Chapter 35: Plant Reproduction

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35.1:

Bestäubung und Blütenstruktur

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Pollination and Flower Structure

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35.2: The Angiosperm Life Cycle

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Blumen sind reproduktive Multitasker. Bei den meisten blühenden Arten produzieren Blumen Spermien und geben sie frei, erzeugen und lagern Eizellen, und sie fangen Spermien zur Befruchtung ein. Im Anschluss an die Befruchtung entwickeln sich die Blüten zu Samen, und häufig in Früchte. Blumen haben bis zu vier Arten von Blütenorganen: Kelchblätter, Blütenblätter, Staubgefässe und Fruchtblätter. Kelchblätter umhüllen und schützen die Blütenknospen, und sie sind normalerweise grün und blattähnlich. Blütenblätter schützen andere Strukturen der Blume und sind oft hell bunt gefärbt, was ihnen dabei hilft, Bestäuber anzulocken. Staubgefäße und Fruchtblätter sind fruchtbare Blütenorgane. Sie erzeugen Sporen, die sich letztendlich in Spermien und Eizellen entwickeln. Ein Staubgefäß besteht aus einem Staubfaden und Staubbeutel. Die Zellen im Staubbeutel erzeugen Sporen, die sich in Pollenkörner entwickeln, aus denen die Spermien entstehen. Ein Fruchtblatt besteht aus einem Fruchtknoten, Griffel und Narbe. Der Fruchtknoten enthält eine oder mehrere Samenanlagen. In einer Samenanlage wird ein embryotischer Sack – der ein Ei beinhaltet – gebildet. Der Griffel dehnt sich vom Fruchtknoten zur Narbe aus. Die klebrige Narbe fängt Pollen ein, was den mobilen Spermien ermöglicht, die stationäre Eizelle zu erreichen. Befruchtete Samenanlagen entwickeln sich zu Samen. Damit die Befruchtung und Samenbildung geschehen kann, müssen blühende Pflanzen bestäubt werden. Bestäubung ist die Übertragung von Pollen – der Quelle der Spermien – auf den Teil der Blüte, der die Samenanlagen enthält – die Quelle der Eizelle. Bei blühenden Pflanzen wird der Pollen vom Staubbeutel zur Narbe übertragen. Die meisten Pflanzen werden von Tieren bestäubt, die häufig ihren Nektar und Pollen verspeisen und mit sich tragen. Die häufigsten Bestäuber sind Insekten – wie beispielsweise Bienen, Schmetterlinge, Motten und Fliegen. Viele Vögel- und Fledermausarten bestäuben ebenfalls. Pflanzen können auch durch Wind und weniger oft, durch Wasser, bestäuben. Gräser zum Beispiel, geben oft viele kleine Pollenkörner frei, die dann vom Wind zerstreut werden. Nach der Bestäubung bildet sich der Pollenschlauch, Spermien werden in die Samenanlage freigegeben, und die Befruchtung tritt ein. Befruchtung löst die Entwicklung der Blüte in eine Frucht aus, da ihre Samenanlagen zu Samen werden. Eine unbestäubte Blüte wird allerdings normalerweise zu keiner Frucht und stirbt ab.

35.1:

Bestäubung und Blütenstruktur

Blumen sind die reproduktiven, samenproduzierenden Strukturen der Angiospermen. In der Regel bestehen die Blüten aus Kelchblätter (Sepalen), Kronblätter (Petalen), Staubblätter und Fruchtblätter (Karpell). Kelchblätter und Kronblätter sind die vegetativen Blütenorgane, während die Staub- und Fruchtblätter die Fortpflanzungsorgane sind.

Blumen müssen bestäubt werden, um Samen zu produzieren. In Angiospermen umfaßt die Bestäubung die Übertragung der Pollen vom Staubbeutel (Anthera) des Staubblatts (der männlichen Struktur) zur Narbe (Stigma) des Fruchtblatts (der weiblichen Struktur). Blumen können selbstbestäubt oder fremdbestäubt werden. Jedoch haben die meisten Pflanzen Mechanismen entwickelt, die eine Selbstbestäubung zu verhindern.

Die Fremdbestäubung ist die Übertragung der Pollen zwischen den Blüten von verschiedenen Pflanzen. Die Fremdbestäubung wird häufig von Tieren – am häufigsten Insekten – durchgeführt, die als Bestäuber bezeichnet werden. Bestäuber tragen Pollen auf ihren Körpern von Blüte zu Blüte.

Pflanzen entwickelten sich, um verschiedene Bestäuber anzuziehen, was die reichliche Vielfalt der Blumenmerkmal erklärt. Zum Beispiel werden Bienen vorzugsweise von leuchtend blauen und gelben Blüten mit süßen Düften angezogen, während Fliegen von fleischigen Blüten angezogen werden, die nach verrottendem Fleisch riechen.

Viele Vögel dienen auch Bestäuber. Während Vögel oft einen schwachen Geruchssinn haben, werden viele von leuchtend roten und gelben Blüten mit süßem Nektar angezogen. Bestimmte Fledermausarten bestäuben auch. Zum Beispiel bestäubt die kleine mexikanische Blütenfledermaus Agaven- und Kaktusarten, wenn sie ihren Nektar und Pollen frisst.

Einige Pflanzen werden auch durch Wind und Wasser bestäubt, anstatt durch Tiere; solche Blumen sind oft eintönig und haben keinen Nektar. Gräser zum Beispiel haben oft grüne, geruchlose Blüten, die viele winzige durch den Wind verbreitbare Pollenkörner besitzen.

Während viele Blüten Staubblätter und Fruchtblätter haben, sind einige Blüten eingeschlechtlich – dass heißt sie haben entweder keine funktionellen Staubblätter oder Fruchtblätter. Manchmal befinden sich beide Arten der eingeschlechtlichen Blüten in der gleichen Pflanze. In anderen Fällen finden sich Blumen mit Staubblättern und Blumen mit Fruchtblättern in verschiedenen Pflanzen. Darüber hinaus können einige Pflanzenarten zwischen der Herstellung von männlichen Blüten, weiblichen Blüten und beiden Blütenarten wechseln.

Suggested Reading

Fleming, Theodore H., Cullen Geiselman, and W. John Kress. 2009. “The Evolution of Bat Pollination: a Phylogenetic Perspective.” Annals of Botany 104 (6): 1017–43. [Source]

Willcox, Bryony K, Marcelo A Aizen, Saul A Cunningham, Margaret M Mayfield, and Romina Rader. 2017. “Deconstructing Pollinator Community Effectiveness.” Current Opinion in Insect Science 21: 98–104. [Source]