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Botanik: Spross und Blatt der Strauchpappel

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01. Juli 2017 20:46
Liebe Pflanzenfreunde

am vergangenen Donnerstag war es mal wieder so weit: der MKB Workshop "Schneiden, Färben, legen" - also die Erstellung pflanzlicher Dauerpräparate - stand ins Haus. Was also diesmal unter das Messer nehmen? Efeu haben die Kolleginnen und Kollegen nun wirklich durch und so etwas exklusives wie die Welwitschie hatte ich nicht zu bieten. Der Blick schweift durch den Garten und bleibt an der großen Malve hängen. Neuland, die hatte ich auch selbst noch nie geschnitten. Also Malve!

Schnell ein paar Bilder gemacht um den Foliensatz zum Workshop zu aktualisieren und dann in die Wikipedia, ein paar Fakten zu Malve suchen. Uups. Die Familie der Malvengewächse (Malvaceae) ist recht vielseitig. Von der heimischen Wilden Malve (Malva sylvestris) über die Stockrose (Alcea rosea) bis zum "Hibiskus" - dem Chinesischer Roseneibisch (Hibiscus rosa-sinensis) ist da so einiges versammelt.
Meine "Malve" entpuppte sich nach einigem Suchen als Strauchpappelhybride (Lavatera x olbia Barnsley), die von Mr. Barnsley für den Botanischen Garten in Kew gezüchtet wurde.
Da insbesondere die Blattquerschnitte - mal wieder - eine Besonderheit aufweisen, die Horst Wörmann schon im Workshop entdeckt hat, möchte ich die Pflanze hier vorstellen.

Bild 1: Illustration einer Spanischen Strauchpappel (Laverta trimestris)

Zeichnung von D. Bois, gemeinfrei

Womit haben wir es da also zu tun?

Zunächst zur Pflanze selbst

Die Strauchpappeln (Lavatera), auch Strauchmalven oder Bechermalven genannt, sind eine Pflanzengattung in der Familie der Malvengewächse (Malvaceae). Die 25 Arten der Gattung kommen meist im Mittelmeerraum vor. Einige Arten sind aber auch in der neuen Welt (Kalifornien), auf den Kanaren oder in Australien beheimatet. Zudem gibt es Züchtungen, die als Zierpflanzen sehr beliebt sind, wozu auch meine Lavatera x olbia Barnsley gehört.
Die Erstveröffentlichung des Gattungsnamens Lavatera erfolgte 1753 durch Carl von Linné in Species Plantarum. Der Gattungsname Lavatera ehrt Johann Heinrich Lavater, einen Schweizer Arzt und Naturforscher des 17. Jahrhunderts.

Lavatera-Arten wachsen als einjährige, zweijährige oder ausdauernde krautige Pflanzen, Halbsträucher oder Sträucher. Die Wuchshöhen großer Arten reicht bis zu 2 Meter, Hybride werden gerne noch größer. Die meisten oberirdischen Pflanzenteile besitzen einfache und / oder verzweigte Haare, auch Sternhaare kommen vor. Die Dichte der Behaarung ist dabei von Art zu Art sehr unterschiedlich.

Die wechselständig angeordneten Laubblätter sind in einen mehr oder weniger langen Blattstiel und eine Blattspreite gegliedert. Die Blattspreiten sind meist leicht bis stark fünf- bis siebenlappig oder selten nicht gelappt. Die Nebenblätter sind laubblattartig und haltbar.

Bild 2: Blattwerk der Strauchmalve Lavatera x olbia Barnsley in meinem Garten


Die Blüten stehen einzeln oder zu mehreren in den Blattachseln oder in endständigen, auffälligen, traubigen Blütenstände zusammen. Die drei bis sechs Hochblätter des Nebenkelches sind nur an ihrer Basis verwachsen. Bei unserer Lavatera x olbia Barnsley steht je eine Blüte in den Blattachseln des oberen Drittels der diesjährigen Triebe.

Bild 3: Blüte der Wildform Laverta olbia

Aufnahme von Magnus Manske unter GFDL

Die zwittrigen Blüten sind radiärsymmetrisch und fünfzählig mit doppelter Blütenhülle. Die fünf Kelchblätter sind glockenförmig verwachsen. Die fünf freien Kronblätter sind genagelt und oben meist ausgerandet oder seltener gestutzt. Die Farbe der Kronblätter reicht von weiß über rosa- bis purpurfarben, nur bei einigen Formen von Lavatera triloba sind sie gelb. Bei der Unterfamilie Malvoideae sind die vielen Staubblätter zu einer den Stempel umgebenden Röhre verwachsen. Die Staubfadenröhre endet mit vielen Staubbeuteln. Sechs bis viele Fruchtblätter sind zu einem oberständigen, sechs- bis 25-kammerigen Fruchtknoten verwachsen. Je Fruchtknotenkammer ist nur eine aufrechte Samenanlage vorhanden. Es sind sechs bis viele dünne Griffeläste vorhanden, die jeweils in einer fadenförmigen Narbe enden.
Bei den Züchtungen gibt es auch blaue Blütenblätter.

Bild 4: Blüte der Probepflanze

Da war also einiges zu tun, um von der Wildform bis hier her zu gelangen ...

Bild 5: ... zumal es die "Barnsley" auch noch in anderen Blütenfarben gibt


Die abgeflacht kugelige Spaltfrucht mit einer angeschwollenen, konischen oder scheibenförmigen Griffelbasis zerfällt in sechs bis viele (25) Teilfrüchte. Die Teilfrüchte sind glatt oder skulptiert, manchmal teilweise häutig, meist geschnäbelt, oft mit einer oder zwei Borsten, oft winzig, flaumig mit Sternhaaren bedeckt. Bei Reife bleiben die Teilfrüchte meist geschlossen. In jeder Teilfrucht befindet sich ein aufrechter Same. Die nierenförmigen Samen sind glatt oder transversal gerippt und frei von der Wand der Spaltfrucht.

Literatur
[1] Pflanzenanatomie, Esau, 1969
[2] Wikipedia zu den Strauchpappeln (Lavatera)
[3] Wikipedia zu den Malvengewächsen allgemein


Präparation:

Die Proben in Form einiger Blätter an einem Stück diesjährigen Sprosses habe ich in unserem Garten genommen. Zwischen Probenahme und Schnitt lagen etwa 1,5 Stunden.

Geschnitten haben wir Spross und Blatt im Rahmen des MKB Workshops mit Zylindermikrotomen und Leica Einmalklingen im SHK Halter und auf dem Haga Kastenmikrotom. Die Schnittdicke beträgt zwischen 40 und 50 µm.

Nach einer Schnittfixierung in AFE für ca. 20 Minuten wurden die Schnitte in Aqua dest überführt. Gefärbt haben wir mit W3Asim II nach Rolf-Dieter Müller für 7 Minuten mit einmaligem kurzen Erwärmen bis kurz vor den Siedepunkt. Eine Beschreibung der Färbung findet Ihr hier: W3Asim II im Vergleich auf der Seite des MKB.
Nach der Färbung wurden die Schnitte in Aqua dest. gespült und für einige Minuten in Ethanol 70% differenziert.

Eingedeckt sind die Schnitte - nach gründlichem Entwässern in reinem Isopropanol - in Euparal.


Technik:

Alle Aufnahmen auf dem Leica DME mit dem 5x NPlan sowie den 10x und 20x PlanApos. Die Kamera ist eine Canon Powershot A520 mit Herrmannscher Okularadaption. Zur Zeit nutze ich ein Zeiss KPL 10x, das mit den Leica-Objektiven sehr gut harmoniert. Die Steuerung der Kamera erfolgt am PC mit PSRemote und der Vorschub manuell anhand der Skala am Feintrieb des DME.

Bild 6: Beim färben auf dem MKB Workshop


Alle Mikroaufnahmen sind mit Zerene Stacker V1.04 (64bit) gestackt. Die anschließende Nachbereitung beschränkt sich auf die Normalisierung und ein leichtes Nachschärfen nach dem Verkleinern auf die 1024er Auflösung (alles mit XNView in der aktuellen Version). Bei stärker verrauschten Aufnahmen lasse ich aber auch mal Neat Image ran.


Und nun zu den Schnitten!

Beginnen wir mit dem Spross!

Bilder 7a,b: Übersicht über den Sprossquerschnitt, Bild 7b mit Beschriftung; Vergrößerung 50x Stapel aus je 43 Bildern



Schon in der Übersicht lassen sich einige interessante Details erkennen. Von innen nach außen sehen wir zunächst das Markparenchym, gefolgt vom primären Xylem und dem Xylem mit seinen Tracheen. Im Xylem liegen zahlreiche Markstrahlen, die sich im Phloem fortsetzen und sich danach trichterartig von 2 auf 10 bis 15 Zellen Breite auffächern. Zwischen dem Xylem und dem aktiven Phloem liegt das Cambium, an dessen beiden Seiten noch wenig ausdifferenzierte Xylem- (Innenseite) und Phloemzellen (Außenseite) liegen.
Dann finden wir einen inneren Sklerenchymstreifen, der von den Markstrahlen durchbrochen wird (Skl 2). Dahinter liegt älteres, disfunktionales Phloem. Weiter außen dann der vom Alter her erste Sklerenchymring (SKL 1), der durch das Dickenwachstum vielfach durchbrochen ist. Nach außen folgen dann ein Rindenparenchym mit aufliegendem Kollenchym und eine Epidermis mit dünner Cuticula.
Stellenweise (ab etwa 2 Uhr) ist darunter bereits ein Periderm angelegt, ohne die Epidermis bereits durchbrochen zu haben.
Informationen zu den Abkürzungen im Bild 7b sowie den folgenden beschrifteten Bildern findet Ihr wie immer auf der Webseite des MKB: Tabelle mit den Kürzeln und den zugehörigen allgemeinen Erläuterungen.

Schauen wir einmal genauer hin!

Bilder 8a-d: Detailaufnahmen vom Sprossquerschnitt, Bilder 8b & d mit Beschriftung; Vergrößerung 100 bzw. 200x, Aufnahmen aus je 26 und 20 Bildern





Die Bilder zeigen etwas deutlicher den eben beschriebenen Aufbau und besonders in den Bildern 8c & d ist die Bildung des Periderms direkt unterhalb der Epidermis gut zu erkennen. Am unteren Rand lassen sich sogar die Zellen des Phellogens zwischen dem Phellem außen und dem Phelloderm innen ausmachen (ohne Beschriftung).

Wie oben beschrieben, sind alle oberirdischen Pflanzenteile der Lavatera-Arten mehr oder weniger stark behaart. Wie oft zu sehen, nimmt die Behaarung mit dem Alter des Sprosses ab. Daher war es gut, das Rolf-Dieter noch einen weiter an der Sprossspitze liegenden, dünneren Querschnitt erstellt hat.

Bilder 9a-c: Haare und Sprossaufbau eines jüngeren Sprossteils, Bild 9b mit Beschriftung, 9c im Polarisationskontrast; Vergrößerung 200x, Stapel aus 38 bzw. 40 Bildern




Zum einen sehen wir schön, dass es auf der Epidermis einfache, einzellige (TR1) und verzweigte, mehrzellige (TR2) Haare gibt. TR2 ist ein angeschnittenes Sternhaar. Dann sehen wir aber auch, dass hier im jüngeren Teil des (immer noch einjährigen!) Sprosses der zweite Sklerenchymring (Skl 2) noch fehlt. Somit entfällt hier auch das beim nur wenig älteren Sprossteil zwischen SKL 2 und SKL 1 liegende gequetschte (disfunktionale) Phloem.
Die Polaufnahme 9c zeigt hingegen einige im Rindenparenchym eingelagerten Calciumoxalat-Drusen.

Nun zum Blatt!

Bilder 10a-c: Querschnitt auf Höhe der Mittelrippe, Bild 10b mit Beschriftung, Bild 10c im Polarisationskontrast; Vergrößerung 100x, Stapel aus 22 bzw. 28 Bildern




Wir sehen über der Mittelrippe eine Grad, bei dem unter der Epidermis mit ihrer Cuticula ein Kollenchym liegt. Darunter dann, in einem fast geschlossenen Sklerenchymring das halbmondförmige Leitbündel mit Xylem (oben) und Phloem (unten). Darunter wieder ein Parenchym mit Epidermis und Cuticula als Abschlussgewebe. Links und rechts der Mittelrippe schließt die normale Blattfläche mit Assimilationsparenchym und Schwammparenchym an. Darin links ein quer verlaufendes kleineres Leitbündel. Links an der Unterseite ist ein Stoma zu erkennen und auf der Unterseite der Mittelrippe finden wir ein angeschnittenes Sternhaar.
Die Polaufnahme 10c zeigt hier sehr viele kleine Drusen, die zum Teil auch schon im Hellfeld zu erkennen waren.

Bilder 11a-c: Blattfläche im Querschnitt, Bild 11b mit Beschriftung, Bild 11c im Polarisationskontrast; Vergrößerung 200x, Stapel aus 24 bzw. 17 Bildern




In der Aufnahme von der Blattfläche finden wir den schon oben beschriebenen klassischen Aufbau mit Assimilations- und Schwammparenchym zwischen Epidermis und Cuticula auf beiden Seiten. Unten ein Stoma und eingelagert ein Nebenleitbündel mit kleinen Sklerenchymkappen oben und unten sowie angeschnitten kleinere quer verlaufende Leitbündel, die die Nebenleitbündel untereinander vernetzen bzw. die blind im Mesophyll enden.
Auffällig, besonders in der Polaufnahme 11c, sind jedoch die beiden riesigen Drusen mit einer Länge von rund 90 µm an der Langseite. Diese liegen, wie die kleineren Exemplare auch, in entsprechenden Idioblasten und sind in der ganzen Blattspreite verteilt zu finden. Ob sie wohl der Verteilung des Lichtes im Mesophyll dienen, oder einfach nur der Entsorgung des Calciums?

Zumindest sind sie mit einer normalen Lupe gegen das Licht zu sehen, wenn man ein Blatt in die Sonne hält und sie sind bei stark besonnten Blättern häufiger. Auf unter dem Mikroskop kann man die großen Drusen bei 50-facher Vergrößerung sehen, wenn man ein Stück Blatt ungeschnitten im Durchlicht betrachtet:

Bild 12: Ungeschnittenes Blatt im Durchlicht mit Drusen, vergrößerung 50x, Stapel aus 32 Bildern

Die blind im Mesophyll endenden kleinen Leitbündel sind ebenfalls gut zu erkennen.

Vielen Dank fürs Lesen, Anregung und Kritik sind wie immer willkommen.

Freundliche Grüße

Jörg Weiß

Mikroskopisches Kollegium Bonn
www.mikroskopie-bonn.de
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Botanik: Spross und Blatt der Strauchpappel

Fahrenheit 222 01. Juli 2017 20:46

Re: Botanik: Spross und Blatt der Strauchpappel

BoB 79 03. Juli 2017 11:50

Re: Botanik: Spross und Blatt der Strauchpappel

Fahrenheit 100 14. Juli 2017 20:48



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