Calathea

Rundholzmacher · Januar 19, 2012, 17:28:34 NACHMITTAGS

Hallo liebe Botaniker,
als angehender Pflanzenversteher im ersten Lehrjahr habe ich mich an einer Zimmerpflanze aus meinem Büro versucht. Es handelt sich um eine sogenannte Calathea Bicajoux®. Das ist der geschützte Markenname eines holländischen Züchters.

Im Internet habe ich nur sehr wenige Informationen zum Thema Calathea gefunden. Hier eine Zusammenfassung.

Calathea ist eine Gattung von Pflanzen aus der Familie Marantaceae (Pfeilwurzgewächse). Es gibt mehrere Dutzend Arten in dieser Gattung. Heimisch im tropischen Amerika, sind viele der Arten beliebt als Topfpflanzen wegen ihrer dekorativen Blätter und, bei einigen Arten, bunten Blütenstände. Calathea bedeutet übersetzt so viel wie Korb: Die Indianer flochten aus den langen Blättern der Pflanze Körbe
Die Laubblätter sind in Blattscheide, Blattstiel und Blattspreite gegliedert. Die offenen Blattscheiden überlappen sich oft und stützen den Stängel. Charakteristisch für die Familie der Marantaceae ist der Pulvinus, das ist eine verdickte Stelle im unteren Teil der Blattes, welche Bewegungen bewirken kann. Hier sind es zwischen den Blattstielen und dem Spreitenansatz Gelenkpolster, um die Blattspreite während des Tagesverlaufes immer zum Licht auszurichten. Spezialisierte Zellen kontrollieren die Blattbewegung. Die einfachen, glattrandigen Blattspreiten sind anfangs eingerollt wie eine Tüte, bevor sie sich entfalten.. Calciumoxalat-Kristalle werden in Pflanzenteilen eingelagert, aber nicht in Form von Raphiden, es wird Silikat akkumuliert.

Klasse:      Bedecktsamer (Magnoliopsida)
Monokotyledonen
Commeliniden
Ordnung:    Ingwerartige (Zingiberales)
Familie:    Pfeilwurzgewächse (Marantaceae)
Gattung:    Calathea (G. Mey.)

Alle Schnitte sind mit einem Rasierklingenmikrotom erstellt und mit W3A sim oder W3A sim II gefärbt. Vielen Dank an dieser Stelle an Rolf-Dieter Müller und Jörg Weiß für diese Färbemetode. Hobby Mikroskopiker, die ihr Equipment in einer Dreizimmerwohnung aufstellen müssen und sich über den Spruch ,keine Abgabe an Privatpersonen' ärgern, wissen die Methode zu schätzen.

Zwei Bilder der blühenden Pflanze

Der Blütenstiel entwickelt sich direkt aus dem Rhizom. Da es sich um eine Einkeimblätterige krautige Pflanze handelt habe ich eine, für Monokotyledonen typische, zerstreute Verteilung der Leitbündel erwartet. Im Kern zeigt sich aber eine gewisse ringförmige Symmetrie in der Anordnung der größeren inneren Leitbündel (kollateral geschlossen). Der Blütenstiel ist ca. 65 cm lang bei einem Durchmesser von 4 X 3 mm. Ich weiß nicht was der rötliche Gefäßkreis im Zentrum ist. Vermutlich handelt es sich um leicht verholzte Zellen, die dem doch sehr langen und dünnen Stiel mehr Festigkeit geben.

Bild 1 Blütenstiel Querschnitt

Der Blattstiel, mit einer Länge von ca. 40 cm, zeigt ein recht abwechslungsreiches Bild. Nachfolgen die Bilder des Blattstiels von unten nach oben.

Bild 2
Blattstiel unten Querschnitt. Der untere Teil wird von einer Blattscheide gestützt.

Bild 3
Blattstiel in der Mitte Querschnitt

Bild 4
Blattstiel Pulvinus Querschnitt

Bild 5
Blattstiel Pulvinus Längsschnitt

Bild 6
Zellstruktur Pulvinus mit polarisiertem Licht in einer weiter unten liegenden Schärfezone

Bild 7 zeigt den Übergang zur Blattspreite

Über die großen, locker mit Sternparenchym gefüllten, Kanäle habe ich in der Literatur keine Hinweise gefunden. Die Suche im Internet brachte nur ,Binsenweisheiten' zu Tage. Die Kanäle, ich nenne sie einfach mal Markkanäle, sind in regelmäßigen Abständen mit einer Trennwand verschlossen( im Längsschnitt gut zu erkennen Bild 4).

An diesen Zwischenwänden gibt es eine Vielzahl bunter Anlagerungen oder Einschlüsse. Diese finden sich in allen Teilen des Gewebes. Ich weiß nicht um was es sich hierbei handelt. Es kann keine Stärke sein, die befindet sich in der Umgebung der Leitbündel (Bild 9). Außerdem finde ich innerhalb der Markkanäle große Oxalatkristalle (Bild 10). Es scheint sich hier nicht um Durchlüftungskanäle zu handeln.

Bild 8
Markkanal mit angeschnittener Trennwand.

Bild 10
Oxalatkristall im Markkanal mit polarisiertem Licht.

Bild 11
Oxalatkristalle am Leibündel mit polarisiertem Licht.

Bild 12
Vergrößerte Bilder der Einschlüsse in unterschiedlichen Formen und Farben. Diese sind unregelmäßig über das gesamte Gewebe zerstreut, treten aber vermehrt im Pulvinus und konzentriert an den Trennstellen der Markkanäle auf. Ich habe keine Ahnung was das ist.

Bild 13
Längsschnitt Pulvinus mit Trennwand im Markkanal.

Ich würde mich über Antworten auf meine Fragen sehr freuen!

Gruß Heinz

Daniel Steiner · Januar 20, 2012, 10:17:36 VORMITTAG

Hallo Heinz,

kaum zu glauben, dass sich noch niemand zu Wort gemeldet hat - also: Sehr schöne Schnitte von einem interessanten Gewächs, die du da zeigst!
Die Fotos wirken teils etwas überschärft und zu steil im Kontrast, jedenfalls für meinen Geschmack. Aber das sind Dinge, mit denen auch ich kämpfe. Verrätst du uns etwas zur Aufnahmetechnik?
Zum Verständnis der Zelltypen kann ich leider nicht viel beitragen - als ebenfalls angehender, aber spätberufener "Pflanzenversteher" (herrliche Wortschöpfung

)
Beste Grüsse, Daniel

Omaruru · Januar 20, 2012, 10:51:21 VORMITTAG

Hallo Heinz,

du hast ein super Präparat vorgestellt. Kompliment.

Ok, zu deinen Fragen zur Botanik der Einkeimblättrigen / Monokotyledonen. Zerstreute geschloßen kollaterale Leitbündel heißt, daß niemals ein Kambiumzylinder zwischen und durch die einzelnen primären Leitbündel gebildet wird.
Da es sich bei deinem Blütenstiel, wie auch beim Rhizom, um modifizierte Sproßachsen handelt, gibt es doch einige anatomische Besonderheiten. Auch wenn sich im Blütenstiel einzelne Leitbündel zu einem +/- Ring formieren gibt es kein Kambium, bestenfalls einen Ring aus Festigungsgewebe mit verholzten Zellwänden. Ein solcher ist im horizontal wachsenden Rhizom nicht notwendig, da es keine tragenden Strukturen benötigt.

Aufgabe für besonders Fleißige: Serienschnitte im Bereich der Blütenabzweigungen.

Die Hohlräume in den Blattstielen dienen meines Erachtens dem Leichtbau (siehe auch Blattstiel der Bananen - ich versuche mal die Gärtner in der Stuttgarter Wilhelma scharf zu machen. Die killen regelmäßig die abgeblühten Stauden als Elefantenfutter. Vielleicht bekomme ich so brauchbare Makroaufnahmen.), die Querschotten aus Sternparenchym dienen vermutlich als Blockade / Schott bei einer Verletzung um einen Wassereinbruch zu blocken. Besonders sinnvoll bei submersen Stielen und Sproßen von Wasserpflanzen.

Weiter viel Spaß

Klaus

Detlef Kramer · Januar 20, 2012, 12:15:58 NACHMITTAGS

Lieber Heinz,

mir gefällt Dein Beitrag sehr gut. Die wesentlichen Anmerkungen hat Klaus schon gegeben, dem kann ich nichts hinzufügen. Zu den farbigen Einschlüssen: die hatten wir schon des öfteren. Ich behaupte, dass es sich um Tannine (Gerbsäuren) in den Vakuolen einzelner Zellen handelt. Beweisen kann ich dies allerdings nicht und mir ist auch keine spezifische Färbung bekannt. Nach Fixierung mit Aldehyd und Osmium, wie das für die Transmissionselektronen-Mikroskopie üblich ist, erscheinen diese dort als schwarze, flockige Niederschläge, oft an der Vakuolen-Membran angelagert.

Herzliche Grüße
Detlef

Anatol · Januar 20, 2012, 13:09:31 NACHMITTAGS

Hallo Heinz,

eine interessante Arbeit!

Auf dem Bild 12 Zellen mit Tannine.
Diese Idioblasten mit Tannine, mit körnigen und homogene Inhalt.

Stefan_O · Januar 20, 2012, 13:21:15 NACHMITTAGS

Hallo Zusammen,

lassen sich Tannine nicht einfach mit Eisen(II)sulfat nachweisen? Das gibt jedenfalls im Reagenzglas die schwarze Gallustinte. Ob es in Zellen geht, müsste man schauen.

Gruss,
Stefan

Omaruru · Januar 20, 2012, 13:54:40 NACHMITTAGS

Hallo Zusammen.

Den Tipp mit der Eisen-Lösung würde ich auch für einen Schnelltest vorziehen. Die extrem rote Farbe der Flüssigkeit in den Vakuolen und der speziellen Lokalisation (Bild 2 und

in den Trennwänden der Hohlräume machen mich im Moment noch etwas Ratlos. Auch die "körnigen" Einschlüsse. Allerdings kommen bei den Arten der Familie auch ätherische Öle in Betracht. Vielleicht ein Tip an die Apotheker(innen) der Runde.

Klaus

Fahrenheit · Januar 20, 2012, 18:48:38 NACHMITTAGS

Lieber Heinz,

vielen Dank für den tollen Beitrag! Deine Schnitte sind wirklich phantastisch gelungen!
Es freut mich sehr zu sehen, dass wir mit unseren kleinen Artikeln und Anleitungen zu solchen Arbeiten beitragen konnten.

Besonders spannend finde ich das sehr spezielle Stützgewebe im mittleren Teil des Blattstiels. So etwas habe ich noch nicht gesehen.

Herzliche GRüße
Jörg

Rundholzmacher · Januar 20, 2012, 21:45:18 NACHMITTAGS

Liebe Freunde,

vielen Dank an alle für die Mühe mir auf die Sprünge zu helfen. Es ist sehr schön zu erleben, dass es in einem Internetforum qualifizierte Antworten gibt. Ich kenne das sonst leider anders.

Gruß Heinz

Rundholzmacher · Januar 25, 2012, 20:41:06 NACHMITTAGS

Ein kleiner Nachtrag zum Thema Tannine
Ungefärbte Schnitt wurde mit Eisenalaun (Lösung 4%) behandelt. Die Reaktion ist zu sehen. Einige der Einschlüsse lassen sich aber vom Eisenalaun nicht beeinflussen. Möglicherweise sind das Ätherische Öle.

Ungefärbter Schitt mit Eisenalaun behandelt.

Nach der Bahandung gefärbt

Tannine sind in Wasser, Ethanol und Aceton löslich. Warum sind die Tannine nach tagelangem Aufenthalt in 70% Alkohol nicht in Lösung gegangen?

Gruß
Heinz

reblaus · Januar 25, 2012, 20:56:07 NACHMITTAGS

Hallo Heinz -

"Tannine" ist kein chemischer Begriff sondern umfasst Reihe ziemlich verschiedenartiger Substanzen (z.B. Gallotannine, kondensierte Tannine), die u.a. in der Lage sind Proteine zu denaturieren oder sich zusammenzulagern. Entsprechend sind die Eigenschaften auch ganz verschieden. Während des Präparierens werden u.a. Zellmembranen verletzt, welche die Tannine vorher vom übrigen Zellinhalt getrennt gehalten haben. Wenn sie sich dann kondensieren sind oder Proteine vernetzen werden sie unlöslich und lassen sich nicht so ohne weiteres herauslösen.

Gruß

Rolf