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Der Löwenzahn ist eine ausdauernde krautige Pflanze, die eine Wuchshöhe von 10 cm bis 30 cm erreicht und in allen Teilen einen weissen Milchsaft enthält. Seine bis zu 1 Meter (selten auch bis 2 Meter) lange, fleischige Pfahlwurzel ist aussen dunkelbraun bis schwarz. Sie geht in eine kurze, stark gestauchte Sprossachse über, auf der die Blätter dicht in einer grundständigen Rosette stehen. Nach einer Verletzung des Vegetationspunktes regeneriert sich die Pflanze aus der Wurzel und bildet dann meist mehrere Blattrosetten. Die 10 bis 30 cm langen Blätter sind eiförmig bis eilanzettlich, unregelmässig stark gelappt und tief eingeschnitten und gezahnt (auch schrotsägeformig genannt). Einschnitte und Zähne sind von der Basis bis zu etwa zwei Drittel der Länge stark, weiter zur Blattspitze häufig geringer ausgeprägt.

Löwenzahn

Übergangsstadium: Aufgetrennter Blütenstand kurz vor Fruchtreife; li. nativ, re. verblühte Blütenhüllen aus noch unreifen Flugschirmen gezupft

Detailaufnahme einer reifen Löwenzahnpflanze („Pusteblume“)

Den Blattachseln entspringen meist mehrere, bis zu 60 cm lange Blütenstandsstiele. Jeder ist eine blattlose, aussen schwach befilzte, hohle Röhre. An ihrem oberen Ende stehen dicht spiralig verteilt 30 bis 40 abstehende Hochblätter, die bald austrocknen. Darüber bildet ein Wirtel aus Hüllblättern einen anfangs geschlossenen Schutz um die Blütenstandsknospe. Die Hüllblätter öffnen und schliessen sich schützend mit dem Blütenstand und bleiben bis zur Fruchtreife grün. Der Blütenstand ist eine Scheinblüte, in dem viele gelbe Zungenblüten zu einem tellerförmigen Körbchen von etwa drei bis fünf Zentimeter Durchmesser zusammengefasst sind. In ihm öffnen sich die Einzelblüten ringförmig von aussen nach innen. In der mehrere Tage währenden Blütezeit schliesst sich der Blütenstand jeweils bei Nacht, Regen oder Trockenheit und schliesslich beim Verblühen. Nach mehreren Tagen öffnen sich die Hüllblätter letztmals bei Fruchtreife und entlassen zuerst die eingetrockneten und abgestossenen Blütenhüllen der Zungenblüten. Die Früchte, schlank tonnenförmige, mit haarigen Flugschirmen (Pappus) ausgestattete Achänen, werden durch den Wind ausgebreitet (Schirmflieger). Im Volksmund trägt die Pflanze daher auch den Namen Pusteblume.

In Mitteleuropa ist die Hauptblütezeit von April bis Mai. In deutlich geringerer Anzahl erscheinen Blüten auch noch bis in den Herbst.

Da einige Merkmale sehr plastisch sind, können sich die einzelnen Pflanzen stark den jeweiligen Standorten anpassen. So produzieren Pflanzen an ungestörten Standorten lange, schräg aufrecht gehaltene Blätter und bis zu 50 cm lange, aufrechte Blütenstandstiele. Pflanzen auf begangenen Wegen oder häufig gemähten Wiesen haben dagegen viel kürzere, dicht dem Boden aufliegende Blätter und niederliegende, manchmal nur wenige Millimeter lange Blütenstandstiele.