Prothallium

Als Prothallium (von lat. "pro" = vor und grch. "thallos" = Spross) bezeichnet man in der Botanik den haploiden Gametophyt der Farne. Das Prothallium entwickelt sich aus einer vom Sporophyt der Farne produzierten Spore. Es ist relativ kurzlebig, meist nur wenige Millimeter groß und wird wegen seiner Unscheinbarkeit kaum je vom Laien wahrgenommen – und wenn doch, dann wird es wegen seines thallösen Aussehens häufig zum Beispiel mit einem Lebermoos verwechselt.

Aussehen und Lebensweise der Prothallien variieren erheblich von Art zu Art: Einige sind grün und betreiben Photosynthese, andere leben unterirdisch und ernähren sich saprophytisch, also von totem organischem Material.

Vom Farnwedel zum Prothallium zum Farnwedel

Prothallium von Dicksonia antarctica

Farne sind allgemein bekannt als in unseren Breiten häufig buschige, mit mehr oder weniger langen Blättern („Farnwedeln“) ausgestattete Pflanzen, die an der Unterseite ihrer Blätter gelegentlich punktförmige oder in Streifen angeordnete Sporangien aufweisen, aus denen sie Sporen freisetzen; Sporen sind eine ungeschlechtliche Form der Vermehrung. Weniger auffällig ist hingegen der Generationswechsel der Farne: Die allgemein bekannte Erscheinungsform der Farnpflanzen ist der Sporophyt (die Sporen produzierende Pflanze). Die Sporen keimen jedoch nicht zu neuen Sporophyten aus (also nicht zu den „Farnwedel-Pflanzen“), sondern zu den unscheinbaren Gametophyten (= Prothallien), d.h. zu einer Gameten produzierenden Pflanze.

Auf dem meist flächigen oder allenfalls knollenförmigen Prothallium entwickeln sich sodann Gametangien, in denen Gameten (Geschlechtszellen, Keimzellen) gebildet werden: In meist kugeligen Antheridien entstehen männliche Keimzellen, in eher flaschenförmigen Archegonien weibliche Keimzellen.

Bei einigen Farnarten sind Antheridien und Archegonien auf dem gleichen Prothallus vorhanden (isospore Farne), bei anderen Arten hingegen auf unterschiedlichen Prothallien (heterospore Farne).

Wenn die Keimzellen aus den Antheridien freigesetzt werden, schwimmen sie – ähnlich den Spermien bei Tieren – mit Hilfe ihrer Geißeln zu einem Archegonium; die Fortbewegung und somit die Befruchtung der Eizelle kann also nur in Anwesenheit von tropfbarem Wasser erfolgen. Aus der befruchteten Eizelle erwächst dann die bekannte Farnpflanze mit ihren charakteristischen Wedeln, der Sporophyt.

Vorteile des Generationswechsels

Der stammesgeschichtliche Vorteil dieses Generationswechsels bei Farnen ist vor allem darin zu sehen, dass sie gleichermaßen die Vorzüge der ungeschlechtlichen wie der geschlechtlichen Vermehrung nutzen können: Mit Hilfe der hochwüchsigen Sporophyten können auch an einem zeitweise recht trockenen Standort in großer Zahl ungeschlechtliche Sporen produziert und großflächig durch den Wind verbreitet werden. Fallen die Sporen auf einen zu trockenen Boden, dann können sie dort ruhen, bis genügend Feuchtigkeit sie zum Keimen veranlasst. Dann aber kann der winzige Gametophyt rasch Geschlechtszellen produzieren, die nach ihrer Fusion umgehend einen neuen Sporophyt bilden, der auch trockenere Perioden überdauern kann. Eine Selbstbefruchtung wird i. d. R. durch eine zeitliche Trennung der Freisetzung von männlichen und weiblichen Keimzellen verhindert (Proterandrie).

Die News der letzten Tage

29.09.2022
Physiologie | Bionik, Biotechnologie, Biophysik
Algen als mikroskopische Bioraffinerien
Fossile Rohstoffe sind begrenzt und nicht überall auf der Welt vorhanden oder dem Abbau zugänglich.
29.09.2022
Mikrobiologie | Physiologie
Neue Bakterienart im Darm entdeckt
Ob Pflanze, Tier oder Mensch, lebende Organismen sind von einer Vielzahl an Bakterien besiedelt.
28.09.2022
Genetik | Paläontologie | Evolution | Säugetierkunde
Genom-Zusammensetzung des frühesten gemeinsamen Vorfahren aller Säugetiere rekonstruiert
Das rekonstruierte Vorfahren-Genom kann zum Verständnis der Evolution der Säugetiere und zum Erhalt der heutigen Wildtiere beitragen.
27.09.2022
Genetik | Immunologie | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Thema Ernährungssicherheit: Struktur von Weizen-Immunprotein entschlüsselt
Ein internationales Forschungsteam hat entschlüsselt, wie Weizen sich vor einem tödlichen Krankheitserreger schützt.
26.09.2022
Ethologie
Neues von den gruppenlebenden Tieren: Hilfsbereitschaft und Familienbande
Die Bereitschaft, Artgenossen zu helfen, unterscheidet sich von Tierart zu Tierart – und auch zwischen Männchen und Weibchen.
26.09.2022
Anthropologie | Paläontologie | Klimawandel
Evolution des Menschen: Klimaschwankungen in Ostafrika ein Motor
Interdisziplinäre Forschung in Südäthiopien zeigt, wie Schlüsselphasen des Klimawandels die menschliche Evolution beinflusste.
26.09.2022
Ökologie | Klimawandel | Meeresbiologie
Schritthalten mit dem Klimawandel?
Die für die Nahrungsnetze der Ozeane wichtigen Copepoden können sich genetisch an wärmere und saurere Meere anpassen.
26.09.2022
Anthropologie | Mikrobiologie | Physiologie
Mehr als nur Bauchgefühl
Die Strömungsgeschwindigkeit in unserem Verdauungssystem bestimmt unmittelbar, wie gut die Nährstoffe vom Darm aufgenommen werden und wie viele Bakterien darin leben.
26.09.2022
Biodiversität | Insektenkunde | Land-, Forst- und Viehwirtschaft
Mehrjährige Blühstreifen in Kombination mit Hecken: das gefällt unseren Wildbienen
Landwirtinnen und Landwirte sollten ein Netzwerk aus mehrjährigen Blühstreifen in Kombination mit Hecken schaffen, um Wildbienen ein kontinuierliches Blütenangebot zu bieten.