Die pflanzliche Zelle:

Die Grundeinheit des Lebens ist die Zelle. Pflanzenzellen zeigen ebenso wie Tierzellen ein hohes Organisationsniveau mit membrangebundenen inneren Strukturen. Die Kernhülle bildet eine Barriere zwischen dem genetischen Material des Kernes und dem Cytoplasma der Zelle. Mitochondrien verwandeln Nährstoffe für die Pflanze in nutzbare Energie. Im Gegensatz zu Tierzellen enthalten Pflanzenzellen ausserdem Chloroplasten: Organellen, die Zucker aus Kohlendioxid , Wasser und Licht synthetisieren. Weitere Unterschiede sind die feste Zellwand ,die Cellulose enthält, und die einzelne, relativ große flüssigkeitsgefüllte Vakuole. Sie gilt als Reserveorgan für Stoffe, die die Zelle im Verlauf ihres Stoffwechsels benötigt.

Pflanzenstengel dienen der Verteilung von Wasser und Nährstoffen zwischen Wurzeln, Blättern und anderen Pflanzenteilen. Bei Kletterpflanzen dienen umgebildete Triebe dem Festhalten. Die krautigen Stengel des Löwenzahns enthalten kein Lignin, jenes Material, das holzigen Stengeln Festigkeit verleiht. Deshalb sind krautige Pflanzen in der Regel in ihrer Höhe begrenzt. Viele Wolfsmilchgewächse und fast alle Kakteen haben ihre Blätter reduziert, um in trockenen Klimaten Verdunstung einzuschränken. Kartoffeln und ähnliche Knollenfrüchte besitzen dickfleischige unterirdische Sprossabschnitte, die der Ernährung der sich entwickelnden Sprosse dienen. Die Triebe mancher Pflanzen sind zu Dornen umgebildet und wehren Fraßfeinde ab, wie beim Weißdorn; die Stacheln der Hundsrose sind dagegen umgebildete Haare.

Verallgemeinert zeigt ein gesamter Sprossachsenquerschnitt die folgende Struktur: ganz im Inneren das Mark, umgeben von einem Zentralzylinder, der vom Leitbündelsystem gebildet wird, und um diese beiden herum schließlich die Rinde.

Als Blätter bezeichnet man diejenigen Pflanzenteile, die seitlich an Stengel oder Zweigen ansetzen und deren Hauptaufgabe die Aufnahme und Umwandlung von Kohlenhydraten ist. Bei den Bedecktsamern besteht die Blattepidermis aus verschiedenen Zellarten und ist durchgehend. Unterbrochen wird sie nur durch Spaltöffnungen, die die Pflanze vor zu großem Wasserverlust schützen und als Stütze dienen. Die Leitungsbahnen bilden die Blattaderung, die den Blättern ein typisches Aussehen verleihen. Die Blätter von nacktsamigen Pflanzen sind entweder flach oder nadelförmig. Die Nadeln der Zirbelkiefer stehen in einer Fünfergruppe. Jede Nadel hat eine derbe Aussenschicht, die Cuticula, die als Schutz gegen Wasserverlust mit einer Wachsschicht überzogen ist.

Nacktsamer besitzen unterschiedlich viele Harzgänge, und die Zahl der Adern bewegt sich zwischen einer zentralen (viele Nadelhölzer) und einem reichverzweigten Adersystem (beim Ginkgo).

Äusserlich unterscheidet man Nadelblätter und glatte Blätter. Zur Aufnahme des Lichtes für die Photosynthese diene sowohl viele kleine, als auch wenige große Blätter, die dafür eine große Oberfläche bilden.

Andere Blattarten sind durch Anpassung der Pflanzen an bestimmte Bedingungen entstanden. Fleischige oder sukkulente Blätter sind sehr dick und besitzen ein spezielles Grundgewebe, das das wenige Wasser, was die Pflanze aufnimmt, speichert.

Als Wurzel bezeichnet man den Teil der Pflanze, der in der entgegengesetzten Richtung zum Stengel wächst., sich in die Erde gräbt und weder Blätter noch Blüten trägt. Ihre beiden Hauptaufgaben sind die Aufnahme und notwendigen Mineralstoffe aus dem Erdreich und die Stütze und Festigung der Pflanze.

Die Hauptwurzeln vieler Pflanzen teilen sich, wenn sie herabwachsen. Die Verzweigungen (laterale Wurzeln) teilen sich weiter und bilden ein Netzwerk, das die Pflanze im Boden verankert. An den Spitzen der kleinsten Wurzeln findet weiteres Wachstum statt.

Allgemein lassen sich zwei Bereiche unterscheiden: die Wurzelspitze oder -haube, eine Wachstumszone , sowie ein mit verschieden langen Wurzelhaaren besetzter Teil. Die Wurzelepidermis besteht aus länglichen, dicht gepackten Zellen und ist durchgehend. Sie bildet die Wurzelhaare, deren Anzahl zum Wurzelhals und den älteren Wurzelabschnitten hin abnimmt. Die Wurzelhaube befindet sich an der Wurzelspitze und schützt die Vegetationsspitze beim Wachstum ins Erdreich.

Blüten sind vielgestaltige und farbenreiche Fortpflanzungsorgane, die besonders für Bedecktsamer typisch sind und aus einem besonderen Spross mit umgewandelten Blättern bestehen.

Eine Blüte besteht aus einer in der Regel gestauchten Blütenachse, die den Blütenboden bildet. Dort sind vier Organe auf gleicher Höhe und in Blütenkreisen, sogenannten Wirteln, angesetzt: Kelch-, Kron-, Staub- und Fruchtblätter. Kelch- und Kronblätter bilden die sterile Blütenhülle, Staub- und Fruchtblätter die eigentlichen Fortpflanzungsorgane.

Kelchblätter sind einfach gebaute, meist grüne Blätter, die zusammen den Kelch darstellen. Bereits im Knospenstadium liegen sie schuppenartig um die Blüte und schützen sie.

Kronblätter sind weiter differenziert und stärker umgewandelte Blätter, die die Krone bilden. Kronblätter sind meist lebhaft gefärbt, da sie zahlreiche Chromoplasten oder Pigmente besitzen.

Staubblätter (oder auch Andrözeum) stellen die männlichen Fortpflanzungsorgane dar. Sie bestehen aus einem Staubfaden und dem Staubbeutel. Der Staubfaden ist ein länglicher Stengel, dessen Gewebe bei höher entwickelten Pflanzen aus nur einem einzigen Gefäß besteht. An seinem Ende befindet sich der Staubbeutel, der in zwei Hälften mit je zwei Pollensäcken gegliedert ist. Jeder Pollensack besitzt in seinem Inneren ein Gewebe, das Pollenmutterzellen bildet. Die Pollenkörner sind mikroskopisch kleine, rundliche Zellen mit zwei Membranen. Die Gestalt der Pollenkörner ist charakteristisch für die einzelnen Pflanzenarten.

Die Fruchtblätter werden in ihrer Gesamtheit als Gynözeum bezeichnet. Sie bilden den innersten Blütenwirtel. In ihrem Inneren lassen sich der Griffel und der Fruchtknoten unterscheiden.

Die Position des Fruchtknotens in Relation zu den übrigen Blütenorganen ist ein wichtiges taxonomisches Merkmal. Zu unterscheiden ist zwischen oberständigem, der Fruchtknoten ist hier nur an seiner Basis mit der Achse verbunden, also nicht verwachsen, mittelständigem (zum Teil), und unterständigem (voll verwachsenem) Fruchtknoten. Die Blüte ist jeweils hypogyn, perigyn, und epigyn.

Der Griffel bildet den oberen, stilartigen und sterilen Teil, der Fruchtknoten am unteren Ende ist fruchtbar. Die Fruchtblätter sind entweder frei oder unterschiedlich stark miteinander verwachsen. Bei Blüten, deren Fruchtblätter alle zu einem einzigen Griffel und einem Fruchtknoten verwachsen sind, wird der obere Teil des Griffels Narbe genannt.

An der Wand der inneren, fruchtbaren Fruchtblattabschnitte entwickeln sich die Samenanlagen. Sie bestehen aus einem Gewebekern, dem sogenannten Nucellus, der über einen Samenstil mit dem Fruchtblatt verbunden ist. Nach der Bestäubung entsteht im Fruchtknoten die Frucht.

Tulipa gesmeriana (Tulpe):

1. Blüte in Aufsicht, B. und C. Stempel Gesamtansicht (B), Querschnitt im Bereich des Ovars (C), D. generalisiertes Blütendiagramm.

Eine Art der Unterabteilung von Blüten richtet sich nach dem Vorhandensein von Frucht- und Staubblätter bzw. beiden. Hier unterscheidet man weibliche, männliche und zwittrige Blüten. Bei einer anderen Einteilung ist das Hauptkriterium die äußere Gestalt der Kronblätter. Demnach gibt es monosymmetrische Blüten mit ungleichen Kronblättern, strahlige (aktinomorphe) Blüten mit spiegelbildlich gleichen Teilen, choripetale Blüten mit freiblättriger Blütenkrone und sympetale Blüten mit verwachsenen Kronblätter.

Frucht:

Nach Bestäubung und Befruchtung der Samenanlagen bilden diese den Samen, und der Fruchtknoten erfährt eine Reihe von Umwandlungen, die auch seine Nebenorgane betreffen. Aus diesem Vorgang entsteht eine Frucht, ein Organ also, das die Samen bis zur Reife umschließt und dann zu ihrer Ausbreitung dient. Da Früchte aus Blüten hervorgehen, sind sie ausschließlich bei Bedecktsamern anzutreffen. Während der Fruchtbildung wird die Fruchtknotenwand zur Fruchtwand und ihre Grundgewebezellen differenzieren sich zum Exokarp, Mesokarp und Endokarp. Exo- und Endokarp sind einschichtig, das dazwischen liegende Mesokarp mehrschichtig. Diese drei Teile entwickeln sich bei den einzelnen Fruchtarten unterschiedlich. Die Fruchtwand ist entweder fleischig oder trocken. Dazu muß die Fruchtknotenwand eine Reihe von Umwandlungen durchlaufen. Das Exokarp stellt bei den meisten Früchten die "Haut" dar, z.B. von Heidelbeeren oder Pfirsichen. Das Mesokarp erfährt oft sehr viele Veränderungen und wird bei manchen Früchten zu einem fleischigen und sehr saftiges Gewebe, dem Fruchtfleisch. Das Endokarp kann in manchen Fällen sehr hart werden und ist als Kern bekannt.

Wie bereits erwähnt werden trockene und fleischige Früchte unterschieden. Im ersten Fall entstehen aus Zellen Fasern, was mit einem fortschreitenden Wasserverlust einhergeht (z.B. bei Haselnüssen oder Erbsen). Bei fleischigen Früchten vergrößern sich die Zellen und sammeln gelöste Stoffe, vor allem Zucker, was sie prall aussehen lässt (z.B. Pfirsiche). Unter dem Gesichtspunkt der Samenausbreitung teilt man Früchte in Streu- oder Öffnungsfrüchte, die sich öffnen und den Samen einzeln entlassen, und in Schließfrüchte, die sich nicht öffnen und deren Samen auf andere Weise befreit wird, etwa durch Welken des Fruchtfleisches, oder in dem sie von Tieren gefressen werden.

Sie sind meist trocken. Wichtige Formen sind die Kapsel, die durch Verwachsung mehreren Formen vorliegt (Abb. c). Ein Beispiel für eine Einblattfrucht ist der Balg, dessen Öffnung sich an der Bauchnaht befindet (Abb. a). Schoten sind meist länglich und entstehen aus zwei Fruchtblättern, die durch eine Scheidewand gekammert sind. Schoten sind typisch für Kreuzblütler. Die meist länglichen Hülsen (Samenhülsen) (Abb. b) bestehen aus einem Fruchtblatt, das sich an der Verwachsungs- und an der Rückennaht öffnet (Bohnen, Erbsen).

Die wichtigste Art trockener Schliessfrüchte sind Nüsse. Aber auch die meisten fleischigen Früchte sind Schliessfrüchte. Stein-, Beeren- und Zitrusfrüchte sind am verbreitetsten. Steinfrüchte besitzen ein sehr dünnes Exokarp, ein dickes und fleischiges Mesokarp und ein verholztes und hartes Mesokarp (Abb. Kirsche).

Scheinfrüchte, auch Halbfrüchte genannt werden nicht nur durch den Fruchtknoten, sondern auch durch andere Organe gebildet. So geht beispielsweise die Erdbeere aus einer Blüte mit vielen Fruchtblättern hervor.

Samen:

Ein Samen setzt sich aus drei Hauptteilen zusammen. Der Embryo besteht aus Zellen, die sich in die Strukturen der ausgewachsenen Pflanze differenzieren (Wurzeln, Knospen, Stengel, Blätter). Die Keimblätter – eines bei Monokotylen und zwei bei Dikotylen – entziehen dem Speichergewebe des Samens (Endosperm) Nahrung. Bei manchen Pflanzengruppen wie den Hülsenfrüchtlern stellen die Keimblätter selbst den wichtigsten Nahrungsspeicher dar. Die Samenhülle dient als Schutz des Samens vor Fraß, Verletzung und Feuchtigkeitsverlust.

Als Ernährung bezeichnet man die Aufnahme von Stoffen aus der Umgebung und ihre Umwandlung in organische Stoffe durch den Organismus selbst. Die aufgenommenen Stoffe bilden die Grundlage für den darauffolgenden Stoffwechsel. Dieser besteht aus zwei untereinander verbundenen Teilschritten, der eigentlichen Nährstoffaufnahme und der Weiterleitung der Nährstoffe an die entsprechenden Organe. Meistens werden Nährstoffe wie Calcium, Kalium, Phosphor, Magnesium, Stickstoff und Eisen aus dem Boden entnommen. Die Wurzeln der Samenpflanzen nehmen mit ihren feinen Wurzelhaaren Wasser und die gelösten Stoffe auf und führen sie über ein Gefäß- und Kanalsystem den Blättern zu, wo sie in Nährstoffe umgewandelt werden.

Photosynthese:

Die Photosynthese ist eine der wichtigsten Reaktionen auf der Erde, ohne die Leben unmöglich wäre. Im wesentlichen reagieren hierbei Kohlendioxid und Wasser unter Lichteinwirkung zu Kohlenhydrat.

Fortpflanzung:

Bei Pflanzen werden die gleichen Fortpflanzungsarten wie bei Tieren unterscheiden: geschlechtliche und ungeschlechtliche (vegetative Fortpflanzung). Der Unterschied liegt darin, dass das Ergebnis der vegetativen Vermehrung immer mit der Mutterpflanze übereinstimmt. Das betrifft das äußere Erscheinungsbild (Phänotyp) ebenso wie ihr Erbbild (Genotyp), da kein Austausch von Genen stattfindet. Dagegen sind Pflanzen, die aus einem Keimling hervorgehen, der durch Verschmelzung zweier Geschlechtszellen entstanden ist, der Mutterzelle zwar ähnlich, weisen aber Unterschiede auf. Die Befruchtung stellt den Höhepunkt des Generationswechsels dar und besteht aus der Vereinigung und Verschmelzung zweier Keimzellen.

Die Abbildungen zeigen eine Schwertlilie, die ausgelöst durch grössere Tageslichtperioden ihre Blütenknospe öffnet, damit die leuchtend gefärbten Blütenblätter nektarsuchende Insekten anlocken.

 

Bei Bedecktsamern sind die männlichen Keimzellen unbeweglich und können nicht so einfach zu den weiblichen gebracht werden. Dies geschieht durch den Transport der Pollen und die Keimung der Pollenkörner. Für die Keimung sind äußere Faktoren wichtig, wie Licht, Feuchtigkeit, Temperatur und innere , wie physiologische Reife wichtig.

 

Bewegung:

	Pflanzen können im allgemeinen langsame und für das Auge nicht direkt sichtbare Bewegungen ausüben.Tropismen sind Orientierungsbewegungen von festgewachsenen Pflanzen, die von äußeren Reizen hervorgerufen werden. Fotottropismus ist die Reaktion einer Pflanze auf Licht. Änderungender Richtungen des Lichteinfalls bewirken eine entsprechende Änderung der Wachstumsrichtung.Kleine Wurzeln, die aus Samenkeimen wachsen zeigen einen Geotropismus, d.h. sie wachsen zum Zentrum der Schwerkraft, der Erdmitte, hin.Der Turgordruck bestimmt, ob sich Blätter aufrichten oder nicht. Er ist einer der wichtigsten Hilfsmittel für Pflanzenbewegungen.Ein Ansteigen des Drucks bewirkt eine Zunahme des Zellvolumens, ein Absinken bewirkt das Gegenteil.Nastien sind Bewegungen von Pflanzenorganen, die durch verschiedene Reize ausgelöst werden, zum Beispiel Berührungen.Reize sind hierbei die Auslöser zu den Bewegungen.