Steop 1 Botanik Zusammenfassung Vorlesung 4 bis 7 PDF

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Botanik 4. Vorlesung 19.10.2021 Unterstrichen ist wichtig

WICHTIGE GRUPPEN DER ALGEN Prokaryota: Blaualgen, Cyanobacteria 2.000 Arten Eukaryota: Augenflagellate, Euglenophyta, gehören zu den Protisten ALGEN -

Ca 36.000 Arten, nicht näher miteinander verwandt Überwiegend an Nass-Standorten, Süß/Meerwasser Einzellig bis vielzellig Haben Chloroplasten und versch. Photosynthes Pigmente (Farbstoffe) Chlorophyll Typ, a, b,c) Vermehrung asexuell und oder sexuell Produzieren Gamete und Sporren, einfach gebaut meist ohne Hülle aus sterilen Zellen

BL AUALGEN, CYANOBACTERIA -

Meist kugelige Einzeller In der Mitte Nucleoid Keine ! Zellorganellen: DANN liegt frei im Zentrum, Thylakoide (Lamellen) frei im Plasma Farbstoffe: Chlorophyll a und Phycocyan blau also (blau-grün = blaugrün) Keine Chromosomen, keine Mitose und Meiose Keine sexuelle Fortpflanzung, einfache Zellteilung Süßwasser, weil Bakterien auch bei Heißwasserquellen, terrestrisch, als Endo Symbionten: Algenpartner in Flechten Probleme bei Massenentwicklung (toxisch wenig O2) Nutzung: Luft-Stickstoff Bindung – hoher Proteingehalt und Vit. B12 als Nahrungsergänzungsmittel, Kosmetik Endosymbiontentheorie: aus Blaualgen sind den Chloroplasten der Eukaryota entstanden 3.5 Mio Jahre alt Erde 4.5 Mrd ahre alt

AUGENFL AGELL ATE N, EU GLE NAPHYTA -

Formveränderlich, Einzeller Proteinhülle, keine feste Zellwand Tierische und pflanzliche Eigenschaften Autotroph oder heterotroph Chlorophyll a und b – wie Pflanzen! Chloroplasten durch Endosymbiose mit Grünlagen passier Zwei Geißeln Rotes Stigma (Lichtsinnesorgan) Augenfleck Va. im süßwasser Asexuelle Fortpflanzung, Längsteilung

DINOFL AGELL ATA ( PANZERGEISSLER ) DINOPHYTA

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Einzeller Keine feste Zellwand wie Euglena, aber können steife Zellulose-Platten, die Zelle ziemlich fest machen Zwei ungleich lange, seitliche Geißeln, die schlagen zwei Furchen! Chlorophyll a und c Autotroph aber auch mixotroph (können Nahrungspartikel aufnehmen) Marin hauptsächlich, wichtige Komponente des Phytoplanktons Probleme Massenentwicklung  toxisch, tötet Fische 520 Mio Jahre alt

KALKALGEN, HAPTOPHYTA -

Einzelelr meist Nackte Zellen oder mit flachen Schuppen mit Kalkeinlgerungen Ohne! Oder mit zwei gleich langen Geißeln und einem Haptonema (zur Anheftung) ein kleiner Fortsatz Chlorophyll a und c und Fucoxanthin (brauer Farbstoff) daher eher gelbgrün Selten mixotroph Marin , wichtige Komponente des Phytoplanktons Algenblüte bei massenhaftem Auftreten Kalkeinlagerungen gesteinsbildend, klippen von Dover, Rügen, Stabilisatior im Kohlenstoffkreislauf und bedeutend für Klimawandel-Aspekte

HETEROKONTOPHYTA ( VERSCHIEDENGE ISSELIGE) -

Ein oder vielzeller Bewegliche Stadien  meist zwei unterschiedliche Geißeln (eine längere mit Flimmerhaare und eine kurze glatte – Name!) Chlorophyll a und c und Fucoxanthin Die wichtigsten Klassen der Heterokontophyta: Kieselalgen, Braunalgen, Goldalgen, gelbgrüne Algen Wichtigste: Goldalgen (1.200), gelbgrüne Algen (600), Kieselalgen (10.000), Braunalgen (1.800)

GOLDALGEN -

Einzeller, einige bilden Kolonien (verband gleichartiger Einzeller) Ohne oder mit Zellwand (Kieselsäure-Schüppchen) Meist asexuell

GELBGRÜNE ALGEN -

Einzeller ohne oder mit Zellwand, auch fädig trichal oder ohne Querwende siphonal Asexuell und sexuell

KIESEL ALGEN (DIATOMEEN, BACILL ARIOPHYC EAE ) -

Ca 10.000 Arten – größte algengruppe Einzeller einige bilden Coenobien Zellwand aus Kieselsäure Zwei übereinander greifende Schalen Charakteristischem Muster

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Fast immer Geißellos! Pennate mit Längsfurche, Form Kriechbewegungen oder centrische Form Asexuell und sexuell Diplonten: Meiose vor der Gametenbildung Im Süßwasser und marin Wichtige Komponente des Phytoplanktons

VIELZELLIGE MAKROPHYTISCHE ALGEN BRAUNALGEN ( HETEROKONTOPHYTA ) -

Ausschließlich Vielzeller Echtes Gewebe schon Vegetationskörper: flächiger Thallus, gegliedert in Phylloid, Cauloid, Rhizoidm(blatt-achse, wurzelartig) Mini bis zu mehrere Meter groß, meist festgewachsen Zellwand aus Zellulose, mit Alginin-Schleim (Dickungsmittel Lebensmittelindustrie) Geißeln nur bei Sporen und Gameten Fortpflanzung sexuell mit Generationswechsel (hapliod/dipliod) aber auch asexuell Meist marin, häufig flacher Bereich, kühle Meeresregionen

ROTALGEN RHODOPHYTA -

Überwiegend Vielzeller Plektenchym (kein echtes Gewebe) Bis zu 50cm groß, meist festgewachsen Chlorophyll a und Phycobiline Zellwand aus Zellulose mit Gallertschicht aus Agar oder Carageen (Gelier, Verdünnungsmittel) oft mit Kalkeinlagerungen daher 700 Mio alte Fossilien Keine begeißelten Stadien Asexuell oder sexuell !! dreiteiliger Generationswechsel (Haplo-Diplonten) Marin meist, tendenziell wärmere Region VNahrungsmittel va. Ostasien (Noriblätter) = Porphyra Beispiele: Meerrampfer, Knorpeltang, Porphyra

NEUE GROSSGR UPP EPF LA NZEN (=monophylegtische Gruppe umfasst alle seine Nachkommen) PFL ANZEN, PL ANTAE, CHLOROBIONTA, VIRIDOPHYTEN: -

Ca 340.000 Arten Überwiegend vielzellig Autotroph, Photosynthese A und b Chlorophyll Zellwand aus ZELLULOSE Reservestoff: Stärke

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Unbeweglich, sexuelle Vermehrung (ausser eindeutig algen) Generationswechsel bei einigen (haploid – diploid)

GRÜNALGEN: (ULOTHRIX, MEERSALAT, ULVA, CLAD OPHORA, KUGELALGE) -

Einzeller bis Vielzeller Einige sind begeißelt, dann mit zwei gleichlangen Geißeln Kugelalge (Volvox): Hohlkugel, verbunden über Plasmodesmen Alle sind Haplonten Fortpflanzung asexuell und sexuell Leben meist im Süßwasser, marin auch terrestrisch Sybiose mit Pilzen . Flechten 1 Mrd Jahren

ARMLEUCHTERALGEN (ARMLEUCHTERALGE ZIERALGEN, SCHRAUBENALGEN, COLEOCHAETE) -

Einzeller bis Vielzelle, blattartiger bis komplexen Thallus Überwiegend Unbegeißelt Alle Haplonten Asexuell und sexuell Im Süßwasser meist stehende Gewässer Zygoten belegen Alter 400 Mio J. Aus dieser Gruppe stammen die Vorfahren der Landpflanzen!

LANDPFLANZ EN, EMBRYOPHYTEN -

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Alle Vielzeller Echtes Gewebe, Zellverband Abschlussgewebe: Epidermis und Cuticula Atemöffnung in der Epidermis für Gasaustausch Festigungs- und Leitgewebe (Transport) Generationswechsel bei Dominanter Gametophyt (n) bei Moosen Dominanter Sporophyt (2n) bei Gefäßpflanzen Embryo = junger Sporophyt Vielzellige Gametangien bzw. Sporangien in steriler Hülle

GRUPPE DER LANDPFLANZEN MO OSE (B RYOPHYTEN) -

Thallus (=Lager) kein Kormus noch nicht Generationswechsel Diplo-Haplonten: dominanter Gametophyt(n) und der Sporophyt (2n) mit Sporangium mit Isosporen (alle gleich) Sexuelle Vermehrung: Gametangien gebilten auf Gametangienträgern (Archegonium, Eizelle gebildet), Antheridium die Spermatozoiden Befruchtung im Archegonium , daher von Wasser abhängig auf relativ feuchtes Mikroklima beschränkt Klassifikation: Laubmoose 9500 und Lebermosse 6000 (und Hornmoose) 100

LEBERMOOSE -

Meist flächiger, lappiger Thallus Einfach gebaute Atemöffnung Sexuelle Vermehrung: Archegonien und Antheridien auf Gametangienträgern Asexuelle Vermerhung: Brutbecher bilden Brutkörper 470 Mio Jahre alt aus dem Oman Beispiel: Brunnenlebermoos

LAUBMOOSE, BRYOPHATY -

Größte Gruppe Tahllus in Cauloid, Phylloid, Rhizoid Gespielte Sporangien Bilden echte Spaltöffnungen Einfaches Leitgewebe Beispiele: Weißmoos

1. Haploide Sporen werden ausgestreut, die auskeimen 2. Auf diesem Protonema entwickelt sich der eigentliche Gametophyt 3. Bei bestimmten Reifestadium Archegonien und Eizelle und Antegonien mit Spermazoide 4. Wasser wird für Befruchtung benötigt 5. Im Archegonium entwickelt sich die Zygote zum Embryo

HORNMOOSE, ANTHOCEROTOPHYTA -

Nur 4-8 Gattungen Lappiger Thallus Echte Spaltöffnung Kein leitgewebe Sporophyt meist langlebig Langes, schmales Sporangium (hornförmig), öffnet sich mit zwei Klappen (schotenartig)

VO am 21.10.2021 BOTANIK 5 GEFÄSSPFLANZ EN

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Festigungs- und Leitgewebe: Xylem und Pholem für den Transport von Wasser u. Mineralstoffe daher ist auch höhere Größe der Pflanzen möglich Haben Kormus (untergliedert) in Achse, blatt, Wurzel Generationswechsel: dominanter Sporophyt (2n) Entwicklung von Isosporie zu Heterosporie Gametophyt wird zunehmend reduziert

SPEICHERZELLE N: -

Parenchym Zellen: bilden d. Grundgewebe für Photosynthese, Speicherung usw. zB. Küchenzwiebel (Epidermis, Alium cepa); Wasserpest, Hahnenfuß

STÜTZZELLE N: -

Kollenchym Zellen: bilden Festigungsgewebe, unregelmäßig dicke Zellwände

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Fasern: abgestorbene, längliche Zellen, verholzt

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Steinzellen

LEITGEWEBEZELLEN Xylem: -

Tracheiden: langezogen und abgestorben, Zellwände verdickt

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Tracheen (Größe): durchgehende Röhre aus verholzten Zellen

Phloem: Phloem für Transport und Assimilaten -

Siebzellen (lebend, ohne Zellkern): Langgezogene lebende, dünnwandige Zellen ohne Zellkern und Siebfeldern

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Strasburgerzellen (Eiweißzelellen, mit Zellkern): arallellaufende Zellen mit Zellkern, die den Kontakt zum Parenchym herstellen Bei einigen Nacktsamern

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Siebröhrenzellen, glieder, elemete: lebend, größerer Querschnitt, ohne Zellkern, Siebplatten

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Geleitzellen

FARNPFLANZEN, PTER IDOPHYTEN -

Haplo – Diplonten: selbstständiger dominanter Sporophyt (2n) und noch makroskopisch erkennbarer, aber untergeordneter kurzlebender Gametophyt (n)

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Überwiegend Isosporen (nur 1 Sporentyp) gebildet, aber auch schon Heterosporie (Mikro- und Megasporen bei Selaginellaceae)

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Befruchtung der Eizelle im Archegonium durch Spermatozoide, daher noch vom Vorhandensein von Wasser abhängig→auf relativ feuchtes (Mikro-) Klima beschränkt

BÄRL APPPFL ANZEN

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Bärlapppflanzen Relativ klein Mikrophylle: kleine Laubblätter Sporophylle: Blätter, die Sporangien tragen, aufreche Sporophyllstände Sporen alle gleich groß = isospor Moosfarngewächse Bau wie Bärlappgewächse Unterschiedliche Sporentypen = heterospor  In Mikrosporangien entstehen Mikrosporen  In Megasporangien Megasporen

ECHTE FARNE , FILICOPHYTA -

Ca 11.000 Arten Achse meist als RHIZOM ausgebildet (verdickt und waagrecht) Meist große Blätter (Wedel) Auf Blätter Sporangien gebildet = Sporotrophophylle Meist Sori geschützt durch ein schleierartiges Gebilde, Indusium Alle Sporen gleich groß = isospor Gamethophyt ist Prothallium Archegonien und Antheridien räuml. Getrennt  Befruchtung Gametophyt ist kurzlebig, stirbt dann ab

Lebenszyklus eines echten Farns

DIVERSITÄT DER ECHTEN FARNE im Wasser lebende Farne Schwimmfarn Massenbestände in den Donauuauen, Baumfarne, Kletterfarn, epiphytische Farne SCHACHTELHALME , EQUISETOPHYTA -

Nur 15 Arten Wirtelige Achsenverzweigung Mikrophylle: kleine Laufbblätter Meist tischförmige endständige Sporophyllstände Isospor-

Im Karbon vor ca. 350 Mill Jahren erreichten Farne größte Diversität, Rekoonstruktion eines Steinkohlewalds zB. Siegelbaum (Name v. fossiler Rest), Bärlapppflanzen, Schachtelhalmgewächse bis 10m hoch GRÖßTE GRUPPE DER PFLANZEN SAMENPFLANUEN, SPERMATOPHYTA -

300.000 Arten Sporophyt ist dominant Heterosporie: Mikor- und Megasporen

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Im Pollensack werden nach Meiose die Pollenkörper gebildet Samenlage (enthält die nach Meiose gebildete haploide mgeaspore) Gametophyt stark reduzier, wird im Pollenkorn bzw. in der Megaspore gebildet Bestäubung: übertragung des Pollens von Pollensack zu Samenanlage oder Fruchtblatt durh den WIND (Anemogamie) oder TIERE (Zoogamie) Befruchtung vom Wasser unabhängig Samen als neue Ausbreitungseinheit, Schutz für Embryo, durch die Testa und Ernährung durch das Endosperm

BAU DER S AMENPFL ANZE -

Besitzen Kormus Besteht aus Achse, Blatt und Wurzel Achse gegliedert in Nodien (Knoten) und Internodien (Bereich zw. Knoten) Axilläre Verzweigung d. Achse (Achsel von Blättern) Sporr = Achse + Blätter Haupt und Seitenwurzeln

SAMEN Samen: besteht aus -

Embryo Endosperm Testa

Embryo besteht aus -

Hauptsprossanlage Keimblätter Hypocotyl Hauptwurzelanlage

KEIMUNG Zwei Arten der Keimung, Keimblätter sind entweder über Erde sichtbar oder sie bleiben in der testa. Beispiele: vielkeimblättriger nacktsamer, Gartenbohne, Mais WURZEL Wichtigste Aufgabe: Befestigung der Pflanze an ihrem Standort, sowie Aufnahme von Wasser und den darin gelösten mineralstoffen (uch oft Speicherung v. Nährstoffe) Xylem immer innen und Phloem immer außen ! -

Wurzelhaare dienen der Wasseraufnahme Wurzelspitze: dort haben sie meristem = dauerhaft besonders teilungsaktives Geebe, wird von Wurzelhaube geschützt Casparische Streifen: undurchlässige Shicht aus Lignin und Endodermin verhindern unkontrolleirte Aufnahme v. Wasser und Mineralien zw. Den Endodermiszellen

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Passage muss durch die Zellen erfolgen Mykorrhiza Symbiose zwischen Pilz und Pflanze, Kontakt über Wurzeln Knöllchenbakterien: Symbiose zwischen Bakterien und Pflanze Kontakt über die Wurzeln Anreicherung von Stickstoff aus der Luft durch Bakterien, die Knöllchen an d. Wurzeln von Shcmetterlinsblütlern ( Erbse, Bohne, Linse)

Diversität von Wurzeln: -

Speicherwurzel: Karotte, Daucus carota

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Stütz- / Stelzwurzel: tropische Mangrovepflanzen im Brackwasser-Bereich, Rhizophora

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Brettwurzeln: zusätzliche standfestigkeit

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Sporssbürtige Haftwurzel

AC HSE /STAMM wichtigsten Aufgaben der Achsen sind die Stabilisierung der Pflanze und das Tragen der Laubblätter und der fertilen Organe, sowie der Transport von Wasser und Mineralstoffen wie auch der Assimilate (Nährstoffe), sowie deren Speicherung Querschnitt durch die Achse: -

a, b: Farnpflanzen: Xylem innen oder vom Phloem ringförmig eingeschlossen c, d: zweikeimblättrige Bedecksamer /d: Nacktsamer: Xylem innen, Leitbündel ringförmig angeordnet e: einkeimblättrige Bedecktsamer: Xylem innen, Leitbündel zerstreut angeordnet

Leitbündel / Gefäßbündel Xylem und Phloem sind häufig zu Leitbündeln zusammengefasst meist liegt das Xylem innen und das Phloem außen bei Pflanzen mit sekundärem Dickenwachstum befindet sich zwischen Xylem und Phloem das Kambium, ein spezielles Meristem (= dauerhaft besonders teilungsaktives Gewebe) sekundäres Dickenwachstum der Achsen das Kambium produziert laufend neue Zellen für das Xylem und Phloem, und sorgt damit für das sekundäre Dickenwachstum (auch bei den Wurzeln). Nur dadurch ist der Aufbau des massiven Spross-Systems großer Bäume möglich. sekundäres Dickenwachstum bei: -

Nacktsamern (Gymnospermen) zweikeimblättrigen Bedecktsamern (dikotylenAngiospermen) kein sekundäres Dickenwachstum bei: den meisten rezenten Farnpflanzen einkeimblättrigen Bedecktsamern (monokotylenAngiospermen)

SEKUNDÄRE S XYLEM →HOLZ Dendrochronologie: Datierungsmethode auf der Basis der Jahresringe -

Bildung der Jahresringe durch die Ausbildung verschiedener Holztypen weitlumiges Frühholz: gebildet von Mai bis Juli englumiges Spätholz: gebildet von August bis Oktober

SEKUNDÄRE S PH LOEM → BAST / RINDE Diversität der Achsen : 

Ausläufer (= Stolonen)

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an der Bodenoberfläche oder im Boden wachsende waagrechte, nicht verdickte Achsen

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dienen der vegetativen (asexuellen) Vermehrung 

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Rhizom

verdickte (speichernde) o unterirdische Achse 

Achsenknolle

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(= Sprossknolle)knollig verdickte, speichernde,

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unterirdische Achse 

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Sprossdornen→zu Dornen umgebildete Achsen

wasserspeichernde (= sukkulente) Achsen→Kandelaberkatus, Carnegiea gigantea, in Arizona, ca. 6 m hoch

BLAT T

Vorlesung 6 NACKTSAAME R, GYMNOSPERMEN -

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ca 700 Arten vermutlich paraphyletisch rezent: meist holzige Pflanzen Blüten ohne spezielle Hüllblätter und eingeschlechtig o Einhäusig: m/w auf einer Pflanze o Zweihäusig: m/w auf versch. P Männliche Gameten: Sparmatozioide andere schon Spermazellen: männliche Gameten ohne Geißeln Samenalnagen liegen frei auf Achsen oder Blättern, werden von diesen nicht eingehüllt  nackt Bestäubung meist durch Wind Reife Samen auch nackt, da keine Fruchtblätter

Evolution der Samenpflanze: ältere aus phylogenetischer Sicht z.T. überholte Darstellung – wegen Übersichtlichkeit ausgewählt Klassifikation: KONIFE RE N, CONIFEROPHYTA -

Meist Nadelförmige oder schuppenförmige Blätter in Anpassung an eher kühles bzw kaltes, trockenes Klima Daher sind sie ein wichtiges Element der borealen Vegetation; sonst auch in der temperaten Klimazone, eher in höheren Lagen Meist immergrün Überwiegend monozönisch, aber auch diözisch zB. Schwarzföhre, Mittelmeerzypresse, Latsche, aurukarie

männliche Fortpflanzungsorgane -

männliche Zapfen aus zahlreichen mikrosporophyllständen mit vielen Pollensäcken im pollensack findet die Meiose statt und haploide Pollenkörner (Mikrosporen) gebildet Windbestäubung = Anemogamie: Pollen wird massenhaft von Wind ausgebreitet. Auf der Achse sitzen Staubblätter mit je zwei Pollensäcken Auf der Samenanlage bildet das Pollenkorn den pollenschlauch aus, der wenige Zellen enthält u.s. Spermazellen – ohne Geißeln

Weibliche Fortpflanzungsorgane -

Meist in Form von Zapfen zusammengestellt Auf Samenschuppen (blattartige Achsen) sitzen meist zwei Samenanlagen Darin entsteht nach Meiose die haploide Megaspore und darin der winzige Megagametophyt mit den Archegonien, die Eizellen enthalten Nach Befruchtung entwickelt sich aus der samenanlage der Samen, der meist von Wind ausgebreitet wird Anemocherie Samenanlage (=Ovulum):. Junge weibliche Zapfen: auf der Oberseite er Samenschuppen sitzen die nackten Samenanlagen zB. Pinaceae (Fichte), Weißtanne, Lärche, Cupressaceae (Wacholder), Thuja, Taxaceae (Eibe)

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Ginkophyta, Ginkobaum Gabelteilige Nacktsamer, zweihäusig, haben noch Sprematozoide, die ca. 2.5 ncakten Samen riechen nach Buttersäure

PALMFARNE, CYC ADO PH YTA -

140 Arten, tropisch-subtropisch ALubblätter gefiedert, giftig Mikro-und Megasoprphylle in zapfen Zoogam (vom Tier bestäubt) und zweihäusig Männliche noch Spermatozoide Weibliche Pflanze: Megasporophylle im zentrum des Schopfes Männliche Pflanze Zapfen mit Mikrosporophyllen zB. Brotpalmfarn mit großen Fiederblättern

GNETOPHYTA -

nur drei rezente Gattungen, Gnetum , Epedra und Welwitschia (bildet nur ein! Blattpaar) ähnliche Angiospermen Blüten eingeschlechtig: zoogam mit Nektar, unbegeißelte Spermazellen Holzige Pflanzen in den Tropen Meerträubel: in Trockengebieten auch in Europa, rote Samen

BEDECKTSAMER -

Ca 300.000 Arten Vermutlichn eine monophyleticshe Gruppe Krautige wie holzige Pflanzen Pollenkörner werden im Pollensack gebildet, auf dem Staubblatt Haben aussschließlich Spermazellen Samenanlagen sind eingeschlossen im Fruchtblatt, also von ihm bedeckt Typische Blüten sind Zwitterblüten, unfassen Fruchtblätter und Staubblätter, umgeben von Blütenhüllblättern

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erwachsenen (abgeleitetes Merkmal) ursprünglich waren die Blütenhüllblätter schraubig angeordnet, später radiärsymmetrisch (mit > 2 Symmetrie-Ebenen), dann zygomorph (nur 1 Symm.Ebene) die Gestalt und Farbe der Blütenhülle ist wesentlich für die Anlockung von Bestäubern bei Zoogamie!

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BAU DER BLÜTE

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