Lerntext Moose

Roland Heynkes 5.6.2025, CC BY-SA-4.0 DE

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

Gliederung

Moose sind die einfachsten Landpflanzen.

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.

Man nennt die normale Moos-Pflanze Gametophyt, weil sie Gameten produziert. Und weil das in Geschlechtsorganen geschieht, nennt man sie die geschlechtliche Generation. 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 Blatt-Rosette 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. Wenn die Antheridien die Schwärmer entlassen, schwimmen diese mit Hilfe ihrer Geißeln durch Wassertropfen zu den Archegonien benachbarter weiblicher Moos-Pflanzen. Bei starkem Regen kann es passieren, dass Regentropfen mit in ihnen schwimmenden Schwärmern einige Zentimeter weiter auf fremde weibliche Moos-Pflanzen geschleudert werden. Die Archegonien sondern einen zuckerhaltigen (Saccharose) Schleim ab, der die Schwärmer anlockt. Die Schwärmer schwimmen dann in die Archegonien hinein und zu der Eizelle hin. In den Archegonien verschmilzt jeweils ein Schwärmer mit einer Eizelle zu einer befruchteten Eizelle, der Zygote. Bei der Befruchtung verbinden sich zwei haploide Geschlechtszellen mit jeweils nur einem Bauplan zu einer diploiden Zygote mit einem doppelten Bauplan. In diesem Moment entsteht eine ganze neue Moos-Pflanze mit einem einzigartigen Bauplan.

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

Auf den Gametophyten bilden kleine Sporophyten die Sporen.

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 kleine ungeschlechtliche Moos-Pflanze heißt Sporenträger und besteht nur aus einem langen Stiel mit einer Sporenkapsel. Der Stiel ist fest mit der Mutterpflanze verbunden und wird von dieser mit Nährstoffen versorgt. In der Sporenkapsel entwickeln sich viele Sporen. 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. So können die Sporen neue Lebensräume erobern.

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

Das sich eine geschlechtliche und eine ungeschlechtliche Generation immer abwechseln, nennt man Generationswechsel. Bei den Moosen dient die geschlechtliche Generation der Erzeugung unterschiedlicher Nachkommen, durch die Mischung zweier Baupläne. Die Unterschiedlichkeit der Nachkommen ist wichtig für die Anpassung der Moose an ihre Umwelt. Die ungeschlechtliche Generation dient der Verbreitung in neue Lebensräume durch winzige Sporen, die vom Wind weit getragen werden können.

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

Aus den Sporen entstehen wieder haploide Gametophyten.

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 (Vorfäden), pilzähnliche Geflechte aus Zellfäden oder flache Zellhaufen, die man Thallus nennt. Sie dienen auch noch der ungeschlechtlichen Fortpflanzung.

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 natürliche Klone sind, weil sie 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.

Die jungen Moos-Pflänzchen der neuen geschlechtlichen Generation können männlich, weiblich oder zwittrig sein und entsprechend nur Antheridien oder nur Archegonien oder beide bilden.

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

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

Die geschlechtlichen Fortpflanzungsorgane (Geschlechtsorgane) der Moose sind winzige keulenförmige Säckchen, von denen mehrere auf einem breiten Stiel wachsen, der oben auf einem der obersten Blättchen (des haploiden Gametophyten) steht. Bei den Antheridien (männlichen Geschlechtsorganen) ist das dickere Ende der Keule oben und produziert Schwärmer (Geschlechtszellen). Die Archegonien (weiblichen Geschlechtsorgane) sehen eher aus wie der Stempel einer Blütenpflanze. In ihrem verdickten unteren Teil bilden sie eine Eizelle.

Die Moosschicht ist wichtig für Wälder und Menschen.

Anders als andere Pflanzen können Moose an extremen Standorten wie Arktis, Antarktis, Felswänden des Hochgebirges oder Mauern und Hausdächern ohne Humus leben, wo ihnen niemand das Sonnenlicht nimmt. Denn manche Moose ertragen extrem kalte und heiße Temperaturen und überstehen auch lange Trockenzeiten. Es gibt auch Moose, die im Wasser oder auf dunklen Waldböden wachsen können.

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.

Moospolster speichern viel Wasser zwischen einzelnen Moos-Pflänzchen und bieten für die Verdunstung nur eine relativ kleine Oberfläche. Man hat auf den Blattoberflächen von Moos-Blättchen mehrere Leisten aus einzelnen Zellreihen gefunden, die zwischen sich Wasser festhalten. Bei anhaltender Trockenheit falten sich die Blättchen und reduzieren die Verdunstung, indem sie das Wasser zwischen den Blatthälften einschließen. Zusätzlich können Moose die Blättchen eng an den Stängel anlegen, um Wasser zwischen Blättchen und Stängel einzuschließen.