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Fobio (Subject) / Forstpathologie (Lesson)
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- Welche Unterschiede in Struktur und Biologie bestehen bei Ascomyceten (Schlauchpilze) und Basidiomyceten (Ständerpilze)? Ascomyceten (Schlauchpilz)• Struktur:o meist Pflanzenparasiten oder Saprophyten auf abgestorbenen pflanzl. Gewebeno lange Zellfäden (Hyphen), aber nur ca. 5μm dünno Wiederholen und verzweigen sich -> Geflecht: Myzel (ca. 1cm groß)o Manche Arten haben auch ein Sprossmycel wie die Hefen.o Zellwände aus Chitin und Glucaneno Können auch in trockenen Lebensräumen wachsen.o Bsp. Schimmelpilze• Biologie:o Sexuelle- und Asexuelle Fortpflanzung▪ sexuelle Sporen in schlauchförmigen Organen (Ascus)▪ asexuelle Vermehrung durch haploide Sporen (Konidien) Basidiomyceten (Ständerpilze)• Struktur:o Hyphen -> Myzelo Frucktkörper: Hüteo Die Zellwand weist eine lamelläre Schichtung auf.o Bsp. Mykorrhizapilze, Speisepilze: Pfifferlinge und Champignons• Biologie:o Sexuelle Fortpflanzung, keine Ausbildung von Sexualorganeno Säulenartige Zellen, Sporen werden nach außen abgeschnürt
- Mit welchen Pathogenen beschäftigt sich die Forstpathologie? Forstpathologie beschäftigt sich mit der Systematik der Erreger. Behandelt werden botanische Faktoren und Phänomene wie:• Viroide (RNA, klein)• Vieren (DNA oder RNA, Proteinhülle)• Phytoplasmen (Bakterienähnlich - Leben in Wirtszellen)• Bakterien• Echte Pilze• Algenpilze• Parasitäre Blütenpflanzen• Tiere (Milben, Nematoden, Insekten...)
- Welches sind die wichtigsten Pathogene im Forst? Wichtig muss hier definiert werden. Sind wichtige Pathogene die welche den höchsten wirtschaftlichen Schaden anrichten? Was für eine Rolle spielt hier die Zeit? (Wichtigster Pathogen heute oder in der Weltgeschichte?). Für wen? -> für den einzelnen Baum kann jeder anderer Pathogen egal sein wenn diese gerade von etwas anderes befallen wird. Viren, Viroide, Bacteria, Phytoplasmen, Pilze
- Wann ist ein Baum krank? Verringerte Fotosynthese -> Ertrags- und QualitätsverlustVorbedingunge: • Anfälligkeit gegenüber den Krankheitserregern• Krankheitserreger muss zum Angriff auf die Pflanze befähigt sein• zeitliche, räumliche Koinzidenz …“schädliche Abweichung vom normalen Ablauf physiologischer Prozesse.““typische Ablaufsform der Lebensvorgänge, die mit einer Herabsetzung der normalen Leistungsfähigkeit und Anpassungsfähigkeit des Organismus oder seiner Teile verbunden ist.“
- Zeigen Sie die Unterschiede für horizontale und vertikale Resistenz auf. Horizontal Resistenz:• „generelle“, „unspezifische“ oder „quantitative“ Resistenz• geht auf passive und aktive Abwehrechanismen zurück• ist überwiegend quantitativer Art viele unterschiedliche Abwehrmechanismen kommen zeitlich abgestuft zum Tragen• bietet in der Regel keinen vollständigen Schutz Pathogen wird nicht schnell genug abgetötet; es sind Symptome (z.B. Nekrosen auf Blättern) zu sehen• ist polygen bedingt (viele Gene werden exprimiert, deren Genprodukte (Enzyme und Polypeptide) abgestuft wirken)• wird durch „generelle Elicitoren“ ausgelöst (general elicitors, lösen Abwehr nur aus, entscheiden nicht über Spezifität! Oft Glucane)• permanente Resistenz (wohl auch wegen der polygenen Verankerung)• eine Sorte oder Art mit horizontaler Resistenz reagiert gegenüber allen Pathotypen (Rassen) eines Erregers annähernd gleichartig Vertikale Resistenz:• Durch Mutation entsteht neue Sorte (W1) mit Resistenzgenen zur Abwehr• W1 wehrt Rasse P1 erfolgreich ab• Ausprägung einer weiteren resistenten Wirt-Pathogen-Paarung (allerdings auf der Rasse-Sorte-Ebene)• P1 wird von W1 spezifisch erkannt (basierend auf komplementäre Paare von Avirulenz- und Resistenzgenen; Avr/R-genes)• hier sind spezifische Elicitoren und Rezeptoren aktiv-> Bei beiden häufig die gleichen Abwehrmechanismen
- Schildern Sie den hypothetischen Verlauf einer Infektion der Blattoberfläche durch eine Pilzspore. 1. Spore keimt aus - Bildung eines Appressoriums (AP)2. Pathogen dringt in Zelle ein - erhöhte Respiration - erhöhte Cytoplasmaströmung - Granula gelangen an Eintrittsstelle der Infektionshyphe3. Pilzwachstum wird gehemmt - Cytoplasmaströmung stoppt - Elektrolytverlust der Zelle - beginnende Verbräunung (Melanin- und Tanninbildung) - Phytoalexine (P) treten auf4. Absterben von Zelle und Pilz - Zelle nekrotisiert (starke Braunfärbung) - Zelle abgestorben - Phytoalexine akkumulieren - Pilz abgetötet
- Definieren Sie folgende Begriffe und grenzen Sie diese gegeneinander ab: organspezifische Prädisposition und stadienspezifische Prädisposition. Prädisponiert = anfällig Organspezifische Prädisposition: Pflanzen bestehen aus unterschiedlichen Organen (Wurzeln, Rhizom, Hypokotyl, Stengel, Blatt, Blüte, Früchte, ...), die sich in ihrer Prädisposition (Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten) deutlich unterscheiden.Die Krankheitsbereitschaft (Anfälligkeit) einzelner Organe einer Pflanze gegenüber bestimmten Erregern wird als organspezifische Prädisposition bezeichnet. Stadienspezifische Prädisposition: Nur ein bestimmtes Organ in einem bestimmten Entwicklungsstadium kann von einem bestimmten Erreger befallen werden
- Nennen Sie Besonderheiten von Rostpilzen im Vergl. zu Lebenszyklen bei anderen Basidiomyceten. xx
- Welche Bedeutung hat Mehltau bei Europ. Eichen-Arten? Aussehen: dichte weiße Schicht Ektoparasit • Ausbreitung: Konidienbildung (meist staubartige, ungeschlechtlich gebildete Ausbreitungsorgane) bei hohen Temperatur, intensiver Sonneneinstrahlung und geringer Luftfeuchtigkeit besonders starko kann sich der Pilz sehr rasch ausbreiten und auch ältere Eichen stark befallen• Befallen werden Blätter < 3 Wochen, oft Johannistriebe• die Blätter können absterben und auch die Triebe selbst werden in Mitleidenschaft gezogen• überwintert zwischen den Knospenschuppen von Maitriebknospen, von wo aus beim Austrieb die Primärifektion der jungen Blätter mit Konidien erfolgt• Infektion kann zu Wachstumseinbußen führen -> Erlöse• Hoher Aufwand durch Spritzen der Eichen v.a. in Pflanzengärten und Kulturen insbesondere im Rahmen der Produktion (Baumschulen)
- Erläutern Sie die Bedeutung von Rindenerkrankungen. z.B. Rindenkrebs, Misteln, Rindenbrand, Nectria-Erkrankungen 1. hemmen Wachstum2. Eintrittspforte für andere Pathogene3. Störung des Wasserhaushalts4. Sekundärschädlinge befallen anschließend die Rinde5. wirtschaftliche Bedeutung des Baumes gemindert6. ökologische Kosten
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- Warum hat das Eschentriebsterben eine so große Bedeutung für den Eschenanbau im Vergleich zu anderen Erkrankungen? • Trieb- bzw. Aststerben• Krankheit sehr massiv und weit verbreitet• Unerwartet, erst ab 2009 und weit verbreitet• Alte Eschen sterben überraschend schnell ab• Die Annahme war: Es ist ein neuer eingeschleppter Pilz, doch nach Untersuchungen, war es ein alt Bekannter, eine Feststellung ob es sich um eine aggressivere Rasse Handelt steht auso Optisch sind beide nur schwer zu unterscheiden• Es sind keine Bekämpfungsmaßnahmen bekannt (wirtschaftliche)• Hohe Verluste und Vorzeitige Nutzung• Folgeschädlinge (Hallimasch
- Welche Bedingungen führen zur Buchenrindennekrose und welche Symptome sind wichtige Indizien? Bedingungen• Störungen des Wasserhaushaltes von Buchen: feuchte Standorte, flachstreichende Wurzeln• Witterungsextreme: Wärme und Trockenheit• vorrausgehender Befall von Buchenwollschildlaus mit Massenvermehrung -> Verwundungen dienen als Eintrittspforte• Vor allem im Frühjahr• Störungen des Wasserhaushaltes von Buchen: feuchte Standorte, flachstreichende Wurze• Infektion durch Neonectria coccinea: kleine Rindennekrosen bis großflächige Symptome• Aufplatzen, Ablösen und Absterben von Rindepartien• Fäule / absterbende Rindenstellen• Bildung von Pilzfruchtkörpern• Wucherungen/ Verwundungen• Sekundärschädlinge: Holzbrütende Insekten, Holzzersetzend -> Bruchgefahr• Besiedlung mit Läusen• Schleimfluss• Befall durch holzbrütende Insekten
- Nennen und charakterisieren Sie die drei grundlegenden Typen von Holzfäulen. 1. Braunfäuleerreger• Vorwiegend an NH• Abbau von Zellulose und Hemizellulose• Sprödbruch, Braunfärbung• Verlust von Biege- und Schlagfertigkeit 2. Moderfäuleerreger• Abbau von Zellulose, Lignin und Hemizellulose• Sprödbruch, keramikartig, hohe Steifigkeit 3. Weißfäuleerreger• Simultane Fäule:o Vorwiegend an LHo Abbau von Zellulose, Lignin und Hemizelluloseo Sprödbrucho Minderung Schlagbiegefetigkeit• Selektive Fäule:o LH und NHo Abbau zuerst von Lignin und Hemizellulose, später auch Zelluloseo Holz faserig, zähes brecheno Leichte Erhöhung der Schlagbiegefestigkeit
- Der Wurzelschwamm ist einer der wichtigsten Schaderreger der Fichte. Welche Bedingungen fördern die Ausbreitung innerhalb einer Fichten-Monokultur? • Pilz ist der wichtigste Erreger der Rotfäule in Fichtenkulturen• besiedelt Baumstümpfe und wächst über diese bis zu 50 cm pro Jahr durch Wurzelverwachsungen weiter• befällt noch gesunde Bäume in der Kultur• Kann durch Sporenflug auch weiter entfernte Baumstümpfe erreichen und sich ausbreiten• befällt den untersten Teil des Stammes bis zu mehreren Metern Höhe Faktoren die den Befall begünstigen:• Erstaufforstungen insbesondere auf kalkhaltigen Böden. Gegenüber altem Wald sind hier noch kaum natürliche Gegenspieler des Wurzelschwamms vorhanden und dieser findet hier noch ein für ihn günstigeres Bodenmilieu vor• Enge Pflanzverbände: sie erfordern häufigere Durchforstungseingriffe, womit viele frische Stümpfe als Eintrittspforten für die Infektion in den Bestand gegeben sind. Ferner begünstigen sie frühe Wurzelverwachsungen und damit eine schnelle Übertragung der Krankheit von den Stümpfen zu Nachbarbäumen.• Durchforstungen im Herbst fallen in die Zeit, in der besonders viele Sporen des Schadpilzes in der Luft vorhanden sind und die frischen Stümpfe infizieren können.• Ein getrennt zu betrachtendes Problem ist die Wundfäule durch Rücke- oder Schälschäden. Diese muss durch eine pflegliche Holzernte bzw. durch geeignete Wildschutzmaßnahmen vermieden werden.
- Geben Sie Beispiele für Abwehrmechanismen gegen Infektionen bei Bäumen. I. Präformierte Barrieren (bereits vorhanden, muss nicht erst gebildet werden)• äußere Wachsschicht der Blätter (Cuticula)• Haare auf der Blattoberfläche oder zum Schutz von SpaltöffnungenSekundäre Pflanzenstoffe• unspezifische, aber aktive Barrieren, die entweder die eindringenden Hyphen direkt angreifen (hydrolytische Enzyme) oder deren Enzyme blockieren.• Andere chemische Verbindungen lagern in der Vakuole, die durch einen Angriff durch einen Pathogen zerstört wird, wodurch die Substanzen freigesetzt werden II. Induzierte Abwehr (Reaktion, die erst nach der Erkennung eines Pathogens eintritt) Nachdem der Erreger die präformierten Barrieren überwunden hat, muss er sich mit einer durch sein Eindringen aktivierten Abwehr auseinander setzen.1. erfolgt die Warnung vor ’Feinden’ durch spezielle Rezeptoren, die auf der Zelloberfläche sitzen und bestimmte Komponenten erkennen, die nur in Pathogenen vorkommen. Diese Komponenten werden als Elicitoren (Botenstoffe) oder PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns) bezeichnet.2. das zweite Warnsystem überwacht die wichtigen Enzyme und registriert Veränderungen, die durch eindringende Effektoren bewirkt werden.
- Welche Reaktionen auf Verletzungen erfolgen im Holz? • Synthese, Aktivierung, Transport von Wuchsstoffen• Schutz insbesondere des wasserleitenden Systems• Lignifizierung, Suberinisierung, Thyllen• Linsenförmige Abschottung geschädigter Rinde• Absterben parenchymatischer Zellen• Abschottung / Kompartimentierung• Einkapselung -> Luftembolie (Thyllen, Schleim, amorphe Haut, Hoftüpfelverschluss)
- Wurzelmetamorphosen ‐ welche Möglichkeiten kommen bei Gehölzen neben den primären Wurzeln für die Bodenverankerung und Nährstoffaufnahme noch vor? 1. Wasserspeichergewebe2. Dornen3. Zugwurzeln4. Atemwurzeln und Stelzwurzeln (Luftwurzeln) z.B. bei Mangroven5. Knollen und Rüben6. Symbiose mit Mykorrhiza
- Wurzeln. Welche Aufgaben übernehmen diese? 1. Wasserspeichergewebe bei Wurzelsukkulenten2. Dornen bei Efeu zum halten3. Zugwurzeln Halt und „Fortbewegung“4. Atemwurzeln und Stelzwurzeln (Luftwurzeln) z.B. bei Mangroven für Halt und Gasaustausch5. Stoffspeicherung in Knollen und Rüben6. Symbiose mit Mykorrhiza zur N und P Aufnahme7. Brettwurzeln: Stabilisierung Vergrößerung der Stammoberfläche à Verbesserung der O2-Versorgung8. Luftwurzeln: Wasser- und Nährstoffaufnahme aus der Luft, Stützfunktion
- Welche Vorteile bietet eine Mykorrhiza (für den Baum, für den Pilz)? Für den Baum:• Mykorrhiza übernimmt die Aufgaben der Feinwurzeln, Stickstoff und Phosphor Aufnahme und Vergrößerung der Oberfläche für alle anderen Aufnahmeprozesse -> Pilzfäden können feinere Bodenporen erschließen.• Mykorrhizen können Bäume vor giftigen Schadstoffen schützen (z.B. Schwermetalle)• Bäume erhalten eine erhöhte Toleranz gegenüber Stressfaktoreno weniger anfällig für Frosto erhöhte Abwehrkraft gegen krankheitserregende Bodenorganismen.• Förderung des Pflanzenwachstums. Für den Pilz:• Mykorrhiza ist angewiesen auf Assimilate des Baums: Kohlenhydrate
- Vergleichen Sie strukturelle Unterschiede im Aufbau eines typischen Laubblattes mit dem eines Nadelblattes. Laubblatt:• meist dorsiventral gebaut, (Ober- und Unterseite unterschiedlich)• Der äußerste Abschluß besteht aus einer einschichtigen Epidermis, deren Zellen lückenlos miteinander verzahnt sind, keine Chloroplasten besitzen und nach außen einen dünnen Film bestehend aus Cutin und Wachsen, die Cuticula, ausscheiden.• Zwischen der Epidermis der Blattober- und Unterseite liegt das Mesophyll, das nach oben in das Palisaden-, nach unten in das Schwammparenchym differenziert ist• Die chloroplastenreicheren Palisadenzellen sind langgestreckt und senkrecht zur Oberfläche ausgerichtet• die Zellen des Schwammparenchyms sind unregelmäßig gestaltet und weisen Interzellularräume auf, die über Stomata mit der Außenluft in Verbindung stehen. Nadelblatt:• Das Nadelblatt der Koniferen zeigt im anatomischen Bau keine deutlichen Unterschiede von Ober- und Unterseite (äquifazial).• Die Epidermiszellen sind dickwandig und häufig englumig mit einer dicken Cuticula, darunter liegen ein bis zwei Schichten Hypodermiszellen.• Spaltöffnungen sind bis in die Hypodermis eingesenkt, darunter liegt das Assimilationsgewebe.• Im Inneren der Nadel, eingebettet in ein Transfusionsgewebe mit einer Endodermis nach außen weisend, liegt der Zentralzylinder mit dem Leitbündel.• Koniferennadeln werden von Harzkanälen längs durchzogen.
- Welche Vorgänge laufen im Blatt beim herbstlichen Laubabwurf ab? 1. Auslöser Abnahme der Tageslänge und sinkende Temperaturen, diese setzen Alterungsprozess des Laubs in Gang.2. Chlorophyl wird nicht mehr gebraucht, da Photosynthese mit abnehmendem Licht zurückgefahren wird.3. Herbstfärbung beruht auf Änderung der Mengenverhältnisse der Blattfarbstoffe, wenn Chlorophyl abgebaut ist kommen z.B Karotinoide zum Vorschein.4. Pflanze versucht möglichst alle noch im Blatt vorhandenen Nährstoffe zurück zu ziehen. Werden im Baum eingelagert, wichtige Reserve für neue Blattgeneration im Frühling.5. die Rotfärbung entsteht durch Anthocyane, die als Nebenprodukt der sehr hohen Stoffwechselaktivität anfallen.6. Laubabfall als Anpassung der winterlichen Trockenheit, da die Bäume sonst im über den Winter austrocknen würden da die Verdunstung zu Groß ist7. Es wird ein Trenngewebe zwischen Blattstiel und Ast gebildet, Schutz vor Frost, Blatt fällt leicht ab.8. Blattabwurf auch jährliche Entschlackungskur
- Wie unterscheidet sich Druckholz von Zugholz? Druckholz• bei NB• Bildung entgegengesetzt der Richtung der Beanspruchung• Anreicherung von Lignin -> dunkle Verfärbung• erhöhte Druckfestigkeit Zugholz• bei LB• Bildung mit der Richtung der Beanspruchung• Anreicherung von Cellulose -> keine Verfärbung• erhöhte Zugfestigkeit
- Luftembolien sind problematisch für einen geregelten Wassertransport von den Wurzeln zu den Blättern. Vergleichen Sie die unterschiedlichen Mechanismen zur Vermeidung/Minimierung von Luftembolien im Holz bei Nadelgehölzen und Laubgehölzen. Nadelgehölzen• Hoftüpfel: haben einen Torus in der Mitte der Zellmembran. Befindet sich der Torus in der Mitte, kann Wasser ungehindert fließen. Bewegt sich die Membran durch Druckunterschiede zur Seite, blockiert der Torus die Öffnung. So werden Embolien vermieden, ohne dass der Wassersog nach oben unterbrochen wird. -> Tüpfelverschluss Laubgehölzen• Thyllen: wie kleine Airbags; sind Parenchymatische Zellen direkt am Gefäß; Einstülpung der Plasma Membran im Raum; Zellen reagieren so auf Verletzungen. Manchmal auch Einlagerung von phenolischen Stoffen.
- Was ist das besondere im Aufbau der Holzstruktur von Lianen? Extrem weitlumige und im Querschnitt oft schon mit bloßem Auge erkennbare Gefäße sind ein Kennzeichen von Kletterpflanzen, die eine große Blattfläche durch einen vergleichsweise dünnen Stamm mit Wasser versorgen müssen.Viele Lianenarten sind in juvenilen (jugend) Stadien selbsttragend und entwickeln sich erst in späteren Stadien zu biege- und torsionsflexiblen Kletterpflanzen.Lianen haben besonders große Gefäße, diese sind besonders gefährdet zusammenzubrechen, wenn kein Wasser vorhanden ist (bsp. Winter), deswegen gibt es nicht so viele Lianen außerhalb der Tropen.
- Vergleichen Sie "Holz"strukturen von (a) Bambus, (b) Palme und (c) Konifere. Warum ist der Begriff Holz mit Anführungszeichen versehen? a) Bambus• Kein Dickenwachstum• innen hol, Porig - Außen mehr als Innen• keine Jahrringstruktur b) Palme• Kein Kambium - dadurch kein Dickenwachstum -> kein Baum (Holz)o Es handelt sich bei Palmen also nicht um Holz im engeren Sinn, wenn hiermit das vom Kambium nach innen abgeschiedene Dauergewebe der Gymnospermen und Dikotyledonen bezeichnet wird. In seinen technologischen Eigenschaften und hinsichtlich der Lignifizierung der Zellstrukturen ist das Palmgewebe jedoch mit dem Holz vergleichbar.• Große Wasserleitbündel• nicht homogen, keine Jahrringstruktur -> außen fest, innen weich c) Konivere• Nadelgehölze• einfaches und undifferenziertes Holz• überwiegend nur zwei verschiedenen Zelltypen: Grundgewebezellen und Tracheiden Makroskopische Struktur
- Was ist ein Kambium? Wo ist es in einem Gehölz lokalisiert? Es liegt zwischen der Splintholzzone und der Rinde (Bastzone und Borke) - zwischen Xylem (innen) und Phloem (außen)• Das Kambium ist das Meristem, das für die Bildung der sekundären Leitgewebe (Wachstumsschicht, sekundäres Sprosswachstum -> Dickenwachstum) verantwortlich ist.• Es ist ein Lateralmeristem und steht im Gegensatz zu den apikalen Meristemen, die an den Spitzen von Sprossen und Wurzeln liegen.• Das Kambium wie auch die apikalen Meristeme bestehen aus Initialzellen und ihren jüngsten Abkömmlingen. In dreidimensionaler Hinsicht bildet das Cambium eine geschlossene zylindrische Hülle um das Xylem von Stämmen, Wurzeln und Ästen.
- Schildern Sie den hypothetischen Ablauf in der Ausbildung von unterschiedlichen Abschlussgeweben an einem Baumstamm (Epidermis, Periderm, Borke). EpidermisAls erstes wird die Epidermis (Hautgewebe) gebildet als. Sie dient als Schutzhülle aber auch dem Stoffaustausch.Diese wird durch das sekundäre Dickenwachstum aufgerissen, als neues Abschlussgewebe wird das Periderm gebildet. PeridermSekundäres AbschlussgewebePeriderm = Phellogen (Korkkambium) + Phelloderm (Korkkambium) + Phellem (Kork)Das Periderm bildet bei manchen Baumarten die Rinde (Buche, Hainbuche).1. Unterscheidung:• nicht lebende äußere Rinde (Borke)• lebende innere Rinde (Bast) BorkeHäufig bleibt es nicht bei der Anlage des ersten Periderms (Initialperiderm), vielmehr entstehen in tieferen Schichten der primären Rinde und des sekundären Phloems Folgemeristeme, die zu einer Borkenbildung führen. Meist werden sie zunächst zusammenhanglos an verschiedenen Stellen des Stammumfangs angelegt, so dass sich isolierte schuppenförmige Schichten bilden. Durch diese Folgemeristeme werden Bereiche der primären und sekundären Rinde von der Stoffversorgung abgeschnitten und sterben ab. Die so entstehende Borke ist ein Mischgewebe aus Peridermschichten und eingeschlossenen Resten der primären Rinde und des Phloems. Meist werden die äußersten Schichten abgestoßen, so dass die Borke in der Dicke konstant bleibt.
- Was sind Lenticellen und welche Funktion haben sie? Normalerweise blockiert das Suberin in den Zellwänden der Korkzellen den Sauerstofftransport in Spross oder Wurzel.Spross und Wurzel haben aber Lenticellen:Kleine Öffnungen in der Rinde (zwischen den Zellen) für Gasaustausch.Bei der Neubildung von Korkkambium werden auch neue Lentizellen angelegt.
- Was zeichnet Algenpilze aus? Cellulosezellwand und begeißelte Sporen (beides ungleich zu echten Pilzen)