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Mit der vorliegenden Arbeit wurde die Nutzbarkeit morphologischer und anatomischer Merkmale aus den Bereichen des Fruchtknotens und der Samenanlangen für die Systematik und Taxonomie der Bromelioideae (Bromeliaceae) untersucht. Hierzu wurden 30 Merkmale im Bereich des Fruchtknotens und der Samenanlagen definiert und anhand anatomischer Schnittpräparate die Verteilung der Merkmalsausprägungen an 102 Arten aus 28 (von 32) Gattungen der Unterfamilie Bromelioideae sowie zwei Vertretern der Unterfamilie Pitcairnioideae als Vergleichgruppe ermittelt. Allein 41 Taxa entstammten der größten und als polyphyletisch anzunehmenden Gattung Aechmea mit Vertretern aus allen sieben Untergattungen. Die Auswertung der Merkmalsverteilung erfolgte einerseits im Hinblick auf eine funktionale Deutung beobachteter Kopplungen bestimmter Strukturen im ökologischen Kontext und zum anderen unter taxonomischen Gesichtspunkten im Hinblick auf Beantwortung der Fragen, wieweit derzeitige Gattungsumgrenzungen von den hier untersuchten Merkmalen unterstützt werden, bzw. wie weit Anregungen zur Abänderung bestehender Konzepte abgeleitet werden können, welche Beziehungen zwischen den Untergattungen von Aechmea und anderen Gattungen der Bromelioideae bestehen und wodurch sich basale Linien der Bromelioideae von den abgeleiteten Formen der „Eu- Bromelioideae“ im Sinne von SCHULTE (2007) unterscheiden lassen. Um diese Fragen zu beantworten, wurden zwei unterschiedliche Ansätze kombiniert. Die Verteilung der Merkmalszustände wurde einerseits auf Topologien geplottet, die aus publizierte Phylogenien mit genetischen Merkmalen als Datenquelle beruhen. Desweiteren wurden neue Parsimonieanalysen durchgeführt a) auf der Grundlage einer morphologischen Datenmatrix mit den 30 selbst erhobenen Merkmalen aus dem Fruchtknoten- und Samenbereich, b) einer weiteren Matrix, in die fünf weitere selbst erhobene Merkmale aus dem floralen Bereich eingehen und schließlich c) einem Datensatz, in den zusätzlich acht aus der Literatur entnommene Angaben zur Morphologie und Ökologie der untersuchten Pflanzen eingingen. Die aus den molekularen Analysen von SCHULTE et al. (2005) hervorgehende Gliederung der Unterfamilie in eine paraphyletische Gruppe von basalen Linien und der von SCHULTE (2007) als „Eu-Bromelioideae“ bezeichneten monophyletischen Gruppe abgeleiteterer Gattungen findet eine deutliche Entsprechung in Merkmalen des Fruchtknotenbereichs und der Samenanlagen. Die untersuchten Vertreter der basalen Linien besitzen alle ± rechtwinklig von der Fruchtknotenachse abspreizende Samenanlagen, diese sind auf mehr als 70% der Fruchtknotenachse verteilt und die Mikropyle ist stets relativ lang ausgebildet (>100 micro m). Eine der Kerninnovationen der Eu-Bromelioiden scheint die Entwicklung des chalazalen Samenanhängsels als Hilfsinstrument bei der Besiedlung glatter Oberflächen gewesen zu sein. Diese Struktur findet sich nur bei Eu-Bromelioideae und ist stets bereits an der Samenanlage vorgebildet. Sekundär scheint dieses chalazale Anhängsel innerhalb der Eu-Bromelioideae allerdings auch immer wieder verloren gegangen zu sein. Die Umgrenzung der meisten Gattungen sowohl der basalen Linien als auch der Eu-Bromelioideae konnten in ihrer jetzigen Form anhand der Merkmale des Fruchtknotenbereichs und der Samenanlagen nachvollzogen werden. Eine Ausnahme hiervon stellt lediglich die hochgradig polyphyletische Gattung Aechmea s.l. dar. Für keine der untersuchten Gattungen konnten synapomorphe Merkmalszustände erkannt werden, vielmehr gibt es jeweils gattungsspezifische Kombinationen von Merkmalen. Die Ausprägungen der Einzelmerkmale dagegen sind stets auch in anderen Verwandschaftsgruppen zu beobachten. Die hier untersuchten Merkmale unterstreichen das für die Bromelioideae seit langem bekannte Phänomen eines extrem hohen Homoplasiegrades in nahezu allen morphologischen Strukturen. Selbst für den Fruchtknoten lassen sich klare Abhängigkeiten der Merkmalsausprägungen von ökologischen Selektionsfaktoren erkennen. Insbesondere scheinen funktionale Notwendigkeiten im Kontext der Nektarsekretion und der Bestäubungsökologie für die Merkmalsausprägung des Fruchtknotens eine wichtige Rolle zu spielen. Die Samenanlage ist zwar zum Zeitpunkt der Anthese noch nicht direkten Selektionsdrücken ausgesetzt, ihre Merkmale sind aber nur dann zu verstehen, wenn die Funktion hier bereits angelegter Strukturen (wie z.B. der chalazalen Samenanhängsel) im Kontext mit den reifen Samen gedeutet wird.
Plants, fungi and algae are important components of global biodiversity and are fundamental to all ecosystems. They are the basis for human well-being, providing food, materials and medicines. Specimens of all three groups of organisms are accommodated in herbaria, where they are commonly referred to as botanical specimens.The large number of specimens in herbaria provides an ample, permanent and continuously improving knowledge base on these organisms and an indispensable source for the analysis of the distribution of species in space and time critical for current and future research relating to global biodiversity. In order to make full use of this resource, a research infrastructure has to be built that grants comprehensive and free access to the information in herbaria and botanical collections in general. This can be achieved through digitization of the botanical objects and associated data.The botanical research community can count on a long-standing tradition of collaboration among institutions and individuals. It agreed on data standards and standard services even before the advent of computerization and information networking, an example being the Index Herbariorum as a global registry of herbaria helping towards the unique identification of specimens cited in the literature.In the spirit of this collaborative history, 51 representatives from 30 institutions advocate to start the digitization of botanical collections with the overall wall-to-wall digitization of the flat objects stored in German herbaria. Germany has 70 herbaria holding almost 23 million specimens according to a national survey carried out in 2019. 87% of these specimens are not yet digitized. Experiences from other countries like France, the Netherlands, Finland, the US and Australia show that herbaria can be comprehensively and cost-efficiently digitized in a relatively short time due to established workflows and protocols for the high-throughput digitization of flat objects.Most of the herbaria are part of a university (34), fewer belong to municipal museums (10) or state museums (8), six herbaria belong to institutions also supported by federal funds such as Leibniz institutes, and four belong to non-governmental organizations. A common data infrastructure must therefore integrate different kinds of institutions.Making full use of the data gained by digitization requires the set-up of a digital infrastructure for storage, archiving, content indexing and networking as well as standardized access for the scientific use of digital objects. A standards-based portfolio of technical components has already been developed and successfully tested by the Biodiversity Informatics Community over the last two decades, comprising among others access protocols, collection databases, portals, tools for semantic enrichment and annotation, international networking, storage and archiving in accordance with international standards. This was achieved through the funding by national and international programs and initiatives, which also paved the road for the German contribution to the Global Biodiversity Information Facility (GBIF).Herbaria constitute a large part of the German botanical collections that also comprise living collections in botanical gardens and seed banks, DNA- and tissue samples, specimens preserved in fluids or on microscope slides and more. Once the herbaria are digitized, these resources can be integrated, adding to the value of the overall research infrastructure. The community has agreed on tasks that are shared between the herbaria, as the German GBIF model already successfully demonstrates.We have compiled nine scientific use cases of immediate societal relevance for an integrated infrastructure of botanical collections. They address accelerated biodiversity discovery and research, biomonitoring and conservation planning, biodiversity modelling, the generation of trait information, automated image recognition by artificial intelligence, automated pathogen detection, contextualization by interlinking objects, enabling provenance research, as well as education, outreach and citizen science.We propose to start this initiative now in order to valorize German botanical collections as a vital part of a worldwide biodiversity data pool.