Pflanzologie (Fach) / systematische Botanik (Lektion)

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• 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
• Mechanismen der reproduktiven Isolation?   Prä-zygotisch :Ökologische Isolation (z.B. Habitat)Phänologische Isolation (Saisonal) Mechanische IsolationEthologische IsolationSelbstungInterspezifische Inkompatibilität Post- zygotisch:HybridsterblichkeitHybridsterilität Mechanische Isolation:• unterschiedliche Bestäuber• unterschiedliche Pollenablagepunkte auf demselben Bestäuber
• Blütentypen?   = sortiert Blüten in Gruppen ähnlicher Morphologien / äußerer ErscheinungsbilderScheiben-/Schalenblüte (Pollen/Nektarblüten)GlockenblüteBürstenblüte Rachenblüte (Masken-/Lippenblüten)Fahnenblüte Scheibe + Röhre = Stieltellerblüte Röhrenblüte (Scheibe/Glocke/Rachen/Fahne + Röhre/Sporn)
• 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)
• Pollen-Verlust durch?   - pollensammelnde/fressende Insekten für Eigenbedarf - Transportfehler • verloren – runtergefallen; Pollenablage ≠ Pollenaufnahme • zu langsam - Pollenlebensfähigkeit überschritten(%)
• 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
• besondere Bestäubungsmechanismen?   •Zingiberales –Strelitziaceae -> Kronblattverwachsung –Zingiberaceae -> Antherenstellung –Marantaceae -> explosive Bestäubung •Lamiaceae (Salvia) -> Hebelmechanismus •Fabaceae -> 4 verschiedene Bestäubungs-mechanismen
• mechanismen im Schiffchen ?   •Araceae/Aristolochiaceae -> Kesselfallen •Ranunculaceae -> Nektarblätter •Asclepidaceae -> Klemmfallen •Orchidaceae -> Säule/Gynostemium, Pollinien
• Maranthaceae?   Wuchsform: terrestrisch Stauden und Lianen unterirdisches Rhizom Monokotyle: unterständiger Fruchtknoten trimere Blüten   Griffelbewegung bei Marantaceae:→ irreversible Explosionsbewegung  
• Mimikry – Sexualtäuschblumen:?   • Bestäuber: männl. Grabwespe Gorytes mystaceus • Männchen schlüpfen vor Weibchen • Orchideen imitieren artspezifischen Sexual- lockstoff (Pheromon) • Orchideen imitieren Behaarung und Flügelglanz von Weibchen • Kopulationsversuch + Bestäubung Ophrys insectifera -Fliegenragwurz  
• 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
• Orchidaceae?   Wuchsform: terrestrisch oder epiphytisch selten: Schmarotzer, Lianen Monokotyle: verstreute Leitbündel ,parallelnervige Blätter ,unterständiger Fruchtknoten trimere Blüten  
• Meranthium Def.:?   einzelne Blüte bildet mehrere blütenökologische Blumen → Iris Blütendiagramm *[P 3 + 3 A 3] G (3)
• Fabaceae: 4 Bestäubungsmechanismen?   Klapp- mechanismus → reversibel, primär-PP. Bürsten-mech. → reversibel, sekundär PP. Pump- mech. → reversibel Explosions- mech. → irreversibel
• Ranunculaceae - Nektarorgane ?   => extra Organe zur Nektardarbietung zwischen Blütenhülle und Androeceum kronblattartig, pfriemlich, gespornt..., nektartröpfchen im Deckel: umlaufblüte

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