Lerntext Moose

Roland Heynkes, 14.7.2018

Dieser Hypertext soll möglichst verständlich erklären, was man zum Verständnis der Biologie über Moose und deren Generationswechsel wissen sollte.

Gliederung

zum Text Moose sind die einfachsten Landpflanzen
zum Text Die normale Moospflanze ist ein haploider Gametophyt
zum Text Auf den Gametophyten bilden kleine Sporophyten die Sporen
zum Text Aus den Sporen entstehen wieder haploide Gametophyten
zum Text Die Moosschicht ist wichtig für Wälder und Menschen
zum Text

Moose sind die einfachsten Landpflanzen nach oben

Moose sind die Landpflanzen mit dem einfachsten Aufbau. Sie besitzen weder richtige Wurzeln noch Blüten. Außerdem haben sie weder Stützgewebe noch Leitbündel. Darum sind Moose zu weich und biegsam, um ungestützt in die Höhe zu wachsen. Deshalb bilden jeweils viele dicht nebeneinander stehende Moos-Pflänzchen sogenannte Moospolster, in denen sich die Moos-Pflänzchen gegenseitig stützen.

Moos-Pflanzen können aber auch deshalb an Land nicht einzeln in die Höhe wachsen, weil sie ohne die Wasserleitungen der Leitbündel kein Wasser in höher gelegene Pflanzenteile transportieren könnten. Die normale Moos-Pflanze besteht aus einem Stämmchen, aus dem am unteren Ende ein wurzelähnliches Rhizoid und seitlich Blättchen wachsen. Wasser und Mineralstoffe nehmen sie ähnlich wie Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff einfach durch die Oberflächen der Blättchen auf.

Aufgrund ihres einfachen Aufbaus nehmen Botaniker an, dass Moose die ersten Landpflanzen waren, die sich aus Grünalgen entwickelt haben. Allerdings scheint das unabhängig voneinander mehrfach passiert zu sein, denn die Hornmoose, Lebermoose und Laubmoose sind miteinander nicht näher verwandt. Es gibt also hinsichtlich ihrer (genetischen) Baupläne nicht eine einheitliche Verwandschaftsgruppe der Moose, sondern drei.

Die normale Moospflanze ist ein haploider Gametophyt nach oben

Man nennt die normale Moos-Pflanze Gametophyt, weil sie Gameten bildet. Gameten sind Geschlechtszellen wie die Eizellen und Spermien bei Menschen oder Eizellen und Schwärmer bei Moosen und Farnen. Geschlechtszellen besitzen nur eine Kopie des Bauplans ihrer Art. Zellen oder ganze Lebewesen aus Zellen mit nur einer Kopie des Bauplans nennt man haploid.

Bei Moosen ist die komplette normale Pflanze haploid. Meistens ist eine Moos-Pflanze entweder männlich oder weiblich und bildet nur weibliche (Archegonien) oder nur männliche (Antheridien) Geschlechtsorgane. Diese wachsen auf Blättchen am oberen Pflanzenende, die eine Blüten-ähnliche Blattrosette bilden. Darum nennt man sie auch Moosblüten, obwohl Moose keine Blütenpflanzen sind. Die haploiden Archegonien bilden haploide Eizellen. Die ebenfalls haploiden Antheridien bilden haploide Schwärmer (Spermatozoide) genannte männliche Geschlechtszellen. Die Schwärmer schwimmen durch Wassertropfen zu den Archegonien, um in ihnen mit jeweils einer Eizelle zu einer neuen Moos-Pflanze zu verschmelzen. Weil die Moos-Pflanze Geschlechtsorgane und Geschlechtszellen bildet, nennt man sie die geschlechtliche Generation. Weil man Geschlechtszellen wissenschaftlich Gameten nennt, heißt die normale Moos-Pflanze auch Gametophyt.

Frauenhaarmoos mit der grünen geschlechtlichen und der braunen ungeschlechtlichen Generation
Frauenhaarmoos
Dieses Moospolster habe ich am Boden eines Laubmischwaldes photographiert.

Auf den Gametophyten bilden kleine Sporophyten die Sporen nach oben

Zellen oder ganze Lebewesen mit zwei Kopien ihres Bauplans heißen diploid. Wir Menschen sind diploide Lebewesen, denn alle unsere normalen Körperzellen enthalten eine Bauplan-Kopie vom Vater und eine von der Mutter. Haploid sind bei uns nur die Geschlechtszellen. Im Gegensatz dazu sind die Zellen der normalen Moos-Pflanze haploid. Auch die Geschlechtszellen der Moos-Pflanzen sind haploid. Wenn aber auf den obersten Blättchen haploider Moos-Pflanzen in den Archegonien Eizellen und Schwärmer verschmelzen, entstehen wie bei jeder sexuellen Fortpflanzung Zygoten. Das sind befruchtete Eizellen mit den beiden Bauplänen je einer Eizelle und eines Schwärmers. Weil sie die beiden Bauplan-Kopien von Eizelle und Schwärmer enthält, ist genau wie beim Menschen auch bei Moosen die befruchtete Eizelle diploid.

Aus dem Archegonium heraus wächst aus dieser diploiden Zygote auf einem Blatt der alten eine neue Moos-Pflanze, die ebenfalls diploid ist. Diese nennt man Sporophyt, weil sie Sporen bildet. Sie wächst aber nur zu einer Minimal-Pflanze heran, die lediglich aus einem Stiel (Sporenträger) und einer Sporenkapsel besteht, in der die Sporen gebildet werden. Dabei wird in den Sporen der doppelte (diploide) Bauplan wieder zu einem einfachen (haploiden) reduziert. Die haploiden Sporen verlassen die Sporenkapsel und fliegen weit weg. Weil die Sporen extrem klein sind, können sie vom Wind über Tausende Kilometer transportiert werden, bevor sie zu Boden fallen.

Die Sporen dienen der ungeschlechtlichen Vermehrung. Deshalb nennt man den auf dem Gametophyten wachsenden und von diesem ernährten Sporophyt die ungeschlechtliche Generation.

Moospolster mit relativ großen Sporenträgern auf winzig kleinen Moos-Pflänzchen der geschlechtlichen Generation
Sporenträger
Dieses Moospolster habe ich auf einer Mauer photographiert.

Aus den Sporen entstehen wieder haploide Gametophyten nach oben

An geeigneten Orten wachsen aus den Sporen winzig kleine haploide Moos-Pflänzchen heran. Sie können aus nur wenigen Zellen bestehen. Bei vielen Moosen bilden sie Zellfäden (Vorfaden), pilzähnliche Geflechte aus Zellfäden oder flache Zellhaufen, die man Thallus nennt.

Unabhängig von der Form spricht man von einem Vorkeim, aus dem heraus jeweils mehrere neue auch mit bloßem Auge sichtbare Moos-Pflänzchen wachsen, die wie eineiige Zwillinge alle den selben Bauplan besitzen. Nur ist er bei den Moosen haploid, denn mit den haploiden Sporen hat schon wieder die geschlechtliche Generation der Gametophyten begonnen.

Der Generationswechsel der Moose
Sporenträger
Dieses Schema wurde von einem großzügigen, aber leider anonymen Zeichner in die public domain entlassen, also der Menschheit geschenkt.

Während der Sporophyt nur kurze Zeit lebt, können Gametophyten bei Moosen viele Tausend Jahre alt werden. Vielleicht sind sie auch potentiell unsterblich.

Geeignet für manche Moose sind sogar extreme Standorte wie Mauern und Hausdächer, auf denen es keinen Humus gibt, wo sich extrem kalte und heiße Temperaturen abwechseln und lange Trockenzeiten überstanden werden müssen.

Die Moosschicht ist wichtig für Wälder und Menschen nach oben

Moosschicht nennen Biologen das flache Stockwerk ganz unten auf dem Waldboden, in dem Moose und Pilze leben. Die Moosschicht und insbesondere die darin lebenden Moose sind sehr wichtig für den Wald sowie ein wichtiger Schutz für uns Menschen vor Hochwasser und Erosion, weil sie sehr viel Wasser speichern und festhalten und dadurch das Regenwasser im Wald halten.

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Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0

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