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Botanik (Subject) / Evolution (Lesson)
- Befunde für die Verwandschaft von Pflanzen und Grünalgen viele Algen (Braun/Rot/Grün) sowie Landpflanzen sind vielzellige, eukaryotische, autotrophe Lebewesen, die Photosynthese betreiben Grünalgen/Dinoflagellaten/Braunalgen haben Zellwände aus Cellulose Grünalgen/Eugleniden/Dinoflagellaten haben Chloroplasten mit den Chlorophyllen a und b Charophytina und Coleochaetophytina sind Grünalgengruppen die noch 4 Gemeinsamkeiten haben: rosettenförmige (oder ringförmige) Proteinkomplexe für die Cellulosesynthese in der Plasmamembran (bei anderen Algen linearer Proteinkomplex) Enzyme in den Peroxisomen, die dafür sorgen, dass möglichst wenige organische Verbindungen durch Photorespiration verloren gehen ähnliche Spermatozoiden Bei der Teilung entsteht zwischen den Zelle ein Phragmoplast (wird später zur Mittellamelle)
- Anpassungen an das Landleben Zygoten werden von Zellen mit Sporopollenin und ligninartigen Verbindungen (widerstandsfähige Polymere) umgeben, die vor Austrocknung schützen Generationswechsel: haploider Gametophy (produziert durch Mitose haploide Gameten) --> diploider Sporophyt (erzeugt durch Meiose haploide Sporen) dickwandige in Sporangien gebildete Sporen Vielzellige Gametangien (Archegonien und Antheridien) Apikalmeristeme Cuticula als Schutz vor Wasserverlust und Angriffen von Mikroorganismen echte Leitgewebe: Xylem und Phloem Spaltöffnungen: Gasaustausch und Transpiration Pigmente: Schutz vor UV-Strahlung Lignin: Verfestigung von Zellwänden, Schützgewebe Mykorrhiza: zur Nährstoffaufnahme (so konnten Pflanzen ohne Wurzeln das Land erobern) Produktion sekundärer Pflanzenstoffe: Alkaloide, Terpene, Flavonoide: giftig, bitter: Verteidigung gegen Herbivore
- Torfmoos Moose gehören zu den Embryophyten (Landpflanzen) aber nicht zu den Tracheophyten (Gefäßpflanzen: Farngewächse und Samenpflanzen) Hochmoor: leben vom Regenwasser; hoher Wasserstand verhindert Belüftung der Bodenoberfläche --> keine Zersetzung der Pflanzenreste möglich --> Torf auch niedrige Temperaturen, saurer pH-Wert und geringe Nahrungsressourcen hemmen den mikrobiellen Abbau. resistente phenolische Verbindungen in den Zellwänden von Torfmoosen (gehören zu den Laubmoosen) verhindert Zersetzung Torfmoos gibt Protonen im Tausch gegen mineralische Kationen ab --> Versauerung des Bodens. Können starke Wasserverluste überstehen und dann schnell wieder Reaktivieren, wenn ausreichend Feuchtigkeit vorhanden. Torf = Ablagerungen aus unvollständig zersetztem organischem Material Torf kann zur Konservierung genutzt werden, als Brennstoff (viel Kohlenstoff enthalten), Torf wird auch zur Bodenverbesserung eingesetzt und als Transportverpackung für Pflanzen
- Entstehung der Gefäßpflanzen vor 420 Millionen Jahren Fossilfund: im Gegensatz zu den gefäßlosen Moosen hatten diese Fossilien verzweigte Sporophyten, die ernährungsphysiologisch nicht mehr vom Gametophyten abhängig waren. An den Enden der Y-Verzweigung standen die Sporangien. Die Pflanze war mit Rhizoiden im Boden verankert. (Keine Blätter oder Wurzeln) Heute lebende Gefäßpflanzen: Generationszyklus mit dominierendem Sporophyt, Stofftransport in speziell gebautem Gefäßgewbe aus Xylem und Phloem, echte Wurzeln und Blätter, Sporangientragende Blätter (=Sporophylle)
- Vorteile der Samenpflanzen Samen besteht aus Embryo und seinem Nährgewebe, das in einer Samenschale geschützt liegt Eigenschaften aller Samenpflanzen: reduzierter Gametophyt, Heterosporie, Samenanlagen, Pollen unabhängig vom Wasser, Samen tolerieren UV-Strahlung und Trockenperioden Samen besitzen schützende Samenschale, und Nährstoffvorrat --> können lange überleben flugfähiger Pollen Winzige Gametophyten können sich aus Sporen entwickeln, die in den Sporangien des elterlichen Sporophyten verbleiben. So werden die weiblichen empfindlichen Gametophyten (in denen sich die Eizellen befinden) geschützt (vor Austrocknung und Strahlung) männlicher Gametophyt im Pollenkorn kann durch Wind oder Tiere über weite Entfernungen transportiert werden. Spermazellen müssen nicht beweglich sein, da sie von den Pollenschläuchen unmittelbar in die Nähe der Eizelle gebracht werden.
- Schlüsselanpassung der Angiospermen = Bedecktsamer: Samenanlage sind im Fruchtknoten und Samen in der Frucht eingeschlossen (Samen entsteht aus Samenanlage; Frucht entsteht aus Fruchtblättern/Fruchtknoten) Blüte und Früchte dienen der Fortpflanzung und Ausbreitung (gezielte Bestäubung durch Insekten) 4 Wirtel von abgewandelten Blättern: Kelch, Krone, Staub, Frucht - blätter Früchte schützen die Samen und fördern die Ausbreitung doppelte Befruchtung: wenn Blüte nicht bestäubt wird, bildet sie auch kein Endosperm, verhindert also, dass ihre Nährstoffe vergeudet werden
- Arzneistoffe aus Samenpflanzen Atropin (aus der Tollkirsche) --> Pupillenerweiterung bei Augenuntersuchungen Menthol (vom Eukalyptusbaum) --> Hustenarzneien Morphium (vom Schlafmohn) --> Schmerzmittel Chinin (Chinarindenbaum) --> Malariaprophylaxe) Tubocuranin (Curarebaum) --> Relaxion von Muskeln bei chirurgischen EIngriffen
- Pflanzensymbiosen mit Pilzen: Mykorrhiza Hyphe und Wurzel ekto M.Mantel aus Pilzhyphen umschließt die Wurzeln und dringt bis in Wurzelrinde ein (nicht in Zellen) v.a. Basidiomyceten (bekomen PS-Assimilate) und Waldbäume (besser H2O, P und N Versorgung) z.B. Fichte/Fichtensteinpilz endo M.: Pilzhyphe dringt in die Wurzelzelle ein und bildet innerhalb und außerhalb ein großes Geflecht. v.a. Glomerulomyceten (bekommen PS-Assimilate) und 90% unserer Kulturpflanzen (bessere H2O, P und N Versorgung, Schutz vor Wurzelpathogenen) arbuskuläre M: Hyphen bilden intrazellulär baumartig-verzweigte Arbuskeln Endophyten in den Blättern des Kakaobaums erhöht die Wiederstandsfähigkeit gegen Krankheitserregern mit Bakterien: Knöllchenbakterien (Rhizobien) binden Stickstoff aus der Luft mit Tieren Tier bekommt Nektar und Pflanze effektive Bestäubung
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