Botanik

Wusstest Du, dass es schätzungsweise über 380.000 verschiedene Pflanzenarten weltweit gibt? Die Botanik befasst sich in der Biologie mit dem Aufbau, der Systematik und Physiologie der verschiedenen Pflanzenarten. Menschen beschäftigen sich schon sehr lang mit der Wissenschaft der Botanik, denn die erste wissenschaftliche Fassung lässt sich auf Aristoteles (384–322 v. Chr.) zurückführen.

Botanik – Definition

Abb. 1 - Pflanzenvielfalt

Botanik – Geschichte

Die Botanik hat ihren Ursprung in der Antike. Aristoteles gilt als Begründer der wissenschaftlichen Pflanzenkunde. Im 1. Jahrhundert erarbeitete ein griechischer Arzt die zu seiner Zeit umfangreichste Pflanzenliste mit rund 500 detailliert beschriebenen Pflanzenarten. Bis ins 18. Jahrhundert galt die Botanik als Teilgebiet der Medizin und wurde sogar an denselben Lehrstühlen unterrichtet. Das liegt daran, dass sich die Botanik ursprünglich medizinisch und heilkundlich mit Heilpflanzen beschäftigte.

Später begann Carl von Linné (1707–1778) im 18. Jahrhundert eine Systematik in die Pflanzenwelt einzuführen. Er publizierte hierzu im Jahr 1735 das Werk “Systema naturae”. Die noch heute gültige binäre Nomenklatur geht auf seine Ideen zurück. Außerdem teilte er erstmalig alle Tiere und Pflanzen in eine Klasse, Ordnung, Gattung, Art und Unterart ein. Das von ihm ergründete System ist ebenfalls bis heute gültig.

Botanik – Grundlagen

Grundlagen für die Botanik stellen in der Biologie die einzelnen Teilgebiete dar, da sich die Botanik mit unterschiedlichen Fragestellungen und Methoden auseinandersetzt. Hierzu zählen die Pflanzensystematik, Pflanzenmorphologie, Pflanzenphysiologie und Geobotanik.

Pflanzensystematik

Die Pflanzensystematik beschäftigt sich mit Methoden der systematischen Einteilung (Taxonomie) und Benennung der verschiedenen Pflanzen. Die Taxonomie stellt als Teilgebiet der Pflanzensystematik ein einheitliches Verfahren dar, mit dem Lebewesen in Klassen (Taxa) eingeteilt werden. Die Paläobotanik ist neben der Taxonomie ein weiteres Teilgebiet der Pflanzensystematik. Sie ist die Wissenschaft, die sich mit fossilen Pflanzen beschäftigt.

Pflanzenmorphologie

Die Pflanzenmorphologie beschäftigt sich mit der Form und Struktur von Pflanzen. Hierzu zählt das Teilgebiet der Morphologie, das sich mit dem äußeren Bau der Pflanzen beschäftigt. Weitere Teilgebiete sind die Pflanzenanatomie, die sich mit dem inneren Bau der Pflanzen befasst, und die Histologie, die sich mit dem Gewebe von Pflanzen auseinandersetzt. Zuletzt wird noch das Teilgebiet der Zytologie hinzugezählt, das den Feinbau der Pflanzenzellen betrachtet.

Pflanzenphysiologie

Im Rahmen der Pflanzenphysiologie um die Forschung der allgemeinen Funktionsabläufe von Pflanzen. Hierzu zählen die Entwicklungsphysiologie, Stoffwechselphysiologie, Reiz- und Bewegungsphysiologie sowie die Ökophysiologie. Die Ökophysiologie betrachtet die Funktionsweise von Pflanzen im Kontext der Bedingungen ihrer Lebensräume.

Geobotanik

Innerhalb der Geobotanik wird das Vorkommen und die räumliche und zeitliche Verbreitung von Pflanzen sowie deren Vergesellschaftungen erfasst, beschrieben und erklärt. Es wird erforscht, wie die Bedingungen des Raumes auf die Pflanzen einwirken. Ein Teilgebiet ist die Vegetationskunde, die sich mit dem Aufbau und Struktur der Pflanzendecke beschäftigt. Ein weiteres Teilgebiet ist die Arealkunde, die die Verbreitung von Pflanzen in systematischen Einheiten beschreibt und erklärt. Die Pflanzenökologie untersucht als weiteres Teilgebiet die Beziehungen der Pflanzen zu ihrer Umwelt.

Botanik – Bedeutung

Der Botanik kann in Bezug auf die Biologie, Medizin und Landwirtschaft eine hohe Bedeutung zugerechnet werden. Das Wissen über Pflanzen erlaubt den Menschen ein besseres Verständnis für grundlegende Lebensprozesse, die Erforschung von Medikamenten in der Medizin sowie von Methoden zur Züchtung von kultivierten Nutzpflanzen. Aus Pflanzen oder Pflanzenteilen werden dann mit dem Wissen pflanzliche Arzneimittel hergestellt, wenn ihnen heilende Eigenschaften zugeschrieben werden.

Botanik – Biologie

Die Wissenschaft der Botanik befasst sich mit der Biologie von Pflanzen. Gefäßpflanzen, Moose und Grünalgen zählen zu diesen Pflanzen. Weitere Gruppen sind alle anderen Algen, Flechten und Pilze, die im engeren Sinne nicht zu den Pflanzen gehören. Pilze gelten mittlerweile sogar als enger mit den Tieren als mit Pflanzen verwandt.

Botanik – Pflanzen

Gefäßpflanzen, Moose und Grünalgen weisen jeweils unterschiedliche Merkmale auf. Deshalb werden die pflanzlichen Lebewesen in den nächsten Abschnitten gesondert betrachtet.

Gefäßpflanzen

Zu den Gefäßpflanzen zählen alle Pflanzen, die Leitbündel besitzen, über die im Pflanzeninneren Wasser und Nährstoffe transportiert wird. Ein weiteres Merkmal der Gefäßpflanzen ist, dass sie alle aus den drei Hauptorganen aufgebaut sind: Wurzel, Sprossachse und Blatt. Gefäßpflanzen sind die Farne, Bärlapppflanzen und Samenpflanzen. Während Farne und Bärlapppflanzen Sporen zur Fortpflanzung besitzen, pflanzen sich Samenpflanzen mit Samen fort.

Abb. 2 - Farn

Moose

Moose sind Gewächse, die im Gegensatz zu den Gefäßpflanzen keine oder nur kaum ausgebildete Leitbündel besitzen. Da sie auch kein Stützgewebe haben, können sie nicht sehr hoch wachsen. Außerdem besitzen sie keine typischen Organe, wie Wurzeln, Sprossachse und Blätter.

Abb. 3 - Torfmoos

Algen

Algen sind lediglich pflanzenartige Lebewesen, die meist weder zu den Tieren noch zu den Pflanzen zählen. Sie kommen hauptsächlich im Wasser vor. Bei Algen kann zwischen einzelligen und mehrzelligen unterschieden werden. Einzellige Algen zählen zu den Mikroalgen und werden nur wenige Mikrometer groß. Mehrzellige Algen werden in der Regel größer als einzellige. Zu ihnen gehören Braunalgen, Rotalgen sowie einige Arten der Grünalgen.

Abb. 4 - Alge

Systematik – Botanik

Durch eindeutige Begriffe und mithilfe einer strukturierten Rangordnung können die verschiedenen Lebewesen in der Biologie systematisch geordnet werden. Hierzu gibt es unter anderem die Taxonomie und binäre Nomenklatur.

Die Taxonomie ist ein Klassifikationsschema, das nach international definierten Kriterien Organismen einordnet. Dabei werden verwandtschaftliche Beziehungen von Lebewesen in einem hierarchischen System erfasst. In der Biologie ist ein Taxon eine Gruppe von Lebewesen, die sich durch gemeinsame Merkmale von anderen Gruppen abgrenzen lassen. Die hauptsächlichen sieben Stufen der Taxonomie bestehen aus Reich, Abteilung, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung und Art.

Es gibt außerdem ein bestimmtes Schema mit Namensendungen, wie die Namen der höheren Taxons gebildet werden. Die Endungen sind bei den Pflanzen folgende:

• Abteilung: -phyta
• Klasse: -opsida
• Ordnung: -ales
• Familie: -aceae

Binäre Nomenklatur

Unter Anwendung einer binären Nomenklatur erhält jede Pflanze einen zweiteiligen Namen. Der wissenschaftliche Name einer Pflanze besteht also aus zwei Teilen: dem Gattungsnamen (Gattung) und einem dahinter stehenden spezifischen Beiwort (Epitheton).

Die beiden Teile bilden gemeinsam den Artnamen einer Pflanze. Für die Schreibweise der binären Nomenklatur gibt es zudem bestimmte Richtlinien. Diese lauten wie folgt:

• der Gattungsname beginnt mit einem Großbuchstaben
• der Beiname beginnt mit einem Kleinbuchstaben
• Artnamen werden kursiv geschrieben

Folgendes Beispiel zeigt Dir, wie der Name des Kleinen Schneeglöckchens nach der binären Nomenklatur entstanden ist.

Botanik – Fachbegriffe

In folgender Tabelle sind einige Fachbegriffe und deren Erklärungen aus der Botanik zusammengefasst.