Einen beträchtlichen Anteil an der Vegetation der Erde haben die Nacktsamer oder Gymnospermen, ihre Samen sind nicht in Früchte eingeschlossen. Diese Gruppe umfasst auch die Koniferen, deren Samen gewöhnlich in Zapfen liegen. Man unterscheidet 66 Gattungen mit 600 Arten, alle sind Holzgewächse.
Die Entwicklung der Gymnospermen
Den Gymnospermen kam in vorgeschichtlichen Zeiten große Bedeutung zu. Sie stellten eine mannigfaltige Gruppe dar, die vor über 220 Millionen Jahren, im Mesozoikum, die Flora beherrschte. Heute lebt nur ein kleiner Überrest der vormaligen Arten, die jedoch noch eine wesentliche Rolle in der Zusammensetzung unserer Pflanzenwelt spielen.
Die Samenpflanzen unterscheiden sich von den Farngewächsen, den Pteridophyten, vor allem im Hinblick auf ihren Generationswechsel, die Aufeinanderfolge von geschlechtlicher und ungeschlechtlicher (Sporen erzeugender) Phase. Als sich die männlichen und weiblichen Zellen der Geschlechtsgeneration bei Farnen und primitiven Gymnospermen differenzierten, waren die männlichen Zellen beweglich: Mit Hilfe von Geißeln konnten sie frei im Wasser schwimmen. Dies trifft heute noch auf die Cycas- und Ginkgogewächse zu, jedoch verschwand das »schwimmende Stadium« bei den Kieferngewächsen und allen anderen blühenden Pflanzen. Diese sind für den Befruchtungsprozess nicht mehr auf die Anwesenheit von Wasser angewiesen und somit besser für das Landleben geeignet.
Bei den Koniferen nimmt die geschlechtliche Fortpflanzung viel Zeit in Anspruch. So verstreichen bei der Kiefer (Pinus) drei Jahre von der Bestäubung bis zum Ausstreuen der Samen. Zwei Luftsäcke an den Pollenkörnern erleichtern die Windbestäubung. Ein ausgewachsener Baum bringt jährlich etwa 1 kg Pollen hervor, der Hunderte von Kilometern weit getragen wird. Bis dann nach der Landung des Pollens auf einem weiblichen Zapfen die Befruchtung erfolgt, vergeht ein volles Jahr, und zwei weitere Jahre dauert es, bis der Zapfen die Samen zur Verbreitung freigibt.
Die Einteilung der Gymnospermen
Man unterscheidet fünf rezente Gruppen der Nacktsamer. Die Zykadeen sind tropische, palmenähnliche Bäume, bekannt auch unter der Bezeichnung Farnpalmen. Zapfen von Cycas können sehr groß werden: Jene der Art Encephalartos caffer wiegen 42 kg und gelten als die größten Zapfen im Pflanzenreich, die australische Macrozamia peroffskyana bringt 60 cm lange Zapfen hervor.
Zur Gruppe der Ginkgogewächse gehört nur eine lebende Gattung mit einer einzigen Art, nämlich Ginkgo biloba, dem Japanischen Tempelbaum oder Fächerblattbaum. Die Art galt als Wildpflanze bereits für ausgestorben, doch haben in neuerer Zeit chinesische Botaniker noch wild wachsende Exemplare entdeckt. In amerikanischen Städten ist der Ginkgo ein häufiger Alleebaum. Die Gruppe, der Eiben und Steineiben (Podocarpus) angehören, werden Eibengewächse genannt, die meisten sind ohne Zapfen und haben fleischige Samen. Zur vierten Gruppe der Gymnospermen, den Gnetales, gehört Welwitschia, eine Gattung, die nur mit einer Art vertreten ist.
Die wichtigsten Gymnospermen sind zweifellos die Koniferen, eine Gruppe, der etwa zwei Drittel der insgesamt 66 Gattungen der Nacktsamer zugerechnet werden. Es handelt sich um meist immergrüne Bäume gemäßigter Zonen mit nadel- oder schuppenförmigen Blättern. Sie werden auch Nadelbäume genannt und sind besonders häufig in den gemäßigt warmen Wäldern beider Hemisphären. Die meisten von ihnen liefern weiches, harzreiches Holz. Das Harz wird in kleinen Kanälen (»Harzgängen«) erzeugt, die das Holz durchziehen, es verleiht frisch geschnittenem Weichholz den charakteristischen Terpentinduft und ist Ausgangsmaterial zur Gewinnung nützlicher Derivate.
Bestimmung der Koniferen
Die Nadelhölzer umfassen recht verschiedenartige Bäume, von denen sich die meisten durch die Gestalt ihrer Zapfen, die Zahl und Gruppierung ihrer Blätter oder Nadeln bestimmen lassen. Bei den Kiefern z. B. stehen je nach Art zwei, drei oder fünf Nadeln beisammen. Bei den Zedern (Cedrus) findet man Bündel aus vielen kräftigen und immergrünen Nadeln. Auch die Lärchen (Larix) tragen ihre Nadeln in Büscheln an Kurztrieben, doch ist für diese Bäume charakteristisch, dass ihre Nadeln im Herbst abfallen.
Sind die Nadeln lang, aber kurz gestielt, und zweizeilig an den Zweigen angeordnet, handelt es sich um eine Eibe (Taxus). Die Anordnung der Blätter in Spiralen weist auf eine Sicheltanne (Japanische Zypresse, Cryptomeria) bzw. auf einen Mammutbaum (Sequoiadendron). Sitzen die Nadeln in zwei Reihen an einzeln entspringenden Kurztrieben, dann hat man es mit einer Sumpfzypresse (Taxodium) zu tun, bei Metasequoia sind die Kurztriebe paarweise angeordnet. Ein anderes Erkennungsmerkmal sind deutlich gestielte Nadeln, wo solche vorliegen und wo zudem die Baumspitzen überhängen, ergibt die Bestimmung eine Hemlocktanne (Tsuga). Die Douglastanne (Pseudotsuga taxifoila) hat spitze Knospen und Nadeln mit Orangengeruch. Abgerissene Nadeln hinterlassen bei der Silbertanne (Abies) kreisrunde Narben, während bei der Fichte (Picea) ein kleines Stück des Zweiges an ihnen hängen bleibt. Von besonderem, historischem Interesse ist die Metasequoia. Wie der Ginkgo gilt sie als »lebendes Fossil«, früher nur aus dem Tertiär und Mesozoikum bekannt, erst 1944 fanden chinesische Botaniker einige Exemplare dieses ihnen unbekannten Baumes.
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