Der Blütenkopf des Löwenzahns besteht nur aus gelben Bänderblüten. Der Pappus besteht aus Haaren und kann als reduzierter Kelch betrachtet werden. Der Stamm ist hohl und hat keine Blätter. Die Blätter sind in einer Rosette angeordnet. Sie sind tief eingeschnitten bis gezahnt. Wird die Pflanze gequetscht, fließt eine weiße, milchige Flüssigkeit, die so genannte Löwenzahnmilch, aus der Pflanze.
Die Pfahlwurzel kann Dezimeter tief in den Boden eindringen. Wenn sie abbricht oder in einer gewissen Tiefe abgeschnitten wird, kann sich die Pflanze erholen und mehrere Rosetten können aus der abgebrochenen Pfahlwurzel austreiben.
Die Fortpflanzung des Löwenzahns erfolgt weitgehend durch Apomixie, d. h. die Eizelle kann sich zu einem Samen entwickeln, ohne dass das Ei befruchtet wurde. Der Löwenzahn bildet auf diese Weise Klone. Infolgedessen gibt es große Gruppen von Löwenzahn, die sich genetisch und morphologisch kaum voneinander unterscheiden und die als Mikrospezies bezeichnet werden. In den Niederlanden wurden mindestens 250 Mikroarten gefunden. In der Systematik werden diese Mikro-Arten zu Sektionen zusammengefasst. In verschiedenen Floren werden Sektionen anstelle von Kleinstarten beschrieben. Der Löwenzahn kann sich auch durch Befruchtung vermehren.
Die Frucht ist eine einsamige Nuss. Die Nuss hat einen gestielten Fruchtflaum (Pappus). Das Perikarp ist an einem Stiel (dem Rostrum) befestigt, unter dem sich die Pyramide und der Fruchtkörper befinden. Letztere ist gerippt und hat oft Stacheln an der Spitze. Die Farbe des Fruchtkörpers ist ein wichtiges Bestimmungskriterium. Die Nüsse mit ihrem Fruchtflaum werden vom Wind verweht (Anemochore).
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