Pflanzenökologie: Wichtige Schritte der Evolution

Dreihäusigkeit: es existieren rein männliche, rein weibliche und hermaphroditische Individuen in derselben Art

Der Sporophyt bildet gleich grosse Sporen

Der Sporophyt bildet grosse Megasporen und kleine Mikrosporen.

Aus der Megaspore entwickelt sich der Megagametophyt (weiblich; produziert Eizellen).

Aus der Mikrospore entwickelt sich der Mikrogametophyt (männlich, produziert Spermatozoiden)

• Bei Prokaryonten und Eukaryonten und bei Protisten, Pflanzen, Tieren und Pilzen mehrmals unabhängig entstanden.
• Konkurrenzvorteil durch erhöhte Körpergrösse
• Zelldifferenzierung erlaubt eine Spezialisierung von Zellen innerhalb eines Organismus

Ein Kernphasenwechsel ist der Wechsel einer Zelllinie zwischen zwei (oder mehr) Kernphasen. Bei einem Zellkern können verschiedene zeitliche Abschnitte unterschieden werden, die Kernphasen: Von der Befruchtung an enthält der Zellkern der Zygote einen doppelten Chromosomensatz (2n), denn es verschmelzen dabei die Keimzellen von zwei Elternindividuen, die jeweils nur einen Chromosomensatz enthalten. Die Zygote teilt sich anschließend durch Mitose, wobei der doppelte Chromosomensatz erhalten bleibt. Die Kernphase der Zellkerne aller Zellen des Individuums von der Zygote an nennt man diploid. 

Als Generationswechsel bezeichnet man in der Biologie eine Form der Fortpflanzung, bei der die beiden Varianten der Fortpflanzung – die geschlechtliche und die ungeschlechtliche – von Generation zu Generation abwechselnd auftreten. Generationswechsel tritt bei vielen Protisten, bei Rotalgen, Moosen, Farnen und Samenpflanzen, aber auch bei Nesseltieren und Tunicaten auf. Er kombiniert die Vorteile beider Fortpflanzungsarten: Die sich ungeschlechtlich vermehrende Generation kann eine große Anzahl von Nachkommen erzeugen, ohne dafür einen Sexualpartner zu benötigen. Die sich geschlechtlich vermehrende Generation sorgt für eine Durchmischung des Genpools. 

Durch die Befruchtung entsteht eine diploide Zygote. Durch mitotische Teilung entsteht der diploide (mehrzellige) Sporophyt (2n). Durch die Meiose entstehen haploide (1n) Sporen. Die Sporen keimen und Teilen sich (Mitose) und bilden den (mehrzelligen) haploiden Gametophyt (n). Durch erneute Mitose entstehen haploide Gmeten, welche dann wieder zu einer Zygote verschmelzen

• Haplont (Kernphasenwechsel zygotisch) --> Algen (Spirogyra), etc
• Haplont (überwiegt)-Diplont; Heteromorp --> Laubmoose, Lebermoose etc
• Haplont-Diplont (überwiegt), Heteromorph --> Farne, Samenpflanzen, Blütenpflanzen
• Haplont-Diplont, isomorph --> Algen (rot, grün, braun)
• Diplont (Kernphasenwechsel gametisch) --> Metazoa

Vegetative Fortpflanzung: Ungeschlechtliche Fortpflanzung (z.B. durch Knospung). Dabie ist nur ein Elternteil beteiligt und es kommt zu keiner Verschmelzung von Gameten. Die Nachkommen sind untereinander un mit ihren Eltern genetisch identsch. (Klone.) (Mitose)

Fortpflanzung durch die Kombination von (Fusion, Verschmelzung) von Gameten verschiedener Indiviuen und Geschlechts- bzw. paarungstyp. Fortpflanzungsmodus, bei dem Nachkommen durch Zusammenführung von Gameten und Erbgut zweier Elternidividuen derselben Art entstehen. (Meiose) 

Gameten: Keimzellen. Sexuell differenzierte Fortpflanzungszelle wie Ei- oder Spermazelle. In der Regel vereinigen sich haploide Gameten unterschiedlichen Geschlechts bei der Befruchtung zu einer diploiden Zygote.

• Bei Pflanzen mit Generationswechsel: eine haploide vom Sporophyten auf dem Weg zur Meiose gebildete Zelle. Kann sich mitotisch zu einem vielzeligen haploiden Zellkörper (Gametophyt) entwickeln.
• Bei Pilzen: auf sexuellem / asexuellem Weg gebildete Zelle die nach dem Auskeimen ein Mycelium hervorbringt. 

primäre Endosymbiose: Prokaryotische Zellen, die ein Bakterium als Mitrochnodrien einschliessen, gelten als Vorläufer von heterotrophen, tierischen Zellen. Prokaryotische Zellen, die Zudem ein caynobakterium (Blaualge) als Chloroplast einschliessen gelten als Vorläufer von autotrophen, pflanzlichen Zellen. 

sekundäre Endosymbiose: Wiederholte Endosymbiose von einzelligen Rotalgen und Grünalgen. 

Vergl. Bild

Anpassung an sich verändernde Umweltbedingungen durch Austausch von genetischem Material auf das eine Selektion wirkt -> Pflanzen mit guten Mutationen überleben und werden dominieren -> weiterentwicklung der guten Merkmale.

Die stetige Verkleinerung des Gametophyten und schließlich die Einverleibung des weiblichen Gametophyten in seinen „Mutter"-Sporophyten führte letztlich zur vollständigen Unabhängigkeit des Sexualaktes von tropfbar-flüssigem Wasser und perfektioniert so die Anpassung der Pflanzen an das Landleben: Dies kann als wichtigster Grund dafür angesehen werden, dass Samenpflanzen heute die vorherrschende Lebensform unter den Landpflanzen sind.  

Regelmässige Abfolge von Meiose und Syngamie, bei allen Organismen mit sexueller Fortpflanzung

Meiose folgt unmittelbar auf die Syngamie; Organismus ist haploid

Tritt bei der Alge Spirogyra und einigen anderen Algen

Syngamie folgt unmittelbar auf die Meiose; Organismus ist dipolid

Die meisten Tieren

Syngamie und Meiose sind durch Phasen der Mitose voneiinander getrennt; es findet ein regelmässiger Wechsel von haploiden Organismen (Gametophyt) und diploiden Organismen (Sporophyt) statt

Konjugation zwischen 2 verschiedenen Filamenten: Zellen des einen Filaments produzieren einen Tubus, der mit einer Zelle des benachbarten Filaments fusioniert. Durch den entstehenden Konjugationskanal wandert das Zytoplasma der einen Zelle ein und fusioniert mit dem Zytoplasma der anderen Zelle zu einer Zygote. Die Zygote stellt eine Zygospore dar, weil sie zugleich eine Überdauerung- und Ausbreitungseinheit darstellt (c-d)

Zwei Filamente nach erfolgter Konjugation und Bildung von Zygosporen. Die Zygosporen durchläuft eine Meiose und produziert vier Meiosporen. Diese keimen aus und bilfen neue Filamente (e)

Der Generationswachsel von Ulva ist heterophasisch, aber isomorph. Der Sporophyt produziert Sporen, die zu den Gametophyten auskeimen. Die Gametophyten produzieren Gameten, die miteinander zu einer Zygote verschmelzen. Die Zygote keimt dann zu einem neuen Sporophyten aus. 

Wenn der Gametophyt Gameten mit zwei verschiedenen Kreuzungsytpen („+“ und „- “) produziert , die aber morphologisch nicht zu unterscheiden sind, nennt man das isogam. Ein „+“ Gamet kann nur mit einem „-“ Gamet verschmelzen. 

Gametophyt und Sporophyt sind morphologisch identisch und gleichbedeutend (einige Algen)

Die Gametophyten und Soprophyten unterscheiden sich in ihrem äusseren Aussehen.

Zellen, die der Fortpflanzung dienen und auskeimen können. Oft dient es auch der Überdauerung und der Ausbreitung

• Meiosporen: als Ergebnis von Meiose
• Mitosporen: als Ergebnis von Mitose

• Endosporen: im Inneren von Behältern (Sporocysten, Sporangien)
• Exosporen: exogen abgeschnürt (Konidien)

Einzellige und einkernige Keimzellen, die zur Syngamie fähig sind; haploider Chromosomensatz (1n)

Verschmelzungsprodukt der Gameten (z.B. befruchtete Eizelle); diploider Chromosomensatz (2n)