Definition Blüte?
Blüten sind Kurztriebe (Kurzsprosse), die der sexuellen Fortpflanzung dienende und teilweise stark umgebildete Blattorgane tragen (vgl. Weberling 1981)
Wer kommt als Bestäuber in Frage?
• Insekten (Käfer/Coleoptera; Fliegen/Diptera; Hautflügler/Hymenoptera z.B. Bienen, Hummeln, Ameisen; Schmetterlinge/Lepidoptera) • Reptilien • Vögel • Säugetiere (u.a. Beutelmäuse, Fledermäuse)
Bestäuber und Artbildung im Pflanzenreich -Möglichkeiten der Artbildung?
• geographische (+/-ökologische) Isolation => allopatrisch • genetische Isolation (z.B. Hybridisierung, Mutation) => ggf. sympatrisch -->Trennung des Genpools / kein Genaustausch
Bestäubung => Mutualistische Interaktion?
Pflanze: effizienten Pollentransport zur sexuelle Reproduktion: wenig Pollen soll präzise übertragen werden Bestäuber: Effiziente Nahrungssuche (Pollen, Nektar,…) ,Sexualpartner, Nistplatz -> viel Material auf kurzen Wegen
Bestäuber- Bienen?
Bienen: –suchen Pollen und Nektar => Pollenüberproduktion oder Pollen verstecken –kleine Mengen Nektar –wechselwarm –gutes Riechvermögen –UV-Rezeptor –kleine Tiere => bedarf nur kleiner Blüte
Bestäuber- Vögel?
Vögel : –nur Nektar –große Mengen Nektar –gleichwarm => höhere Lagen im Gebirge –schwaches Riechvermögen –v.a. Tropen und Subtropen –UV-Rezeptor –große Tiere => große stabile Blüten –fliegen große Distanzen ~2000 aller 9000 weltweit bekannten Vogelarten fressen Nektar rund 700 Arten sind auf Nektar spezialisiert
Blütenbiologische Syndrome?
= Paket an blütenmorphologischen Merkmalen, das auf die Bestäubung durch eine bestimmte Tiergruppe angepasst ist
Käfer-(Fliegen-)blumen
=> einfach gebaute, offene (Scheiben-)Blüten Käfer die ersten Blumengäste in der Erdgeschichte Käfer haben kauend/beißende Mundwerkzeuge, fressen Pollen+ Nektar+ ganze Blüten! es gibt kaum spezielle Blütenanpassungen an Käfer! alle Ressourcen offen präsentieren stabile Blüten Angebot an Futterkörpern → oft Duft zB Titanenwurz, AronstabSpezialisierung: • aromatisch fruchtige Blütendüfte • geschlossene Bestäubungskammer => Käfer nutzen Blüte zur Kopulation und Eiablage
Käfer-(Fliegen-)blumen
=> einfach gebaute, offene (Scheiben-)Blüten Käfer die ersten Blumengäste in der Erdgeschichte Käfer haben kauend/beißende Mundwerkzeuge, fressen Pollen+ Nektar+ ganze Blüten! es gibt kaum spezielle Blütenanpassungen an Käfer! alle Ressourcen offen präsentieren stabile Blüten Angebot an Futterkörpern → oft Duft zB Titanenwurz, AronstabSpezialisierung: • aromatisch fruchtige Blütendüfte • geschlossene Bestäubungskammer => Käfer nutzen Blüte zur Kopulation und Eiablage
Fledermausblumen?
Pollen u Nektarnachtblühend groß u derbintensiver GeruchpantropischSchwirr- und Klammerflug
Sekundär Windbestäubt ?
• unscheinbare Blüten • Organzahl der Blüten oft reduziert • „Pendelantheren“ an dünnen Filamenten • wenig oder kein Pollenkitt • Pollenkornoberfläche glatt • Narbe Oberflächenvergrößerung • eine oder wenige Samenanlagen pro Blüte -kein Nektar
Reproduktion der Pflanzen
Reproduktion (= Fortpflanzung, Vermehrung) => Bildung von neuen, unabhängigen Individuen als Nachkommen d.h. Reproduktion i.w.S. bedeutet die Bildung einer aktiven Nachkommenschaft, d.h. nicht nur von Ausbreitungseinheiten (z.B. Früchte, Samen…) ! • generative (sexuelle) Reproduktion: durch Blühen, Bestäuben, Fruchten (+ Ausbreitung) = Verschmelzung von (i.d.R.) Samen- und Eizelle → Neukombination des Erbmaterials • vegetative (asexuelle) Reproduktion: = Abtrennung von Teilen, die zu erbgleichen Individuen werden → entsteht Klon
Reproduktionssysteme der Pflanzen
Fakultative Autogamie = vornehmlich xenogam, doch gelegentliche Autogamie Fakultative Xenogamie = vornehmlich autogam, doch gelegentliche Xenogamie Pollenübertr. Auf gleiche Blüte: Autogamie-“- andere Blüte: Allogamie → gleiches Individuum: Geitonogamie → genetisch anderes Ind.: Xenogamieobligate Autogamie: Kulturpfl., Pioniere, Extremstandorteobligate Xenogamie: Diözie, genetische selbstinkompabilität
Autogamie Vorteil/Nachteil?
Vorteil Reproductive assurance = Fruchtbildung auch in Abwesenheit von passenden Reproduktionspartnern z.B. invasive Arten sind oft autogam Nachteil:Inbreeding depression = Fitnessverlust durch Reproduktion mit sich selbst / nahen Verwandten z.B. ungenügende genet. Diversität, um nachteilige Gene auszutauschen; Ansammlung rezessiver schlechter Gene; Überdominanz von Heterozygotie ->ca. 20% der Pflanzen
Mechanismen von Autogamie ?
Staubblätter sind über Fruchtknoten gebeugt => Pollen fällt bei Reife auf die Narbe Wenn keine Kreuzbestäubung stattfindet, beugen sich die Staubblätter nach unten => Stigma kommt in Kontakt mit Eigenpollen
Wie kann Autogamie verhindert werden?
• Intraspezifische Inkompatibilität • Dichogamie (zeitliche Trennung von weibl. und männl. Organen innerhalb einer Blüte) Protandrie Protogynie Heterodichogamie (Flexistylie) • Herkogamie (räumliche Trennung von weibl. und männl. Organen innerhalb einer Blüte) Sonderformen von Herkogamie: Heterostylie Enantiostylie Diklinie (Geschlechtertrennung: Diözisch/Monözisch)
Geitonogamie?
= Nachbarbestäubung : Bestäubung zwischen Blüten einer Pflanze, d.h. keine Autogamie im engeren Sinne, genetisch ist der Effekt aber derselbe
Wie kann Geitonogamie verringert werden?
•Aufblühfolge einer Infloreszenz viele gleichzeitig offene Blüten => viel Geitonogamie wenige parallel offene Blüten => wenig Geitonogamie
Infloreszenz?
= abgrenzbarer Teil der Pflanze, der die Blüten trägt (reproduktives Verzweigungssystem) und dessen apikale Meristeme zur Blütenbildung aufgebraucht werden ;Laubblätter sind als +/- unscheinbare Hochblätter (Trag-/Vorblätter) ausgebildet
Anthese - Aufblühen ?
Richtung (Aufblühfolge) & Tempo (Anzahl der gleichzeitig offenen Blüten & Blühdauer der Einzelblüte) des Aufblühens acropetal = aufwärts basipetal =abwärts divergent =Start in der Mitte, von dort nach oben und nach unten
Wie kann Autogamie verhindert werden'?
Intraspezifische Inkompatibilität • Diklinie (Geschlechtertrennung) => Diözie • Dichogamie (Protandrie/Protogynie = Vormännl./Vorweibl.) • Herkogamie = räuml. Trennung innerhalb einer Blüte • Heterostylie = verschiedene Blütenmorphen innerhalb einer Art • Enantiostylie = Schiefgriffeligkeit
Antherenbau?
Anthere bestehend aus 2 Theken (th) mit je 2 Staubbeutel verbunden durch Konnektiv (k) Filament (f, Staubfaden Filament- Anheftung:basifix, versatil, adnat
Pollenpräsentation?
•Primäre Pollenpräsentation = Pollen wird direkt von der Anthere auf den Bestäuber übertragen •Sekundäre Pollenpräsentation = Pollen wird von den Antheren auf anderen Blütenteilen abgelegt und von dort vom Bestäuber aufgenommen v.a. Asteraceae, Campanulaceae
Pollenhaftung auf Bestäuber ?
•strukturierte Exine •Pollenkitt •Viscinfäden •zusätzliche Klebstoffe
P/O-ratio und Pollentransportweg: Reproduktionssystem ?
P/O-ratio spiegelt Wahrscheinlichkeit wider, dass ein Pollenkorn ein entsprechendes Stigma erreicht (= Reproduktionssystem)
Lebensform und Pflanzengröße versus P/O-ratio
perenne Pflanzen –> Reproduktionssystem v.a. Xenogam perenne Pflanzen –> höherer P/O-ratio als annuelle Pflanzen große Pflanzen –> größerer P/O-ratio als kleine Pflanzen
Pollentransporteffizienz erhöhen durch?
•Pollen verstecken / nur Vortäuschen => unbemerkte Pollenübertragung auf Bestäuber (Pollensammlung verhindert) •Pollenportierung •Punktgenaue Pollenablage und Wiederaufnahme auf/von Bestäuber Pollenaggregation = mehrere Pollenkörner werden im Verband auf den Bestäuber übertragen
Nachteile von Pollenaggregation ?
• wenn Verlust/Geitonogamie etc., dann viel Verlust/Geitonogamie etc. auf einmal• „unnötiger“ Wettbewerb (inkl. Verlust) zwischen Pollen derselben Blüte bei geringerer Anzahl an Samenanlagen als Pollenkörner → Pollenaggregation bildet sich nur, wenn keine Nachteile da sind, oder die Vorteile die Nachteile übertreffen
Mimikry – Pilztäuschblume?
Imitation von Pilzen: Blühen bodennah, verströmen pilzähnlichen Geruch => locken kleine Fliegen an
andere Mimikry?
Mimikry – Pollentäuschblume, Mimikry - Nektartäuschblume
Wasserbad ?
• Labellum bildet Wasserfass • Drüsen des Gynostemiums liefern Flüssigkeit • nur Weg unter Pollinien bzw. Narbe führt heraus
Parfümblumen?
Angebot und Täuschung Parfümblumen: • Orchidaceae (ca. 10% aller Arten! → Catasetum, Stanhopea) • einzelne Araceae, Gesneriaceae (Gloxinia), Euphorbiaceae (Dalechampia) Parfüm: • Gemisch aus versch. Duftstoffen • sehr häufig mit 1,8 Cineol und Eugenol • spezifische Wirkung • meist nur für 1 Bienenart attraktiv
Parfümsammelnde Bienenmännchen ?
Parfümsammeln: Vorderbeine mit Haarquasten: Aufsaugen des Duftstoffes `Höseln´ des Duftstoffes zu Hinterbeinen ,Anreicherung in Hinterschienen wozu Parfüm? → Anlockung weiterer Männchen + Schwarmbildung → Anlockung von Weibchen => Kopulation
Blütenbiologische Diversifizierung
Symbiose (Mutualismus)?
• Pollen: nur Apostasioideae, buzz-pollination → Bienen • Nektar: in Nektarien, ggf. Sporn, auch extrafloral → Bienen, Vögel, Tag-/Nachtfalter, langrüsselige Fliegen • Parfüm: in Osmophoren → Stanhopea, Gongora, Coryanthes + männliche Euglossinae Blütenbiologische Diversifizierung
Täuschung (Parasitismus)?
• Duft → Cypripedium: Gleitfallen (Täuschblume) Catasetum (trop.): Gewebespannung wird durch Berührung des Triggers gelöst, Pollinarien an Biene geschleudert • Mimikry → Orchis (Knabenkraut): Lippe mit Sporn (mit/ohne Nektar) • Kopulationspartner (Weibchenattrappen) → Ophrys (Ragwurz): sporn- und nektarlos; Drakaea (Australien)
Pollinarien: Übertragung und Anheftung ?
• Anheftung mittels Viscidium am Tier • mechanische Isolation durch verschiedene Anheftungsstellen am Tier • Biegung der Stielchen nach vorne • Abstreifen auf klebrigem Rostellum (Narbe)
Bau von Gynostemium und Pollinarien ?
Pollinium: gesamte Pollenmenge zweier Pollensäcke, gemeinsame Exine! Rostellum: steriler Narbenlappen, Haftorgan für Pollinien Viscidium (Klebkörper): vom Rostellum gebildet Caudicula (Stielchen): Pollinienstiel, von Pollinium stammend Stipes (Band): Pollinienstiel, von Rostellum stammend Pollinarium: Transporteinheit aus Pollinien + Hilfsstrukturen
Pollinium?
Pollenmenge zweier Pollensäcke Pollinarium => oft gattungs /art- spezifische Morphologie Pollinarium: Transporteinheit aus 2 Pollinien + Hilfsstrukturen (= Pollinienstielchen und Klebdrüse)
Orchideenblüte ?
Labellum: (sekundäre) Unterlippe, glt. mit Sporn Gynostemium: `Säule´, Verwachsung aus Androecium und Gynoecium
Ranunculaceae - Nektarorgane ?
=> extra Organe zur Nektardarbietung zwischen Blütenhülle und Androeceum kronblattartig, pfriemlich, gespornt..., nektartröpfchen im Deckel: umlaufblüte
