Die vielfältigste und größte Gruppe unter den Pflanzen bilden die Samenpflanzen. Von ihnen sind über 240.000 verschiedene Arten bekannt. Zu ihnen zählen alle Pflanzen, die sich über einen Samen und damit geschlechtlich fortpflanzen. Eine andere Methode zur Fortpflanzung stellt die vegetative ungeschlechtliche Vermehrung dar, bei der durch Zellteilung ein genetisch gleiches Abbild der Mutterpflanze entsteht.
Samenpflanzen – Definition
Die Samenpflanzen (Spermatophytina) umfassen alle Pflanzenarten, die Samen als Ausbreitungsorgane bilden.
Bei den Samenpflanzen wird zwischen den Nacktsamern (Gymnospermen) und Bedecktsamern (Angiospermen) unterschieden. Sie bestehen immer aus einer Wurzel, der Sprossachse und Blättern. Die Bedecktsamer besitzen zusätzlich Blüten, um die Samenanlage zu bedecken.
Samenpflanzen – Arten und Beispiele
Grundsätzliche lassen sich Samenpflanzen in Nacktsamer und Bedecktsamer einteilen. Alle Pflanzen, die eine Blüte besitzen und bei denen die Samenanlage in den Fruchtknoten eingeschlossen ist, zählst Du zu den Bedecktsamern. Bedecktsamer können holzige und krautige Samenpflanzen darstellen.
Holzige Bedecktsamer sind beispielsweise Laubbäume wie Buchen und Eichen. Beispiele für krautige Bedecktsamer sind Korbblütler wie die Sonnenblume und Kornblume.
Zu den Nacktsamern hingegen gehören alle Pflanzen, bei denen die Samenanlage frei vorliegt. Das heißt, hier liegen die Samen frei auf den Samenschuppen.
Nacktsamer sind Holzgewächse wie die Fichte, Lärche und Ginkgo
Samenpflanzen – Merkmale
Ein wesentliches Merkmal aller Samenpflanzen ist, dass sie sich mithilfe von Samen fortpflanzen. Allerdings unterscheiden sich Nacktsamer und Bedecktsamer hinsichtlich ihrer Merkmale, weshalb sie hierbei getrennt betrachtet werden müssen. Ein bedeutsamer Unterschied liegt bei der Bildung einer Blüte, denn nur die Bedecktsamer bilden sie zur Fortpflanzung.
Samenpflanzen Steckbrief
Folgender Steckbrief zeigt Dir die wesentlichen Merkmale von Nacktsamern und Bedecktsamern auf.
| Art der Samenpflanze | Nacktsamer (Gymnospermen) | Bedecktsamer (Angiospermen) |
| Lebensform | Holzgewächse | holzige und krautige Pflanzen |
| Lebensdauer | mehrjährig | ein- und mehrjährig |
| Samenanlage | Samenanlage liegt frei auf einer Samenschuppe | Samenanlage liegt im Fruchtknoten |
| Blüte | getrennt geschlechtliche Blütenstände | zwittriger Blütenstand |
| Aufbau Xylem (Holz) | aus Tracheiden | aus Tracheen |
| Aufbau Phloem (Bast) | Siebzellen | Siebröhrenglieder und Geleitzellen |
| Aufbau Blatt | Blattquerschnitt gering differenziert | Blattquerschnitt deutlich differenziert |
| Bestäubung | Windbestäubung | Windbestäubung, Tierbestäubung und Selbstbestäubung |
Samenpflanzen Aufbau
Alle Samenpflanzen bestehen aus den drei Hauptorganen, die jede Pflanze besitzt: die Wurzel, die Sprossachse und die Blätter bzw. Blüten. Jedes Organ übernimmt dabei verschiedene Funktionen, damit die Pflanze als Einheit Bestand hat.
Wurzel
Wurzeln sind meist unter der Erde aufzufinden, denn ihre Funktionen bestehen darin, der Pflanze Halt zu geben und Mineralstoffe sowie Wasser aus dem Boden aufzunehmen. Die Wurzel besteht oft aus einer Hauptwurzel, von der mehrere Nebenwurzeln abgehen. Wurzeln können jedoch sehr unterschiedlich aussehen. Es kommt darauf an, wie groß der Baum ist, wie tief die Wurzeln ragen müssen, um an Wasser heranzukommen oder ob sie zusätzlich noch Nährstoffe speichern müssen.
Sprossachse
Zwischen Wurzel und den Blättern befindet sich die Sprossachse. Sie verbindet die beiden anderen Organe miteinander. Ihre Hauptfunktionen sind der Wasser- und Nährstofftransport, die Stabilität der Pflanze zu gewährleisten sowie Reservestoffe zu speichern.
Der Wasser- und Nährstofftransport verläuft über die Leitbündel. Sie bestehen aus einem Leitgewebe, das sich aus einem Holzteil (Xylem) und/oder Bastteil (Phloem) zusammensetzt. Das Xylem ist für den Wassertransport zuständig, während über das Phloem der Nährstofftransport gewährleistet wird.
Eine Sprossachse kann entweder verholzt oder krautig sein. Die Nacktsamer weisen mit den Holzgewächsen demzufolge nur verholzte Sprossachsen auf. Außerdem besitzen nur mehrjährige Pflanzen mit sekundärem Dickenwachstum eine verholzte Sprossachse.
Dabei behalten Zellen des Kambiums ihre Teilungsfähigkeit bei und sorgen für eine Holzbildung bei der Sprossachse sowie einen Zuwachs des Durchmessers. Holzige Sprossachsen können auch als Stamm oder Zweig bezeichnet werden.
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Das Phloem kannst Du auch als Siebteil des Leitbündels bezeichnen, bei dem evolutiv zwischen den ursprünglicheren Siebzellen und den Siebröhren mit Geleitzellen unterschieden wird. Siebzellen treten nur bei Nacktsamern und Farnen auf, während bei Bedecktsamern Siebröhren vorhanden sind. Siebröhren sind effizienter als Siebzellen.
Siebzellen haben spitze Enden und schließen über die schräg endenden Zellenden an die jeweils nächste Siebzelle an. Hierbei erfolgt der Austausch der Nährstoffe zwischen den Zellen über Plasmodesmen, die Du auch als Siebporen bezeichnen kannst.
Das Phloem hat sich bei den Bedecktsamern zu einem Siebröhrensystem aus lang gestreckten Zellen mit siebartig durchbrochenen Wänden, den sogenannten Siebplatten, weiterentwickelt. Die Querwände sind wie ein Sieb mit Poren durchlöchert.
Die Gefäße, aus denen das Xylem besteht, werden auch Tracheiden oder Tracheen genannt. In ihrer Gesamtheit werden die Gefäße auch als Gefäßteil des Leitbündels bezeichnet. Während Tracheiden bei den Nacktsamern vorkommen, besitzen die Bedecktsamer Tracheen. Tracheen sind spezialisierte Tracheiden, die einen größeren Durchmesser besitzen.
Blätter
Über die Blätter kann die Fotosynthese bei Pflanzen stattfinden, wofür sie besonders viele Chloroplasten mit dem grünen Farbstoff Chlorophyll besitzen. Außerdem ist die Blattoberfläche meist groß, um möglichst viel Sonnenlicht auffangen zu können. Bei den Blättern kann zwischen Laub- und Nadelblättern unterschieden werden.
Die Bedecktsamer besitzen Laubblätter, während Nacktsamer Nadelblätter aufweisen. Das liegt daran, dass sich entsprechend die Nadelbäume als auch die Laubbäume optimal an die Bedingungen ihrer Umgebung angepasst haben. Nadelbäume kommen in kälteren, trockenen Klimazonen vor, bei denen die Blätter durch ihre geringe Oberfläche weniger Wasser verdunsten und im Winter ihre Blätter nicht abwerfen müssen.
Das wirkt sich auch auf die Bestäubungsstrategien der beiden Arten aus. Bedecktsamer, die in gemäßigten und tropischen Klimazonen leben, können sich darauf verlassen, von Insekten bestäubt zu werden. Denn in diesen Klimazonen sind genügend von ihnen vorhanden. In den kalten Regionen, in denen Nacktsamer leben, sind in der Regel nicht genügend Insekten vorhanden. Nacktsamer profitieren in diesem Fall mehr von der Windbestäubung.
Blüte
Eine Blüte ist nur bei den Bedecktsamern vorhanden. Blüten entwickeln sich aus einem bestimmten Teil der Sprossachse, der auch als Blütenstand oder Infloreszenz bezeichnet wird. Bei den Blüten der Bedecktsamer ist die Samenanlage in den Fruchtknoten des Fruchtblatts eingeschlossen. Weitere Bestandteile einer Blüte sind die Blütenhülle und Staubblätter. Die Blütenhülle besteht unter anderem aus den Kronblättern, die für die bunten Farben der Blüten verantwortlich sind. In den Staubblättern werden die Pollen produziert, die bei der Fortpflanzung eine wichtige Rolle spielen.
Bei den Nacktsamern ist eine Blüte im engeren Sinne nicht vorhanden. Bei ihnen stehen die Blütenglieder meist in spiraliger Anordnung übereinander, wobei zapfenförmige Blütenstände entstehen.
Samenpflanzen – Fortpflanzung
Pflanzen können sich grundsätzlich über die vegetative Vermehrung oder geschlechtlich über die Bestäubung und Befruchtung fortpflanzen. Alle Samenpflanzen vermehren sich über die Bestäubung und Befruchtung. Allerdings unterscheiden sich die Nacktsamer und Bedecktsamer dahingehend, wie sie sich hierüber vermehren. Während bei Bedecktsamern nach der Befruchtung Früchte entstehen, die die Samen enthalten, liegen die Samen bei den Nacktsamern frei zwischen den Zapfenschuppen.
Die weiblichen und männlichen Fortpflanzungsorgane der Koniferen (Nadelhölzer) werden als Zapfen bezeichnet. Die weiblichen Zapfen enthalten verholzende Samenschuppen in schraubiger Anordnung mit Samenanlagen und Deckschuppen. Die männlichen Zapfen dagegen bestehen aus schuppenförmigen Mikrosporophyllen. Sie entlassen im reifen Zustand den Pollen.
Bestäubung
Mithilfe einer Bestäubung können bei den Samenpflanzen die männlichen Pollen zur weiblichen Eizelle der Samenanlage gelangen. Hierzu gibt es drei Möglichkeiten: Selbstbestäubung, Windbestäubung und Tierbestäubung. Während sich die Nacktsamer bei der Bestäubung auf den Wind verlassen, kann bei den Bedecktsamern auch entweder eine Selbstbestäubung oder Tierbestäubung stattfinden.
Selbstbestäubung
Pflanzen, die sich selbst bestäuben, müssen hierzu zwittrige Blüten besitzen. Sie nutzen ihre eigenen Pollen zur Bestäubung der Narbe. Der Vorteil einer Selbstbestäubung liegt darin, dass sich aus Pflanzenarten, von denen nur eine Pflanze in einem verlassenen Gebiet vorhanden ist, eine ganze Population entwickeln kann.
Windbestäubung
Bei einer Windbestäubung können die männlichen Pollen durch den Wind so aufgewirbelt werden, dass sie durch Zufall über die Luft zum weiblichen Teil einer Pflanze gelangen. Bei den Nacktsamern können dadurch die Pollen der männlichen Blüte zur weiblichen Samenanlage des Zapfens transportiert werden. Bei den Bedecktsamern werden die Pollen in der Luft so herumgewirbelt, dass sie an der Narbe einer weiblichen Blüte haften bleiben können.
Tierbestäubung
Bei einer Tierbestäubung werden über Insekten und Vögel die männlichen Pollen zwischen den Pflanzen transportiert. Hier liegt der Vorteil darin, dass im Gegensatz zur Windbestäubung unter den richtigen Voraussetzungen eine höhere Wahrscheinlichkeit vorliegt, dass der Pollen auch bei anderen Pflanzen angelangt. Insekten werden durch die auffälligen Farben der Blüten, dem Nektar und Duftstoffe angezogen.
Befruchtung
Die Befruchtung ist bei allen Samenpflanzen ähnlich. Nachdem die männliche Polle zur Samenanlage gelangt war, findet die Befruchtung statt. Aus den Pollenkörnern wächst dann ein Schlauch heran. Dieser Schlauch wird Pollenschlauch genannt.
Bei den Bedecktsamern muss der Pollenschlauch im Fruchtknoten ankommen.
Nachdem die männliche Samenzelle nun mit der Eizelle verschmelzen kann, entsteht aus der befruchteten Eizelle der Samen. Im Samen befindet sich ein Keimling der Pflanze, der später zu einer vollständigen Pflanze heranwachsen kann. Bei den Nacktsamern können sich die Samen im Boden verteilen, sobald der Zapfen abfällt. Die Bedecktsamer bilden nach der Befruchtung um den Samen herum noch eine Frucht aus, die den Samen schützt. Ein weiterer Vorteil liegt bei der Frucht darin, dass Tiere sie verzehren und anschließend über den Kot die Samen verteilen.
Samenpflanzen – Das Wichtigste
- Die Samenpflanzen (Spermatophytina) umfassen alle Pflanzenarten, die Samen als Ausbreitungsorgane bilden.
- Samenpflanzen Arten: Bei den Samenpflanzen wird zwischen den Nacktsamern (Gymnospermen) und Bedecktsamern (Angiospermen) unterschieden.
- Zu den Bedecktsamern zählen alle Pflanzen, die eine Blüte besitzen und bei denen die Samenanlage in den Fruchtknoten eingeschlossen ist.
- Nacktsamer sind alle Pflanzen, bei denen die Samenanlage frei vorliegt.
- Sowohl Bedecktsamer als auch Nacktsamer pflanzen sich über die Bestäubung und Befruchtung fort.
- Nach der Befruchtung entstehen bei Bedecktsamern Früchte, die die Samen enthalten.
- Bei den Nacktsamern liegen die Samen nach der Befruchtung frei zwischen den Zapfenschuppen.
Nachweise
- Gemeinholzer (2018). Systematik der Pflanzen kompakt. Springer Spektrum Berlin, Heidelberg.
- Reißer et al. (2019). Pflanzenanatomischer Grundkurs. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.
- Kück; Wolff (2014). Botanisches Grundpraktikum. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg.
- Kadereit et al. (2014). Strasburger – Lehrbuch der Pflanzenwissenschaften. Springer Spektrum Berlin, Heidelberg.
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