Leberblümchen

Allgemeine Merkmale

Lebenszyklus

Sporenausbreitung

Asexuelle Fortpflanzung

Evolution

Ressourcen

Leberblümchen sind eine von drei Klassen im Pflanzenstammbaum Bryophyta. Die anderen beiden Klassen sind Moose und Hornkraut. Leberblümchen sind kleine grüne Landpflanzen. Sie haben keine echten Wurzeln, Stängel oder Blätter. Stattdessen haben sie eine oberirdische blattartige Struktur, bekannt als Thallus, und eine unterirdische Struktur, bekannt als Rhizoid. Die meisten Leberblümchen kommen in feuchten Umgebungen vor und sind tendenziell weniger widerstandsfähig gegen Austrocknung als ihre Verwandten, die Moose. Einige Leberblümchenarten kommen im gemäßigten Nordamerika vor, die meisten Arten wachsen jedoch in den Tropen.

Allgemeine Eigenschaften

Wie Moose und höhere Pflanzen verwenden Leberblümchen Chlorophyll-a, Chlorophyll-b und Carotinoide als photosynthetische Pigmente und speichern ihre Nahrungsreserven als Stärke. Wie bei Moosen und höheren Pflanzen bestehen ihre Zellwände aus Zellulose.

Wie Moose und Hornkraut sind Lebermoose aus zwei Hauptgründen auf feuchte Umgebungen beschränkt: Erstens fehlt ihnen ein Gefäßsystem für den effizienten Transport von Wasser und Nahrung. Zweitens müssen ihre Samenzellen durch Wasser schwimmen, um die Eizellen zu erreichen.

Die Thalli der meisten Leberblümchen haben dorsiventrale Morphologie. Mit anderen Worten, sie haben unterschiedliche Vorder- und Rückseite. In dieser Hinsicht ähneln Leberblümchen den Blättern höherer Pflanzen.

Der Name „Leberblümchen“ ist Jahrhunderte alt und wurde diesen Pflanzen gegeben, weil ihre Thalli leberförmig sind. In früheren Zeiten glaubten die Menschen an die „Signaturenlehre“, die vorschrieb, dass ein Pflanzenteil, der einem Körperorgan ähnelt, zur Behandlung von Krankheiten dieses Organs verwendet werden könnte. So wurden Leberblümchen zur Behandlung von Lebererkrankungen eingesetzt. Die westliche Wissenschaft hat die Signaturenlehre längst diskreditiert, obwohl sie immer noch von verschiedenen „New Age“ – und anderen pseudowissenschaftlichen Bewegungen befürwortet wird.

Lebenszyklus

Die allgemeinen Merkmale des Lebenszyklus des Leberblümchens sind die gleichen wie bei Moosen. Beide haben einen charakteristischen Generationswechsel, bei dem der mehrzellige diploide Sporophyt vom grünen und „belaubten“ haploiden Gametophyten abhängig ist. Wie bei Moosen ist der Gametophyt der Leberblümchen die in der Natur am häufigsten vorkommende Form.

Bei den meisten Arten keimt eine haploide Leberblümchenspore und führt zu einem einzelligen Protonem,

einer kleinen filamentösen Zelle. Im Allgemeinen entwickelt sich der haploide Gametophyt aus dem Protonema. In den meisten Leberblümchen liegt der Gametophyt, obwohl er bei einigen Arten aufrecht ist. Typischerweise hat der Gametophyt ein unterirdisches Rhizoid, eine spezialisierte einzellige Struktur, die das Leberblümchen an seinem Substrat verankert und Nährstoffe aus dem Boden aufnimmt.

Männliche und weibliche Fortpflanzungsorgane, die Antheridien und Archegonien, wachsen aus dem Gametophyten. Diese entstehen direkt aus dem Thallus oder werden an Stielen getragen. Etwa 80% der Leberblümchenarten sind zweihäusig (männlich und weiblich auf getrennten Pflanzen) und die anderen 20% sind einhäusig (männlich und weiblich auf derselben Pflanze). Jedes Archegonium produziert ein einzelnes Ei; jedes Antheridium produziert viele bewegliche Samenzellen mit jeweils zwei Flagellen. Die Samenzellen müssen durch Wasser schwimmen, um das Archegonium zu erreichen. Dann befruchtet das Sperma das Ei, um eine diploide Zelle zu bilden. Dies entwickelt sich schließlich zu einem mehrzelligen diploiden Sporophyten.

Der Sporophyt von Leberblümchen hat wie der von Moosen eine Endkapsel, die auf einem Stiel getragen wird, der als Seta bekannt ist. Während sich der Sporophyt entwickelt, bilden sich haploide Sporen in der Kapsel. Im Allgemeinen sind die Sporophyten von Leberblümchen kleiner und einfacher in der Morphologie als die von Moosen. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass sich die Leberblümchen-Seta nach der Kapselreifung verlängert, während sich die Moos-Seta vor der Kapselreifung verlängert.

Sporenausbreitung

Leberblümchen haben eine charakteristische Methode der Sporenausbreitung. Innerhalb der Sporophytenkapsel sind Sporen an spezialisierte Zellen gebunden, die als Elater bekannt sind. Der Elater ist röhrenförmig ausgebildet und weist eine oder mehrere Zellwandverdickungen auf, die entlang der Längsachse der Zelle spiralförmig ausgerichtet sind. Diese spiralförmigen Verdickungen sind insofern hydroskopisch, als sie leicht Wasser aufnehmen.

SCHLÜSSELBEGRIFFE

Diploid —Kern oder Zelle, die zwei Kopien jedes Chromosoms enthält, erzeugt durch Fusion von zwei haploiden Kernen.

Elater —Spezialisierte röhrenförmige Zellen mit helikal ausgerichteten Zellwandverdickungen, an denen Leberblümchensporen befestigt sind.Gametophyt – Die haploide, Gameten produzierende Generation im Lebenszyklus einer Pflanze.

Gemma —Vielzellige asexuelle Fortpflanzungsstruktur von Moosen und Leberblümchen.

Haploid -Kern oder Zelle, die eine Kopie jedes Chromosoms enthält.

Meiose —Teilung des Zellkerns, bei der die Anzahl der Chromosomen um die Hälfte reduziert wird, typischerweise vom diploiden zum haploiden.

Sporophyt — Die diploide, sporenproduzierende Generation im Lebenszyklus einer Pflanze.

Thallus – Ein einzelner Pflanzenkörper ohne ausgeprägten Stamm, Blätter und Wurzeln.

Wenn die Leberblümchenkapsel trocknet, öffnet sie sich. Dann trocknen die helikalen Zellwandverdickungen des Elaters aus und der Elater verändert seine Form. In diesem Fall setzt der Elater die gebundenen Sporen frei, die dann vom Wind zerstreut werden.

Asexuelle Fortpflanzung

Wie Moose vermehren sich viele Arten von Lebermoosen, indem sie Gemmae bilden, kleine kreisförmige oder kugelförmige Fortpflanzungsstrukturen, die in Gemmae-Bechern getragen werden, die sich auf dem Thallus bilden. Gemmae Bildung ist eine wichtige Form der asexuellen Fortpflanzung in vielen Arten von Leberblümchen und Moose.

Evolution

Es gibt nur wenige Fossilien von Leberblümchen und Moosen und es gibt keine Fossilien von Hornwürmern. Dies liegt daran, dass das Weichgewebe dieser Bryophyten nicht gut versteinert. Das älteste bekannte Leberblümchenfossil stammt aus der späten Devonzeit vor etwa 350 Millionen Jahren. Die meisten Botaniker glauben, dass sie lange davor entstanden sind.

Einige Botaniker haben vorgeschlagen, dass es weltweit über 10.000 Arten von Leberblümchen gibt. Eine realistischere Schätzung ist etwa 6.000. Die Anzahl der Arten wurde in der Vergangenheit möglicherweise überschätzt, da die Morphologie vieler Arten elastisch ist, da sie sich in verschiedenen Umgebungen unterscheidet. Dies macht die Identifizierung von Leberblümchenarten sehr schwierig, typischerweise schwieriger als die höherer Pflanzen.Interessanterweise gibt es, obwohl Leberblümchen mehrere hundert Millionen Jahre vor den Blütenpflanzen entstanden sind, mehrere hunderttausend Arten von Blütenpflanzen, aber nur etwa 6.000 Arten von Leberblümchen. Der Grund dafür kann sein, dass Leberblümchen für die sexuelle Fortpflanzung auf den ineffizienten Mechanismus wassertransportierter Spermien angewiesen sind. Daher wurde vorgeschlagen, dass die meisten Arten von Leberblümchen auf asexuelle Gemmae als Fortpflanzungsmittel angewiesen sind. Asexuelle Fortpflanzung neigt dazu, die genetische Vielfalt zu reduzieren. Da genetische Vielfalt für die Entwicklung neuer Arten erforderlich ist, haben sich die Leberblümchen und andere Moose möglicherweise zu einer Art evolutionärer Sackgasse entwickelt.

Siehe auch Bryophyt.

Ressourcen

BÜCHER

Greenaway, T. Moose und Leberblümchen. Austin, TX: Steck-Vaughn, 1992.

Margulis, L. und Schwartz, K.V. Fünf Königreiche. New York: W.H. Freeman und Unternehmen, 1998.

ANDERE

Southern Illinois University Carbondale. „Bryophyten: Moose, Leberblümchen und Hornwürmer“ <http://bryophytes.plant.siu.edu/marchantiophyta.html>(Zugriff am 2. Dezember 2006).

University of Massachusetts, Amherst: Biological Sciences. „Liverworts” <http://www.bio.umass.edu/biology/conn.river/liverwts.html> (accessed December 2, 2006).

Peter A. Ensminger