fixierte Jugendstadien der Holzgewächse angesehen werden.
Merkmale Gymnospermen -Wuchsform -Stoffleitungs-system -Pollenübertragung -Samenanlagen -Gametophyten -Endosperm
Merkmale
Gymnospermen
-Wuchsform
=Nur Holzpflanzen (Bäume und Sträucher)
-Stoffleitungs-system
=Xylem (Wasser): nur Tracheiden
-Pollenübertragung
=Wind (→ Blüten eingeschlechtig, keine
auffällige Blütenhülle, kein Nektar), selten
tierbestäubt (Cycadeen, Welwitschia)
-Samenanlagen
=Frei (nicht in Megasporophylle
eingeschlossen)
-Gametophyten =Mikrogametophyt wenigzellig, =Megagametophyt vielzellig → Megaprothallium mit reduzierten Archegonien
-Endosperm
=Primär (=haploides Megaprothallium)
Progerssion des Gymnospermen-Generationswechsel
–
weitere Reduktion der männlichen und weiblichen Gametophyten (Material- und Zeitökonomie)
–
Verlagerung der Befruchtung auf die sporophytische Mutterpflanze
–
Befruchtung unabhängig von atmosphärischem Wasser → trockene Standorte besiedelbar
–
Ausbreitungseinheit Same (bessere Ausstattung, optimierte Ausbreitung):
Abteilung Bedecktsamer
Name?
Besonderes Merkmal?
Magnoliopsida (früher Angiospermen oder Magnoliophyta)
–
Samenanlagen (Ovula) stets in ein von den Fruchtblättern (Karpelle) gebildetes Gehäuse
eingeschlossen → die Pollenkörner haben keine direkten Zugang zu den Samenanlagen mehr
wie bei den Nacktsamern, sie landen auf den Fruchtblattspitzen, die die Narbe
(Empfängnisorgan für den Pollen) ausbilden
Angiospermen Generationswechsel (Und Vergleich zu Sporenpflanzen)
diploid:
- grüne Planze = Sporophyt
- auf Sporophyt: -Staubblätter (=Mikrosporophyll), -Fruchtblätter (Kapelle)=Megasporophyll
- Pollensack=Mikrosporangium; -Nucellus=Megasporangium
Pollenmutterzeller, Embryosackmutterzelle
durch Meiose zu:
haploid:
-Pollenzelle=Mikrospore, -Embryosackmutterzelle=Megaspore (1 entsteht, 3 gehen zugrunde)
diploid: Pollenzelle in Megaspore–> Zygote ->Embryo (im Samen)-> grüne Planze
Progression des Angiospermen-Generationswechsels
–
weitere Material- und Zeitökonomie:
–
männlicher Gametophyt extrem reduziert (nur noch 3-Zellig) – keine
Mikroprothalliumzellen, generative Zelle ist Rest des Antheridiums
–
weiblicher Gametophyt 7-zellig – keine Archegonien, kein Megaprothallium → Neotenie
(Vorverlegung der Geschlechtsreife in immer frühere und weniger differenzierte
Entwicklungsstadien)
–
doppelte Befruchtung: Endosperm wird erst gebildet, wenn Eizelle befruchtet und Zygote
entstanden ist
Position
des Gynoeceums:
-oberständig (ursprünglich),
-bei becherförmiger Blütenachse
und Verwachsung bis auf deren Höhe: halbunterständig oder unterständig,
-bei Becherform ohne Verwachsung: mittelständig (häufig bei Rosaceae)
Merkmale : Angiospermen Wuchs Leitsysthem Pollenübertragung Samenanlagen Gametophyten Endosperm
-Holzpflanzen und krautige Sippen
-Xylem (Wasser): Tracheen und Tracheiden
-Pollenübertragung Primär durch Tiere (→ Blüten zwittrig,
Nektar, auffällige Blütenhülle)
In Megasporophylle
-Samenanlagen(Karpelle=Fruchtblätter) eingeschlossen
-Gametophyten Extrem reduziert: Mikrogametophyt 3zellig,
Megagametophyt 7-zellig und 8-kernig,
kein Megaprothallium und keine
Archegonien mehr
-Endosperm Sekundär (triploid), entsteht durch
doppelte Befruchtung
Klasse Coniferopsida
Familien und bekannte Vertreter
—Familie Pinaceae:
Pinus (Kiefer), Picea (Fichte), Larix (Lärche),
Pseudotsuga (Douglasie)
Abies (Tanne), Cedrus (Zeder)
–Cupressaceae (Zypressengewächse)
(Mammutbäume)
(gemeiner Wacholder) → Schuppen der
Zapfen fleischig verwachsen (Beerenzapfen, Tierausbreitung)
–Taxaceae
(Eibengewächse) → Taxus baccata (Eibe)
Klasse Coniferopsida
Merkmale
–
meist hohe Bäume mit monopodialem Stamm, Seitenzweige etagenartig angeordnet
–
Blätter nadel- oder Schuppenförmig, überwiegend immergrün
–
weibliche Blüten meist zu Zapfen (Blütenstände) zusammengefasst
–
keine Spermatozoiden mehr, Befruchtung durch unbegeißelte Spermazellen
Klasse Ginkgopsida (Ginkgo)
–
1 rezente Art Ginkgo biloba, lebendes Fossil, Reliktendemit aus China
–
30m hoher Baum, zweihäusig
–
Blätter mit dichotomer Nervatur (gegabelt, urtümlich), sommergrün
–
noch Spermatozoidbefruchtung (Vollzieht sich erst Monate nach der Bestäubung, Samenanlage
dann evtl. bereits abgefallen)
–
Samenschale außen fleischig (nach Buttersäure riechend), inne holzig (Anpassung an
Tierausbreitung) → ist keine Frucht!
Klasse Cycadopsida (Palmfarne, Cycadeen)
–
urtümlich, reiche Entfaltung im Jura vor 150mio Jahren, tropisch-subtropisch
–
Palmenartig mit scheinbar unverzweigtem, sympodialem Stamm (Holz locker, weich) und
großen gefiederten Blättern
–
noch mit Spermatozoidbefruchtung
Klasse Cycadopsida (Palmfarne, Cycadeen)
–
urtümlich, reiche Entfaltung im Jura vor 150mio Jahren, tropisch-subtropisch
–
Palmenartig mit scheinbar unverzweigtem, sympodialem Stamm (Holz locker, weich) und
großen gefiederten Blättern
–
noch mit Spermatozoidbefruchtung
Eudikotyledonen
-Merkmale
-umfasst die Kerneudikotyledonen und weitere Familien
Merkmale:
-2 Keimblätter (Wie Basale Ordnungen, jedoch keine Ätherische Öle)
- Pollenkörper: 3 Keimfurchen
- hießen früher: 3-furchenPollen-2Keimblättrige
Kerneudikotyledonen
Die Kerneudikotyledonen zeichnen sich weitgehend durch fünfzählige Blütenhüllen aus, während die vorhergehenden Ordnungen hier recht variabel sind. Sie haben tricolporate Pollenkörner und enthalten Ellagsäure. [1]
-Beinhalten die Asteriden u Rosiden
Asteriden
- eine der 2 großen Gruppen der Eudikotyledonen
- kein eigenes Taxon und entsprechen vom Umfang her ungefähr der früheren Unterklasse Asternähnliche.
- im Wesentlichen durch molekulargenetische Merkmale charakterisiert, es gibt nur wenige gemeinsame morphologische Merkmale. Ihre Blüten sind meist fünfzählig mit einem Kelch und mit verwachsenen Kronblättern
Rosiden
- Die Rosiden sind eine Gruppe von bedecktsamigen Pflanzen.
- Sie sind eine der zwei großen Gruppen innerhalb der Eudikotyledonen.
- kein eigenes Taxon
- entsprechen vom Umfang her ungefähr der früheren Unterklasse Rosenähnliche.
Basale Ordnungen
-Ordnungen(5) und Nutzpflanzen daraus:
-Nymphaeales >seerosengewächse
-Austrobaileyales»_space;Sternanis
-Magnoliales »_space;Ziergehölz Magnolia
»_space;tropische Obsgehölze (Sammelbeeren)
»_space;Muskatnuss (aus unterschiedlichen Fam.)
-Laurales»_space;Lorbeer
»_space;Zimtbaum, Rinde als Gewürz
»_space;Avocado, tropisches Obst, Beerenfrucht!)
-Piperales»_space;Pfeffer
Beere
def?
Beispiele?
Als Beere gilt in der Botanik eine aus einem einzigen Fruchtknoten hervorgegangene Schließfrucht, bei der die komplette Fruchtwand (Perikarp) auch noch bei der Reife saftig oder mindestens fleischig ist.
-Bananen, -Zitrusfrüchte (z. B. Zitrone, Orange),- Datteln, Melonen, Kiwis, Papayas, die Früchte vieler Nachtschattengewächse (z. B. Paprika, Tomate, Tamarillo, Kartoffelbeere, Aubergine, Schwarzer Nachtschatten, Bittersüßer Nachtschatten, Tollkirsche) und Avocados.[
Steinfrucht
def
-Beispiele
-Steinfrüchte sind Schließfrüchte, bei denen die Samen von einem verholzten Kern umschlossen sind. Dabei ist das Exokarp häutig, das Mesokarp fleischig oder auch ledrig-faserig, während das Endokarp den holzigen Stein (Steinkern) bildet, in dem oft ein Samen liegt, es können aber auch mehrere Samen enthalten sein
- -mit essbarem Fruchtfleisch: Mango, Mirabelle, Nektarine, Pfirsich, Pflaume, Zwetschge, Aprikose, Olive, Sauerkirsche, Süßkirsche
- -mit essbarem Samen oder Endosperm (Samen-Nährfleisch): Kokosnuss, Mandel, Pfirsich (für Persipan) und Pistazie
- Sammelsteinfrucht:, wie z. B. die Brombeere und die Himbeere
- Steinfruchtverband (z. B. Feige,
Schließfrucht
Eine Schließfrucht ist eine Frucht, die in geschlossenem Zustand von der Pflanze abfällt und sich auch bei der Reifung nicht öffnet. Ausbreitungseinheit ist somit die Frucht selber.[1][2] Essbare Früchte werden durch Tiere aufgenommen und der Samen über den Kot ausgeschieden.
- beeren
- steinfüchte
- nussfrüchte
Basale Ordnungen
def
früher „einfurchenpollen-Zweikeimblättrige“
–
dikotyle Basisgruppe, aus der sowohl Monokotyledonen als auch höhere Dikotyledonen
hervorgegangen sind, nicht monophyletisch (keine taxonomische Kategorie)
Araceae (Aronstabgewächse)
Ordnung Alsimatales , Basale Monokytoledonen
–
weiltweit verbreitet, überwiegend tropisch (Regenwälder)
–
Blüten klein, zwittrig oder eingeschlechtig, in Kolbigen Blütenständen (Spadix), an der
Kolbenbasis auffälliges Hochblatt (Spatha) → z.B. Anthurium (Flamingoblume)
–
viele Giftpflanzen
Familie Bromeliaceae
Ordnung?
Wurzeln?
Nutzpflanze?
–Ordnung Polaes
-Ananasgewächse
meist neotropisch, viele Zisternen-Epiphyten
–
Anpassungen an epiphytische Lebensweise: Wurzeln fehlend oder reduziert
(Haftorgane), Blätter bilden mit breiten, eng anliegenden Blattscheiden einen
wassergefüllten Trichter (Zisterne) → Lebensraum (Phytotelma) für viele Tiere,
Wasseraufnahme durch Schuppenhaare (Blattoberfläche dadurch graugrün)
–
Hochblätter bzw Basis der obersten Laubblätter oft leuchtend gefärbt
–
Nutzpflanzen: Ananas comosus (Ananas) → terrestrisch wachsend, Früchte
verwachsen zu Gesamtfruchtstand
Sympetalie
was bedeutet es?
Wo kommt es vor?
die Verwachsung der Kronblätter
–späte Sympetalie: Die Kronblätter verwachsen zu einem späteren Zeitpunkt
»bei Asteriden 1
–frühe Sypetalie: Am Blütenvegetationskegel bildet sich ein Ringwall, d. h. die einzelnen Primordien sind von Beginn an miteinander verbunden
»Asteriden 2
Orndnung Caryophyllales
Nutzpflanzen
Venusfliegenfalle, Rhabarber Amarant, Zuckerrübe & rote Bete Spinat Kakteen → neuweltlich
Orndnung Caryophyllales
allgemein
35 Familien, oft an trockene offene
Mineralbodenstandorte angepasst → reduzierte Blätter, Sukkulenz, Salz- und
Schwermetallresistenz, eng mit den abgeleitetsten Kerneudikotyedonen (Asteriden)
verwandt
was ist eine Nuss?
> Beispiele
-Nussfrüchte sind Schließfrüchte, bei denen alle drei Schichten der Fruchtwand (d. h. des Perikarps) verholzen. Meist wird dabei nur ein einzelner Samen umschlossen.
-Beispiele:
Bucheckern
Chilenische Haselnuss
Echte Walnuss , sie galt bis vor kurzem noch als Steinfrucht.
Edelkastanie (Maroni)
Eichel
-Erdnuss (Als Hülsenfrüchtler ist die Frucht der Erdnuss eine Ableitung der Hülsenfrucht; sie bleibt allerdings geschlossen (Hülsenfrucht ist eine Öffnungsfrucht) und gehört demnach zu den Nüssen.)
Hanfnuss
Haselnuss
Macadamianuss (Queenslandnuss)
