Poaceae (Süßgräser)
Die Süßgräser mit Halm, Ährchen und Karyopse liefern die Getreide und mit ihren Stärken, Keimölen und dem Citronellöl wichtige pharmazeutische Rohstoffe.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Poaceae (Süßgräser) sind eine Familie der monokotylen Angiospermen mit Reis, Weizen, Mais und Zitronengras; Amaranth und Quinoa gehören nicht dazu.
- Der Halm ist stielrund mit meist hohlen Internodien, die Blätter haben eine stängelumfassende Blattscheide und eine parallelnervige Spreite.
- Die windbestäubte Grasblüte hat keinen Kelch und keine Krone, meist drei Staubblätter, federige Narben und Lodiculae, die die Blüte durch Aufquellen öffnen.
- Im Ährchen sitzen basal die Hüllspelzen, jede Blüte steht in der Achsel einer Deckspelze und besitzt eine Vorspelze.
- Die Karyopse ist eine einsamige, nussartige Schließfrucht aus oberständigem Fruchtknoten, deren Fruchtwand mit der Samenschale verwachsen ist.
- Stärke und Protein liegen im triploiden Endosperm, dessen äußerste Lage die proteinreiche Aleuronschicht ist; fettes Öl steckt im Keimling.
Worum es geht
Die Poaceae sind die Familie der Getreide: Weizen, Reis und Mais ernähren den größten Teil der Menschheit. Für die Pharmazie liefern sie Stärken als Tablettenhilfsstoffe, fette Keimöle und mit dem Citronellöl ein ätherisches Öl. Wer Grasblüte und Getreidekorn versteht, kann diese Drogen sicher einordnen.
Einordnung und Erkennungsmerkmale
Die Poaceae sind eine Familie der monokotylen Angiospermen. Zu ihnen gehören die Getreide Oryza (Reis), Triticum (Weizen) und Zea (Mais) sowie das Zitronengras der Gattung Cymbopogon.
| Merkmal | Ausprägung |
|---|---|
| Systematik | Angiospermen, Monokotyle, Ordnung Poales |
| Wuchsform | meist krautig; Halm stielrund, mit Knoten und meist hohlen Internodien |
| Blätter | wechselständig, zweizeilig; stängelumfassende Blattscheide, Ligula, parallelnervige Spreite |
| Blüte | reduziert, meist zwittrig, windbestäubt, ohne Kelch und Krone; in Ährchen |
| Blütenformel | ↓ P2 A3 G\(\underline{(2-3)}\), wobei P für die Lodiculae steht |
| Frucht | Karyopse |
| typische Inhaltsstoffe | Stärke und Protein im Endosperm, fettes Öl im Keimling, Zucker oder Fructosane im Spross |
| wichtige Arzneipflanzen | Mais, Weizen, Reis, Zitronengras |
Ein Gras erkennt man am Halm. Er ist stielrund und durch verdickte Knoten gegliedert. Die Abschnitte dazwischen, die Internodien, sind meist hohl. Eine dichasiale Verzweigung kommt nicht vor (Verzweigungstypen).
Die Sprosse sind reich an Zucker oder Fructosanen, also Polymeren aus Fructose. Beim Zuckerrohr nutzt man diesen Vorrat zur Gewinnung von Saccharose.
Das Blatt gliedert sich in zwei Teile. Die Blattscheide umfasst den Halm wie eine Manschette und stützt ihn oberhalb des Knotens. Am Übergang zur schmalen Blattspreite sitzt ein Blatthäutchen, die Ligula. Die Spreite ist parallelnervig. Die Blätter stehen einzeln und abwechselnd in zwei Zeilen, nie gegenständig.
Auf Fotos fallen außerdem die unscheinbaren, grünlichen Blütenstände auf. Zur Blütezeit hängen aus ihnen die Staubbeutel an langen Fäden heraus.
Amaranth und Quinoa liefern zwar stärkereiche Körner, gehören aber nicht zu den Poaceae. Beide sind eudikotyle Amaranthaceae und heißen deshalb Pseudogetreide.
Blüte und Frucht
Gräser sind windbestäubt. Eine auffällige Blütenhülle brauchen sie deshalb nicht. Die Blüte ist stark reduziert und meist zwittrig. Kelch- und Kronblätter fehlen.
Vom Perigon bleiben nur zwei winzige Schwellkörper übrig, die Lodiculae. Sie quellen zur Blütezeit auf und drücken die umhüllenden Spelzen auseinander. So öffnet sich die Blüte für kurze Zeit.
Meist sind drei Staubblätter vorhanden, selten sechs wie beim Reis. Sie hängen an langen Filamenten heraus, damit der Wind den Pollen forttragen kann. Der Fruchtknoten trägt federige Narben, die den Pollen aus der Luft auskämmen. Mit der typischen Monokotylenformel *P(3+3) A3+3 G(\(\underline{3}\)) hat diese Blüte wenig gemein. Allgemeines zu Blütenhülle und Staubblättern steht unter Bau der Blüte.
Der Fruchtknoten ist oberständig, einfächerig und enthält nur eine Samenanlage (Stellung des Fruchtknotens).
Ährchen und Spelzen
Die Einzelblüten stehen nicht frei. Sie sind zu kleinen Einheiten zusammengefasst, aus denen jeder Grasblütenstand aufgebaut ist.
Ein Ährchen ist der kleine ährenförmige Teilblütenstand der Poaceae mit einer bis vielen Blüten an einer kurzen Achse. An seiner Basis sitzen zwei leere Hüllspelzen.
Spelzen sind trockenhäutige Hochblätter. Jede Einzelblüte steht in der Achsel einer Deckspelze, die oft eine Granne trägt. Gegenüber umschließt eine zarte, zweikielige Vorspelze die Blüte von innen. Die Hüllspelzen am Grund gehören dagegen zum ganzen Ährchen, nicht zu einer einzelnen Blüte. An einer Skizze gehst du so vor:
- Basis suchen: Die untersten, leeren Spelzen sind die Hüllspelzen.
- Blüte abgrenzen: Die äußere, größere Spelze mit Granne ist die Deckspelze, die innere zweikielige die Vorspelze.
- Innenteile benennen: Dazwischen liegen am Grund die Lodiculae, darüber drei Staubblätter und der Fruchtknoten mit federigen Narben.
Die Ährchen stehen ihrerseits in übergeordneten Blütenständen. Beim Weizen bilden sie eine Ähre, bei Hafer und Reis eine Rispe (Blütenstände). Die Doppeldolde ist dagegen typisch für die Apiaceae.
Karyopse
Aus dem einsamigen, oberständigen Fruchtknoten entsteht die Karyopse, eine nussartige Schließfrucht. Ihre dünne, trockene Fruchtwand verwächst fest mit der Samenschale, der Testa. Fruchtwand und Samen lassen sich nicht mehr trennen. Das Getreidekorn ist botanisch also eine ganze Frucht, bei Weizen, Reis und Mais gleichermaßen.
Die Fruchtwand stammt allein vom Fruchtknoten. Bei Spelzgetreide wie Gerste oder Reis umhüllen die Spelzen das Korn zusätzlich. Sie werden beim Entspelzen entfernt. Anders als bei der Steinfrucht gibt es keinen verholzten Steinkern aus dem Endokarp.
Die Karyopse wird im Examen gerne gefragt: eine einsamige, nussartige Schließfrucht aus oberständigem Fruchtknoten, deren Fruchtwand mit der Samenschale verwachsen ist. Achte darauf, dass die Fruchtwand kein Verwachsungsprodukt von Deck- und Hüllspelze ist und die Karyopse keine Steinfrucht ist.
Inhaltsstoffe
Das Innere des Korns besteht fast ganz aus Endosperm. Es ist triploid, denn es entsteht bei der doppelten Befruchtung aus dem sekundären Embryosackkern und einem Spermakern. Ein Perisperm aus dem Nucellus ist nicht ausgeprägt, auch beim Mais nicht (Nährgewebe der Samen).
Der innere Teil des Endosperms ist der Mehlkörper. Seine Zellen sind dicht mit Stärkekörnern und Speicherprotein gefüllt und sterben bei der Reife ab. Er ist der Rohstoff für Mehl und Stärke.
Die Aleuronschicht ist die äußerste Zelllage des Endosperms, direkt unter Fruchtwand und Testa. Ihre lebenden Zellen speichern Protein in Aleuronkörnern statt Stärke.
Bei der Keimung sendet der Embryo Gibberelline aus. Daraufhin bildet die Aleuronschicht Enzyme wie α-Amylase. Sie bauen die Stärke des Mehlkörpers zu Zuckern ab, die der Keimling aufnimmt. Beim Mahlen landet die Aleuronschicht mit der Fruchtwand in der Kleie.
Fettes Öl ist kein Hauptreservestoff des Endosperms. Es liegt vor allem im Keimling. Der Embryo besitzt als Monokotyle nur ein Keimblatt. Bei Gräsern ist es zum Scutellum umgebildet, einem Schildchen, das dem Mehlkörper anliegt und Nährstoffe aufnimmt. Aus den ölreichen Embryonen gewinnt man Keimöle.
Die Verteilung der Reservestoffe ist besonders prüfungsrelevant: Stärke und Protein liegen im triploiden Endosperm, Protein besonders in der Aleuronschicht, fettes Öl im Keimling, ein Perisperm fehlt.
Arzneipflanzen und Drogen
Pharmazeutisch liefern die Poaceae vor allem Hilfsstoffe: Stärken aus dem Mehlkörper, fette Öle aus dem Keimling und ein ätherisches Öl.
| Pflanze | Droge | Leitstoffe | Wirkung oder Verwendung |
|---|---|---|---|
| Mais, Zea mays | Maydis amylum; Maydis oleum raffinatum | Stärke; Triglyceride mit Linolsäure | Füll- und Zerfallsmittel, Pudergrundlage; Ölgrundlage |
| Weizen, Triticum aestivum | Tritici amylum; Tritici aestivi oleum virginale | Stärke; Tocopherole, ungesättigte Fettsäuren | Tablettenhilfsstoff; Dermatika |
| Reis, Oryza sativa | Oryzae amylum | Stärke mit sehr kleinen Körnern | Pudergrundlage, Tablettenhilfsstoff |
| Citronellgras, Cymbopogon winterianus | Citronellae aetheroleum | Citronellal, Geraniol, Citronellol | Insektenrepellent, Duftstoff |
Mais
Zea mays ist einhäusig. Die männlichen Blüten stehen in einer endständigen Rispe an der Spitze des Halms. Die weiblichen Ährchen sitzen dicht an seitlichen Kolben in den Blattachseln. Ihre langen Griffel hängen als Büschel aus den Hüllblättern. Am Halmgrund stützen Stützwurzeln die hohe Pflanze.
Köhler’s Medizinal-Pflanzen, Bd. 3, Tafel 78 · hrsg. von Franz Eugen Köhler · gemeinfrei
Im reifen Kolben ist jedes Korn eine Karyopse mit verwachsener Testa und Endokarp. Maisstärke besteht aus kantigen, polyedrischen Körnern. Aus dem Keimling wird Maiskeimöl gepresst.
Weizen und Reis
Der Saatweizen Triticum aestivum trägt seine Ährchen in einer Ähre. Aus dem Mehlkörper gewinnt man Weizenstärke, aus dem abgetrennten Keimling natives Weizenkeimöl. Es ist reich an Tocopherolen und ungesättigten Fettsäuren. Reis blüht in Rispen und hat sechs Staubblätter. Seine Stärkekörner sind sehr klein und eignen sich gut als Puder.
Zitronengras
Die Zitronengräser der Gattung Cymbopogon sind tropische, horstbildende Gräser. Ihr ätherisches Öl gewinnt man durch Wasserdampfdestillation der Blätter. Citronellae aetheroleum stammt von Cymbopogon winterianus und dient vor allem als Insektenrepellent.
Quiz
Aussage 1
Im Grasährchen steht jede Einzelblüte in der Achsel einer Hüllspelze.
Jede Einzelblüte steht in der Achsel einer Deckspelze. Die Hüllspelzen sitzen an der Basis des ganzen Ährchens.
Aussage 2
Quinoa gehört als Pseudogetreide zur Familie der Poaceae.
Quinoa ist wie Amaranth eine eudikotyle Amaranthaceae. Zu den Poaceae gehören etwa Reis, Weizen, Mais und Zitronengras.
Aussage 3
Bei der Karyopse ist die Fruchtwand fest mit der Samenschale verwachsen.
Genau das kennzeichnet die Karyopse als einsamige, nussartige Schließfrucht der Poaceae.
Aussage 4
Die Laubblätter der Poaceae stehen gegenständig am Halm.
Grasblätter stehen einzeln und abwechselnd in zwei Zeilen; gegenständige Blätter kommen bei Poaceae nicht vor.
Aussage 5
Die Fruchtwand der Karyopse entsteht durch Verwachsen von Deck- und Hüllspelze.
Die Fruchtwand stammt allein vom Fruchtknoten. Spelzen können das Korn nur zusätzlich umhüllen.
Aussage 6
Fettes Öl ist der Hauptreservestoff im Mehlkörper des Getreidekorns.
Der Mehlkörper speichert Stärke und Protein. Fettes Öl liegt vor allem im Keimling, aus dem man Keimöle gewinnt.
Aussage 7
Die Aleuronschicht ist die äußerste Zelllage des Endosperms und speichert Protein.
Ihre lebenden Zellen enthalten Aleuronkörner aus Protein und liegen direkt unter Fruchtwand und Testa.
Aussage 8
Die Lodiculae sind Schwellkörper, die durch Aufquellen die Spelzen auseinanderdrücken und so die Grasblüte öffnen.
Die Lodiculae sind Reste des Perigons und erleichtern als Schwellkörper das Öffnen der Blüte.
Fehler entdeckt oder eine Idee? Wir verbessern die Inhalte laufend. Melde es uns gerne über dieses Formular ❤️
Teile der Inhalte wurden mithilfe von KI-Systemen erstellt und werden fortlaufend redaktionell geprüft. Trotz Sorgfalt können Fehler enthalten sein. Wichtige Informationen bitte anhand offizieller Quellen prüfen. Relaxed ins Stex ist ein unabhängiges Angebot und steht in keiner Kooperation mit dem IMPP. Das Angebot ist weder vom IMPP autorisiert noch mit diesem verbunden.