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Re: Botanik: Das Blatt der Welwitschie (Welwitschia mirabilis)

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21. Juni 2016 20:15
Liebe Pflanzenfreunde,

vielen Dank für das Lob und das Interesse!

Aufgrund des Zuspruchs erlaube ich mir, noch einmal nach zu legen:

Nach den ersten Schnitten hatte ich eine Probe des nun fixierten Materials in Ethanol 70% an einen Kollegen gesandt. Neben Quer- und Längsschnitten hat er auch Flächenschnitte des Blattes erstellt und mir freundlicherweise zwei Präparate in W3Asim II und Etzold FCA Färbung überlassen.

Auch eine Literaturempfehlung möchte ich hier weitergeben:
The Anatomy and Morphology of the Leaves and Inflorescences of Welwitschia Mirabilis.
By M. G. Sykes, Girton College, Fellow of Newnham College / Cambridge. 1909
Der Artikel ist bei AbeBooks als pdf und Reprint erhältlich.
Die Beschreibung der Blattanatomie von Sykes (Seite 180 ff.) deckt sich genau mit den Beobachtungen an den Aufnahmen hier im Thread.

Hier die Bilder von den Flächenschnitten, die weitere interessante Details zeigen:

Bild 16: Ungefähre Lage der Schnittebenen anhand eines meiner Querschnitte:


Bilder 17a,b: Ein Idioblast im umgebenden Parenchymgewebe, Bild 17b mit Beschriftung; Vergrößerung 400x, Etzold FCA, Stapel aus je 14 Bildern


Auch hier wieder schön zu sehen: die Außenwand des Idioblasten ist dicht an dicht mit Calciumoxalat-Kristallen besetzt.

Bilder 18a,b: Faserbündel am Leitgewebe, Bild 18b mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Etzold FCA, Stapel aus je 30 Bildern


Die Faserbündel zeigen sich auch in den Quer- und Längsschnitte und werden erstaunlich lang (> 5 mm)

Bilder 19a-d: Transfusionstracheiden, Bilder 19b und d mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Etzold FCA und W3Asim II, Stapel aus je 25 und 20 Bildern





Die Transfusionstracheiden, die z.B. auch im Bild 16 oder den Bildern 9a-c erkennbar sind, umschließen in einem mehr oder weniger geschlossenen Ring die Leitbündel mit ihren Faserkappen.
Sie sind ebenfalls bei Sykes beschrieben:
"Each large bundle is normally orientated and is surrounded by a well developed
sheath of isodiametric or slightly elongated transfusion tracheides with lignified
walls and simple or elongated pits (figs. 1 and 4, Plate 17)."
Und genau so finden wir sie auch in den oben gezeigten Bildern.
Transfusionstracheiden? Die kennen wir aus den Nadeln der Koniferen. Und die Welwitschie? Welwitschia mirabilis gehört in die Familie der Welwitschiaceae in der Ordnung Gnetales, die in der Klasse der Coniferopsida neben den Coniferales steht, also der Ordnung der Nadelhölzer.
Ich denke, wir dürfen davon aus gehen, dass sich das Konzept der Transfusionsgewebe (Transfusionstracheiden und Transfusionsparenchym um die Leitbündel in den Nadeln der Nadelhölzer wie z.B. bei Escherich (S. 211) und Braune/Lehman/Taubert (S. 214 - 216) beschrieben) in ähnlicher Form auch bei den Gnetales wieder findet.

Bild 20: Illustration von Sykes: Leitbündel der Welwitschie im Querschnitt


Nun noch ein Blick auf die charakteristische v-förmige Verwachsung der lateralen Leitbündel bei Welwitschia, die so nur im Flächenschnitt erkennbar ist:

Bilder 21a-b: Leitbündel mit Verwachsung, Bild 20b mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Stapel aus je 30 Bildern


Leider hat die Probe durch die Lange Zeit zwischen Probenahme und Fixierung und vielleicht auch durch die Lagerung im Ethanol doch gelitten, was hier zu Rissen im Schnitt geführt hat.
Zur Erläuterung noch ein Zitat von Sykes:
"The vascular system, confined to the central mesophyll, consists of a number of
similar parallel bundles, which at intervals give off small branches. As a rule, two of
these branchlets arise simultaneously from two neighbouring bundles, and, converging
obliquely towards one another, fuse; the single bundle thus formed then runs back a
short distance towards the base of the leaf, and ends blindly in the mesophyll."

Nun folgt noch einmal ein Satz Aufnahmen von neuen eigenen Präparaten in der ebenfalls von Rolf-Dieter Müller entwickelten Dujardin Grün Färbung. Diese geht auf Herrn Emmanuel P. Dujardin von der Koninklijk Antwerps Genootschap voor Micrografie zurück, der die Färbung im Mikrokosmos beschrieben hat (53. Jahrgang, Heft 3, März 1964, Seite 94 ff.).
Herr Müller hat sie im Jahr 2011 durch den Einsatz von Alcian-Grün abgewandelt. Wer mehr lesen möchte, wird auf der Webseite des MKB fündig.

Die Schnittdicke liegt bei den folgenden Bildern bei 40 µm, ein Anleitungsbogen zur Färbung kann hier herunter geladen werden und eingedeckt habe ich diesmal über Xylol in Histofluid, welches mit einem Brechungsindex von 1,5 sehr nahe beim Glas liegt und sofort nach dem Eindecken gestochen scharfe Bilder liefert.
Leider wurde Histofluid für die deutlich dünneren histologischen Schnitte entwickelt und die Schrumpfung des Harzes beim Trocknen führt - zumindest bei mir - recht häufig zu Luftblasen, die sich zum eingebetteten Schnitt hin ziehen und eine Rettung des Präparats aufwändig machen.
Die Beschriftung in den Bildern folgt dem gleichen Muster wie im Eingangsposting.

Bild 22a-c: Übersicht, Bild 22b mit Beschriftung, Bild 22c im Polarisationskontrast; Vergrößerung 50x, Stapel aus je 26 bzw. 30 Bildern




Wie auch bei den Bilder mit der W3Asim II Färbung fällt im Polbild auf, dass neben den vielen Caliumoxalatkristallen im Parenchym des Blattes auch die Cuticula hell aufleuchtet. Sykes beschreibt die Cuticula als dreilagig mit eingelagerten Calciumoxalat-Kristallen in der zweiten Lage:

"The outer wall of each epidermal cell is composed of three distinct layers, and
is also incrusted with a small deposit of crystals of calcium oxalate. The innermost
layer (C, fig. 2, Plate 17) stains deeply with cellulose stains; the middle layer is
(B, fig. 2) of considerable thickness, is slightly cuticularised, does not stain with
cellulose stains, and is impregnated throughout with minute crystals of calcium
oxalate; the outermost layer (A, fig. 2) is much thinner, it does not react to
cellulose or cuticular stains, and projects at the corners of the cells through the middle
layer, and touches the inner cellulose wall."

Bild 23: Die Zeichnung, auf die Sykes im Zitat oben referenziert


Mir ist bisher keine andere Pflanze bekannt, die Calciumoxalat in der Cuticula einlagert.

Betrachten wir also die äusseren Gewebeschichten des Blattes noch einmal genauer:

Bild 24a-d: Cuticula, Epidermis, Stomata und Faserbündel in unterschiedlicher Vergrößerung; Bilder 24b & d mit Beschriftung, Vergrößerung 200x bzw. 400x, Stapel aus je 39 bzw. 29 Bildern





Die Calciumoxalatkristalle zeichnen sich besonders bei 400facher Vergrößerung schön in der Cuticula ab und auch die von Sykes beschriebenen Schichten A & B sind deutlich zu erkennen. Mit C tue ich mich etwas schwer, dazu am Ende mehr.
Zudem fallen die frischeren Farben der ersten beiden Bilder 24a & b auf. Die Aufnahme wurde nur einige Minuten nach dem Eindecken in Histofluid gemacht. Die Aufnahme für die beiden anderen Bilder 25c & d ist zwei Tage älter.

Bleibt noch ein Blick auf die Leitbündel.

Bild 25a-d: Leitbündel in unterschiedlicher Vergrößerung; Bilder 25b & d mit Beschriftung, Vergrößerung 100x bzw. 200x, Stapel aus je 41 bzw. 19 Bildern





Noch einmal zurück zur von Sykes als dreilagig beschriebenen Cuticula, die mir keine Ruhe gelassen hat:

"The outer wall of each epidermal cell is composed of three distinct layers, and
is also incrusted with a small deposit of crystals of calcium oxalate. The innermost
layer (C, fig. 2, Plate 17) stains deeply with cellulose stains; the middle layer is
(B, fig. 2) of considerable thickness, is slightly cuticularised, does not stain with
cellulose stains, and is impregnated throughout with minute crystals of calcium
oxalate; the outermost layer (A, fig. 2) is much thinner, it does not react to
cellulose or cuticular stains, and projects at the corners of the cells through the middle
layer, and touches the inner cellulose wall."

Zu den Bilder 24a-d hatte ich geschrieben: "Die Calciumoxalatkristalle zeichnen sich besonders bei 400facher Vergrößerung schön in der Cuticula ab und auch die von Sykes beschriebenen Schichten A & B sind deutlich zu erkennen. Mit C tue ich mich etwas schwer."

Also habe ich mir noch mal die Präparate hervor geholt. Was soll ich sagen: Fotografieren macht blind. :)

Bei den großen Stapeln ist nämlich genau dieses Detail verloren gegangen: in den neuen Bildern aus nur 4 Einzelaufnahmen ist die dreilagige Cuticula sehr schön zu erkennen:

Bilder 26a-b: Cuticula des Blattes von Welwitschia mirabilis, Bild 26b mit Beschriftung, Färbung Dujardin Grün, Vergrößerung 400x, Stapel aus 4 Bildern



Und die Moral von der Geschicht': traue Deinen Fotos nicht. Gerade bei stärkerer Nachbearbeitung, wozu eindeutig auch das Stacken gehört, gehen Details, die auf den Einzelaufnahmen noch sichtbar sind, ggf. verloren.

Wie immer vielen Dank fürs Lesen, Anregungen und Kritik sind gerne gesehen.

Herzliche Grüße
Jörg

Freundliche Grüße

Jörg Weiß

Mikroskopisches Kollegium Bonn
www.mikroskopie-bonn.de
Thema Autor Klicks Datum/Zeit

Botanik: Das Blatt der Welwitschie (Welwitschia mirabilis)

Fahrenheit 1927 19. Juni 2016 18:05

Re: Botanik: Das Blatt der Welwitschie (Welwitschia mirabilis)

Dominique 376 20. Juni 2016 06:43

Re: Botanik: Das Blatt der Welwitschie (Welwitschia mirabilis)

Stefan E. 303 20. Juni 2016 12:07

Re: Botanik: Das Blatt der Welwitschie (Welwitschia mirabilis)

Fahrenheit 990 21. Juni 2016 20:15



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