Erdflechten und ihre Gesellschaften in Nordhessen mit besonderer Berücksichtigung der morphologischen und genetischen Variabilität bei Cladonia furcata (Hudson) Schrader
Terricolous lichens and their communities in North Hessen (Germany) with special emphasis on the morphological and genetical variability of Cladonia furcata (Hudson) Schrader
by Bettina Günzl
Date of Examination:2004-01-22
Date of issue:2004-05-05
Advisor:Prof. Dr. Hartmut Dierschke
Referee:Prof. Dr. Hartmut Dierschke
Referee:Prof. Dr. Erwin Bergmeier
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Description:Dissertation
Abstract
English
Sixteen terricolous lichen communities assignable to two vegetation classes are described from the northern part of the German state of Hessen. The class Toninio-Psoretea decipientis, including the association Toninio-Psoretum decipientis, grows on base-rich soils. The lichen vegetation on more or less acid soils, deficient in lime, belongs to the class Ceratodonto-Polytrichetea piliferi. Three alliances of this class can be differentiated (Baeomycion rosei, Cladonion arbusculae and Cladonion rei). The habitats are described. Suitable protective measures are specified.Another part of this study deals with the variability of the common species Cladonia furcata. The subspecies furcata mainly occurs in the Cladonion arbusculae. Detailed investigations of the morphological characters of Cl. furcata point out that the development of apothecia is influenced by light. Most of the morphological characters show a dependence on light and moisture. But mechanical influences are also important. There are also internal factors which affect the morphology of this lichen. The reasons for the variability of all the morphological characters are described and discussed.The last part of this study is concerned with the sequencing of ITS rDNA. Both bionts (photobionts and mycobionts) of Cladonia furcata and Cl. gracilis were analysed. There are different ITS-variants of the photobiont and mycobiont. These ITS-variants do not depend on the two subspecies of Cl. furcata. The mycobiont ITS rDNA-sequences of the subspecies furcata and the subspecies subrangiformis are identical. A correlation between morphology and ITS-variants could not be found. The sequences of Cl. furcata and Cl. gracilis show clear differences, despite the fact that the analyzed thalli are very similar in morphology. The photobionts belong to the genus Asterochloris. Both subspecies of Cladonia furcata can live in symbiosis with photobionts of the same ITS-variant.The question whether Cladonia subrangiformis might best be classified as a subspecies of Cl. furcata or as a species for its own is discussed on the basis of morphological and chemical datas as well as on the basis of datas of phytosociology and molecular biology (sequences of ITS rDNA). The division of Cl. furcata in varieties and forms is also discussed. It is proposed, that the morphs of Cl. furcata ssp. furcata as well as the subspecies subrangiformis should be classified as modificatory variants and phenological stages respectively.
Keywords: North Hessen (Germany); lichens; terricolous lichen communities; Red Data Species; protective measures; Cladonia furcata; chemical variation; morphological variability; genetical variability; ITS rDNA; ITS-variants; photobiont; Asterochloris; mycobiont
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Es werden für Nordhessen 16
Erdflechtengesellschaften sowie 4 Dominanzbestände aus
zwei Vegetationsklassen belegt. Die Gesellschaften der
Klasse Toninio-Psoretea decipientis, zu denen auch die
Bunte-Erdflechten-Gesellschaft (Toninio-Psoretum
decipientis) zählt, gedeihen auf basenreichen
Substraten. Die Erdflechtenvegetation kalkarmer bzw.
kalkfreier Standorte gehört der Klasse
Ceratodonto-Polytrichetea piliferi an, welche sich in 3
Federationen unterteilen läßt (Baeomycion rosei,
Cladonion arbusculae und Cladonion rei). Die
Physiognomie der Gesellschaften wird beschrieben,
ebenso die Wuchsorte, die aktuellen Vorkommen und die
Bestandssituation. Auf geeignete Schutzmaßnahmen wird
jeweils hingewiesen.Die Vergesellschaftung von Cladonia furcata wird
detailliert dargestellt. Die Unterart furcata zeigt
ihren Verbreitungsschwerpunkt im Cladonion arbusculae.
Eingehende Untersuchungen der morphologischen Merkmale
von Cl. furcata und deren Abhängigkeiten von
Standortfaktoren zeigen, daß die Apothecienbildung von
den Lichtverhältnissen beeinflußt wird. Auch die
meisten anderen Merkmale werden von den Bedingungen am
Standort geprägt, wobei allgemein besonders den Licht-
und Feuchtigkeitsverhältnissen, aber auch den
mechanischen Störungen große Bedeutung zukommt. In
unterschiedlichem Maße hat auch der Entwicklungszustand
der Flechte einen Einfluß auf die äußere Gestalt. Die
Ursachen für die unterschiedliche Ausprägung der
einzelnen Merkmale werden aufgelistet und
diskutiert.Die Sequenzierung der ITS rDNA der Bionten beider
Unterarten von Cladonia furcata zeigt, daß bei den
Mycobionten verschiedene ITS-Varianten auftreten, diese
jedoch offensichtlich von der Subspezies unabhängig
sind. Ein Zusammenhang zwischen Morphologie und
ITS-Varianten ist ebenfalls nicht erkennbar. Dagegen
zeigen Mycobionten-Sequenzen von Cl. gracilis, trotz
hoher morphologischer Ähnlichkeit der untersuchten
Proben beider Arten, deutliche Unterschiede zu Cl.
furcata. ITS-Varianten treten auch bei den Photobionten
auf, welche anhand der Sequenzen der Gattung
Asterochloris zugeordnet werden. Beide Unterarten von
Cl. furcata können Photobionten derselben ITS-Variante
als Partner nutzen.Anhand der Ergebnisse der vegetationskundlichen und
morphologischen Untersuchungen sowie der
Dünnschichtchromatographie und der rDNA-Sequenzierung
wird die systematische Unterteilung von Cladonia
furcata sowie die Artberechtigung von Cl.
subrangiformis eingehend diskutiert. Es wird
vorgeschlagen, sowohl die morphologischen
Erscheinungsformen von Cl. furcata ssp. furcata als
auch die ssp. subrangiformis als modifikatorische
Varianten bzw. phänologische Stadien zu bezeichnen.
Schlagwörter: 580 Pflanzen (Botanik); Nordhessen; Flechten; Erdflechtengesellschaften; Rote Liste-Arten; Schutzmaßnahmen; Cladonia furcata; Flechten-Inhaltsstoffe; morphologische Variabilität; genetische Variabilität; ITS rDNA; ITS-Varianten; Photobiont; Asterochloris; Mycobiont