Folioses Lebermoos Farnpflanzen haben kleine und zumeist sehr viele Chromosomen, Bestimmung der...
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folioses Lebermoos
Farnpflanzen haben kleine und zumeist sehr viele Chromosomen, Bestimmung der Chromosomenzahl durch cytologische Untersuchungen daher schwierig
Ursachen:1) Basiszahlen bereits hoch
Basiszahlen bei FarnpflanzenBasiszahlen bei Farnpflanzen
folioses Lebermoos
Basiszahl xn = Chromosomenzahl des Gametophyten2n = Chromosomenzahl des Sporophyten
Ploidiestufen bei FarnpflanzenPloidiestufen bei Farnpflanzen
Ursachen:1) Basiszahlen bereits hoch2) Polyploidie ist häufig
Ausmaß der Polyploidie:bei vorsichtiger Schätzung 50-60% der Farnpfl. polyploid, kommt bei verschiedensten Gruppen; Gattungen und Familien uneinheitlich; hat nichts mit "primitiv" oder "abgeleitet" zu tun, wohl auch nicht mit Standorteigenschaften oder geographischer Lage.
folioses Lebermoos
höchste Chromosomenzahl im Pflanzenreich bei Ophioglossum reticulatum: 2n = 1262
bei Asplenium: 12 x 36 = 576
Chromosomenzahlen bei FarnpflanzenChromosomenzahlen bei Farnpflanzen
folioses Lebermoos
1. Hypothese: Polyploidie ist der Ausweg aus der „Homozygotiefalle“
Warum sind die Chromosomenzahlen bei Warum sind die Chromosomenzahlen bei Farnpflanzen so hoch?Farnpflanzen so hoch?
folioses Lebermoos
2. Hypothese:Erweiterung der „ökologischen Potenz“
Warum sind die Chromosomenzahlen bei Warum sind die Chromosomenzahlen bei Farnpflanzen so hoch?Farnpflanzen so hoch?
folioses Lebermoos
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen autopolyploiden z.B.: AAAA oder AAAAAA
und allopolyploiden Sippenz.B.: AABB oder AABBCC
Wie entstehen polyploide Sippen?Wie entstehen polyploide Sippen?
AutopolyploidieEntsteht durch spontane Chromosomenverdoppelung einer diploiden Art (Sippe)
AA AAAA (autotetraploid)Es kommt relativ schnell zur "Diploidisierung" des Genoms:
AAAA AAA'A'Die Meiose einer autotetraploiden Pflanze kann deshalb (i. d. R.) regulär verlaufen.Sporen daher normal und Pflanze vermehrungsfähig; neu entstandene Sippe systematisch als Unterart bewertet (Konflikt mit biologischer Artdefintion!). Auch im Experiment nachvollzogen!Autopolyploide Arten weniger häufig als allopolyploide.Vorteil: sehr rasch verlaufende Sippenneubildung, oftmals auch ökologische Potenz erweitert, vergrößerte Areale, Nachteil: kein Genaustausch mehr mit diploiden Ausgangsformen möglich, vielmehr entstehen triploide, sterile Hybriden (!).
AllopolyploidieZunächst entsteht ein primärer diploider Artbastard:
AA BB ABDieser ist steril, da Meisoe gestört, keine Paarung, nur Univalente.Es kann dann zur Bildung von Diplosporen kommen durch Restitutionskernbildung (führt zur Chromoso-menverdoppelung).diploide Spore AB, diese ist keimfähig, diploides Prothallium mit diploiden Gameten, nach Befruchtung tetraploider Sporophyt AABB.Meiose regulär, Sporen normal, Pflanze vermehrungsfähig; neue Sippe, systematisch als neue Art bewertet.
Wie entstehen polyploide Sippen?Wie entstehen polyploide Sippen?
Retikulates Evolutinsmuster beim Retikulates Evolutinsmuster beim Asplenium adiantum-nigrum-KomplexAsplenium adiantum-nigrum-Komplex
A. cuneifoliumA. cuneifoliumA. onopterisA. onopteris
A. adiantum-A. adiantum-nigrumnigrum
folioses Lebermoos
AllopolyploidieAuch im Experiment nachvollzogen! Beispiel Asplenium adulterinumEntstanden aus: Asplenium trichomanes ssp. Trichomanes(TT) Asplenium viride (VV)
TT VV TV TTVV
Wie entstehen polyploide Sippen?Wie entstehen polyploide Sippen?
folioses Lebermoos
Wie häufig sind polyploide Sippen in Europa?Wie häufig sind polyploide Sippen in Europa?
Als Beispiel die Gattung AspleniumAls Beispiel die Gattung Asplenium
folioses Lebermoos
Wie könnten palaeopolyploide Sippen Wie könnten palaeopolyploide Sippen entstanden sein?entstanden sein?
folioses Lebermoos
Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungenund seine Abweichungen
2 n2 nnn
1) Eusporie (2n/n)1) Eusporie (2n/n)
folioses Lebermoos
Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungenund seine Abweichungen
4 n4 n 2 n2 n
2) Eusporie (4n/2n)2) Eusporie (4n/2n)
folioses Lebermoos
Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungenund seine Abweichungen
3 n3 n 3 n3 n
3) Agamosporie 3) Agamosporie (z.B. 3n/3n)(z.B. 3n/3n)
Diplosporie
Apogamie
Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungenund seine Abweichungen
Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungen: vegetative Vermehrungund seine Abweichungen: vegetative Vermehrung