Samen, Keimung und Keimlinge von Bedecktsamern und Nacktsamern

Die Entwicklung einer neuen Pflanze beginnt mit dem Samen. Er fungiert als die primäre Fortpflanzungseinheit der Samenpflanzen (Spermatophyta). Ein Samen ist ein komplexes biologisches Gebilde: Er enthält den Embryo, der aus einer befruchteten Eizelle hervorgegangen ist, sowie ein Nährgewebe (häufig Endosperm), das – je nach Art – die Erstversorgung des Keimlings sicherstellt oder bereits in den Keimblättern gespeichert ist. Schützend umgeben wird dieser Inhalt von der Samenschale (Testa).

In der Botanik werden Samenpflanzen basierend auf der Lage ihrer Samenanlagen in zwei Hauptgruppen unterteilt: Bedecktsamer und Nacktsamer.

Die zwei Gruppen der Samenpflanzen

Bedecktsamer (Angiospermen)

Bei den Bedecktsamern sind die Samenanlagen vollständig von einem oder mehreren Fruchtblättern umschlossen. Nach der Befruchtung entwickeln sich diese Fruchtblätter zur Frucht weiter, welche die Samen bis zur Reife schützt und später bei der Verbreitung hilft.

• Beispiele: Obstbäume, Gemüsepflanzen, Gräser und die Mehrheit der Blütenpflanzen.

Nacktsamer (Gymnospermen)

Im Gegensatz dazu liegen die Samenanlagen bei Nacktsamern frei („nackt“) auf den Schuppen der Samenstände, meist in Form von Zapfen. Es wird kein Fruchtknoten gebildet, der die Samen umschließt.

• Beispiele: Nadelbäume wie Fichten, Kiefern und Tannen sowie Ginkgogewächse.

Der Prozess der Keimung

Die Keimung markiert den Übergang des Embryos vom Ruhezustand zum aktiven Wachstum. Damit dieser Prozess initiiert wird, müssen spezifische abiotische Faktoren in optimaler Kombination vorliegen:

• Wasser: Zur Quellung des Samens und Aktivierung des Stoffwechsels.
• Wärme: Jede Art besitzt ein spezifisches Temperaturoptimum, um die Keimung zu ermöglichen; das Überwinden einer Keimruhe (Dormanz) kann je nach Art zusätzliche Umweltreize erfordern.
• Sauerstoff: Notwendig für die Zellatmung des wachsenden Embryos.

Zusätzlich wird ökologisch zwischen Lichtkeimern (benötigen einen Lichtreiz, z. B. Birke, Kopfsalat) und Dunkelkeimern (Keimung wird durch Licht gehemmt, z. B. Kürbis, Mais) unterschieden.

Der Keimling und die Keimblätter

Sobald der Embryo die Samenschale durchbricht, spricht man von einem Keimling. Dieser besteht morphologisch aus der Keimwurzel (Radicula), die in das Substrat eindringt, und dem Spross (Hypokotyl und Epikotyl), der dem Licht entgegenwächst. Die ersten sichtbaren Blattorgane sind die Keimblätter (Kotyledonen).

Systematische Unterscheidung nach Keimblättern

Die Anzahl und Struktur der Keimblätter ist ein wesentliches Merkmal zur Klassifizierung:

Besonders bei den Nadelbäumen (Nacktsamer) ist die Anzahl der Keimblätter oft hoch und variabel. Während Fichten und Tannen typischerweise 5 bis 10 Keimblätter entwickeln, können es bei der Douglasie 8 bis 12 und bei Föhren (Kiefern) 8 bis 10 sein.

Zusammenfassung

Samen sind die hocheffizienten Ausbreitungsorgane der Spermatophyta. Während Bedecktsamer ihre Samen in Früchten schützen, präsentieren Nacktsamer diese offen auf Zapfenschuppen. Der Erfolg der anschließenden Keimung hängt maßgeblich von der Verfügbarkeit von Wasser, Sauerstoff und der korrekten Temperatur ab, bevor die Pflanze als Keimling mit ihren charakteristischen Keimblättern in die erste Wachstumsphase tritt.