Bioheft - Zusammenfassung

Inhaltsverzeichnis:

Evolution:

1. Entstehung der Erde und des Lebens
1.1 Kosmisch-Planetarische Evolution
1.1.1 Alter der Erde
1.1.2 Aufbau der Erde
1.1.2.1 Erdkruste
1.1.2.2 Erdmantel
1.1.2.3 Erdkern
1.1.3 Herkunft des Lebens
1.1.4 Zusammensetzung der Erd-Ur-Atmosphäre
1.1.5 Energiequelle
1.2 Chemische Evolution
1.2.1 Begriffserklärung
1.2.2 Voraussetzungen
1.2.3 Reaktionen im Urmeer
1.2.4 Miller-Urey-Experiment
1.2.5 Koazervat-Hypothese
1.3 Biochemische Evolution
1.4 Biologisch-Organische Evolution
1.5 Psychosoziale Evolution

2. Evolutionstheorien
2.1 Carl von Linné (1707-1778)
2.2 Georges Cuvier (1769-1832)
2.3 Jean Bapiste de Lamarck (1744-1829)
2.4 Charles Darwin (1809-1882)
2.5 Hugo de Vries (1848-1935)

3. Erdgeschichte (Paläontologie)
3.1 Erd-Urzeit (Archaikum)
3.2 Erd-Frühzeit (Eozoikum, Algonkium)
3.3 Erd-Altertum (Paläozoikum)
3.3.1 Kambrium
3.3.2 Silur
3.3.3 Devon
3.3.4 Karbon
3.3.5 Perm
3.4 Erd-Mittelzeit (Mesozoikum)
3.4.1 Trias
3.4.2 Jura
3.4.3 Kreide
3.5 Erd-Neuzeit (Känozoikum)
3.5.1 Tertiär
3.5.2 Quartär
3.5.2.1 Pleitozän (Diluvium, Eiszeit)
3.5.2.2 Holozän (Alluvium, Nacheiszeit)

4. Hominidenevolution
4.1 Grundlagen
4.2 Beweise menschlicher Evolution
4.3 Beweiskräftige Einzelwissenschaften
4.3.1 (Vergleichende) Verhaltensforschung
4.3.2 Physiologie
4.3.3 Morphologie
4.4 Schlußfolgerungen
4.5 Fossile Frühformen der Primaten
4.5.1 Erstfunde
4.5.2 Tier-Mensch-Übergangsfeld (TMÜ)
4.5.2.1 ,,subhumane Phase"

Biologie (,,Lehre vom Leben")

Niels Bohr: ,,Das Erstaunen bleibt unverändert- nur unser Mut wächst, das Erstaunliche zu verstehen."

Biologie: - Einzellerkunde (Protozoo-, Protophytologie)

- Pflanzenkunde (Botanik)
- Tierkunde (Zoologie)
- Menschenkunde (Anthropologie)

Die Biologie versucht, Eigenschaften der Lebewesen wie etwa Gestalt, Struktur,

Formwandel und die Lebenserscheinungen in ihren regulatorischen, individuellen oder umweltlichen Beziehungen zu erkennen.

Methoden der biologischen Praxis:

1.) Beobachtung und Beschreibung
2.) Experiment
3.) Modellbildung: Nach Erfüllung der ersten beiden Punkte kann ein allgemeingültiges Modell abgeleitet werden.

Hippokrates: griechischer Arzt ca. 300 vor Christus · Er beobachtete Hühnerembryos. Aristoteles: griechischer Arzt ca. 350 vor Christus · Aufzeichnung von z.B.: Fischschuppen, Vogelfedern

Galenus: römischer Arzt ca. 150 nach Christus · Aufzeichnungen von Experimenten über die Funktion des menschlichen Harnleiters durch Abbinden und Lösen eines Drahtstückes beim lebenden Menschen.

Beispiel Vogelflug: Man hat versucht, die äußersten Federn eines Adlers aus Blech nachzubauen und hat damit experimentiert, bis das Blechstreifenmodell und das Original 100 % übereinstimmten. Das Modell wurde im Windkanal getestet.

Kriterien des Lebens:

Sonderstellung der Erde: * relativ gemäßigte Temperaturen

- geringe Amplitude (Abweichung) der Temperaturschwankungen
- Existenz einer Lufthülle
- Ein Großteil der Erdoberfläche ist wasserbedeckt

Das Leben ist an ,,Lebensträger" (Organismen) gebunden: * Pflanzen

- Tiere
- Menschen

Die Erforschung des Lebendigen ist die Aufgabe der Biologie; sie beschreibt die Eigenschaften der Lebewesen, ihre Struktur und ihre Funktion.

Lebenskriterien:

1.) Stoffwechsel

2.) Wachstum

3.) Fortpflanzung und Vermehrung:

- geschlechtliche
- ungeschlechtliche

4.) Bewegung

5.) Reizbarkeit

Evolution

1.) Entstehung der Erde und des Lebens

1.1 Kosmisch-Planetarische Evolution:

- Ursprung: gesamte Materie an einer Stelle konzentriert;
- vor rund 15 Mrd. Jahren: Urexplosion (,,Urknall", ,,big bang")
- Ausbreitung der hochverdichteten Materie Rotation, Gravitation,... · Zusammenballung zu Sonnensystemen;
- vor rund 5 Mrd. Jahren: Bildung der ,,Ursonne" und 8 Planeten; · Druck, Hitze, Meteoriten · Glutflüssigkeit der Erde;
- rund 600 Millionen Jahre später: Abkühlung · Erstarren der Erdoberfläche · Entwicklung der Uratmosphäre und des Lebens

1.1.1 Alter der Erde:

- nach Schätzungen etwa 4,6 Mrd. Jahre;

1.1.2 Aufbau der Erde:

- schalenförmig;
- Eisengehalt nimmt gegen das Erdinnere hin zu;
- der Erdradius beträgt 6.371 km;

1.1.1.2 Erdkruste:

- Oberkruste: 30-50 km ,,dünne" Haut; überwiegend aus Silicium/Aluminium bestehend · SiAl-Schichte

- Unterkruste: überwiegend aus den Elementen Silicium und Magnesium bestehend · SiMa-Schichte

1.1.2.2 Erdmantel;

- liegt im Tiefenbereich von etwa 50-2.900 km; besteht aus Silicium/Eisen/Magnesium · SiMaFe-Schichte

1.1.2.3 Erdkern:

- äußerer Erdkern: Tiefe von 2.900-5.000 km; flüssig (?); häufigste Element: Nickel/Eisen: NiFe-Schichte
- innerer Erdkern: Tiefe von 5.000-6371 km; fest (?);

1.1.3 Herkunft des Lebens:

- Spekulationen des Altertums, Mittelalters bis zur Neuzeit über beständige Urzeugung (Generato Sportanea)
- Aristoteles, u.a. berühmter Gelehrter des 17. Jahrhunderts:

Pflanzen entstehen aus Erde; Würmer aus Tau, faulendem Mist, Schlamm, Fleisch, Schweiß, trockenem Holz;

Wissensch. d. 17. Jhdts: Mäuse aus Weizenkleie, Ausdünst. getragener Hemden; Menschen aus Urohr

- älteste Formen und Spuren pflanzlichen Lebens: präkambrische Fossilien Südafrikas (3,1 Mrd. Jahre) und des kanadischen Schildes (1,9 Mrd. Jahre): ,,Gunflint-Iron- Formation":
- Eobacterium isolatum (Stäbchenbakterien)
- Archaeosphareoides barbertonensis (Blaualge) (Baberton = Archäologe)

1.1.4 Zusammensetzung der Erduratmosphäre:

vor 3 Mrd. Jahren völlig andere Zusammensetzung als heute:

- frei von Sauerstoff (O2) enthielt als anorganische Substanzen wahrscheinlich:
- Wasserstoff (H2)
- Ammoniak (NH3)
- Wasserdampf (H2O)
- Methangas (CH4)
- Cyanowasserstoff (HCN)
- Acetylengas (C2H2)

1.1.5 Energiequelle:

für energieverbrauchende Synthesen waren verfügbar: · UV-Strahlung der Sonne (kein Ozon-Schutzschild) · Wärme (durch Kompression bei der Erdverfestigung) · radioaktive Strahlung (Zerfall radioaktiver Elemente) · elektrische Entladungen (Blitze bei Gewittern)

1.2 Chemische Evolution:

1.2.1 Begriffserklärung:

chemische Evolution: abiotische Bildung organischer Stoffe, (Entstehung organisierter, gegen die Umwelt abgegrenzte, in Zusammensetzung und Aufbau chemisch komplizierte Gebilde, die sich selbst erhalten und ihre Art vermehren konnten).

1.2.2 Voraussetzungen:

- abiotische Synthese biochemisch wichtiger Substanzen (Übergang von unbelebter Materie zu primitiven Organismen als Molekülaggregate)
- Grundlagen sind vorhanden (Uratmosphäre, Energiequellen, Abkühlung der

Erdoberfläche unter 100° C

- Kondensierung des Wasserdampfes)
- sintflutartige Regenfälle
- Gesteinsauslaugung
- Konzentrationsanstieg organischer Substanzen (Salze) im ,,Urmeer"
- Energieeinwirkung (vor allem UV-Strahlung)
- Spaltung von Methangas
- Bildung erster Kohlenwasserstoffe
- Entstehung von Alkoholen, Aldehyden und organischen Säuren (z.B. Ameisensäure).

1.2.3 Reaktionen im Urmeer:

a) Reaktionen organischer Säuren mit N-Verbindungen zu:

- Aminosäuren (20 sind derzeit bekannt; 8-9 bis zu Pubertät essentiell, dann 8)
- organische Basen (Adenin Guanin, Thymin, Cytosin, Uracil)
- einfache Proteine (AS · Di-, Tri-, Polypeptide)

b) Reaktionen von Aldehyden (Kalk als ,,Katalysator") zu einfachen Zuckern · weitere Abkühlung der Erde (Temperatur = 40-60 ° C)

- Polymerisation (Koagulation = Denaturation) hochmolekularer Nukleinsäuren und energieliefernder Substanzen: AMP, ADP, ATP (Adenosinmono-, di-, triphosphat) (das ATP ist der wichtigste Energielieferant!)

1.2.4 Miller-Urey-Experiment:

Stanley Miller (1952): experimenteller Nachweis der Theorie, daß in einer Atmosphäre von Methan, Ammoniak, Wasserdampf und Energieeinwirkung (elektrische Entladung) ,,Bausteine des Lebens" (AS, Vorstufe von Eiweißmolekülen) entstehen (geschlossenes System in einer Glasapparatur);

Synthese von Aminosäuren

(Apparat von Miller und Urey)

1.2.5 Koazervat-Hypothese:

Oparin (1924): in der ,,Ursuppe des Lebens" entsteht ein Gemisch mit protoplasmaähnlicher Zusammensetzung (Riesenmoleküle in einer hochverdünnten

Lösung) · Konzentrationströpfchen (,,Koazervate") mit Membran-Grenzschicht (von der umgebenen Flüssigkeit getrennt aber trotzdem mit ihr im Gleichgewicht) · erste primitive Form des Stoffwechsels!

1.3 Biochemische Evolution:

- Fortsetzung der Überlegungen
- ,,stoffwechselbegabte Tröpfchen" sind ständigem Wachstum und Zerfall in Teilstücke unterworfen
- Auslese (Selektion) der besser adaptierten Formen zu ,,zelligen Eobionten";
- Zellaggregate enthielten bereits Nuklein (Kern-) säuren
- Änderungen des genetischen Materials (Mutation/Rekombination) · Sicherstellung des Evolutionsverlaufes!
- Umstellung der Energieausnutzung auf Photosynthese, Umschlag von reduzierender auf oxidierender Atmosphäre · Ursache für Übergang von bakterienähnlichen Formen zu Blaualgen und niedrigen Pflanzen (vor rund 2 Mrd. Jahren)
- Sauerstoffanreicherung · Atmungsprozesse (Energieausbeute: Atmung bringt 20 * mehr ATP als Gärung)

1.4 Biologisch-Organische Evolution:

- Entwicklungsstufe vor rund 1,5-1,3 Mrd. Jahren;
- Ausbildung von echten Zellen (+ Zellkern und Protoplasma); Prokaryota werden von Eukaryota abgelöst · Entwicklungsexplosion bis zu den Säugetieren und zum Menschen.

1.5 Psycho-Soziale Evolution:

- letzte Stufe der Evolutionsreihe: Auswirkungen des menschlichen Handelns (positives/negatives Eingreifen) in seine Umwelt;
- Beginn der psycho-sozialen Evolution: vor rund 25-30 Mill. Jahren, Zeitraum des TierMensch-Übergangsfeldes (TMÜ)

2. Evolutionstheorien/ Entstehung der Arten

- die Entstehung der Erde, Pflanzen, Tiere, Menschen beschäftigte Theologen, Philosophen, Naturwissenschaftler seit langer Zeit · man glaubte an den Schöpfungsakt (Bibl. Schöpfungsbericht)

2.1 Carl von Linné (1707-1778):

- schwedischer Arzt und Botaniker
- begründete die ,,Theorie der Konstanz der Arten": Arten haben sich seit Beginn der

Welt und des Lebens nicht geändert, versteinerte Lebewesen (Fossilien) sind Spielereien der Natur.

- erstellt 1753 das ,,Systema naturae":
- binäre Nomenklatur sämtlicher Lebewesen (8500 Pflanzen/4200 Tiere)
- Doppelname: Gattungs- (Genus) und Artname (Species)
- erste wissenschaftliche Systematik von Tieren und Pflanzen;
- Großteils heute noch international gültige Nomenklatur, z.B.:

Felis leo (lat. Löwe) Gentiana lutea (lat. Gelber Enzian)

Felis tigris (lat.Tiger) Solanum tuberosum (lat. Kartoffel)

Felis domesticus (lat. Hauskatze) Juglans regia (lat. Walnuß)

Definition des Artbegriffes (Spezies):

- Species: Gruppe morphologisch gleicher Individuen, die fruchtbar miteinander

kreuzbar fortpflanzungsfähig sind und von Individuen anderer Species durch eine natürliche (genetische) Schranke getrennt sind; die Nachkommen sind wieder Vertreter dieser Art.

Definition des Gattungsbegriffes (Genus):

- Genus: ist lediglich eine systematische Einheit, in der mehrere, morphologisch ähnliche Arten zusammengefaßt sind.

2.2 Georges Cuvier (1769-1832):

- Stuttgarter Zoologe; gilt heute als Begründer der Paläontologie; · strenger Verfechter der Artenkonstanz;
- Begründer der ,,Katastrophentheorie" (,,Sintfluttheorie"): Am Ende jedes geologischen Zeitalters wird das gesamte Leben durch Umwandlung der Erdoberfläche vernichtet und im folgenden Zeitalter wieder erneuert und verbessert.

2.3 Jean Bapiste de Lamarck (1744-1829):

- vertritt in ,,Philosophie zoologique" (1809): die ,,Urzeugung des Lebens" und die ,, Theorie der Vererbung erworbener Eigenschaften" (,,Evolutionstheorie", ,, Lamarckismus"): Pflanzen und Tiere verändern sich im Laufe der Erdgeschichte und passen sich Umweltgegebenheiten an. Die erworbene Anpassung wird an die Nachkommen weitervererbt (ohne Beweis!)

2.4 Charles Darwin (1809-1882):

- ,,On the orgin of species by means of natural selection" (1859):
- ,,Abstammungslehre" (,,Selektionstheorie", ,,Darwinismus"): Jede Pflanzen- und

Tierart erzeugt wesentlich mehr Nachkommen, als zur Arterhaltung notwendig wären; im ,,Kampf ums Dasein" überleben jene; welche aufgrund erblicher Unterschiede besser an die Umwelt angepaßt sind (entspricht Selektionsvorgang).

2.5 Hugo de Vries (1848-1935):

- einer der drei Wiederentdecker der Mendel'schen Erbgesetze
- Begründer der ,,Mutationstheorie": Erbliche Unterschiede zwischen den Nachkommen einer Art können sprunghaft auftreten.

Mutation: plötzlich auftretende Erbveränderung (ausgelöst z.B.: durch Röngten-/UV-

Strahlung, Chemikalien, ); meist nachteilig für den Organismus (z.B.: Chlorophyllmangel, Albinismus, ); bei (seltenem) Mutationsvorteil · Weiterentwicklung durch Selektion.

Muller: erstmals künstliche Mutation ausgelöst; 1946: Nobelpreis.

- Selektions- und Mutationstheorien bilden die Grundlage der heutigen Abstammungslehre.
- Ursache der Entstehung neuer Arten ist die Mutationsfähigkeit und die damit verbundene Variabilität.
- Anpassungen an die Umwelt erfolgen passiv, zufällig und über lange Zeiträume.
- das Selektionsprizip ist nur der Regulator im Mutationsgeschehen; nachteilige Formen verschwinden.

3.) Erdgeschichte (Paläontologie)

Die Entwicklung der Lebewesen und der historische Ablauf der Evolution sind zentrale Themen der Paläontologie.

3.1 Erd-Urzeit (Archaikum, Azoikum):

Dieser Zeitabschnitt beginnt mit der Bildung einer festen Erdkruste (vor ca. 4,7 Mrd. Jahren) und dauert bis zur Entstehung des ersten Lebens (vor ca. 3,5 Mrd. Jahren). Fossilien dieses ältesten geologischen Zeitalters sind nur sehr spärlich bekannt und, aufgrund fehlender Bedingungen zu einer Fossilienbildung, zum Teil sehr umstritten. Geologisch fällt in diese Zeit die Bildung der Urgesteine oder Urgebirge aus Granit, Gneis, Basalt und kristallinen Schiefern beziehungsweise der Aufbau der Urkontinente (Kratone).

3.2 Erd-Frühzeit (Eozoikum, Algonkium):

Dieser Zeitabschnitt beginnt mit der angenommenen Entstehung des Lebens und dauert über 500 Millionen Jahre bis zum Auftreten der ersten Fossilien.

Die Lebewesen waren völlig auf das Meer beschränkt:

- Pflanzen traten, als Vorläufer der Algen, in Form von kalkschaligen Blaualgen auf;
- Tiere in Form von freibeweglichen Geißeltierchen (Flagellaten) von denen sich die

Urformen (Spongia, Porifera) der wirbellosen Tiere ableiten lassen, z.B.:

Strahlentierchen (Radiolarien) und Schwämme mit Kieselskeletten, deren Ablagerungen mächtige schlammschichten im Indischen und Stillen Ozean bilden.

3.3 Erd-Altertum (Paläozoikum):

Dieser Zeitabschnitt beginnt vor 570 Millionen Jahren und dauert ca. 250 Millionen Jahre; er ist durch das Auftreten von ,,Fossilien" belegbar (eine Voraussetzung dafür ist die Ausbildung ,,harter Baumaterialen", wodurch überdauerndes Fundmaterial zum Evolutionsverlauf vermittelt wird).

- Fossilien sind überlieferte Reste und Spuren vorzeitlicher Lebewesen der Pflanzen- und Tierwelt, wodurch die Entwicklung des Lebens auf der Erde belegt werden kann (z.B.: Reste von Tier- und Pflanzenkörpern, Knochen, Schalen, Abdrücke in Gesteinen, Versteinerungen, Einschlüsse in geeigneten Materialien wie Schlamm, Harze, Bernstein, )
- Leitfossilien sind Organismen, die nur kurze Zeit gelebt haben, aber massenhaft und weltweit verbreitet waren und für bestimmte Gesteinschichten (bestimmte Abschnitte der Erdgeschichte) charakteristisch waren, daher eine weite horizontale, aber nur geringe vertikale Verbreitung in den geologischen Schichtenfolgen aufweisen. Die zeitliche Einteilung des Paläozoikum erfolgt üblicherweise folgendermaßen: · Kambrium (nach Ablagerungen auf der Halbinsel Wales = Cambria), · Silur (nach dem keltischen Volksstamm ,,Silurer"),
- Devon (nach der Grafschaft ,,Devonshire"),
- Carbon (carbo, -onis lat. Kohle),
- Perm (nach einer Stadt im Vorland des Urals).

3.3.1 Kambrium:

Im Kambrium entfaltet sich in den weltweiten Flachmeeren eine reiche Algenflora (z.B.: kalkschalige Meeresschlauchalgen); Viele wirbellose Tiere besiedeln den Meeresboden und beginnen Schalen zu entwickeln (Muscheln, Schnecken, Kiesel- und Kalkschwämme) z.B.: Formaminiferen (Amöben mit perforiertem Kalkgehäuse); ca. 2500 Tierarten sind bekannt; Leitfossilien des Kambriums sind Trilobiten(Dreilappkrebse): hochentwickelte Meeresbewohner mit Facettenaugen, Fühlern, Schwimm- und Laufbeinen, 1-70 cm groß, chitingepanzert und deutlicher Segmentierung in Kopf-, Rumpf- und Schwanzschild.

3.3.2 Silur:

- Untersilur (Ordovicium): Leben auf das Meer beschränkt; · Obersilur (Gotlandium): Übergang zum Landleben;

Rot-, Grün- und Braunalgen bilden die Meeresflora; aufgrund des sinkenden

Wasserstandes erfolgt der Übergang zum Leben an Land; im Obersilur tritt die erste

Sumpf- und Landpflanze Rhynia (Merkmale: horizontaler Wurzelstock, aufrechte 50 cm hohe Gabelsprosse, einfache Spaltöffnungen, Leitbündel) auf;

An Tieren besiedeln zahlreiche Wirbellose (ca. 26.000 Arten) das Meer: Korallen,

Seelilien, Seesterne, Schlangen- mitgeradem Aufbau (Orthoceras) oder spiralig- aufgerolltem Horn (Nautilus, das ,,Perlboot", ein lebendes Fossil), wobei die Länge des Gehäuses bis zu 4,5 m betragen konnte.

Im Obersilur treten Riesenskorpione (bis zu 2,5 m Länge) und Panzerfische (mit Kiefern, Außenpanzerung, paarigen Flossen) auf.

3.3.3 Devon:

Sumpflandschaften prägen die Erdoberfläche: Nacktfarne, Moose, Bärlappe und Schachtelhalme erreichen baumartige Größe (bis 8 m hoch); die Vorläufer der Samenpflanzen (Nacktsamer) entstehen;

An Wassertieren sind Knorpelfische (Haie) und Lungenfische (an das Leben in austrocknenden Gewässern angepaßt) typisch; z.B.: Quastenflosser, die zu primitiver Amphibien überleiten (Urlurche legen Eier ins Wasser ab, Larven haben Kiemenatmung, adultes Tier Lungenatmung).

3.3.4 Kabon:

Bei gleichmäßig tropisch-feuchtem Klima entwickelt sich eine üppige Waldvegetation (3.000 Arten) mit Farnen, Schachtelhalmen und Bärlappgewächsen (baumartig, verholzt, bis 30 m hoch, 2 m Stammdurchmesser, korkähnliche dicke Rinde); typische Vertreter waren z.B.: der Schuppenbaum (Lepidodendron) und der Siegelbaum (Sigillaria);

Trilobiten und Panzerfische sterben aus; das Land bevölkert sich mit Riesenformen von Spinnen, Skorpionen, Tausendfüßern (bis 1 m lang), Libellen (70 cm

Flügelspannweite), ;

Tiefgreifende Klimaveränderungen gg. Ende des Karbon (es wird zunehmend trockener) begünstigen das erste Auftreten echter Reptilien (legen hartschalige Eier, die im warmen Sand ausgebrütet werden.

Geologisch betrachtet war das Karbon eine Zeit ausgedehnter Gebirgsbildungen; man nimmt an, daß Nordamerika mit Europa und Asien zu einem großen Nordkontinent verbunden war, dem im Süden eine große Landmasse, Südamerika, Afrika, Indien und Australien umfassend (Godwanaland), gegenübergestanden hat. Dazwischen lag das große, zentrale Mittelmeer, die Tethys.

Im Übergang zum Perm versinken durch Anhebung des Festlandes ausgedehnte Wälder im Sumpf; unter Luftabschluß und Gesteinsdruck entsteht in einem Inkohlungsvorgang Torf, Braunkohle und Steinkohle.

3.3.5 Perm:

Trockenes Klima mit ausgeprägten Jahreszeiten (manifestiert durch die Ausbildung von Jahresringen im Holz) fördert die Entwicklung der ersten Nadelbäume (Trockenschutz und Winterruhe begünstigen die Besiedelung ausgedehnter Bereiche); Im Bereich der Tierwelt treten die Riesenformen der Insekten und die Amphibien zurück; die Reptilien entfalten sich in drei Gruppen weiter:

- Reptilia: die eigentlichen Reptilien;
- Theromorpha: die Vorfahren der heutigen Beutel- und Säugetiere;
- Sauromorpha: die Vorfahren der heutigen Kriechtiere und Vögel;

In dieser Zeit entstanden durch Austrocknung von Meeresarmen riesige Salzlagerstätten in Deutschland (Halle/a.d. Saale) und Österreich (Hallein, Bad Hall, ). Auch geologisch bedeutsame Kohlelagerstätten in China, Australien, Südafrika und Südamerika entstehen in dieser Epoche.

3.4 Erd-Mittelzeit (Mesozoikum):

Beginn: vor ca. 225 Mill. Jahren; Dauer: ca. 150 Mill. Jahre;

- paläozoische Organismen sind fast völlig ausgestorben; der Übergang zum heutigen Entwicklungszustand der Organismen wird eingeleitet.
- evolutiver Schritt der Landeroberung
- Reptilienentwicklung aus verschiedenen

Hauptästen der Lurche; kein ,,Urreptil" ! · Eier mit Dottervorrat, Eiablage und Fortpflanzung an Land; · Schildkröten, Eidechsen, Schlangen, Krokodile, Brückenechse; Blütezeit der Dinosaurier in Jura und Kreide.

3 Hauptabschnitte des Mesozoikums:

- Trias (griechisch: ,,Dreiheit"; Unter-, Mittel- und Obertrias) · Jura (Schweizer Gebirge; Lias, Dogger, Malm) · Kreide (Kalk-Kreidefelsen; Unter- und Oberkreide)

3.4.1 Trias:

Klima: heiß-trocken, mit Jahreszeitenwechsel (Jahresringe!) · Entwicklung der Nacktsamer (Gymnospermen-) Gruppen:

- Cycadeen (Übergangsformen von Farnen zu Nacktsamern; z.B.: Cycas Revoluta)
- Bennettiteen (Übergangsformen von Nacktsamern zu Bedecktsamern (Angiospermen))
- Coniferen (heutige Nadelhölzer)

Leitversteinerungen: Schwämme, Muscheln, Hexakorallen und · Ammoniten (Kopffüßer) Wirbeltierentwicklung: Entwicklung einer mächtigen Reptilienfauna, z.b.: Krokodile, Schildkröten, Land- und erste Flugsaurier (gegen Ende des trias)

3.4.2 Jura:

- Grundzüge der Flora bleiben weitestgehend unverändert und erstrecken sich gleichmäßig über große Teile der Erde;
- Entwicklung der Tierwelt: Schwämme. Korallen, Schnecken, Muscheln und Radiolaren fungieren als Riffbildner Leitfossilien: Vertreter der Cephalopoda
- Ammoniten 8mit spiralförmig eingerolltem, kalkhaltigem Außengehäuse)
- Belemniten (mit geradem Innenskelett; oft ist nur das Rostrum, der ,,Donnerkeil", erhalten; das Phragmakon ist kaum fossilienfähig)

Weiterentwicklung diverser Insektengruppen: Heuschrecken, Schaben, Libellen, Käfer, Schmetterlinge;

Wirbeltiere (Vertebrata): Haie, Rochen, Lurche (vor allem Frösche) und Reptilien in enormer Formenfülle · Riesenformen der Saurier;

- Ichthyosaurier (Fischechsen): z.B.: Stenopterygius: 5 m lang, Ruderschwanz und Ruderbeine, Polydactylie und Polyphalangie, riesige Lungen; Telesaurus (Meereskrokodil);
- Plesiosaurier (Ruderechsen): sehr langer Hals (28-50 Wirbel); Polyphalangie (bis 30 Fingerglieder), ohne typischen Fischschwanz;
- Dinosaurier (Schreckechsen): Brontosaurus (Donnerechse, 22 m Körperhöhe) oder Diplodocus (27 m Körperhöhe); vor allem Pflanzenfresser, Körpergewicht bis 40 t, Gehirngewicht: 0,5 kg
- Petrosaurier (Flugsaurier): z.B.: Pterodactylus, Pteranodon: Flughäute zwischen

Körper und 4 Finger, 8 m Flügelspannweite zum Gleit- und Segelflug · größte Flieger der Erdgeschichte

- Tyrannosaurier (Raubsaurier): z.B.: Tyrannosaurus Rex: Elefantengröße, größter jemals lebender Fleischfresser

Vögel (Aves): Abstammung von kleinwüchsigen Dinosauriern: Zwischen- bzw.

Übergangsform: Urvogel Archaeopteryx: taubengroß, Fundort: Schiefergestein von Solnhofen (Deutschland),

- Vogelmerkmale: Federn, Krallen, Bein- und Beckenskelettbau;

- Reptilienmerkmale: bezahntes Kiefer, langes und gegliedertes Schwanzskelett, Knochenkranz um die Augen

Säugetiere (Mammalia): nur in primitiven Gruppen (Kloaken- und Beuteltiere) vertreten; Fundstümargin-top:0in;margin-right:0in;margin-bottom:0in;margin-left:13.05pt;margin-bottom:.0001pt;line-height:13.8pt;text-autospace:none;">

3.4.3 Kreide:

- klimatische Veränderungen (niedrigere Temperaturen als in Trias und Jura)
- großer Umschwung der Pflanzenwelt
- erstes Auftreten der Bedecktsamer (Angiospermen): Laubäume (Eiche, Nuß, Ahorn, Magnolie, und viele andere)
- neuse Vegetationsbild der Erde;

Tiere:

- massenhafte Verbreitung der Foraminiferen (Schalen bilden Hauptanteil der Schreibkreide); gesteinsbildende Schwämme, riffbildende KorallenMuscheln (Austern), Schnecken;
- Ammoniten, Belemniten und Riesenformen der Reptilien (außer rezente Gruppen: Schildkröten, Krokodile, Eidechsen) sterben am Ende der Kreide aus. Übergang zu Erdneuzeit (Känozoikum): rasche Entwicklung der Säugetiere (aus drei Gruppen ableitbar):
- Urhuftiere
- Urraubtiere
- Urnagetiere Geologie:
- Einsetzen der alpinen Gebirgsbildung · Entstehung der Rocky Mountains und der Anden

3.5 Erd-Neuzeit (Känozoikum):

Beginn: vor ca. 70 Millionen Jahren; Dauer: bis zur Jetztzeit

- Veränderung der Pflanzenwelt: charakteristisches Vorherrschen der Bedecktsamer (Samenanlagen im geschlossenen Fruchtknoten);
- Veränderungen der Tierwelt: auffällig rasche Entwicklung der Säugetiere; ihre Überlegenheit begründet durch:
- bessere Nahrungsausnutzung (Gebiss)
- Brutpflege (Sozialität)
- Klimaschutz (Fell, Warmblütigkeit)
- Gehirnzunahme

Geologie:

Rückzug des Meeres

- Vergrößerung der Landgebiete; Großgliederung der Erdoberfläche gleicht dem heutigen Bild der Erde.

Einteilung des Känozoikums:

- Tertiär (Name nach it. Bezeichnung ,,monti terziari")
- Alttertiär (Paläogen)
- Paläozän
- Eozän
- Obligozän
- Jungtertiär (Neogen) + Miozän
- Pliozän
- Quartiär (Name nach it. Bezeichnung ,,monti quartoni")
- Pleistozän (Diluvium), Eiszeit
- Holozän (Alluvium), Nacheiszeit

3.5.1 Tertiär:

- tropisch-subtropisch warmes Klima · Dominanz der Bedecktsamer (Lorbeer, Myrthe, Magnolie) und Nacktsamer (Palmen, Bambus); Temperaturabsenkung (Ende Tertiär) · heutige Vegetationsdecke (typische sommergrüne Mischwälder unserer Breiten); · Tiere: große, vielkammerige Foraminiferen (Nummuliten); Muscheln, Schnecken, Insekten (in Bernsteineinschlüssen), alle heutigen Fisch- und Vogelgattungen Weiterentwicklung der Säugetiere:

- Huftiere (Ahnenreihe der Pferde: fuchogr. Frühpferd);
- Raubtiere (Wölfe, Bären, Hyänen, Katzen, ,,Säbelzahntieger")
- Nagetiere
- Urwale
- Rüsseltiere (Dinotherium, Mastodon)
- Primaten (,,Herrentiere")
- Hominiden (Urmenschen)

3.5.2 Quartär:

Beginn: vor ca 2 Millionen Jahren (· keine großen Veränderungen!)

3.5.2.1 Pleistozän (Diluvium, Eiszeit)

- allgemeine Klimaveränderungen (Änderung der Erdbahn und Erdachse,

Polverlagerung; Eis a.d. Weltraum, Kontinentalveränderung?) · Senkung der

Jahresdurchschnittstemperatur · Bildung großer Inlandeismassen (Vergletscherung !), starke Niederschläge;

- im Gebiet der Alpen wechseln 4 Eiszeiten (glaziale Perioden) - Günz, Mindel, Riss, Würm - mit drei wärmeren, eisfreien Zwischenzeiten (interglaziale Perioden) ab. · Pflanzen mit charakteristischem Kälte- und Austrocknungsschutz: Edelweiß, Silberwurz, Polarweide, Zwergbirke, Gräser, Flechten, Moose;

- Glazialfauna: Mammut, Wollharnnashorn, Moschusochse, Riesenwurz, Höhlenbären sterben am Ende der Eiszeit wieder aus; Rentier, Schneehase, Gemse, Wildpferd, Murmeltiere, Steinbock, und vor allem die eiszeitlichen Menschen überleben;

3.5.2.2 Holozän (Alluvium, Nacheiszeit)

Beginn: vor ca. 10.000 jahren (Zeit der heutigen Gegenwart)

- Übergang zur Steppenflora; Steppenfauna (Ziesel, Murmeltiere, Hase) und Waldfauna (Hirsche, Rehe, Wildschweine)
- Ablagerung: Sand- und Schotterablagerungen (Sedimentationen in Seen und Meeren); Schotterterassen des Wiener Beckens (Arsenal-, Laaerbergterasse); Funde von Säugetierskeletten;
- Evolution des Menschen (und Beeinflussung seiner Umgebung); alluviale Menschen lebten in der jüngeren Steinzeit (Neolithikum)

4. Hominidenevolution:

4.1 Grundlagen:

Der ,,Mensch" läßt sich aus mehreren Blickwinkeln betrachten:

- Bau und Körperfunktion beweisen: der Mensch ordnet sich in den allgemeinen Entwicklungsgang aller Lebewesen ein;
- Der Mensch ist ein Vernunftwesen: indirekt feststellbar aufgrund seines Verhaltens und belegbar durch Fossilienfunde über Feuergebrauch, Werkzeuge, Begräbnisrituale,
- religiöser Aspekt: der mensch besitzt nach christlicher Auffassung eine Seele

4.2 Beweise menschlicher Evolution:

1809: J.B. de Lamarck: postituliert als Vertreter der Evolutionstheorie die Abstammung des Menschen am tierischen Ahnen;

1817: Darwin und Huxley: ,,Die Abstammung des Menschen" · Menschen, Menschenaffen, Affen, Halbaffen sin in die Ordnung der Primaten einzureihen.

4.3 Beweiskräftige Einzelwissenschaften:

4.3.1 (Vergleichende) Verhaltensforschung:

- wichtige Vertreter: Konrad Lorenz, I. Eibesfeld, O. König, H. Haas,
- liefert Erkenntnisse über soziale Beziehungen, Mutter-Kind-verhalten, Greifreflex von Säuglingen, Rangordnungen, mimische Muskulatur (Ausdruck seelischer Zustände: Lachen, Weinen, Aufregung, Wut);

4.3.2 Physiologie:

- beweist nahezu vollständige Übereinstimmung der Organ-gewebe- und Zellfunktionen;
- Fähigkeit zum Raum- und Farbsehen innerhalb der Primaten;

4.3.3 Morphologie:

- beweist Übereinstimmungen im Bauplan der Primaten: Gorilla, Schimpanse und

Mensch haben den gleichen Stirnhöhlenaufbau, 8 Handwurzelknochen, 32 Zähne

(identischeMolarenhöcker), gleichen Nierenbau und gleiche Skelettknochenanzahl,

4.4 Schlußfolgerungen:

- ,,Der Mensch stammt nicht vom Affen ab"; kein rezentes Wesen kann von einem anderen rezenten Lebewesen abstammen;

- rezente Menschen und rezente Affen haben gemeinsame vorfahren · die Ahnenreihe leitet sich von einer gemeinsamen Wurzel ab

4.5 Fossile Frühformen der Primaten:

4.5.1 Erstfunde:

- Zahlreiche Fund (Kieferreste, zähne) belegen erstes Auftreten von Primaten bereits für das Paläozän und das Eozän des Alttertiärs;
- an der gemeinsamen Ausgangsbasis stehen Halbaffen (heutiges Vorkommen: Südamerika, Madagaskar)
- Propliopithecus:
- hpts. Unterkieferreste und Zahnfunde belegen diesen Vertr. der Ausgangsbasis der Menschenaffen;
- Funde stammen vor allem aus El Fayum (Ägypten, Kairo);
- Proconcul (Dryopithecus):
- kleiner und menschenähnlicher als ein Schimpanse;
- Bewohner von Baumsteppen (· guter Läufer am Boden, keine Spezialisierung als Kletterer);
- ca. 500 Funde (ca. 25 Mio. Jahre alt), vor allem aus Ostafrika
- Ramapithecus:
- bereits ansatzweise aufrecht gehender Savannenläufer: + Funde aus Indien, Pakistan und China;
- Übergangsformen zum TMÜ

4.5.2 Tier-Mensch-Übergangsfeld (TMÜ):

4.5.2.1 ,,subhumane Phase":

- rund 600.000 Generationen andauernde Weiterentwicklung;
- zeitlich im Pilozän anzusetzender Entwicklungsabschnitt mit allen Vorraussetzungen endgültiger Hominisation (,,Menschwerdung");
- aufrechter (bipeder Gang);
- freigewordene Hand (für Werkzeuggebrauch, Verteidigung, );
- Leistungssteigerung des Gehirns

4.5.2.2 ,,humane Phase":

Histologie (Gewebelehre) der Kormophyta

cormos = Sproß,Stamm

Kormophyta = Sproßpflanzen Thallophyta = Lagerpflanzen

Evolution

Protophyta - Phycophyta - Mycophyta - Lichenes - Bryophyta - Pteridophyta - Spermatophyta

pflanzl. Algen Pilze Flechten Moose Farne höhere Pflanzen Einzeller

1. Grundlagen (Kormophyta)

Pflanzen der ,,Urzeit" sehr einfacher, primitiver Aufbau; die Evolution führte zu immer höher organisierten Formen · Zunahme der Anzahl spez. Zelltypen und Gewebesorten (einzellige, fädige Organismen der Urgeschichte · 70 - 80 spez. Zelltypen bei resistenten (= noch lebenden) Blütenpflanzen).

1.1 pflanzliche Zelltypen:

Reduktion dieser Zelltypen auf drei Grundformen:

1.1.1 Isodiametrische Zellen:

kubische Embryonalzellen; allseitiges gleichmäßiges Flächenwachstum; polyedrischer, kugelähnlicher Körper (gleicher Durchmesser in alle Richtungen) z.B.: Parenchymzellen (Füllzellen)

- kaum differenzierter Grundtyp v. isodiametrischen Dauerzellen · abgerundete Zellkanten
- hohe Turgorspannung (verleiht Stabilität und Festigkeit) · schwach verdickte und selten verholzte Zellwand Epidermiszellen:
- grenzen den Vegetationskörper nach ,,außen" hin ab
- einschichtige, flächige Zellen mit verdickter Außenwand
- lückenlos verzahnter Anschluß an Nachbarzellen (hohe mech. Festigkeit und Beanspruchbarkeit)

Steinzellen (Sklereiden) skleros = verhärtet

- bilden die harten Schalen von Nuß- und Steinfrüchten
- Entstehung: gleichmäßiges Dickenwachstum aller sek. Wände (deutliche Schichtung) · Protoplast stirbt nach Zellwandaufbau - extreme Druckfestigkeit der stark verholzten, englumigen Zellen

Drüsenzellen:

- lebende, plasmareiche Zellen mit großen Zellkernen
- Absonderung dictysomaler Sekrete (Schleim, Harz, Öl, Enzyme, Salz, Zucker, usw.) aus dem CP durch Zellwände nach außen oder in Zellzwischenräume (Interzellularen)

1.1.2 Prosenchymatische Zellen:

Spitzen- (Streckenwachstum · eindimens. Zellstreckung - faserförmige Zellen zur Festigung od. Stoffleitung) Wachstum beschränkt sich auf Zellenden: unipolar: bei Haaren und Pilzphyten, Pollenschläuchen bipolar: bei Wasser und Assimilationsleitungen ungegliederte Milchröhren:

- Entstehung aus einer Embryonalzelle (starkes Spitzenwachstum), polyenergide

Drüsenzellen mit einigen Metern Länge, z.B.: bei Wolfsmilchgewächsen, Oleander, Gummibaum, Feigenbaum

Haare (Trichome) trichos = Haar, Borste

- Entstehung: auswachsen einzelner Epidermiszellen · viele unterschiedliche Ausbildungsformen Kollenchymzellen:

kolla = Leim

- lebens- und wachstumsfähige Stützelemente in jüngeren, aber auch erwachsenen Pflanzen

- Zellulose- oder Pectinschichten verstärken die Ecken (Eckenkollenchym), die Kanten (Kantenkollenchym) oder ganze Seiten (Plattenkollenchym) der Zellwände Sklerenchymzellen:

- tote, englumige, spindelförmige, lange Faserzellen

- regelmäßige Zellulosebeschichtungen verleihen der Pflanze hohe Zug- und Bindefestigkeit

Tracheiden:

- tote, röhrenförmige, englumige Wasserleitungselemente mit schräggestellten, stark getüpfelten Querwänden

- fehlender Turgor wird durch Wandverdickung ersetzt

1.1.3 Zellfusion:

Querwandauflösung hintereinander liegender röhrenförmiger Zellen · leistungsfähige Leitungssysteme (Zellfusion)

gegliederte Milchröhren:

- ungegliederten Milchröhren entsprechend

-Vorkommen: Löwenzahn, Schlafmohn, Gummibaum Tracheen:

- völlige Querwandaufhebung - meterlange, weitlumige (großer _) tote Röhren mit div. Wandverdickungen (Stabilität)

Siebröhren:

- lebende Zellen zum Transport von org. Stoffen (Assimilate)

- Transport zwischen Zellen durch quergestellte Siebplatten (Plasmodesmen)

Siebröhren sind nur 1- 2 Jahre tätig, sie werden später mit Kallose (Polysaccharid) verklebt.

1.2 Zelldifferenzierung und Spezialisierung

embryonale Zelle

Differenzierung Spezialisierung

Arbeitsteilung (bei höher entwickelten Pflanzen) Dauerzelle (bestimmte Funktion)

Gewebe:

- Fähigkeit zur Zellteilung verloren · Bildung einer Zentralvakuole

Einlagerung diverser Inhaltsstoffe: Zucker, Stärke, Eiweiß, Glycoside, Gerbstoffe, Salze, Farbstoffe

- Zellwandveränderung

Flächenwachstum der Primärwand Dickenwachstum der Sekundärwand

Einlagerungen: Verholzung, Verkorkung, Mineralisierung

1.3 Definition eines Gewebes

Gewebe sind feste Zellverbände, deren einzelne Zellen im Pflanzenkörper die gleiche Funktion erfüllen.

2. Einteilung der pflanzlichen Gewebe:

Zwei Hauptgruppen von Geweben an höheren Pflanzen unterscheidbar (nach evolutiven, morphologischen, physiologisch- funktionellen Kriterien)

- Bildungsgewebe · Dauergewebe

2.1 Bildungsgewebe (Meristeme)

merismo = wachsen

- Verbände leistungsfähiger Zellen (Teilungsaktivität fügt wachsender Pflanze ständig neues Gewebe hinzu; interimistische (= zwischenzeitliche) Inaktivität möglich · neues Gewebe differenziert sich zu diverser Dauergewebssystemen · meristematische Zellen haben embryonalen Charakter · Zellwand ist meist dünn (wenig Zellulose, viel Protopektin) · Zellkern ist relativ groß und zentral angeordnet · Vakuolisierungsgrad ist sehr gering außer im Kambium

Xylem (Holzteil)

mittelgrüne Schicht Kambium (ist Meristem) Phloem (Bastteil)

- Zellform ist isodiametrisch (außer prosench. Kambiumzellen) · Teilungsfähigkeit ist noch sehr hoch

- Zellverband schließt lückenlos aneinander

2.1.1 Urmeristeme (primäre Meristeme):

sind Bildungsgewebe, die sich unmittelbar von Embryonalgeweben ableiten

- Vegetationskegel: von einer apikalen (= an Spitze) Zellgruppe (,,Initialzellen") gehen ständig Gewebeteile in den Dauerzustand über
- Lage: an den Spitzen von Sprossen und Wurzeln (Scheitel-, Spitzen-, Apikalmeristeme der Vegetationspunkte/Vegetationskegel)
- Vorkommen vor allem bei Samenpflanzen (Spermatophyta)
- Scheitelzelle: nur eine Initialzelle dient der Gewebsbildung
- Vorkommen bei Thallophyta: drei mögliche Ausbildungsformen:
- einschneidige Scheitelzelle: fädige Gewebe (eindimensional wachsend) z.B.: Fadenalgen (Spyrogyra, Caladophora, Oscilladoria, )
- zweischneidige Scheitelzelle: flächig, keilförmiges Gewebe (zweidimensional wachsend) z.B.: einzelne Moosblättchen
- dreischneidige Scheitelzelle: körperhaft, tetraederförmige Gewebe (dreidimensional wachsend) z.B.: hohe Moose, Farnpflanzen ausrollen akroplatisches Wachstum akros = spitz
- Restmeristeme: unmeristematische, teilungsfähige Zellkomplexe im Dauergewebe · Merestemoide Einzelzeller oder kleinste Zellgruppen in funktioneller Position (z.B.: Bildungszellen von Stomata (= Spaltöffnung)/Trichome (= Haar)

2.1.2 Folgemeristeme (sekundäre Meristeme)

- Gewebe werden erst nach einer gewissen Ruhezeit aktiv oder
- entstehen als Neubildungen aus Dauerzellen, die embryonale Eigenschaften werden zurückgewonnen
- Zellform typisch langgestreckte, prosenchymatische Zellen
- Vorkommen Lateralmeristeme, z.B.: Kambium (Interfaszikular oder Zwischenbündelkambrium) Phellogen
- Funktion sek. Dickenwachstum von Sproßpflanzen/ Wurzeln zweikeimblättriger Pflanzen · Entwicklung baumartiger Gewächse (Zellbildung nach innen (Holzteil Xylem, aufsteigende Wasser und Nährstoffleitung) und nach außen (Bastteil Phloem, absteigender Assimilationsstrom)
- sek. Dickenwachstum nur bei zweikeimblättrigen (= Dikotylen) Pflanzen und Nadelhölzern, monokotyle Pflanzen haben kein sekundäres Dickenwachstum

Monokotyle Dikotyle Polykotyle

Monokotyledonae Dikotyledonae

Monokotyle:

Sämtliche Gräser (Getreide, Mais), Palmen,... Polykotyle: Nadelbäume

Dikotyle: alle restlichen

2.2 Dauergewebe (Somatische Gewebe):

- sind pflanzliche Zellverbände ohne Fähigkeit zur Zellteilung

- ausdifferenzierte Zellen sind meist wesentlich größer als Embryonalzellen · relativ plasmaarm (meist nur mit wandständiger Plasmaschicht) · mit großen Vakuolen ausgefüllt

- oftmals abgestorben und dann mit Wasser oder Luft gefüllt

Gewebesysteme

Gewebe der Sproßpflanzen (Kormophyta)

Grundgewebe, Ausscheidungsgewebe, Abschluß- bzw. Hautgewebesystem, Festigungsgewebe, Leitgewebesystem

2.2.1 Grundgewebe (Parenchym)

enchymateo = ausfüllen

- bildet die Füllmasse der einzelnen Organe im Pflanzenkörper
- erfüllt diverse Funktionen, anatomischer Bau sehr unterschiedlich
- von Abschlußgewebe umgeben und von Leitgewebe durchzogen
- ist eine Sammelbezeichnung für Dauergewebe unterschiedlicher Funktion, Herkunft und Erscheinungsbild einer Pflanze

Merkmale der Einzelzelle im Parenchym: · Grundform ist regelmäßig polyedrisch

- die Zellwände sind dünn, selten verdickt und/oder verholzt · Protoplast (dünner Plasmabelag) umschließt große Vakuolen · Spezialisierungsgrad sehr gering
- alle Arten von Plastiden kommen vor

Merkmale von ausdifferenzierten Zellzwischenräumen:

- viele lufterfüllte Interzellularen (Entstehung durch Auflösung der Mittellamelle; Zellen weichen auseinander; System fein verästelter Kanäle; zusammenhängende Interzellularensysteme; über Stomata mit Außenluft in Verbindung · Zellatmung · Turgoreszenz (pralle Füllung mit Zellsaft/Festigung des Pflanzenkörpers; Welken = Wasserverlust der Parenchyme)

Bei Schnittpflanzen werden Kapillaren verpilzt, beim Schneiden zieht sich der Wasserfaden zurück

2.2.1.1 Einteilung der Parenchyme nach ihrer Funktion:

Assimilationsparenchym (Chlorenchym):

- großer Chloroplastenreichtum · Photosynthese

- dünne Zellwände · rascher Gaswechsel (CO2/O2)

(Lage/Anzahl der Chloroplasten von eingestrahlter Lichtmenge abhängig) Speicherparenchym:

- Speicherung großer Mengen organischer Substanzen (Zucker, Stärke, Fett Protein,...) · Vorkommen: Früchte, Samen, Zwiebeln, Rüben, Knollen, Wurzeln, Wurzelstöcke (Rhizome), Getreidekörner (großzelliges Parenchym, Leukoplasten speichern Reservestärke)

- Sonderform: parenchymatisches Wassergewebe; Vorkommen bei Sproß- und Wurzelpflanzen (an Trockenheit angepaßt, z.B. Cactaceae, Euphorbiaceae (Wolfsmilchgewächse), Crassulaceae (Dickblattgewächse), Cucurbitaceae (Kürbisgewächse)

Durchlüftungsgewebe (Aerenchym):

- Sonderform des Grundgewebes: Interzellularräume bilden große Hohlraumsysteme · Funktion bei Transpiration und Gasaustausch

- Bedeutung der Aerenchyme für Wasserpflanzen (z.B. die Steuerparenchyme von

Binsen): Schwimmfähigkeit der Blätter an der Wasseroberfläche, Sauerstofftransport in den Rhizombereich

2.2.1.2 Einteilung der Parenchyme nach der Zellform:

Palisadenparenchym:

- langgestreckte, palisadenartig (säulenförmig) aneinandergereihte Zellen des

Assimilationsparenchyms (im Mesophyll (Mittelblatt) der Laubblätter)

- Sonderform: Armpalisadenparenchym (z.B. Pinus (Föhre), Sambucus (schwarzer Holunder)) mit kräftigen Zellwandleisten zur Oberflächenvergrößerung Schwammparenchym:

- Assimilationsparenchym mit großen, zusammenhängenden, schwammartigen

Interzellularräumen aus unregelmäßig geformten Einzelzellen. Vorkommen: auch im Mesophyll der Laubblätter

Sternparenchym:

- Sonderform eines Aerenchyms: Zellen zeigen durch örtlich begrenztes Wachstum der Zellwand armartige Auswüchse (z.B. Parenchym bei Juncus (Wasserlinse))

2.2.1.3 Einteilung nach der Lage (Topologie) in der Pflanze:

Rindenparenchym:

Epidermis

Zentralzylinder z.B. Karotte

Wurzelrinde (= Rindenparenchym)

- Parenchym zwischen Epidermis und Zentralzylinder, typische Form eines nicht spezialisierten Parenchyms

Markparenchym:

- Funktion als Speichergewebe, oft abgestorben, zentrale Lage im Mark einer Pflanze (z.B. das Holundermark)

Xylem- und Phloemparenchym einer Pflanze:

- mit Leitungselementen eng verknüpfte Parenchymzellen innerhalb der Leitbündel · dienen hauptsächlich dem Stoffaustausch; ohne Interzellularen · Holzparenchym wichtiges Speicherorgan in Bäumen/Sträuchern

2.2.2 Ausbildungs-, Eliminations- und Exkretionsgewebe:

- Pflanzen: keine Ausscheidung von Stoffwechselprodukten (Ausnahme: Laubwechsel, Abstoßung alter Rinde und Borke und unauffällige Abgabe gasförmiger Stoffwechselprodukte: CO2, O2, H2O)

- Ausscheidungsprodukte der Pflanzen sind:

- Exkrete: ausgeschiedene Stoffwechselschlacken ohne weitere Bedeutung für die Pflanze

- Sekrete: z.B. für Pflanzen nutzbare Assimilate, Drüsensekrete von insektenverdauenden Pflanzen

- Rekrete: durchlaufen unverändert die Pflanze (H2O, Cl-, Na+)

Unterscheidung nach anatomisch-topographischen Aspekten:

2.2.2.1 Interzellulare Elimination:

- Ausscheidungsprodukte verbleiben im Inneren der Zelle · protoplasmatische Absonderungen in die Vakuolen · der Protoplast stirbt anschließend meistens ab Ausscheidungsidioblasten:

idios= eigentümlich, seltsam

- Einzelzellen (Zellinhalt: ätherische Öle, Calciumoxalatkristalle, Gerbstoffe, Alkaloide, Harze, Schleime u.a. Substanzen)

Milchröhren:

- schlauchartig, verzweigt/unverzweigt, gegliedert/ungegliedert, Einzelzellen oder Zellfusionen

- Bildung und Transport milchartiger Emulsionen (Milchsaft, Latex)

- Vorkommen: z.B. bei Ficus (Gummibaum), Nerium (Oleander), Euphorbia

(Wolfsmilch), Cannabis (Hanf), Papaver (Mohn), Allium (Zwiebel), Musa (Banane),

Taraxacum (Löwenzahn), Hevea (Kautschukbaum), Chelidonium (Schöllkraut) Lysigene Exkretbehälter:

lysis= lösen

- Entstehung: Zellwandauflösung benachbarter Exkretzellen · Bildung größerer Exkretbehälter · Sammlung der ätherischen Öle

- in Schalen von Orangen und Zitronen, in Eukalyptusblättern

2.2.2.2 Extrazelluläre Elimination (Drüsen):

- Abgabe der Produkte durch Zellwand nach außen oder in Interzellularen · Drüsenzellen sind immer lebend, plasmareich und großkernig

Drüsenhaare:

- einzeln oder im Zellverband vorkommend mit Stielzelle und Drüsenköpfchen zur Exkretabsonderung

- Vorkommen: z.B. bei Lamiaceae (Lippengewächse), Primulaceae (Primelgewächse), Rosaceae,...

- schildförmige Ausbildung zu Köpfchenzellen: Drüsenschuppen

Hydathoden (Wasserdrüsen):

- feine, nicht regulierbare Öffnungen an Blatträndern und Blattspitzen · stehen mit Leitbündeln in Verbindung

- dient der Wasserausscheidung: Guttation

gutta= Tropfen (Wasserdampfabgabe bei Regenwaldpflanzen relativ gering (hohe

Luftfeuchte); da aber ohne Abgabe keine Nachleitung von Wasser erfolgt, wird dieses einfach in Tropfenform abgegeben)

2.2.3 Abschluß-, Hautgewebesystem:

- zelluläre Grenzschichten zwischen Organismus und Umgebung (äußeres

Abschlußgewebe) bzw. innerhalb des Organismus zwischen Zellkomplexen (innere Abschlußgewebe)

- Grenzschichtwirkung (je nach Pflanzenart, Organ, Umweltsituation):

- Abgrenzungsfunktion (extrem: Wachsüberzüge v. Xenophyten (xenos= trocken · Trockenpflanzen)

- Kontaktfunktion (extrem: Absorptionsgewebe der Rhizodermis) · primäres/sekundäres Abschlußgewebe (nur dikotyle Pflanzen)

2.2.3.1 Primäres, äußeres Hautgewebe (Epidermis):

- wichtigstes, meist chloroplastenfreies Abschlußgewebe der Pflanze; Umhüllung von Blättern, Sprossen, Wurzeln, Früchten, Samen,...

- vermittelt Stoffaustausch mit der Außenwelt (über Spaltöffnungen)

- einschichtiger, lückenloser Zellverband (keine Interzellularen)

- Seitenwände: wellig-gezackt · hohe mechanische Beanspruchbarkeit

- Außenwände verdickt, von Kutikula (cutis= Haut) (dünnes farbloses Häutchen mit Wachseinlagerungen) überzogen · fast wasser- und gasdicht

Ausnahmen: nicht kutinisierte Spaltöffnungszellen, Aussenwände von Hygro- (Wasserdampfatmosphäre; Feuchtpflanzen) und Hydrophyta, Wurzelepidermis (Rhizodermis)

- Einlagerungen diverser Substanzen (Kieselsäure, Schleime, Anthocyane)

- Hauptfunktion der Epidermis: mechanischer Schutz der Oberfläche, Kontrolle von

Gasaustausch und Wasserdampfabgabe

2.2.3.2 Sekundäres Hautgewebe (Periderm):

- einsetzendes, sekundäres (_) von Sprossen (Wurzeln) · Epidermis wird gedehnt (gesprengt) und zerstört · das primäre Abschlußgewebe wird durch ein sekundäres Hautgewebe ersetzt:

- Aktivierung eines Folgemeristems (Korkkambium, Phellogen (phellos= Kork)) · Bildung des mehrschichtigen Periderms: nach außen Kork (Phellem), nach innen chlorophyllhältige Rindenparenchymzellen (Phelloderm)

- Korkschichten: abgestorben, durch Gerbstoffe (Phlobaphene) mit bakteriziden/fungiziden Eigenschaften (rot) braun/grau gefärbt. Schichtdi>· Korkzellen: innen mit dicker Suberinschicht (suber= Kork · Korkstoff) belegt · Korkgewebe für Wasser und Gase nahezu undurchlässig

- Wundkallus: Bildung von Korkkambium nach Verletzung von Pflanzen zur

Verhinderung bakteriellen Befalls tieferliegender Gewebeteile

- Borke: sämtliche Gewebe außerhalb des Korkkambiums ( von Wasser- und

Nährstoffzufuhr vollkommen abgeschnitten (Abschilferung); Abtragungsformen: Ringel-, Streifen-, Schuppen- und Papierborke

Lentizellen:

(lens, -tis= Linse)

- linsenförmige Poren im Periderm (Korkwarzen)

- ermöglichen Gasaustausch innerer Pflanzengewebe mit äußerer Umgebung über lockeres Füllgewebe (viele Interzellularen sind an das Interzellularensystem des lebenden Gewebes angeschlossen)

- entsprechen der Spaltöffnung der Epidermis

- Entstehungsort: unterhalb v. Stomata der ehemaligen Epidermis

- makroskopisch als strich- oder papillenartige Erhebungen sichtbar, z.B. bei Sambucus Nigra (schwarzer Holunder), auf Früchten (als Punkt)

2.2.3.3 Anhangsgebilde (Derivate) der Epidermis

siehe nachfolgenden Zettel

Feldmethode zur Bestimmung von Anzahl und Öffnungsgrad der Stomata: · PAX-Methode:

Unterschiedlich viskose Flüssigkeiten (Paraffinöl, Alkohol, Xylol) werden auf die

Blattfläche geträufelt · es bilden sich einzelne, dunkel gefärbte Punkte bis Flächen, die, nach Vergleich mit Erfahrungswerten, eine ungefähre Abschätzung des physiologischen Zustandes der untersuchten Pflanze zulassen.

2.2.4 Festigungsgewebe:

- dient der Festigung und Elastizität von Pflanzenorganen (vor allem bei Landpflanzen mit starker Turgorspannung und bei mechanischer Beanspruchung windexponierter Getreidehalme und Blätter);

- die wirtschaftliche Ausnutzung dieser Eigenschaften erstreckt sich auf die Verwertung von Holz, Seilen, Textilfasern, usw

2.2.4.1 Kollenchym:

- Festigungsgewebe noch wachsender Pflanzenteile · Zellwände mit Zellulose- und Pektinauflagen:

an den Ecken der Zelle (Eckenkollenchym) an den Kanten der Zelle (Kantenkollenchym) an den Seiten der Zelle (Plattenkollenchym)

- Gewebe besteht aus lebenden Zellen · bildet lebens- und wachstumsfähige Stützelemente des Pflanzenkörpers

2.2.4.2 Sklerenchym:

(skleros= hart)

- Festigungsgewebe ausdifferenzierter Pflanzenteile

- besteht aus toten, langgestreckten, spindelförmigen Zellen

- Zellulosebeschichtungen in Schraubentextur · ausgewählte Pflanzenteile erreichen hohe Zug- und Biegefestigkeit

Steinzellen (Sklereiden):

- allseitig gleichmäßige Wandverdickungen der meist isodiametrischen Zellen · hohe Druckfestigkeit

- der Protoplast stirbt nach dem Aufbau der Zellwand ab

- Vorkommen: in den harten Schalen von Nuß- und Steinfrüchten, im Fruchtfleisch von Birnen

Sklerenchymfasern:

- spindelförmige, prosenchymatische Zellen (Länge (0,1-60 cm) · mit extrem hoher Biege- und vor allem Zugfestigkeit

- wirtschaftliche Verwendung: Produktion von Textilien aus Naturfasern (Hanf, Flachs, Jute), Herstellung des Blumenbindebastes (,,Raffia-Bast") der Gärtner und Floristen

2.2.5 Leit-, Stranggewebesystem:

- Leitungsgewebe durchziehen die gesamte Pflanze;
- Aufgabe: ,,Ferntransport" von Stoffen (Wasser, Nährstoffe, Assimilate) innerhalb des Pflanzenkörpers der Kormophyta;
- Leitgewebe erstmals evolutiv ab Pteridophyta auftretend · Zwei Arten des Transportes sind unterscheidbar:
- Transport des Wassers von der Wurzel bis zu den äußeren Blattspitzen im Xylem (Holzteil/ Gefäßteil)
- Transport der Assimilate in die Gegenrichtung (,,absteigender Assimilatsstrom") im Phloem (Bastteil/Siebteil)
- Zusammenschluß von Xylem und Phloem zu einer funktionellen Einheit · Leit-, Gefäßbündel mit unterschiedlicher Lage von Xylem und Phloem zueinander · konzentrische, kollaterale und radiäre Leitbündeltypen;

2.2.5.1 Xylem (Holzteil/Gefäßteil)

- Teil des Leitbündels zum Transport des aus dem Boden aufgenommenen Wassers inklusive der darin gelösten , meist anorganischen Stoffen
- Hadrom: Xylem ohne sklerenchymatische Festigungselemente · Aufbau (Zusammensetzung) aus folgenden 4 Zelltypen: Tracheen (Gefäße):
trachea = luftgefüllte Röhre
- Bezeichnung (,,Tracheen") von Atmungsorganen der Insekten abgeleitet (deren ,, Luftröhren" besitzen eine ähnliche Struktur)
- innerhalb der Pflanze wasserleitende Röhren, durch Auflösung der schrägen Querwände (Zellfusion) von hinter-/übereinander gereihten, langgestreckten

Einzelzellen entstanden · mehrere Meter lange Röhren mit abgestorbenen Protoplasten · Sekundärwände stark verdickt/verholzt · kein Kollabieren durch entstehenden Unterdruck bei starker Transpiration

Wandverdickungen: ring-, spiral-,netz-, leiter- oder tüpfelförmig; Tracheiden:

- wasserleitende Einzelzellen mit ähnlicher Struktur wie Tracheen · steile Schrägwände; tote Protoplasten; Wandverdickungen Laubbäume: Tracheen und Tracheiden

Nadelbäume: nur Tracheiden

Xylemparenchym (Holzparenchym/Leitparenchym):

- schützendes Parenchym zur Einbettung von Tracheen und Tracheiden · längliche, dünnwandige, lebende Zellen
- Funktion: Wasserleitung und Speicherung von Reservestoffen Libriformfasern (Holzfasern):
- lange, englumige, tote, bipolar zugespitzte Zellen
- Funktion: xylematische Stützelemente (Zellwände verholzt!)

2.2.5.2 Phloem (Bastteil/Siebteil)

- Teil des Leitbündels zum Abtransport der in den oberirdischen Teilen einer Pflanze produzierten Assimilate
- Leptom: Phloem ohne sklerenchymatischeFestigungselemente · Aufbau aus folgenden 4 Zelltypen:

Siebröhren:

- lebende, hochspezialisierte, röhrenförmige Zellen
- im ausdifferenzierten Zustand: Kern-, Dicytosomen- (Golchi-Apparat) und Ribosomen-frei
- Zellquerwände (,,Siebplatten") perforiert · direkte Verbindung benachtbarter

Protoplasten (über Plasmodesmen) ermöglicht die Weiterleitung organischer Stoffe (Assimilate)

- meist nur eine Vegetationsperiode funktionstüchtig, später mit Kallose verstopft · Unterbrechung des Stoffaustausches
- Farne und Nadelbäume: nur Siebzellen (prosenchymatische Einzelzellen) Geleitzellen:
- Siebröhren-,,begleitende", plasma- und mitochondrienreiche Zellen, plasmatische Verbindungen über Tüpfel und Plasmodesmen
- Funktion: Produktion von Enzymen zur Bildung von Assimilaten · typisch für Angiospermen; Nadelbäume: STRASBURGER-Zellen Bastparenchymzellen (Phloemparenchym):
- lebende, plasmareiche, parenchymatische, dünnwandige Zellen
- zur Einbettung von Siebröhren und Geleitzellen, zur Leitung/Speicherung organischer Substanzen

Bastfasern:

- sklerenchymatisch verdickte, elastische, lange, englumige Zellen
- Funktion: phloematische Stützelemente, als Speichergewebe

2.2.5.3 Leitbündel, Gefäßbündel:

2.2.5.3.1 Entstehung (Ontogenese) der Leitbündel

durch Zelldifferenzierung knapp hinter dem unmeristematischen Vegetationskegel · Prokambiumzellen (plasmareiche, ringförmige Zellgruppe eines Apikalzentrums · Protoxylem/ Protophloem (erste intermeristematischen Gefäße) · werden zerquetscht) · Neubildung von Zellsträngen: innenliegend Holzteil/ außenliegend Bastteil Kambium: ,,Bildungsgewebe im Dauergewebe"; unmeristematische, bei sekundärem Dickenwachstum aktive, Schicht im Caulom (Sproßachse) von Coniferen und Dikotyledonen:

faszikulär: zwischen Gefäß- und Siebteil interfaszikulär: zwischen Leitbündeln

2.2.5.3.2 Leitbündeltypen

a) Unterscheidung nach der Wachstumsfähigkeit:

- offene Leitbündel: zwischen Xylem und Phloem liegt das Kambium; (Leitbündel ist von sklerenchymatischer Hülle umgeben, im Bereich des Kambiums fehlt diese aber); typisch für Holzgewächse mit sekundärem Dikkenwachstum (Coniferophytina, Dikotyledonae)

- geschlossene Leitbündel: Xylem und Phloem aneinandergrenzend (ineinander

übergehend), das Kambium fehlt, neue Elemente werden nicht mehr gebildet; typisch für Pflanzen ohne sekundäres Dickenwachstum (Monokotyledonae, Equisetatae (Schachtelhalmgewächse), etc.)

b) Unterscheidung nach der Anzahl der vorhandenen Leitbündel :

- einfache Leitbündel: nur aus Xylem oder Phloem bestehend (sehr selten) · zusammengesetzte Leitbündel: aus Xylem und Phloem bestehende Bündel (überwiegend vorhanden)

- reduzierte Leitbündel: der Xylemteil ist kaum entwickelt (z.B.: bei Wasserpflanzen)

c) Unterscheidung nach der Lage von Xylem und Phloem im zusammengesetzten Bündel:

- konzentrische Leitbündel: Holzteil ist von Siebteil ringförmig umschlossen (oder umgekehrt):

- hadrozentrische Bündel: der Holzteil liegt innen, der Bastteil außen (Vorkommen bei Pteridophyta)

- leptozentrische Bündel: der Bastteil liegt innen, der Holzteil außen (Vorkommen bei

Monokotylen Pflanzen wie z.B.: Schilf)

- kollaterale Leitbündel: Holz- und Bastteil liegen in radialer Richtung hintereinander,

der Holzteil nach innen, der Bastteil nach außen gerichtet, das Leitbündel wird von einer interzellularen, sklerenchymatischen ,,Bündelscheibe" umgeben (kein Bestandtteil des Leitbündels !!)

Morphologie (Organlehre) & Organisationsformen von Pflanzen

- Phylogenie diverser Pflanzen- (und Tier-) gruppen · Höherentwicklung der

Organismenstufen von mikroskopischen, wasserbewohnenden Einzelzellern zu terrestrisch angepaßten Vielzellern;

- Organismusfortschritte · Erwerb wichtiger neuer Eigenschaften (Fähigkeiten) · grundsätzliche Änderungen in Bau und Lebensweise;

- Unterscheidung von drei großen Organismusgruppen:

Protophyta Thallophyta Kormophyta

1. Protophyta:

- niedrigste Organisationsstufe;

- Einzelzelle entspricht dem Wert eines gesamten Organismus;

- Vertreter: einzellige Organismen oder lockere Zellaggregate (eventuell von Schleimkapseln fusioniert, Einzelzellen alleine lebensfähig!"); · Plasmodien: Aggregate bestehen aus ,,nackten" Plasmamassen;

1.1 Prokaryontische Protophyta

- Vertreter: Bakterien und Cyanobakterien (Cyanophyceen);

- wesentlicher Unterschied im Mechanismus der Photosynthese:

Bakterienphotosynthese: meist anoxygen (keine Sauerstoffbildung)

Cyanophyceenphotosynthese: Sauerstoffbildung infolge Wasserspaltung

1.1.1 Bakterien:

- ,,echter" Zellkern fehl; DNA als ,,Genophor", ,,Kernäquivalent" oder ,,

Bakterienchromosom" (nicht richtig, aber in einigen Büchern immer noch auffindbar) vorliegend; keine Assoziation mit Histonen;

- DNA- Replikation erfolgt bidirektional (Dauer ca 40 min); die Aufteilung auf die Tochterzellen erfolgt ohne Spindelbildung;

- ,,extrachromosomale" (n.r.) DNA als Plasmidringe vorhanden (aus einigen Tausend bis 500.000 Nukleotidpaaren aufgebaut); Plasmide bringen oft Selektionsvorteile für Bakterien;

- Cytoplasma von Cytoplasmamembran (,,unit-membrane" = Protein Lipid Doppelschicht; Protein in Lamellenform) begrenzt;

- Mitochondrien, Plastiden, Dictyosomen und Endoplasmatisches Retikulum fehlen; durch Einstülpung · intracytoplasmatisches Membransystem mit tubulär-spiraliger Struktut (Mesosomen);

- Ribosomen entsprechen 70-S Typ

- hoher Anteil an Reservestoffen: Polysaccharide, Polyphosphate (,,Volutinkörner"), Polyhydroxibuttersäure (PHB), Lipide,

- formbeständige Bakterienzellwand aus ein- oder mehrschichtigem Mureingerüst

aufgebaut (Dicke ca 10-40 nm) · GRAM-Verhalten (Einsatz zu diagnostischen Zwecken in Medizin und Bakteriologie (Nachweis: enterobakter z.B.: e.coli)) · Abscheidung von quellbarem Wandmaterial (saure Heteropolysaccharide) · Aufbau von schützenden und resistenzerhöhenden Schleimhüllen;

- Geißeln (Aufbau: längsreihig angeordnetes Protein: ,,Flagellin");

Begeißelungsformen: monotrich, polytrich und/oder monopolar (lophotrich), bipolar (amphitrich), peritrich monotrich polytrich monotrich peritrich monopolar monopolar bipolar

1.1.2 Cyanobakterien:

- Vorkommen: Einzelzellen, Zellaggregate oder fädige Zellverbände · entsprechen in allen wesentlichen Merkmalen den Prokaryonten; · DNA-Replikation ähnlich den Bakterien

- Mitochondrien, Dictyosomen, Plastiden und Endoplasmatisches Retikulum fehlen; · photosynthetisch aktive Pigmente: Chlorophyll a, Carotinoide, Phycocyanin, Phycoerythrin, Photosynthese verläuft oxygen;

- Speicherstoffe: Volutingranula, Cyanophycinkörnchen (N-Speicher) · Zellwand entspricht GRAM-- Bakterien;

- häufig Schleimhüllen- und Kapselbildung

1.2 Eukaryontische Protophyta:

- Vertreter: viele Algengruppen und niederen Pilze mit typischen eukaryontischen

Organisationsmerkmalen (Chloroplasten, Photoautotrophie (= selbsternährend durch Sonnenlicht), ); farblose, heterotrophe Formen sind selten;

- freie Ortsbewegung durch spezielle Bewegungsorganellen (Geißeln) möglich;

Geißelaufbau stark von Bakteriengeißelaufbau abweichend; (Filament: Faden, der

Geißeln bildet · Flagellin; hier bis 11, bei Bakterien nur 1 Faden)

- viele Vertreter mit rotem (Carotinoide!) Augenfleck (Stigma); z.B.: Chlamydomonas Chlorella; Haematococcus (Alge, kugelförmig, ,,Blutender/Blutiger Schnee") · Süßwasserformen mit kontraktilen Vakuolen (zur Osmoseregulation)

2. Thallophyta:

- mehrzelligee, oft polyenergide, an das Wasserleben angepasste Organismen; · Übergang Protophyta · Thallophyta: Zellkolonien und Coenoblasten; · Arbeitsteilung bei höherentwickelten Thallophyta feststellbar;

2.1 Zellkolonie:

- Aufbau: größere Anzahl nicht differenzierter, gleichwertiger Zellen;

- Einzelzellen der Kolonie oft durch Plasmodesmen (Verbindungen zwischen Zellen) verbunden · Reaktionen als physiologische Einheit (im Gegensatz zu Zellaggregaten!!) · Selbständigkeit jeder Zelle der Kolonie nach Verlassen des Zellverbandes gewährleistet · Kolonie-Neubildung unter geeigneten Bedingungen (z.B.: Pandorina: relativ einfach aufgebaut, 16-zelligen Gattung)

- hochentwickelte Formen sind ,,echte" Vielzeller (z.B.: Volvox · Kugelalge):

- Anzahl der Zellen: bis zu 10.000 pro Organismus

- Zellen stehen miteinander über Plasmafortsätze in Verbindung;

- Zellen in gallertartiger Masse eingebettet · bilden Hohlkugel mit polarem Bau · vegetativer und generativer Pol

- Plankton: frei im Wasser schwebende Organismen dieser Stufe

- Benthos: mit Schleim/Gallerthüllen am Boden festsitzende Organismen

2.2 Coenoblasten:

- querwandlose, lange, schlauchförmige Organismen

- Vertreter: Schlauchalgen (Siphonales), Algenpilze (Phycomycetes)

2.3 Fadenthallus:

- eindimensionale Zellfäden (aus gleichwertigen Einzelzellen bestehend) · meist mit einer Rhizoidzelle (,,Haftorgan") festgewachsen)

- regelmäßige, quer zur Längsachse verlaufende, Kern- und Zellteilungen einschneidiger Scheitelzellen · polares Wachstum

- seitliche Verzweigungen · büschelförmige Thalli (z.B.: Cladophora, farblose Hyphen der Ascomycetes (= Schlauchpilze) und Basidiomycetes (= Ständerpilze))

2.4 Flechtthallus (von verflochten):

- höherentwickelte Thallusform: stark verzweigt, dicht verwobene Fadensysteme höherer Algen, z.B.: Rhodophyceae (Rotalgen)

- mehrere dm lang, knorpelige Konsistenz, am Boden festgewachsen

- Fruchtkörper höherer Pilze: Thallusfäden (Hyphen) bilden Mycele; duch

Hyphenverwachsung · Plektenchym (Pseudoparenchym); Wasserverlust · Verdichtung zu Sklerotien (z.B.: bei Claviceps (Mutterkorn), zum Teil in Efortiltropfen enthalten)

2.5 Gewebethallus:

- Übergang von plektenchymatischen Thallusformen zu Gewebethalli

- für viele Meeres-Braunalgen (Tange) (Phaeophyceae) typisch

- Wachstum: ein-, zwei-, und mehrschneidige Scheitelzellen · Differenzierung in zentrales Strang(Mark)gewebe und diverse periphere Grund(Rinden)gewebe; · Verankerung am Boden meist mit Haftschale (Rhizoide)

- beachtliche Größen: z.B.: 120 m Thalluslänge bei Macrocystis

2.6 Organisation der Bryophyta:

- überleitende Zwischenstellung von Thallophyta und Kormophyta;

- zum Teil noch thallöse Organe (z.B.: Hepaticae, Lebermoose, lat. Hepar = Leber), aber auch kormophytische Organe (z.B.: Musci, Laubmoose) mit einfach gebauten Stämmchen und Blättchen;

- Verankerungen im Boden und Nährstoffaufnahme erfolgt über Rhizoide; · Wachstum: zweischneidige oder dreischneidige Scheitelzellen · flächig bis dreidimensional vorkommend;

- Wasseraufnahme: über gesamte Oberfläche · zeitweilig wasserdampfgesättigte Atmosphäre als Lebensvoraussetzung;

- Wasserleitungsbahnen: sehr einfach gebaut oder vollkommen fehlend

3. Kormophyta:

- Organisationsform höherer, an das Landleben angepasster Pflanzen; · Stabilisierung des Wasserhaushaltes;

- ,,wasserfeste" Imprägnierung äusserer Zellschichten · transpirationseingeschränkte Epidermis mit Spaltöffnungen;

- Ausbildung von Wasseraufnahme- und Wasserleitungssystemen zur Regelung des Wassernachschu bes;

- grundlegendes Bauprinzip des kormophytischen Pflanzenkörpers: Schaffung großer äusserer Oberflächen (· Photoautrophie!)

- Ausbildung von Pflanzenorganen (deutlich begrenzte Organismenteile mit bestimmter Funktion und verschiedenartigem Gewebeaufbau);

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.1 Sprossachse (Caulom):

3.1.1 Morphologie des Cauloms:

- Aufbau: Scheitel (Apikal) meristeme und Initialzellen an Vegetationspunkten

(Ausnahme: Pteridophyta mit dreischneidigen Scheitelzellen); Sprossscheitel oft von jungen Blättern (,,Schutzkappen") umgeben;

- Sprosse: meist oberirdische Organe, Bodenverankerung: Wurzeln; Stengel: einjährige, Stämme: mehrjährige und verholzte Bildungen; · Gliederung in Nodien und Internodien:

- Nodien (Knoten): Stellen des Blatt- oder Astansatzes

- Internodien: intercalare, blattfreier Bereich zwischen den Nodien; keine Internodienstreckung · Blattrosette, z.B.: bei Plantago (Wegerich);

3.1.2 Funktionen des Cauloms:

- optimale Anordnung der Blätter zum Strahlungseinfall bei möglichst geringer gegenseitiger Beschattung;
- Transport von Wasser, Nährsalzen, Assimilaten (Wurzeln _, Blätter _);
- sekundäres Dickenwachstum von Gymnospermen und dikotylen Angiospermen (Kambium!);

3.1.2.1 Holz:

- jahreszeitliche Schwankungen der 4 Bauelemente des Holzes (durch Kambiumtätigkeit) · konzentrische Ringe in der Holzstruktur: Jahresringe

- Frühholz: kombiale Ausbildung weiter Gefäße im Frühjahr (Anpassung an den erhöhten Wasserbe darf der Pflanze);

- Spätholz: Ausbildung enger Gefäße (und Sklerenchyme) im Sommer

Präparationstechnik

Konservierung von Schnitten:

1. Luftdichter Abschluß

2. Wasserfrei machen

1.) Teilweise Entwässerung, danach in eine Flüssigkeit überführen, die zäher als Wasser ist · Glycerin

Das Glycerin darf nicht herausquellen. Danach Einschlußlack an den Ecken anbringen und trocknen lassen. Anschließend Stege mit Lack bilden.

2.) Entwässern mit aufsteigender Alkoholreihe (möglichst schonend ohne Strukturzerstörung).

15/20 % - 40 % - 60 % - 80 % - 96 % (doppelt)

Schnitt einbringen und etwa 1-2 Stunden darin belassen / etwa 12 Stunden darin belassen

Heute gibt es Entwässerungsanlagen · Netze befördern Präparate automatisch von einer Stufe in die nächste. Nacher noch in eine Stufe Xylol einbringen · Schnitt völlig wasserfrei. Da durch diese Entwässerung jedoch alle Farben verlorengehen muß man eine selektive Färbereihe anschließen. Der gefärbte Schnitt wird statt in Lack in Harz eingebettet (z.B.: CAEDAX). Anschließend wird ein Bleiklötzchen auf das Deckglas gelegt, um das eventuell verzogene Präparat plan zu bekommen.