1 Solanaceae Nachtschattengewächse (Solanales) Dr. VEIT M. DÖRKEN, Universität Konstanz, FB Biologie 1 Systematik und Verbreitung Zur Familie der Nachtschattengewächse aus der Ordnung Solanales (Magnoliopsida, Dikotyledoneae) werden ca. 90 Gattungen mit rund 2500 Arten gestellt. Über 50 % der rezenten Arten gehören dabei alleine zur Gattung Solanum. Die Solanaceae werden derzeit in 8 Unterfamilien unterteilt: 1. Schizanthoideae, 2. Goetzeoideae, 3. Duckeodendron, 4. Browallioideae, 5. Schwenckioideae, 6. Petunioideae, 7. Nicotinoideae und 8. Solanoideae. Die Solanaceae sind kosmopolitisch mit einem Verbreitungsschwerpunkt in Mittel- und Südamerika verbreitet. Dort kommen ca. 40 Gattungen endemisch vor. Abb. 1: Verbreitungskarte (vgl. HEYWOOD, 1982); 2 Morphologie 2.1 Habitus Der Großteil der Solanaceae sind ein- und mehrjährige aufrechte Kräuter oder kletternde Lianen (z.b. Solanum jasminoides). Wenige Arten sind Sträucher (z.b. Cestrum) oder kleine Bäume (z.b. Dunalia). Einige Arten bilden große knollige unterirdische Sprossknollen aus (z.b. Solanum tuberosum). Bei den Solanaceae sind Metatopien recht häufig. So kommt es nicht selten vor, dass Blätter oder Seitenachsen sekundär durch Wachstumsprozesse verschoben werden. Die Stellung dieser Organe entspricht dann nicht mehr der, wie sie nach den morphologischen Stellungsregeln zu erwarten ist. Bei der Konkauleszens findet eine Verlagerung der
2 Seitenachse aus der Blattachsel heraus auf die Abstammungsachse statt. Bei der Rekauleszenz erfolgt die Verlagerung der Seitenachse aus der Blattachsel heraus auf den Blattstiel. Abb. 2: Brugmansia suaveolens, Gehölz; Abb. 3: Nicotiana tabacum, krautige Pflanze; 2.2 Blatt Die Blätter sind bei den meisten Arten wechselständig angeordnet. Die Blattform ist artspezifisch recht variabel. Sie sind entweder einfach und ganzrandig (z.b. Solanum) oder mehr oder weniger fiederlappig bis gefiedert (z.b. Lycopersicon esculentum). Die Blätter sind artspezifisch kahl oder dicht mit stechenden Haaren besetzt. 2.3 Blüte Beim Großteil der Arten sind die Blüten in achselständigen Thyrsen oder Cymen angeordnet. Bei nur wenigen Arten stehen sie einzeln (z.b. Datura). Bei diesen Arten lassen sich die Einzelblüten als aus stark reduzierten Blütenständen hervorgegangen ansehen. Vor den radiärsymmetrischen, seltener schräg zygomorphen, zwittrigen Einzelblüten stehen jeweils 2 Vorblätter. Die Blütenhülle ist in 5 persistierende Kelch- und in 5 meist auffällig gefärbte Kronblätter gegliedert. Die Kelch- als auch die Kronblätter sind verwachsen. Die Krone ist bei den meisten Arten drehsymmetrisch (z.b. Datura stramonium). Bei einigen Arten ist die Krone eher tellerartig abgeflacht (z.b. Solanum) oder sie bildet eine lang ausgezogene Röhre (z.b. Cestrum). Bei wenigen Arten (z.b. Schizanthus) wird eine fast 2-lippige Krone ausgebildet. Den Kronblättern folgen 5, seltener 4
3 Staubblätter. Diese sind mit den Kronblättern stark verwachsen und nur im oberen Bereich der Krone frei. Das oberständige Gynoeceum baut sich bei den meisten Arten aus 2 (gelegentlich 3 bis 5) verwachsenen Karpellen auf. Der Fruchtknoten ist bei den meisten Arten entsprechend zweifächerig und weist eine zentralwinkelständige Plazentation auf. Jedes Fruchtfach enthält zahlreiche Samenanlagen. Abb. 4: Blütendiagramm Datura; Abb. 5: Datura stramonium, Blüte; Abb. 6: Solanum dulcamara, Kronblätter kaum verwachsen; Abb. 7: Nicotiana tabacum, Kronblätter bilden eine lange Röhre; 2.4 Frucht Als Früchte treten Öffnungs- und Schließfrüchte auf, wie z.b. vielsamige Beerenfrüchte bei Tomate (Lycopersicon) und Paprika (Capsicum). Bei einigen Arten z.b. Physalis alkekengi (Lampionblume) ist die Beere von den verwachsenen und kräftig orange gefärbten Kelchblättern blasenartig umschlossen. Andere Arten wie z.b. Datura stramonium haben Kapselfrüchte. Das besondere der Kapselfrüchte bei Datura stramonium ist, dass sich die Kapseln über die morphologischen
4 Karpellgrenzen hinweg nicht 2- sondern 4-klappig öffnen. Bei Hyoscyamus wird eine sog. Deckelkapsel ausgebildet. Abb. 8: Datura stramonium, Kapsel; Abb. 9: Hyoscyamus niger, Deckelkapsel; Abb. 10: Atropa bella-donna, Beerenfrucht; Abb. 11: Solanum dulcamara, Beerenfrüchte; 3 Inhaltsstoffe Der Großteil der Solanaceae ist in allen grünen Pflanzenteilen durch hohe Gehalte an Alkaloiden stark giftig. Das gilt auch für ergrünte Kartoffeln, die roh verzehrt schwere Vergiftungen hervorrufen. Atropa bella-donna (Tollkirsche) enthält das Alkaloid Atropin. Arten der Gattung Hyoscyamus (Bilsenkraut) enthalten Hyoscyamin. Nicotiana (Tabak) enthält hohe Gehalte an Nicotin. 4 Nutz- und Zierpflanzen Zu den Solanaceae gehören zahlreiche Gemüsepflanzen wie z.b. Solanum tuberosum (Kartoffel), Capsicum annuum (Paprika), Lycopersicon esculentum (Tomate), Physalis peruviana (Kapstachelbeere), Solanum melongena (Aubergine)
5 sowie die gelegentlich im Feinkosthandel angebotene Baumtomate (Solanum betaceum). Auch Nicotiana (Tabak) gehört zu den Nachtschattengewächsen. Abb. 12 & 13: Capsicum annuum, Beerenfrucht mit luftgefülltem inneren Hohlraum; Abb. 14 & 15: Physalis franchetti, Beerenfrucht vom blasig aufgetriebenen Kelch umschlossen; Abb. 16 & 17: Solanum betaceum, Beerenfrucht mit zahlreichen Samen; 5 Weiterführende Literatur DÜLL, R. & KUTZELNIGG, H. (2011): Taschenlexikon der Pflanzen Deutschlands und angrenzender Länder. 7. Auflage. Quelle & Meyer, Wiebelsheim.
6 HEYWOOD, V. H. (1982): Blütenpflanzen der Welt. Birkhäuser Verlag, Basel. LEINS, P. & ERBAR, C. (2010): Flower and Fruit; Morphology, Ontongeny, Phylogeny; Function and Ecology. Schweizerbart Science Publishers, Stuttgart. LIEBEREI, R. & REISSDORF, C. (2007): Nutzpflanzenkunde. 7. Auflage. Thieme, Stuttgart. MABBERLEY, D.J. (2008): MABBERLEY s plant book, 3 rd Press, Cambridge. ed. Cambridge University STEVENS, P. F. (2001): Angiosperm Phylogeny Website. Version 12, July 2012. http://www.mobot.org/mobot/research/apweb/ STÜTZEL, TH. (2015): Botanische Bestimmungsübungen. 3. Auflage. Ulmer, Stuttgart. WEBERLING, F. (1981): Morphologie der Blüten und der Blütenstände. Ulmer, Stuttgart.