Farne – Bau und Fortpflanzung

Farne – Bau und Fortpflanzung – Biologie

Farnpflanzen sind Überlebenskünstler. Sie existieren bereits seit mehr als $300$ Millionen Jahren und haben sogar das Zeitalter der Dinosaurier überlebt. Besonders in der Karbonzeit gab es sehr viele Farne. Es handelte sich dabei meist um sogenannte Baumfarne, die bis zu $15$ Meter groß werden konnten. Neben sehr großen Schachtelhalmen und Siegelbäumen stellten Farne damals die dominierenden Pflanzen dar. Heute gibt es nur noch in Neuseeland Baumfarne. Die modernen Farne sind viel kleiner und weisen keine Ähnlichkeiten mehr mit Bäumen auf.

Der nachfolgende Lerntext beschäftigt sich mit dem Bau und der Fortpflanzung von Farnen.

Was sind Farne? – Definition

Die Systematik der Farne ist nicht abschließend geklärt. Deshalb gibt es keine einheitlichen Aussagen über eine Familie der Farne. Man spricht bei den Farnen auch von einer Gruppe von Gefäßsporenpflanzen. Insgesamt gibt es jedoch über 12 000 Farnarten, wobei die meisten dieser Arten in den Tropen vorkommen. In unseren Breiten kommen Farne vor allem im Wald vor. Sie benötigen nur wenig Sonnenlicht, um optimal wachsen zu können. Schatten ist für Farne somit kein Problem. Daher werden Farne auch zu den sogenannten Schattenpflanzen gezählt.

Farne – Steckbrief

Im folgenden Steckbrief zu den Farnen sind alle wichtigen Informationen aufgelistet und übersichtlich dargestellt.

Farne – Morphologie

Unter der Morphologie versteht man in der Biologie grundsätzlich die Struktur und die Form, also die Gestalt, von Lebewesen. Wie die meisten Pflanzen verfügen Farne über eine Epidermis, Kutikula und Spaltöffnungen. Farne zählen zu den Gefäßpflanzen, da die Sieb- und Gefäßteile Bestandteil der Leitbündel sind. Zusätzlich weisen sie eine Sprossachse sowie Wurzeln und Blätter auf.

Man kann den Bau der Farne in einen Bereich über und in einen Bereich unter der Erde einteilen. Viele Farne besitzen sogenannte Rhizome. Das ist eine unterirdisch, meist waagerecht verlaufende, verdickte Sprossachse (Stängel), aus der die einzelnen Farnwedel hervorgehen.

Die sichtbaren Bestandteile der Pflanze sind die Farnwedel über der Erde. Die Farnwedel sind grün und betreiben Fotosynthese. Ein solches Farnwedel setzt sich zusammen aus dem Stiel, der Mittelrippe und der Spreite. Das einzelne Blatt am Stiel ist ein Fiederblatt, das kleine Blättchen trägt. Daher kann man die Blätter als zweifach gefiedert bezeichnen.

Dreht man den Farnwedel um, sind an jedem Blatt kleine braune Punkte zu erkennen. Diese Punkte bezeichnet man als Sorus. Der Sorus setzt sich zusammen aus einzelnen Sporenkapseln (Sporangien), die von einem nierenförmigen Häutchen verdeckt werden.

Je reifer die Sporen der Farne in den Sporenkapseln werden, desto mehr schrumpft das Häutchen. So wird gewährleistet, dass die Sporen freigesetzt werden können. Bei trockener Witterung und wenn die Sporen vollständig herangereift sind, springen die Kapseln auf und die Sporen werden vom Wind mitgetragen.

Dabei ist die Wahl der Seite, die aufreißt, kein Zufall. An einer bestimmten Stelle der Sporenkapsel wird einer Zellleiste Wasser entzogen. Dadurch schrumpfen die Zellen und können irgendwann dem Druck nicht mehr standhalten.

Der Straußenfarn bildet hier eine Ausnahme. Die Sporen liegen nicht auf allen Blättern, sondern nur auf speziellen Farnwedeln, den sogenannten Sporophyllen. Dabei sehen die Sporophylle aus wie kleine Straußenfedern.

Wie vermehren sich Farne? – Fortpflanzung der Farne

Farne sind keine Blühpflanzen. Wie also vermehren sich Farne? Die Sporen sind die Samen der Farne. Eine durch den Wind verbreitete Spore fällt irgendwann auf den Boden. Dort kann diese Spore auskeimen und entwickelt sich vorerst zu einem Vorkeim. Mit den sich ausgebildeten Rhizoiden am Vorkeim kann sich dieser in der Erde verankern. An der Unterseite des Vorkeims bilden sich sowohl männliche (Antheridien) als auch weibliche (Archegonien) Fortpflanzungsorgane aus. Wenn der Boden über genug Wasser verfügt, können männliche Schwärmerzellen mithilfe von Geißeln zu den weiblichen Fortpflanzungsorganen schwimmen und die darin enthaltenen Eizellen befruchten. Aus jeweils einer befruchteten Eizelle, der Keimzelle des Farns, wächst nun eine neue Farnpflanze heran.

Bei Farnen und auch bei Moosen spricht man bei dieser Art der Fortpflanzung von einem Generationswechsel, da zwischen ungeschlechtlicher Vermehrung (die Freisetzung und Verbreitung der Sporen) und geschlechtlicher Vermehrung (Vorkeim mit Antheridien und Archegonien) unterschieden wird.

Zur besseren Übersicht, wie sich Farne vermehren, ist der Vorgang noch einmal grafisch dargestellt.

Der Adler- und der Wurmfarn verbreiten sich zum Beispiel sowohl über Sporen als auch über ihr Wurzelwerk. Während der Adlerfarn sich jedoch vor allem über sein unterirdisches Rhizom vegetativ ausbreitet, verbreitet sich der Wurmfarn häufiger über Sporen.

Dieses Video

Farne sind recht ursprüngliche Pflanzen. In diesem Video wirst du in erster Linie mit einigen Vertretern der Farne bekannt gemacht und du lernst den Aufbau von Farnpflanzen genauer kennen. Gegenüber den Moosen sind Farne höher entwickelt. Sie sind nämlich in Wurzel, Sprossachse und Blätter gegliedert. Die Höherentwicklung zeigt sich auch im Generationswechsel, der dir zeichnerisch erklärt wird.

Nun weißt du, wie Farne aufgebaut sind und welche Besonderheit es bei ihrer Fortpflanzung gibt. Zur Überprüfung deines Wissens kannst du das Arbeitsblatt zu den Farnen bearbeiten. Viel Spaß!

Häufige Fragen zum Thema Farne