Botanik - Pflanzenreich Samenpflanzen

• Heteromorpher Generationswechsel mit Kernphasenwechsel (haploid/diploid)

• Ursprünglich 2 Keimblätter - sekundär reduziert oder vermehrt (Pinus)

• Zweck: geschlechtliche Fortpflanzung

• Im Zuge der Weiterentwicklung wird:

  • eine Blütenhülle (Perianth) ausgebildet

  • Anzahl der Blütenorgane reduziert und fixiert

  • Anordnung der Blütenorgane von schraubig zu wirtelig

  • Blütenachse stark gestaucht

• morphologische Grundeinheit: ± radiär gebaute Pollensäcke entsprechen den Mikrosporangien der Farne

• Pollen:

  • Pollenkornwand (Sporoderm) unterteilt in Exine und Intine

  • Pollen mit Keimporen oder Keimfalten

• morphologische Grundeinheit: Samenanlagen entsprechen den Megasporangien der Farne

• Samenanlage:

  • f Funiculus (Stielzone)

  • n Nucellus (Gewebekern)

  • c Chalaza (Basalregion)

  • i Integumente (Hüllen)

  • m Mikropyle

  • e Embryosack

• Samenanlage nicht in einem Fruchtknoten meist immergrün

• Holzpflanzen >> Waldbildner, vorwiegend N-Hemisphäre

• Unterabteilung: Spermatophytina

  1. Klasse: Cycadopsida (=Cycadeen, Palmfarne)

     Beispiel: Cycas

  2. Klasse: Ginkgoopsida (=Ginkgogewächse)

     Beispiel: Ginkgo

  3. Klasse: Coniferopsida (= Nadelbäume), incl. Gnetales

     Beispiele: Abies und Pinus

     Beispiel: Welwitschia

• ♂- Zapfenblüte, Kiefer, gehäuft am Grunde diesjähriger Triebe

• ♀- Zapfenblüte, Kiefer, gehäuft an der Spitze diesjähriger Triebe

• Pollenkorn >> durch Mikropyle auf Nucellus

  > Pollenkeimung

• Winterruhe

  > Pollenschlauchwachstum

  > Zygote

  Polyembryonie

• Winterruhe

  > Samenentwicklung

• 1. Klasse: Cycadopsida

• (Palmfarne)

• „Lebende Fossilien“

• 2. Klasse: Ginkgoopsida

• (Ginkgo-Gewächse)

• Diözisch

• 3. Klasse: Coniferopsida

• (Nadelbäume), incl. Gnetales

• Diözisch, Monözisch

• 4. Klasse: Magnoliopsida

• (Angiospermen, Bedecktsamer)

• Samenanlagen in Fruchtknoten eingeschlossen

• Fruchtkoten aus 1-mehreren Fruchtblättern

• Blüten aus mehreren Kreisen freier oder verwachsen Blätter

  • Ursprünglicher

    >> schraubige Anordnung

    >> zahlreiche Blütenhüll-, Staub- & Fruchtblätter

  • Abgeleitet

    >> wirtelige Anordnung

    >> feste Anzahl der Blätter

• Symmetrie:

  • radiär: ≥ drei Achsen

  • Di-Symmetrisch: 2 Achsen

  • Mono-Symmetrisch/Dorsiventral: 1 Achse

  
  

• Blütenhülle verschiedengestaltig (Perianth)

  • Kelchblätter (Sepalen)

  • Kronblätter (Petalen)

    Bsp.: Heckenrose (D)

• Blütenhülle gleichgestaltet (Perigon)

  • Hüllblätter (Tepalen)

    Bsp.: Tulpe (A)

• Gesamtheit der Staubblätter = Androeceum

• Aufbau Staubblatt:

  • f Stielzone (Filament)

  • k steriler Mittelabschnitt (Konnektiv)

  • th Theka

  • p Pollensack

• Gesamtheit der Fruchtblätter = Gynoeceum

• Übergang von freien zu verwachsenen Fruchtblättern

  • A, B frei (chorikarp)

  • C bis J verwachsen (coenokarp)

  • C, D, G synkarp mit Scheidewand (Septen)

  • E, F parakarp ohne Scheidewand (unseptiert)

  • H, J zentrale Placenta

• Verwachsung mit der Blütenachse

• Beispiele:

  • oberständig >> Tulpe, Hornkraut

  • mittelständig >> Spierstrauch

  • unterständig >> Narzisse, Krokus

• Symbol für die Symmetrie:

  • ↑ monosymmetrisch

  • ▪│▪ disymmetrisch

  • ☼ radiärsymmetrisch

• von außen nach innen:

  • Kelchblätter (K)

  • Kronblätter (C)

  • Perigonblätter (P)

  • Staubblätter (A)

  • Fruchtblätter/ Fruchtknoten (G); verwachsen ()

• Beispiel: Hornkraut (Nelkengewächse)

  ☼ K5 C5 A5+5 G(3)

  (radiärsymmetrisch, je 5 Kelch- und Kronblätter, 5 äußere plus 5 innere Staubblätter, Fruchtknoten verwachsen aus 3 Fruchtblättern, oberständig)

• Blüten oft zu Blütenständen (Infloreszenzen) vereint

• Einfache Monopodiale/Racemöse Infloreszenzen:

  • Traube: Gestielte Blüten an Hauptachse

    Bsp.: Johannisbeere

  • Ähre: Sitzende Blüten an Hauptachse

    Bsp.: Wegerich, Weizen

  • Kolben: Sitzende Blüten an verdickter Hauptachse

    Bsp.: Mais

  • Dolde: Gestielte Blüten von einem Punkt aus

    Bsp.: Schlüsselblume

  • Köpfchen: Dichtgedrängte Blüten auf gestauchter verdickter Hauptachse

    Bsp.: Klee, Kamille

• Zusammengesetzte Infloreszenzen (Monopodial/Sympodial):

  • Doppeltraube: Mehrere Trauben an der Hauptachse

    Bsp.: Steinklee

  • Doppeldolde: Mehrere Dolden strahlen von einem Punkt aus

    Bsp.: Möhre

  • Rispe: Mehrfach verzweigte Trauben an der Hauptachse

    Bsp.: Flieder, Weinrebe

  • Spirre: Rispenähnlich, aber sympodial, keine durchgehende Hauptachse

    Bsp.: Hainbinse

  • Thyrse/Thyrsoid: Ähriger oder rispiger Blütenstand mit Zymen als Teilblütenständen

    Bsp.: Minze, Rosskastanie

  • Zyme: nicht durchgehende Hauptachse, Seitentriebe übergipfeln Endblüte

  • Dichasium: Zymöser Blütenstand mit zwei Seitenästen

    Bsp.: Nelkengewächse

• spezielle Anpassungen der Pollenübertragung

• Anemogamie – Windblütigkeit

  • unsicher >> Massenproduktion von Pollenkörnern Pollen mit „Flughilfe“ >> Luftsäcke Bsp.: Kiefernpollen (Bild)

• spezielle Anpassungen der Pollenübertragung

• Zoogamie – Tierblütigkeit

  • symbiontische Beziehung

  • keine Massenproduktion >> gezielte Übertragung

    • Säugerbestäubung, z.B. Fledermäuse in den Tropen bestäuben Lianen

    • Vogelbestäubung, z.B. Kolibris bestäuben Ipomea

    • Insektenbestäubung – vorherrschender Typ

      • Bienenblumen – viele Lippenblütler

      • Falterblumen – lange Kronröhre z.B. Lichtnelke

      • Fliegenblumen – oft unangenehmer Geruch – viele Doldenblütler

• spezielle Anpassungen der Pollenübertragung

• Hydrogamie – Wasserblütigkeit

  • Wasser ist Bestäubungsvermittler

    • unter Wasser >> Seegras fadenförmige Pollen

    • über Wasser >> Wasserpest schwimmfähige Pollen

• spezielle Anpassungen der Pollenübertragung

• Autogamie – Selbstblütigkeit

  • innerhalb derselben Blüte

  • nur wenn selbstkompatibel

  • oft kurz vor dem Abblühen

    Bsp.: Vogelmiere (Stellaria media)

• Pollen (p) ist durch Bestäubung auf der Narbe (n) angekommen

• Abbildung A:

  • Pollen keimt aus

  • >> Pollenschlauch (ps) durchwächst Narben-, Griffel- (g) und Nucellusgewebe (nu) zum Embryosack (es)

• Embryosack (es)

• aus Eiapparat (e)

  • 2 Synergiden, Eizelle

• sekundärer Embryosackkern (ek)

• 3 Antipodenzellen (ap)

• Abbildung B:

  • Pollenschlauch in 1 Synergide (s1) entlässt 2 Spermakerne

    1. Spermakern (sk1) + Eizelle (ez)

       >> Zygote

    2. Spermakern (sk2) + sekundärer Embryosackkern (aus pk1+pk2)

       >> triploides Endosperm

• Samenanlage wird zum Samen

  • Samenschale (Testa t)

  • Nährgewebe (Endosperm e)

  • Embryo

• Samenschale aus Integumenten

  • ± hart oder fleischig

• Zygote wird zum Embryo

  >> globulär (C,D)

  >> Herzstadium (E,F)

• Fruchtknotenwand wird zur Fruchtwand (Exo-, Meso- & Endokarp)

  • Trockenfrucht: alle Schichten ± trocken

  • Nussfrucht: alle Schichten ± trocken und holzig

  • Steinfrucht: Exo- und Mesokarp fleischig, Endokarp holzig

  • Beerenfrucht: alle Schichten ± fleischig

• A Balg – Öffnung Bauchnaht

  • Rittersporn

• B Hülse – Öffnung Bauch- & Rücken

  • Fabaceae

• C Schote – 2 Fruchtblätter

  • Brassicaceae

• D,E Kapsel - ≥ 3 Fruchtblätter

  • Johanniskraut, Iris

• F Deckelkapsel – Öffnung mit Deckel

  • Ackergauchheil

• G Porenkapsel

  • Löwenmaul

• H, J – Nussfrucht

  • Haselnuss

• K – Spaltfrucht

  • Ahorn

• L – Gliederhülse, wie Hülse, aber in Teile zerbrechend

  • Ornithopus (Vogelfuß)

• M – Gliederschote, wie Schote, aber in Teile zerbrechend

  • Radischen

• Kirsche – ein Fruchtblatt

• Walnuss – zwei Fruchtblätter

• Stachelbeere, Tomate, Gurke

• Sonderformen der Nuss: Karyopse (Gräser), Achäne (Korblütler)

• Sammelbalgfrucht - Trollblume

• Sammelnussfrucht – Erdbeere

• Sammelsteinfrucht - Himbeere

• Ausbreitungseinheiten = Diasporen

• Zoochorie – Tierverbreitung

  1. Diaspore wird gefressen

     • Lockmittel

     • Schutz gegen Kau- und Verdauungsvorgang

  2. Diasporenanhängsel (=Elaiosom) wird gefressen

  3. Diasporen haften am Tier

     • klebrig

     • Widerhaken

• Ausbreitungseinheiten = Diasporen

• Anemochorie – Windverbreitung

  • Windstreuer – Mohn

  • Körnchenflieger – Orchideen

  • Blasenflieger – Klee

  • Haarflieger – Löwenzahn

  • Flügelflieger – Ahorn

  • Steppenroller

• Ausbreitungseinheiten = Diasporen

• Hydrochorie – Wasserverbreitung

  • Regenballisten – Herausschleudern von Samen durch Tropfen

    • Schleifenblume, Hellerkraut

  • Regenschwemmlinge – Kapsel öffnet bei Regen

    • Mauerpfeffer

  • Echte Schwimmer

    • unbenetzbar mit Luftsäcken >> Seerose

    • Schwimmgewebe >> Meersenf, Cocosnuss

• Ausbreitungseinheiten = Diasporen

• Autochorie – Selbstverbreitung

  • Selbststreuer – aktiv durch Turgor

    • Spritzgurke, Springkraut

  • Selbstableger – durch Wachstum

    • Erdnuss

    • Zymbelkraut

• Pollenkorn >> durch Mikropyle auf Nucellus

• > Pollenkeimung

• Winterruhe

• > Pollenschlauchwachstum

• > Zygote

• Polyembryonie

• Winterruhe

• > Samenentwicklung

(Sonne) P3+3 A6 G(3)

Richtig! Perigon = einfache/gleichgestaltete Blütenhülle

Falsch! je 5 Kelch- und Kronblätter = Blütenhülle verschiedengestaltig (Perianth)

a) richtig! = 5 äußere und 5 innere Staubblätter

• Es gibt nur ein Fruchtknoten, der aus 3 Fruchtblättern besteht

(Sonne) P3+3 A7 G(3)

(Sonne) K5 C5 A10 G(4)

• Bestäubung = spezielle Anpassungen der Pollenübertragung

• Strategien:

  • Anemogamie – Windblütigkeit

    • unsicher >> Massenproduktion von Pollenkörnern

    • Pollen mit „Flughilfe“ >> Luftsäcke

      • Bsp.: Kiefernpollen

  • Zoogamie – Tierblütigkeit

    • symbiontische Beziehung

    • keine Massenproduktion >> gezielte Übertragung

      • Säugerbestäubung, z.B. Fledermäuse

      • Vogelbestäubung, z.B. durch Kolibris

      • Insektenbestäubung – vorherrschender Typ

        • Bienenblumen – viele Lippenblütler

        • Falterblumen – lange Kronröhre z.B. Lichtnelke

        • Fliegenblumen – oft unangenehmer Geruch – viele Doldenblütler

  • Hydrogamie – Wasserblütigkeit

    • Wasser ist Bestäubungsvermittler

      • unter Wasser >> fadenförmige Pollen z.B. Seegras

      • über Wasser >> schwimmfähige Pollen z.B. Wasserpest

  • Autogamie – Selbstblütigkeit

    • innerhalb derselben Blüte

    • nur wenn selbstkompatibel

    • oft kurz vor dem Abblühen

      • Bsp.: Vogelmiere

• Befruchtung = Pollen ist durch Bestäubung auf der Narbe angekommen

• Vorgang:

  • Pollen keimt aus

  • >> Pollenschlauch durchwächst Narben-, Griffel- und Nucellusgewebe zum Embryosack

  • aus Eiapparat 2 Synergiden, Eizelle

  • sekundärer Embryosackkern 3 Antipodenzellen

  • Pollenschlauch in 1 Synergide entlässt 2 Spermakerne

    1. Spermakern + Eizelle >> Zygote

    2. Spermakern + sekundärer Embryosackkern >> triploides Endosperm

• Nach der Befruchtung:

  • Samenanlage wird zum Samen

  • Zygote wird zum Embryo >> globulär >> Herzstadium

  • Fruchtknotenwand wird zur Fruchtwand

• Fruchttypen:

  • Trockenfrucht: alle Schichten ± trocken

    • Balg, Hülse, Schote, Kapsel, Deckelkapsel, Porenkapsel, Nussfrucht, Spaltfrucht, Gliederhülse, Gliederschote

    • Rittersporn, Johanniskraut, Radischen, Ahorn, Löwenmaul

  • Nussfrucht: alle Schichten ± trocken und holzig

  • Steinfrucht: Exo- und Mesokarp fleischig, Endokarp holzig

    • ein Fruchtblatt - Kirsche

    • zwei Fruchtblätter - Walnuss

  • Beerenfrucht: alle Schichten ± fleischig

    • Stachelbeere, Tomate, Gurke

  • Sammelfrüchte

    • Sammelbalgfrucht - Trollblume

    • Sammelnussfrucht - Erdbeere

    • Sammelsteinfrucht - Himbeere

• Strategien:

  • Ausbreitungseinheiten = Diasporen

  • Zoochorie – Tierverbreitung

    • 1) Diaspore wird gefressen

      • Lockmittel

      • Schutz gegen Kau- und Verdauungsvorgang

    • 2) Diasporenanhängsel (=Elaiosom) wird gefressen

    • 3) Diasporen haften am Tier

      • klebrig

      • Widerhaken

  • Anemochorie – Windverbreitung

    • Windstreuer – Mohn

    • Körnchenflieger – Orchideen

    • Blasenflieger – Klee

    • Haarflieger – Löwenzahn

    • Flügelflieger – Ahorn

    • Steppenroller

  • Hydrochorie – Wasserverbreitung

    • Regenballisten – Herausschleudern von Samen durch Tropfen z.B. Schleifenblume, Hellerkraut

    • Regenschwemmlinge – Kapsel öffnet bei Regen z.B. Mauerpfeffer

    • Echte Schwimmer

      • unbenetzbar mit Luftsäcken >> Seerose

      • Schwimmgewebe >> Meersenf, Cocosnuss

  • Autochorie – Selbstverbreitung

    • Selbststreuer – aktiv durch Turgor z.B. Spritzgurke, Springkraut

    • Selbstableger – durch Wachstum z.B. Erdnuss Zymbelkraut