Tracheophyten: Aufbau, Merkmale und Klassifizierung von Farnen

Entwicklung der Tracheophyten: Pflanzen mit vaskulärem Gewebe

Einführung in die Tracheophyten (Gefäßpflanzen)

Die Tracheophyten, auch als Gefäßpflanzen bekannt, zeichnen sich durch das Vorhandensein von vaskulärem Gewebe aus. Dieses Gewebe besteht aus Leitungsbahnen, die echten Röhren ähneln und mit den Blutgefäßen der Tiere vergleichbar sind.

Funktion des vaskulären Gewebes

Durch diese Leitungsbahnen wird Wasser von den Wurzeln zu den obersten Blättern transportiert. Dies ermöglicht es den Pflanzen, Wasser auch aus tieferen Bodenschichten zu beziehen und es bis zu Stellen zu befördern, die sich Dutzende Meter hoch befinden können. In Gefäßpflanzen bilden diese Bahnen ein dichtes Netzwerk, das alle Organe kontinuierlich mit Wasser versorgt.

Bedeutung für die Besiedlung trockener Gebiete

Pflanzen ohne Leitungsbahnen (wie Moose) sind auf feuchte Umgebungen beschränkt, da ihnen die spezialisierten Organe für den Wassertransport fehlen. Das vaskuläre Gewebe befreite die Gefäßpflanzen von der Beschränkung des Wassertransports und ermöglichte es ihnen, viel größere Höhen zu erreichen, wie Baumfarne oder heutige Mammutbäume und Eukalyptusbäume, die bis zu 100 Meter hoch werden können.

Mechanische und Schutzgewebe

Die enorme Größe vieler Gefäßpflanzen wird durch die Entwicklung von mechanischen Geweben ermöglicht, die im Stamm und in den Wurzeln sowie in geringerem Maße in den Blättern angeordnet sind.

Um das schnelle Austrocknen in trockenen Umgebungen zu verhindern, mussten Gefäßpflanzen die Verdunstung kontrollieren oder sogar eliminieren. Zu diesem Zweck entwickelten sie tegumentale Gewebe, deren wasserdichte Oberfläche die Wasserverdunstung verhindert. Die einzige Verbindung zur Außenwelt erfolgt über mikroskopisch kleine, einstellbare Öffnungen: die Spaltöffnungen.

Zusammenfassung der spezialisierten Gewebe

• Leitgewebe (Fahrer): Transport von Wasser und Nährstoffen.
• Mechanische Gewebe: Stützung und Stabilität.
• Hüllgewebe (Tegumental): Schutz und Kontrolle der Verdunstung.

Allgemeine Merkmale der Farne (Filicinae)

Struktur der Farne

Farne sind gut entwickelte Pflanzen mit einem vaskulären System, echten Wurzeln, Stielen und Blättern (Wedeln).

Entstehung der Blätter (Megaphylle)

Die Blätter der Farne (Wedel) entstanden vermutlich anders als bei den Lycopsida. Man nimmt an, dass sie sich aus einer Anordnung kleiner Äste in einer Ebene entwickelt haben, wobei die Zwischenräume mit Gewebe ausgefüllt wurden. Diese Blätter werden als Megaphylle bezeichnet, im Gegensatz zu den einfacheren Strukturen, den Mikroφυllen.

Blattmerkmale

• Die Blätter sind oft zusammengesetzt und in viele Teilblättchen (Fiedern) unterteilt.
• Charakteristisch ist das Nachwachsen des Blattes nach seiner Spitze, das bei der Reifung verschwindet.

Stamm und Sporophyt

Bei einigen Farnen, wie tropischen Baumfarnen, ist der Stamm aufrecht und bildet einen Stamm. Bei den meisten gemäßigten Farnen liegt der Stamm jedoch am Boden oder unterirdisch, und nur die langen Wedel sind sichtbar.

Der Farnwedel repräsentiert das diploide Stadium und somit den Sporophyten.

Sporenproduktion

Sporen werden in Sporangien produziert, die in Gruppen, den sogenannten Sori, auf der Unterseite einiger Blätter oder Wedel angeordnet sind. Die Blätter, die die Sporangien tragen, werden als Sporophylle bezeichnet.

Gametophyt

Nach der Keimung der Sporen entsteht der Gametophyt (oder Prothallium). Dieser ist klein (selten breiter als ein halber Zentimeter), dünn und oft herzförmig. Er trägt die männlichen (Antheridien) und weiblichen (Archegonien) Geschlechtsorgane.

Klasse Filicinae: Die Farne

Verbreitung und Lebensform

Weltweit existieren heute etwa 10.000 Farnarten. Sie sind meist krautige Pflanzen mit Rhizomen, können aber in den Tropen auch baumartig wachsen. Farne sind weltweit verbreitet und kommen in verschiedenen Umgebungen vor. Sie sind besonders reichlich in warmen, feuchten Regionen vertreten, wo die größten Arten vorkommen.

Klassifizierung der Tracheophyten

Die Hauptgruppen der Tracheophyten umfassen:

• Psilopsida
• Lycopsida
• Sphenopsida
• Pteropsida (Filicinae oder Farne)
• Gymnospermen (Nacktsamer, z.B. Koniferen)
• Angiospermen (Bedecktsamer oder Blütenpflanzen)