BRYOPHYTEN: EIGENSCHAFTEN, PHYLOGENIE, KLASSIFIKATION, REPRODUKTION - BIOLOGIE - 2025

Die Bryophyten oder Bryophyten, auch Moose genannt, sind nicht-vaskuläre kleine Pflanzen in feuchten Umgebungen und auf verschiedenen Oberflächen wie Felsen, Erde, Stämmen, unter anderem. Rund 24.000 Arten sind bekannt und dank ihrer Fähigkeit, große Temperaturbereiche zu tolerieren, sind sie in arktischen, tropischen und sogar Wüsten verbreitet.

In der Vergangenheit wurde diese Gruppe in drei Hauptgruppen eingeteilt: Leberblümchen, Hornkraut und Moose. Gegenwärtig wird diese Klassifizierung als paraphyletisch angesehen, da Anthoceroten eher mit Gefäßpflanzen als mit dem Rest der Bryophyten verwandt sind.

Quelle: Von Marie Čcheidzeová aus Wikimedia Commons

Bryophyten enthalten wie Pflanzen eine Reihe von Pigmenten wie Chlorophyll, Carotine und Xanthophylle. Sein Lebenszyklus umfasst einen Prozess des Generationswechsels, der als Gametophyt und Sporophyt bezeichnet wird.

Jede Generation unterscheidet sich von der anderen in Bezug auf Chromosomenzahl, Form und Funktion. Sie haben auch eine asexuelle Fortpflanzung durch Knospungs- und Fragmentierungsprozesse.

Bryophyten sind aufgrund ihrer Empfindlichkeit in Naturschutzgebieten nützlich, da sie als Umweltindikator für Luftverschmutzung dienen.

Aufgrund ihrer morphologischen Ähnlichkeit werden einige Algen oder Flechten oft fälschlicherweise als "Moose" bezeichnet. In ähnlicher Weise wurde der Begriff "Moos" und "Bryophyt" in der Literatur sehr locker verwendet. Genau genommen sind Moose oder Bryophyten eine Gruppe, die Leberblümchen und Anthocera nicht enthält.

Allgemeine Charakteristiken

Botaniker teilen ihre Untersuchungsorganismen in zwei große Gruppen von Landpflanzen ein: Bryophyten oder nicht-vaskuläre Pflanzen und Tracheophyten oder vaskuläre Pflanzen.

Bryophyten zeichnen sich durch geringe Größen aus und wachsen in hochgepackten Strukturen, die an ein Kissen oder ein Kissen erinnern. Wir finden sie auf verschiedenen Arten von Felsen und Baumstämmen am Boden und als Epiphyten auf Waldbäumen.

Alle Bryophyten sind ökologisch persistent und die Phase, in der die Photosynthese durchgeführt wird, ist der Gametophyt, der haploide ist. Die Sporophytenphase ist diploid und wächst als unverzweigter Stamm und terminales Sporangium. Es zeichnet sich durch eine kurzlebige Existenz und ein Leben aus, das aus ernährungsbedingten Gründen am Gametophyten verankert ist.

Morphologisch können seine Strukturen denen einer Gefäßpflanze ähneln. Im Gametophyten können Rhizoide und kleine scharfe "Blätter" unterschieden werden. Sie unterscheiden sich jedoch durch bestimmte Merkmale von ihnen.

Obwohl Bryophyten echte Gefäßgewebe fehlen, die für den Transport von Zucker und anderen Nährstoffen verantwortlich sind, weisen sie homologe Strukturen auf, die als Hydroide bezeichnet werden. Diese Pflanzen bilden niemals Xylem, das verholzte leitfähige Gewebe, das für den Transport von Salzen und Wasser in Gefäßpflanzen verantwortlich ist.

Lebensraum

Bryophyten haben eine relativ breite Umweltverträglichkeit. Sie können in warmen und gemäßigten Umgebungen leben und sich entwickeln, entweder feucht oder schattig. Sie können auch in Sümpfen gefunden werden.

Eine besondere Art ist die Gattung Sphagnum oder Torfmoos, die 1% der Oberfläche der ganzen Welt bedeckt. Zu seinen Besonderheiten gehört die Rückhaltung immenser Wassermengen, die das 20- bis 30-fache ihres Gewichts betragen.

Phylogenie

Die Phylogenie, die Pflanzen mit Stomata umfasst, ist in zwei große Zweige unterteilt, von denen einer zu Pflanzen mit beginnenden Stämmen - Anterophyten - führt, während der andere zu Pflanzen mit sehr effizienten Leitsystemen führt.

Diese letzte Gruppe ist als Hemitracheophyten bekannt und umfasst Bryophyten oder Moose mit einem rudimentären Leitungssystem sowie Tracheophyten, zu denen Gefäßpflanzen mit echten leitenden Gefäßen gehören.

Da sich die Phylogenie von Bryophyten im Laufe der Jahre geändert hat, werden wir eine Beschreibung basierend auf einem Zeitschema vornehmen:

Historische Perspektive

Die drei bekannten Abstammungslinien von Bryophyten sind Leberblümchen, Hornkraut und Moose. Die Beziehung zwischen ihnen blieb viele Jahre unbekannt und war eine der wichtigsten Fragen in der Evolutionsbiologie von Pflanzen.

Viele der Hypothesen, die aufgestellt wurden, enthielten unterschiedliche Anordnungen des Baumes, wobei Bryophyten üblicherweise als Grad der drei oben erwähnten monophyletischen Linien betrachtet wurden.

Einige Autoren schlugen vor, dass Leberblümchen die Schwestergruppe der anderen Embryophyten seien, andere schlugen Anthoceroten als Schwestergruppe vor.

Bryophyten wurden zuvor als ein einziges Phylum betrachtet, das sich in einer Zwischenposition zwischen Algen und Gefäßpflanzen befand.

Aktuelle Phylogenien

Die Molekularbiologie und die Existenz leistungsfähiger Computerprogramme haben die Rekonstruktion von Phylogenien revolutioniert und die Analyse einer großen Datenmenge ermöglicht. Somit können die unter Verwendung morphologischer Merkmale erhaltenen Phylogenien unterstützt werden.

Derzeit sind unterschiedliche Schlussfolgerungen gezogen worden. Es wird nun angenommen, dass die drei erwähnten Gruppen von Bryophyten drei evolutionär getrennte Linien umfassen.

Unter Verwendung von Strukturmerkmalen der Genom- und Sequenzdaten wurde gefunden, dass Anthoceroten im Verhältnis zu Tracheophyten am nächsten sind.

Einstufung

Bryophytenarten werden in drei Phyla eingeteilt: Marchantiophyta (Leberblümchen), Bryophyta (Moose) und Anthocerotophyta (Anthoceroten). Wie bereits erwähnt, bilden sie keine monophyletische Gruppe - eine Gruppe, die den jüngsten gemeinsamen Vorfahren und alle seine Nachkommen enthält -, sodass sie einen gewissen Grad in der Entwicklung von Embryophyten darstellen.

Von den drei Gruppen finden wir die größte Vielfalt an Moosen, wobei bisher mehr als 15.000 Arten anerkannt wurden.

Hepatisch

Leberblümchen leben normalerweise in tropischen Gebieten Amerikas. Seine Größe ist klein, obwohl einige Arten 30 cm erreichen können. Das Protonem ist kugelförmig, der Gametophyt ist ein einfacher Thallus oder ein Thallus mit Luftkammer.

Die "Blätter" sind in drei Spalten angeordnet und in mehr als zwei Lappen ohne Mittelader unterteilt. Sie haben keine Stomata und spezielle Organellen, sogenannte Ölkörper.

Anthocerotes

Sie zeichnen sich durch ein globöses Protonem aus, die Form des Gametophyten ist einfacher Thallus. Sie präsentieren eine Plastide und eine Pirinoiode.

Moose

Moose sind eine kosmopolitische Gruppe, die in drei Ordnungen unterteilt ist: Bryales, Sphagnales und Andraeales. Das Protonem ist filamentös und die Anordnung der "Blätter" ist spiralförmig und mit einer mittleren Vene. Es werden keine speziellen Organellen präsentiert.

Im Gegensatz zu den vorherigen Gruppen ist das Rhizoid braun und besteht aus mehreren Zellen. Stomata sind in der Sporophytenkapsel vorhanden, die mit einem Operculum, einem Theca und einem Hals komplex ist.

Reproduktion

Bryophyten haben einen Lebenszyklus, der zwei Generationen umfasst: den Gametophyten und den Sporophyten. Die erste Zelle des Gametophyten ist die Spore, die beim Keimen zu einer Struktur mit einem filamentösen, laminaren, kugelförmigen Erscheinungsbild wird, das unter anderem als Protonem bezeichnet wird.

Das Protonem

Das Protonem ist durch Anhänge ohne Chlorophyll, sogenannte Rhizoide, am Boden befestigt. Ein Spross stammt aus dem Protonem, das wiederum einen komplexen Gametophyten produziert.

Diese Struktur ist die haploide Phase des Lebenszyklus und zeichnet sich durch einen kleinen, abgeflachten oder foliosen Thallus aus. In einigen Fällen erinnert morphologisch an eine filamentöse Alge.

Im ersten Fall ist der Thallus ein gelapptes Band, das sich in zwei Teile verzweigt und die Rhizoide verwendet, um sich am Substrat zu verankern. Wenn der Thallus dagegen foliös ist, besteht die Struktur aus einer Achse, die einem Stiel ähnelt, und daraus entstehen Blätter. Wie bei abgeflachten Thalli werden Foliose mittels Rhizoiden an das Substrat gebunden.

Obwohl es Strukturen gibt, die den Stielen, Blättern und Wurzeln von Gefäßpflanzen ähneln, gibt es in Bryophyten keine Gefäße und diese Organe sind einfacher.

Ein weiterer Unterschied hängt mit der chromosomalen Ausstattung zusammen. Der Gametophyt ist haploide, während in Pflanzen die Blätter, Wurzeln und andere diploid sind.

Der Gametophyt

Der Gametophyt produziert ungeschlechtlich Strukturen, obwohl er auch Geschlechtsorgane hat. Asexuelle Fortpflanzung erfolgt durch Knospen oder Fragmente des Thallus. Befinden sich diese Strukturen in Regionen mit günstigen Umweltbedingungen, können sie ein Protonem und einen neuen Gametophyten entwickeln.

In ähnlicher Weise sind die Geschlechtsorgane als Archegonie (flaschenförmiges weibliches Organ) und Antheridie (globose männliche Organe) bekannt und können unterschiedlich lokalisiert sein.

Bei Thaloid-Gametophyten befinden sich die Geschlechtsorgane in der Pflanze. Einige Bryophyten können einhäusig und andere zweihäusig sein.

Männliche Geschlechtsorgane produzieren einen Zelltyp mit zwei Flagellen, die Anterozoiden genannt werden. Das Vorhandensein von Wasser ist für die Befruchtung unerlässlich, da Spermien ihre Flagellen verwenden können, um kurze Strecken zu schwimmen. So kommt es zur sexuellen Fortpflanzung.

Der Sporophyt

Während sich die Oosphäre entwickelt, verschwinden die Zellen im Hals des Archegoniums und ihr Inhalt wird durch das Aufbrechen der Spitze freigesetzt. Die Anterozoiden werden ausgestoßen und nur einer von ihnen kann die Abdeckung der Oosphäre öffnen. Zu diesem Zeitpunkt bildet sich die erste diploide Struktur: der Sporophyt.

Der Sporophyt entwickelt sich durch Zellteilung, bis sich ein Fuß bildet und die anderen Zellen die Sporophytenorgane bilden. Aus den Zellen des Bauches des Archegoniums entsteht eine Struktur namens Caliptra.

Im Vergleich zum Gametophyten ist der Sporophyt kurzlebig und die Struktur ist nicht so interessant und attraktiv wie der Gametophyt.

Der zuvor beschriebene Lebenszyklus ist in den drei Gruppen von Bryophyten ziemlich ähnlich, mit der Ausnahme, dass einige Strukturen hinsichtlich ihrer Morphologie und Anordnung variieren.

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