Botanik: Der Milchbaum (Acer platanoides) *

[Fahrenheit]

Liebe Pflanzenfreunde,

im Mai hatte Jürgen um Prüfung der Beschriftung seiner Schnitte vom Blattstiel des Spitzahorns gebeten und ich hatte seinen Hinweis auf den Milchsaft im Blattstiel glatt überlesen, aber auf die Schnelle schon mal eigene Schnitte gemacht.
Das der Spitzahorn zumindest im Blattstiel Sekretgänge hat, die ein milchig-weißes Sekret produzieren, war mir bis dahin nicht bekannt. Neugierig geworden, habe ich mir die Pflanze anhand von Proben aus der heimischen Siegaue etwas genauer angesehen und hier nun die Ergebnisse.


Der Spitzahorn

Der Spitzahorn gehört in Deutschland zu den häufigsten Bäumen in Parks und Alleen und erfreut im Frühjahr mit dem frischen Grün seiner Blütendolden, oft lange bevor er selbst und andere Bäume Blätter austreiben. Er gehört zur Familie der Seifenbaumgewächse (Sapindaceae) und in der Botanik ist die Schreibweise Spitz-Ahorn üblich, um auf die Zugehörigkeit zur Gattung der Ahornbäume (Acer) hin zu weisen.

Wie bei sehr häufigen Pflanzen üblich, gibt es zum Spitzahorn sehr viele regional geprägte Trivialnamen, von denen einige, wie z.B. Milchbaum, Weißahorn oder Großer Milchahorn schon auf den eingangs erwähnten Milchsaft hinweisen. Aber auch gänzlich andere Namen sind oder waren regional üblich. Hier eine kleine Auswahl aus der langen Liste, die ein fleißiger Wikipedia-Autor zusammen getragen hat: Gänsefussbaum, Gänssbaum, Lähn (Mecklenburg), Epeler, Flaschebaum (Siebenbürgen), Breitläube (Mark bei Luckau) oder Lehne, Lenne, Löhne, Leinbaum, Leimbaum, Linbaum (Sachsen).

Acer platanoides ist über weite Teile Europas und Asiens verbreitet. Sein Vorkommen reicht im Norden bis Mittelschweden und Südfinnland und im Nordosten bis zum Ural. Damit ist er von den europäischen Ahornarten diejenige, deren natürliche Vorkommen am weitesten nach Norden reicht. Allerdings fehlt der Spitzahorn in Teilen Nordwestdeutschlands und im Großteil Frankreichs. Im Süden findet man ihn in den Pyrenäen, im Apennin und in den Gebirgen Griechenlands und Kleinasiens sowie im Kaukasus.

Bild 1: Verbreitungsgebiet des Spitzahorns

Aus Wikipedia, User MPF, CC BY-SA 4.0

Somit ist der Spitzahorn ein Baum, der gemäßigtes, kontinentales Klima bevorzugt, man findet ihn im Gebirge auf Höhen bis zu 1000, selten bis 1600 Meter Höhe. Sein natürliches Habitat sind Eichen-Mischlaubwälder mit Linden, Eschen, Stiel-Eichen und Berg-Ulmen.

Acer platanoides ist ein sommergrüner Baum, und mit einer durchschnittlichen Wuchshöhen von 15 bis 25, selten 30 Metern nicht ganz so hoch wie der verwandet Berg-Ahorn (Acer pseudoplatanus). Er erreicht ein Alter von etwa 150 bis 200 Jahren. Die Rinde des ausgewachsen 60 bis 100 cm dicken Stamms ist in der Jugend glatt und blassbraun. An alten Bäumen zeigt die dunkelbraune bis graue Borke eine Struktur mit Längsrissen. Bei Verletzung der Laubblätter oder der jungen Zweige tritt der schon erwähnte Milchsaft aus, was beim Blattstiel besonders deutlich wird.

Bild 2: Stamm eines alten Spitzahorns

Aus Wikipedia, User Jean Pol Grandmont, CC BY-SA 3.0

Bild 3: An der Bruchstelle des Blattstiels tritt Milchsaft aus


Die gegenständig an den Zweigen angeordneten Laubblätter haben eine handförmige, fünf- bis siebenlappig Blattspreite mit lang zugespitzten, ganzrandigen Blattlappen. Die Oberseite ist glänzend dunkelgrün, die Unterseite hellgrün und nur auf den Blattnerven schwach behaart. Dabei sind die Buchten zwischen den Blattlappen immer stumpf. Die Blattspreite erreicht eine Größe von 10 bis 18 cm, der ebenfalls hellgrün gefärbte und manchmal an der der Sonne zugewandten Seite rot überlaufene Blattstiel kann bis zu 20 cm lang werden. Die attraktive Herbstfärbung ist gelb-orange.

Bild 4: Blattwerk des Spitzahorns


Die dem Feld-Ahorn ähnlichen, frisch gelbgrünen Blüten stehen in aufrechten, doldentraubigen Blütenständen. Es kommen sowohl zwittrige als auch eingeschlechtige weibliche und männliche Blütenstände vor. Oft – aber nicht immer – sind die Geschlechter auf verschiedene Individuen verteilt – die Geschlechterverteilung ist also unvollständig zweihäusig. Die Blütezeit ist im April bis Mai und beginnt schon vor dem Austrieb der Laubblätter. Der Spitzahorn ist auf Fremdbestäubung angewiesen, die durch Bienen, Hummeln und andere Insekten erfolgt.

Bild 5: Blüten des Spitzahorns


Die Früchte des Spitzahorn sind paarweise geflügelte Nüsschen (Samara), deren Flügel stumpfwinkelig bis waagerecht abstehend. Wie die auffälligen Flügel erahnen lassen, werden die Früchte vom Wind verbreitet. Da sich der Fruchtknoten bei der Reife spaltet, wird die Frucht auch Spaltfrucht genannt.

Bild 6: Reife Samara und Herbstlaub des Spitzahorns

Aus Wikipedia, User Robert Flogaus-Faust, CC BY-SA 4.0

Quellen:
- Rita Lüder, Grundkurs Gehölzbestimmung, Quelle & Meyer, 2009
- https://de.wikipedia.org/wiki/Spitzahorn
- https://www.baumkunde.de/Acer_platanoides

Bild 7: Illustration zum Spitzahorn

Aus Wikipedia, Otto Wilhelm Thomé: Flora von Deutschland, Österreich u.d. Schweiz, Gera (1885)(modified); User Kilom691, CC BY-SA 3.0


Hier die Informationen zur Präparation

Geschnitten habe ich den Blattstiel und den Spross freistehend und das Blatt in Möhreneinbettung auf dem Tempelchen (Zylindermikrotom im Halter als Tischmikrotom) mit Leica Einmalklingen 818 im SHK Halter und im neuen 14° Klingenhalter von Jürgen Prenzel.
Die Schnittdicke beträgt je ca. 50µm.

Anschließend habe ich wie immer einige Aufnahmen von den frischen, unfixierten Schnitten gemacht.

Fixiert wurden diese für ca. 8 Stunden in AFE. Nach Überführen in Aqua dest. waren die Schnitte dann bereit für die Färbung.
Ein vorheriger Versuch mit Eau de Javel wegen des Milchsafts ist fehlgeschlagen und war auch unnötig: der Zellverbund löste sich wegen zu langer Einwirkzeit auf.

Die Färbung ist W3Asim I nach Rolf-Dieter Müller. Gefärbt habe ich mit dem Farbgemisch für ca. 8 Minuten mit einmaligem leichten Erwärmen.

Anschließend habe ich wieder gut mit Aqua dest. gespült und für ca. 10 Stunden mit einmaligem Wechsel des Wassers sanft differenziert.

Eingedeckt wurden die Schnitte nach gründlichem Entwässern mit reinem Isopropanol wie immer in Euparal.


Kurz zur verwendeten Technik

Die Aufnahmen sind auf dem Leica DMLS mit dem NPlan 5x sowie den PlanApos 10x, 20x und 40x entstanden. Die Kamera ist eine Panasonic GX7, die am Trinotubus des Mikroskops ohne Zwischenoptik direkt adaptiert ist. Die Steuerung der Kamera erfolgt durch einen elektronischen Fernauslöser. Die notwendigen Einstellungen zur Verschlusszeit und den Weißabgleich führe ich vor den Aufnahmeserien direkt an der Kamera durch. Der Vorschub erfolgt manuell anhand der Skala am Feintrieb des DMLS.

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.


Und nun zu den Präparaten

Beginnen wir mit dem Blattstiel und dem Blatt!

Bilder 8a-c: Hier sehen wir zunächst Bilder vom frischen, ungefärbten Schnitt des Blattstiels. Bild 8c mit Beschriftung




Bilder 9a-g: Nun die Aufnahmen vom mit W3Asim I nach Rolf-Dieter Müller gefärbten Blattstiel, Bilder 9b, 9e & 9g mit Beschriftung








Von innen nach außen betrachtet finden wir das Markparenchym (MP) umgeben von einem Ring ineinander übergehender Leitbündel aus Xylem (Xl), Cambium 8Ca) und Phloem (Pl). Am äußeren Rand des Phloems sitzen viele große Sekretgänge (SG) - die Quelle des Milchsafts ist gefunden. Wie zu erwarten folgen weiter außen die Sklerenchymkappen der Leitbündel (Skl), das Rindenparenchym (RP) und hinter einem mehrreihigen Kollenchym (Kol) dann abschließend Epidermis (Ep) und Cuticula (Cu).

Bild 10: Zum Vergleich Nach der Bleiche mit Eau de Javel fällt sie Färbung trotz identischem Protokoll anders aus


Besonders auffällig im Vergleich zu den Aufnahmen 9d&e ist die dort unvollständige Anfärbung des Sklerenchyms, das hier im gebleichten Schnitt kräftig rot gefärbt ist. Mal wieder eine Färbefalle: bei der Interpretation der Schnitte hätte ich ohne den Vergleich darauf hingewiesen, dass die Zellen des Sklerenchyms nicht vollständig verholzt sind (da sie eben nicht kräftig rot erscheinen). Ob hier Reste des Milchsafts der in der Nähe liegenden Sekretgänge auf die Zellwände aufgezogen sind und eine saubere Anfärbung durch das Acridinrot der W3Asim I Färbung verhindert haben?
Das sich durch die zu lange Einwirkzeit des Eau de Javel auflösende Rindenparenchym fällt natürlich auch sofort in Auge.

Werfen wir nun einen Blick auf die Blattspreite:

Bilder 11a-c: Die Mittelrippe der Blattspreite in Aufnahmen der frischen, ungefärbten Schnitte




Bilder 12a-e: Und nun die mit W3Asim I gefärbten Schnitte, Bilder 12c & 12e mit Beschriftung






Der Aufbau der Mittelrippe entspricht dem des Blattstiels, von innen nach außen finden wir wieder Markparenchym (MP), Leitgewebe mit Xylem (Xl) und Phloem (Pl), auch hier die Sekretgänge (SG) und eine kräftigen Sklerenchymring (Skl), diesmal auch ohne Bleiche sauber rot angefärbt. Im Rindenparenchym (RP) finden wir rechts auf 1 Uhr ein abzweigendes Leitbündel (LB), den Abschluss bilden wieder Kollenchym (Kol), Epidermis (Ep) und Cuticula (Cu). Die in der Beschreibung erwähnte leichte Behaarung der Mittelrippe ist in Form einiger Trichome (Tr) ebenfalls zu sehen.

Bilder 13a-c: Das Gewebe der Blattfläche in Aufnahmen vom frischen, ungefärbten sowie gefärbten Schnitt. Bild 13c mit Beschriftung




Wir sehen ein klassisches, bifaziales Laubblatt: Von oben nach unten mit Cuticula (Cu) und Epidermis (Ep), dem zweireihigen Assimilationsparenchym (AP), darunter das Schwammparenchym (SP) und wieder Epidermis und Cuticula. In der unteren Epidermis eingelagert finden wir einige Stomata (St).
Zentral im Bild eine Blattrippe mit Leitbündel (LB) sowie einer Versteifung aus Sklerenchymzellen (Skl). 
Die gesamte Blattfläche ist ca. 140 µm dick, davon entfallen etwa 50 bis 60 µm auf das Assimilationsparenchym und 40 bis 50 µm auf das Schwammparenchym.

Kommen wir nun zum Spross und schauen zunächst einmal nach den frischen Schnitten.

Bilder 14a,b: Frischer, ungefärbter Sprossquerschnitt, Bild 14b mit Beschriftung



Und nun in bunt ...

Bilder 15a-h: Mit W3Asim I gefärbte Querschnitte vom Spross des Spitzahorns, Bilder 15b, 15d & 15f mit Beschriftung









Wieder von innen nach aussen: im Zentrum des Schnittes finden wir das Markparenchym (MP), gefolgt vom primären Xylem (pXl), dem Xylem mit den Tracheen (Xl) & (T) sowie dem Cambium (Ca) und dem Phloem (Pl). Durch die Leitgewebe hindurch verlaufen die Markstrahlen (MS). Im Xylem sind 3 Jahresringgrenzen (JRG) erkennbar, der Spross war zum Zeitpunkt der Probenahme also gut 3 Jahre alt und die Wachstumsphase des 4. Jahres hatte bereits begonnen.
Außerhalb des Phloems dann wieder Sekretgänge (SG) und anschließend das Sklerenchym (Skl). Dann folgen Rindenparenchym (RP) und Kollenchym (Kol). Den Abschluss bildet hier allerdings keine einfache Epidermis mit Cuticula, sondern ein Periderm (Per) mit Phelloderm (Pd), Phellogen (Pg) und Phellem (Ph).

An den Schnittflächen der Sprossprobe war allerdings trotz der recht hohen Anzahl an Sekretgängen kein Milchsaft mehr zu erkennen. In der Beschreibung zu A. platanoides heißt es aber, dass auch an den Bruchstellen junger Sprosse Milchsaft austritt. Ok, ein gut 3 Jahre alter Spross ist vielleicht nicht mehr jung genug - aber was geht dann da vor?

Anhand der Präparierten Schnitte ist durch Fixierung, Färbung und Entwässerung nichts mehr von einem eventuellen Sekret zu erkennen. Es hat, wie beim Blattstiel, allenfalls noch Auswirkung auf die Färbung. Also muss man bei den ungefärbten Schnitten etwas genauer hinsehen.

Bilder 16a-e: Sekret an frischen Sprossquerschnitten, Aufnahme 16e mit Beschriftung.






Schaut man genau hin, entdeckt man beim frischen, ungefärbten Schnitt in der Nähe der Sekretgänge (SG) leicht grünliche Flüssigkeitsblasen, die nicht homogen sind, sondern tröpfchenförmige Einschlüsse aufweisen (Schnitt und Beobachtung unter Ethanol 30%). Das Sekret (Sek) ist also gefunden.
Die weiße Farbe des Milchsafts weist m.E. auf eine Emulsion hin. Hier scheint sich also im älteren Spross die Zusammensetzung des Sekrets zumindest in so weit geändert zu haben, dass die ölhaltigen Tröpfchen nicht mehr fein genug verteilt sind, um über Reflexion die weiße Farbe hervorrufen zu können.

Vielen Dank fürs Lesen, Anregung und Kritik sind wie immer willkommen.

Herzliche Grüße
Jörg

[kmueho]

Hallo Jörg,

vielen Dank für den aufwändigen Artikel.
Ich finde die eingefärbten Schnitte wunderschön - zum "als Bild an die Wand hängen". Wäre aber nicht meine Idee. Hat der Oliver ("othum") schon gemacht.
Da könnte sich so mancher Künstler "ne Scheibe von abschneiden" 

Viele Grüße,
Kai

[Bernd Miggel]

Hallo Jörg,

auch von mir herzlichen Dank für die lehrreiche, saubere Dokumentation!

Viele Grüße - Bernd

[Fahrenheit]

Lieber kai, lieber Bernd,

vielen Dank für Euer Lob, das mich sehr freut!

Die Künstlerin ist hier die Natur. Der Mikroskopiker ist da eher Handwerker, allenfalls wissenschaftlicher Mitarbeiter. 
Die Präparation bringt schließlich nur Strukturen ans Licht, die bei der Entwicklung der Pflanzen über Jahrmillionen entstanden sind.

Herzliche Grüße
Jörg

p.s.
Zwei meiner Fotografien haben es unter den gnädigen Augen meiner heimischen Galeristin auch ins Wohnzimmer geschafft.

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

deinen lehrreichen Beitrag zum Spitzahorn habe ich mit Begeisterung gelesen.

Gruß
Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

auch Dir vielen Dank für Dein Lob! Es freut mich, dass Dir mein Beitrag gefallen hat.

Herzliche Grüße
Jörg

[Wutsdorff Peter]

Grüß´ Dich Jörg,
das muß ja eine riesen Arbeit gewesen sein.
Mir bleibt die Spucke weg! Gratulation.
Sehr gut fand ich, wie bei Hans-Jürgen, die Beschriftung  und die allgemeinen Erläuterungen!
       Ist im ersten Bild mit "Art" ein Artefakt gemeint? Sind das Luftbläschen?
Diese gehen bei mir nach einem Tag auf der Wärmeplatte weg.
Gruß und bleib negativ i.S.v. Corona
Peter

[jcs]

Hallo Jörg,

wie immer äußerst eindrucksvolle und informative Bilder, danke für's Zeigen.

Die Farbenpracht ist, neben den inhaltlichen Infos, äußerst gelungen, gefällt mir sehr gut.

Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Peter, lieber Jürgen,

ich freue mich über Euer Lob und sage danke!

Ja, Art ist ein Artefakt und weist hier auf Luftblasen hin. Es ist ein frischer, ungefärbter Schnitt, den ich mit Ethanol 30% unters Deckglas gebracht habe. Ethanol 70% würde die Luftblasen eher verdrängen, aber auch das Chlorophyll wesentlich schneller angreifen und verblassen lassen. Da nehme ich lieber die Blasen in Kauf und habe etwas mehr Zeit zum Fotografieren.
Bei Dauerpräparaten mit Euparal sind Blasen kein Problem - wie Du, Peter,  schon geschrieben hast: die verschwinden spätestens auf der Wärmepplatte.

Die Farbenpracht geht auf die von Robin Wacker entwickelte W3A Färbung zurück, die Rolf-Dieter Müller zur Simultanfärbung W3Asim I weiter entwickelt hat. Leider sind beide nicht mehr unter uns.

Herzliche Grüße
Jörg