Gymnospermen -> Entstehung Angiospermen

Evolution Landpflanzen - wann, welche, 3 wichtige Faktoren

• Entwickelt vor 430-480 Mio. Jahren

• Angiospermen -> viele Arten

• Gymnospermen -> wenige Arten

wichtige Faktoren

• Generationswechsel wichtig

• Polyploidie: Genomverdopplung -> kann Artenbildung fördern (Fortpflanzungsbarriere)

• Heterosporie -> wichtig für Entstehung von Samen als Ausbreitungseinheit bei Samenpflanzen (Moose und Farne haben Meiosporen)

Samenpflanzen (Spermatophytina) -

• Megaspore -> wl Gametophyt (Embryosack mit Eizelle) verbleibt in Megasporangium (Nucellus) mit steriler Hülle (Integument) bis zur Bestäubung am Sporophyten

• Samenanlage nach Befruchtung -> Samen mit Samenschale (Testa), Nährgewebe (Endosperm) und Embryo

→ Reduzierung und Einschluss des Gametophyten in den Embryosack

• Wachstum mit Meristemen

• z.T. kernlose Sieb- mit Geleitzellen (Transportoptimierung)

• Befruchtung überwiegend durch Pollenschläuche (dadurch vom Wasser unabhängig), doppelte Befruchtung (Endospermbildung erst nach Befruchtung [Ressourcenoptimierung])

• Tiere als Bestäubungsvektoren (z.T. Gnetopsida sowie Angiospermen)

• C4-Stoffwechsel

• breites Spektrum an Sekundärmetaboliten (vor allem Alkaloide)

Nacktsamer (Gymnospermen) - 4 Merkmale, 5 Gruppen

• Kormus

• Eingeschlechtliche Blüten ohne Blütenhülle

• Samenanlage nackt

• Sporophyt dominiert

Systematik

• Ginkgopsida

• Cycadopsida

• Coniferopsida

• Samenfarne +

• Bennettiteen +

Ginkgopsida - Ginkgoartige (1 Art) → 2 Merkmale + Fachwort

• Unterperm (vor ca. 300 Mio. Jahren)

• Befruchtung durch Spermatozoide (Zoidiogamie)

• Fächerblätter

Cycadopsida - Cycadeen oder Palmfarne (ca. 300 Arten) - 2 Merkmale (+ 2 extra)

• (Perm/Oberes Karbon (vor ca. 300 Mio. Jahren), Tropische/subtropische Wald- und Savannenstandorte)

• Diözisch

• Sporophylle stehen an Achsen begrenzten Wachstums

• Fruchtblätter - Megasporophylle

• Staubblätter - Mikrosporophylle (zahlreiche Pollensäcke)

• Befruchtung durch Spermatozoide (Zoidiogamie)

• gefiederte große Blätter

Coniferopsida - Nadelgehölze (ca. 600 Arten) - 4 Merkmale (Blätter, Wachstum, Zellen, Befruchtung) → 5 Gruppen

• Monopodiales Wachstum, reich verzweigte Bäume (selten Sträucher)

• Blätter nadel- oder schuppenförmig, ein- oder parallelnervig

• Keine Spermatozoide, unbegeißelte Spermazellen

• Die aus der spermatogenen Zelle gebildeten 2 Spermazellen gelangen mit Hilfe eines Pollenschlauches zu Archegonien -> Pollenschlauchbefruchtung (Siphonogamie)

Systematik

• Pinaceae

• Araucariaceae

• Cupressaceae

• Taxaceae

• Gnetales

Pinaceae - Merkmale, ml/wl Blüten, 4 und → Unterscheidungsmerkmale

• Tanne, Fichte, Lerche, Kiefer

• stets monözisch

• große wirtschaftliche Bedeutung (Möbel, Papier)

• ml Blüten zapfenartig

• wl Blüten in zapfenförmigen Blütenständen

Unterscheidungsmerkmale

• Nadel (Blattform und Anordnung)

• Zapfen (Form und Aufbau)

• Form Knospen, Oberfläche Zweige

• Wuchsform

• Rindenmerkmale

4 weitere Gruppen + Merkmale (Wuchsform, Blätter, mono/di, Beispiel)

• Araucariaceae: mittelgroße-mächtige Bäume, immergrün, breite Nadeln, mono/di (Araucaria)

• Cupressaceae: harzige Sträucher/Bäume, immergrün, Nadeln/Schuppen, mono/di (Wacholder)

• Taxaceae: wenig harzif, Bäume/Sträucher, immergrün, keine wl Zapfen → Arillus-Samenmantel, diözisch (Eibe)

• Gnetales: diözisch, Naktarproduktion, Pollenschlauchbefruchtung/doppelte (Welwetschia)

• (Samenfarne: Samenpflanzen daraus entwickelt, paraphyletisch, spätes Devon)

• (Bennettiteen: Fiederblätter, Zwitterblüte, Perianth, evtl Vorfahre Angiospermen)

Ökologie der Coniferopsida - Chemismus, Interaktionen, wo und warum, frühere Verbreitung,

• Charakteristischer Chemismus (ätherische Öle)

• Organismische Interaktionen im Wurzelraum (obligate Pilz-Baumwurzel-Symbiosen)

• Rezent: kühltemperierte Regenwälder, sommergrüne Laubwälder, Waldsteppen, kalttemperierte Nadelwälder -> boreonemoraler Nadelwald (Nadelwald der kühlgemäßigten und gemäßigten Breiten der N-Hemisphäre)

• Höhenstufen der Vegetationen vom Tiefland bis ins Hochgebirge

• Fehlen weitgehend in Tropen und Südhalbkugel -> angepasst an Kälte, kurze Vegetationszeiten, nährstoffarme Böden

• Im Tertiär (66-2,6 Mio. Jahre vor heute) war es wärmer -> Nadelbäume weiter verbreitet

  • Taxodium (Sumpfzypresse) -> heute Südöstlich USA, Mexiko, Guatemala

  • Sequoia (Mammutbäume) -> heute wenige in Nordamerika

  • Fossilien von beiden in Braunkohlelagerstätten in Helmstedt gefunden

  • Känozoische Klimaveränderungen -> langfristige Klimaabkühlung

• Latschengürtel (oberhalb der Waldgrenze) -> dominierende Art Pinus mugo (angepasst durch Windresistenz, Schneelast-Toleranz)

Entstehung Angiospermen -3 Merkmale + Entstehung Karpelle und Blütenhülle (2 Theorien)

• Karpelle: vor 175-200 Mill. Jahren, Archaefructus, 125 Mill. Jahre  -> Einrollen des Megasporophylls zum Schutz der Samenanlage (hypothetisch)

• Doppelte Befruchtung: bei Gnetales: Ephedra, Gnetum - Alter unklar

• Blütenhülle (Perianth): Bennettitales, Archeanthus, 100 Mill. Jahre

  • Euanthientheorie: Vorfahren Angiospermen mit Zwitterblüten, laterale Mikro- und Megasporophylle, Achse verkürzt, Spezialisierung, umgebende Hochblätter werden zur äußeren Blütenhülle

  • (Pseudanthientheorie: Vorfahren hatten Blütenstand mit wl und ml Einzelblüten, Kondensation Achsensystem, Reduktion der Hochblätter bis aufs äußere)

• -> älteste Pollen ca. 137 Mio. Jahre alt, Zuordnung früher Fossilien oft unsicher (nur Teile von Pflanzen -> lässt sich schlecht auf Ganze schließen), Angiospermization (schrittweiser Erwerb der Merkmale in der Evolution)

Befruchtung - Entwicklung

• zunehmend unabhängiger von Wasser

Ausbreitung - Entwicklung

• wurde effizienter