Mikro-Forum

Liebe Pflanzenfreunde,

es gibt rund 40 verschiedene Birkenarten, alle Birken stammen von der Nordhalbkugel. Die einhäusigen Bäume blühen zur Zeit des Laubaustriebs. Ihre männlichen Kätzchen entwickeln sich an vorjährigen Zweigen, die weiblichen an diesjährigen.
Einhäusigkeit (Monözie): Getrennte weibliche und männliche Blüten auf derselben Pflanze.
Die Fruchtkätzchen zerfallen bei der Reife und geben zweiflügelige Nüsschen frei, die der Wind über weite Strecken verblasen kann.

In China wächst diese Birke als Pionier in Höhen zwischen 2000 und 2900 Meter. In China spielt der Baum eine wichtige Rolle als Lieferant für Sperr-, Möbel- und Papierholz.

Die Rote China-Birke ist eine besonders interessante Birke mit ihren auffälligen, in dünnen großen Fahnen abrollenden, rosa bis rotorange, meist weiß bereiften Rinde und dem darunter hellkupferfarbenen seidig glänzenden Stamm. Die Triebe sind behaart und nur langsam verkahlend.

Bild 01 Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_65273341.jpg)
Quelle: Own photo, taken in Jutland.
Urheber: Sten Porse

Jung ist der Stamm mahagonifarben, später weißlich rosa bis rotorange, meist bereift (hervorgerufen durch das Triterpendervitat Betulin).

Betulin ist ein Extrakt aus der weißen Birkenrinde, der schon seit dem 18. Jahrhundert bekannt und chemisch definiert ist. Als Entdecker des Betulins gilt der deutsch-russische Chemiker Johann Tobias Lowitz (25.April 1757 – 07.Dezember 1804) der nicht nur als erster Wissenschaftler Betulin untersucht und beschrieben hat, sondern damit einen der ersten Pflanzenwirkstoffe überhaupt isoliert hat.

Es handelt sich um eine Substanz rein pflanzlicher Herkunft, die der Birkenrinde ihre typisch weiße Farbe verleiht. Betulin hat eine Schutzfunktion, die die Birke vor Umwelteinflüssen, wie extreme Temperaturen, Schädlingsbefall oder Sonneneinstrahlung schützt. Dem natürlichen Wirkstoff Betulin wurde in zahlreichen wissenschaftlichen Studien antientzündliche, antibakterielle und regenerierende Wirkungen nachgewiesen.
Der Habitus der Roten China-Birke ist kegelförmig, nicht so dicht wie bei der Hängenden Birke, sie ist auch niedriger und erreicht etwa 20 Meter Höhe. Wie alle Birken benötigt auch sie eine sonnige Stelle. Diese Birke blüht im Frühling (April-Mai), die Blüten sind unauffällig. Die Bestäubung erfolgt durch den Wind. Die Rote China-Birke hat ein starkes, aber flaches Wurzelsystem, deshalb ist sie nicht widerstandsfähig gegen starke Winde.
Die Blätter sind wechselständig. Der Stiel ist 5 – 15 mm lang. Die Spreite ist länglich eiförmig, mit ausgezogener Spitze und 5 – 9 cm lang und doppelt gesägt. Die Blätter der Roten China-Birke sind meist schmäler als bei der Ermans Birke und besitzen jederseits 9 – 14 Seitennerven.
Die Blattspreite (Lamina) bildet in den meisten Fällen den Hauptteil des Blattes, den man oft als das eigentliche Blatt bezeichnet.
Im Herbst vergilben die Blätter und fallen ab, aber dank der schönen Rinde und der hängenden Zweige ist die Rote China Birke auch im Winter attraktiv. Ein sehr malerischer Baum, mit geringen Anforderungen an den Boden und hoher Frostbeständigkeit.

Bild 02 Betula albosinensis, Botanical Garden in Pozna? (Polen)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_58961324.jpg)
Urheber: Radomil

Systematik:
Ordnung: Buchenartige (Fagales)
Familie: Birkengewächse (Betulaceae)
Gattung: Birken (Betula)
Art: Rote China-Birke
Wissenschaftlicher Name: Betula albosinensis
Volkstümliche Bezeichnung: Chinesische Birke, Kupfer-Birke
Englischer Name: Yellow birch

Dieser junge Baum steht im Arboretum Schloss Erbhof Thedinghausen (Niedersachsen).

Bild 03 Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_1495183.jpg)
Foto: H.-J_Koch

Die Proben von diesem Baum liegen seit dem 27.Juni 2015 in AFE II.


Zunächst einmal sechs Bilder von ungefärbten Schnitten.

Bild 04 Übersicht, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_61302538.jpg)

Bild 05 Vergrößerung, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_30376100.jpg)

Bild 06 Korkwarze (Lentizelle), Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_37460558.jpg)

Bild 07 Periderm, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_59487907.jpg)

Bild 08 Xylem, Markparenchym, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_23085090.jpg)

Bild 09 Sklerenchym, Steinzellen, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_6964596.jpg)

W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) modifiziert

Arbeitsablauf :

1. Schnitte  liegen in 30 % Ethanol.
2. Aqua dest. 3x wechseln je 1 Minute.
3. Vorfärbung Acridinrotlösung  6 Min.
4. 1x auswaschen mit Aqua dest. .
5. Acriflavinlösung (differenzieren bis gerade keine Farbwolken mehr abgehen - Lupenkontrolle) ca. 12 Sekunden !!!.
6. 2 x auswaschen mit Aqua dest..
7. Nachfärbung Astrablaulösung 2 Minute.
Bei der Nachfärbung mit Astrablau eine Mischung aus Astrablau und Acriflavin im Verhältnis  4 : 1
verwendet (blau + gelb = grün).
8. Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger verbleiben.
9. Entwässern mit 2x gewechseltem Isopropylalkohol ( 99,9 % ).
10. Einschluss in Euparal.

Ergebnis :

Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot, Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot, Cuticula gelb, Zellwände der innenliegenden Hypodermis tiefrot.
Fotos: Nikon D5000.

Bild 10 Übersicht, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_17113003.jpg)
Der Spross ist schwierig zu schneiden, denn die Rinde löst sich sehr leicht und rollt sich zusammen.

Bild 11 Vergrößerung aus der Übersicht mit Beschriftung, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_30544512.jpg)
MP = Markparenchym, T = Trachee, XY = Xylem, SK = Sklerenchym, ST = Steinzellen (Sklereiden), PH = Phloem, RP = Rindenparenchym, H = Haare (Trichome), P = Periderm

Das Rindenparenchym.
Das zum einen als Assimilationsgewebe dient, zum anderen als Festigungsgewebe, das den Sprossen Stand- und Biegefestigkeit verleiht.

Das Sklerenchym ist ein Festigungsgewebe.
Sklerenchymatische Gewebe bestehen stets aus toten Zellen. Ihre Festigkeit erhalten Sklerenchymzellen durch sehr dicke Sekundärwände sowie starke Einlagerungen von Lignin in die gesamte Zellwand.

Das Phloem ist für Transport und Transformation verantwortlich.
Unter dem Phloem versteht man die Nährstoffleitbahn von Pflanzen. Zusammen mit dem Xylem bildet das Phloem das Leitgewebe (Leitbündel) von Pflanzen, welches alle Organe durchzieht.

Das Xylem zum Transport und Stabilisierung.
Hier strömt das Wasser mit den Nährstoffen aus den Absorptionszonen der Wurzel durch abgestorbene Röhrenzellen mit derben, verholzten Wänden.

Bild 12 Abschlussgewebe mit kleinen Haaren, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_44365459.jpg)

Bild 13 Vergrößerung, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_7044526.jpg)
Es sind oft deutliche, meist dunkle Lentizellen vorhanden, die sich manchmal horizontal vergrößern.

Bild 14 Vergrößerung mit Beschriftung, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_20390146.jpg)
XY = Xylem, T = Trachee, K = Kambium, PH = Phloem, SK = Sklerenchym, ST = Steinzellen ( Sklereiden)

Bild 15 Markparenchym, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224072_30689639.jpg)

Bild 16 Markparenchym Xylem, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_50315679.jpg)

Bild 17 Oxalatkristall, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_49676947.jpg)

Bild 18 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_23488915.jpg)
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 519 IF.

Bild 19 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_23521433.jpg)
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 519 IF.

Bild 20 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_24854661.jpg)
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 519 IF.

Diese vier Bilder zeigen Querschnitte durch einen jungen Spross in Richtung einer Knospe.

Bild 21 Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_12408161.jpg)

Bild 22 Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_38972574.jpg)

Bild 23 Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_54371668.jpg)

Bild 24 Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_14645893.jpg)


Bild 25 Ungefärbter Schnitt, Übersicht, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_63610713.jpg)

Bild 26 Ungefärbter Schnitt, Vergrößerung, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_57902434.jpg)

Bild 27 Ungefärbter Schnitt, kleine Pflanzenhaare (Trichome), Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_25189593.jpg)

Bild 28 Übersicht, W-3A-Färbung nach Wacker, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_26140383.jpg)

Bild 29 Vergrößerung, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_65122748.jpg)

Bild 30 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_52786977.jpg)
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 519 IF.

Bild 31 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Rote China-Birke Betula albosinensis
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_16782441.jpg)
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 519 IF.

Bild 32 auf dem letzten Bild habe ich eine Übersicht von drei Birkenarten zusammengestellt.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224073_16991442.jpg)
Bei der Mandschurischen Birke fehlt mir leider das Foto vom Blattstiel.

Quellen und weiterführende Informationen:
Wikipedia; Freie Enzyklopädie
Gregor Aas ,,Bäume", ISBN: 3-7748-4058-2
Gregor Aas ,,Laubbäume"
Dietrich Böhlmann ,,Gehölzbiologie", ISBN: 978-3-494-01547-7
Spohn ,,Kosmos Baumführer Europa", ISBN: 978-3-440-11741-5
Peter A. Schmidt ,,Taschenlexikon der Gehölze", ISBN: 978-3-494-01448-7
P. Schütt ,,Lexikon der Baum- und Straucharten", ISBN: 978-3-86820-123-9
,,Botanica", ISBN: 3-8290-0868-6

Für konstruktive Kritik bin ich ebenso offen wie für lobende Worte.
Doch zunächst einmal wünsche ich viel Freude beim Lesen.

Hans-Jürgen

Grüß´Dich Hans Jürgen,
ich bin wieder einmal platt vor Bewunderung!! .
Besonders beeindrucken mich Deine  profunden Hintergrundkenntnisse.
Das ist wieder einmal ein klassischer Hans-Jürgen!
Gratulation zu den schönen Bildern.
Mit welchem Mikrotom arbeitest Du und erreichst 30µm Dicke? Ich benutze ein Zylindermikrot. mit dem SHK-Klingenhalter und komme aber höchstens herunter auf 70µm.
Gruß vom Inschenör Peter

Lieber Hans-Jürgen,

eine großartige Darstellung in einem für mich leicht nachvollziehbaren Ablauf! Sehr schön auch die Gegenüberstellung von ungefärbten und gefärbten Präparaten.
Danke für die Mühe und die ausführliche Beschreibung!

Für mich als Ungeübten stellt sich eine grundsätzliche Frage: Ist es für die Fluoreszenzaufnahme relevant, ob die Probe gefärbt oder ungefärbt ist? Sieht man da einen Unterschied?

Gruß
Johannes

Hallo Hans-Jürgen,
wieder einmal sehr schöne Schnitte und eine tolle Doku!

Zitat von: Hans-Jürgen KochDem natürlichen Wirkstoff Betulin wurde in zahlreichen wissenschaftlichen Studien antientzündliche...Wirkungen nachgewiesen.

.
Aber trotzdem läßt sich Birkenrinde super gut entzünden. Es ist mein Lieblings-Natur-Kohlenanzünder, wobei ich damit immer nur Holz entzünde. Aus der Birkenrinde wurde schon von den Neandertalern der erste "Kunststoff" hergestellt: Birkenteer der zu Birkenpech eingedampft wurde. Der wurde als Heißkleber und offensichtlich auch als Kaugummi benutzt.
Beste Grüße
Gerd

Hallo Johannes,

die Wackerfärbung enthält 2 Fluoreszenzfarbstoffe Acridinrot und Acriflavin, die eine intensive fluoreszenz ergeben. Ungefärbt würde der Schnitt meines Erachtens bestenfalls im UV eine bläulich weiße fluoreszenz ergeben, aber bei der hier angewendeten Blauanregung wenig ergiebig sein. Vielleicht hat Hans-Jürgen ja noch ungefärbte Schnitte und kann meine Aussage überprüfen.

@Hans-Jürgen: wie immer ein Genuß deine sorgfältige Dok!

Hallo Johannes -

die Fluoreszenz gefärbter Schnitte ist lediglich eine ästhetisch sehr ansprechende Verstärkung der Färbung falls an dieser fluoreszierende Farbstoffe beteiligt, sie bringt keine neuen Erkenntnisse über die Zellstrukturen.

Wie Klaus schon ansprach sind in ungefärbten Schnitten meist nur wenige Strukturen zur Fluoreszenz zu bewegen und dies meist nur durch UV-Anregung (365 nm). Das wird oft im Gegensatz zur Fluoreszenz von Farbstoffen als "Autofluoreszenz" bezeichnet, allerdings ist dieser Ausdruck etwas unglücklich weil Fluoreszenz per definitionem nicht autogen sondern nur durch exogene Anregung entstehen kann.  Selten kann man dadurch aber auch Strukturen mit besonderen Inhaltsstoffen entdecken - dann wird es interessant.

Viele Grüße

Rolf

Lieber Hans-Jürgen,

danke für Deinen schönen Beitrag zur China-Birke!
Die Färbungen des Sprosses sind diesmal wirklich spektakulär geworden. Hier lohnt sich der Aufwand einer echten Wackerfärbung mit drei hintereinander folgenden Färbebädern und die Zugabe von Acriflavin im letzten Schritt werde ich auch einmal probieren.

Besonders interessant ist für mich die Schnittfolge des Sprosses hin zu Knospe.

Herzliche Grüße
Jörg

p.s.
Die Übernahme in die Botanik-Liste hole ich nach, das ist mir mit dem Handy zu fummelig. 😏
Erledigt!

@Klaus und Rolf: herzlichen Dank für die Erläuterungen. Ich habe wohl den Erkenntniswert der Floureszenzaufnahmen für dieses Beispiel überschätzt.

Zitat von: reblaus in November 20, 2017, 23:37:54 NACHMITTAGS
Selten kann man dadurch aber auch Strukturen mit besonderen Inhaltsstoffen entdecken - dann wird es interessant.

Da hört man echte Experimentierfreude heraus...

Zitat von: Klaus Herrmann in November 20, 2017, 22:22:45 NACHMITTAGS
Vielleicht hat Hans-Jürgen ja noch ungefärbte Schnitte und kann meine Aussage überprüfen.

...und Forscherdrang. Es gefällt mir an diesem Forum, dass hier alle Freude an ihrem Hobby/ihrer Arbeit haben!

Herzliche Grüße
Johannes

Guten Tag,

mit diesem spontanen Echo habe ich nicht gerechnet. Danke für Euer Feedback.

@Peter,
ich arbeite gerne mit diesem Reichert Schlittenmikrotom.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224102_42659827.jpg)

Für sehr kleine Proben (Blattstiele) wird die Gefriereinrichtung montiert.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224102_40644060.jpg)
Peltier Element

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224102_17043416.jpg)
CPU-Kühlkörper

(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/224102_28756230.jpg)
Skizze
Meine bevorzugte Schnittdicke beträgt 25 Mikrometer.
Bei Deine angegebene Schnittdicke von 70 Mikrometer liegen zu viele Zellschichten übereinander.

@ Johannes,
Deine Frage zur Fluoreszenz haben Klaus und Rolf ja schon beantwortet, danke.
Hier noch ein Link:
http://www.univie.ac.at/mikroskopie/3_fluoreszenz/definition/1_einleitung.htm

@ Gerd,
danke für Deinem Hinweis zum Birkenteer.

@ Jörg,
danke für Dein Lob.

Mit freundlichem Gruß
Hans-Jürgen