Ute Harms

Die Evolution der Pflanzen

1: Pflanzenvielfalt im Ökosystem Wald
1: Pflanzenvielfalt im Ökosystem Wald, Foto: © LIGHTFIELD STUDIOS/stock.adobe.com

Ute Harms/Isabell Rösberg

Pflanzen als Produkt der Evolution verstehen lernen

Die Vielfalt der pflanzlichen Lebewesen auf unserem Planeten ist riesig und faszinierend. Doch berücksichtigt der Biologieunterricht diese Vielfalt in angemessener Weise? Wie viele Stunden Ihres Unterrichts widmen Sie dem Menschen und den Tieren? Und im Vergleich dazu wie viele den Pflanzen? Welche Beispiele finden Sie in den eingeführten Biologieschulbüchern für evolutionsbiologische Themen? Sind es eher botanische? Oder überwiegen die Tiere und der Mensch? Eine umfassende Untersuchung von Stammbäumen als Darstellung verwandtschaftlicher Beziehungen von Lebewesen in aktuellen Schulbüchern ergab, dass lediglich 5% der abgebildeten Stammbäume in Büchern der Sekundarstufe II Pflanzen zum Gegenstand haben; 46% sind den Tieren, 31% dem Menschen gewidmet. Schülerinnen und Schüler interessieren sich weit weniger für Pflanzen als für Tiere, das haben diverse Untersuchungen gezeigt. Studierende des Lehramts Biologie sind eher in der Lage, evolutionäre Prinzipien wie den Erwerb neuer Eigenschaften auf Tiere anzuwenden als auf Pflanzen.
Ursprüngliche Pflanzen stehen am Beginn der Entwicklung der gesamten Biodiversität auf der Erde. Pflanzen sind zentral für die Existenz und Funktionalität vielfältiger Ökosysteme (Abb1 ). Der Mensch macht sich pflanzliches Material in vielfältiger Weise zunutze, beispielsweise als Nahrungsquelle oder zur Herstellung von Kleidung. Die Stammesgeschichte des Menschen ist untrennbar mit der Evolution der Pflanzen verknüpft einem Thema, das trotz seiner großen Bedeutung für die Biologie im Biologieunterricht bisher eine sehr untergeordnete Rolle spielt.
Hinweis
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Unter dem Link http://lifemap-ncbi.univ-lyon1.fr/ finden Sie einen interaktiven Stammbaum aller bekannten lebendigen Systeme der Erde.
Die Entstehung der Pflanzen
Die Gruppe der Pflanzen wurde in der Biologie über die letzten Jahrhunderte hinweg immer wieder neu definiert. Neue paläontologische, morphologische und insbesondere genetische Erkenntnisse führten und führen noch immer zu zunehmend präziserem Wissen über die Entstehung der Pflanzen und ihren Verwandtschaftsbeziehungen, sodass die Systematik der Pflanzen nach wie vor im Fluss ist.
Vor mehr als zwei Milliarden Jahren führte die Fusion einer heterotrophen eukaryotischen Zelle mit photoautotrophen Cyanobakterien zur Entstehung der ersten pflanzlichen Zelle, indem die Endocytobionten (die Cyanobakterien) zu Plastiden wurden. Durch den Vorgang der Endocytose wurden die ursprünglich freien Cyanobakterien nun, in der eukaryotischen Zelle, von zwei Membranen umschlossen. Auf diese erste pflanzliche Zelle gehen alle pflanzlichen Organismen zurück. Entsprechend wird in diesem Text die Gruppe photoautotropher Organismen mit einfachen Plastiden, die zwei Hüllmembranen besitzen, als Pflanzen (Plantae) bezeichnet (Kadereit/Körner/Kost/Sonnewald 2014). Diese lassen sich in drei Gruppen gliedern: die Glaucobionta, die Rhodobionta (Rotalgen) und die Chlorobionta (grüne Pflanzen). Abbildung 2 zeigt die Stellung der Pflanzen im Gesamtzusammenhang der Evolution aller lebenden Systeme.
Die Glaucobionta sind eine kleine Gruppe von Organismen, die als einzelne Zellen, aber auch als Kolonien und Zellaggregate vorkommen. Sie leben im Süßwasser.
Die Rotalgen zeichnen sich durch zahlreiche verschiedene Farbstoffe aus, die in den Plastiden gebunden sind und die als Photonensammler fungieren, die die Anregungsenergie an das eigentliche Fotosynthesepigment (hier nur das Chlorophyll a) weiterleiten. Rotalgen können Farbtöne von leuchtendem Rot bis nahezu Schwarz oder auch Blau- bis Olivgrün annehmen. Ihre ca. 6000 Arten sind überwiegend marin. Ihre Gestalt ist fädig oder verzweigtfädig, wobei die Fäden zu einem pseudoparenchymatischen Thallus verflochten sein können.
Die größte Gruppe der Pflanzen bilden die Chlorobionta, auch als Viridophyta bezeichnet, die sich in die ein- bis...

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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Biologie Nr. 455 / 2020

Pflanzenevolution

Friedrich+ Kennzeichnung Fachwissen Schuljahr 5-13