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Ein Herbarium (pl. Herbarien; lat. herba = Kraut, Pflanze) ist eine Sammlung gepresster, getrockneter, und auf Papierbogen geklebter Pflanzen. Zusätzlich werden oft noch Früchte, Samen oder Holzproben separat in Spezialsammlungen aufbewahrt. Neben Blütenpflanzen werden auch Farne, Moose, Algen und Pilze konserviert und in Herbarien gelagert. Die Belege dieser Pflanzen werden gewöhnlich nach taxonomischen Gesichtspunkten (Familien, Gattungen und Arten) gruppiert und entweder einer bestimmten Klassifikation folgend oder alphabetisch geordnet abgelegt. Damit können die morphologischen und anatomischen Merkmale eines konservierten Individuums auch nach Jahrhunderten noch leicht untersucht und beobachtet werden.
Herbarbelege sollen ein möglichst vollständiges und detailgetreues Abbild der konservierten Pflanze wiedergeben. Daher werden die Belege mit zusätzlichen Informationen zur geographischen Lage und den Lebensbedingungen am Fundort, wie auch zu Wuchsform, Farben und Gerüchen versehen. Grundsätzlich sollen jegliche Eigenschaften festgehalten werden, welche später am konservierten Individuum nicht mehr eruiert werden können. Bei verschiedenen Pflanzengruppen ist es von Vorteil, wenn ein Teil der Blüten vor dem Pressen präpariert wird.
Ursprünglich bezeichnete der Begriff „Herbarium“ ein Buch über Kräuter. So trägt etwa das erste Kräuterbuch der Neuzeit, das ab 1530 in mehreren Bänden von Otto Brunfels herausgegeben wurde, den Titel „Herbarium Vivae Eicones“ (= „Bilder lebender Pflanzen“). Die ersten Herbarsammlungen wurden in der ersten Hälfte des 16. Jahrhunderts im Zusammenhang mit der Gründung von botanischen Gärten in Mittelitalien angelegt. Treffenderweise bezeichnete man damals diese Sammlungen als „hortus siccus“ (= „trockener Garten“) oder „hortus hiemalis“ (= „Wintergarten“). Damit wurde eine Möglichkeit geschaffen, Pflanzen zu konservieren und für die wissenschaftliche Bearbeitung und Charakterisierung der Pflanzenvielfalt zu erhalten, und sie später für Vergleiche zur Verfügung zu haben. Verschiedene Quellen deuten drauf hin, dass Luca Ghini (1490-1556), der Gründer der botanischen Gärten in Pisa und Padua und Professor der Botanik in Bologna, als erster Pflanzen unter Druck trocknete und so eine grössere Sammlung von Herbarbelegen anfertigte. Das von Gherardo Cibo um 1532 angelegte Herbarium wird heute noch in Rom aufbewart. Die ältesten Herbarbelege in unserem Herbarium stammen von Johannes Scheuchzer (1684 - 1738). Seine umfangreiche Gräsersammlung diente ihm damals als Arbeitsmaterial für die 1719 von ihm publizierte „Agrostographia“ (= erste wissenschaftlich fundierte Publikation über Gräser).
Wozu dient ein Herbarium?
Erst die Möglichkeit Pflanzen zu konservieren und für spätere Untersuchungen aufzubewahren schuf die Voraussetzung für die umfassende Erforschung der Pflanzenvielfalt auf unserer Erde. Seit dem Ende des Mittelalters haben Forschungsreisende in immer weiter abgelegeneren Weltgegenden Sammlungen von Pflanzenbelegen zusammengetragen und zurück nach Europa gebracht. So hat etwa Carl von Linné, der Begründer der wissenschaftlichen Benennung von Pflanzen und Tieren, eine grosse Zahl seiner Schüler in alle Erdteile geschickt und sich grosse Mengen von Herbarbelegen zurückbringen lassen.
Jede herbarisierte und etikettierte Pflanze ist ein Beleg dafür, dass eine bestimmte Art zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort vorgekommen ist. Ein Herbar ist demnach eine Datenbank über die Pflanzenvielfalt in Raum und Zeit. Es wird geschätzt, dass weltweit in den botanischen Instituten und Museen über 300 Mio. konservierte Pflanzenbelege lagern; etwa der hundertste Teil davon, nämlich gegen 3.5 Mio. Belege gehören den vereinigten Herbarien der Universität und ETH Zürich. Jedes Jahr kommen mehrere tausend neue Herbarbelege dazu. Ein Grossteil dieser Belege stammt aus Schenkungen und aus Tauschprogrammen mit anderen Herbarien. Aber auch Felduntersuchungen im Zusammenhang mit Forschungsprojekten an unseren Instituten erbringen jedes Jahr eine grosse Zahl von neuen Belegen.
Diese grosse Datenbank aus Herbarbelegen ist von grossem wissenschaftlichem Wert für ganz verschiedene Fragestellungen zur Vielfalt der Pflanzen:
- Identifikation: Eine umfangreiche Sammlung von Herbarbelegen ist hilfreich bei der Identifikation von 'schwierig' zu unterscheidenden Arten. Viele Verwandtschaftsgruppen aus den Tropen und Subtropen sind nach wie vor nur unzureichend taxonomisch bearbeitet. In diesen Fällen kann durch Vergleichen der unbekannten Pflanze mit Herbarbelegen oft ein Gattungs- oder gar Artname ermittelt werden, auch wenn keine neuere wissenschaftliche Bearbeitungen mit Bestimmungsschlüsseln zur Verfügung stehen. Die vereinigten Herbarien der Universität und ETH Zürich verfügen über Belege von etwa einem Drittel der weltweit bekannten 280'000 Arten von Blütenpflanzen.
- Namensgebung: Wenn ein lateinischer Name für eine neu entdeckte Pflanzenart vorgeschlagen wird, dann muss nach den Regeln der botanischen Namensgebung (Nomenklatur) ein ausgewähltes, konserviertes Individuum an einem öffentlichen Herbarium hinterlegt werden. Der Name der entsprechenden Art ist dann für immer mit diesem einen Individuum verknüpft. Diese Form von "Eichung" des Gebrauchs von Artnamen trägt zur Stabiliät der wissenschaftlichen Benennung von Pflanzen bei. Die Herbarien der Universität und ETH Zürich verfügen über mehr als 10'000 solcher Typusbelege.
- Variationsbreite: Eine Auswahl von Herbarbelegen zu einer bestimmten Art dokumentiert die Variationsbreite der entsprechenden Individuen. Erkenntnisse zu diesem Aspekt der biologischen Vielfalt sind wichtig für verschiedenste biologischen Aspekte der jeweiligen Art.
- Verbreitung in Raum und Zeit: Die gesammelten Fundortsangaben von Belegen einer Art geben Auskunft über ihre geographische Verbreitung. Veränderungen der Verbreitung im Lauf der Zeit werden ersichtlich, wenn die Daten der Aufsammlungen verglichen werden. Damit kann die Ausbreitung oder der Rückgang einer bestimmten Art ermittelt werden. Soche Erkenntnisse sind für allem für Fragen zum Naturschutz von grosser Bedeutung.
- Artenvielfalt: Die gesammelten Artbestimmungen aller Belege aus einem bestimmten Gebiet geben Auskunft zur Vielfalt an Organismen ("Biodiversität") dieser Region.
- Dokumentationsbelege: Die Dokumentation der untersuchten Individuen bei wissenschaftlichen Untersuchungen von Inhaltsstoffen (Phytochemie), von Eigenschaften bestimmter Zellen oder Chromosomen (Zytologie, Karyologie), oder von Genen (Molekularbiologie), ist sehr wichtig. Herbarbelege von untersuchten Individuen erlaubt ein späteres Überprüfen der Identifikation. Treten allfällige Zweifel über korrekte Artnamen auf, so kann dies nur überprüft werden, wenn die untersuchten Individuen konserviert und hinterlegt worden sind. Andernfalls, sind die wisschenschaftlichen Erkenntnisse bei Zweifeln der korrekten Identifikation wertlos.
- Materialvorrat: Herbarisierte Pflanzen können für eine Vielzahl von wissenschaftlichen Untersuchungen als Materialquelle dienen, so etwa für mikormorphologische und anatomische Untersuchungen. Es ist sogar möglich DNA aus Herbarbelegen zu isolieren um bestimmte Gene sequenzieren zu können, dies sogar bei Arten die mittlerweile als ausgestorben gelten. Dies ist jedoch nur in beschränktem Umfang möglich, weil die Belege eines Herbariums unersetzlich sind und daher nicht verbraucht werden dürfen.
Herbarien sind auch im Zeitalter der Molekularbiologie noch unverzichtbare Informationsquellen für die Erforschung der Pflanzenvielfalt. Die "Biodiversitätskrise" (= rasanter Rückgang der biologischen Vielfalt, oft mit einem Massenaussterben gleichgesetzt) hat das Bewusstsein gestärkt, dass die Erfassung der biologischen Diversität noch lange nicht abgeschlossen ist. Die Erforschung der Pflanzenvielfalt weltweit kann ohne in Herbarien aufbewahrten Daten nicht weitergehen.