Die Schwester der Landpflanzen heißt Chara

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1 Bilder: Chara vulgaris Die Schwester der Landpflanzen heißt Chara Die Landpflanzen umfassen die Moos-, die Farn- und die Samenpflanzen. Sie sind primär an ein Leben auf dem Land angepasst und gehen mit großer Wahrscheinlichkeit auf einen gemeinsamen Vorfahren zurück. Dieser entstammte der Gruppe der Grünalgen, die mit den Landpflanzen in wichtigen Merkmalen übereinstimmen. So besitzen beide Gruppen die gleichen Photosynthesepigmente (Chlorophyll a und b) und bilden Stärke als Speicherstoff. Innerhalb der sehr diversen Grünalgen stimmen die (Charophyceae) in weiteren Merkmalen mit den Landpflanzen überein. Die Zellteilung läuft in beiden Gruppen nach dem gleichen Muster ab, und die Zellwände bestehen aus einer besonderen Form der Cellulose. Auch umhüllte Eizelle Oospore bestachelte Rinde der Hauptachse die freibeweglichen Fortpflanzungszellen sind in beiden Gruppen gleich gebaut. Vermutlich sind die die engsten heute lebenden Verwandten der Landpflanzen. Die umfassen sechs Gattungen, unter denen Chara am bekanntesten ist. Die Chara-Arten kommen sowohl im Süßwasser als auch im Brackwasser vor. Sie sind mit Wurzelfäden (Rhizoiden) im Schlamm verankert und bilden einen Zellfaden, der in gewebeartige Knoten und einfacher gebaute Zwischenbereiche (Internodien) gegliedert ist. An den Knoten entspringen Büschel von Seitenachsen, an denen die sehr auffälligen Fortpflanzungsorgane entstehen. Vor allem die weiblichen Fortpflanzungsorgane sind bemerkenswert: Sie bestehen aus einer Eizelle, die von fünf lang gestreckten Hüllzellen umwickelt ist. Nach der Befruchtung erhält die Eizelle eine feste und sehr dauerhafte Hülle. Sie dient nun als Ausbreitungsorgan und wird als Oospore bezeichnet. Aufgrund ihrer robusten Hülle sind die Oosporen fossil gut erhalten. Sie lassen sich etwa 440 Millionen Jahre, bis ins frühe Silur, zurückverfolgen. Seitenachse mit Fortpflanzungsorganen Chara vulgaris, aus: Süsswasserflora von Mitteleuropa, Band 18. Anders als die Landpflanzen durchlaufen die keinen Generationswechsel. Sie sind haploide Organismen, verfügen also nur über einen einfachen Chromosomensatz. Charophyceae () Chara vulgaris L. (Gewöhnliche Armleuchteralge) weltweit; vor allem in kalkreichen Kleingewässern etwa 440 Millionen Jahre (frühes Silur) etwa 450 Arten können Gewässer extrem schnell besiedeln und das Aufkommen anderen Pflanzen durch Hemmstoffe unterdrücken.

2 Polytrichum longisetum, links: männliche Pflanzen, rechts: weibliche Pflanzen mit Sporophyten. Die ersten Landpflanzen waren Moose Die Besiedlung des Festlandes durch Pflanzen begann vor etwa 475 Millionen Jahren und war einer der wichtigsten Schritte in der Evolution des Lebens auf der Erde. Ohne die Landpflanzen als Nahrungsgrundlage und ohne ihren Einfluss auf das Klima hätte die Entwicklung landlebender Tiere nicht stattfinden können. Wie die ersten Landpflanzen allerdings aussahen und zu welcher Gruppe sie gehörten, ist bis heute nicht vollständig geklärt. Stammbäume auf Grundlage von DNA-Analysen und die ältesten fossilen Sporenfunde lassen jedoch vermuten, dass die ersten Landpflanzen Moose waren. Sporophyt Gametophyt Die Moose bilden keine stammesgeschichtliche Einheit. Sie gliedern sich in drei getrennte Entwicklungslinien:, und. Allen drei Gruppen ist gemeinsam, dass sie einen Generationswechsel durchlaufen, bei dem die grüne Moospflanze dem Gametophyten entspricht. Der Sporophyt ist dagegen unscheinbar und tritt nur als oft gestielte Sporenkapsel in Erscheinung. Aus den Sporen der Moose entwickelt sich zunächst ein fädiges Vorstadium (Protonema), das nach einiger Zeit Knospen bildet, aus denen die grünen Moospflänzchen entstehen. Da Moose nur über ein einfaches Wasserleitsystem verfügen und die männlichen Keimzellen zum Teil über größere Entfernungen zu den Eizellen schwimmen müssen, besiedeln Moose bevorzugt feuchte Standorte. Es gibt unter ihnen aber auch Spezialisten, die an vorübergehende Austrocknung angepasst sind. Unter den Moosen sind die am stärksten differenziert. Sie sind stets in Stämmchen und Blättchen gegliedert und mit verzweigten Wurzelfäden im Boden verankert. Die Spitze der Sporenkapsel verfügt bei ihnen meist über einen Zahnkranz, der die Öffnung bei Feuchtigkeit verschließt. Bei Trockenheit krümmen sich die Zähne nach außen, und die Sporen können mit dem Wind ausgebreitet werden. Zu den n zählt die wichtige Gruppe der Torfmoose (Sphagnum), die für den Aufbau von Hochmooren verantwortlich sind. Eines der schönsten und häufigsten ist aber das Frauenhaarmoos (Polytrichum). Es ist mit mehreren Arten fast weltweit verbreitet. In Japan werden Frauenhaarmoose kultiviert und bei der Gartengestaltung stimmungsvoll eingesetzt. Generationswechsel eines s; aus: Strasburger, Lehrbuch der Botanik. Polytrichaceae (Haarmützenmoose) Polytrichum longisetum BRID. (Zierliches Frauenhaarmoos) nördliche Halbkugel, in Mooren fossil seit dem Karbon (ca. 350 Millionen Jahre) etwa Arten Moose können zum Teil vollständige Austrocknung überstehen.

3 Bilder, links: Lycopodium squarosum (Keulen-Bärlapp), rechts: Isoetes velatum (Brachsenkraut). Bärlappgewächse bildeten die ersten Wälder Die ältesten Fossilien vollständiger Landpflanzen sind zwischen 425 und 400 Millionen Jahre alt. Sie stammen von gabelig verzweigten Sporenpflanzen, die noch keine Blätter besaßen, aber anders als die Moose bereits über ein Wasserleitsystem aus verholzten Zellen verfügten. Von diesen frühen Landpflanzen sind keine lebenden Vertreter erhalten geblieben. Aber fast zeitgleich mit ihnen tauchen auch Pflanzen auf, die einfache Blättchen besitzen und ihre Sporen nicht mehr in endständigen Kapseln bildeten, sondern auf der Oberseite von Blättern. Aus diesen Pflanzen sind die Bärlappgewächse hervorgegangen. Die Bärlappgewächse umfassen drei lebende Gruppen: Die (Lycopodium), die (Selaginella) und die (Isoetes). und sind krautige Pflanzen, die fast weltweit, am artenreichsten aber in den Tropen verbreitet sind. Sehr ähnliche Arten gab es schon vor über 300 Millionen Jahren. die Schuppen- und Siegelbäume die sumpfigen Tropenwälder. Danach starben sie aus. Mit den n (Isoetes) haben aber entfernte Nachkommen dieser mächtigen Bärlappbäume überlebt. Die leben meist im flachen Uferbereich nährstoffarmer Gewässer. Aus einer knolligen Grundachse bilden sie schmale Blätter, die von Luftkanälen durchzogen sind. Die Sporenbehälter entwickeln sich in einer Vertiefung auf der Oberseite der Blattbasis. Von den äußeren Blättern werden weibliche, von den inneren männliche Sporen gebildet. Die Entwicklung der Gametophyten vollzieht sich dann innerhalb der Sporenwand, und die jungen Brachsenkraut-Pflänzchen scheinen dadurch direkt aus den weiblichen Sporen zu entstehen. Isoetes velatum, aus: Flora Iberica, Vol. I. Im Devon, vor etwa 370 Millionen Jahren, waren unter den Bärlappgewächsen die ersten Baumarten der Erdgeschichte entstanden. Die Schuppen- und Siegelbäume erreichten Höhen bis über 40 m. Ihre Stämme wurden bis zu 5 m dick, bestanden aber überwiegend aus Rindengewebe und nur zu einem geringen Teil aus Holz. Bis zum Ende der Steinkohlezeit, vor etwa 290 Millionen Jahren, dominierten männliches Sporophyll und männliche Spore weibliches Sporophyll und weibliche Spore Isoetaceae Isoetes velata A.BRAUN westliches Mittelmeergebiet etwa 350 Millionen Jahre (frühes Karbon) etwa 130 Arten sind enge Verwandte der ausgestorbenen Bärlappbäume der Steinkohlezeit.

4 Bilder: Psilotum nudum (Bronze-Gabelblatt) Das Gabelblatt ist einer der ursprünglichsten Farne Nach den n spaltet sich die weitere Entwicklung der Landpflanzen in zwei Hauptlinien: Eine führt zu den Farnpflanzen, die andere zu den Samenpflanzen. Gegenüber den n verfügen die Farnpflanzen und Samenpflanzen vor allem über komplexere Blätter, die über mehrere Stränge mit dem Leitgewebe der Sprossachse verbunden sind. Die Farnpflanzen sind als Fossilien bis ins späte Devon, vor etwa 380 Millionen Jahren, belegt. Viele der frühen Farngruppen sind seit langem ausgestorben, nur fünf Linien haben bis heute überlebt. Zusammen umfassen sie mehr als Arten, wobei der größte Anteil auf moderne Farne mit dünnwandiger Sporenkapsel (leptosporangiate Farne) entfällt. Unter den heute noch lebenden Farnpflanzen sind die mit den verwandt und bilden die Schwestergruppe zu den n, den n und den leptosporangiaten Farnen. Alle Gruppen der Farnpflanzen durchlaufen einen Generationswechsel, bei dem der Sporophyt im Vordergrund steht und die eigentliche Farnpflanze bildet. Der aus den Sporen entstehende Gametophyt wird bei den Farnen Prothallium genannt. In den meisten Fällen ist das Prothallium eine selbständige grüne Pflanze, auch wenn es oft kurzlebig und nur wenige Millimeter groß ist. Die erinnern im Aussehen an die ältesten fossilen Landpflanzen, sind aber nicht mit ihnen verwandt. Sie besitzen keine Wurzeln, sondern einen unterirdisch wachsenden Sprossbereich, der mit schlauchförmigen Zellen und mit der Hilfe von Mykorrhiza-Pilzen Wasser und Nährsalze aufnimmt und die oberirdischen, gabelig verzweigten Äste bildet. Die dreiteiligen Sporenbehälter des Gabelblattes (Psilotum nudum) sitzen an der Basis kurzer, gabelig verzweigter Blätter. Aus den Sporen entsteht ein unterirdisch lebendes Prothallium, das nur durch Mykorrhiza-Pilze versorgt wird. Nach der Befruchtung der Eizelle wächst aus diesem eine neue Gabelblatt-Pflanze. Das Gabelblatt ist in den Tropen und Subtropen beheimatet und wächst häufig als Aufsitzer (epiphytisch) an den Stämmen von Baumfarnen oder Palmen. Es erscheint aber auch bei uns manchmal in den Töpfen von Zimmerpflanzen, denn das Gabelblatt breitet sich in Gärtnereien oft unbemerkt auf andere Topfkulturen aus. In Japan werden mehrere Hundert Zierformen des Gabelblattes kultiviert. Psilotum nudum, Zweig und Sporenbehälter im Querschnitt; aus: Flora Iberica, Vol. I. Psilotaceae Psilotum nudum (L.) P.BEAUV. (Bronze-Gabelblatt) Tropen und Subtropen keine Fossilien bekannt etwa 12 Arten in 2 Gattungen Die sehen den ältesten fossilen Landpflanzen ähnlich, sind aber nicht mit ihnen verwandt.

5 Angiopteris evecta (Bootfarn), links: Blattstiel mit Nebenblättern, rechts: Blattgelenke. Im Schatten tropischer Wälder überlebte der Bootfarn Die sind eine isolierte, sehr ursprüngliche Gruppe der Farnpflanzen, die bis ins obere Karbon zurückreicht. Zwar sehen die Pflanzen den echten (leptosporangiaten) Farnen äußerlich ähnlich, unterscheiden sich von ihnen aber im Aufbau der Sporenbehälter. Die verfügen zudem über einige Besonderheiten, die es bei den echten Farnen in dieser Form nicht gibt: Am Grunde der meist sehr großen Blattwedel befinden Psaronius (ausgestorbener Baumfarn der ), aus: Steward and Rothwell, Paleobotany and the Evolution of Plants. sich zwei dicke Nebenblätter, die wegen ihres hohen Stärkegehaltes früher lokal als Nahrungsmittel dienten. Im unteren Bereich des Blattstiels und entlang der Mittelrippe der Blätter befinden sich auffällige Blattgelenke, die bei Wassermangel ein Zusammenklappen der Blätter bewirken. Eine weitere Besonderheit ist die Bildung von Schleimkanälen im Innern der Blätter, des Stammes und der Wurzeln. Die größte Vielfalt und weiteste Verbreitung erreichten die im Mesophyticum, vor etwa 280 bis 140 Millionen Jahren. Das heutige Vorkommen der vier verbliebenen Gattungen konzentriert sich auf den Unterwuchs tropischer und subtropischer, immerfeuchter Wälder. Man findet vor allem an steilen, lehmigen Abhängen, häufig am Rande von Flüssen, im Schatten eines dicht geschlossenen Kronendaches. Die Blattwedel sind oft mehrere Meter lang und tragen auf der Unterseite der Blattfiedern ovale Gruppen von dicht gepackten oder miteinander verwachsenen Sporenkapseln. Aus den Sporen entsteht ein grünes, lebermoosartiges Prothallium, das mehrere Zentimeter groß wird, aber nur sehr langsam wächst und in Symbiose mit Pilzen lebt. Einer der eindrucksvollsten Vertreter der ist der von Malaysia bis Polynesien verbreitete Bootfarn (Angiopteris evecta). Seine Blattwedel werden über 5 m lang, und der Durchmesser seines gestauchten massiven Stammes kann bis 1 m erreichen. In seiner Heimat wird aus der Pflanze ein Öl gewonnen, das zur Aromatisierung von Kokosnussöl verwendet wird. Marattiaceae Angiopteris evecta (G.FORST.) HOFFM. (Bootfarn) Malaysia bis Polynesien etwa 330 Millionen Jahre (mittleres Karbon) ca. 200 Arten in 4 Gattungen wachsen im Schatten tropischer Wälder, ihre Blätter werden bis über 5 m lang.

6 Bilder, links: Equisetum arvense, Sporophylle; rechts: Sphenophyllum, Fossil einer ausgestorbenen Schachtelhalmgruppe. Von den n gibt es noch 15 Arten Die wurden lange als eigenständige, nur entfernt mit den Farnen verwandte Entwicklungslinie betrachtet. In jüngster Zeit haben DNA-Analysen jedoch gezeigt, dass die mit den n verwandt sind und möglicherweise gemeinsam mit diesen die Schwestergruppe zu den echten Farnen bilden. Wenn man die heutigen mit den n und Farnen vergleicht, ist dies schwer vorstellbar. Die Vorfahren der reichen jedoch bis ins späte Devon zurück. In dieser Epoche, vor etwa 360 Millionen Jahren, schritt die mit großer Geschwindigkeit voran, und die Grenzen zwischen den heutigen Großgruppen sind nicht immer klar erkennbar. Hinzu kommen zahlreiche ausgestorbene Linien, die zwischen den heutigen Farngruppen vermitteln. Sporophyll Sporen mit Sporenbändern Equisetum (Schachtelhalm), aus: Strasburger, Lehrbuch der Botanik., die sich von den heutigen Arten kaum unterscheiden, gibt es seit dem Perm, seit etwa 290 Millionen Jahren. Noch älter sind die bis zu 10 m hohen Schachtelhalmbäume der ausgestorbenen Gattung Calamites, die neben den Schuppen- und Siegelbäumen ein wichtiger Bestandteil der Steinkohlesümpfe des Karbons waren. Die heutigen unterschieden sich von den Calamites-Bäumen der Steinkohlezeit nur durch die fehlende Verholzung der Stämme und durch das Fehlen von Hochblättern in den zapfenförmigen Sporophyllständen. Die heute noch lebenden fünfzehn Arten der gehören alle zur Gattung Equisetum. Es sind krautige Pflanzen, die überwiegend in den gemäßigten Breiten der Nordhemisphäre beheimatet sind. Aus einer unterirdischen Sprossachse bilden die aufrechte Triebe, die in Knoten und Zwischenglieder unterteilt sind. An den Knoten entsteht jeweils ein Wirtel kleiner Blätter, die im unteren Abschnitt miteinander verwachsen sind. Zwischen den Blättern können Seitenzweige entstehen. Die Sporen der sind von zwei eigenartigen Bändern umwickelt. Bei Trockenheit breiten sich diese Bänder aus, bei Feuchtigkeit wickeln sie sich wieder um die Spore herum. Die Sporen werden dadurch untereinander verkettet und in größeren Gruppen ausgebreitet. Aus den Sporen entsteht nach der Keimung ein grüner, oberirdischer Gametophyt. Equisetaceae Equisetum hyemale L. var. robustum (A.BRAUN) EATON Alaska bis Guatemala etwa 360 Millionen Jahre (spätes Devon) 15 Arten in einer Gattung Im Regenwald des Amazonasgebietes gibt es einen Riesenschachtelhalm (Equisetum gigantea) mit bis zu 13 m langen Trieben.

7 Dicksonia antarctica, links: junges Blatt, rechts: behaarte Blattstiele. Die heutigen Baumfarne stammen nicht aus der Urzeit Die heute lebenden Baumfarne gehören zur Gruppe der leptosporangiaten Farne, die mit mehr als Arten die bei weitem erfolgreichste Gruppe unter den Farnpflanzen bilden. Leptosporangiat bedeutet zartwandkapselig. Das Hauptkennzeichen dieser Farngruppe ist, dass ihre Sporenbehälter aus einer einzigen Zelle hervorgehen und die Wand der Sporenbehälter aus nur einer Zellschicht besteht. Bei den am höchsten entwickelten Farnen verfügen die Sporenbehälter zudem über eine besondere Zellreihe, die bei der Reife austrocknet, sich verformt und die Sporen mit einem Schleudermechanismus ausbreitet. gibt es seit dem frühen Karbon, seit etwa 350 Millionen Jahren. Die heutigen Familien dieser Gruppe sind aber mit Ausnahme der Königsfarne (Osmundaceae) kaum älter als 200 Millionen Jahre (frühes Jura). Viele sind sogar deutlich jünger, und die modernsten Familien erfuhren ihre Auffächerung erst zum Ende der Kreidezeit, vor etwa 80 Millionen Jahren. Die leptosporangiaten Farne sind nach den die ökologisch am stärksten differenzierte Pflanzengruppe. Das Spektrum ihrer Wuchsformen reicht von kleinen, moosartigen Zwergfarnen, über Wasserfarne, epiphytische und kletternde Farne bis zu 20 m hohen Baumfarnen. Alle heutigen Baumfarne sind eng miteinander verwandt. Sie werden in zwei Familien untergliedert, die zusammen rund 700 Arten umfassen. Fossil sind sie seit etwa 150 Millionen Jahren belegt. Mit wenigen Ausnahmen leben die heutigen Baumfarne in feuchten Bergwäldern der Tropen und Subtropen. Ein sekundäres Dickenwachstum mit Holzbildung, wie es die Nadel- und Laubbäume zeigen, gibt es bei den Baumfarnen nicht. Ihre Stämme werden durch die sehr harten Blattstiele und durch einen Mantel aus sprossbürtigen Wurzeln verstärkt. Die Baumfarngattung Dicksonia ist mit etwa 25 Arten im tropischen Amerika, auf St. Helena, in den Gebirgen Südostasien, in Australien, Tasmanien, Neuseeland und in Neukaledonien verbreitet. Man kann sie gut an der rotbraunen Behaarung und an den taschenförmig umhüllten Sporenbehältern am unteren Rand der Blattfiedern erkennen. steriles und fertiles Blatt Basis des Blattstiels Dicksonia antarctica, aus: Flora of Australia, Vol. 48. Dicksoniaceae Dicksonia antarctica LABILL. (Australischer Taschenfarn) Australien, Tasmanien etwa 350 Millionen Jahre (frühes Karbon) mehr als Arten Alle heute lebenden Baumfarne unterliegen dem Washingtoner Artenschutzabkommen (CITES).

8 Bilder, links: Zamia furfuracea, weiblicher Zapfen; rechts: Cycas revoluta. sind die ältesten lebenden Samenpflanzen Nach den Moosen, n und Farnpflanzen entwickelten sich im späten Devon, vor etwa 360 Millionen Jahren, die ersten Samenpflanzen. Nur etwa 40 Millionen Jahre nach dem Auftreten der war damit die Aufspaltung der Landpflanzen in die großen Hauptgruppen abgeschlossen. Die weitere Entfaltung der einzelnen Linien verlief allerdings nicht synchron. Im feucht warmen Klima des Karbon dominierten zunächst die und Farnpflanzen. Mit den kühleren und trockeneren Bedingungen des Perm übernahmen dann die Samenpflanzen die Vorherrschaft. Die Samenpflanzen bilden im Unterschied zu den vorangegangenen Gruppen keine frei lebenden Gametophyten. Sie sind bei der Fortpflanzung auch nicht mehr Heutige Verbreitung der darauf angewiesen, dass die männlichen Keimzellen im Wasser zu den Eizellen schwimmen. Damit sind sie den Moosen, n und Farnpflanzen bei der Besiedlung trockener Lebensräume überlegen. Die sind die älteste lebende Gruppe der Samenpflanzen. Als Fossilien sind sie bis ins frühe Perm, vor etwa 290 Millionen Jahren, belegt. Ihre größte Ausdehnung und Formenvielfalt erreichten sie etwa zeitgleich mit den Dinosauriern. Heute umfassen die noch 145 Arten. Ihre Verbreitungsgebiete sind meist kleine Reliktareale, die über die wärmeren Regionen der Erde verstreut sind. können auf sehr nährstoffarmen Böden wachsen, da in ihren Wurzeln Cyanobakterien leben, die den Stickstoff aus der Luft für die Pflanze nutzbar machen. Die Stämme haben im Innern ein dickes Mark, das reich an Stärke ist, aber auch gefährliche Giftstoffe enthält. Dioon, Zamia, Chigua, Ceratozamia Microcycas Encephalartos aus: D.L. Jones, Cycads of the world. Cycas Stangeria Macrozamia Cycas Cycas revoluta Cycas, Bowenia Lepidozamia Macrozamia Der Japanische Sagopalmfarn (Cycas revoluta) ist der weltweit am häufigsten kultivierte Palmfarn. Bei uns wird er in der Regel als Zimmerpflanze angeboten, in sehr milden Regionen kann er aber auch im Freiland gepflanzt werden. Die Heimat des Sagopalmfarns sind die Ryukyu-Inseln im Süden Japans. Dort kommt er an Berghängen oft in großen Beständen vor und erreicht eine Stammhöhe von bis zu 3 m. Ast des Stammbaumes: Cycadaceae Cycas revoluta Thunb. (Japanischer Sagopalmfarn) Ryukyu-Inseln (Japan) etwa 290 Millionen Jahre (frühes Perm) 145 Arten in 11 Gattungen können an sehr nährstoffarmen Standorten wachsen. In ihren Wurzeln leben Cyanobakterien, die den Stickstoff aus der Luft für die Pflanze nutzbar machen.

9 Bilder: biloba, links: weiblich, rechts: männlich Der ist ein lebendes Fossil Der zählt wie die, die Nadelgehölze und die Gentales zu den Nacktsamern (Gymnospermen) und bildet den zweitältesten, lebenden Zweig dieser Gruppe. Bei den Nacktsamern sind im Unterscheid zu den Bedecktsamern () die Samenanlagen nicht in ein Fruchtblatt eingeschlossen. Es gibt daher auch keine Griffel und Narben. Stattdessen wird der Pollen direkt auf eine kleine Öffnung an der Spitze der Samenanlage übertragen, wo er in einem Bestäubungstropfen aufgefangen wird. Beim und bei den n bildet das keimende Pollenkorn einen Pollenschlauch, der nur zur Verankerung im Gewebe der Samenanlage dient. Die beiden männlichen Keimzellen, die aus dem Pollenkorn hervorgehen, sind noch frei beweglich und schwimmen selbständig zur Eizelle. Bei den Nadelgehölzen, den und den ist dies nicht mehr der Fall. Dort erfolgt die Übertragung der männlichen Keimzellen durch den Pollenschlauch, der bis zur Eizelle vordringt. Der ist die letzte lebende Art der gewächse, die als Fossilien etwa 290 Millionen Jahre, bis zum Beginn des Perm zurückreichen. Ihre größte Vielfalt und nahezu weltweite Verbreitung erreichten sie im Jura und in der Kreide. Doch seit dem Auftreten der vor etwa 140 Millionen Jahren nahm ihre Zahl stetig ab. In Europa und in Nordamerika verschwanden die gewächse am Ende des Pliocäns, vor rund 2 Millionen Jahren. Nur im Südosten Chinas hat eine kleine Population des bis heute überlebt. Baiera, fossiles gewächs biloba Samenanlage männliche Keimzelle Samenanlagen aus: Strasburger, Lehrbuch der Botanik Wie die ist der eine zweihäusige Pflanze. Die weiblichen und männlichen Fortpflanzungsorgane werden jeweils an den kurzen Seitentrieben der Äste gebildet. Der Pollen der männlichen Bäume wird im Frühjahr durch den Wind auf die gestielten Samenanlagen der weiblichen Bäume übertragen. Er gelangt ins Innere der Samenanlage und reift während des Sommers heran. Erst im Herbst, oft nachdem die reifen Samenanlagen schon von den Bäumen gefallen sind, werden die beweglichen, männlichen Keimzellen entlassen und befruchten die Eizelle. Ast des Stammbaumes : gewächse aceae biloba L. () Südostchina etwa 290 Millionen Jahre (frühes Perm) nur eine lebende Art Blattextrakte des werden in China seit Jahrtausenden medizinisch genutzt. Die Samen sind essbar.

10 Bilder: Taxodium distichum, links: Wurzelknie, rechts: Zweig mit Kurztrieben Sumpfzypressen lebten in den Braunkohlesümpfen Die Sumpfzypresse (Taxodium d istichum) ist eng mit den Mammutbäumen verwandt und gehört zur Familie der Zypressengewächse (Cupressaceae). Diese Familie, die auch die Taxodiaceae einschließt, umfasst weltweit 29 Gattungen mit 133 Arten. Viele der ursprünglichen Vertreter dieser Familie sind Relikte einer artenreichen, subtropischen Flora, die im frühen Tertiär, vor etwa 60 bis 20 Millionen Jahren, auf der gesamten Nordhalbkugel verbreitet war. Heute kommen viele Arten dieser Gruppe nur noch in kleinen Rückzugsgebieten in Nordamerika oder Ostasien vor. Zypressengewächse sind mit den Eiben- und Kopfeibengewächsen verwandt. Sie sind innerhalb der Nadelgehölze an den meist sehr kleinen holzigen Zapfen mit stark verwachsenen Samenschuppen erkennbar. Die Samen sind oft beidseitig geflügelt. Die Blätter der Zypressengewächse sind entweder nadelförmig und dann in der Regel schraubig angeordnet oder schuppenförmig und dann gegenständig oder in Wirteln angeordnet. kohle werden häufig fast unverwitterte Stämme der einstigen Sumpfbäume gefunden. Heute kommt die Sumpfzypresse nur noch im Südosten Nordamerikas vor. Sie wächst vor allem entlang von Flussläufen und in den küstennahen Sümpfen, etwa den Everglades von Florida. Wenn ihr Standort regelmäßig überflutet wird, bildet die Sumpfzypresse Wurzelknie, die über 1 m hoch werden können und wahrscheinlich der Sauerstoffversorgung der Wurzeln dienen. Die zweite Art der Gattung Taxodium, die Mexikanische Sumpfzypresse (Taxodium mucronatum) wächst auch auf trockeneren Standorten. Ein Exemplar dieser Art in Santa Maria del Tule (nahe Oaxaca) gilt als der dickste Baum der Welt. Er hat einen Stammumfang von 58 m. Taxodium distichum, aus: The Families and Genera of Vascular Plants, Vol. I. Die Sumpfzypresse war vor 20 Millionen Jahren auch in den Sümpfen der niederrheinischen Bucht verbreitet. In Folge der Klimaänderungen wurden diese Sümpfe mehrfach vom Meer überspült, und unter dem Druck der abgelagerten Sedimente entstand aus den mächtigen Torfschichten der Sümpfe Braunkohle. Beim heutigen Abbau der Braun- weiblicher Zapfen Zweig mit Kurztrieben, die im Herbst abgeworfen werden Cupressaceae (Zypressengewächse) Taxodium distichum L. (Sumpfzypresse) SO-Nordamerika etwa 200 Mio. Jahre (frühes Jura) 380 Arten Die Sumpfzypresse ist eng mit den Mammutbäumen verwandt und wuchs einst in den rheinischen Braunkohlesümpfen.

11 Bilder, links: Gnetum gnemon, reifer Samen; rechts: Ephedra distachya, männliche Blütenstände. Die sind mit den Nadelbäumen verwandt Die Gattungen Welwitschia, Gnetum und Ephedra bilden innerhalb der Samenpflanzen eine eigenständige Gruppe, deren verwandtschaftlicher Anschluss nicht sicher geklärt ist. Die drei Gattungen werden als Ordnung zusammengefasst und sind Relikte einer sehr alten Gruppe, von der kaum Fossilien bekannt sind. Neben den n, dem und den Nadelgehölzen sind die die vierte lebende Gruppe der Nacktsamer. Man sah in den lange die nächsten Verwandten der. Diese Sichtweise wurde inzwischen durch molekulare Untersuchungen widerlegt. Gegenwärtig gilt eine enge Beziehung zu den Nadelgehölzen als am wahrscheinlichsten. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Lebensbedingungen werden die normalerweise in verschiedenen Bereichen des Botanischen Gartens kultiviert: Welwitschia ist eine bizarre Wüstenpflanze aus Namibia und Angola, die vielleicht mehr als 2000 Jahre alt werden kann und zeitlebens nur zwei Blätter bildet. Gnetum ist eine Gattung tropischer Lianen und Bäume mit etwa 30 Arten, deren ovale Blätter keine Verwandtschaft mit den Nadelbäumen vermuten lassen. Ephedra-Arten sind Rutensträucher vorwiegend mediterraner und subtropischer Trockengebiete. Im Rahmen der Ausstellung sind diese Gattungen hier erstmals direkt nebeneinander zu sehen. Die Gemeinsamkeiten der sind auf den ersten Blick kaum erkennbar. Sie liegen vor allem im Bau der männlichen und weiblichen Fortpflanzungsorgane, in den chemischen Inhaltstoffen sowie in der Anatomie des Holzes. In diesen Bereichen bestehen auch Ähnlichkeiten mit den, die aber nicht auf gemeinsamer Abstammung beruhen. Der bekannteste Inhaltstoff der ist das Alkaloid Ephedrin, das in einigen Ephedra-Arten vorkommt. Es wird in China seit 5000 Jahren medizinisch genutzt und ist auch bei uns in einigen Schnupfen- und Erkältungsmitteln enthalten. Bekannt wurde Ephedrin vor allem durch den Missbrauch als Dopingmittel. Welwitschia mirabilis, aus: The Families and Genera of Vascular Plants, Vol.I. unbekannt etwa 95 Arten in drei Gattungen Die zeigen in vielen Merkmalen auffällige Ähnlichkeiten zu den, sind aber nicht mit ihnen Verwandt.

12 Bilder, links: Magnolia denudata; rechts: Magnolia stellata. Magnolien gehören zu den ältesten Die (Angiospermen) sind die jüngste Gruppe der Landpflanzen und zugleich die artenreichste, die je auf der Erde gelebt hat. Sie umfassen heute etwa Arten, die in mehr als Gattungen und etwa 450 Familien klassifiziert werden. In fast allen Vegetationsformen der Erde sind die die dominierende Pflanzengruppe. Ihre ökologische Diversität übersteigt die aller anderen Gruppen erheblich. Eine Besonderheit sind die vielfältigen Interaktionen mit Tieren bei der Bestäubung der Blüten und bei der Ausbreitung der Früchte und Samen. Auch das Auftreten von ökologisch wirksamen Inhaltstoffen, wie Giften, Hemm- oder Lockstoffen, ist in keiner Gruppe so ausgeprägt wie bei den. Die Magnolien gehören zu den ältesten Familien der, und lange sah man in ihrem Umfeld den Ausgangspunkt für die Auffächerung dieser Pflanzengruppe. Zwar haben molekulare Untersuchungen inzwischen gezeigt, dass andere Gruppen, darunter die Seerosen, ganz am Anfang der Evolution der stehen. Aber die Magnolien zeigen vielleicht am deutlichsten, wie man sich eine ursprüngliche Angiospermen-Blüte vorstellen muss: Alle Blütenorgane treten noch in relativ großer Zahl auf und sind an einer gestreckten Blütenachse schraubig angeordnet. Verwachsungen der Blütenblätter untereinander oder der Fruchtblätter zu einem Fruchtknoten gibt es noch nicht. Als Fossilien tauchen die erst zu Beginn der Kreide, vor etwa 140 Millionen Jahren auf. Ihr Alter ist aber womöglich deutlich höher. Eine enge Verwandtschaft mit den (Gnetum, Welwitschia und Ephedra), die man lange für wahrscheinlich gehalten hat, ist inzwischen durch molekulare Untersuchungen widerlegt worden. Aber aus welcher heute ausgestorbenen Gruppe der Nacktsamer die hervorgegangen sind, ist noch immer rätselhaft. Zu den wichtigsten Neuerungen der zählt das geschlossene Fruchtblatt, das die Samenanlagen umschließt. Die Keimung des Pollens wird dadurch auf ein Narbengewebe verlagert. Archaeanthus, ein ausgestorbenes Magnoliengewächs der Kreidezeit; aus: Taylor & Taylor, The Biology and Evolution of Fossil Plants. Magnoliaceae Magnolia tripetala (L.) L. (Schirm-Magnolie) östliches Nordamerika fossil seit etwa 140 Millionen Jahren (frühe Kreide) etwa Arten zeigen die größte ökologische Diversität unter allen Gruppen der Landpflanzen.