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Systematische Biologie: Pflanzen – FS18v1
Gleb Ebert
13. Juli 2018
Vorwort
Diese Zusammenfassung soll den prufungsrelevanten Stoff der Vorlesung Systematische Biologie: Pflanzen (Stand Fruhjahrssemester2018) in kompakter Form zusammenfassen. Ich kann leider weder Vollstandigkeit noch die Abwesenheit von Fehlern garantieren. FurFragen, Anregungen oder Verbesserungsvorschlagen kann ich unter [email protected] erreicht werden. Die neuste Version dieserZusammenfassung kann stets unter https://n.ethz.ch/~glebert/ gefunden werden.
1
1 Landpflanzen
1.1 Entwicklung
1.1.1 Charophyceen vs. Landpflanzen
Gemeinsamkeiten neu in Landpflanzen
homologe Chloroplasten mitChlorophyll b undβ-Karotin
Apikalmeristem in Sprossund Wurzel
rosettenformigeProteinkomplexe furCellulosesynthese
vielzellige Gametangien
Enzyme in Peroxisomen Embryonen
Ultrastruktur derSpermatozoiden
Sporen mit Sporopollonin
Phragmoplast beiZellteilung
Generationswechsel
1.2 Stammbaum
2 Bryophyta (Moose)
2.1 Allgemeine Merkmale
• alteste Landpflanzen• Verbreitung durch Sporen (Kryptogamen)• Generationswechsel mit dominantem Gametophyt• Vielzellige Gametangien, Embryobildung• Organisationsstufe:
– keine Leitgefasse– Stammchen, Blattchen– Rhizoiden
2.2 Vorkommen / Eigenschaften
• Artenzahl: 25’000• an Orten mit hoher Luftfeuchtigkeit• Lichtbedarf (0.1%)• Trockenheitstoleranz• Temperatur (-30 bis +70 Grad Celsius)
2.3 Okologische Bedeutung
• Wasserhaushalt• Torfmoose (rund 400 Mio. Tonnen)• Bioindikatoren
2.4 Systematik
(nur vervorgehobene Taxa prufungsrelevant)
• Klasse: Marchantiopsida (Lebermoose)
– Beblatterte Lebermoose– Thallose Lebermoose
• Klasse: Antheceropsida (Hornmoose)
• Klasse: Bryopsida (Laubmoose)
– Sphaginidae (Torfmoose)→ Deckel ohne Peristom
– Andreaeidae (Klaffmoose)→ Spalten + Kolumella
– Bryidae (Echte Laubmoose)→ Deckel mit Peristom
– Einteilung nach Wuchsform
∗ Akrokarpe Moose (Gipfelmoose)∗ Pleuokarpe Moose (Astmoose)
2.5 Wuchsformen
A) Hornmoos B) Beblattertes LebermoosC) Thalloses Lebermoos D) Echtes LaubmoosE) Torfmoos
2.6 Generationswechsel
Bsp: einhausiges Laubmoos
3 Pteridophyta (Farnpflanzen)
3.1 Allgemeine Merkmale
• Gliederung in Wurzel, Spross und Blatter (Kornophyten)• Echte Leitgefasse (Tracheiden)• Stutzgewebe (Einlagerung von Ligning)• Transpirationsschutz (Cuticula aus Cutin/Suberin)• Generationswechsel mit selbststandigem Sporophyt• Ausbreitung durch Sporen (Gefasskryptogamen)• Pteridophyta sind eine paraphyletische Gruppe
3.2 Systematik
(nur vervorgehobene Taxa prufungsrelevant)
• Urfarne (Psilophyten)• Klasse: Lycopodiopsida (Barlappgewachse)
– Familie: Lycopodiaceae (Barlappe)– Familie: Selaginellaceae (Moosfarne)
• Klasse: Filicopsida (Eigentliche Farne)
– Unterkl.: Ophioglossidae(Eusporangiate Farne)
∗ Familie: Ophioglossaceae(Natternzungengewachse)
– Unterkl.: Equisetidae(Schachtelhalmgewachse)
∗ Familie: Equisateaceae (Schachtelhalme)
– Unterkl.: Polypodiidae(Leptosporangiate Farme)
∗ Familie: Polypodiales (Tupfelfarne)∗ Familie: Salviniales (Wasserfarne)
3.3 Merkmale wichtiger Farngruppen
3.3.1 Spross
Lycopodiopsida klein, moosahnlich, Blatter nadel- oderschuppenformig
Equisetidae gegliedert mit quirlstandigenSeitentrieben, Blatter als Scheide
Polypodiidae Blatter meist gefiedert, kleine bis grosseWedel
3.3.2 Sporangien
Lycopodiopsida einzeln, auf Blattoberseite,hetero-/isospor
Equisetidae in endstandigen Ahren (zapfenahnlich),isospor
Polypodiidae in Sori, auf Blattunterseite, isospor
3.4 Generationswechsel
3.5 Formen
4 Spermatophyta (Samenpflanzen)
4.1 Allgemeine Merkmale
• heute erfolgreichste Pflanzengruppe• Reduktion des Gametophyten, inkl. Sporophyt• Entwicklung von Pollen• Bluten: Fortpflanzungsorgane bildende Sprossabschnittemit beschranktem Langenwachstum;geschlechtliche Differenzierung:
– weibl. Fruchtblatter = Megasporophylle– mannl. Staubblatter = Mikrosporophylle– Blutenhulle = Perianth (neu)
• Samen
– ersetzen Sporen als Verbreitungseinheit–
”Embryo & Nahrgewebe“
– Dauerform des Sporophyten
4.2 Phylogenie
5 Gymnospermae (Nacktsamer)
5.1 Allgemeine Merkmale
• Vegetative Merkmale
– Holzpflanzen, Tracheiden dienen der Leitung undFestigung
– sekundares Dickenwachstum– meist immergrun mit Nadeln oder Schuppen
• Bluten: eingeschlechtlich, ohne Blutenhulleweibliche Samenanlage:
– offen (nackt), am Rande von Fruchtblattern oderauf Tragern in Samenschuppen der Zapfen
– keine Fruchte
mannliche Staubblatter:
– schuppenformig, oft in Gruppen (katzchen-ahnlich)
5.2 Fortpflanzungsorgane
5.3 Entwicklung der Samenanlage
6 Angiospermae (Bedecktsamer)
6.1 Allgemeine Merkmale
• grosste & vielfaltigste Pflanzengruppe (> 250′000 Arten)• Folgen der Insektenbestaubung
– Bedecktsamigkeit → Frucht– Blutenhulle– Zwittrigkeit
• Vegetative Merkmale
– nicht verholzte Pflanzen vorherrschend– Ausbildung von Tracheen (plus Holzfasern fur Festi-
gung)– unterirdische Dauerorgane (Rhizome, Knollen etc.)– vegetative Fortpflanzung verbreitet– grosse Vielfalt von Spross und Blattern
• Fortpflanzungsorgane (meist in zwittrigen Bluten)weibl. Gynozeum:
– Fruchtblatter (Karpelle)– Samenanlagen
mannl. Androzeum
– Staubblatter (Stamina)
6.2 Fortpflanzungsorgane
6.3 Doppelte Befruchtung
6.4 Fachausdrucke bei Bluten
• aktinomorph: mehrere Symmetrieebenen vorhanden (ra-diarsymmetrisch).
• Androceum: Gesamtheit aller Staubblatter.• Butenhulle: Gesamtheit der Blutenblatter (Kelch- Kron-
und Perigonblatter)• Blutenstand: Gesamtheit der Bluten eines Stengels.• Frucht: reife Fruchtblatter, enthalt die Samen.• Fruchtblatt: weiblicher Teil der Blute, der die Samenan-lagen tragt.
• Fruchtknoten: bauchig erweiterter Teil des Fruchtblattes(oder Fruchtblatter), enthalt die
• Samenanlagen:
– oberstandig: Blutenhulle unterhalb des Fruchtkno-tens angewachsen.
– unterstandig: Blutenhulle oberhalb des Fruchtkno-tens angewachsen.
– chorikarp: Fruchtknoten aus freien Fruchtblatternbestehend.
– synkarp: Fruchtknoten aus verwachsenen Frucht-blattern bestehend.
• Griffel: Verbindungsstuck zwischen Fruchtknoten undNarbe.
• Gynoceum: Gesamtheit aller Fruchtblatter.• Nektarblatt (=Honigblatt): Blutenblatter mit Nektar-drusen.
• Hullblatt: Blatt, das Blutenstande umgibt.• Kelch: ausserer Teil der Blutenhulle, meist grun.• Krone: innerer Teil der Blutenhulle, meist auffalliggefarbt.
• Narbe: Gewebe des Fruchtblattes, in das die Pollen ein-dringen.
• Perigon: Blutenhulle aus gleichartigen Blattern (nichtKelch und Krone).
• Samenanlage: Eizelle mit Integumenten.• Staubbeutel: oberer Teil des Staubblattes, in dem derPollen gebildet wird.
• Staubblatt: mannlicher Teil der Blute, besteht aus Staub-faden und Staubbeutel.
• Staubfaden: Trager der Staubbeutel.• Tragblatt: Blatt, in dessen Achsel eine Blute vorhandenist.
• Vorblatt: am Blutenstiel stehendes Blatt.• zygomorph: nur eine Symmetrieebene vorhanden.
6.5 Begriffe fur Blutenbeschreibung
• Blutenhulle (=Perianth)
– Einfach: alle Perianthblatter gleich (= Perigon)– Doppelt
∗ Kelch (meist grun)∗ Krone (bunt gefarbt)
· choripetal (frei)· sympetal (verwachsen)
• Symmetrie
– radiarsymmetrisch (= aktinomorph)– monosymmetrisch (= zygomorph)
• Stellung des Fruchtknotens
– oberstandig– unterstandig
∗ chorikarp (Fruchtblatter frei)∗ synkarp (Fruchblatter verwachsen)
6.6 Evolution einiger Blutenmerkmale
Perianth: kein Perianth → Perigon → Kelch & freie Kronblatter→ Kelch & verwachsene KronblatterStaubblatter: zahlreich, Zahl variabel → wenige, fixe AnzahlFruchtknoten:
• oberstandig → unterstandig• chorikarp → synkarp
6.7 Stammbaum
plesiomorph: A: 2 Keimblatter; B: Pollen monosulcatapomorph: a: 1 Keimblatt; b: Pollen tricolpat
6.8 Monocotyledonae - Einkeimblattrige(Unterklasse Liliidae)
• ca. 55’000 Arten; ¿100 Familien• monophyletisch, von ursprunglichen Dicotyledonen ab-stammend (ca. 125 Mio. Jahre)
6.8.1 Merkmale
• 1 Keimblatt, Pollen monosulcat• Blutenhulle einfach (Perigon), meist 3-zahlig• Leitbundel zerstreut, ohne Kambium• Blatter parallelnervig• Hauptwurzel durch sprossburtige ersetzt (homorrhiz)
6.8.2 Eudi- vs. Monocotyledonae (Nelke vs. Tulpe)
6.8.3 Systematik (einheimische Taxa)
(nur vervorgehobene Taxa prufungsrelevant)Alismatales = ursprungliche; Liliales & Asparagales = tier-bestaubte; Poales = windbestaubte
• Ordnung: Alismatales
– Fam. Alismataceae (u.a.)– Fam. Araceae
• Ordnung: Liliales
– Fam. Liliaceae– Fam. Colchicaceae– Fam. Melanthaceae
• Ordnung: Asparagales
– Fam. Asparagaceae– Fam. Amaryllidaceae– Fam. Iridaceae– Fam. Orchidaceae
• Ordnung: Poales
– Fam. Poaceae– Fam. Cyperaceae– Fam. Juncaceae– Fam. Typhaceae
6.8.4 Ordnungen Liliales & Asparagales
gemeinsame Merkmale
• meist ausdauernde Krauter mit Zwiebeln, Knollen oderRhizomen (Geophyten)
• Blatter of lanzettlich und ganzrandig (ohne Stiel) mitparallelen Hauptnerven
• Bluten mit Grundformel: P 3 + 3 A 3 + 3 G(3)
mogliche Abwandlungen
• Stellung des Fruchtknotesn (ober-/unterstandig)• Zahl der Staubblatter (1 oder 2 Kreise)• Symmetrie der Blute• Verwachsung des Perigons
Liliales
• zwischen Hauptnerven feiner netzformige Nerven• Perigon oft bunt mit dunklen Flecken• rund 1’600 Arten; 11 Familien
Asparagales
• keine Netzformige Nerven• Perigon ohne dunkle Flecken• uber 30’000 Arten; 24 Familien
einheimische Arten(nur vervorgehobene Arten prufungsrelevant)
• Fam. Liliaceae
– Lilium (Lilie)– Tulipa (Tulpe)
• Fam. Colchicaceae
– Colchicum (Herbstzeitlose)
• Fam. Melanthiaceae
– Veratrum (Germer)– Paris (Einbeere)
• Fam. Asparagaceae
– Ornithogalum (Milchstern)– Convallaria (Maiglockchen)– Polygonatum (Salomonssiegel)
• Fam. Amaryllidaceae
– Allium (Lauch)– Galanthus (Schneeglockchen)– Leucojum (Marzenbecher)– Narcissus (Narzisse, Osterglocke)
• Fam. Iridaceae
– Iris (Schwertlilie)– Crocus (Krokus)– Crocus sativus (Safran)
6.8.5 Familie Orchidaceae (Orchideen)
• rund 25’000 Arten (62 einheimisch)• meist in tropischen Regenwaldern (Epiphyten)
Merkmale
• ausdauernd, haufig mit Rhizomen oder Knollen• Blatter breitoval bis grasartig• Bluten zygomorph, meist auffallen gefarbt• P 3+3; medianes Blatt lippenartig, oft mit SpornA 1 (selten 2); mit PollinienG(3); um 180 Grad gedreht (Resupination)
• Samen extrem klein und zahlreich (bis 3 Mio.); ohneEndosperm
• Kapselfrucht• Symbisoe mit Pilzen (Mykorrhiza)
Bluten4 Haupttypen
1) Kesselfallenblumen (z.B. Frauenschuh)2) Nektarpblumen (z.B. Gymnadenia)3) Nektartauschblumen (z.B. Knabenkrauter)4) Sexualtauschblumen (z.B. Ophrys)
6.8.6 Familie Poacea (Echte Graser, Sussgraser)
Bedeutung:
• Hauptbestandteil von Grunland• Futterpflanze
Merkmale:
• Stengel gegliedert (Knoten, Internodien)• Blatter 2-zeilig angeordnet• Bluten in Ahrchen (= Teilblutenstand):2 Hullspelzen (= Hochblatter);pro Blute: 1 Deckspelze (= Tragblatt), 1 Vorspelze (=ausseres Perigon), 2 Lodiculae / Schwellkorper (= inneresPerigon)Merksatz: Hilfe diese vielen Spelzen
• Grannen (haarformige Anhangsel der Spelzen)• Staubblatter 3• Fruchtknoten oberstandig, 2 Narben• Frucht: Karyopse (einsamig, Samenwand mit Integumentverwachsen)
• Windbestaubung
wichtige Gattungen:(A) Ahrchen 1-blutig
Rispen:
• Alopecurus (Fuchsschwanz)
Ahren:
• Anthoxanthum (Geruchgras)
(B) Ahrchen mehrblutig1) Hull- langer als Deckspelzen (Hafer-artige)
• Arrhenatherum (Glatthafer)• Helictotrichon (Wiesenhafer)• Holcus (Honiggras)• Trisetum (Goldhafer)
2) Hull- kurzer als DeckspelzenRispen:
• Lolium (Raygras)
Ahren:
• Bromus (Trespe)• Dactylis (Knaulgras)• Festuca (Schwingel)• Poa (Rispengras)
6.8.7 Familie Cyperaceae (Riedgraser, Sauergraser)
Vorkommen:
• meist feuchte Orte und alpine Rasen• Hauptbestandteil von Streuwiesen und Moore
Merkmale:
• Stengel ohne Knoten, oft 3-kantig• Blatter meist 3-zeilig• Bluten mit Tragblatt (in Ahren angeordnet)
Unterfamilie Cyperoideae (Zyperbinsen-ahnlich):zwittrig; P 6 → ∞ (Borsten, A 3, G (3)Unterfamilie Caricioideae (Seggen-ahnlich):1-geschlechtlich; Perigon fehlend, A 3 oder 2;G (3 oder 2); Fruchtschlauch (Carex)
• Frucht: 1-samige Nuss
Systematik:(A) Tragblatter 2-zeilig
• Cyperus (Zyperbinse)
(B) Tragblatter schraubig
• Eriophorum (Wollgras)• Carex (Segge, franz. laiche)
– wichtigste Gattung (ca. 100 einheimisch)– Gruppeneinteilung nach:
∗ Geschlechts-Verteilung (siehe Abb.)∗ Anzahl Narben (G2 G3)∗ Behaarung des Fruchtschlauches
6.8.8 Familie Juncaceae (Binsengewachse)
• 430 Arten• Stengel rund, Blater 3-zeilig od. ohne Blatter, keine Kno-
ten• Bluten unscheinbar, windbestaubt• Blutenformel: P6 A6 G(3)(Perigon trockenhautig)
• Blutenstand oft eine Spirre
Einheimische Gattungen:
• Juncus (Binse)Blatter binsenartig, kahl; nasse Orte
• Luzula (Haunsimse)Blatter flach, behaart; nie nasse Orte
6.8.9 Vergleich der Grasartigen
Bluten Stengel (Halm)
Juncaceae 6 Perigonblatter, 6Staubblatter
rund, ohne Kolben
Poaceae in Ahrchen mitSpelzen
rund, mit Knoten
Cyperaceae mit Tragblatt inAhren, Perigon alsBorsten oder fehlend,Carex:Fruchtschlauch
meist 3-kantig, ohneKnoten
6.9 Basala Angiospermae
• ursprungliche Zweikeimblattrige mit monosulcaten Pollen• mehrere Evolutionslinien (paraphyletisch), mind. 140 Mio.Jahre alt
6.9.1 Merkmale
• Blutenhulle (Perigon) spiralig, frei• Staubblatter primar vielzahlig• Fruchtblatter chorikarp, vielsamig• Narbe direkt auf Fruchtknoten• Holzpflanzen• Grundformel: P ∞ A ∞ G ∞ (∞ heisst meist > 10)
P6: Alismatales; P5: Ranunculaceae
6.9.2 Aufbau
6.10 Eudicotyledonae (echte Zweikeimblattrie)
• hoher entwickelte, monophyletische Gruppe mit tricolpa-ten Pollen
• ca. 180’000 Arten mit mehreren 100 Familien (rund 2
3
aller Pflanzen)
6.10.1 Merkmale (moderne Vertreter)
• 2 Keimblatter, Pollen tricolpat• Blutenorgane meist 5-zahlig in Kreisen• Leitbundel kreiformig, mit Kambium• Blatter meist netznervig• Hauptwurzel langlebig (allorrhiz)
6.10.2 Einteilung nach Entwicklungsstufe
6.10.3 Ordnung Ranunculales (Basale Ordnung)
Blutenorgane meist vielzahlig und Fruchtblatter nicht verwach-sen (chorikarp).
• Fam. Rununculaceae (Hahnenfussgewachse)• Fam. Berberidaceae (Sauerdorngewachse)• Fam. Papaveraceae (Mohngewachse)Papaver rhoeas (Klatschmohn)
typische Gattungen:
• Bluten (zygomorph) monosymmetrisch• Bluten aktinomorph (radiarsymmetrisch)
– Fruchte mehrsamig (Balgfrucht)
∗ nur PerigonblatterCaltha (Dotterblume)
∗ Perigonblatter und kleine NektarblatterTrollius (Trollblume)
– Fruchte 1-samig (Nusschen)
∗ nur PerigonblatterAnemone (Anemone)Clematis (Waldrebe)
∗ Perigonblatter und kronblattartige Nektar-blatter (oder Krone)Ranunculus (Hahnenfuss)
6.10.4 Familie Ranunculaceae (Hahnefussgewachse)
Artenreich, fur einheimische Flora wichtig
Merkmale:
• meist krautig (nicht holzig) mit radiar geteilten Blattern• Blutenhulle einfach: Perigon P5 (-8); Nektarblatter N5(-8)
• Staubblatter vielzahlig A∞
• Fruchtblatter chorikarp G∞: Balgfruchte (mehrsamig);Nusschen (1-samig)
Nutzpflanzen:
• Zierpflanze (Clematis, Ritterspron, Akelei)• Schwarzkummel (Nigella)• Gift-/Arzneipflanzen (Aconitum)
6.10.5 Ordnung Rosales, Familie Rosaceae(Rosengewachse)
Okonomische Bedeutung, weltweit > 3000 ArtenMerkmale:
• Holzpflanzen und Krauter• Blutenhulle doppelt (Kelch + Krone)• Bluten meist 5-zahlig, Staubblatter sekundar vermehrt
K5 (+5) C5 A∞ G∞ → 1• Fruchte vielgestalig (wichtig fur Gliederung der Familie)→ oft Schein- oder Sammelfruchte (mit Beteiligung vonAchsengewebe)
• Apimixis haufig (Kleinarten)
Nutzpflanzen:
• Obst (Apfel, Birne, Kirsche, Aprikose)• Beeren (Erdbeere, Himbeere)
ausgewahlte Arten:
• Unterfamilie: Rosoideae (Rosenartige)Filipendula ulmaria (Spierstaude)Potentilla spp. (Fingerkraut)Fragaria vesca (Erdbeere)Geum spp. (Nelkenwurz)Rosa canina (Hundsrose)Rubus spp. (Brombeere/Himbeere)Sanguisorba minor (Wiesenknopf)Alechmilla spp. (Frauenmantel / Silbermantel)
• Unterfamilie: Maloideae (Kernobstartige)Crataegus monogyna (Weissdorn)
• Unterfamilie: Prunoideae (Steinobstartige)Prunus avium (Susskirsche)Prunus spinosa (Schwarzdorn)
6.10.6 Ordnung Sacifragales
Fam. Saxifragaceae (Steinbrechgewachse)
• Krauter, viele Alpenpflanzen• Blutenformel: K5 C5 A5+5 G2, z.T. verwachsen• Bsp: Steinbrech
6.10.7 Ordnung Caryophyllales (Centrospermae)
Samenanlage basal od. an Mittelsaule
Fam. Caryophyllaceae (Nelkengewachse)
• viele einheimische Arten (weltweit ca. 2’200)• Blutenformel: K5 C5 A5+5 G(5) → Reduktionen• Frucht ist Kapsel (einfacherig)• Blatter gegenstandig
6.10.8 Ordnung Fabales
Fam. Fabaceae (Leguminosae)
• Unterfam. Mimosoideae (z.B. Mimosen)• Unterfam. Caesalpinioideae (z.B. Judasbaum)• Unterfam. Faboideae (z.B. Ginster)
gemeinsames Merkmal: Frucht = Hulse
Unterfam. Faboideae (Schmetterlingsblutler)
• Schmetterlingsblute, zygomorph: 1 Fahne, 2 Flugel, 1Schiffchen (2 verw. Kronblatter)
• Stbb. 10, Staubfaden zu Rohre verwachsen• Blutenformel: K(5) C3+(2) A(9)+1 G1• Blatter meist zusammengesetzt• Bedeutung:
– Ernahrung: Erbsen, Bohnen (Eiweiss, Kohlenhydra-te), Erdnuss, Soja (Fett, Ol)
– Futterpflanze: Klee, Luzerne u.a.– Grundundung: N2-Fixierung in Wurzelknollchen
Pisum sativum
Ubersicht Faboideae:(A) Straucher, Bluten gelb(B) Krauter
1) Blatter 3-teiligTrifolium (Klee)Medicago (Schneckenklee)
2) Blatter 5-teiligLotus (Hornklee)
3) Blatter gefiedert mit EndteilblattHippocrepis (Hufeisenklee)Anthyllis (Wundklee)Onobrychis (Esparsette)
4) ... ohne Endteilblatt (meist Ranke)Vicia (Wicke)Lathyrus (Platterbse)
6.10.9 Ordnung Brassicales
Samenanlage randstandig (parietal)
Fam. Brassicaceae (Kreuzblutler)
• Kreuzblute (4-zahlig)• Blutenformel: K4 C4 A2+4 G(2)• Frucht: Schote (mit falscher Scheidewand)• – Pionierarten auf offenen Boden (Unkraut)
– Nutzpflanzen: Kohl, Rettich, Radieschen, Senf,Meerrettich (Senfolglykoside), Raps (Ol, Treibstoff)
Ubersicht:
(A) Fruchte 1-3x langer wie breit1) Flach mit paralleler Scheidewand2) Kugelig, eiformig oder flach mit senkrechter Schei-
dewandCapsella bursa-pastoris (Hirtentaschel)Thlaspi arvense (Acker-Taschelkraut)
(B) Fruchte zylindrisch (bis 50x langer wie dick)Alliaria petiolata (Knoblauchhederich)Arabidopsis thaliana (Schotenkresse)Cardamine pratensis (Wiesen-Schaumkraut)Brassica napus (Raps)
6.10.10 Subclade: Lamiiden
Vier verwandte Ordnungen der Asteranae mit charakteristi-schen, apomorphen Merkmalen.
Gemeinsame Merkmale:
• meist Krauter ohne Nebenblatter• Kronblatter verwachsen, im unteren Teil eine Rohre(Tubus) bildend
• 1 Staubblattkreis, ¨ber den Kelchblattern in derKronrohre angewachsen (A 5 oder 4)
• Fruchtknoten meist oberstandig [G (2)], Fruchte merhsa-mige Kapseln oder Beeren
Systematik
• Ordnung: GentianalesFam. Gentianaceae (Enziangewachse)
• Ordnung: SolanalesFam. Convolvulaceae (Windengewachse)Fam. Solanaceae (Nachtschattengewachse)
• Ordnung: BoraginalesFam. Boraginaceae (Rauhaargewachse)
• Ordnung: LamialesFam. Plantaginaceae (Wegerichgewachse)Fam. Orobanchaceae (Sommerwurzgewachse)Fam. Lamiaceae (Lippenblutler)
Fam. Convolvulaceae (Windengewachse):
• niederliegende oder windende Krauter• Bluten gross, trichterformig• Hauptverbreitung Tropen; einheimische Gattungen: Con-volvulus, Calystegia
• Nutzpflanze: Susskartoffel (Ipomoea)
Fam. Solanaceae (Nachtschattengewachse):
• Hauptverbreitung Zentral- und Sudamerika• Bluten aktinomorph, Krone deutlich 5-zipflig• Fruchtknoten 2-facherig, Scheidewand schrag zur Mediane• Frucht vielsamige Kapsel oder Beere• Enthalten potente Alkaloide:
1) Genussmittel: Tabak2) Arzneipflanzen: Bilsenkraut, Nachtschatten3) Giftpflanzen: Tollkirsche, Stechapfel, Alraune
• Gemuse: Kartoffel, Tomate, Aubergine, etc.
Fam. Boraginaceae (Rauhaargewachse):
• meist mit Borstenhaaren• Blatter wechselstandig• Blutenstand spiralig eingerollt (Wickel)• Fruchtknoten 4-teilig (2 Fruchtblatter + falsche Scheide-wand)
• oft Schlundschuppen• Bsp: Wallwurz (Symphytum), Vergissmeinnicht (Myoso-
tis)
Fam. Plantaginaceae, Scrophulariaceae, Orobancha-ceae (Wegerich-, Braunwurz-, Sommerwurzgewachse):
• Familieneinteilung molekular, morphologisch kaum mach-bar
• Blatter wechsel- oder gegenstandig• Bluten aktinomorph oder zygomorph (mit Ober- undUnterlippe)
• Reduktion der Staubblattzahl 5 → 4 → 2• Orobanchaceae sind Halb- oder Vollparasiten• – Fam. Plantaginaceae
∗ Bluten aktinomorph, 4-zahlig, unscheinbar;Blatter parallelnervig in grundstandiger RosettePlantago (Wegerich)
∗ Bluten zygomorph, glockenformig oder 2-lippig,Stbb. 4
∗ Bluten schwach zygomorph mit flachen Zipfeln,Stbb. 2; Veronica (Ehrenpreis)
– Fam. OrobanchaceaeHalb- oder Vollparasiten, Bluten 2-lippig, Stbb. 4Rhinanthus (Klappertopf)Orobanche (Sommerwurz, Wurger)
Fam. Lamiaceae (Lippenblutler):
• weltweit 7’200 Arten• Blatter gegenstandig, Stengel 4-kantig• Lippenblute mit Oberlippe (2) und Unterlippe (3), zygo-
morph• Fruchtknoten 4-teilig (wie Boraginaceae)• Staubblatter 4 (selten 2)• Atherische Ole in Drusenhaaren (Geruch)• Nutzpflanzen:
Gewurze: Rosmarin, Oregano, Basilikum, etc.Arzneipfl.: Minze (Menthol), Melisse, Thymian (Thymol)Duftpfl.: Lavendel, Patchouli
• ausgewahlte Gattungen
– Oberlippe undeutlich oder nicht vorhandenAjuga (Gunsel)Teucrium (Gamander)
– Oberlippe helmformigSalvia (Salbei)Lamium (Taubnessel)
– Oberlippe flachGlechoma (Gundelrebe)Thymus (Thymian)Melittis melissophyllum (Immenblatt)
6.10.11 Ordnung Geraniales
• meist Krauter• Bluten radiarsymmetrisch mit 2 Staubblattkreisen:K5 C5 A5+5 G (5)
• Fruchte schnabelformig verlangert• Schleudermechanismus fur Samen• Fam. Geraniaceae: Geranium (Storchenschnabel)
6.10.12 Ordnung Malvales
• Krone mit Aussenkelch und oft gedreht• A → ∞, meist zu Rohre (columna) verwachsen• Nutzpflanzen: Kakaobaum, Colabaum, Baumwolle
Fam. Malvaceae (Malvengewachse)
• Unterfam. Malvoideae (Malven-ahnliche): Malve• Unterfam. Tilioideae (Lindengewachse):Winter- und Sommerlinde (Tilia)
6.10.13 Ordnung Ericales
• Fam. Ericaceae
– Erica (Schneeheide)– Vaccinium (Heidelbeere, Preiselbeere)– Oxycoccus (Moosbeere)– Andromeda (Rosmarinheide)– Rhododendron (Alpenrose)
• Fam. Primulaceae
– Primula (Schlusselblume)– Lysimachia (Gilbweiderich)– Soldanella (Sodanelle)– Androsace (Mannsschild)– Anagallis (Gaucheil)
Fam. Ericaceae
• meist immergrune, niedrige Holzpflanzen• Krone rohrig verwachsen (4- / 5-zahlig), Stbb. 8 / 10• Staubbeutel mit Poren, oft mit hornartigen Anhangseln• einheimische in Mooren und subalpinen Nadelwaldern;Zeigerarten fur pH
Fam. Primulaceae
• meist nicht verholzt• Kronblatter verwachsen, meist zu enger Rohre• Stabblatter vor Kronzipfeln stehend (nur innerer Kreiserfullt)K(5) C(5) A5 G(5)
6.10.14 Ordnung Apiales
Fam. Apiaceae (Doldengewachse)
• artenreichste Familie mit rund 3’800 Arten• Blatter meist gefiedert, mit Blattscheiden• Blutendstand Dolde• K5 C5 A5 G(2); Griffelpolster• Frucht 2-halftig mit Haupt- und Nebenrippen• Nutzpflanzen: Fenchel, Karotte, Anis, Kmmel, Schierling(giftig)
(A) Blatter granzrandig(B) Blatter radiar geteilt
Sanicula (Sanikel)(C) Blatter gefiedert (meistens)
• Fruchte lang zylindrischAnthriscucs (Kerbel)
• Fruchte ± kugelig oder flachDaucus (Karotte)Heracleum (Barenklau)Carum carvi (Kummel)
6.10.15 Ordnung Gentianales
• Blatter gegenstandig und granzrandig• Krone vewachsen, meist 5-zahlig; 1 Staubblattkreis (zwi-
schen Krozipfeln)• Fruchtknoten ober- oder unterstandig, vielsamig
Fam. Gentianales (Enziangewachse)
• Blatter genenstandig, parallelnervig• Krone in Knospenlage gedreht• G (2), oberstandigen• Gentiana (Enzian)
Fam. Rubiaceae (Krappgewachse)
• Blatter quirlstandig (mit Nebenblattern) bei einheimi-schen Arten
• Bluten 4-zahlig; G(2), unterstandig• Nutzpflanzen: Kaffeestrauch, Chinarinde• Galium (Labkraut)Asperula (Waldmeister)
6.10.16 Ordnung Dipsacales
• Bluten 5-zahlig, Krone verwachsen mit Tendenz zu Asym-metrie (zygomorph), Ruckbildung des Kelches, Ausbil-dung von Pseudanthien
• Fruchtknoten stets unterstandig: G 5 → 3 → 2• Blatter gegenstandig
Fam. Dipsacaceae (Kardengewachse)
• Pflanzen krautig, Bluten in dichten Kopfen (Pseudanthi-en)
• Bluten zygomorph mit grunem Kelch und Aussenkelch(dient als Flugorgan)
• Staubblater 4 (frei)• Nutzpflanzen: Dipsacus fullonum (Weber-Karde)• Knautia (Witwenblume) Scabiose (Skabiose)
Fam. Adoxaceae (Moschuskrautgewachse)Meist Straucher, Bluten in Schirmrispen, Einzelbluten aktino-morph und klein; Sambucus (Holunder), Viburnum (Schnee-ball)
Fam. Caprifoliaceae (Geissblattgewachse)(Zier-) Straucher oder Lianen, Bluten meist zygomorph undrelativ gross; Lonicera (Geissblatt, Heckenkirsche)
Fam. Valerianaceae (Baldriangewachse)Pflanzen stest krautig, Bluten meist in Schirmrispen, leichtzygomorph, Kelch oft borstenformig; Valeriana (Baldrian),Valerianella (Nusslisalat)
6.10.17 Ordnung Asterales
• Krone verwachsen, oft zygomorph• Fruchtknoten unterstandig• Staubbeutel (A 5) zu einer Rohre verwachsen (sek. Pol-lenprasentation)
• Bluten oft in auffalligen Pseudanthien (Korbchen)• Blatter wechselstandig
Fam. Campanulaceae (Glockeblumengewachse)
• Bluten oft einzeln und noch aktinomorph• Kelch stets grun• Staubbeutel nur locker verbunden oder beim Welken freiwerdend
• Frucht eine vielsamige Kapsel: G (3)• Campanula (Glockenblume)Phyteuma (Rapunzel)
Fam. Asteraceae (Korbbluter)
• artenreichste Fam. der Angiospermae (23’000)• Bluten in Korbchen vereinigt (oft zu hunderten), die vonHullblattern umgeben sind
– Rohrenbluten: aktinomorph, 5-zipflig– Zungenbluten: zygomorph, 5- oder 3-zahnig
• Kelch reduziert: borstenformig (Pappus) oder fehlend• Staubbeutel zu Rohre verwachsen (Filemante frei)• Frucht einsamige Schliessfrucht G (2) (Achane)• Nutzpflanzen: Kopfsalat, Artischocke, Sonneblume, Arni-
ca, Kamille, Estrang
Unterfamilien
Carduoideae(Distelartige)
Asteroideae(Tubuliflorae)
Cichorioideae(Ligiliflorae)
nur Rohrenbluten nur Rohren- oderZungenbluten amRand (3-zahnig)
nur Zungenbluten(5-zahlig)
Spreublatterschmallanzettlich,glanzend
Spreublatterbreiter oderfehlend
Spreublatterlanzettlich oderfehlend
ohne Milchsaft;Pflanze meistdistelartig
mit Olgefassen;aromatischriechend
mit Milchsaft
Distel,Flockenblume
Margerite,Kamille
Lowenzahn
6.10.18 Amentiflorae (Katzchenblutler)
• vier Familien mit ahnlichen Blutenmerkmalen• Katzchen (Ahre mit 1-geschlechtlichen Bluten, oft dichtund hangend)
• Blutenhulle einfach (Perigon) oder fehlend• meist windbestaubt• Holzpflanzen mit wechselstandigen Blattern
• Ord. Fagales
– Fam. Fagaceae
∗ Fagus sylvatica (Buche)∗ Quercus (Eiche)
– Fam. Betulaceae
∗ Carylus avellana (Haselnuss)∗ Carpinus betulus (Hagebuche)∗ Betula (Birke)∗ Alnus (Erle)
– Fam. Juglandaceae
∗ Juglans regia (Baumnuss)
• Ord. Malphighiales
– Fam. Salicaceae
∗ Populus (Pappel)∗ Salix (Weide)
6.10.19 Ordnung Fagales
• Blatter meist ungeteilt, selten gefiedert (Juglandaceae);Nebenblatter hinfallig
• Pflanzen 1-hausig• Fruchtknoten unterstandig; Nussfrucht• viele wichtige, waldbildende Laubbaume
Fam. Fagaceae (Buchengewachse)
• Fruchte von holzigem Fruchtbecher umschlossen; G (3)• nur mannliche Bluten in Katzchen
Fam. Betulaceae (Birkengewachse)
• kein Fruchtbecher; G (2)• Katzchen 1-hausig (ausser Corylus)
Fam. Juglandaceae (Walnussgewachse)
• Blatter gefiedert (unpaarig)• nur mannliche Bluten in Katzchen• Fruchtknoten unterstandig; Nussfrucht von fleischiger
Schale umgeben
6.10.20 Ordnung Malphighiales
Fam. Salicaceae (Weidengewachse)
• Pflanzen 2-hausig, beide in Katzchen• Bluten auf schuppenformigem Tragblatt, Blutenhulle feh-lend
• mehrsamige Kapselfrucht• wichtige Geholze in Auenwaldern und Gebuschen
6.10.21 Ordnung Caryophyllales
Mehrheitlich 1-jahrige, krautige Vertreter und zahlreichen Kul-turpflanzen
Fam. Polygonaceae (Weidengewachse)
• Nebenblatter zu haufiger Rohre verwachsen• Bluten unscheinbar mit Perigon (meist windebestaugbt)• Endosperm gut ausgebildet (Mehl)• enhatlen oft Oxalsaure und Calciumoxalat• Nutzpflanzen: Buchweizen, Rhabarber• Polygonum (Knoterich), Rumex (Ampfer)
Fam. Amaranthaceae (Gansefussgewachse)
• Bluten unscheibar (P0-10), in Knaueln• Pflanzen oft mit Blasenhaar• Ruderalpflanzen, Halophyten, Gemusepflanzen• Nutzpflanzen: Ruben, Randen, Spinat, Quinoa• Chenopodium (Gansefuss)
7 Arznei- und Giftpflanzen
7.1 Wirkstoffe
Meist Sekundarmetaboliten mit nutzlicher Funktion fur diePflanze
• Abwehr vor Herbivoren und Pathogenen• Schutz vor UV-Strahlung• Anlockung von Bestaubern• Verdunstungsschutz und Festigung
7.2 Familien
Besonders viele Arzneipflanzen kommen in folgenden Familienvor: Rosaceae, Apiaceae, Solanaceae, Lamiaceae, Asteraceae,
Liliaceae
7.3 Wirkstoffe
Pflanzen ernthalten meist mehrere Wirkstoffe, deren Gehaltund Zusammensetzungen variieren. Dabei ist zu beachten:
• optimaler Erntezeitpunkt• Anbau oft in sudlichen Regionen• Haltbarkeit beschrankt
Fur Wirkstoff-Bezeichnung verwendet man den Gattungsna-men und Pflanzenteil (Bsp. Malvae folium, Valerianae radix,
Rosae flos)
Es gibt verschiedene Methoden zur Extraktion:
• Wasser (Tee, Bader)• Alkohol (Tinkturen, Medizinalwein, Krauterlikor)• Ol oder Fett (Salben, Cremes)
7.3.1 Alkoloide
• heterozyklische Kohlenstoffverbindungen mit mind. 1Stickstoff-Atom
• meist basisch und bitter• oft Wirkung auf ZNS und starke Gifte• vorallem bei Solanaceae und Pilzen• Bsp. Aconitin (Eisenhut), Atropin, Hyoscyamin (Tollkir-
sche), Ergotamin (Mutterkornpilz)
7.3.2 Aminosauren
• oft nicht proteinogen• z.B. Neurotransmitter• Spektrum arttypisch• Bsp. GABA (Baldrian), schwefelhaltige Aminosauren(Lauchgewachse)
7.3.3 Atherische Ole
• komplexe Gemische aus fluchtigen Substanzen• oft fur Duft der Pflanze verantwortlich• haufig bei Apiaceae, Asteraceae, Lamiaceae• Bsp. Lavendel (beruhigend), Pfefferminze (abschwellend),Kummel (appetitanregend), Anis (hustenlosend)
7.3.4 Bitterstoffe
• keine einheitliche chemische Gruppe, schmecken bitter• regen Absonderung von Verdauungssaften an• Bsp. Wermut, Enzianwurzel, Tausendguldenkraut, starkgifitge wie Brechnuss
7.3.5 Glycoside
• mit Nichzuckern (Alkohole, Phenole, etc.) glykosidischverbundene Zucker
• nach Spaltung durch Enzyme oder Erhitzen wirkt derNichtzucker
• Bsp. Herzglykoside (Fingerhut), Phenolglycoside (Wei-den), Cumarine (Waldmeister), Senfole (Rettich, Senf)
7.3.6 Schleimstoffe
• mit Wasser aufschwellende Biopolymere (v.a. Polysaccha-ride)
• dienen als Abfuhrmittel oder zur Behandlung von Darm-beschwerden
• Bsp. Leinsamen, Malve, Lindenbluten
7.3.7 Scharfstoffe
• chemisch nicht einheitlich (z.B. Saureamide)• wirken auf Warme- und Schmerzrezeptoren• Verwendung bei Muskel- und Gelenkschmerzen, Pfeffer-
spray, Doping im Reitsport• Bsp. Capsaicin (Paprika, Chilli), Piperin (Pfeffer), Gin-gerol (Pfeffer), Gingerol (Ingwer)
7.4 Beispiele
1) Tollkirsche (Atropa bella-donna, Solanaceae): Alkaloide;Spasmen, Koliken, Augenmedizin
2) Stechapfel (Datura stramonium, Solanaceae): Alkaloide;Asthma, halluzinogen, Alternativmedizin
3) Bilsenkraut (Hyoscyamus niger, Solanaceae): Alkaloide;Narbenbehandlung, Krampfe, halluzinogen
4) Echter Tabak (Nicotiana tabacum, Solanaceae): Alkaloide;Raucherentwohnung (oral oder transdermal)
5) Echtes Johanniskraut (Hypericum perforatum, Hyperica-
ceae): Chinone; leichte bis mittelschwere Depressionen,Wunden und Schurfungen
6) Passionsblume (Passiflora incarnata, Passifloraceae): Fla-vanoide, Glycoside; beruhigend und sedierend
7) Roter Sonnenhut (Echninacea purpurea, Asteraceae):Atherische Ole, Flavanoide; Behandlung und Vorbeugungvon Erkaltungen
8) Pestwurz (Petasites hybridus, Asteraceae): Sesquiterpene;Migraneprophylaxe, Heuschnupfen
9) Wein-Raute (Ruta graveolens, Rutaceae): Atherische Ole,Flavanoide; Krampflosend, appetitanregend, Duft- undGewrzpflanze
10) Mistel (Viscum album): Glycoproteine; maligne Tumore,Hypertonie
11) Arnica (Arnica montana, Asteroideae): Atherische Ole,Flavanoide; Quetschungen, Verstauchungen, Insektensti-che
12) Wermuth, Absinth (Artemisia absinthium, Asteroideae):Bitterstoffe; Appetitanregend, Absinth (Fee Verte)
13) Roter Fingerhut (Digitalis purpurea, Plantaginaceae):Glycoside; Herzinsuffizienz, Herzrhythmusstorungen
14) Engelwurz (Angelica archangelica, Apiaceae): Bitterstof-fe, Atherische Ole; Blahungen, Schnupfen
15) Mutterkornpilz (Claviceps, purpurea, Clavicipitaceae, As-comycota): Alkaloide; Geburtshilfe, Migrane, Parkinson
8 Standorteigenschaften
Vorkommen von Pflanzen an einem bestimmten Standort istabhangig von physiologischen Moglichkeiten, Konkurrenz undVorkommen der Art in der Region.
8.1 Standortfaktoren
• Klima: Warmemenge und Niederschlag entscheidend
– atlantisch– kontinental– insubrisch
• Boden: Resultat von Verwitterung, Humusbildung, Ver-lagerung und Gefugebildung
– Nahrstoff- und Wasserspeichervermogen– Durchluftung– Abbaugrad der Streue– pH (Verfugbarkeit Spurenelemente)
• Relief: Neigung, Exposition• Lebewesen
– Tiere– Mikroorganismen– Pflanzen– Mensch
8.2 Okogramme
8.3 Okologische Zeigerwerte
Zeigerwerte werden in der Pflanzensoziologie benutzt. Zeiger-pflanzen sind solche, mit besonders extremen Werten. Auf einerSkala von 1 bis 5 werden angegeben:
• Feuchtezahl (F)• Reaktionszahl (R) = pH• Nahrstoffzahl (N)• Humuszahl (H)• Dispersitatszahl (D)• Lichtzahl (L)• Temperaturzahl (T)• Kontinentalitatszahl (K)
Art F R N
Schilf 5 3 3Polster-Segge 2 5 1Brennessel 3 3 5
8.4 Vegetation
8.4.1 Hohenstufen
• Gliederung entlang eines Hohengradienten, v.a. durchTemperatur
• definiert nach oberer Grenze bestimmter Baumarten
Stufe Baum muM
Kollin Eiche bis 600/900Montan Buche, Waldfohre bis 1200/1700Subalpin Fichte, Arve bis 1800/2400Alpin — uber 1800/2400
8.4.2 naturliche Vegetation im Tiefland
• meist uberall Laubmischwald• Walder verschieden in Hauptregionen
8.4.3 Ufervegetation von Seen
in zeitlicher Abfolge entwickelt durch organische Ablagerungen
8.4.4 Hochmoore
• Oberflache uber Grundwasserspiegel; von Regenwassergespiesen
• entwickelt sich meist aus Flachmoor oder verlandetenSeen (Torfmoose)
• braucht undurchlassigen Grund, genug Niederschlage undausreichende Warme und Vegetationszeitdauer
• extrem nahrstoffarm und sauer
8.4.5 Vom Menschen gepragt
Das Grunland ist durch landwirtschaftliche Nutzung oder Sied-lungstatigkeit entstanden. Wiesentypen sind von Feuchtigkeitund Pfelegemassnahmen wie Schnitt oder Dungung bestimmt.
• Fettwiese
– regelmassig gedungt– bis 6x geschnitten– artenarm
• Halbtrockenwiese
– extensiv genutzt; 1x geschnitten– nicht oder selten gedungt– arteinreich (50-70)
• Streuwiesen
– vernasster Boden– 1x geschnitten; Streue
• Weiden
– Frass und Tritt– keine hochwuchsigen Arten
Ackerbegleitflora
• Pionierstandort; oft 1-jahrige Arten• rund 100 Arten von Bedeutung• Erosionsschutz und Lebensraum fur Nutzlinge• viele seltene Arten
8.4.6 Charakter und Definitionsarten
kollin montan
nordliche Alpen Stiel- /Traubeneiche,Rotbuche
Rotbuche,Haselnuss, Tanne
Zentralalpen Flaumeiche Waldfohre,Haselnuss, Fichte
sudliche Alpen Kastanie,Eichenarten
Rotbuche,Haselnuss, Tanne