pollenanalytische untersuchungen zur rekonstruktion der ... · biodiversität / systematik...

GEOBOTANIK I

Material für Studenten/innen

Dr. Martinus Fesq-MartinLehrstuhl Physische Geographie und

Quantitative MethodenUniversität Augsburg

Weiterführende Literatur:

1.

Frey, W. & R. Lösch (2004):Lehrbuch der Geobotanik.

Elsevier

Spektrum Akademischer Verlag. 528 S.

2. Walter, H. (1986): Allgemeine Geobotanik. Verlag Eugen Ulmer Stuttgart. 279 S.

3. Pott, Richard (2005): Allgemeine Geo-botanik. Springer Verlag. 652 S.

4. Nentwig, W., Bacher, S. & R. Brandl (2009): Ökologie - kompakt. Spektrum Akademischer Verlag. 354 S.

5. Lüder, Rita (2008): Grundkurs Pflanzenbestimmung. Quelle & Meyer Verlag. 372 S.

6. Schubert & Wagner (2000) Botanisches Wörterbuch. UTB 1476

Inhalte der Vorlesung GEOBOTANIK I

•

Floren-

und Vegetationsgeschichte:a

„Meilensteine“

der Pflanzenevolutiona

Beispiel für Pflanzensystematik: Biodiversität

Gymnospermena

Grundprinzipien der Evolution•

Ökophysiologische Geobotanik / Autökologie:

a

Angepasstheiten der Pflanzen an pysikalisch/chemische

Umwelt: Strahlung, H2

O, N2

, Ionen, CO2

(Standortlehre), u.a. •

Biozönologische

Geobotanik / Synökologie:

a

Interaktion der Organismen: Pilze, Herbivorena

Sukzession: Primärsuk., Mosaik-Zyklus-Konzept•

Floristik / Arealkunde sowie Naturschutz:

a

Vorkommen/Verbreitung von Pflanzensippen im regionalen/globalen Kontext

a

Konzepte des Natur-

und Landschaftsschutzes

Biodiversität

/ Systematik Gymnospermae

•

Abteilung

Spermatophyta

(ca. 241000 A)

•

1. Unterabteilung

Coniferophytina

•

2. Unterabteilung

Cycadophytina

•

3. Unterabteilung

Magnoliophytina

/ Angiospermae

(ca. 240000 A)

a

1. + 2. UA = Organisationsstufe Gymnospermae

Biodiversität


•

Gymnospermae

/ Nacktsamer

allgemein:

a

Blüten immer getrenntgeschlechtlich

–

Zapfen = ♀

komplexe Blütenstände

–

ohne Blütenhülle

–

ohne Fruchtknoten

–

ohne Narbe

–

meist Windbestäubung = Anemophilie

Biodiversität


•

1. Unterabteilung Coniferophytina

a

1. Klasse

Ginkgoopsida

a

Eine rezente Art: Ginkgo biloba in

Ostchina:

Provinzgrenze

Chekiang

/ Anwhei

Biodiversität


•

1. Unterabteilung

Coniferophytina

a

2. Klasse

Coniferopsida

/ Pinatae

(525 A)

a

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer,

Koniferen)

a

2. Unterklasse

Taxidae

(Eiben)

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

1. Familie

Cephalotaxaceae

(Kopfeiben),

eine Gattung in Ostasien / Himalaya

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

2. Familie

Podocarpaceae

(Steineiben), trop.-

subtropische

Gebirgswälder, südl. Hemisphäre

a

Gattung

Podocarpus

a

Gattung

Dacrydium

Biodiversität

/ Systematik Gymnospermae•

1.

Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

3. Familie

Araucariaceae

a

Araucaria araucana (Andentanne)

a

Araucaria heterophylla (Zimmertanne),

Nordfolkinsel, Südpazifik

a

Araucaria angustifolia

a

Wollemnia nobilis,

1994 von David Nobilis

in

den Blue Mountains bei Sydney entdeckt

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

4. Familie

Pinaceae

a

Abietoideae

a

Gattung

Abies

(Tannen, 50 A)

a

Gattung

Picea

(Fichten, 40 A)

a

Gattung

Pseudotsuga

(Douglasien, 4 A)

a

Gattung

Tsuga

(Hemlocktannen, 14 A)

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

4. Familie

Pinaceae

a

Laricoideae

a

Gattung

Larix

(Lärchen, 9 A)

a

Gattung

Cedrus

(Zedern, 4 A)

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

4. Familie

Pinaceae

a

Pinoideae

a

Gattung

Pinus

(Kiefern, 93 A)

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

5. Familie

Taxodiaceaea

Sequoiadendron giganteum (Mammutbaum), bis 3000 J., Ø

8m

a

Sequoia sempervirens (Redwood), ↑

100ma

Metasequoia glyptostroboides,

erst 1944 rezent in China (Hupeh/Sechuan) entdeckt

a

Taxodium distichum (Sumpfzypresse), mit Wurzelknie = Atemwurzel, Everglades u.a.

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

6. Familie

Cupressaceae

a

1. Gattung

Juniperus (50 A), mit

Beerenzapfen → Endozochorie

a

Juniperus communis (Wacholder)

a

Juniperus sabina (Sade-Baum)

a

Juniperus virginiana (Bleistiftzeder)

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

6. Familie

Cupressaceae

a

2. Gattung

Cupressus (13 A)

a

Cupressus sempervirens (Mittelmeer- Zypresse)

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

6. Familie

Cupressaceae

a

3. Gattung

Chamaecyparis (8 A)

a

Chamaecyparis lawsoniana (Lawsons Scheinzypresse)

Biodiversität


•

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

Ordnung

Pinales

a

6. Familie

Cupressaceae

a

4. Gattung

Thuja (5 A)

a

Thuja occidentalis (Abendländischer

Lebensbaum)

Biodiversität


•

1. Unterabteilung

Coniferophytina

a

2. Klasse

Coniferopsida

/ Pinatae

(525 A)

a

1. Unterklasse

Pinidae

(Nadelhölzer)

a

2. Unterklasse

Taxidae

(Eiben)

Biodiversität


•

2. Klasse

Coniferopsida

/ Pinatae

(525 A)

a

2. Unterklasse

Taxidae

(Eiben)

a

Ordnung

Taxales

a

Familie

Taxaceae

a

Taxus baccata,

Eibe als einzige europäische Art

Biodiversität


•

Abteilung

Spermatophyta

(ca. 241000 A)

•

1. Unterabteilung

Coniferophytina

•

2. Unterabteilung

Cycadophytina

•

3. Unterabteilung

Magnoliophytina

/ Angiospermae

(ca. 240000 A)

a

1. + 2. UA = Organisationsstufe Gymnospermae

Biodiversität


•

2. Unterabteilung

Cycadophytina

a

Klasse

Cycadopsida

(Cycadeen

= Palmfarne, 140 A)

a

Klasse

Gnetopsida

(Chlamydospermen, 80 A)

a

Familie

Gnetaceae

a

Familie

Welwitschiaceae, Weltwitschia mirabils

a

Familie

Ephedraceae

Evolution des Pflanzenreiches

•

Im Holozän

Domestikation von Arten durch den Menschen → Kulturpflanzen, z.B. Getreide der Poaceae

(Süßgräser):

Weizenarten (Triticum spp., Einkorn (T. monococcum) u. Emmer

(T. dicoccum) ältester Nachweis: ca. 10.500

J.BP)

Gerste (Hordeum vulgare)

Roggen (Secale cereale)

Saat-Hafer (Avena sativa)

Reis (Oryza sativa)

Mais (Zea mays)

Hirsen (z.B. Rispen-, Kolben-, Perl-, Sorgumhirse)

Stickstoff: Symbiose

•

Symbiose

zwischen

Actinomyceten

(Gat. Frankia) und:

a

Rutenstrauch (Casuarina) a

Erlen (Alnus) a

Sanddorn (Hippophae) a

Gagelstrauch

(Myrica) a

Silberwurz (Dryas) a

Ölweide (Elaeagnus) a

u.a.


•

Symbiose

mit

Cyanobakterien:

a

Wasserfarn

Azolla +

Anabaena azollae

300 kg N/ha im Jahr !


•

Symbiose

mit

Cyanobakterien:

a

Gattung

Gunnera spp. +

Nostoc spp.


•

Symbiose

mit

Rhizobium, Bradyrhizobium,

Azorhizobium

(„Wurzelknöllchen-Bakterien“):

a

Leguminosen

(wichtige Kulturpflanzen)


•

Erbse → Rhizobium leguminosarum

•

Luzerne

→ R. meliloti•

Klee

→ R. trifolii

•

Bohne → R. phaseoli

•

Lupine → R. lupini

•

Sojabohne

→ Bradyrhiobium japonicum•

Sesbania

→ Azorhizobium caulinodans

•

Cyanophyceen, Blaualgen–

Rivularia haematites, Lyngbya spp.

•

Desmidiaceen, Zieralgen–

Oocardium depressum

•

Charales, Armleuchterlagen

•

Bryophyta, Moose–

Cratoneurum commutatum, Eucladium verticillatum

•

Angiospermen–

Potamogeton spp., Hydrocharis spp., Elodea spp.

Biogene

Kalkausfällung: Pflanzenauswahl

•

viele Poaceen-Gattungen

(Gräser, Monokotyle) in den Savanengebieten

der semiariden Subtropen

•

Mais und Zuckerrohr •

konvergente Evolution

in verschiedenen

Verwandtschaftskreisen, z.B. auch innerhalb Dikotylenfamilien: Amaranthaceae, Chenopodiaceae, Polygonacea

•

in bislang 18 Angiospermen-Familien nachgewiesen

C4-Pflanzen

•

Biotop

(der/das): Lebensraum

oder Standort mit

bestimmten Bedingungen für die Existenz und das

Gedeihen von Organismen

niedrigste, lokal begrenzte Einheit der Ökologie

•

aus Schubert & Wagner (2000)

Synökologie

•

Synökologie: Ökologie der Populationen,

Biozönosen

und Ökosysteme.

Biozönose

(=Biocoenose): Lebensgemeinschaft oder Vergesellschaftung von Lebewesen, die

einen einheitlichen Abschnitt des Lebensraumes

bewohnen und die in einem Zustand

gegenseitiger Bedingtheit leben.

•

aus Schubert & Wagner (2000)

Synökologie

•

Grasmoore:

Seggenmoore, Schilfröhrichte, u.a.

•

Braunmoosmoore

•

Bruchwaldmoore:

Erlen-, Birken-, Kiefern-,

Fichtenbrüche inkl. Gräser u. Moose

•

Zwergstrauch-Torfmoosmoore:

Sphagnum spp. mit

Ericaceen

u.a.

•

Waldmoore:

Kiefern u. Birken mit Sphagnum, Gräsern u.a.

•

nach Friedmann 2003

Moore -

Vegetation

•

Luzulo-Fagetum typicum: Wald-Hainsimsen-Buchenwald•

Lathyro-Fagetum: Kalk-Buchenwald•

Carici albae-Fagetum: Orchideen-Buchenwald•

Seslerio-Fagetum: Blaugras-Buchenwald•

Asperulo-Fagetum: Waldmeister-Buchenwald•

Mercuriali-Fagetum: Bingelkraut-Buchenwald•

Allio ursini-Fagetum: Bärlauch-Buchenwald•

Abieti-Fagetum: Buchen-Tannenwald•

Hordelymo-Fagetum: Waldgersten-Buchenwald•

Helleboro-Fagetum: Schneerosen-Buchenwald•

Aposerido-Fagetum: Nordalpiner Fichten-Tannen-Buchenwald•

Aceri pseudoplatanii-Fagetum: Subalpiner Bergahorn-Buchenwald

Pflanzengesellschaften des Fagion sylvaticae

Zufällige genetische Variation

a

Mutationen:

Gen-, Chromosomen-,Genommutationen

AdaptationAngepasstheit


a

Meiose:

interchromosomale

(homologe Chromosomen der

Eltern) u. intrachromosomale

(crossing

over)

Rekombination

→ sexuelle Fortpflanzung



a

Hybridisierung

(„Bastardierung“):

Kreuzungsvorgänge

zwischen unvollständig isolierten Sippen mit

unterschiedlicher genetischer Struktur.


• Die vollständigen Quellen zu dieser Materialsammlung

entnehmen Sie der Vorlesung GEOBOTANIK I bzw. erhalten Sie

auf Anfrage bei:

• [email protected]

• Die vorliegende Materialsammlung stellt eine sehr beschränkte

bzw. unvollständige Lernhilfe dar und kann den Besuch der

Vorlesung nicht ersetzen!

Wichtiger Hinweis !

mailto:[email protected]

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