Botanische Bestimmungsübungen

...eine Einführung in die Familien!





Fabaceae (Schmetterlingsblütengewächse)

zygomorph K (5) C 5 A (10) oder A (9) + 1 G oberständig 1

11300 Arten, 437 Gattungen, Verbreitung kosmopolitisch

Die äußerst artenreiche Familie der Fabaceae (oder Papilionaceae) besitzt alleine in der Gattung Astragalus 2000 Arten. Diese Gattung ist damit die größte Gefäßpflanzengattung überhaupt. Entsprechend der großen Artenzahl ist auch die Vielfalt der Wuchsformen breit gefächert. Von Kräutern über Stauden bis zu Bäumen finden wir alle Ausprägungen. Die Blätter sind meist gefiedert und mit Nebenblättern versehen. Dabei können die Nebenblätter wie bei der Robinie (Robinia pseudoacacia) auch zu Dornen (Nebenblattdornen) umgebildet sein, oder sie sind wie beispielsweise bei der Ranken-Platterbse (Lathyrus aphaca) besonders groß gestaltet und übernehmen zur Gänze die Blattfunktion, da die eigentlichen Blattorgane zu Ranken umgebildet sind. Die Blätter selbst können auch einfach und klein sein, wie bei einigen Ginstern, dreizählig (Trifolium) oder vielzählig gefiedert oder völlig (s.o.) bzw. teilweise zu Ranken umgebildet sein. Meist werden die Ranken jedoch nur von der Endfieder gebildet. Ist eine solche zur Ranke umgebildete Endfieder vorhanden oder fehlt die Endfieder, spricht man von paarig gefiedert. Ist eine Endfieder ausgebildet, nennt man die Fiederung unpaar.

In vielen Fällen führen die Sprosse selbst ebenfalls kreisende Bewegungen durch und befestigen sich so an einem geeigneten Träger (z. B. Phaseolus sp. [Bohne]).

Die Blüten besitzen eine besondere Gestalt in Form eines Schmetterlinges (mit Phantasie!), die der Familie den Namen Schmetterlingsblütler (Papilionaceae) eingetragen hat. Der Kelch ist hierbei verwachsen und häufig zygomorph. Die Blütenblätter besitzen in der Knospenlage eine absteigende Deckung, das heißt das innerste Kronblatt kommt unten zu liegen (Gegensatz die verwandten Caesalpiniaceen mit aufsteigender Knospendeckung).

Die 5 Blütenblätter sind wie folgt aufgeteilt und gestaltet: Das obere, meist aufgerichtete Blütenblatt ist die Fahne (Vexillum), die beiden seitlichen sind die Flügel (Alae), die beiden unteren schließlich sind ± verwachsen (bzw. verklebt) und bilden das Schiffchen (Carina).

Die 10 Staubblätter sind meist alle oder nur zu neunt verwachsen und bilden eine lange Röhre, die das Gynoeceum umgibt. Der einblättrige, oberständige Fruchtknoten bildet eine Hülse, die sich typischerweise an der Bauch- und Rückennaht öffnet. Daneben werden auch Gliederhülsen mit Bruchfrüchten (Ornithopus perpusillus [Vogelfuß])ausgebildet, die sich zu Nüßchen entwickeln. Die Samenreservestoffe sind hier beinahe ausschließlich in den Keimblättern gespeichert. Neben Stärke und Fett (Arachis hypogaea [Erdnuß]) ist vor allem viel Eiweiß mit z.T. hoher biologischer Wertigkeit enthalten (Glycine max [Sojabohne]).

Bemerkenswert sind die Übertragungsmechanismen des Pollens auf die Insekten. Beim Besenginster (Sarothamnus scoparius) sind die beiden oberen Schiffchenränder mittels Falten fest verbunden. 5 der 10 Staubblätter sind länger und mit dem langen Griffel wie eine gespannte Feder in die Carina gepreßt. Setzt sich ein genügend schwerer Blütenbesucher darauf, schnellen die Staubblätter und der Grifel nach oben und pudern das Insekt ein (Explosionsmechanismus).

Beim Färberginster (Genista tinctoria) werden die vier unteren Blütenblätter durch ein Schwellgewebe nach unten gedrückt, vom Griffel aber zurückgehalten. Bei Druck von oben klappt die Blüte auseinander und gibt Stamina und Griffel frei (Klappmechanismus).

Eine weitere Variante schließlich können wir bei der Lupine (Lupinus sp.) oder beim Hornklee (Lotus corniculatus) beobachten. Schiffchen und Flügel sind hier wiederum miteinander verbunden, die Carina läßt vorne eine tüllenförmige Öffnung frei. Die Filamente sind unterhalb der Theken keulenförmig angeschwollen und schließen das Schiffchen nach hinten ab. Ein gelandetes Insekt übt nun einen Druck auf den unteren Blütenteil aus, der nur in einer Vorwärtsbewegung des keulenförmigen Filamentbündels entweichen kann. Daraus resultiert ein Herausquetschen der Pollenmasse, was diesen Blüten die Bezeichnung «Nudelpumpe» eingetragen hat.

Eine Besonderheit, die bei allen Gattungen innerhalb der Fabaceen vorkommt, ist die Fähigkeit mittels Bakterien der Gattung Rhizobium und anderer Species in den sogenannten Wurzelknöllchen Luftstickstoff zu binden und in Form von NH4+ für die Pflanze nutzbar zu machen. Die sauerstoffempfindliche Nitrogenase, die für die Bindung des Luftstickstoffs verantwortlich ist, kann bei den Bakterien bis zu 10 % der löslichen Proteine ausmachen. Um das Enzym vor Sauerstoff zu schützen findet sich außerhalb der Bakterioiden im Wirts-Cytoplasma sog. Leg-Hämoglobin, das den Sauerstoff vorübergehend bindet und die Nitrogenase somit schützt. Die N2-Fixierung erreicht Spitzenwerte von 100 kg/ha Monat.

In den Samen zahlreicher Fabaceae kommen Glykoproteine vor, die mit Kohlenhydratgruppen von Glykolipiden oder Glykoproteinen auf Zelloberflächen spezifische Bindungen nach Art der Anitgen-Antikörper-Reaktion eingehen können. Solche Substanzen werden Lektine genannt. Die genannte Reaktion kann sogar blutgruppenspezifisch erfolgen. Verbreitet sind auch toxische Lektine, die bei Phaseolus die Giftigkeit roher Früchte bedingen.

Für zahlreiche Sippen sind Alkaloide kennzeichnend, so die Chinolizidin-Alkaloide (Lupinenalkaloide). In bestimmten Mutanten von Lupinus fehlen diese Alkaloide, sie können als sogenannte «Süß-Lupine» zu Futterzwecken verwendet werden. Daneben kommen unter anderem cyanogene Verbindungen vor, die meist als Fraßschutz enthalten sind (Schnecken!).

Die Fabaceae liefern uns zahlreiche Nutzpflanzen: Arachis hypogaea (Erdnuß), Cicer arietinum (Kichererbse), Dalbergia und Machaerium-Arten (Palisanderholz), Glycine max (Sojabohne), Lens culinaris (Linse), Phaseolus vulgaris (Gartenbohne), Pisum sativum (Erbse), Vivia faba (Saubohne)... .



© 1997 Bernhard Schmidt, Abteilung Systematische Botanik und Ökologie, Universität Ulm

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