Basiszahlen bei Farnpflanzen

Präsentation zum Thema: "Basiszahlen bei Farnpflanzen"—  Präsentation transkript:

1 Basiszahlen bei Farnpflanzen
Farnpflanzen haben kleine und zumeist sehr viele Chromosomen, Bestimmung der Chromosomenzahl durch cytologische Untersuchungen daher schwierig Ursachen: 1) Basiszahlen bereits hoch folioses Lebermoos

2 Ploidiestufen bei Farnpflanzen
Ursachen: 1) Basiszahlen bereits hoch 2) 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. Basiszahl x n = Chromosomenzahl des Gametophyten 2n = Chromosomenzahl des Sporophyten folioses Lebermoos

3 Chromosomenzahlen bei Farnpflanzen
höchste Chromosomenzahl im Pflanzenreich bei Ophioglossum reticulatum: 2n = 1262 bei Asplenium: 12 x 36 = 576 folioses Lebermoos

4 Warum sind die Chromosomenzahlen bei Farnpflanzen so hoch?
1. Hypothese: Polyploidie ist der Ausweg aus der „Homozygotiefalle“ folioses Lebermoos

5 Warum sind die Chromosomenzahlen bei Farnpflanzen so hoch?
2. Hypothese: Erweiterung der „ökologischen Potenz“ folioses Lebermoos

6 Wie entstehen polyploide Sippen?
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen autopolyploiden z.B.: AAAA oder AAAAAA und allopolyploiden Sippen z.B.: AABB oder AABBCC Autopolyploidie Entsteht 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 (!). folioses Lebermoos

7 Wie entstehen polyploide Sippen?
A. onopteris A. cuneifolium Allopolyploidie Zunächst entsteht ein primärer diploider Artbastard: AA      BB       AB Dieser 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. Retikulates Evolutinsmuster beim Asplenium adiantum-nigrum-Komplex A. adiantum-nigrum

8 Wie entstehen polyploide Sippen?
Allopolyploidie Auch im Experiment nachvollzogen! Beispiel Asplenium adulterinum Entstanden aus: Asplenium trichomanes ssp. Trichomanes(TT)  Asplenium viride (VV)     TT  VV  TV  TTVV folioses Lebermoos

9 Wie häufig sind polyploide Sippen in Europa?
Als Beispiel die Gattung Asplenium folioses Lebermoos

10 Wie könnten palaeopolyploide Sippen entstanden sein?
folioses Lebermoos

11 Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungen
1) Eusporie (2n/n) 2 n n folioses Lebermoos

12 Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungen
2) Eusporie (4n/2n) 4 n 2 n folioses Lebermoos

13 Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungen
3) Agamosporie (z.B. 3n/3n) Diplosporie 3 n 3 n Apogamie folioses Lebermoos

14 Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungen

15 Der Entwicklungszyklus der Farnpflanzen und seine Abweichungen: vegetative Vermehrung