bio480 - Functional Morphology of Plants (Course overview)

Institute for Biology and Environmental Sciences

6 KP

Module components

Semester courses Winter semester 2024/2025

Examination

Lecture

5.02.441 - Funktionelle Morphologie der Pflanzen
- Dr. Jessica Tay Ying Ling
- Dr. rer. nat. Maria Will
Thursday: 13:00 - 14:00, weekly (from 17/10/24)

Pflanzen gewinnen bei der Entwicklung und Gestaltung neuartiger biomimetischer Materialien und Konstruktionen zunehmend an Interesse. Eine wesentliche Voraussetzung für die Übertragung pflanzlicher Eigenschaften auf die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ist eine fundierte Kenntnis der Struktur-Funktions-Zusammenhänge in Pflanzen. Das übergeordnete Ziel dieses Moduls besteht daher darin, die morphologischen, anatomischen und biomechanischen (Funktions-)Eigenschaften pflanzlicher Strukturen unter Verwendung von Geweben, Grundorganen und/oder pflanzlichen Diasporen (Samen und Früchte) zu untersuchen. Anhand verschiedener Beispiele lernen wir den Zusammenhang zwischen Form, Struktur und Funktion kennen. Abschließend werden wir auch einige Ideen der Biomimikry diskutieren und einige Innovationen und Produkte vorstellen, die direkt von der Natur und ihren Designs inspiriert wurden, zum Beispiel „Lotuseffekt“ für selbstreinigende Oberflächen, Haken an Samen als Inspiration für die Erfindung des Klettverschlusses. Die Vorlesung vermittelt den theoretischen Einstieg in die zugehörige Übung. Im Rahmen der Übungen sollen mit Hilfe von Experimenten bestehende Daten verifiziert werden, die Versuche auf neue Beispiele ausgeweitet werden und Vergleiche zwischen unterschiedlichen Arten vorgenommen werden. Dabei wird auch (aktuelle) Fachliteratur einbezogen. Im ersten Treffen werden Fragen zur Vorlesung/Seminar und zum Praktikum geklärt. Somit wird es für beide Teile einen einzigen Termin geben. Studierende erhalten die Informationen über StudIP. Die Wahl eines Themas für einen Studentenvortrag im Rahmen des Seminars ist obligatorisch. Die Prüfung ist eine E-Klausur in Präsenz. Abhängig von der Anzahl der Bewerbungen informieren wir alle Studierenden ca. eine Woche nach dem ersten Treffen, um ihnen mitzuteilen, ob sie endgültig zum Praktikum angenommen werden. Plants gain increasing interest for the development and design of new types of biomimetic materials and constructions. An essential prerequisite for the transfer of properties from plants to materials science and engineering, is an in depth knowledge of structure-function relationships in plants. Therefore, the overall aim of this module is to look into morphological, anatomical and biomechanical (function) properties of plant structures using using tissues, basic organs and/or plant diaspores (seeds and fruits). Throught various examples, we will learn about the form-structure-function relationship. Finally, we will also discuss the some ideas in biomimicry, introducing some innovations and products that were directly inspired by nature and its designs, for example “Lotus effect” for self cleaning surfaces, hooks on seeds as an inspiration for the invention of Velcro. The lecture provides the theoretical introduction to the associated exercise. As part of the exercises, existing data will be verified using experiments, the experiments will be expanded to include new examples and comparisons will be made between different species. (Current) specialist literature is also included. The first meeting will address questions concerning the lecture/seminar and the practical course. Thus, there will a single appointment for both parts. Students will get the information via StudIP. Picking a topic for a student talk for the seminar mandatory. The examination will be an electronic examination in person. Depending on the number of applications, we will inform all students approx. one week after the first meeting to let them know whether they are finally accepted for the practical course.

Seminar

5.02.441 - Funktionelle Morphologie der Pflanzen
- Dr. Jessica Tay Ying Ling
- Dr. rer. nat. Maria Will
Thursday: 13:00 - 14:00, weekly (from 17/10/24)

Pflanzen gewinnen bei der Entwicklung und Gestaltung neuartiger biomimetischer Materialien und Konstruktionen zunehmend an Interesse. Eine wesentliche Voraussetzung für die Übertragung pflanzlicher Eigenschaften auf die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ist eine fundierte Kenntnis der Struktur-Funktions-Zusammenhänge in Pflanzen. Das übergeordnete Ziel dieses Moduls besteht daher darin, die morphologischen, anatomischen und biomechanischen (Funktions-)Eigenschaften pflanzlicher Strukturen unter Verwendung von Geweben, Grundorganen und/oder pflanzlichen Diasporen (Samen und Früchte) zu untersuchen. Anhand verschiedener Beispiele lernen wir den Zusammenhang zwischen Form, Struktur und Funktion kennen. Abschließend werden wir auch einige Ideen der Biomimikry diskutieren und einige Innovationen und Produkte vorstellen, die direkt von der Natur und ihren Designs inspiriert wurden, zum Beispiel „Lotuseffekt“ für selbstreinigende Oberflächen, Haken an Samen als Inspiration für die Erfindung des Klettverschlusses. Die Vorlesung vermittelt den theoretischen Einstieg in die zugehörige Übung. Im Rahmen der Übungen sollen mit Hilfe von Experimenten bestehende Daten verifiziert werden, die Versuche auf neue Beispiele ausgeweitet werden und Vergleiche zwischen unterschiedlichen Arten vorgenommen werden. Dabei wird auch (aktuelle) Fachliteratur einbezogen. Im ersten Treffen werden Fragen zur Vorlesung/Seminar und zum Praktikum geklärt. Somit wird es für beide Teile einen einzigen Termin geben. Studierende erhalten die Informationen über StudIP. Die Wahl eines Themas für einen Studentenvortrag im Rahmen des Seminars ist obligatorisch. Die Prüfung ist eine E-Klausur in Präsenz. Abhängig von der Anzahl der Bewerbungen informieren wir alle Studierenden ca. eine Woche nach dem ersten Treffen, um ihnen mitzuteilen, ob sie endgültig zum Praktikum angenommen werden. Plants gain increasing interest for the development and design of new types of biomimetic materials and constructions. An essential prerequisite for the transfer of properties from plants to materials science and engineering, is an in depth knowledge of structure-function relationships in plants. Therefore, the overall aim of this module is to look into morphological, anatomical and biomechanical (function) properties of plant structures using using tissues, basic organs and/or plant diaspores (seeds and fruits). Throught various examples, we will learn about the form-structure-function relationship. Finally, we will also discuss the some ideas in biomimicry, introducing some innovations and products that were directly inspired by nature and its designs, for example “Lotus effect” for self cleaning surfaces, hooks on seeds as an inspiration for the invention of Velcro. The lecture provides the theoretical introduction to the associated exercise. As part of the exercises, existing data will be verified using experiments, the experiments will be expanded to include new examples and comparisons will be made between different species. (Current) specialist literature is also included. The first meeting will address questions concerning the lecture/seminar and the practical course. Thus, there will a single appointment for both parts. Students will get the information via StudIP. Picking a topic for a student talk for the seminar mandatory. The examination will be an electronic examination in person. Depending on the number of applications, we will inform all students approx. one week after the first meeting to let them know whether they are finally accepted for the practical course.

Exercises

5.02.442 - Functional Morphology of plants (Übung)
- Dr. Jessica Tay Ying Ling
- Dr. rer. nat. Maria Will
Dates on Thursday, 17.10.2024 13:00 - 14:00, Monday, 03.02.2025 - Friday, 07.02.2025 09:00 - 16:00
Die Auswahl der Teilnehmenden wird nach der Eintragung manuell vorgenommen. Nutzer/-innen, die sich für diese Veranstaltung eintragen möchten, erhalten nähere Hinweise und können sich dann noch gegen eine Teilnahme entscheiden. Basierend auf der Vorlesung wird der Zusammenhang von Form und Funktion pflanzlicher Strukturen anhand verschiedener Gewebe, Grundorgane und/oder pflanzlicher Diasporen (Samen & Früchte) in Experimenten untersucht (z.B. Einfluss von Form, Größe und Gewicht der Diasporen auf Ihre Ausbreitung; Bedeutung der Gefäßdicke für die Leitfähigkeit, …). Im Rahmen der Übungen sollen mit Hilfe von Experimenten bestehende Daten verifiziert werden, die Versuche auf neue Beispiele ausgeweitet werden und Vergleich zwischen unterschiedlichen Arten vorgenommen werden. Dabei wird auch (aktuelle) Fachliteratur einbezogen. Hierzu werden die Teilnehmer einen kurzen Vortrag zu einem aktuellen wissenschaftlichen Artikel halten und in der Gruppe diskutieren. Die Vorbesprechung beider Veranstaltungen (Übung & VL/Seminar) findet an einem gemeinsamen Termin statt, der über StudIP kommuniziert wird. Dabei werden das Thema und der Termin für das Literaturseminar (Vortrag) festgelegt. Eine verbindliche Zusage zur Teilnahme an der Lehrveranstaltung erfolgt ca.10 Tage nach diesem Treffen. Note: The practical course will be at least in parts in English. Students will reproduce and modify established experiments and discuss the results in light of the available literature. Results and own ideas to optimise/improve the experimental design will be discussed in the group. The first meeting will address questions concerning the lecture/seminar and the practical course. Thus, there will a single appointment for both parts. Students will get the information via StudIP. The students will also pick a topic for a student presentation in the seminar. Depending on the number of applications, we will inform all students approx. 10 days after the first meeting to let them know whether they are finally accepted for the practical course.

Notes on the module

Prerequisites	Abschluss der Basismodule
Kapazität/Teilnehmerzahl	8
Module examination	1 Portfolio (oral presentation and 1 report) OR 1 Written examination
Skills to be acquired in this module	++ biological knowledge + knowledge of biological working methods + biologically relevant knowledge in the natural sciences and mathematics + interdisciplinary knowledge & thinking + abstract, logical, analytical thinking ++ deepened expertise in biological specialist field + independent learning and (research-based) working Students acquire knowledge in macroscopic and microscopic morphology of plants, always putting form in the context of function Students understand the concepts of allometry and scaling Students put this knowledge in the context of theoretical concepts of ecology and evolution Students learn experimental techniques in diverse topics, e.g. biomechanics or water relations