Botanik: Alles schon mal gesehen - Skimmia japonica *

Begonnen von Fahrenheit, Februar 18, 2013, 21:53:35 NACHMITTAGS

Vorheriges Thema - Nächstes Thema

Fahrenheit

Liebe Pflanzenfreunde,

mangels frischen Grüns habe ich mich wieder einmal an einer immergrünen Pflanze in unserem Vorgarten vergriffen, die schon seit dem Herbst ihre schönen Knospenrispen träg: die Japanische Skimmie. Diesmal kann ich Schnitte von verschieden alten Sprosstücken zeigen und ein Vergleich des Frischmaterials mit den gefärbten Schnitten ist natürlich auch wieder drin.

Bild 1: Die Pflanze in unserem Vorgarten

Die Blütenknospen entwickeln sich je nach Art bereits im Herbst oder Winter, die Aufnahme stammt von Anfang Februar

Die Japanische (Skimmia japonica) aus der Familie der Rautengewächse (Rutaceae) ist eine beliebte Zierpflanze, die wegen ihres kräftig grünen Laubes und der früh erscheinenden Blütenrispen in einer Vielzahl von Zuchtformen in unseren Gärten zu finden ist. Ihre ursprüngliche Heimat liegt in Ostasien (Japan, China und Korea), wo sie im Unterholz der Wälder wächst.
Somit gedeiht sie bestens auch im Schatten und Halbschatten auf leicht sauren Böden, ähnlich wie die Rhododendren. Sie kommt auch in größeren Höhenlagen vor und ist entsprechend frosthart.

Skimmia japonica wächst als immergrüner Strauch mit Wuchshöhen bis zu 7 Metern, wobei die Pflanzen in den Gärten der gemäßigten Breiten selten mehr als 1,5 Meter Höhe erreichen. Die ledrigen Laubblätter stehen wirtelartig am Ende der Zweige. Sie sind 7 bis 10 Zentimeter lang und auf der Oberseite frischgrün; auf der Unterseite sind sie hellgrün mit einem Stich ins gelbliche.

Bild 2: Die Knospen stehen in Rispen


Die Japanische Skimmie ist zweihäusig getrenntgeschlechtlich (diözisch), wobei es auch zwittrige Sorten gibt. Die weißen Blüten stehen in endständigen Rispen und riechen süßlich, was sich auch im alten Namen Skimmia fragrans, von fragrans = duftend, niederschlägt (Carriére). Die Blütenstände mit den Blütenknospen sind rötlich bis bräunlich gefärbt und werden oft schon im Herbst gebildet, während die Blüten sich erst im Frühjahr öffnen. Die kugeligen einsamigen Beerenfrüchte sind auffällig rot und etwa erbsengroß.

Bild 3: Blütenpracht

Aufnahme von "TeunSpaans" aus der Wikipedia unter GFDL. Leider kann ich so früh im Jahr noch nicht mit einem eigenen Bild dienen, möchte Euch aber die schönen Blüten nicht vorenthalten.

Und natürlich darf auch eine Zeichnung nicht fehlen:

Bild 4: Illustration zu Skimmia japonica

Aus Flora Japonica, Sectio Prima (Tafelband), 1870; von Philipp Franz von Siebold und Joseph Gerhard Zuccarini (public domain).
Scan aus www.biolib.de von Kurt Stüber unter GDFL.


Bevor wir zu den Bilder kommen, wie immer kurz zur Präparation:

Die Sprossstücke wurden frisch auf dem Handzylindermikrotom mit Leica Einmalklingen im SHK-Klingenhalter geschnitten. Die Schnittdicke beträgt ca. 50 µm.
Anschließend wurden die Schnitte für etwa 20 Minuten in AFE fixiert.

Bild 5: Sprossstücke mit Schnittführung


Gefärbt habe ich hier nach W3Asim II von Rolf-Dieter Müller. Entsprechende Arbeitsblätter können im Downloadbereich der MKB-Webseite herunter geladen werden.
Eine ausführliche Beschreibung der Färbung findet sich hier.


Und noch ein wenig zur Technik:

Alle Aufnahmen auf dem Leica DME mit den Objektiven NPlan 10x und 40x sowie einem 20x PlanApo. 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.

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.


So, nun aber zu den Bildern!

Zunächst ein einjähriger und ein drei- bis vierjähriger Spross in der Übersicht.

Bild 6: Makroaufnahme eines einjährigen Sprosses

Die überwiegend grüne Farbe deutet auf junge, noch nicht komplett ausdifferenzierte Gewebe hin. im Rindenparenchym zeigen sich große Sekretgänge.

Bild 7: Zum Vergleich die Makroaufnahme eines mit drei bis vier Jahren älteren Sprosses

Auch hier wieder die Sekretgänge im Rindenparenchym, ein Periderm ist erkennbar und es überwiegen die Rottöne älterer Gewebe, auch wenn der Schnitt wohl wegen seiner Dicke etwas überfärbt ist.


Die Aufnahmen der frischen Schnitte ermöglichen einen Vergleich zwischen diesen und den gefärbten Geweben.

Bild 8a/c: Ausschnitt aus dem Querschnitt des einjährigen Sprosses, Bild 8a ungefärbt, Bild 8c mit Beschriftung. Vergrößerung 100x, Stapel aus 17 bzw. 8 Bildern.



Die im ungefärbten Frischmaterial noch gut zu erkennenden Chloroplasten vor allem im Rindenparenchym sind im fertig präparierten, gefärbten Schnitt nicht mehr zu sehen.
Die Beschriftung von innen nach außen (unten nach oben):
MP:   Markparenchym
PXl:  Primäres Xylem
T:    Trachee
MS:   Markstrahl
Xl:   Xylem
XlP:  Xylemparenchym
Ca:   Cambium
Pl:   Phloem
RP:   Rindenparenchym
SG:   Sekretgang
Ep:   Epidermis
Cu:   Cuticula

Bild 9a/c: Ausschnitt aus dem Querschnitt des dreijährigen Sprosses, Bild 9a ungefärbt, Bild 9c mit Beschriftung. Vergrößerung 100x, Stapel aus 18 bzw. 10 Bildern.



Hier finden wir eine Lentizelle, die am einjährigen Spross noch nicht zu sehen ist und natürlich haben auch hier die Fixierung und Färbung die Chloroplasten weitgehend zerstört.
Die Beschriftung von innen nach außen (unten nach oben):
XlP:  Xylemparenchym
T:    Trachee
Xl:   Xylem
MS:   Markstrahl
Ca:   Cambium
Pl:   Phloem
RP:   Rindenparenchym
Pd:   Phelloderm
Pg:   Phellogen
Ph:   Phellem
Ep#:  Abgestorbene Epidermiszellen
Cu:   Cuticula
LZ:   Lentizelle

Bild 10a/c: Wieder der dreijährige Spross, diesmal mit einem Blick auf das Cambium und die umliegenden Gewebe. Bild 10a ungefärbt, Bild 10c mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Stapel aus 20 bzw. 10 Bildern.



Neben zerstörten Phloemzellen werden hier auch Sklerenchymnester oberhalb des Phloems sichtbar.
Die Beschriftung von innen nach außen (unten nach oben) analog zu 9c, Skl: Sklerenchym.

Bild 11: Außer Konkurrenz: Chloroplasten im Rindenparenchym. Vergrößerung 200x, Stapel aus 25 Bildern.

Man kann hier gut erkennen, dass relativ wenige, innen an der Zellwand anliegende Chloroplasten für die Grünfärbung des Sprosses verantwortlich sind.


Und nun die unterschiedlich alten Sprosse im Vergleich. Wir beginnen innen mit dem Markparenchym und arbeiten uns bis zur Epidermis bzw. dem Periderm vor.

Bild 11a/d: Das Markparenchym nach einem (11a), zwei (11b) und etwa drei Jahren (11c); Bild 11d mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus 13, 10 und 12 Bildern.




Im älteren Mark zeigen sich langsam Lakunen, die durch die Auflösung der Markzellen entstanden sind. Deren Zellwandreste sind insbesondere in Bild 11c noch gut zu sehen. Ich würde vermuten, dass sich das Mark in noch älteren Sprossen weitgehend aufgelöst hat, also eine Markhöhle entstanden ist. Leider kann ich diese Vermutung wegen des geringen WAF der Probenahme nicht überprüfen. ;)
Beschriftung:
MP: Markparenchym
D:  Calciumoxalat-Druse
ZR: Zellrest

Bild 12a/d: Primäres Xylem im jungen (12a/b) und alten (12c/d) Schnitt, die Bilder 12b und 12d jeweils mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus 10 bzw. 14 Bildern.




Die Beschriftung erfolgt analog des Bildes 8c.

Bild 13a/d: Xylem im jungen (13a/b) und alten (13c/d) Schnitt, die Bilder 13b und 13d jeweils mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus je 8 Bildern.




Die Beschriftung erfolgt wieder analog zu Bild 8c, JRG: Jahresringgrenze.

Bild 14a/d: Epidermis bzw. Periderm und Sekretgänge im jungen (14a/b) und alten (14c/d) Schnitt, die Bilder 14b und 14d jeweils mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus 10 bzw. 9 Bildern.




Die Beschriftung des Bildes 14b erfolgt analog zu Bild 8c, die von 14d analog zu 9c.
An dem doppelten Sekretgang in den Bilder 14a/b kann man erahnen, dass es sich nicht um Gänge im Sinne langgestreckter Höhlungen handelt, sondern eher um Kugeln, die auch von außen zu erkennen sind (siehe Bild 15). Die Randbereiche der Gänge legen den Schluss nahe, dass sie lysigen, also durch Auflösung der innen liegenden Zellen, entstehen.

Bild 15: Makroaufnahme zu den Sekretgängen und Lentizellen


Bild 16a/b: Rand einer Lentizelle im dreijährigen Spross, Bild 16b mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus 13 Bildern.


Schön ist das aufgespreizte Phellem und die darunter auch über der Querschnitt der Lentizelle verlaufenden Zellschichten des Phellogens und des Phelloderms zu erkennen.
Beschriftung analog zu Bild 9c.  

Der zweijährige Spross zeigt die beginnende Entwicklung des Periderms: auf der einen Seite noch die einfache Begrenzung mit Epidermis (grün) und Cuticula und auf der anderen Seite des selben Schnittes schon die Bildung des Periderms unter den abgestorbenen (roten) Epidermiszellen.

Bild 17a/d: Epidermis (17a/b, mit Sekretgang SG) bzw. Periderm (17c/d) am selben zweijährigen Sprossquerschnitt, die Bilder 17b und 17d jeweils mit Beschriftung. Vergrößerung 400x, Stapel aus 8 bzw. 11 Bildern.




Die Beschriftung des Bildes 17b erfolgt analog zu Bild 8c, die von 17d analog zu 9c.
Das Periderm ist nur 3 bis 4 Zelllagen dick und ich bin mir nicht ganz sicher, die drei Zelltypen des Phellem, Phellogen und Phelloderm korrekt getroffen zu haben. Gleichwohl ist die Entwicklung des Periderms unterhalb der nun abgestorbenen Epidermis in den Bildern 17c/d gut zu erkennen.

So, hiermit endet nun unsere Reise durch den Querschnitt der Skimmiensprosse unterschiedlichen Alters. Ich verabschiede mich als Euer Reiseführer und hoffe, dass Euch die Tour gefallen hat. :)

Anregung und Kritik sind wie immer willkommen!

Herzliche Grüße
Jörg
Hier geht's zur Vorstellung: Klick !
Und hier zur Webseite des MKB: Klick !

Arbeitsmikroskop: Leica DMLS
Zum Mitnehmen: Leitz SM
Für draussen: Leitz HM

Detlef Kramer

Lieber Jörg,

Ich sage nur SUPER! Sonst fällt mir dazu nichts ein.

Herzliche Grüße
Detlef
Dr. Detlef Kramer, gerne per DU

Vorstellung: Hier klicken

JoachimHLD

Hallo Jörg,

super Doku!
Verrätst Du mal wieviele Stunden sich dahinter verbergen?

Herzliche Grüsse
Joachim

Rolf-Dieter Müller

Lieber Jörg,

ich kann mich nur Detlef anschließen, einfach nur klasse.

Besonders die Gegenüberstellungen von ungefärbtem zu gefärbtem Schnitt sind hervorragend.

Viele Mikrogrüße
Rolf-Dieter

Fahrenheit

#4
Liebe Freunde,

vielen Dank für Euer großes Lob! Da macht das Hobby gleich doppelt so viel Spaß! ;)

Lieber Joachim,

Deine Frage hat mich neugierig gemacht und ich habe mal nachgeschaut: der Ordner zur Skimmie enthält 423 Dateien mit rund 500 MB. die meisten Dateien sind natürlich Bilder: durch die Stacks kommt da einiges zusammen. Für die gesamte Serie von der Präparation bis zur Präsentation würde ich mal 12 bis 14 Stunden reine Arbeitszeit schätzen. Die Erstellung der Bilder nimmt dabei die meiste Zeit in Anspruch, Platz 2 geht an die Betrachtung der Schnitte und die Recherche in Literatur und Netz und Platz 3 an das Eindecken und Beschriften der Präparate.
Das Schneiden ist für mich immer der kritischste Arbeitsgang, bei dem am meisten schief gehen kann, aber  der war auch hier in einer halben Stunde erledigt.

Allen herzliche Grüße
Jörg

Edit: hab' gestern was hoch geschätzt und korrigiert.
Hier geht's zur Vorstellung: Klick !
Und hier zur Webseite des MKB: Klick !

Arbeitsmikroskop: Leica DMLS
Zum Mitnehmen: Leitz SM
Für draussen: Leitz HM

frfmfrfm

Thanks Joerg, great and excellent work.
Best regards, Francisco.

Rolf-Dieter Müller

Zitat von: Fahrenheit in Februar 18, 2013, 22:44:50 NACHMITTAGS
...
Das Schneiden ist für mich immer der kritischste Arbeitsgang, bei dem am meisten schief gehen kann, aber  der war auch hier in einer halben Stunde erledigt.
...

Das stimmt, Jörg. Aber es ist auch schaffbar und erschließt sich einem am besten, wenn man es demonstriert bekommt und dann gleich selbst nachvollzieht.

Eine gute Gelegenheit dafür ist zum Beispiel einer der Workshops des Mikroskopischen Kollegiums Bonn: http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=15437.0

Viele Mikrogrüße
Rolf-Dieter

Mila

Lieber Jörg,

eine sehr schöne Dokumentation präsentierst Du uns wieder.

Der Vergleich der unterschiedlich alten Sprosse im Querschnitt und die Darstellung der gefärbten und ungefärbten Präparate bieten wunderbares Anschauungsmaterial.
Die Bilder der Lentizelle und der Sekretgänge gefallen mir besonders gut.

Herzliche Grüße
Mila

Jürgen H.

Toll lieber Jörg, vielen Dank! Auch die Botanik hat was!

Gibt es bei der Skimmie nicht auch wunderschöne Drüsen im Blatt? Ich habe so etwas in Erinnerung....

Schöne Grüße

Jürgen

Hans-Jürgen Koch

Lieber Jörg,

ein aufwendiger Beitrag, super. Die "Reise durch den Querschnitt der Skimmiensprosse" ist perfekt.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen
Plants are the true rulers - Pflanzen sind die wahren Herrscher.

<a href="http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=2650.0" target="_blank">Hier geht es zur Vorstellung</a>

Gerne per "Du"

Fahrenheit

Liebe Freunde,

abermals ganz herzlichen Dank für Euer Lob! Schön, dass Euch mein Beitrag gefällt.

Lieber Rolf-Dieter,

ja, wenn man nicht die Erwartung hat, dass jeder Schnitt gelingt, ist das Schnippeln mit ein wenig Übung für jeden schaffbar und je häufiger man's macht, desto leichter geht es von der Hand. Danke auch für den Hinweis auf unseren Workshop "Schneiden, Färben und Legen" am kommenden Donnerstag in Bonn. Ich hoffe, es wird richtig voll. ;)
Nur so zur Orientierung: auf dem Handzylindermikrotom liegt meine Erfolgrate zwischen 70% (super leicht zu schneiden) und 10% (schwieriges Material).

Liebe Mila,

wie immer: wenn Du die Bilder verwenden möchtest, greife gerne zu. Es freut mich immer, wenn mein Hobby einen Zusatznutzen hat.

Lieber Jürgen,

ich denke, damit sind die Sekretgänge gemeint, die wohl auch in den Blättern vorkommen. Auf die Schnelle habe ich dazu ein PDF von Haberland gefunden, das ich aber noch mit Ruhe lesen muss. Die Blätter der Skimmie sind ja recht dick und sollten mit Möhreneinbettung nicht all zu schwer zu schneiden sein. Ich werde sie mir in der kommenden Woche einmal ansehen.

Allen herzliche Grüße
Jörg

Hier geht's zur Vorstellung: Klick !
Und hier zur Webseite des MKB: Klick !

Arbeitsmikroskop: Leica DMLS
Zum Mitnehmen: Leitz SM
Für draussen: Leitz HM

...

#11
.

Jürgen H.

Lieber Jörg,

ich habe einmal in meinen alten botanischen Schnitten gekramt. Hier ist ein Handschnitt durch das Blatt ganz einfarbig in Hämatoxylin gefärbt. Ich halte die Vakuole in der Bildmitte oben für eine sezernierende Öldrüse, nicht für einen Drüsengang. Was die Frage auslöst: Was wird da eigentlich genau und weshalb wird es in die Vakuole ausgeschieden?. Unten rechts scheint sich auch eine entsprechende Drüse zu entwickeln? Schön finde ich auch die so wunderbar geordneten Palisadenzellen.



Ich hoffe, ich störe Deinen schönen Thread nicht mit meinem monochromen Bildchen. Das eigentlich besondere an dem Präparat ist wohl: Ich habe es vor 12 Jahren gemacht. Die Hämatoxylinfärbung hält in Euparal immer noch unverändert.

Schöne Grüße

Jürgen


Fahrenheit

#13
Lieber Jürgen,

vielen Dank für Dein Bild! Es macht Lust auf Mehr und ich werde, wie schon oben angedroht, ebenfalls die Blätter schneiden und hier vorstellen, damit das Thema Skimmie schön zusammen bleibt.

Wie auch in meinem Bild vom jungen Spross (14a/b) halte ich die beiden Vakuolen für Sekretgänge. Die Drüsenzellen, die den Inhalt des Ganges (hier eher eine Kugel oder Kammer ...) bilden bzw. ausschütten, würde ich am Rand suchen. Eine andere Möglichkeit wäre, dass die Zellen, die den Inhalt der Kammer gebildet haben, sich bereits aufgelöst haben, es also keine aktiven Drüsenzellen mehr gibt.
Die Zellreste an der Kammerwand weisen jedenfalls auf eine lysigene Bildung durch Auflösung von Zellen hin.

Nach Deinem Hinweis habe ich unter den Stichworten "Skimmie", "Blatt" und "Drüse" gesucht und Google liefert mir als zweiten Treffer das folgende Dokument von Haberlandt zurück, das unter der Adresse http://www.landesmuseum.at vorgehalten wird:

Über den Entleerungsapparat der inneren Drüsen einiger Rutaceen

(aus dem Sitzungsbericht der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften in Wien vom 15.12.1898).
Ab Seite 1239 äußert sich Haberlandt auch kurz zur Skimmia japonika und beachtenswert sind die beiden Tafeln am Ende des pdf-Files.

Gelesen habe ich den Bericht noch nicht, nur einmal kurz überflogen, aber das Thema ist spannend. Ich hoffe, ich habe durch die Lage meiner Schnitte im Spross nichts verpasst, zumal ich davon aus gehe, dass zwischen den Kammern im Blatt und denen im Spross kein genereller Unterschied besteht. Und ich bin gespannt, ob Haberlandt mich mit meinen Vermutungen nicht Lügen straft. ;)

Übrigens: so "monochrom" finde ich Dein Bild vom Blattquerschnitt gar nicht. Die Hämatoxylin-Färbung scheint die Reste der Chloroplasten im Palisadenparenchym und den direkt darunter liegenden Zelllagen schwärzlich anzufärben, also sichtbar zu machen. Dies gelingt mit den Färbungen der W3A-Familie in der Regel nicht - zumindest nicht nach einer AFE-Fixierung.
Eine Gegenüberstellung in einer höheren Vergrößerung wäre also später interessant und ich hoffe, dass ich Dich dann darum bitten darf.

Lieber Mario,

auch Dir vielen Dank für Dein großes Lob!

Euch beiden herzliche Grüße
Jörg
Hier geht's zur Vorstellung: Klick !
Und hier zur Webseite des MKB: Klick !

Arbeitsmikroskop: Leica DMLS
Zum Mitnehmen: Leitz SM
Für draussen: Leitz HM

Ronald Schulte

Jörg,

Es wird glaube ich bei dir immer besser. Tollen Beitrag mit Super Bilder!
Die Übersichten (z.B. 8 und 9) sind bei mir die Favoriten.

Mache weiter so, grüße Ronald
Mikroskope:
Leitz Orthoplan (DL, AL-Fluoreszenz und Diskussionseinrichtung).
Leica/Wild M715 Stereomikroskop.
Mikrotom:
LKB 2218 Historange Rotationsmikrotom.