Koniferen Wurzeln

Wurzeln sammeln Wasser und Mineralstoffe aus dem Boden und verankern und stützen die oberirdischen Teile. Die meisten Koniferen haben eher flache, wenn auch weit verbreitete Wurzelsysteme, die die Stämme sehr anfällig für Wind und Oberflächenstörungen machen.

Selbst die größten Koniferen sind keine Ausnahme, und viele der einzelnen Riesenmammutbäume (Sequoiadendron giganteum) in weltweiten Nationalparks sind von Zäunen umgeben, um die Wurzelschäden durch die Schritte von Millionen von bewundernden Besuchern zu reduzieren. Die Wurzeln sind die am wenigsten untersuchten Teile der Nadelbäume, scheinen aber innerhalb ihrer Gruppe relativ einheitlich zu sein.

Die besonderen Wurzeln, mit denen sich die einzige parasitäre Nadelbaumart, Parasitaxus ustus, an die Wurzeln ihrer Koniferenwirte anschließt, sind eine Ausnahme, aber die seltsamsten Wurzelstrukturen werden als „Knie“ der kahlen Zypressen (Taxodium distichum) bezeichnet, konische Massen in Form von Holzgewebe, die aus dem Sumpfwasser um jeden Baum herum austreten. Ihre Funktion ist noch wenig erforscht.

Die Wurzeln von Nadelbäumen, wie die vieler blühender Pflanzen, funktionieren nicht allein. Sie erhalten einen Schub, indem sie mit einigen Pilzarten zusammenarbeiten, deren Strukturfilamente (Hyphen) sich mit ihnen zu Mykorrhizen verbinden.

Die verschiedenen Arten

Es gibt zwei verschiedene Arten von mykorrhizierten Verbindungen zwischen den Koniferen. Die meisten Arten haben vesikulär-arbuskuläre Mykorrhiza, die Endomykorrhiza genannt wird, weil die Pilzhyphen tatsächlich in die Zellen der Wurzeln eindringen.

Alle Kiefern – und nur die Kiefern weisen eine andere Art von Wurzelsymbiose auf, die als Ektomykorrhizal bezeichnet wird, weil die Pilze die Wurzeln umhüllen und die Hyphen zwischen den äußeren Wurzelzellen hindurchgehen, ohne sie zu durchdringen.

Jedes Jahr wachsen neue Wurzeln aus der Hülle und werden erst wieder besiedelt, wenn die Pilze später wieder aktiv wachsen. Ektomykorrhizapilze vermehren sich durch die angehängten Pilze, die in Kiefernwäldern wachsen, während Endomykorrhizapilze dies unterirdisch tun.

Sporangien

Die Sporangien der Gefäßpflanzen sind ungeschlechtlich, doch in den Samenpflanzen, da die Gametophyten vollständig vom Sporophyten abhängig sind und der weibliche Gametophyt sogar im Megasporangium verbleibt, wird die Sexualterminologie weiterhin fälschlicherweise auf den Sporophyten und die sporangiumtragenden Organe ausgedehnt.

In allen Koniferen sind die Organe, die Mikrosporangien enthalten („männlich“), von denen, die Megasporangien tragen („weiblich“), getrennt, und in Cephalotaxus, einigen Wachteln (Juniperus) und der Familie Taxaceae sind sie bei verschiedenen Individuen zu finden. Die Mikrosporangien aller Koniferen sind an den Schuppen eines einfachen Pollenkegels oder Mikrostrobilus befestigt.

Die Pollenkegel bestehen in der Regel aus dünnen, pergamentartigen Schuppen (Mikrosporophilen), die jeweils zwei oder mehr Mikrosporangien auf der Unterseite tragen. Die Anzahl der Schuppen und ihre Größe sind sehr variabel, so dass die Gesamtlänge des Mikrostrobilus von etwa 2 mm (0,08 Zoll) bei einigen Zypressenarten (Cupressus) bis zu mehr als 20 cm (8 Zoll) bei einigen Araukarienarten reicht.

Die Weibliche Fortpflanzungsstruktur

Große Unterschiede in den weiblichen (megasporangiate) Fortpflanzungsstrukturen zwischen den Koniferen sind die Hauptgrundlage für ihre Klassifizierung. Die meisten lebenden Koniferen haben einen Samenkegel, der als zusammengesetzter Strobilus interpretiert wird; jede Kegelskala, die in die Achse eines Braktes eingesetzt wird, entspricht einem ganzen einfachen Pollenkegel. Fossile Beweise zeigen, wie jeder ovulentragende Zwergstrieb von angestammten Nadelbäumen reduziert und zu einer einzigen Kegelskala verschmolzen wurde.

Wie sieht das ganze aus?

Wie die Blätter sind auch die Brakteen und Schuppen spiralförmig angeordnet oder treten paarweise oder als Trios auf der Achse auf, und moderne Koniferen haben zumindest eine gewisse Fusion zwischen jeder Brakte und ihrer Schuppe. Die Deckblätter und Schuppen oder kombinierte Schuppen variieren in der Textur von holzig bis ledrig, oder sogar fleischig bei vogelverteilten Wacholder (Juniperus) und der Familie Podocarpaceae.

Die Anzahl und Größe der Zapfenschuppen variiert stark zwischen den Koniferen, was zu Samenzapfen führt, die von 3 mm (0,1 Zoll) lang und weniger als 1 Gramm (0,04 Unzen) in Mikrobiota der Amur-Region Russlands bis zu mehr als 40 cm (16 Zoll) lang in der Zuckerkiefer (Pinus lambertiana) Kaliforniens und mehr als 2,2 kg (4,9 Pfund) in einigen Araukariaceae und der Scharkiefer (Pinus coulteri) Kaliforniens reichen.

Die megasporangiösen Strobili von Cephalotaxus und den meisten Podocarpaceae haben die gleiche Grundstruktur wie andere Nadelbäume, sind aber so reduziert und von ihren viel größeren Samen dominiert, dass sie nicht wie Zapfen aussehen. Noch größere Veränderungen in der Familie Taxaceae haben jede Spur von strobiler Organisation vollständig beseitigt, und die einsamen Samen sitzen an der Spitze eines kurzen Zweiges in einem fleischlichen Pfeil, einem becherförmigen Austrieb des Samenstiels.

Unterscheidung taxonomischer Merkmale

Bestehende Koniferen unterscheiden sich von anderen Gymnospermen durch die Kombination von einfachen Pollenkegeln mit zusammengesetzten Samenkegeln (oder solitären Terminalsamen in der Familie Taxaceae). Obwohl nicht von allen Arten besessen, haben nur Koniferen Nadelblätter (in verschiedenen Formen) und Pollen mit Blasen.

Einige andere Merkmale, die zwar nicht ausschließlich für Nadelbäume gelten, aber auch in ihnen häufiger vorkommen als in anderen Gymnospermen. Dazu gehören abgeflachte, geflügelte Samen (auch in Welwitschia), schuppenförmige Laubblätter (auch in Ephedra) und die Wuchsform eines normalen Baumes oder Strauches (auch in Ginkgo).