Sporenbehälter – Aufbau und Funktion
Die Sporen der Farne entwickeln sich in den Sporangien, die sich meist auf der Unterseite der Farnblätter befinden. Diese Sporangien sind oft kugelförmige Kapseln, die in Gruppen angeordnet sind, den sogenannten Sori. Jede dieser Kapseln besitzt eine bogenförmige Zellreihe, den sogenannten Anulus, der eine zentrale Rolle bei der Freisetzung der Sporen spielt.
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Sporangien und Anulus
Sporangien sind die spezialisierten Behälter, in denen die Sporen entstehen. Sie sind klein, meist gestielt und kugelförmig. Der Anulus besteht aus abgestorbenen Zellen mit unterschiedlich verdickten Wänden. Wenn Wasser aus diesen Zellen verdunstet, entstehen Spannungen, die dazu führen, dass sich das Sporangium öffnet.
Reifung und Freisetzung der Sporen
Der Prozess der Sporenfreisetzung ist ein mehrstufiger Mechanismus:
- Während der Reifung verdunstet Wasser aus den Anulus-Zellen.
- Die Verdunstung führt zu Spannungen, die das Sporangium an einer vorbestimmten Stelle aufreißen lassen.
- Das Sporangium stülpt sich nach außen um, wodurch Luft in die Anuluszellen eindringt und sie sich ausdehnen.
- In schnellen Bewegungen kehrt das Sporangium in seine ursprüngliche Position zurück und schleudert die Sporen heraus, die dann vom Wind weitergetragen werden.
Dieser raffinierte Mechanismus ermöglicht es den Sporen, weite Strecken zurückzulegen und neue Lebensräume zu besiedeln, wo sie unter passenden Bedingungen zu neuen Farnarten heranwachsen können.
Sporenblätter – Vielfalt und Merkmale
Farne besitzen eine Vielzahl unterschiedlicher Blätter, die verschiedene Aufgaben übernehmen. Diese lassen sich in Trophophyllen, Sporophyllen und Trophosporophyllen einteilen, je nach ihrer spezifischen Funktion innerhalb der Pflanze.
Trophophylle
Trophophylle sind die grünen, photosynthetisch aktiven Blätter der Farne. Diese sterilen Blätter tragen keine Sporen, sondern dienen ausschließlich der Ernährung der Pflanze. Ein bekanntes Beispiel sind die grünen Wedel des Straußfarns.
Sporophylle
Sporophylle sind Blätter, die speziell für die Sporenbildung und -verbreitung verantwortlich sind. Sie sind häufig schmal und braun und können sich optisch stark von den Trophophyllen unterscheiden, wie es beispielsweise beim Straußfarn der Fall ist.
Trophosporophylle
Trophosporophylle vereinen die Funktionen beider Blätter, indem sie sowohl für die Photosynthese als auch für die Sporenproduktion verantwortlich sind. Solche Blätter sind bei Schildfarnen zu finden.
Verschiedenblättrigkeit (Heterophyllie)
Einige Farnarten weisen eine deutliche Trennung zwischen sporentragenden und sterilen Blättern auf. Diese Eigenschaft, bekannt als Heterophyllie, zeigt sich beispielsweise bei Arten wie dem Zimtfarn und dem Rippenfarn. Die spezialisierte Funktion und Vielfalt der Blätter tragen maßgeblich zum Erfolg der Farne in verschiedenen Umgebungen bei.
Sori – Anordnung und Schutz
Die Sporangien sind in Gruppen, den sogenannten Sori, angeordnet, die meist auf der Unterseite der Farnblätter zu finden sind. Die Anordnung der Sori ist artspezifisch und folgt oft der Blattnervatur, was ein wichtiges Bestimmungsmerkmal für Farnarten darstellt.
Indusium
Die jungen Sori sind häufig von einem Schleierchen, dem sogenannten Indusium, geschützt, das folgende Formen annehmen kann:
- Schildförmig
- Nierenförmig
- Krugförmig
- Streifenförmig
In einigen Fällen fehlt das Indusium ganz. Bei der Sporenreife schrumpft das Indusium und legt die Sporangien frei.
Vermehrung durch Sporen
Farne vermehren sich durch Sporen, wobei der Vermehrungsprozess aus einer geschlechtlichen und einer ungeschlechtlichen Phase besteht, was als Generationswechsel bekannt ist.
Sporenausbreitung
Die reifen Sporangien trocknen aus und reißen auf, wodurch die Sporen durch Windbewegungen herausgeschleudert werden. Farne wie der Wurmfarn verbreiten ihre Sporen bevorzugt zwischen Juni und September.
Sporenkeimung und Vorkeim-Bildung
Fallen die Sporen auf einen feuchten, schattigen Boden, keimen sie zu einem kleinen, herzförmigen Gebilde, dem Prothallium oder Vorkeim, aus. Dieser Vorkeim ist die ungeschlechtliche Phase und benötigt regelmäßige Feuchtigkeit.
Befruchtung und Entstehung eines neuen Farns
Auf dem Prothallium entwickeln sich männliche und weibliche Geschlechtsorgane. Die Befruchtung erfolgt, wenn Spermatozoiden zu den Eizellen schwimmen können, was Wasser erfordert. Aus der befruchteten Eizelle wächst ein neuer Farn heran.
Wichtige Bedingungen für die erfolgreiche Sporenvermehrung
Für eine erfolgreiche Sporenvermehrung sind konstante Feuchtigkeit, Beschattung und Geduld entscheidend, da die Entwicklung vom Spore zur ausgewachsenen Pflanze mehrere Monate bis zu einem Jahr dauern kann.
