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Otto Rohweder studierte an der Universität Hamburg Biologie, Chemie und Physik. 1950 legte er die Diplomprüfung mit einer pflanzensoziologischen Arbeit ab. Die Ergebnisse eines fünfzehnmonatigen Forschungsaufenthalts am Instituto Tropical de Investigaciones Cientificas in El Salvador bildeten die Grundlage für seine Dissertation, mit der er 1954 an der Universität Hamburg promovierte. 1955/56 arbeitete er im Auftrag der UNESCO als Assistenzprofessor für Botanik an der University of Liberia in Monrovia.
1961 kam Otto Rohweder als Oberassistent an den Botanischen Garten und an das Institut für Systematische Botanik der Universität Zürich, wo er sich 1964 für das Gebiet der Systematischen Botanik und Pflanzengeografie habilitierte und zum Privatdozenten ernannt wurde. 1966 wurde er zum Assistenzprofessor, 1974 zum ausserordentlichen Professor ad personam befördert. 1982 wurde Otto Rohweder dann zum Ordinarius für systematische Botanik ernannt. 1987 wurde er emeritiert.
Otto Rohweder galt als begabter und vielseitiger Dozent und baute am Institut für systematische Botanik der UZH ein erfolgreiches und renommiertes Forschungsteam auf. Die wissenschaftlichen, durch eine aussergewöhnliche Präzision gekennzeichneten Arbeiten des Botanikers waren vorwiegend vergleichend morphologisch ausgerichtet. Einer seiner Arbeitsschwerpunkte waren die Centrospermen, zu deren Blütenstruktur Rohweder wegweisende Studien verfasste. Diese führten auch zu allgemeineren Folgerungen über die Blütenstruktur der Angiospermen.