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Phylogenie der Gefäßpflanzen


Nach molekularphylogenetischen Hypothesen beinhalten die Gefäßpflanzen, Kormophyta, drei Monophyla:

  • Bärlapppflanzen, Lycophyta
  • Farnpflanzen, Monilophyta
  • Samenpflanzen, Spermatophyta

Diese Gruppen sind aus unserem Phylogeniestammbaum, nach Pryer et al (2004) und Smith et al (2006) mit
Veränderungen, ersichtlich.

Phylogenetisches System der Farne (Pteridophyta)



Farne sind in den meisten Revieren des Tübinger Gartens zu finden. Mit den folgenden fünf Bildern zeigen wir Ihnen die wichtigsten Bereiche, in denen Farne reichlich vertreten sind:


Zum Studium der Farnvielfalt laden wir Sie in das Tropicarium des Tübinger Botanischen Garten ein. Image



Farne durchlaufen zweigestaltige (heteromorphe) Entwicklungsgänge, für die kleine, gametenbildende (Gametophyten) und selbständige, große, sporenbildende Individuen (Sporophyten) kennzeichnend sind. Im Gegensatz zu den Moosen sind in dieser Verwandtschaft im Verlaufe der Stammesgeschichte vielfältige Sporophyten entstanden. Ihnen liegt ein gemeinsamer Bauplan zugrunde, der auch den Samenpflanzen eigen ist:
Die Gliederung des Vegetationskörpers in Wurzel, Sproß und Blatt. Daher können Farne und Samenpflanzen als Kormophyten (Griech.: kormós - Baumstumpf, Stamm, Sproß; phytón - Pflanze) zusammengefaßt werden. Ihr aufrechtes Sproßwachstum erfordert eine erhöhte mechanische Stabilität. Dies wird durch einen deutlich verbesserten Zellwandchemismus erreicht. Neben Cellulose werden Lignine in die verholzende Zellwand eingelagert. Diese Phenylpropanderivate sind befähigt, dreidimensional vernetzte Strukturen aufzubauen und damit für die Zelle ein Exoskelett zu liefern. Verholzte Zellen werden bei höheren Pflanzen häufig in geometrisch regelmäßiger Art in den Sproß eingebaut, sodaß Festigungselemente, die an spezifische mechanische Belastungen angepaßt sind, entstehen. Wasser und Assimilate werden in Leitelementen befördert, die eine wohlgeordnete Zellstruktur aufweisen, und die im Verlaufe der Phylogenie der höheren Pflanzen in ihrer morphologischen Ausgestaltung charakteristischen Veränderungen unterlagen: Von der einfachen Protostele bis zur ringförmigen Anordung der Bündel bei zweikeimblättrigen Bedecktsamern.

Das Subtropenhaus ist besonders reich an Farnen. Hier finden Sie auch verchiedene Baumfarne. Image



Kormophyten haben zwei Blattbaupläne hervorgebracht, Mikro- und Megaphylle. Durch kleine, mikrophylle Beblätterung sind unter den Farnen die Schachtelhalme, Bärlappe, Brachsenkräuter, Moosfarne und Psilophyten, unter den Samenpflanzen die Koniferen ausgezeichnet. Demgegenüber sind die eigentlichen Farnkräuter (Filicatae), sowie die Palmfarne (Cycadeen) unter den Nacktsamern, und alle Bedecktsamer megaphyll beblättert. Dieser Bauplan hat zumindest für die überwiegende Zahl der Kormophytengruppen selektive Vorteile gebracht, indem die Assimilationskapazität durch große Blätter deutlich gesteigert werden konnte. Dies vermag die ungewöhnliche Überzahl heute lebender, megaphyller Arten zu erklären.

Reich an Farnen ist auch die Kanarenflora. Im Bild sehen Sie einen Ausschnitt des kanarischen Lorbeerwaldes mit Farnen im Unterwuchs. Image



Die Stammesgeschichte der Farne und der Nacktsamer ist durch Fossilien hinreichend gut belegt. Beide Gruppen lassen sich auf gemeinsame Vorfahren zurückführen. Diese waren ursprünglich gabelig verzweigte und blattlose Pflanzen, deren sporenbildende Organe (Sporangien) an den Sproßenden standen. In der Folge wurden durch vielfältige Bauplanabwandlungen Blätter vom mikrophyllen und megaphyllen Typ entwickelt, Sporangien an Blättern ausgebildet und diese nicht selten zu kompakten Ständen, den Blüten, zusammengelagert. Im Verlaufe der Farnphylogenie wurden neben isosporen (alle Sporen sind morphologisch gleich gebaut) auch heterospore Gruppen (kleine Mikrosporen und große Megasporen) evolviert. Bei nur fossil bekannten Samenfarnen (Pteridospermen) verblieben die Megasporen an den Mutterpflanzen und bildeten dort ihre Gametophyten und die Eizellen aus. Die Zygoten entwickelten sich bis zu Embryonen, die schließlich als Samen verbreitet wurden. Die Familiensystematik wird sehr unterschiedlich gehandhabt.

Im Freiland des Tübinger Botanischen Gartens sind in den meisten Revieren Farne angepflanzt. Eine eindrucksvolle Farnkollektion ist in der Ostasienabteilung zu finden. Im Bild sehen Sie das Revier der Farnfelsen. Image



Farne sind überwiegend schattenliebende Waldpflanzen mit reichhaltiger Artenvielfalt in den Tropen und Subtropen. Daneben wurde jedoch ein breites Spektrum ökologischer Anpassungen, z.B. von Arten an Trockenstandorten, alpinen Lagen oder sogar von Süß- und Brackwasserbiotopen, erreicht.

Im Alpinum des Tübinger Botanischen Gartens gibt es viele Nischen für Farne. Im Bild sehen wir das Silikatalpin mit reichlichem Farnbewuchs. Image




Erstellt von ubloss. Letzte Änderung: Mittwoch, 24. Oktober 2007 14:57:11 CEST by dlanderer.