Stadler

Question 1

Nennen und erklären Sie die verschiedenen Ebenen der Biodiversität!

Answer 1

Biodiversität ist die Variabilität unter lebenden Organismen jeglicher Herkunft und die ökologischen
Komplexe, zu denen sie gehören. Damit umfasst sie die Vielfalt innerhalb sowie zwischen
Arten, darüber hinaus die Vielfalt der Ökosysteme selbst. (Ökosystem = Biotop + Biozönose.)
Genetische Diversität:Darunter wird die Summe aller Allele innerhalb
einer Art verstanden. Je mehr Allele, desto
vielfältiger und potenziell anpassungsfähiger
die Art. Man kann darunter aber auch die Vielfalt
aller Genvarianten innerhalb eines Ökosystems
verstehen.
Artendiversität:Vielfalt der verschiedenen Arten innerhalb eines
Ökosystems.
Ökosystem-Diversität: Vielfalt verschiedenartig gestalteter Ökosysteme
in einem betrachteten Gebiet.
Funktionelle Biodiversität:Ganzheitliche Betrachtung des Ökosystems in
funktioneller (nicht genetischer) Hinsicht: Darunter
wird Vielfalt realisierter ökologischer
Prozesse verstanden (Stoffabbau, Energieumsätze
durch verschiedene Nahrungsketten,
ökologische Gilden etc.). Langfristig kann ein
Ökosystem nur dann bestehen, wenn diese
Funktionalitäten in genügender Weise vorhanden
sind.

Question 2

Was ist die Biodiversitätskonvention? Welche Ziele hatte sie?

Answer 2

Die Biodiversitäts-Konvention (CBD) ist eine Übereinkunft, die von 193 Staaten 1992 in Rio de Janeiro
geschlossen wurde, und die Erhaltung biologischer Vielfalt , nachhaltige Nutzung ihrer
Bestandteile sowie gerechte Aufteilung der Vorteile aus der Nutzung biologischer Ressourcen
zum Ziel hat.

Question 3

Wann und von wem wurde die Nomenklatur der Pflanzen eingeführt? Was wurde zur Einordnung
der Pflanzen hauptsächlich betrachtet? Was haben die Botaniker vorher für die
Bestimmung herangezogen?

Answer 3

Carl von Linné, 1753
Er verglich die Staubblätter anhand Anzahl, Verwachsung und Länge miteinander, sowie die Geschlechterverteilung
in den Blüten (monözisch oder diözisch).
Vorher wurden oftmals morphologische Merkmale Habitus, Blätter etc.) miteinander verglichen.
Heute werden Arten molekulargenetisch (DNA-Sequenzanalyse) miteinander verglichen.

Question 4

Was versteht man unter Apomorphie und Plesiomorphie? Warum sind die Begriffe relativ?

Answer 4

Apomorphien sind Merkmale, die nur innerhalb der betrachteten Verwandtschaftsgruppe vorkommen,
aber bei der mutmaßlichen Schwestergruppe fehlen.
Plesiomorphien lassen sich als homologes Merkmal auch in anderen Verwandtschaftsgruppen
auffinden und auf einen gemeinsamen Ursprung zurückführen (= ursprüngliches Merkmal).
Relativität: Beide Begriffe benötigen eine Bereichsdefinition an Taxa, in denen sie gelten sollen.
Außerhalb dieses Bereiches verlieren sie ihren Sinn.

Question 5

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem Kladogramm und einem Phylogramm?

Answer 5

Sowohl Kladogramm als auch Phylogramm stellen Verwandtschaftsverhältnisse mehrerer Taxa
zueinander grafisch dar. In einer Dimension werden dabei die verschiedenen Taxa positioniert, in
der anderen werden bifurcal Äste eingezeichnet, wodurch sich für jedes Taxon ein Schwestertaxon
ergibt (idealerweise). An jeder Verzweigung wird eine Wahrscheinlichkeit (der so genannte Bootstrap-
Wert, siehe Frage 8) für deren Richtigkeit angegeben. Ein Wert von 100 bedeutet dabei, dass
von 100 verschiedenen Auswertemöglichkeit auch hundertmal diese Verzweigung so vorgefunden
wurde.
- Bei Kladogramm werden die Astlängen und Verzweigungen nicht gewichtet, keine Chronologie
herleitbar.
- Das Phylogramm berücksichtigt aber zusätzlich noch die zeitlichen Abstände, wodurch die
Chronologie der Abstammung ersichtlich wird.

Question 6

Was versteht man unter Distanzmessung, was unter charakterbasierten Methoden in der
Molekularen Phylogenie (mit je einem Beispiel). Gibt es Vor- und Nachteile?

Answer 6

Abstandsbasierte Methoden: Die absoluten Unterschiede zwischen den Spezies werden betrachtet.
Beispiel: Neighbor joining. (Neighbor joining = Nachbarverknüpfung) Mathematisches Verfahren,
um Datensätze zu vergleichen, und hierarchisch bifurcal anzuordnen. Als Ergebnis wird ein
ungewurzelter Baum erhalten, in welchem die Abweichungen in der DNA-Sequenz als additive
Armlängen ausgedrückt werden.
- Die zu untersuchenden Spezies werden in eine Sternstruktur angeordnet, wobei alle Arme in
einem Zentrum zusammenlaufen.
- Es werden paarweise immer die Sequenzen zusammengefasst, die jeweils die geringsten genetischen
Distanzen zueinander haben. Auswertung über Nettodivergenzen.
- Dies wird so lange wiederholt, bis der ehemalige Stern vollständig zu einer dichotomen Struktur
aufgelöst wurde.
- Alle Spezies sind jetzt durch absolute Abstände zueinander beschrieben (additive Armlängen).
Annahme: „Minimum Evolution“ – keine unbekannten Zwischenschritte, sich gegenseitig aufhebende
Punktmutationen (ACA) werden nicht erfasst.
Vorteil: Selbst große Datenmengen lassen sich ohne großen Aufwand vergleichen und auswerten.
Nachteile: Methode ist ungenau; Homoplasien werden nicht erfasst, wodurch Verwandtschaftsverhältnisse
vorgetäuscht werden, die so nicht bestehen. Umgekehrt können Arten als weitläufig
miteinander verwandt erscheinen, als sie tatsächlich sind.
Charakterbasierte Methoden. Jede Base im Genom wird für sich betrachtet und zurückverfolgt.
Beispiel: Maximum parsimony. (Parsimony = Sparsamkeit) Die betrachtenden Arten werden hierarchisch
bifurcal so angeordnet, dass die Verwandtschaft durch minimale evolutionäre Veränderungen
erklärt werden kann. Es entstehen phylogenetische Stammbäume, die einen Ursprung haben
und sich von diesem ausgehend weiter verzweigen.
Annahme: Geringstmögliche Anzahl evolutionärer Schritte.
Vorteil: Die Methode ist genauer als eine bloße abstandsbasierte Messung, da sie Positionen
der Mutationen – und nicht nur deren absolute Anzahl – berücksichtigt.
Nachteil: Die Datenmenge nimmt stark zu, sodass die Methode sehr rechenintensiv wird. Nicht
immer trifft die einfachste Hypothese auf die tatsächlich vorliegenden Verwandtschaftsverhältnisse
zu. Hier wird die Methode dann fehlerhaft.

Question 7

Auf welchem Prinzip beruht die Maximum Likelihood Methode und welche Parameter
werden zur Erstellung von Stammbäumen berücksichtigt?

Answer 7

(Likelihood = Wahrscheinlichkeit) Die betrachtenden Arten werden hierarchisch bifurcal so angeordnet,
das Verzweigungsmuster mit der höchsten statistisch errechneten Wahrscheinlichkeit auf
Grundlage der Sequenzen, und deren Abweichungen voneinander gebildet werden. Dabei werden
auch die Übergangswahrscheinlichkeitenzwischen zwei Merkmalen
berücksichtigt.
Betrachtete Parameter:
- Sequenzposition
- Sequenzvariabilität

Question 8

Was sagen Bootstrap-Werte aus? Wie berechnet man sie? Erklären Sie kurz das zugrunde
liegende Prinzip.

Answer 8

Der Bootstrap-Wert ist ein Maß für die Verlässlichkeit einer statistischen Bewertung. Er gibt prozentual
an, in wie vielen Fällen genau die vorliegende Konstellation durch eine Auswertung aufgefunden
wird.
Prinzip (bezogen auf die Maximum-Likelihood-Methode):
Jede betrachtete Spezies ergibt eine DNA-Sequenz (Anzahl der Sequenzen: m), die n Positionen
an Nukleotiden (Anzahl n) hat.
Für eine hohe Anzahl an Durchläufen werden zufällig Sequenz-Positionen (eine oder mehrere) gewählt,
die dann über alle Sequenzen miteinander verglichen werden, und zu Stammbäumen ausgewertet
werden.
Die auftretenden Verzweigungen werden gemerkt, und nachher prozentual auf die alle erhaltenen
Möglichkeiten bezogen. Ein Bootstrap-Wert von 69 besagt also, dass die beschriebene Verzweigung,
in 69% aller Auswertungen in genau der Form erhalten wird.

Question 9

Was versteht man unter interspezifischer Konkurrenz?

Answer 9

Wichtige Triebfeder der Evolution. Interspezifische Konkurrenz beschreibt die Konkurrenz zwischen
Individuen verschiedener Arten innerhalb eines Ökosystems um die dort vorhandenen
Ressourcen wie Licht, Nahrung, Wasser, Standorte. Interspezifische Konkurrenz ist asymmetrisch:
d. h. die konkurrenzunterlegene Spezies wird stärker betroffen, als die konkurrenzüberlegene.
Ist eine dieser Ressourcen nicht substituierbar, so kann der Überlegene den Unterlegenen
gänzlich aus der Nische verdrängen, was als Konkurrenzausschluss bezeichnet wird.

Question 10

Wie ist eine Zeigerpflanze charakterisiert? Nennen Sie jeweils zwei Zeigerpflanzen für Narmen
Boden, N-reichen Boden, trockene Standorte, feuchte Standorte, sauren Boden,
alkalischen Boden.

Answer 10

Eine Zeigerpflanze hat für einen bestimmten Parameter (Feuchtigkeit, Nährstoffangebot, Säure,
Kalk etc.) ein geringe ökologische Potenz (geringe ökologische Amplitude). Dadurch ist ihr
Vorkommen auf entsprechende Standorte beschränk, was sie umgekehrt geeignet macht, den betreffenden
Parameter zeigen zu können.
Nährstoffarmut: Vaccinium vitis-idaea (Preiselbeere), Calluna vulgaris (Besenheide)
Nährstoffreichtum: Urtica dioica (Brennnessel), Taraxacum officinale (Löwenzahn)
Trockenheit: Euphorbia cyparissias
(Zypressen-Wolfsmilch), Thymus pulegioides (Thymian)
Nässe: Lythrum salicaria (Blut-Weiderich), Filipendula ulmaria (Mädesüß)
Säure: Vaccinium vitis-idaea (Preiselbeere), Calluna vulgaris (Besenheide)
Kalk:Asarum europaeum (Haselwurz), Allium ursinum (Bärlauch)

Question 11

Erklären Sie den Hohenheimer Grundwasserversuch! Was sagt er aus?

Answer 11

Der Hohenheimer Grundwasserversuch ist dazu geeignet, interspezifische Konkurrenz direkt
messbar zu machen, die autökologische und synökologische Wachstums-Optima einer Art zu demonstrieren.
Aufbau: Auf einer schiefen Ebene, die mit Wasser unterlagert wird, werden über die gesamte Fläche
die Versuchssaaten aufgebracht. Es resultiert ein Trockenheitsgradient von unten nach oben.
Teil 1: Ermittlung des artspezifischen (autökologisches) Wachstum-Optimums: Es wurden
zunächst vier Grasarten jeweils auf eine eigene Versuchsanordnung angepflanzt, und zwar Wiesenfuchsschwanz
(Alopecurus pratensis), Glatthafer (Arrhenatherum elatius), Wiesen-Knäuelgras (Dactylis
glomerata) und die Aufrechte Trespe (Bromus erectus). Dabei zeigte sich, dass alle vier ein
Wachstumsoptimum im mittleren Bereich hatten – also jeweils den Bereich bevorzugte, der weder
zu nass noch zu trocken war, aber auch noch in den Bereichen von Feuchte bzw. Trockenheit bis
zu einem gewissen Grad existenzfähig waren.
Ermittlung des synökologischen Wachstum-Optimums: Es wurde eine Mischsaat aller
vier Grasarten aufgebracht. Dabei zeigt sich, dass der Glatthafer den anderen drei Arten überlegen
war, und vom feuchten bis trockenen Bereich dominierte. Der Wiesen-Fuchsschwanz wurde fast
komplett in den feucht-nassen Bereich, die Trespe fast komplett in den eher zu trockenen Bereich
verdrängt – das Knäuelgras fand sich wie der Glatthafer über den gesamten vorher ermittelten Bereich,
war jedoch in der Anzahl der Individuen stark reduziert worden.

Question 12

Zeichnen Sie die ökologische Toleranzkurve für einen Trockenheitszeiger.

Answer 12

Ein Trockenheitszeiger hat sein autökologisches Optimum in Bezug auf die Feuchtigkeit logischerweise
im Bereich der Trockenheit.

Question 13

In welche drei Großgruppen lassen sich die Angiospermen einteilen? Sind diese Gruppen
mono- para- oder polyphyletisch?

Answer 13

Basale Angiospermae: paraphyletisch
Monokotyledonen: monophyletisch
Eudikotyledonen: monophyletisch

Question 14

Wie sind mono- para- und polyphyletische Gruppen definiert? Nennen und beschreiben
Sie je ein Beispiel!

Answer 14

Monophylie: Alle Vertreter des Taxons haben einen
gemeinsamen Vorfahren; dessen Nachkommen
alle im Taxon enthalten sind.–> Monokotyledonen,
Vögel, Säugetiere

Paraphylie: Alle Vertreter eines Taxons haben zwar
einen gemeinsamen Vorfahren, es gibt
aber auch Nachkommen von diesem, die
nicht in dem Taxon einbezogen sind. –> Basale Angiospermen
(schließen Mono- und
Eudikotyledonen aus),
Reptilien (schließen Vögel und Säugetiere
aus)

Polyphylie: Die Vertreter eines Taxons lassen sich
nicht auf einen (direkten) Vorfahren zurückführen,
der nicht älter als der älteste
Vertreter des Taxons ist. –>Bäume, Würmer

Question 15

Angiospermen haben sich als artenreichste Gruppe durchgesetzt. Nennen Sie mögliche
Gründe.

Answer 15

Angiospermen haben gegenüber Gymnospermen (und Archegoniaten) mehrere entscheidende Vorteile
(die wichtigsten seien hier aufgezählt):
- Befruchtung ist gänzlich unabhängig vom Wasser, geschützte Embryonalentwicklung in
einer Frucht (es gibt Ausnahmen)
- Samenanlagen in Fruchtblätter eingeschlossen, fremder Pollen wird eher erkannt.
- Samenreifung deutlich schneller als bei Gymnospermen, oft innerhalb weniger Wochen
(Gymnospermen: Jahre)
- Insektenbestäubung als evolutionärer Vorteil: Es müssen weniger Pollen produziert werden.
Einige Arten sind später wieder zur Windbestäubung zurückgekehrt.
- Vielfältige Wachstumsformen und Metamorphosen von Wurzel, Spross und Blatt sogar innerhalb
der einzelnen Familien als Ausdruck sehr guter Anpassungsfähigkeit

Question 16

Nennen Sie zwei Arten (mit Familienzugehörigkeit) der Basalen Ordnungen, die wirtschaftlich
genutzt werden. Welche Pflanzenteile werden genutzt und warum?

Answer 16

Schwarzer Pfeffer (Piper nigrum) Piperaceae
Reife und unreife Samen als Gewürz.
Lorbeerbaum (Laurus nobilis) Lauraceae
Blätter als Gewürz

Question 17

Welche Art wird als die ursprünglichste Art der Angiospermae angesehen, in welche der
drei Großgruppen der Angiospermae ist sie phylogenetisch anzusiedeln und welche
Merkmale bezeugen ihre Ursprünglichkeit?

Answer 17

Amborella trichopoda (Basale Ordnungen)
spiralige aufgebaute Blüte, apocarpes Gynoeceum, viele
Staubblätter, Anzahl der Blütenblätter variabel!
- Pollen mit einer Keimfurche (monosulcat)
- Einfache Laubblätter ohne Nebenblätter.

Question 18

Welche Merkmale im Blütenaufbau zählen als primitiv? Nennen Sie ein Beispiel für eine
Pflanze (wiss. Name), die mindestens drei primitive Merkmale aufweist.

Answer 18

• Spiraliger Blütenaufbau
• Apokarpes Gynoeceum
• Viele Staubblätter
  Gelbe Teichrose (Nuphar lutea)

Question 19

Welche Merkmale sind für Vertreter der Basalen Ordnungen charakteristisch?

Answer 19

Die Vertreter der Basalen Ordnungen weisen urtümliche generative und vegetative Merkmale auf:

• spiraliger Blütenaufbau mit apocarpem Gynoeceum
• Pollenkörner einfurchig (monokolpat)
• ätherische Öle in kugeligen Idioblasten
• Verholzungen
• Blätter ohne Nebenblätter

Question 20

Welche besonderen Merkmale kennzeichnet die Gruppe der Monokotyledonen? Worin
unterschieden sich Mono- und Eudikotyledonen?

Answer 20

Monokotyledonen: 
Einzelnes Keimblatt,
Blatt: Parallele Blattnervatur, immer ohne Nebenblätter;
Spross: Ataktostele
Wurzel: Homorhizie
Blüten: Dreizähliges Perigon

Dikotyledonen: 
Zwei Keimblätter
Blatt: Netzartige Blattnervatur, manchmal mit Nebenblättern
Spross: Eustele
Wurzel: Allhorizie
Blüten: Fünfzähliges Perianth

Question 21

Nennen und erklären Sie je zwei Varianten der Zoochorie, der Anemochorie und der
Hydrochorie und geben Sie jeweils ein Pflanzenbeispiel an. Was sind Diasporen?

Answer 21

Diasporen sind Ausbreitungseinheiten von Pflanzen; also Sporen, Samen und Früchte (generative
Ausbreitung), sowie Pflanzenteile, aus denen ganze Pflanzen auswachsen können (vegetative
Ausbreitung).
Zoochorie (Ausbreitung durch Tiere), Auswahl:

Epichorie: Ausbreitung durch Anhaftung.
Diasporen sind mit kleinen Haken ausgestattet,
die in Fell umherstreifender Säugetiere anhaften. –> Früchte der Gattung Galium

Endochorie: Verdauungsausbreitung.
Diapsporen sind so beschaffen, dass sie ein
essbares Perikarp bzw. Blütenstandboden (Rosaceae)
und unverdauliche Samen haben. Zielgruppe:
Vögel und Säugetiere. –> Erdbeeren, Tomaten

Anemochorie (Ausbreitung durch den Wind)

Meteorochorie: Windflieger
Diasporen entwickeln Flugorgane (Gleitflug),
durch die sie einige hundert Meter weit verdriftet
werden können. –> Cichorioideae, Salix

Chamaechorie: Bodenroller
Diasporen werden vom Wind über den Boden
verbreitet. –> Tumbleweed

Hydrochorie
Nautochorie: Schwimmausbreitung
Diasporen können vom Wasser verbreitet werden. –> Kokosnuss
Ombrochorie: Ausbreitung durch Regen
Pflanze öffnet ihre Früchte (Balg-, Schote/
Hülse- oder Kapselfrüchte) nur bei Regen;
Samen werden ausgeschwemmt, quellen. –> Mauerpfeffer (Sedum)

Question 22

Was sind Elaiosomen? Nennen Sie eine Pflanzenart, die Elaiosomen besitzt. Welchen
Vorteil bringen sie der Pflanze? Was versteht man unter Myrmekochorie?

Answer 22

Eleiosomen sind ölhaltige Anhängsel an Disaporen (Samen). Myrmekochorie wurde unter Frage 21
hinreichend erklärt.

Question 23

Beschreiben Sie den Bestäubungsmechanismus bei Arum maculatum (Aronstab). Wie
wird die Bestäubung gesichert, wie wird Selbstbestäubung verhindert?

Answer 23

Strategie: Kolbenblüte mit Keule und Kessel.
Blüte verströmt Aasgeruch, kann Temperatur
um bis zu 10 °C anheben. Dadurch werden
Fliegen angelockt. Sobald sie im Kessel die
Reusenhaare berühren, verschließt dieser sich
– Insekt kann nicht mehr entkommen. Blüte ist
vorweiblich, wodurch Selbstbestäubung verhindert
wird. Insekt bestäubt die Blüte durch mitgebrachten
Pollen. Während es sich im Kessel
befindet, bindet es Pollen an sich; Reusenhaare
welken bei erfolgter Bestäubung, und das Insekt
kann entkommen – und zum nächsten Aronstab
fliegen …

Question 24

Wie können Orchideen überleben, die kein Chlorophyll enthalten? Nennen Sie ein Artbeispiel
(wissenschaftlicher Name)!

Answer 24

Vogel-Nestwurz (Neottia nidus-avis)
Diese Pflanze ist ein Vollschmarotzer, sie wird vollständig von einem Pilz ernährt
(Mykoheterotrophie), von dem sie sowohl Wasser, als auch Nährstoffe und Mineralien
bezieht. Der Pilz selber lebt in Symbiose mit Bäumen (meist Fagus sylvatica),
weswegen in diesem Fall auch von Epiparaistismus gesprochen wird.

Question 25

Wie sichern Orchideen das Wachstum nach der Keimung des Samens, obwohl der Samen
kaum Reservestoffe enthält?

Answer 25

Der Samen von Orchideen muss zunächst von Hyphen des potenziellen Pilzpartners durchwachsen
werden, bevor er keimen kann (Endomykorrhiza). Dadurch wird der Keimling mit Nährstoffen
versorgt, und er kann sich entwickeln. Deal: Pilz liefert Keimling Nährstoffe „in der Hoffnung“,
dass er später umgekehrt Traubenzucker beziehen kann. Die Vogel-Nestwurz ist in der Hinsicht
ein Betrüger

Question 26

Orchidaceae gehören zu den artenreichsten Familien. Warum?

Answer 26

Die Blüten der Orchidaceae sind hochspezialisiert, sie können daher von ganz bestimmten Arten
von Bestäubern besucht werden. Oft ist es nur eine einzige Schmetterlings- oder Hautflüglerart,
die die Blüte einer Orchideen-Art zu besuchen imstande ist. Umgekehrt ernähren betreffende
Arten sich auch ausschließlich von der Orchidee (Ko-Evolution).Orchideen passen sich diesbezüglich
auf das Vorkommen von Arten an, wodurch leicht reproduktive Isolation entstehen kann, was
zur Artbildung führt.
Anmerkung (nur Zusatz): Der einstige Vorteil wird in heutiger Zeit zu einem Nachteil. Werden die
Bestäuber ausgerottet, so verschwindet unweigerlich auch die „dazugehörige“ Orchideenart. Gleiches
gilt auch für die Pilze, mit denen die Orchideen symbiotisieren. Orchideen haben eine sehr
komplexe Ökologie, was sie anfällig gegenüber Lebensraumbeeinträchtigungen werden lässt 
Viele Arten stehen heute auf der Roten Liste.

Question 27

Weshalb sind Vertreter der Orchidaceae besonders gut in der Lage, extrem nährstoffarme
Böden zu besiedeln?

Answer 27

Dank ihrer Symbiose mit Pilzen, die sie u. a. mit N-haltigen Anorganika versorgen können (Mykorrhiza).

Question 28

Nennen Sie je zwei Fruchttypen (mit Beispiel), die zu den Öffnungsfrüchten / Schließfrüchten
/ Sammelfrüchten gehören!

Answer 28

Öffnungsfrüchte: 
Balgfrucht Sternanis (Illicium verum)
Hülse Bohne, Erbse, Wicke
Schote Raps, Hirtentäschel, Senf
Klause Taubnesseln, Borretsch
Kapsel Mohn

Schließfrüchte:
Beere Johannisbeere
Steinfrucht Kirsche, Pflaume
Nuss Haselnuss

Sammelfrüchte:

• steinfrucht Brombeere, Himbeere
• nuss Hagebutte, Erdbeere

Question 29

Welchen Fruchttyp bilden folgende Pflanzen: Erdbeere, Kirsche, Johannisbeere, Himbeere,
Tomate, Kürbis, Mandel, Kokosnuss, Haselnuss, etc. (um einige wichtige erweitert)

Answer 29

Erdbeere Sammelnussfrucht Kürbis, Gurke, Melone Beere
Kirsche Steinfrucht Mandel Steinfrucht
Johannisbeere Beere Kokosnuss Steinfrucht
Himbeere Sammelsteinfrucht Haselnass Nuss
Tomate Beere Walnuss Steinfrucht
Rotbuche Nuss Rosskastanie Kapselfrucht
Eiche Nuss Esskastanie Nuss
Banane Beere Physalis Beere
Hanf Nuss

Question 30

Welche Anpassungen im Bau der Blüten weisen windbestäubte Arten auf? Nennen Sie
ein Pflanzenbeispiel (wissenschaftlicher Name)

Answer 30

Keine oder nur stark verminderte Nektarbildung.

• Sepalen und/oder Petalen oft reduziert.
• Staubbeutel ragen weit aus der Blüte heraus.
• Narben haben oft vergrößerte Oberfläche, zum Einfangen des Pollens.
• Blütenstände oft in dichten Ähren, Rispen oder Trauben, meist hängend.
• Oft monözisch oder diözisch.

Alopecurus pratensis Wiesen-Fuchsschwanz
(Alle Poaceae, Cyperaceae) (Süß und Sauergräser)
Sanguisorba minor / officinalis Kleiner / Großer Wiesenknopf
Plantago lanceolata/media/major Spitz-, Breit- oder mittlerer Wegerich
Corylus avellana Haselnuss
Betula pendula Hänge- oder Sandbirke

Question 31

Nennen Sie sechs Trockenheitsanpassungen der Cactaceae.

Answer 31

1. Blätter zu Dornen reduziert
2. Wasserspeicherung im Spross (Sukkulenz)
3. Verminderte Anzahl und Größe an Stomata
4. CAM-Mechanismus der Photosynthese.
5. Kugel- oder Walzenform (Oberflächenreduktion)
6. Dicke Cuticula (Wachsschicht)

Question 32

Was versteht man unter „Pseudanthium“, was ist ein Cyathium? In welchen Familien
kommen sie vor (Nennen Sie für jeden Fachbegriff je eine unterschiedliche Familie)?

Answer 32

Ein Pseudanthium ist eine Scheinblüte (Oberbegriff). Bezeichnung für die bestäubungsbiologischfunktionelle
Einheit „Blume“ (Anthium), bei der mehrere, meist relativ kleine und unscheinbare Blüten
beteiligt sind, die eine Einzelblüte vortäuschen.
Cyathium (Euphorbiaceae)
Wolfsmilchgewächse: Scheinblüte der Euphorbiaceae (Wolfsmilchgewächse)
Eine einzelne „Blüte“ besteht aus Hochblättern
(die die Funktion von Kelchblättern
übernommen haben), während sowohl
Kelch- als auch Kronblätter fehlen. Diese
schließen das synkarpe Gynoeceum und
das Anthoeceum (bestehend aus vielen
Stamina) ein.

Korbblüte (Asteraceae)
Korbblütler: Scheinblüte, in der viele Röhrenblüten und
randständige Zungenblüten zu einer Infloreszenz
zusammengefasst sind. Der Hüllkelch
besteht aus Hochblättern.
Bei den Cichorioideae sind die Röhrenblüten
zurückgebildet worden und durch Zungenblüten
ersetzt. Bei den Carduoideae umgekehrt
die Zungenblüten durch Röhrenblüten.

Question 33

Skizzieren Sie (mit Beschriftung) den typischen Blütenstand einer Caryophyllaceae. Wie
nennt man diese Verzweigungsform?

Answer 33

Dichasium

Question 34

Wodurch sind die Arten der Familie Fabaceae in der Lage, auf stickstoffarmen Boden zu
wachsen? Nennen Sie einen Vertreter (wissenschaftlicher Name) der Fabaceae, der als
Nahrungspflanze für Menschen angebaut wird!

Answer 34

Rhizobien. Die Mitglieder der Familie sind symbiontisch mit Knöllchenbakterien
(Rhizobien) an den Wurzeln verbunden. Rhizobien sind gramnegative
Bakterien, die Luftstickstoff (N2) zu Ammoniak (NH3) reduzieren
können. In Form von Ammoniumsalzen kann die Pflanze diesen Stickstoff
über die Wurzeln aufnehmen. Im Gegenzug liefert die Pflanze den
Bakterien Traubenzucker. –>Erbse (Pisum sativum) Erdnuss (Arachis hypogaea)

Question 35

Dank welchem Speicherstoff sind Vertreter der Familie der Fabaceae für uns wertvolle
Nahrungspflanzen? In welchem Gewebe wird der Großteil der Reservestoffe gespeichert?

Answer 35

Die Fabaceae speichern Proteine in den Keimblättern ihrer Samen.

Question 36

Skizzieren und beschriften Sie den Querschnitt eines Balgs, einer Hülse, einer Schote
und einer Kapsel. Kennzeichnen Sie jeweils die Stelle(n), an der das Fruchtblatt / die
Fruchtblätter verwachsen sind, sowie die Lage der Samenanlagen. Für welche Familien
sind die Früchte jeweils typisch?

Answer 36

Ein Balg öffnet sich nur entlang der
Bauchnaht.
Ein Balg entsteht aus einzelnen,
nicht miteinander verwachsenen
Fruchtblättern (Blüte muss also
apokarp gewesen sein).

Eine Hülse hat Ventral- und
Dorsalnaht.
Einzelnes Fruchtblatt zerfällt in
Teilfrüchte.

Schote ist mehr als dreimal so lang
wie breit; Schötchen gedrungener.
Bildet sich aus zwei (synkarpen)
Fruchtblättern, Samen an Septum
(Scheidewand), jeweils rechts und
links.

Kapsel setzt sich aus vielen (synkarpen)
Fruchtblättern zusammen,
Samen finden sich an unvollständigen
Septen.

Question 37

Nennen Sie drei Anpassungen an Windbestäubung und drei Anpassungen an Winterkälte
die man bei Vertretern der Fagales findet! Was ist die Cupula der Fagaceenfrüchte und
woraus bildet sie sich?

Answer 37

Ordnung Fagales = Buchenartige:

Anpassung an Windbestäubung:
- Blüten sind kätzchenartig mit reduzierter Blütenhülle, jeweils
vielen Staubblättern mit verlängerten Staubfäden (Filamenten)
- Blüten erscheinen vor Laubaustrieb
- Bildung vieler Pollen
- Bäume monözisch oder diözisch
Anpassung an Winterkälte:
- Laubwurf im Herbst
- Abhärtung durch kühle Temperaturen
- Frostresistenz
Cupula = Fruchtbecher der Fagaceae; man nennt die Familie deshalb
auch „Becherfrüchtler“.
- Bildet sich aus vegetativem Gewebe unter der Blüte
- Achsenwucherung um die Frucht herum, hat becherartigen Charakter

Question 38

Warum werfen Erlen (Alnus) im Herbst die Blätter grün ab und nicht, wie bei anderen
Laubbäumen, in bunter Herbstfärbung?

Answer 38

Erlen (Gattung Alnus) leben mit stickstofffixierenden Bakterien (Franki alni) in Symbiose und stehen
oft an feuchten bis nassen Standorten. Eine Erle hat kein Interesse an zusätzlichem Wasser,
und kann sich grünen Laubabwurf dank der Actinobakterien leisten.

Question 39

Nennen Sie vier Arten unterschiedlicher Gattungen der Brassicaceae, die als Nutzpflanzen
angebaut werden und geben Sie an, welche Teile der Pflanze wozu genutzt werden!

Answer 39

Viele Vertreter der Familie enthalten Phenylsenföle (Schärfe, Gewürzpflanzen)

Brassica napus
(Raps) Samen zur Ölgewinnung

Sinapsis alba
(Weißer Senf)
Samen (zusammen mit Essig,
Wasser, Salz und anderen Zutaten)
zur Senfherstellung

Raphanus sativus
(Radieschen)
Speicherknolle als Gemüse
(Speicherknolle ist Teil der
Sprossachse, keine Wurzel!)

Eruca vesicaria
(Senfrauke, „Rucola“) Blätter als Nahrungsmittel

Question 40

Welche zwei Familien haben zahlreiche Vertreter, die als Gewürzpflanzen bedeutend
sind? Warum ist das so? Nennen Sie je zwei Artbeispiele aus jeder Familie, die als Nutzpflanzen
bedeutend sind und geben Sie an welche Pflanzenteile genutzt werden.

Answer 40

Viele Vertreter der Apiaceae und Lamiaceae (optional auch Brassicaceae als Antwortmöglichkeit,
siehe Frage 39) enthalten ätherische Öle, die würzende Eigenschaften haben.

Lamiaceae
Ätherische Öle in Drüsenhaaren
(Blätter) – Anpassung an
Wärme
Pfefferminze (Mentha x piperita), Oregano
(Origanum vulgare), Thymian (Thymus
spec.), Basilikum (Ocimum basilicum), Rosmarin
(Rosmarinus offinicinalis) - bei allen:
Blätter

Apiaceae Ätherische Öle in allen Pflanzenteilen
möglich
Fenchel (Foeniculum vulgare), , Kümmel
(Carum carvi), Anis (Pimpinella anisum) –
Samen (Doppelachänen)
Dill (Anethum graveolens), Sellerie (Apium
spec.), Liebstöckel (Levisticum officinale) –
Blätter

Question 41

Vergleichen Sie die Fruchtformen von Aesculus hippocastanum (Rosskastanie) und Castanea
sativa (Esskastanie)

Answer 41

Esskastanie: Nussfrucht mit Cupula; Kastanie = Nuss

Rosskastanie: Kapselfrucht; Kastanie = Samen

Question 42

Beschreiben Sie den Aufbau der Zitrusfrüchte. Wie bezeichnet man diese Fruchtform?
Nennen Sie zwei Zitrusfrüchte (deutscher Name reicht aus), die sich im Laufe der Evolution
als eigene Art entwickelt haben, und zwei weitere, die durch Kreuzung entstanden
sind!

Answer 42

Fruchtform = Panzerbeere
Exokarp: Ledrige Schicht aus dichtgepackten
Parenchymzellen und zahlreichen Ölzellen.
Mesokarp: Weißes, schwammartiges Parenchymgewebe.
Endokarp: Segmentierte, aus Saftschläuchen
bestehend, pro Segment mit einer Epidermis
umhüllt. Die Gesamtheit der Saftschläuche wird
Pulpa genannt. Die Samen sind in die Segmente
eingebettet.

Ursprüngliche Arten: Mandarine, Pampelmuse

Zuchtformen / Kreuzungen: Orange, Zitrone

Question 43

Welche Mechanismen der Pollenpräsentation haben Campanulaceae und Asteraceae
entwickelt?

Answer 43

Die Blüten sind vormännlich, der Pollen wird durch einen Ablademechanismus an der Außenseite
des Griffels auf kleinen Fächern präsentiert. Erst wenn dieser von den Blütenbesuchern verbreitet
wurde, öffnet sich die Narbe des Gynoeceums. Dies ist eine sehr effektive Methode um Selbstbestäubung
zu verhindern.

Question 44

Skizzieren Sie den für Asteraceae charakteristischen Blütenstand (mit Beschriftung).
Welchen Fruchttyp bildet diese Familie und wie sichern einige Vertreter dieser Familie die
Verbreitung der Frucht?

Answer 44

Die Früchte der Asteraceae werden als
Achänen bezeichnet (Sonderform einer
Nuss)
Gerade in der Unterfamilie der Cichorioideae
(„Zungenblütler“) wandelt sich der
Pappus zu einem Flugorgan um, wodurch
die Achänen per Anemochorie
verbreitet werden.

Question 45

Nennen Sie fünf verschiedene Fruchtformen mit je einem Artbeispiel, die bei der Familie
der Rosaceae vorkommen! Vergleichen Sie jeweils die Ausbildung der Fruchtwand.

Answer 45

Apfelfrucht Malus domestica (Apfel) trockenhäutig, Fruchtfleisch
ist Blütenboden
Steinfrucht Prunus spinosa (Schlehdorn) fleischig, Exokarp holzig
Nuss Filipendula ulmaria (Echtes Mädesüß) verholzt
Sammelnuss Fragaria vesca (Walderdbeere) verholzt, Fleisch = Blütenboden
Sammelsteinfrucht Rubus idaeus (Himbeere) Fleisch = Ektrokarp, Mesokarp
und Blütenboden,
Endokarp = verholzt