Hallo zusammen
ich habe mich Aufgrund einer Internet Recherche über neue Daten zu Sciadopitys mit meiner Anmeldung und einer privaten Anfrage bei Jörg ,,Fahrenheit" gemeldet und bin warm empfangen worden. So habe ich einen privaten Mailkontakt angeleiert der doch in die Tiefe geht und den wir dem Forum nicht länger vorenthalten wollen.
Hier eine Aufarbeitung der Mailkonserven.
Sciadopitys verfolgt mich, im Geiste, seit meinem Großpraktikum in botanischer Anatomie. Damals versuchte ich noch meine Erkenntnisse als Handzeichnung festzuhalten. DigiCam war noch ,,out".
Das hatte allerdings einen Vorteil: Ich war gezwungen wirklich genau hin zu schauen und ich konnte zudem die Ergebnisse verschiedener Untersuchungsverfahren in einer Zeichnung zusammen zu fassen. Später habe ich ein Praktikumsthema für meine Studenten daraus gemacht und so die REM Aufnahmen nachgelegt.
Heute genieße ich die Möglichkeit die Verfahren, nach Bedarf, zu nutzen.
Datum: 15.11.11 Klaus an Jörg
Hallo Jörg,
durch Zufall bin ich in Google auf deine Bilder in
,,Nadeln die keine sind an einem Nadelbaum, der keiner ist - wiedermal Schirmtanne"
« am: Dezember 29, 2009, 15:51:59 »
gestolpert. Kompliment !
Seit ich mir in meinem Fortgeschrittenen Praktikum Anatomie von meinem Prof. eine "Strafarbeit" über Sciadopitys eingefangen habe komme ich von dem Objekt nicht mehr los.
Später hatte ich die Gelegenheit, als Praktikumsleiter, unser Raster-Emi zu nutzen und habe damit mehr offene Fragen kreiert als gelöst.
Gut, über die Phyllokladien streite ich mich nicht. Aber hat schon irgend jemand etwas über die Funktion der Sklereiden und des "Kristallpanzers" gehört, der alle Zellen zum Interzellularraum hin "schützt" ?!
Minierende Insektenlarven ???
REM Bilder habe ich zur Verfügung, weiß aber nicht wie ich sie hier anhängen kann.
In der Hoffnung auf Anregungen
Klaus
Datum: 15.11.11 Jörg an Klaus
Lieber Klaus,
vielen Dank für Dein Kompliment! Eventuell kennst Du auch schon den kleinen Artikel auf der Webseite des MKB - diesmal mit korrektem Titel:
Nadeln die keine sind an einem Tannenbaum, der keiner ist?
Ich bin zur Schirmtanne gekommen, weil wir eine vor der Haustür haben und die leicht zu schneiden ist - die Phyllokladien waren vor nun gut drei Jahren mein erstes botanisches Objekt nach langer mikroskopischer Abstinenz. ;)
Zu den Astrosklereiden haben wir im Forum schon ergebnislos diskutiert. Den Kristallpanzer habe ich auf meinen Präparaten noch nicht entdeckt, da wäre ich auf eine Deiner REM - Aufnahmen gespannt.
Ob ich etwas zur Sciadopitys beitragen kann, das Dir neu ist, wage ich mal zu bezweifeln: ich bin Hobbyist und beruflich mit EDV beschäftigt. Aber wer weiß?
Herzliche Grüße
Jörg
Datum: 16.11.11 Jörg an Klaus
Lieber Klaus,
da gebe ich Dir meine Mail-Adresse:
Bilder musst Du bei einem Webhoster wie z.B. http://www.fotos-hochladen.net/ hochladen. Du bekommst dann eine URL zurück, die Du direkt hier rein kopieren kannst.
Ich freue mich auf Deine Bilder!
Herzliche Grüße
Jörg
Datum: 16.11.11 Klaus an Jörg
Hallo Jörg,
Im Anhang die versprochenen Bilder
Liebe Grüße
Klaus
Bild 1: Querschnitt gesamt
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_10368235.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 2: Längsschnitt durch das "Schwammparenchym" das durch die Astrosklereiden doch deutlich verfremdet wird.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_22444475.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 3: Sklereide Portrait
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_47808257.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 4: Gleiches Model im Lichtmikroskop
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_13981511.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 5: angeschnittene Sklereide mit geschichteter Sekundärwand - Keine Jahresringe!
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_36371070.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 6: Gleiches Modell im TransmissionsElektronenMikroskop
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_14818878.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 7: Sklereide mit Kristallbelag im Detail
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_3594249.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 8: noch mehr Detail
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_13146504.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 9: Eine Schwammparenchym Zelle mit ihrem Kristallbelag.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_2135755.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Bild 10: Die Kristalle werden offensichtlich während des Wachstums der Sekundärwand in die Wand lückenlos eingebaut, allerdings nur in Parenchymzellen
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_20457099.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Datum: 16.11.11 Jörg an Klaus
Lieber Klaus,
vielen Dank für die faszinierenden REM Aufnahmen! Die Kristalle auf den Zellwänden der Parenchymzellen sind mir im Schnittpräparat so noch nicht aufgefallen, ich werde einmal im Pol danach suchen.
ich gehe anhand der Form auch davon aus, dass es sich um Calciumoxalat handelt. Ob es einen Zweck hat oder die Pflanze die Calciumionen einfach nur los werden wollte? Da wäre es interessant zu sehen, ob die Menge der Kristalle immer gleich ist oder von Pflanze zu Pflanze (standortabhängig?) oder abhängig vom Alter der Phyllokladien variiert.
Herzliche Grüße
Jörg
Datum: 17.11.11 Klaus an Jörg
Lieber Jörg,
also zum loswerden wollen von Mineral-Ionen möchte ich anmerken, daß die Pflanzen die ich kenne, nur anorganisches Material aufnehmen das sie auch brauchen, schlicht weil die Aufnahme ein aktiver Stoffwechselprozess ist und physiologisch über spezielle Rezeptoren oder Tunnelproteine in der Zellmembran gesteuert wird. Damit ist eigentlich das Thema Standort erledigt.
Unterschied von Pflanze zu Pflanze ist gut möglich.
Abhängigkeit vom Alter müßte einen Unterschied ergeben zwischen länger lebenden Parenchymzellen und schnell ausdifferenzierten und damit toten Sklereiden, die keine aktiven Stoffwechselprozesse mehr steuern können.
Herzliche Grüße
Klaus
Gesendet: 18.11.2011 An: "Klaus Fassl"
Lieber Klaus,
ich habe eben mal meine alten Schnitte rausgesucht und auf die schnelle eine Aufnahme im polarisierten Licht gemacht. Die Kristalle sind auch dort zu sehen und die Form aus Deinen REM-Aufnahmen so wie Doppelbrechung im Pol weisen stark darauf hin, dass es sich um Calciumoxalat handelt.
Üblicherweise übernimmt ja eine Endodermis um den Zentralzylinder der Wurzel die "Filterfunktion", allerdings müssen wegen des Ladungsausgleiches immer Kationen und Anionen im passenden Verhältnis aufgenommen werden.
Sowohl Calcium als auch z.B. Oxalacetat werden von der Pflanze für den Zellstoffwechsel benötigt - dürfen also rein bzw. werden synthetisiert. Im Strasburger findet man (36. Auflage, Seite 89): "In den Vakuolen vieler Zellen finden sich unterschiedlich geformte Kristalle von unlöslichem Calciumoxalat, was der Abscheidung von überflüssigem Calcium dient."
Bleibt die Frage, wie die Kristalle in die Zellzwischenräume gelangen. Nicht ganz so extrem zeigt sich das Phänomen ja auch bei der von Anatoly vorgestellten Aloe erinaceae - es ist also generell nicht unüblich, nur die Menge finde ich bei der Sciadopitys erstaunlich.
Herzliche Grüße
Jörg
Datum: 21.11.11
Lieber Jörg,
danke für dein schönes Bild. Stammt das aus einer sehr jungen Nadel? Es scheinen bei dir weniger Kristalle vorhanden zu sein.
Der Witz bei der Mikroskopie ist natürlich, wenn ich weiß, daß da etwas ist kann ich mir eine passende Methode suchen. => Bild 11:
Zur Endodermis: Die Endodermis ist dicht bis auf die Durchlaßzellen. Der Transport durch diese ist ein aktiver Transport und bis auf Wasser keine reine Diffusion mehr. D.h. eine Pflanze kann entscheiden was und wieviel davon die Zellwand passieren darf. Klar, daß das Gleichgewicht erhalten bleiben muß.
Zum Thema Straßburger finde ich, daß er als akademisches Lehrbuch ziemlich überaltert ist. Ich glaube ich habe vor ca. 20 Jahren zuletzt damit gearbeitet - seither bin ich auf englische Literatur umgestiegen, die sich neben aktuelleren Literturlisten durchaus trauen neuere Bilder und Grafiken einzubauen.
Aber zurück zu den Kristallen: Selbst bei Interzellulären Kristallen in den Vakuolen, seien es die Quader bei Anatol, seien es Raphidenbündel oder Kristalldrusen, kann und will ich Straßburger nicht folgen. Bei einer Entsorgungs oder Speicherfunktion würde ich voraussetzen, das in jeder Zelle eine entsprechend große Müllhalde oder Deponie existiert. Reversibel oder irreversiebel - Stärke in Getreide, Carotinoide in der Hagebutte, C4 oder CAM Stoffwechsel. Ca dürfte kein begrenzender Faktor sein, aber daß eine Pflanze energiereiches Oxalat zur Entsorgung überschüßigen Calciums einsetzt einsetzt, halte ich für ökophysiologisch unsinnig und kann mir nicht vorstellen, daß unsere, in allen Punkten ökonomisch optimierte, Mutter Natur ihre Reaourcen so vergeudet.
Fraßschutz in einigen Zellen, um Feinden den Appetit mechanisch oder deren Verdauung chemisch zu boykottieren finde ich dagegen genial und nachgewiesenermaßen effizient und wirksam.
Weiter zu den extrazellulären Kristallen, die durchaus auch nicht nur in Sciadopitys vorkommen. Ihre Form ist so perfekt gleichmäßig, daß ich mit meinen Erfahrungen in der Kristallzüchtung behaupte, daß sie nur in Lösung kristallisieren konnten. Wann und wie ist für mich völlig offen und ich kenne leider auch keine Literatur dazu.
Würden sie sich an den Oberflächen zu den Interzellularen durch Verdunstung bilden würde ich Bilder und Formen erwarten wie im neuen Beitrag von Ernst Hippe oder wie beim Pyramidensalz in der besseren Küche.
Gut, bei der Bildung der Interzellularen könnte das Lumen anfangs noch mit Flüssigkeit gefüllt sein und so eine solche Kristallisation erlauben. (Frage an die Mineralogen ?) Dummerweise finden sich ähnlich perfekte Kristalle auch in der Epidermis einiger Sukkulenten zwischen Sekundärwand und Cutikula.
Ich habe bislang keine Idee wie so etwas funktionieren könnte.
Aber jetzt eine Fragen an Dich.
Lässt sich unsere, bisher private Diskussion irgendwie in das Forum einbringen um mehr Meinungen zu aktivieren?
Lg
Klaus
Bild 11: Parenchym im Lichtmikroskop
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78398_33434731.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Hallo,
ein paar, aus persönlicher Erfahrung geprägte Anmerkungen:
1.
Zitatalso zum loswerden wollen von Mineral-Ionen möchte ich anmerken, daß die Pflanzen die ich kenne, nur anorganisches Material aufnehmen das sie auch brauchen, schlicht weil die Aufnahme ein aktiver Stoffwechselprozess ist und physiologisch über spezielle Rezeptoren oder Tunnelproteine in der Zellmembran gesteuert wird. Damit ist eigentlich das Thema Standort erledigt.
Das ist der "Wunsch" aller Pflanzen, funktioniert aber nur mehr oder weniger gut. Nehmen wir das Beispiel der Mangroven (und anderer salztoleranter Pflanzen). Na ist ein schweres Zellgift für alle Pflanzen, auch Meeresalgen. Sie sollten es also nicht aufnehmen. Es gibt Pflanzen, die das praktisch perfekt können: um beim angesprochenen Beispiel zu bleiben: die Rhizophoraceae, perfekte "salt-excluder". Andere können es nicht so gut und müssen das Salz, welches sie "aus Versehen" aufnehmen wieder aus dem Cytoplasma los werden. Die Avicenniaceae, wie viele andere Pflanzen auch, tun dies über Drüsen an der Blattoberfläche. Andere speichern es in riesigen Vacuolen, z.B. der Queller oder die Mittagsblumen (Aizoaceae).
Und so ist es wohl auch mit dem Calcium. Es wird tatsächlich für bestimmte Reglmechanismen in der Zelle benötigt, aber in einer unglaublich geringen Konzentration. Deshalb erfolgt die Regulation der Konzentration über die Bindung an das Oxalat, das äußerst schwer löslich ist, in den Vakuolen oder auch außerhalb der Zellen, was ich bisher nicht beachtet habe.
2.
ZitatDer Transport durch diese ist ein aktiver Transport und bis auf Wasser keine reine Diffusion mehr. D.h. eine Pflanze kann entscheiden was und wieviel davon die Zellwand passieren darf
Das möchte ich präzisieren: nicht der Transport durch die Durchlasszellen ist notwendigerweise reguliert oder gar aktiv, d.h. energieabhängig. Die Unterbrechung des Apoplasten in den Radialwänden der Endodermis verhindert eine unkontrollierte Diffusion durch denselben und erzwingt dadurch den symplastischen Weg durch die lebenden Endodermiszellen per
Diffusion durch die Plasmodesmata. Die eigentliche kontrollierte Aufnahme der Ionen erfolgt hauptsächlich am
Plasmalemma der äußersten Zellen, zum kleineren Teil auch an anderen Rindenzellen.
3.
ZitatWeiter zu den extrazellulären Kristallen, die durchaus auch nicht nur in Sciadopitys vorkommen. Ihre Form ist so perfekt gleichmäßig, daß ich mit meinen Erfahrungen in der Kristallzüchtung behaupte, daß sie nur in Lösung kristallisieren konnten.
Da habe ich gedanklich keine solchen Probleme: Die Interzellularräume enthalten gesättigte Wasserdampfatmosphäre. Das sollte reichen.
4. Noch eine nicht ganz ernst gemeinte Anmerkung zu:
Zitataber daß eine Pflanze energiereiches Oxalat zur Entsorgung überschüßigen Calciums einsetzt einsetzt, halte ich für ökophysiologisch unsinnig und kann mir nicht vorstellen, daß unsere, in allen Punkten ökonomisch optimierte, Mutter Natur ihre Reaourcen so vergeudet.
Das tut Mutter Natur ständig, sonst hätten wir "Tiere" schlicht weg nichts zu essen oder würden die Pflanzenwelt auffressen. Die gesamte Pflanzenwelt ist eine gigantische Verschwendung, sobald die Bedingung oberhalb des Existenzminimums liegt. Außerdem: wieso ist es eine
Verschwendung von Oxalat, wenn die Pflanze gar keine andere Möglichkeit hat, ihre cytoplasmatische Ca-Konzentration zu regulieren?
Nachdenkliche, dennoch herzliche Grüße
Detlef
Hallo Detlef ;D
Auweia, da abe ich wohl was angezettelt und das im Mikroskopie Forum ?!
Also zu Punkt 1:
Pflanzen die perfekt selektionieren können streichen wir besser aus der Diskussion.
Pflanzen mit Drüsen als Ausscheidungsorgan - die große Ausnahme bei Pflanzen, also das Ausscheidungsorgan - haben auch kein Problem, wenn sie den Energiebedarf für einen Materialtransport gegen ein Konzentrationsgefälle verschmerzen können, wovon ich ausgehe.
Apropopo - was hältst du von Hydathoden als kombiniertes Organ für Ausscheidung und Aufnahme z.B. bei sukkulenten Crassulaceen?
Sollten die Mittagsblümchen den Salzgehalt der Vakuolen durch aktiven Transport beliebig erhöhen können, warum gibt es dann keine intrazellulären Kochsalzkristalle?
Meine Vermutung: Der osmotische Wert der Pflanze wird durch beliebig vorhandenes Kochsalz und den Transport hochgehalten.
Erstens um die Zellgiftigkeit zu umgehen - zellgiftg ist Kochsalz nur im Plasma nicht im Kompartiment Vakuole.
Zweitens kann der Wasserhaushalt über den osmotischen Wert gesteuert werden.
Zu 3: empfehle ich ein einfaches Experiment:
Nimm ein geschlossenes System - sprich Schraubdeckelglas - und fülle etwas gesättigte Salzlösung ein - nicht nicht Zwangsweise Kochsalz oder Kalziumsalze - lege dann einen Schnipsel Filterpapier als Kristallisationskeim hinein der noch aus der Lösung herausragt.
Deckel zu und in ein paar Jahren veröffentlichst du dann das Foto mit den Kristallen die sich bei dir in der Dampfgesättigten Atmosphäre gebildet haben -bitte.
Seit meinen Versuchen im Chemiepraktikum findet Kristallisation bei mir nur dann statt, wenn eine übersättigte Lösung abkühlt und damit die Löslichkeit sinkt - ok Kochsalz ist dafür das ungeeignetste Beispiel - oder wenn die Lösung durch verdampfen des Lösungsmittels "Wasser" konzentriert wird. Beispiel Salzsiederei oder Meersalzgewinnung aus Salzpfannen.
Zu 4. auch nicht ganz ernst gemeint.
Wenn Mutter Natur uns Tiere geschaffen hätte um von den Müllbergen der Pflanzen zu leben ... ???
Pflanzen leben gut alleine auch wenn wir Tiere die Abfallentsorgung nicht übernehmen, oder ?
Hallo zusammen,
bei Sciadopytis erinnere ich mich an einen Beitrag im Mikrokosmos 2009 Heft 4, den Detlef mit mir zusammen veröffentlicht hat. Hier im Forum habe ich auch einige Aufnamen gezeigt und damals haben wir auch über die Sklereiden gerätselt.
Sehr schön die Oxalatkristalle im REM von Klaus. Das ist natürlich eine neue Dimension, die wir mit der LM nicht erschließen können.
Die Polaufnahme mit den hell leuchtenden Sklereiden bekommt dadurch eine ganz neue Deutung: das ist der Kristallüberzug mit dem doppelbrechenden Calcit und nicht, wie ich vermutet hatte Cellulose.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/78413_702519.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/78413_28803287.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/78413_40084093.jpg)
Hallo Klaus,
danke für deine Bilder, absolut spitze. Vor allem auch das Leitbündel.
Allerdings das Leuchten der Sklereiden wie auch der Papillen der Epidermiszellen dürfte bei der Vergrößerung doch von der dicken geschichteten Cellulose-Sekundärwand stammen wobei die Epidermiszellen nicht lignifiziert sind.
Herzliche Grüße
Klaus
Danke Klaus für Lob und Erklärung
ZitatAllerdings das Leuchten der Sklereiden dürfte bei der Vergrößerung doch von der dicken geschichteten Cellulose-Sekundärwand stammen.
Vielleicht leuchten die Calcitkristalle heimlich mit. Durch die sehr hohe Doppelbrechung von CaCO
3 sind sie ja auch schon in dünnen Schichten aktiv.
Edit: sorry, das war eine schwere Fehlleistung. Natürlich ist Ca-Oxalat gemeint!
Hi Klaus,
Calcit kann mit eine Rolle spielen. Da bringst du mich aber auf etwas. Kannst du mir etwas sagen über den optisch wirksamen Unterschied zwischen Calziumcarbonat als Doppelspat und Calziumoxalat ?
Das könnte die Diskussion mit Detlef klären.
Aber wenn ich mir die leuchtenden Papillen der Epidermiszellen in der Mittelrinne auf der Unterseite anschaue die auch stark verdickte Zellwände haben, wenn auch nicht lignifiziert ?
Klaus
Hallo Klaus,
da hast du mich bei schwerer Schludrigkeit erwischt!
Natürlich meinte ich Ca-Oxalat - obwohl: nix gnaus weiß mer net! ;)
Aber die sehr hohe Doppelbrechung von 0,172 des Calzits erreicht der Whewellit mit 0,156 nicht ganz, sie ist aber schon auch sehr hoch.
Ob die Werte genau stimmen kann ich nicht sagen, ich hab sie in Ermangelung der Spezialliteratur nur aus meiner Lévy-Tafel entnommen.
Olaf schüttelt sie aus dem Ärmel ;)
Die Papillen, die in der Rinne mit den Stomata dem Verdunstungsschutz dienen sind offensichtlich nicht lignifiziert. In der Wackerfärbung werden sie nur gelb.
Die dritte Aufnahme ist Fluoreszenz! Eine Hellfeldaufnahme, auf der die Papillen zu sehen sind müsste ich nachreichen.
Hi Klaus,
kreative Schludrigkeit macht Wissenschaft. Kann ich allein mit optischen Mitteln, Ohne REM mit Massenspektrum, zwischen Calzit und Ca-oxalat differenzieren.
Macht in der Lichtmikroskopie nicht den wichtigen Unterschied. Aber Wenn ich mich mit Detlef über ökologische Relevanz diskutiere kann ich Kanonenfutter brauchen.
Who the f.. ist Olaf, meldet der sich von alleine.
;-)
ZitatOlaf, meldet der sich von alleine.
Da musst du in der Überschrift
Biomineralisation - Calcit-Einkristall - Achsenwinkelverhältnis oder ähnliches schreiben, dann ist er hier wie der Blitz ;D ;D ;D
Aber er zeigt in letzter Zeit auch Ansätze sich für Botanisches zu interessieren, es ist also noch Hoffnung. Aber eins ist sicher: kaum einer hat so fundiertes Wissen und kann es vermitteln wie er, wenns um Mineralogisches geht.
Hier siehst du ihn auf einem alten Stich (er ist schon ganz schön alt! ;) )
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=10539.90
ZitatKann ich allein mit optischen Mitteln, Ohne REM mit Massenspektrum, zwischen Calzit und Ca-oxalat differenzieren.
Ob du? Olaf sicher! 8)
Danke Klaus,
ist genial !
Anfrage läuft.
Grundgütiger - wie mein Idol Sir Sean Connery - sagen würde.
Wenn ich schon an der Uni an ein solches Forum geraten wäre, hätte ich nur halb so lange für meine Promotion gebraucht.
Mit den ein bis zwei Leuten mit denen man im Institut qualifiziert reden konnte :'(
Aber mal zwei persönliche Fragen:
für nicht Insider: ∞ λ ¼ ?
und wie bekomme ich den Link auf meine Vorstellungsseite in das Profil?
Klaus
Lieber Klaus,
vielen Dank für den Thread, ich ergänze hier noch einmal das Pol-Bild, das ich auf die Schnelle geschossen habe, um zu schauen, ob die Oxalatkristalle in den Interzellularen auch in meinen Präparaten nachweisbar sind:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/78447_5592145.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Wie man sieht, leuchten auch hier einzelne Kristalle auf. Die geringere Anzahl könnte mit dem Alter der Nadeln oder auch mit der Präparation zusammen hängen.
Im folgenden Bild eines freipräparierten Astrosklereiden ist der Besatz meines Erachtens auch zu erkennen.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/78447_27951369.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Den Strasburger magst Du ja nicht so gerne - immerhin sagt er aber überhaupt etwas zu Calciumoxalaten, das über den Hinweis auf deren reine Existenz hinaus geht. ;D
Ich habe hier noch den Raven/Evert/Einhorn im Regal (eine Vertreter der moderneren, amerikanischen Literatur), der didaktisch deutlich besser aufgebaut ist, sich aber zur Herkunft und zum Zweck der Ca-Oxalate ausschweigt.
Im Eschrich hätte ich was dazu vermutet - Fehlanzeige.
Also noch tiefer ins Bücherregal eingetaucht und den Haberlandt rausgesucht. In der 6. Auflage (von 1924) der Physiologischen Pflanzenanatomie findet sich ab Seite 492 mehrere Seiten zum "oxalsaueren Kalk". Haberlandt geht ausführlich auf die unterschiedlichen Erscheinungsformen ein, ein Hinweis auf die vielen kleinen Calciumoxalat-Kristalle in den Interzellularen - wie bei der Schirmtanne - fehlt allerdings. Weiterhin diskutiert er Arbeiten von Stahl und Lewin: der eine postulierte einen Fraßschutz besonders hinsichtlich Schneckenfraß, der andere widerlegte den Ansatz.
Haberlandt geht auch davon aus, dass das Ca-Oxalat dazu dient, schädliche Stoffe aus dem Stoffwechsel der Zellen zu entfernen, zielt aber nicht auf das Calcium, sondern auf die Oxalsäure ab. Auch lässt er Arbeiten von de Vries, Tschirch und Schimper nicht unerwähnt, in denen nachgewiesen wurde, dass die Kristalle z.B. bei Kalkmangel auch wieder aufgelöst werden. Recht umfangreich, aber alles wie gesagt auf dem Stand von 1924.
Etwas aktueller (:D) findet sich im Pflanzenanatomischen Praktikum (9. Auflage, 2006) von Braune, Leman und Taubert auf Seite 69 ff auch einiges zu den unterschiedlichen Formen, jedoch wieder ohne Diskussion zum Woher und Wozu.
So, damit ist meine private Bibliothek hinsichtlich des Caliumoxalats erschöpft. Es bleibt dabei: allgemein wird angenommen, dass die Abscheidung der Kristalle dazu dient, überflüssige und/oder schädliche Ionen aus dem Zellstoffwechsel zu entfernen, während der Fraßschutz kontrovers diskutiert wird. Dafür kommen am ehesten die Raphidenbündel in Betracht, die oft in speziell geformten Zellen mit zwei "Sollbruchstellen" zu finden sind.
Aus der eigenen Erfahrung kann ich sagen, dass jüngere Nadeln der Schirmtanne sowohl weniger bis keine Astrosklereiden erhalten, als auch geringere Mengen an auskristallisiertem Calciumoxalat.
Nun bin ich gespannt, ob es neuere Erkenntnisse gibt, die zur Lösung dieses spannenden Rätsels beitragen.
Herzliche Grüße
Jörg
Super Jörg dein herauspräparierter Sklereid (ist das der Singular?) mit den Oxalatkrümeln! :)
ZitatWenn ich schon an der Uni an ein solches Forum geraten wäre, hätte ich nur halb so lange für meine Promotion gebraucht.
Das ist ein Fehlschluss lieber Klaus, du hättest 3 Mal so lange gebraucht, weil du dauernd hier rumgequatscht hättest, statt ordentlich zu arbeiten! ;D
Ich merks ja selber: statt meiner Frau 5 gängige Menues am Abend vorzusetzen gibt es Bratwurscht mit Gardoffelsalat vom Metzger. ;D
Hallo Jörg und Klaus,
Klaus:
das mit der Chat-Sucht ufert wirklich aus, macht aber doch Spaß und meine Freizeit habe ich schon damals meiner Berufung geopfert !
Olaf hat sich schon in meine Vita eingeklinkt. Ich warte auf Antwort. Carbonat oder Oxalat das ist die Frage ???
Jörg:
tapfer recherchiert. Gut wir sind wieder beim Bücher verbrennen?
Fahrenheit oder Fahrenheit 451? entscheide dich.
Sag selbst, wenn du Strasburger sagst und den Raven daneben stellst, aus welchem Buch würdest du als Student lernen wollen? Oder noch lieber ein Kapitel Anatomie von Hans-Jürgen Koch ???
Gut, ich nehme es persönlich, weil ich im Großpraktikum mit meinem Praktikumsleiter aneinander geraten bin in Bezug auf das Sonnenblumen Model- ich glaube es ging um das Leitbndel - das dann dann in der Praxis, d.h. meinem Handschnitt - anders aussah als im Lehrbuch. Mein Prof. hat dann ein salomonisches Urteil gesprochen und damit den Wind aus den Segeln genommen, indem er mir das geheime Projekt "Scia" aufs Auge gedrückt hat. Mit Absicht, weil klar war daß ich nur Lichtmikroskop und meinen Zeichenstift zur verfügung hatte. Nachdem ich nach 3 Wochen Arbeit meine Ergebnisse präsentierte hat er seine eigenen Praktikumszeichnungen von Scia aus dem Regal geholt und verglichen. Seitdem war ich festes Bestandteil des Institutes ohne daß der Praktikumsleiter sein "'Gesicht" verlor.
Nichts gegen Strasburger als Botaniker und sein Lehrbuch der ersten Stunde !
Heute werden Lehrbücher, mit Stand der Literatur von vor 5 Jahren veröffentlicht, von einem mehr oder weniger illustren "editorial board" betreut, fals dieses die aktuelle Literatur auch gelesen hat. Also Strasburger - Gott hab ihn selig - ist nicht mehr Strasburger, es steht unter jedem Kapitel ein eigener mehr oder weniger kompetenter "Autor" der im Normalfall bei Anatomie, also einem nicht geliebten und in Deutschland nicht gepflegten Fach, nur noch die vorherige Version abnickt ohne persönliche Ergebnisse in dem Fach erarbeitet zu haben.
So viel zum Bücher verbrennen - ich meine nicht Fahrenheit 451 und schon gar nicht die ganz gemeine Version von 193*
Nächstes Thema: auch angelsächsische Lehrbücher verfügen nicht über mehr Wissen, vielleicht über bessere Didaktik,
Die einzelne Sklereide- Kristalle klar erkennbar - hast du nur mit Lupe und Nadel aus dem Kontext gerissen, sprich präpariert ?
In Bezug auf ökophysiologische Interpretationen sollte man lieber nicht auf historische Literatur zurückgreifen.
Wenn damals nichts bekannt war ...
Anders bei Anatomie / Morphologie - es gab schon immer Menschen mit Augen im Kopf die auch noch in der Lage waren dies zeichnerisch zu dokumentieren, z.B Ernst Haeckel.
Na ja ich hätte da Scans von alten eigenhändigen Zeichnungen für meine Praktika als PDF.
Z.B. Zea mais Leitbündel oder ein 3D Versuch von Holz als Bastelbogen für die "Kids".
Leider keine Ahnung wie ich sie hier einfüge.
Klaus
Hallo Klaus,
ZitatNächstes Thema: auch angelsächsische Lehrbücher verfügen nicht über mehr Wissen, vielleicht über bessere Didaktik,
Was hältst Du denn von dem neuen Lehrbuch "Botanik" von Lüttge, Kluge, Thiel? Kommt aus Deutschland und ist in Deutsch geschrieben und ist m. M. eine gelungene Synthese aus klassischer Botanik und moderner Didaktik.
Herzliche Grüße
Detlef
Die extracellulaeren Calciumoxalatkritalle scheinen bei Gymnospermen ja gar nicht so selten zu sein: http://www.sherwincarlquist.com/gnetales.html
Ein interessanter Review zu allen Aspekten von pflanzlichem Calciumoxalat und Regulation von Kristallgroesse und Form findet sich hier: http://www.plantcell.org/content/11/4/751.full
Webb MA (1999) Cell-mediated crystallization of calcium oxalate in plants. Plant Cell. 11(4):751-61
Hallo JB,
wer immer du bist. Danke für den tollen Link. Wenn ich den durch habe bin ich sicher schlauer.
Klaus
Liebe Freunde,
zunächst: ich gehöre nicht zu den Bücher-Verbrennern, egal welcher Couleur. ;D
Die Sammelautorenschaft des Strasburger (sowie einiger anderer altbekannter Lehrbücher) ist mir bekannt, lernen möchte ich da nicht daraus, da finde ich den Raven/Evert/Einhorn didaktisch deutlich besser.
Der Vorteil liegt aber in der kompakten Aufbereitung eines sehr großen Gebietes. Für mich als Laie in der Regel ein guter Einstieg um dann mit neu gefundenen Stichwörtern weiter zu suchen.
Den Astrosklereid habe ich mit Nadeln und Pinsel aus einem Phyllokladium isoliert und im polarisierten Licht mit einer CD-Hülle als Hilfsobjekt abgebildet. Pretty picture ... :D
Das Bild habe ich noch mal eingestellt, weil man auf der Oberfläche eben stellenweise noch den Kristallbesatz erkennen kann. Lieber Klaus, danke für Dein Lob und ja, meiner Meinung ist Sklereid der Singular. ;)
Vielen Dank auch für die beiden aufschlussreichen Artikel, die allerdings auch noch genügend Fragen offen lassen. Interessant finde ich jedoch, dass die grundsätzlichen Aussagen von Haberlandt bestätigt werden.
Die angesprochenen Mechanismen zur Kristallisation von CA-Oxalat in Vakuolen beruhen ja letztendlich auf einem von einer Membran abgeschlossenen Raum. Das ist m.E. auf die Kristallisation im Interzellularraum übertragbar, da wäre dann die Zellwand als relevante Membran anzusehen. Ob der auf den Außenwänden der Zelle kondensierte Wasserdampf ausreicht, um ein passendes Milieu zur Kristallisation zu bilden?
Herzliche Grüße
Jörg
p.s.
Lieber Klaus, dürfte ich meinen MKB-Artikel zur Schirmtanne (http://www.mikroskopie-bonn.de/bibliothek/botanik/index.html#a659) mit einigen Deiner REM - Bilder erweitern? Wie sollte ggf. die Autorennennung aussehen?
Hallo Jörg,
also das Bücher verbrennen ist nicht persönlich gemeint und kam durch den Roman "Fahrenheit 451", der mir dummerweise als erstes zu deinem Künstlernamen eingefallen war.
Nichts gegen Sammelautorenschaft, das kann recht fruchtbar sein. Aber speziell beim Strasburger habe ich den persönlichen Eindruck, daß bei der ungeliebten und in der deutschen Forschung kaum noch aktiv betriebenen Anatomie, vom jeweilig zuständigen Autor nur noch die Vorgängerversion abgenickt wird ohne eigene zeitgemäße Bearbeitung des Themas. "Raven" finde ich auch besser und selbst in der Übersetzung gut.
Zur Kristallisation im flüssigen Medium, verglichen mit einer Kristallisation an einer offenen Oberfläche könnten vielleicht die Mineralogen noch etwas sagen.
Also meiner Meinung nach sollten an einer offenen Oberfläche Kristallformen auftauchen, wie das teuer gehandelte Pyramidensalz, flache Pseudopflanzen wie aktuell im Forum gezeigt oder aber Tropfstein ähnliche Gebilde.
Wer outet sich und züchtet ausser mir noch möglichst große Einkristalle.
Autorentrennung ? Meine Bilder darf, entsprechend Copyright, jeder nutzen unter Angabe des Autors.
Liebe Grüße
Klaus
Hallo Klaus
Ich finde es spitze, dass Du uns in einen Bereich führst der für uns verschlossen ist. Jederzeit gerne mehr!!!
:-)
Gerhard
Lieber Klaus,
kein Problem, ich muss beim Bücherverbrennen nur so grinsen, weil ich geradezu ein Fan alter naturwissenschaftlicher Bücher bin und somit sorgsamst darauf achte, dass sie keinen Temperaturen ausgesetzt werden, die auch nur in die Nähe von 451 Grad Fahrenheit kommen.
Den Spitznamen trage ich schon seit meiner Schulzeit und ich weiß gar nicht mehr genau, wer mir den warum verpasst hat - aber er gefällt mir. ;)
Mit klassischer Pflanzenanatomie kann man in der modernen Biologie zur Zeit ja keinen Blumentopf mehr gewinnen - schade eigentlich. Von daher verständlich, dass sich da auch im Lehrbuchsektor nicht mehr all zu viel neues tut. Schön, dass es noch Artikel wie die beiden oben von JB verlinkten gibt (die aber auch nicht mehr ganz taufrisch sind).
Vielen Dank für die Freigabe Deiner Bilder. Ich werde Dich dann mit vollem Namen als Autor nennen.
Herzliche Grüße
Jörg
Hallo Jörg,
Eschrich schreibt zum Calciumoxalat doch einiges: S. 238. Zur Funktion etwa, dass die Alkalisalze der Oxalsäure Protonenlieferant für den Protonencotransport durch Membranen sein könnten, wenn es um Transport neutraler organischer Moleküle geht. Insoweit weist er darauf hin, dass sich die Kristalle besonders häufig in der Nähe vom Phloem finden lassen (Saccharosetransport).
Ich lese eure Diskussion mit großem Interesse. Deine Idee, doch einmal zu untersuchen, ob die Menge der Kristalle standortbedingt sein könnte (die Klaus verworfen hat), halte ich - von einer Parallele aus der Insektenwelt her - für wert, einmal auszuprobieren: dort hat man versucht, Calcium dem Futter beizumischen und entsprechend vermehrt Calciumsalze als Kristalle in den Malpighischen Gefäßen gefunden. Würde man selektiv Calciumionen im "Futter" der Pflanzen erhöhen, stellt sich die Frage, ob diese dann aufgenommen und vermehrt via Kristallisation ausgeschieden werden oder ob die Pflanze sie nur selektiv im benötigten Umfang aufnimmt. Oder? (Frage eines botanischen Laiens)
Schöne Grüße
Jürgen
Hallo zusammen,
gut ich fasse noch einmal zusammen.
Die Theorie der internen Abfallbeseitigung lehne ich ab weil die Kristalle nicht in den Vakuolen aller lebenden Zellen auftauchen und mit zunehmendem Alter verstärkt.
Kristallisation im flüssigen Medium und im Zusammenspiel mit Luft verläuft grundsätzlich anders.
Also erst einmal die physikalisch chemische Variante, die zum Beispiel bei der präparativen Reinigung von Substanzen durch Umkristallisieren eingestzt wird und auch in der Natur bei Kristallbildungen so abläuft - egal ob Kochsalz oder Bergkristall.
Im flüssigen Medium muß ich eine schon gesättigte Lösung - sei es durch aktiven Transport gegen ein Konzentrationsgefälle in die Zelle oder durch senken der Temperatur - überkonzentrieren und so zur Kristallisation führ
Auf einer freien Oberfläche komme ich durch die Verdunstung des Lösungsmittels an die Sättigungsgrenze und so zur Abscheidung von Kristallen. Diese ergibt aber keine perfekten Einkristalle sondern dendritische Formen wie sie Ernst Hippe gerade erst präsentiert hat. Die Alternative - Tropfstein - sieht auch ganz anderst aus.
Zudem hoffe ich noch auf die Antwort von Olaf.med die helfen könnte die Diskussion zu Beenden wenn es darum geht, ökologisch sinnvolles Calcit - also energetisch billiges Calziumcarbonat - oder weniger sinnvolles Calziumoxalat, wie seit über hundert Jahren in der Fachpresse behauptet.
Oxalat macht in selektiven Idioblasten, egal in welcher Kristallform, mehr Sinn weil Oxalsäure bei uns Tieren in der Verdauung nicht besonders gut ankommt, Wie vielleicht der Eine oder Andere von exzessivem Genuß von Rhabarber oder Spinat kennt.
bis dann
Klaus
P.s. Olaf hat schon privat geantwortet
Hallo Klaus,
auch hier für heute nur eine kurze Antwort, sonst verpasse ich meinen Bus...
Calcit und Whewellit, und um den wird es sich bei den Pflanzenausscheidungen ja wohl handeln, kann man sehr wohl optisch unterscheiden wenn die Kristalle so groß sind, daß man konoskopisch arbeiten kann. Calcit ist einachsig, Whewellit zweiachsig mit großem Achsenwinkel. Die Doppelbrechung jedoch ist bei beiden gleich, also nicht diagnostisch.
Ich muß mir Deine REM-Bilder mal in Ruhr genauer ansehen, vielleicht kann man morphologisch etwas machen.
Herzliche Grüße, Olaf
Es wird also spannend ;)
Stellt euch einfach nur mal theoretisch den Fall vor, daß seit einem Jahrhundert - in wissenschaftlichen Schulbüchern - Calziumoxalat mit Calziumcarbonat verwechselt wurde ??? ::)
Klaus
Super Thread - echt interessant!
Sowas gibt es leider zu wenig hier.
Danke :)
Leopold
ZitatDie Theorie der internen Abfallbeseitigung lehne ich ab weil die Kristalle nicht in den Vakuolen aller lebenden Zellen auftauchen und mit zunehmendem Alter verstärkt.
Lieber Klaus,
Die Argumentation, erschließt sich mir nicht ganz.....Würde nicht gerade eine Beobachtung, dass sich die Menge der Kristalle mit wachsendem Alter erhöht, die These der Exkretion stützen können? Die Menge des auszulagernden Materials steigt doch mit zunehmenden Alter. Der Umstand, dass die Exkretion nicht in allen Vakuolen auftaucht, könnte auch einer Spezialisierung bestimmter Zellen geschuldet sein?
Schöne Grüße
Jürgen
Liebe Freunde,
ich denke auch, dass die Funktion der Calciumoxalate zur Verhinderung zu hoher Konzentrationen von Calcium und/oder Oxalat im Zellplasma nicht von der Hand zu weisen ist. Dafür spricht meines Erachtens insbesondere auch der im Haberlandt beschriebene Abbau der Kristalle.
Auf Olafs Antwort zur Kristallisation bin ich sehr gespannt.
Zur Unterscheidung der Salze: ist es nicht so, dass Salzsäure das Calciumoxalat ohne und das Calciumcarbonat mit Blasenbildung löst?
Herzliche Grüße
Jörg
Hallo Jörg,
ZitatZur Unterscheidung der Salze: ist es nicht so, dass Salzsäure das Calciumoxalat ohne und das Calciumcarbonat mit Blasenbildung löst?
das ist korrekt. Und wir haben das bei den Cystolithen des Cannabis auch selbst probiert und beobachtet. Das funktioniert!
Hallo Jungs, ich glaube es ja nicht
was zieht ihr denn da rein ?
Cystolithen ;)
Na hallo, da möchte ich mal dabei sein. Gerne auch ohne Salzsäure !
Klaus ;D
Du hast das falsch verstanden lieber Klaus,
wir haben bestenfalls ein paar Bläschen des entstandenen CO2 inhaliert. Geht auch mit Hopfenblättern, wenn dir das unbedenklicher erscheint. :D
Hallo Klaus.
falsch verstanden ???
aber Hopfen beruhigt!
Klaus
Hallo und einen herzlichen Gruß in die Runde
Es war für mich ein Genuss diesen hervorragenden Bericht zu lesen.
Ich werde Ihn archivieren. Solche informativen Beiträge beleben das
Hobby doch immens und regen die grauen Zellen an. ;)
Leider gibt es davon zu wenig, da bin ich der gleichen Meinung wie
Leopold.
Viele Grüße
Horst-Dieter
Liebe Freunde,
vielleicht auch noch interessant: in einem Parallelthread habe ich Schnitte der Gewöhnlichen Jungfernrebe gezeigt (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=10848.0). Der Spross ist übersät mit Raphidenbündeln, die teils senkrecht und hauptsächlich in den Markstrahlen auch quer zur Schnittrichtung liegen.
Die Pflanze hat ein wenig Pech gehabt: der Samen ist direkt am Fuß eines Torpfostens gelandet, den wir schön einzementiert haben. Dazu gibt es noch Beton-Randsteine und Gehwegplatten. Ein Calciummangel dürfte also nicht zu beklagen sein. ;D
Die Probe habe ich vor zwei Wochen genommen, als die Pflanze die Blätter bereits abgeworfen hatte. Neben der hohen Anzahl an Raphidenbündeln fällt auch auf, dass in quasi allen Parenchymzellen Amyloplasten eingelagert sind.
Nun wage ich mal einen Interpretationsversuch: da die Blätter bereits abgeworfen wurden, befindet sich die Pflanze im Ruhezustand. Nährstoffe für den nächsten Austrieb hat sie in Form von Stärke als Amyloplasten in den Parenchymzellen eingelagert. Die Stoffwechselaktivitäten dürften auf ein gewisses Mindestmaß heruntergefahren sein. Da es nun auch noch ein mehr als reichliches Calciumangebot am Standort gibt, ist ein hoher Anteil an Zellen mit Calciumkristallen naheliegend, wenn man annimmt, dass die Pflanze überflüssiges Calcium als Oxalat bindet. Dabei mag auch ein gewisser Trockenstress eine Rolle spielen, es hat ja wochenlang nicht geregnet und wir haben auch nicht gegossen.
Aber warum ausgerechnet in Raphiden, die noch dazu aufwändig verpackt sind - die Bündel sind in einer Art Hülle (die Astrablau sehr gut annimmt und daher blauschwarz erscheint) in der Zelle regelrecht aufgehangen (siehe Bilder 2a/c, 3a, 5a und 9 im oben verlinkten Thread. Das sieht schon nach einer zweckbestimmten Struktur aus und eventuell sind die jüngeren, stärkereichen Sprosse im Winter auch für größere Pflanzenfresser ein lohnendes Ziel.
Andererseits kommt mir da immer wieder die Kiwi in den Sinn: das grüne Fruchtfleisch ist ebenfalls voll mit Raphidenbündeln - was uns aber nicht davon abhält, sie in durchaus größeren Mengen zu essen, wenn die Schale erst mal überwunden ist. ;D
Fazit: ich kann das Rätsel nicht lösen. Es gibt eine Reihe von Argumenten, die für aber auch gegen die beiden Möglichkeiten sprechen - aber aus meiner Sicht kein schlagendes Argument, das die Frage nach der einen oder anderen Seite entscheidet. Eventuell gibt es eine Doppelfunktion und die unterschiedlichen Kristallformen haben in der Entwicklungsgeschichte tatsächlich einmal als wirksamer Fraßschutz gedient? Ich könnte mir zumindest vorstellen, dass Insekten mit kauenden Mundwerkzeugen Probleme mit den Raphidenbündeln bekommen.
Herzliche Grüße
Jörg
p.s.
Ich werde nächsten Sommer noch mal einen Spross schneiden und schauen, ob sich an der Anzahl der Raphidenbündel etwas geändert hat und in wie weit die Amyloplasten abgebaut wurden.
Hallo zusammen,
also erst einmal an Jürgen H.:
Ich weiß nicht wo wir uns falsch verstanden haben. Selbstverständlich würde eine Zunahme der Kristalle oder Kristallgröße die Exkretionstheorie stützen - das ist aber auch bei den länger lebenden Parenchymzellen nicht der Fall.
Guten Morgen Jörg,
deine Interpretation ist in Bezug auf Zucker oder osmotisch weniger wirksamer Stärke natürlich richtig. Die Pflanze versucht ja vor dem Laubwurf alles wertvolle Material aus dem zukünftigen Kompost zu retten - deshalb auch die Laubfärbung im Herbst und besonders schön bei deinem Objekt. Selbst das Magnesium aus dem Chlorophyll, das dieses so schön grün macht wird anderweitig gebunkert, so daß sich die Blattfarbe in Gelb oder Rot ändert.
Raphiden ?! wieder so eine Laune von Mutter Natur.
Die Verpackung ist einfach erklärt - es sind Kristallidioblasten - also lebende Zellen in einem Parenchym aber mit einer Sonderaufgabe, die in ihrer Vakuole Kristalle bunkern (Einkristalle, Drusen, Kristallnadeln gebündelt als Raphiden bekannt).
Die Kristallographie der Kristallnadeln würde ich gerne auch an Olaf abgeben. Da fällt mir absolut nichts dazu ein.
Raphiden als Abwehr größerer Pflanzenfresser sicher Fehlanzeige. Schaut euch mal an mit welcher gelassenheit Giraffen die dornigsten Akazienzweige fressen oder ein Nashorn locker vom Nashorngras (Sansevieria desertii cf S. cylindrica) nascht, womit wir wieder bei den Raphiden wären.
Diese kristallisieren anscheinend frei schwebend in der Vakuole - was ich sonst noch nirgendwo gesehen habe, Kristalnnadeln in Büscheln von einem zentralen Kristallisationszentum ausgehend schon, ob in Pflanzen (Siehe Thema Hipuris von Ralf) oder Mineralogisch - ohne daß ich jemals einen an der Membran sitzenden Kristallisationskeim gesehen hätte wie das bei Kristalldrusen schon mal der Fall ist.
Das hilft aber alles bei der Exkretionstheorie nicht weiter. Die Raphiden Bündel werden mit der Zeit weder dicker noch dünner und die Zahl steigt bestenfalls im Rahmen sekundären Dickenwachstums, aber nicht so, daß alle parenchymatischen Zellen zu Idioblasten mutieren würden.
Das fürs erste heute
und herzliche Grüße
Klaus
Lieber Jörg,
ZitatAber warum ausgerechnet in Raphiden, die noch dazu aufwändig verpackt sind - die Bündel sind in einer Art Hülle (die Astrablau sehr gut annimmt und daher blauschwarz erscheint) in der Zelle regelrecht aufgehangen (siehe Bilder 2a/c, 3a, 5a und 9 im oben verlinkten Thread.
Das hängt möglicherweise mit der Entstehung der Kristalle zusammen. Die bilden sich nämlich nicht freischwebend in der Vakuole, sondern in Zisternen des endoplasmatischen Retikulums, die dann mit dem Tonoplasten verschmelzen. Dies ist sehr schön dargestellt entweder im Ledbetter & Porter oder dem Gunning & Steer (diese Info speziell an Klaus); ich habe beide Bücher nicht zu hause. Die "Aufhängung" könnte ein osmotischer Artefakt sein: Hecht'sche Fäden. Ein wenig spekulativ, muss ich zugeben.
Herzliche Grüße
Detlef
Hallo Detlef und vielen Dank.
Das kannte ich noch nicht, werde ich mir aber bei Gelegenheit ansehen.
Klaus
Lieber Detlef,
mit den Hechtschen Fäden hast Du wohl recht. Ich habe noch mal meine Bilder und Präparate der Jungfernrebe verglichen und ein wenig in meiner Literatur geschmökert: eine echte strukturelle Aufhängung halte ich nun auch für unwahrscheinlich.
Lieber Klaus,
wegen der Caliumoxalatkristalle habe ich mir noch einmal die Sciadopitis-Threads hier im Forum angesehen:
von Carpe Diem, ältere Phyllokladien mit vielen Astrosklereiden (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=6323.0)
von Frank Fox, ganz junge Phyllokladien, auch mit Bildern von Klaus (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=6225.0)
von Regi, auch ältere Phyllokladien (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=2628.0)
ein einzelner Astrosklereid von Jonathan (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=1321.0)
einer meiner ersten Versuche hier im Forum (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=538.0)
und noch ein Anlauf von mir, beide Male ältere Phyllokladien (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=4220.0)
Ich hoffe, ich habe keinen Thread übersehen.
Dabei fällt mir auf, dass die extrazellularen Kristalle nicht immer zu finden sind. Vorzugsweise scheinen die jüngeren Phyllokladien kristallfrei zu sein, während in den Schnitten der älteren Exemplare mehr oder weniger gut Kristallansätze zu erkennen sind.
Die Phyllokladien bleiben ja etwa 4 Jahre am Spross und fallen dann ab. Aus meiner Sicht deutet das eher auf die "Entsorgungs-Theorie" hin, da die jungen - für eventuelle Fressfeinde sicher attraktiveren - Phyllokladien ungeschützt sind. Gibt es eventuell noch einen dritten Erklärungsansatz?
Liebe Pflanzenfreunde,
auch interessant: die Astrosklereiden treten ebenfalls nur in den älteren Phyllokladien auf. Um zu Klaus' zweiter Ausgangsfrage zurück zu kommen: warum ist das so? Welche Funktion haben diese Sklereiden? Für eine wirkungsvolle Stützfunktion sollten sie auf beiden Seiten in die dichteren Gewebe am Rand (Palisadenparenchym) und/oder um die Leitbündel hinein ragen, was oft nicht der Fall ist. Andererseits zeigen die REM Aufnahmen von Klaus und die vielen hier schon veröffentlichten Schnitte schön, dass das Durchlüftungsparenchym sehr locker ist, eine Stütze also Sinn machen würde.
Und dann möchte ich noch eine dritte Frage aufwerfen: was hat es mit der Haarleiste auf der Unterseite der Phyllokladien auf sich? Nur zwischen diesen Haaren finden sich Stomata, was normalerweise als Verdunstungsschutz interpretiert wird, also auf eine Anpassung an eher ariden Standorte hindeutet.
Die Heimat der Schirmtanne findet sich aber in Japanischen Nebelwäldern mittlerer Höhenlage zwischen 500 und 1000 Meter (Wikipedia (http://de.wikipedia.org/wiki/Schirmtanne)) - also in einer feuchten Umgebung.
Kommt hier eine Wasseraufnahme durch die Stomata in Frage? Im Nebel bildet sich mit Sicherheit Kondenswasser an den Haaren.
Allen herzliche Grüße
Jörg
Hallo Jörg,
danke für die Links, ich habe sie schon mal überflogen und bin auf faszinierende Bilder gestoßen. Die werde ich mir alle noch im Detail reinziehen.
Vorab schon mal einige Punkte:
Die Kristalle ebenso wie die Sklereiden bilden sich erst im Verlauf des Wachstums, d.h. könnten also bei ganz jungen Phyllokladien - ich sag der Bequemlichkeit jetzt einfach Nadeln - bestenfalls in Ansätzen nachgewiesen werden. Interessant wäre in diesem Zusammenhang eine Entwicklungsreihe bei der in entsprechenden Zeitabständen bis zur Ausreifung der Nadel - ganz am Anfang der Entwicklung in kürzeren Abständen - Proben genommen und verglichen werden. Die Sklereiden dürften am Anfang kaum von parenchymatischen Zellen zu unterscheiden sein.
Die Kristallbildung extrazellulär war eine Provokation meinerseits. Wie ich schon gesagt hatte kann ich mir eine so perfekte Kristallisation nur in flüssigem Medium vorstellen. Also in einer noch gefluteten zukünftigen Interzellulare oder zwischen der auseinanderweichenden Mittellamelle und der sich entwickelnden Sekundärwand.
Daß beim Laubwurf Verluste auftreten ist klar aber ob das alles Entsorgung ist? Manche Baustoffe können nicht auf die schnelle resorbiert werden wie das Magnesium aus den Chloroplasten. Was herunterfällt wird allerdings mikrobiologisch aufbereitet und dient der Pflanze wieder als Nahrung ! Also bestenfalls externes Recycling weil sonst würden ja die Stoffen im Boden gleich wieder für eine Überlastung des Organismus führen. Soweit zu den Optimierungsbemühungen von "Mutter Natur". => Kristalle in abgeworfenen Nadeln ???
Bei fixierten Präparaten sollten deutliche Unterschiede im Kristallbesatz, je nachdem es sich um Calzit oder Oxalat handelt, zu finden sein, falls es sich um Calzit handelt - der würde von der Säure aufgelöst. Erstaunlich ist, daß die Kristallisation vor oder während des Sekundärwandbaues statt findet, da auch in der Transmission keine Dehnungsphänomene durch wachsende Kristalle in der organischen sekundären Zellwand zu entdecken sind. Die grenzen sind scharfkanntig, falls nicht schräg angeschnitten.
Junge Phyllokladien ungeschützt ? Gute Frage, aber es ist klar daß weder Kristalle noch Sklereiden gegen größere Fressfeinde wirksam sind. Deswegen meine Frage nach minierenden Insektenlarven, die ich noch nicht beantworten kann. Hier sollten die Größenverhältnisse stimmen und die Mundwerkzeuge an den Kristallen deutlich zum knirschen kommen und die Fortbewegung durch die Sklereiden behindert sein.
Der Stützfunktion dürfte durch die Querschotten die oft abwechselnd halbseitig eingebaut sind, wie in einigen Querschnitten und meim REM Längsschnitt zu sehen ist, genüge getan sein.
Die xeromorphe Struktur der Nadeln macht auch Sinn in einem Nebelwald, weil der Nebel meist nicht den ganzen Tag hält und in den sonnigen und lufttrockenen Zeiten die Spalten die ganze Zeit geöffnet bleiben können und so die maximale Photosynthesekapazität genutzt werden kann.
Wasseraufnahme schließe ich aus, weil
1. der Wassernachschub aus dem Boden in einem Nebelwald kaum gefährdet ist.
2. Selbst wenn wir annehmen, daß das niedergeschlagene - eher nicht kondensierte, sonst müßte die Nadel kälter als die Umgebung sein - Wasser aus dem Nebel nach unten vor diese Rinne fließt, sollte die Dichte der Papillen und ihre Wachsstruktur zusammen mit der Oberflächenspannung des Wassers genau dieses verhindern.
Worüber ich mir schon öfters Gedanken gemacht habe ist die Frage ob nicht Hydathoden bei Sukkulenten - bei Crassulaceen recht häufig - diese Funktion mit übernehmen ???
Klaus
Lieber Klaus,
danke für Deine Erläuterungen. Ich bin mal gespannt, ob es zu den Astrosklereiden noch Ideen gibt.
Salopp gesprochen: das mit dem Laubabwurf war nicht in die Richtung rein mit den Kristallen und dann weg damit gedacht sondern eher: die "Nadeln" haben eine begrenzte Lebensdauer, es macht also nichts, den "Abfall" - so es denn welcher ist - extrazellular abzulagern, denn bevor die Kristalle das Schwammparenchym verstopfen und nennenswert den Stoffaustausch behindern, wird die Nadel eh abgeworfen.
Herzliche Grüße
Jörg
Hallo Klaus und Jörg,
kurz zwischen Tür und Angel etwas zu den Kristallen aus mineralogischer Sicht (der Rest des Threads spielt sich sowieso weit oberhalb meines fachspezifisch begrenzten Horizonts ab).
Leider habe ich von Euch noch keine Information über die Grööße der Kristalle erhalten und auf den REM-Aufnahmen fehlt der Maßstab. Wenn die Dinger groß genug sind (oder sich zu ausreichender Quantität anreichern lassen) ist eine eindeutige röntgenographische Identifikation leicht möglich. Ansonsten ist man auf Indizien angewiesen. Dazu ist die Kristallmorphologie ganz hilfreich. Bei der Betrachtung der Bilder dachte ich spontan an Rhomboeder als auftrtende Kristallform, und das würde dann auf Calcit hinweisen, aber je länger ich sie betrachtete um so größer wurden meine Zweifel. Speziell die Zwillingsbildung, die mit geschultem Auge an den allermeisten Individuen erkennbar sind, passen eigentlich weder zu Calcit noch zu Whewellit. Genaue Winkelmessung am REM - und das geht ganz gut - würden hier sehr helfen, aber das muß man dann in speziellen Orientierungen machen.
Dazu, wenn gewünscht, später mehr, aber nun bin ich erst mal weg und bis Dienstag offline.
Gruß, Olaf
Zitat von: Omaruru in November 28, 2011, 11:19:23 VORMITTAG
Die Kristallbildung extrazellulär war eine Provokation meinerseits. Wie ich schon gesagt hatte kann ich mir eine so perfekte Kristallisation nur in flüssigem Medium vorstellen. Also in einer noch gefluteten zukünftigen Interzellulare oder zwischen der auseinanderweichenden Mittellamelle und der sich entwickelnden Sekundärwand.
Hallo Klaus,
ohne mich in die biologische Dimension einbringen zu können, eine kleine Anmerkung:
In einer Wasserdampf gesättigten Atmosphäre ist ein Kristall der an einer Stelle Kontakt zu einer Flüssigkeit hat ja vollständig mit einem gleichmäßigen
Flüssigkeitsfilm überzogen (jedenfalls, wenn die Flüssigkeit wässrig ist :-) )
Solch gleichmäßiges Wachstum ,,in die Luft" kennt man ja zum Beispiel bei der Kristallbildung auf Fließpapier. Kochsalz zum Beispiel oder
Perchlorat bilden wunderschöne regelmäßige Kristalle ,,in die Luft" an der Kante von Filterpapieren. Bei dem Spielzeug ,,Kosmos Kristalltiere" wird das sogar zum
Funktionsprinzip erhoben.
Nur meine 2 cent.
Viele liebe Grüße
Timm
Hallo zusammen.
Danke Olaf für deinen Versuch.
Meine Frage an Dich beschränkt sich auf die reine Mineralogie.
Die größten Kristalle auf meinen Aufnahmen - Bild 8 - haben ca. 5 - 8 Milkrometer maximale Länge.
Massenspektrometer im REM kam gerade auf den Markt als ich meine aktive Zeit an der Uni beendet habe. Ich habe es aber bei unseren Zoologen noch ausprobieren dürfen an Proben der Tanne. Die war damals, im Rahmen des Waldsterbens, für einen lieben Studienkollegen relevant.
Für Röntgendiffraktion, ok kenne ich aus der Mikrobiologie, aber mit Einkristallen, nicht auf einer biologischen Matrix im REM ?
Winkelmessung ad hoc nur über die Bilder.
An Timm,
bei Perchlorat kann ich nicht mitreden. Bei NaCl passiert in einer gesättigten Atmosphäre über einer gesättigten Lösung, ohne Möglichkeit der Verdunstung des Lösungsmittels, meiner Meinung nach gar nichts, da hier die Lösung noch nicht einmal übersättigt werden kann. Selbst wenn ich eine Konzentration der Lösung durch Verdunsten des Lösungsmittels erlaubt habe, gab es nie die postulierten perfekten Würfel, wie ich sie bei einem kubischen Mineral erwartet hätte, sondern Sonderformen wie das erwähnte Pyramidensalz. Was bei Perchlorat, Zucker, Calzit, .. über einer übersättigten Lösung beim Abkühlen passiert werde ich noch einmal testen.
Ansonsten Mineralogen, Chemiker, ... meldet euch bitte.
Den Insider mit den 2 cent habe ich leider nicht verstanden.
Zu jungen Nadeln mit ausdifferenzierenden Sklereiden habe ich noch ein Bild mit Christkindelkristallen, na gut die Fältelungen der parenchymatischen Zellen sind Präparationsartefakte eines Anfängers:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78956_22139567.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
und auch für Freunde der Pollen habe noch was im Adventskalender.
Aber erst morgen aufmachen ;D
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78956_35307052.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
und Exine im Detail
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures007/78956_38303021.jpg) (http://www.fotos-hochladen.net)
Liebe Grüße
Klaus
Lieber Freunde,
hier noch einmal eine neue Idee: in der Pflanzenbeschreibung eines Gärtners habe ich folgendes Gefunden:
ZitatSciadopitys verticillata gedeiht am besten auf einem nährstoffreichen, kalkarmen, humosen Boden (Moorboden am besten geeignet). Bei Kalküberangebot reagiert sie sofort clorotisch (Gelbfärbung der Nadeln).
Meine Proben älterer Phyllokladien stammen von einem Baum, der durchaus einige gelb-braune Verfärbungen aufweist. Unsere eigene Schirmtanne steht da wohl günstiger - ihre "Nadeln" sind satt grün.
Eventuell diskutieren wir bezüglich der Kristalle im Interzelllularaum nicht den Normalfall sondern einen pathologischen Befund aufgrund unpassender Bodenqualität?
Herzliche Grüße
Jörg
Hallo Jörg,
es mag sein, daß Sciadopitys saures Substrat bevorzugt. Aber in Hohenheim haben wir kalkhaltigen Boden. Der Baum wächst prima ohne Zeichen von Chlorose, vorzeitigem Nadelwurf oder ähnlich pathologischen Zeichen. Er blüht und fruchtet regelmäßig. Sollte es sich um eine Entsorgungseinrichtung der Pflanze handeln, müßte die Menge der Kristalle, zumindest der lebenden Schwammparenchymzellen, stetig zunehmen. Was sie aber bei meinen Beobachtungen nicht tut.
Grüße
Klaus
Zitat von: Omaruru in November 30, 2011, 10:57:29 VORMITTAG
Die größten Kristalle auf meinen Aufnahmen - Bild 8 - haben ca. 5 - 8 Milkrometer maximale Länge.
Massenspektrometer im REM kam gerade auf den Markt als ich meine aktive Zeit an der Uni beendet habe. Ich habe es aber bei unseren Zoologen noch ausprobieren dürfen an Proben der Tanne. Die war damals, im Rahmen des Waldsterbens, für einen lieben Studienkollegen relevant.
Hallo Klaus,
meinst du mit Massenspektrometrie im REM fälschlicheweise die Elementanalyse mittels EDX die es ja inzwischen in den meisten REMs gibt oder wirklich Massenanalyse als Molekülanalyse.
Mit EDX dürfte sich an an so kleinen Kriställchen auf der biologischen Matrix wenig ausrichten lassen, da man ja das Ca zu Sauerstoffverhältnis in Atomprozent sehr genau bestimmen können muss und die biologische Matrix vom fokussierten Elektronenstrahl ja auch noch angeregt wird (Streubirne) und selbst auch Ca und O enthält.
Wenn das REM jedoch gleichzeitig einen feinen Ionenstrahl und ein Massenspektrometer enthält kann man tatsächlich auch Massenanalyse betreiben. Das ist dann wegen den Matrixeffekten zwar nicht quantitativ aber ob der Kristall aus
Calziumcarbonat oder Calziumoxalatmolekülen besteht müsste sich damit schon klären lassen.
Wir haben ein solchees Gerät am Institut und wenn du die Probe noch hast würde ich sie mal reinhalten.
Da du aber wegen der vielen gleichartigen Kristallite ja eigentlich keine Ortsauflösung brauchst und die Kristalle auch gross genug sind, geht es sicher viel besser und sicherer mit der von Olaf vorgeschlagenen Röntgendiffraktometrie.
viele Grüsse
Wilfried
Hallo Wilfried,
da hast du mich wahrscheinlich auf dem falschen Fuß erwischt. Unsere Zoologen hatten damals - ca. 1993-1994 - gerade ein neues REM mit einer Zusatzfunktion, die sie mir gegenüber als Massenspektrometrie deklariert haben. Ich hatte für meinen Kollegen einige REM Präparate von Tannennadeln gemacht, die in den parenchymatischen Zellen Vakuolen mit einer ungewöhnlich dichten Matrix unbekannter Herkunft zeigten. Im Zentrum des Konglomerates waren gekreuzte "kristallähnliche" Strukturen ebenfalls unbekannter Herkunft zu sehen. Der eine Versuch, bei dem ich dabei war blieb ohne Ergebnis, weil die umgebende Matrix in der Vakuole zu dicht war. Also EDX oder Massenspektrometer kann ich heute nicht mehr klären. Auch waren es bei der Tanne nicht solche Kristallmassen wie auf der Oberfläche von Scia-Zellen, sondern zwei oder drei gekreuzte Kristallähnliche Strukturen. Bilder habe ich noch aber keine Vergleichsproben.
Was Sciadopitys angeht kann ich Material besorgen, sag mir nur wie ich sie präparieren soll. Bei den Tannen die dem berüchtigten Tannensterben anheim gefallen sind ist mir der Aufwand zu groß. Merkwürdigerweise ist das Thema Tannensterben auch weitgehend vom Tisch - Warum ??? Gut es gibt noch Tannen und es ist kein Politikum mehr.
Also meine Scia Proben von damals habe ich nicht mehr. Ich könnte aber Neue beschaffen, wenn es dich persönlich interessiert.
Ansonsten, danke für den Vorschlag und dein Angebot.
Nachtrag an Klaus Herrmann vom 24.11. auf der ersten Seite des Threads:
Hallo Klaus. Ich habe noch einmal deine POL Aufnahmen gesichtet im Hinblick auf Strukturen die das polarisierte Licht drehen könnten.
Noch einmal die Fakten rekapituliert:
Hell gelblich leuchten Cuticula, Papillen und Sklereiden - nur die Sklereiden sind lignifiziert !
Die Parenchymzellen, die gleiche Mengen an Kristallen aufweisen, zeigen in der Übersichtsaufnahme nur kleine helle Punkte wie ein Sternenhimmel.
Hell rot leuchten ansonsten lignifizierte Zellen der Epidermis, der Schließzellen und des Xylems, aber nicht die sklerenchymatischen Zellen der Hypodermis.
Sprich - weder der Kristallbelag noch die Lignifizierung noch die Cutinisierung liefern für mich eindeutige Argumente.
Physiker und Optiker des Forums vereinigt euch.
Bitte an Olaf.Med und die anderen Mineralologen:
In der botanischen - auch der meiner Lieblingslehrbücher und mir bekannten pharmazeutischen Fachliteratur ist nur von Ca-oxalat und Silikat die Rede.
Für mich kommen allein in Bezug auf reichlich, aber physiologisch nicht überreichliches, Calcium drei Varianten in den Kopf.
!. Reiner Calcit - Ca-karbonat als Doppelspat oder ... ? als ökophysiologisch preiswerteste Variante.
2. Ca-citrat, das in der Literatur meines Wissens nicht auftaucht, aber möglich wäre.
3. Ca-oxalat als unlöslichste Variante, die vermutlich deshalb in der Literatur bevorzugt wird, weil sie Ca++ dauerhaft aus dem osmotischen System entfernen würde. Allerdings müßten dann meiner Meinung nach die Mengen mit zunehmendem Alter der Gewebe zunehmen.
Gibt es Möglichkeiten diese drei Kristalltypen mit rein optischen Methoden - POL, Fluoreszenz, Winkelmessung auf den Bildern - eindeutig zu differenzieren?
viele Grüße
Klaus
Hallo Klaus,
bei 5-8 Mikron geht röntgenographisch mit den Standardapparaturen wohl garnichts. Die Minimalgrößen für Einkristalle sollten bei mindestens 20 Mikron liegen. Hier geht möglicherweise Synchrotronstrahlung noch, aber das wäre ja mit Atombomben nach Spatzen geschossen ;D. Evtl. könnte man aber die Kristalle anreichern um genügend Volumen für eine normale Diffraktometeraufnahme zu bekommen.
Natürlich kann man aus reinen Winkelmessungen auch eine Bestimmung vornehmen, aber dazu sollten die Werte schon ziemlich genau sein. Ob das am Raster so einfach ist, mag ich bezweifeln. Ein erster Test kann aber zumindest eine Prüfung auf Calcit sein: stellt man eine der großen Rhombenflächen ganz genau senkrecht zur Beobachtungsrichtung, so sollte der spitze Winkel ca. 78° sein. Ist er's nicht, ist's kein Calcit. Für eine anständige Bestimmung braucht man allerdings die Winkel mehrerer Flächen untereinander.
Gruß, Olaf
OK Olaf,
das war die eine Antwort auf drei Fragen.
Wie sieht es mit der optischen Differenzierbarkeit der Anderen aus ?
Klaus
Hallo Klaus,
die Optik hilft hier wohl leider auch nicht weiter. Die Doppelbrechung von Calcit und Whewellit ist sehr ähnlich. Was sie unterscheidet ist die Symmetrie, so dass Calcit optisch einachsig ist und Whewellit zweiachsig. Die Unterscheidung einachsig-zweiachsig in so winzigen Kristallen gelingt nur, wenn man sie isoliert betrachten kann, so dass ein Nachbarkorn nicht stört und außerdem die Orientierung des jeweiligen Kristalls gut genug zur Unterscheidung ist. In einem nicht zu dichten Streupräparat würde ich mir das zutrauen, aber man benötigt sehr viel Erfahrung.
Für die Identifikation könnte die Zwillingsbildung, die an fast allen Kristallen auftritt, sehr hilfreich sein, aber damit muß man sich dann auch intensiv befassen; dafür fehlt mir z.Zt. leider die Muße.
Gute Nacht, Olaf
Hallo Olaf und Wilfried,
danke für Eure Versuche. Na gut, so wird es ein Thema für meine "to do" Liste, sei chemisch oder physikalisch.
Ich bin aber nicht nur Akademiker sondern, vielleicht zu viel Wissenschaftler, um gängige Lehrbuchweißheit einfach als gegeben hinzunehmen.
Gut, Silicat schließe ich Aufgrund der Kristallform aus, aber wie sieht es mit physiologisch preiswertem Citrat aus?
;D
Klaus