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 glebert@student.ethz.ch 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