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7. Botanik

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by

Andy Rüegg

on 4 October 2017

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Transcript of 7. Botanik

Schutzmechanismen von Pflanzen
Mechanische Abwehrtechniken
Schutz durch Bitterstoffe und Gifte
Angriff ist die beste Verteidigung
Chloroplast - Mitochondrium
Fotosynthese

Querschnitt durch einen Thylakoiden (nur zur Info)

Absorption von Chlorophyll

Fotosynthese

Energie kann umgewandelt werden....

Licht - Energiequelle der Pflanzen

Pflanzen, Bakterien und Protisten machen Fotosynthese

Elektromagnetisches Spektrum
Weshalb sind Pflanzen grün?
Die Federn des männlichen Kardinalvogels sind mit Carotinoiden „gefüllt“. Diese Pigmente absorbieren einen Teil der Wellenlängen...

nur zur Info
Wie kommt Luft in/aus die/der Pflanze?
Wie kommt ein Mammutbaum zu seinem Wasser?
Wie transportiert er es zur Krone?
Ground Zero, NYC
Juli 2010
Ergebnisse der dendrochronologischen Analyse

Bäume z.T. > 100 Jahre alt
gefällt um 1773
Philadelphia
Wie konnten die Dendrochronologen bestimmen...
... wie alt die verwendeten Bäume waren
... wann sie gefällt wurden und
... woher sie stammen?
Blütenbau
Nachtkerzenblüte
1. von aussen betrachten,
Strukturen identifizieren

2. aufschneiden und
weitere Strukturen
identifizieren

3. Funktionen der Strukturen

eingeschlechtliche Blüten
Fruchtknoten und Samenanlagen
Bestäubung und Befruchtung
5 Minuten
jede/r für sich
Frucht untersuchen, Notizen machen
Von der Blüte zur Frucht
Welche Strukturen kannst du erkennen?
Aus welchen Teilen der Blüte sind sie entstanden?
5 Minuten
Austausch in der Gruppe
zentrale Erkenntnisse notieren
Von der Blüte zur Frucht
Welche Vermutungen könnt ihr über den Bau der Blüte, von der eure Frucht stammt, aufstellen?
Lehrvideo (max. 3 Minuten)
Von der Blüte zur Frucht
Wie hat sich eure Frucht aus der Blüte entwickelt?
Blütenbau Entwicklung der Frucht Bau der Frucht
Heute Fruchttyp inkl. Begründung (1. Lernziel)
10.09. Video (restliche Lernziele)
Frucht
Blüte im Zustand der Samenreife
Beerenfruchtstand
ungeschlechtliche Fortpflanzung
ungeschlechtliche Fortpflanzung
Begonie
Forsythie
Stachelbeere
Streifenlilie
Splintholz
Kernholz

Sporenpflanzen (Moos&Farn)
Einkeimblättrige
Tiere, Pilze, ...
Im Laufe der Evolution haben Pflanzen viele Abwehrmechanismen entwickelt, die Fressfeinden den Appetit verderben sollen. Der Weißdorn zum Beispiel schützt sich mit Dornen vor hungrigen Weidetieren.
Unscheinbare Gräser fügen auch uns Menschen scharfe Schnitte in die Finger zu, wenn wir achtlos hineingreifen. Diese Wunden entstehen durch die im Grashalm eingelagerte Kieselsäure. Die winzigen Körnchen haben einen ähnlichen Effekt wie Schmirgelpapier.

Auch mit den Brennhaaren der Brennnessel hat fast jeder schon einmal Bekanntschaft gemacht. Bei der leichtesten Berührung brechen die Köpfchen dieser Haare ab und es entsteht eine Spitze, die sich in die Haut bohrt.

Gleichzeitig fließt schmerzender Nesselsaft in die Wunde. Ein Kaninchen, das sich voller Lust über die saftigen Blätter einer Brennnessel hermacht, wird das nie wieder tun. Bei dieser Kost wird seine empfindliche Nase allzu sehr in Mitleidenschaft gezogen.

Schutz durch Bitterstoffe und Gifte

Neben diesen mechanischen Taktiken zur Feindesabwehr schützen sich viele schmackhafte Gewächse mit Chemie. Kürbisse zum Beispiel enthalten in ihrer Urform Bitterstoffe. Bei den Kultursorten sind diese Stoffe herausgezüchtet worden.

Damit fällt aber auch der Schutz vor Pflanzenfressern weg, was wiederum Insektizide notwendig macht. Auch Enzian, Wermut, der große Ampfer und viele andere Kräuter und Sträucher legen es darauf an, schlecht zu schmecken.

Ein weiterer Schutz vor dem Gefressenwerden ist die Einlagerung von Gift. Als die spanischen Eroberer im 16. Jahrhundert die Kartoffel in Europa einführten, wurden viele Menschen schwer krank. Der Grund: Statt der Knolle hatten sie die giftigen Blätter und Stängel der Kartoffelpflanze gegessen.

Weiße Blüten einer Kartoffelpflanze.Von der Kartoffel sollte man nur die Knolle essen
Ebenfalls mit Gift verteidigt sich der in unseren Wäldern häufig vorkommende Adlerfarn. Um Insekten abzuschrecken, sind seine weichen, jungen Wedel mit Blausäure gefüllt.

Ausgewachsen ist der Adlerfarn auch für größere Tiere attraktiv, ist aber auch gefährlicher: Die Wedel der alten Pflanze enthalten eine gefährliche Mischung von Giften, die zur Erblindung führen können.

Tomate und Tabak setzen auf Angriff

Einige wichtige Kulturpflanzen wie Tabak und Tomate verlassen sich nicht darauf, Insekten lediglich zu vertreiben. Sie töten ihre Angreifer – wenn auch indirekt.

Wie die wilde Kartoffel und der Tabak hat die Tomatenpflanze Drüsenhaare auf den Oberseiten ihrer Blätter entwickelt. Wenn zum Beispiel eine Blattlaus ein Blatt annagt, sondern die Drüsenhaare ein hellgrünes, klebriges Sekret ab.

Rote Tomaten an der Rispe.Die Tomate weiß sich zu wehren
Die Blattlaus verfängt sich darin und muss verhungern. Das Drüsensekret der Tomatenblätter ist auch verantwortlich für den typischen Geruch der Pflanze.

Mit einem aggressiven Gift – dem Nikotin – setzt sich die Tabakpflanze gegen ihre Feinde zur Wehr. Wird eine Tabakpflanze beispielsweise von einer Raupe angeknabbert, können die verletzten Pflanzenzellen verschiedene Substanzen aus dem Speichel der Raupe schmecken. Die Tabakpflanze bildet dann zunächst einen Alarmstoff aus, die sogenannte Jasmonsäure.

Dieser Stoff gelangt über die Blattadern in alle Teile der Pflanze. Ist er in den Wurzeln der Pflanze angekommen, folgt der Rückschlag:

Nun bildet die Tabakpflanze vermehrt das Nervengift Nikotin und verteilt es ebenfalls in allen Teilen der Pflanze. Die Folge: Die Raupe hört auf zu fressen, um sich nicht zu vergiften und zieht zur nächsten Pflanze. Dort beginnt das Spiel erneut.

Auftragsmorde

Wieder andere Pflanzen wehren sich nicht aktiv, sondern rufen Hilfe herbei, wenn sie von Fressfeinden angefallen werden.

Beispielsweise die Ulme: Legt ein Ulmenblattkäfer seine Eier auf ihre Blätter, gibt der Baum chemische Substanzen an die Luft ab, die Erzwespen anlocken. Die machen sich dann über die Schädlinge her.

Auch die Kartoffelpflanze kann Signale aussenden, wenn sie von ihrem Hauptfeind, den Larven des Kartoffelkäfers, angefallen wird.

Diese Signale weisen Raubwanzen den Weg zu ihrer Lieblingsspeise: Sie stechen ihren Rüssel in den fleischigen Körper der Larven und saugen sie regelrecht aus.

Wenn Pflanzen unausstehlich werden

Pflanzen setzen ihre Waffen jedoch nicht nur gegenüber ihren Fressfeinden ein. Viele Arten sind vielmehr auf das "Mobbing" anderer Pflanzen programmiert.

So sorgt etwa der Walnussbaum dafür, dass in seinem Schatten nichts anderes wächst.

Blätter und grüne Früchte eines Walnussbaumes.Walnussbäume dulden keine Pflanzen neben sich
In seinen Blättern befindet sich Hydrojuglon, eine zunächst einmal ungiftige Substanz. Fallen die Blätter jedoch auf den Boden, wird sie mit Hilfe von Mikroorganismen in das Gift Juglon umgewandelt, das sich im Boden anreichert. Ähnliche Strategien sind auch bei Eukalyptusbäumen bekannt.

Zwar heißt es, der Apfel fällt nicht weit vom Stamm. Doch den meisten Apfelkernen nutzt dies nicht viel, da die Mutterpflanze Stoffe in den Boden abgibt, die sogar das Keimen des eigenen Nachwuchses verhindern.

Solche chemischen Wechselwirkungen zwischen Pflanzen (meist werden Pflanzen anderer Arten an der Keimung oder Entwicklung gehindert) werden Allelopathie genannt. Durch sie wird die Konkurrenz um Licht und Nährstoffe vermieden.

Eine Pflanzenimperialistin: die Brombeere

Pflanzen geht es aber nicht nur darum, die Konkurrenz klein zu halten. Wie alle Lebewesen haben sie das Bestreben, sich fortzupflanzen und auszudehnen. Ein gutes Beispiel für den floralen Eroberungstrieb ist die Brombeere.

Um ihr Territorium zu erweitern, bildet sie lange Triebe aus, die im Wind bewegt werden. Jeder Trieb besitzt scharfe, nach hinten gerichtete Stacheln. Diese sind hervorragend dafür geeignet, um sich zum Beispiel an Nachbarpflanzen festzuhaken.

Reife Brombeeren am Strauch.Die Brombeere beansprucht viel Platz
Auf diese Art werden benachbarte Sträucher mit der Zeit von der Brombeere überwuchert. Immerhin wächst die Lieferantin der schmackhaften Früchte bis zu fünf Zentimeter pro Tag.

Gelangen die Triebe zum Boden, schlagen sie dort sofort kleine Wurzeln. Damit ist ein neuer Nährstoffzugang erobert. Ihre scharfen Stacheln nützen der Brombeere nicht nur bei der Sicherung neuer Territorien. Sie schützen sie auch vor dem Angriff hungriger Tiere.

Autorinnen: Andrea Lützenkirchen/Rita Gudermann

Stand: 09.06.2017, 14:25
Pflanzen-"Leitungen"
Phloem
Xylem
lichtabhängige Reaktion
lichtunabhängige Reaktion
1 Carotine
2 Xanthophylle
3 Chlorophyll a
4 Xanthophylle
5 Chlorophyll b
6 Xanthophylle
7 Xanthophylle
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