Systematik der Pflanzen at Universität Bielefeld

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Wie viele Pflanzenarten gibt es?

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Systematik/Taxonomie:

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Großeinteilung der Lebewesen (bilden die Progenoten):

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Entstehung des Lebens:

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Krypterozoikum (= Präkambrium):

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Phanerozoikum:

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Größe, Farbe, Kompartimentierung, Zellkern der Cyanobakterien:

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Verbreitung/Ökologie der Cyanobakterien:

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Sonderformen von Zellen – Heterocysten:

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Regnum Archaea:

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Regnum Eukarya: Auftreten und Merkmale!

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Endosymbiontentheorie – Argumente:

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Systematik der Pflanzen

Wie viele Pflanzenarten gibt es?
250.000 Angiospermen
800 Gymnospermen
9.500 Farne
16.000 Moose
13.500 Algen
21.000 sek. Endocytobiosen
(100.000 Pilze) → keine Pilzen aber von Botanik bearbeitet
20.000 Flechten (Symbiosen zwischen Pilzen und Algen/Cyanobakterien)


423.800 Pflanzenarten

Systematik der Pflanzen

Systematik/Taxonomie:

- Taxonomie: Benennung der Organismen
- Systematik: Ordnung der Organismen in ein System; natürliche (phylogenetische) und künstliche Systeme

Systematik der Pflanzen

Großeinteilung der Lebewesen (bilden die Progenoten):

> Domäne Bacteria
    > Domäne Archaea
    > Domäne Eukarya

Systematik der Pflanzen

Entstehung des Lebens:

- Entstehung Planetensystem + Erde: 4,6 Milliarden Jahre
- Einteilung der Entwicklung der Erde in zwei Großabschnitte

Systematik der Pflanzen

Krypterozoikum (= Präkambrium):
- Zeit bis zum Beginn des Kambriums vor etwa 570 Millionen Jahre, 87% der gesamten Erdgeschichte
- Bildung der Erdkruste
- Evolution des Lebens: zuerst prokaryotische Organismen, dann eukaryotische; Algen und erste Tiere
- noch keine Besiedelung des Festlandes

Systematik der Pflanzen

Phanerozoikum:

- Beginn des Kambriums bis heute
- Zeit deutlich erkennbaren Tier- und Pflanzenlebens
- Pflanzen und Tiere erobern Festland (Moose, Urfarne)
- höhere Farne → Nacktsamer
- vor etwa 130 bis 90 Millionen Jahre Bedecktsamer (explosionsartige Vervielfältigung der Sippen)

Systematik der Pflanzen

Größe, Farbe, Kompartimentierung, Zellkern der Cyanobakterien:

- 1-100 μm, blaugrüne Zellen
- von eukaryotischen Zellen abweichende Kompartimentierung:
    > Chromatoplasma (dichtere Bereiche)
    > Nucleoplasma (weniger dichte Bereiche)
    > Kernäquivalente, als thylakoidfreie Region erkennbar, z.T. von faserigem Aussehen
    > riesiges Genom

Systematik der Pflanzen

Verbreitung/Ökologie der Cyanobakterien:

- 2.000 Arten, kosmopolitisch

- aquatisch (Salzwasser, Süßwasser)
- terrestrisch (auf Böden) 
- epilithisch (terrestrisch auf Gestein)
- epiphytisch (aquatisch und terrestrisch auf Pflanzen)
- endolithisch (terrestrisch in Gestein)
- symbiontisch (terrestrisch in Pflanzen und Pilzen)

Systematik der Pflanzen

Sonderformen von Zellen – Heterocysten:

- speziell geformte, mit besonderen physiologischen Eigenschaften versehene Zellen
- unter Stickstoffmangel ausgebildet
- Bildung bei Anwesenheit von gebundenem Stickstoff unterdrückt
- terminal oder interkalar
- derbe Zellwand
- gelbliches Aussehen, durch Abbau von Photosystem II verursacht
- in Heterocysten ist Enzym Nitrogenase lokalisiert (Reduzierung von N2 zu NH3 aus Atmosphäre), Enzym arbeitet bei völliger Abwesenheit von O2

Systematik der Pflanzen

Regnum Archaea:

- mikroskopisch kleine Extremisten

Systematik der Pflanzen

Regnum Eukarya: Auftreten und Merkmale!

- Auftreten der ersten Zellen mit eukaryotischen Merkmalen vor 1,4 Milliarden Jahren

- allgemeine Merkmale:
    > echter Zellkern
    > Zellorganellen
    > Geißeln mit 9+2 Struktur
    > Zellwand aus Makromolekülen (Cellulose, Chitin)
    > deutliche höhere Komplexität der Zellen
    > deutlich größer als Prokaryotenzellen (10-100 μm, extrem: 1.000 μm)

Systematik der Pflanzen

Endosymbiontentheorie – Argumente:

- Doppelmembran von Mitochondrien und Plastiden: äußere Membran entspricht der ursprünglichen Phagocytosemembran. Auch Plastiden mit drei und vierschichtiger Hülle (mehrfache Phagocytosen von Organismen mit Plastiden)
- Plastiden der grünen Pflanzen mit ihren Thylakoiden ähneln sehr Cyanobakterienzellen
- Mitochondrien und Plastiden sind selbstständig teilungsfähig
- Mitochondrien und Plastiden enthalten ihre eigene DNA und 70S Ribosomen (im Plasma der Eukaryotenzellen gibt es nur 80S)
- rezente Endocytobiosen, bei denen der Symbiont in das Cytoplasma des Wirtes aufgenommen wird

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