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Eigenschaften und Bilder von nicht-vaskulären Pflanzen

Nicht-vaskuläre Pflanzen oder Bryophyten umfassen die primitivsten Formen der Landvegetation. Diesen Pflanzen fehlt das Gefäßgewebesystem, das für den Transport von Wasser und Nährstoffen benötigt wird. Im Gegensatz zu Angiospermen produzieren nicht-vaskuläre Pflanzen keine Blumen, Früchte oder Samen. Ihnen fehlen auch echte Blätter, Wurzeln und Stängel. Nicht-vaskuläre Pflanzen erscheinen typischerweise als kleine, grüne Vegetationsmatten, die in feuchten Lebensräumen vorkommen. Der Mangel an Gefäßgewebe bedeutet, dass diese Pflanzen in feuchten Umgebungen bleiben müssen. Nicht-vaskuläre Pflanzen weisen wie andere Pflanzen einen Generationswechsel und einen Zyklus zwischen sexuellen und asexuellen Fortpflanzungsphasen auf. Es gibt drei Hauptabteilungen von Bryophyten: Bryophyta (Moose),Hapatophyta (Leberblümchen) und Anthocerotophyta (Hornkraut).

 

Nicht-vaskuläre Pflanzeneigenschaften

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Das Hauptmerkmal, das nicht-vaskuläre Pflanzen von anderen im Königreich Plantae unterscheidet, ist ihr Mangel an Gefäßgewebe. Gefäßgewebe besteht aus Gefäßen namens Xylem und Phloem . Xylemgefäße transportieren Wasser und Mineralien durch die Pflanze, während Phloemgefäße Zucker (Produkt der Photosynthese. und andere Nährstoffe durch die Pflanze transportieren. Das Fehlen von Merkmalen wie einer mehrschichtigen Epidermis oder Rinde bedeutet, dass nicht-vaskuläre Pflanzen nicht sehr groß werden und normalerweise tief am Boden bleiben. Als solche benötigen sie kein Gefäßsystem, um Wasser und Nährstoffe zu transportieren. Metaboliten und andere Nährstoffe werden durch Osmose, Diffusion und zytoplasmatisches Streaming zwischen und innerhalb von Zellen übertragen. Cytoplasmatisches Streaming ist die Bewegung von Cytoplasma innerhalb von Zellen zum Transport von Nährstoffen, Organellen und anderen zellulären Materialien.

Nicht-vaskuläre Pflanzen unterscheiden sich auch von vaskulären Pflanzen (Blütenpflanzen, Gymnospermen. Farnen usw.) durch das Fehlen von Strukturen, die normalerweise mit vaskulären Pflanzen verbunden sind. In nicht-vaskulären Pflanzen fehlen echte Blätter, Stängel und Wurzeln. Stattdessen haben diese Pflanzen blattartige, stammartige und wurzelartige Strukturen, die ähnlich wie Blätter, Stängel und Wurzeln funktionieren. Beispielsweise haben Bryophyten typischerweise haarartige Filamente, sogenannte Rhizoide , die wie Wurzeln dazu beitragen, die Pflanze an Ort und Stelle zu halten. Bryophyten haben auch einen gelappten blattartigen Körper, der Thallus genannt wird .

Ein weiteres Merkmal nicht-vaskulärer Pflanzen ist, dass sie in ihren Lebenszyklen zwischen sexuellen und asexuellen Phasen wechseln. Die Gametophytenphase oder -generation ist die sexuelle Phase und die Phase, in der Gameten produziert werden. Männliche Spermien sind in nicht-vaskulären Pflanzen insofern einzigartig, als sie zwei Flagellen haben, um die Bewegung zu unterstützen. Die Gametophytengeneration erscheint als grüne Blattvegetation, die am Boden oder an einer anderen wachsenden Oberfläche haftet. Die Sporophytenphase ist die asexuelle Phase und die Phase, in der Sporen produziert werden. Sporophyten erscheinen gewöhnlich als lange Stiele mit sporenhaltigen Kappen am Ende. Sporophyten ragen aus dem Gametophyten heraus und bleiben an ihm haften. Nicht-vaskuläre Pflanzen verbringen die meiste Zeit in der Gametophytenphase und der Sporophyt ist für die Ernährung vollständig vom Gametophyten abhängig. Dies liegt daran, dass die Photosynthese im pflanzlichen Gametophyten stattfindet.

 

Moose

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Moose sind die zahlreichsten nicht-vaskulären Pflanzentypen. In der Pflanzensparte Bryophyta klassifiziert , sind Moose kleine, dichte Pflanzen, die oft grünen Vegetationsteppichen ähneln. Moose kommen in einer Vielzahl von Landbiomen vor, darunter in der arktischen Tundra und in tropischen Wäldern. Sie gedeihen in feuchten Gebieten und können auf Felsen, Bäumen, Sanddünen, Beton und Gletschern wachsen. Moose spielen eine wichtige ökologische Rolle, indem sie zur Verhinderung von Erosion beitragen, den Nährstoffkreislauf unterstützen und als Isolationsquelle dienen.

Moose nehmen durch Absorption Nährstoffe aus dem Wasser und dem Boden um sie herum auf. Sie haben auch vielzellige haarähnliche Filamente, sogenannte Rhizoide , die sie fest auf ihrer wachsenden Oberfläche gepflanzt halten. Moose sind Autotrophen und produzieren Nahrung durch Photosynthese. Die Photosynthese findet im grünen Körper der Pflanze statt, der als Thallus bezeichnet wird . Moose haben auch Stomata. die für den Gasaustausch wichtig sind , der zur Gewinnung von Kohlendioxid für die Photosynthese benötigt wird.

 

Fortpflanzung in Moosen

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Der Mooslebenszyklus ist durch den Generationswechsel gekennzeichnet, der aus einer Gametophytenphase und einer Sporophytenphase besteht. Moose entstehen aus der Keimung von haploiden Sporen, die aus dem Pflanzensporophyten freigesetzt werden. Der Moossporophyt besteht aus einem langen Stiel oder einer stielartigen Struktur, die als Seta bezeichnet wird, mit einer Kapsel an der Spitze. Die Kapsel enthält Pflanzensporen, die im reifen Zustand in die Umgebung freigesetzt werden. Sporen werden typischerweise durch Wind zerstreut. Sollten sich die Sporen in einem Bereich mit ausreichender Feuchtigkeit und Licht absetzen, keimen sie. Das sich entwickelnde Moos erscheint zunächst als dünne Masse grüner Haare, die schließlich zum blattartigen Pflanzenkörper oder Gametophor reifen .

Der Gametophor repräsentiert den reifen Gametophyten, da er männliche und weibliche Geschlechtsorgane und Gameten produziert. Die männlichen Geschlechtsorgane produzieren Sperma und werden Antheridien genannt , während die weiblichen Geschlechtsorgane Eier produzieren und Archegonie genannt werden . Wasser ist ein Muss für die Befruchtung. Spermien müssen zur Archegonie schwimmen, um die Eier zu befruchten. Befruchtete Eier werden zu diploiden Sporophyten, die sich aus der Archegonie entwickeln und herauswachsen. Innerhalb der Kapsel des Sporophyten werden durch Meiose haploide Sporen produziert. Sobald sie reif sind, öffnen sich die Kapseln und setzen Sporen frei. Der Zyklus wiederholt sich erneut. Moose verbringen den größten Teil ihrer Zeit in der dominanten Gametophytenphase des Lebenszyklus.

Moose können sich auch ungeschlechtlich fortpflanzen. Wenn die Bedingungen rau werden oder die Umgebung instabil ist, können sich Moose durch asexuelle Fortpflanzung schneller ausbreiten. Die asexuelle Fortpflanzung wird in Moosen durch Fragmentierung und Entwicklung von Gemmen erreicht. Bei der Fragmentierung bricht ein Stück des Pflanzenkörpers ab und entwickelt sich schließlich zu einer anderen Pflanze. Die Fortpflanzung durch Gemmenbildung ist eine andere Form der Fragmentierung. Gemmae sind Zellen, die in becherartigen Scheiben (Cupules) enthalten sind, die durch Pflanzengewebe im Pflanzenkörper gebildet werden. Gemmae werden verteilt, wenn Regentropfen in die Cupules spritzen und Gemmae von der Mutterpflanze wegwaschen. Gemmae, die sich in geeigneten Wachstumsgebieten niederlassen, entwickeln Rhizoide und reifen zu neuen Moospflanzen.

 

Leberblümchen

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Leberblümchen sind nicht-vaskuläre Pflanzen, die in die Abteilung Marchantiophyta eingeordnet sind . Ihr Name leitet sich vom lappenartigen Aussehen ihres grünen Pflanzenkörpers ( Thallus ) ab, der wie die Leberlappen aussieht . Es gibt zwei Haupttypen von Leberblümchen. Blattleberkraut ähnelt stark Moosen mit blattartigen Strukturen, die aus der Pflanzenbasis nach oben ragen. Thallose Leberblümchen erscheinen als Matten grüner Vegetation mit flachen, bandartigen Strukturen, die nahe am Boden wachsen. Leberblümchenarten sind weniger zahlreich als Moose, kommen aber in fast jedem Landbiom vor. Obwohl in tropischen Lebensräumen häufiger anzutreffen, leben einige Arten in Gewässern, Wüsten und Tundra-Biomen. Leberblümchen bevölkern Gebiete mit schwachem Licht und feuchtem Boden.

Wie alle Bryophyten haben Leberblümchen kein Gefäßgewebe und nehmen durch Absorption und Diffusion Nährstoffe und Wasser auf. Leberblümchen haben auch Rhizoide (haarähnliche Filamente), die ähnlich wie Wurzeln funktionieren, indem sie die Pflanze an Ort und Stelle halten. Leberblümchen sind Autotrophen, die Licht benötigen, um durch Photosynthese Nahrung herzustellen. Im Gegensatz zu Moosen und Hornwurzeln besitzen Leberblümchen keine Stomata, die sich öffnen und schließen, um Kohlendioxid zu erhalten, das für die Photosynthese benötigt wird. Stattdessen haben sie Luftkammern unter der Oberfläche des Thallus mit winzigen Poren, um einen Gasaustausch zu ermöglichen. Da sich diese Poren nicht wie Stomata öffnen und schließen können, sind Leberblümchen anfälliger für Austrocknung als andere Bryophyten.

 

Fortpflanzung in Leberblümchen

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Wie andere Bryophyten weisen Leberblümchen einen Generationswechsel auf. Die Gametophytenphase ist die dominierende Phase und der Sporophyt ist für die Ernährung vollständig auf den Gametophyten angewiesen. Der pflanzliche Gametophyt ist der Thallus , der männliche und weibliche Geschlechtsorgane produziert. Männliche Antheridien produzieren Sperma und weibliche Archegonien produzieren Eier. In bestimmten Thallose-Leberblümchen befindet sich die Archegonie in einer schirmförmigen Struktur, die als Archegoniophor bezeichnet wird .

Für die sexuelle Fortpflanzung wird Wasser benötigt, da die Spermien zur Archegonie schwimmen müssen, um die Eier zu befruchten. Ein befruchtetes Ei entwickelt sich zu einem Embryo, der zu einem Pflanzensporophyten wächst. Der Sporophyt besteht aus einer Kapsel, in der sich Sporen befinden, und einer Seta (kurzer Stiel). Sporenkapseln, die an den Enden der Seta befestigt sind, hängen unter dem regenschirmartigen Archegoniophor. Wenn sie aus der Kapsel freigesetzt werden, werden die Sporen durch Wind an andere Stellen verteilt. Keimende Sporen entwickeln sich zu neuen Leberblümchenpflanzen. Leberblümchen können sich auch ungeschlechtlich durch Fragmentierung (Pflanze entwickelt sich aus einem Stück einer anderen Pflanze) und Gemmae-Bildung vermehren. Gemmae sind an Pflanzenoberflächen haftende Zellen, die sich ablösen und neue Einzelpflanzen bilden können.

 

Hornwurzeln

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Hornwurzeln sind Bryophyten der Division Anthocerotophyta . Diese nicht-vaskulären Pflanzen haben einen abgeflachten, blattartigen Körper ( Thallus ) mit langen, zylindrisch geformten Strukturen, die wie aus dem Thallus herausragende Hörner aussehen. Hornwurzeln kommen rund um den Globus vor und gedeihen typischerweise in tropischen Lebensräumen. Diese kleinen Pflanzen wachsen in aquatischen Umgebungen sowie in feuchten, schattigen Landlebensräumen.

Hornwurzeln unterscheiden sich von Moosen und Leberblümchen dadurch, dass ihre Pflanzenzellen einen einzigen Chloroplasten pro Zelle haben. Moos- und Leberblümchenzellen haben viele Chloroplasten pro Zelle. Diese Organellen sind die Orte der Photosynthese in Pflanzen und anderen photosynthetischen Organismen. Hornblümchen haben wie Leberblümchen einzellige Rhizoide (haarähnliche Filamente), die die Pflanze an Ort und Stelle halten. Rhizoide in Moosen sind vielzellig. Einige Hornwurzeln haben eine blaugrüne Farbe, die Kolonien von Cyanobakterien (photosynthetischen Bakterien. zugeschrieben werden kann, die im pflanzlichen Thallus leben.

 

Fortpflanzung in Hornwurzeln

Hermann Schachner / Wikimedia Commons / Public Domain

 

Hornwurzeln wechseln in ihrem Lebenszyklus zwischen einer Gametophytenphase und einer Sporophytenphase. Der Thallus ist der pflanzliche Gametophyt und die hornförmigen Stiele sind die pflanzlichen Sporophyten. Männliche und weibliche Geschlechtsorgane ( Antheridien und Archegonien ) werden tief im Gametophyten produziert. In männlichen Antheridien produziertes Sperma schwimmt durch die feuchte Umgebung, um Eier in der weiblichen Archegonie zu erreichen.

Nach der Befruchtung wachsen sporenhaltige Körper aus der Archegonie heraus. Diese hornförmigen Sporophyten produzieren Sporen, die freigesetzt werden, wenn sich der Sporophyt beim Wachstum von der Spitze zur Basis spaltet. Der Sporophyt enthält auch Zellen, die als Pseudoelater bezeichnet werden und dabei helfen, Sporen zu zerstreuen. Bei der Verbreitung der Sporen entwickeln sich keimende Sporen zu neuen Hornkrautpflanzen.

 

Zusammenfassung der wichtigsten Punkte

  • Nicht-vaskuläre Pflanzen oder Bryophyten sind Pflanzen, denen ein vaskuläres Gewebesystem fehlt. Sie haben keine Blüten, Blätter, Wurzeln oder Stängel und wechseln zwischen sexuellen und asexuellen Fortpflanzungsphasen.
  • Die primären Abteilungen von Bryophyten umfassen Bryophyta (Moose), Hapatophyta (Leberblümchen) und Anthocerotophyta (Hornkraut).
  • Aufgrund des Mangels an Gefäßgewebe bleiben nicht-vaskuläre Pflanzen typischerweise in Bodennähe und kommen in feuchten Umgebungen vor. Sie sind auf Wasser angewiesen, um Spermien zur Befruchtung zu transportieren.
  • Der grüne Körper eines Bryophyten ist als Thallus bekannt , und dünne Filamente, sogenannte Rhizoide , tragen dazu bei, die Pflanze an Ort und Stelle zu verankern.
  • Der Thallus ist der pflanzliche Gametophyt und produziert männliche und weibliche Geschlechtsorgane. Die Pflanze sporophyte Häuser Sporen , die, wenn gekeimt, in neue Anlagen entwickeln.
  • Die am häufigsten vorkommenden Bryophyten sind Moose . Diese kleinen, dichten Vegetationsmatten wachsen oft auf Felsen, Bäumen und sogar Gletschern.
  • Leberblümchen ähneln im Aussehen Moosen, enthalten jedoch gelappte, blattähnliche Strukturen. Sie wachsen in schwachem Licht und feuchtem Boden.
  • Hornwurzeln haben einen blattartigen Körper mit langen hornförmigen Stielen, die sich vom Pflanzenkörper aus erstrecken.

 

Quellen

  • „Bryophyten, Hornwurzeln, Leberblümchen und Moose – australische Pflanzeninformationen.“ Australian National Botanic Gardens – Botanisches Webportal , www.anbg.gov.au/bryophyte/index.html.
  • Schofield, Wilfred Borden. „Bryophyte.“ Encyclopædia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc., 9. Januar 2017, www.britannica.com/plant/bryophyte.

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