Botanik: mal wieder was vom Efeu (Hedera helix): Spross-Wurzel-Blattstiel-Blatt*

[Fahrenheit]

Liebe Pflanzenfreunde,

am kommenden Freitag, dem 16.12., steht der nächste Termin des Mikroskopischen Arbeitskreises Ruhr in Gladbeck auf dem Terminkalender. Peter hat mich eingeladen, dort eine kleine Einführung in die Erstellung botanischer Dauerpräparate zu geben, an deren Ende jeder Teilnehmer natürlich wieder mindestens ein selbst erstelltes Präparat mit nach Hause nehmen soll. Damit das auch alles gut funktioniert, wollte ich ein wenig üben - und was findet man in dieser Jahreszeit noch an jeder Ecke: Efeu!

Zum Gemeinen Efeu (Hedera helix) gab es hier schon viele interessante Threads (... der Jüngste zu erst):
Haftwurzel von Manfred Rath
Blatt und Blattstiel von Manfred Großmann  
Blatt Flächenschnitt von Sebastian - carpe diem
Blatt und Spross von Hans-Jürgen Koch
Blattstiel von Eckhard
Lackabdrücke von der Blattunterseite von Sebastian - carpe diem

In diesem Thread:
zum adulten Spross,
zur Wurzel,
zum Blattstiel,
und zum Blatt.

Zur Pflanze selbst ist in den oben stehenden Threads schon Vieles gesagt worden. Von daher möchte ich ergänzend nur noch auf die beiden unterschiedlichen Sprosstypen des Efeus hinweisen:

Die Juvenilsprosse wachsen kriechend und kletternd. Nur sie bilden die Haftwurzeln aus, die Manfred in seinem Thread zeigt. Sie sind dorsiventral und oft leicht abgeflacht - der Aufbau der dem Licht abgewandten Unterseite unterscheidet sich von der dem Licht zugewandten Oberseite. Nur die Unterseite bildet Haftwurzeln aus und nur im Rindenparenchym der Oberseite finden sich größere Mengen an Chloroplasten. Auch scheint die Bildung eines Periderms an der Unterseite des Triebes eher einzusetzen, als an der Oberseite.
Die Blätter der Juvenilsprosse haben die typische drei- bis fünflappige "Efeu-Form" (Schattenblätter).

Die adulten Sprosse hingegen sind rundlich und wachsen aufrecht. Nur sie tragen Blüten und später Früchte. Die Blätter hier sind rautenförmig und in der Regel deutlich größer wie die Blätter an den Juvenilsprossen (Sonnenblätter). Es kann bis zu zwanzig Jahre dauern, bis eine Efeupflanze erstmals adulte Sprosse ausbildet und somit blüht und fruchtet.

Efeu kann sehr gut über Stecklinge vermehrt werden. Eine Pflanze, die aus einem juvenilen Steckling gewachsen ist, bildet später normale adulte Sprosse aus. Eine aus einem adulten Spross gezogene Pflanze ist jedoch nicht in der Lage, die kletternden juvenilen Sprosse zu bilden.

Auch wenn Efeu nichts neues ist: wegen des schönen Kontrastes zwischen den frischen, unfixierten und den gefärbten Schnitten - und vielleicht auch als Anregung für den kommenden Freitag - möchte ich die Präparate hier vorstellen.

Bild 1: ein juveniler Spross mit den typischen Schattenblättern


Bild 2: Makroaufnahme vom Sprossquerschnitt mit der Canon S3IS, Färbung W3Asim II

Schon hier kann man die dünnere Epidermis auf der Oberseite des leicht abgeflachten Sprosses im Vergleich zum dickeren Periderm auf der Unterseite erkennen. Der Durchmesser des Sprosses beträgt etwa 4 mm.

Noch kurz zur Präparation:

Geschnitten habe ich das Frischmaterial auf dem Handzylindermikrotom mit Leica Einmalklingen im SHK-Klingenhalter mit einer Schnittdicke von ca. 50 µm. Vor der Fixierung der Schnitte in AFE habe ich noch einige Aufnahmen des Frischmaterials in Wasser gemacht.
Die anschließende Färbung erfolgte nach dem W3Asim II Verfahren von Rolf-Dieter Müller. Die Färbung ist auf der Webseite des MKB ausführlich beschrieben und es kann auch ein Arbeitsplan heruntergeladen werden.
Der anschließende Einschluss erfolgte - nach Entwässerung in reinem Isopropanol - in Euparal.

Nun zu den Präparaten:


Zunächst möchte ich einige Bilder im direkten Vergleich zwischen Frischmaterial und fertig gefärbtem Dauerpräparat zeigen:

Bild 3a/b: Der Sprossquerschnitt in der Übersicht, Bild 3a ungefärbtes Frischmaterial, Bild 3b gefärbt nach W3Asim II. Vergrößerung 50x, Stapel aus 8 bzw. 11 Bildern.


Wir sehen oben die Oberseite des juvenilen Sprosses mit vielen grünen Chloroplasten im Rindenparenchym und einer einlagigen Epidermis mit ausgeprägter Cuticula.
Unten im gefärbten Bild hingegen die Sprossunterseite mit dem sich bildenden Periderm.

Bild 4a/b/c: etwas näher heran, Bild 4a wieder Frischmaterial, Bild 4b gefärbt und Bild 4c mit Beschriftung. Vergrößerung 100x, Stapel aus 9 bzw. 10 Bildern.



Diesesmal zeigen alle Bilder die Oberseite des Sprosses (links gelegen), die Beschriftung von innen nach außen:
MP:  Markparenchym
SG:  Sekretgang, diese kommen auch außerhalb des Leitbündelrings im Rindenparenchym vor.
PXl:  Primäres Xylem
Xl:   Xylem
MS:  Markstrahl
T:   Trachee
Ca:  Cambium
Pl:   Phloem
Skl: Sklerenchymzellen (nur wenige in kleinen Gruppen oder einzeln)
RP:  Rindenparenchym
KK:  Kantenkollenchym
Ep:  Epidermis
Cu:  Cuticula

Bild 5a/b/c: im Bereich des Phloems unterscheiden sich Frischmaterial und Dauerpräparat am deutlichsten. Bild 5a Frischmaterial, Bild 5b W3Asim II und Bild 5c Frischmaterial mit Beschriftung. Vergrößerung 200x, Stapel aus 56 bzw. 10 Bildern.



Nur im Frischpräparat bleiben die schnell verblassenden Chloroplasten erhalten. Mit etwas Übung kann man auch hier die unterschiedlichen Gewebearten erkennen (von innen nach außen, Maßstabsbalken mit 50 µm Länge):
Xl:  Xylem
XP: Xylemparenchym
MS: Markstrahl
T:   Trachee
Ca: Cambium
PL:  Phloem
Skl: Sklerenchymzellen in einer Fünfergruppe
SG: Sekretgang
RP:  Rindenparenchym
Cp:  Chloroplasten
KK:  Kantenkollenchym mit verdickten Zellwänden
Der frische Schnitt wirkt recht schmierig, teilweise sind Verklumpungen auf dem Schnitt zu erkennen ("Sekret?" - deswegen auch die hohe Tiefe des Z-Stapels). Vermutlich handelt es sich um das Sekret aus den Sekretgängen.

Bild 6a/b: Primäres Xylem, Bild 6a Frischmaterial, Bild 6b Dauerpräparat. Vergrößerung 200x, Stapel aus jeweils 8 Bildern.



Nun noch einmal der unterschiedliche Bau der äußeren Zelllagen:

Bild 7a/b: Epidermis der Oberseite, Bild 7b mit Beschriftung. Vergrößerung 400x, Stapel aus 4 Bildern.


CU: Cuticula
Ep: Epidermis
KK: Kantenkollenchym

Bild 8a/b: Periderm der Unterseite, Bild 8b mit Beschriftung. Vergrößerung 400x, Stapel aus 7 Bildern.


Cu: Cuticula auf Zellen der alten Epidermis
Ph: Phellem (Kork)
Pg: Phellogen (Korkcambium)
Pd: Phelloderm
KK: Kantenkollenchym

Bild 9: zum Schluss - weil es so schön ist   - noch einmal das Xylem. Vergrößerung 200x, Stapel aus 8 Bildern.


Vielen Dank für's Ansehen, Anregung und Kritik sind wie immer willkommen.

Herzliche Grüße
Jörg

p.s.
Ich freue mich auf Gladbeck!  

Edit: von Detlef vorgeschlagene Korrektur der Beschriftung in Bild 8b.

[Detlef Kramer]

Lieber Jörg,

wie immer phantastisch! Für mich überraschend, dass das Periderm in diesem Stadium nur auf der Unterseite zu sehen ist.

Bei dem vorletzten Foto ist Dir die Beschriftung verrutscht. Die flachen Zellen, die Du mit PD bezeichnet hast, sind das Phellogen; die nach unten gewölbten Zellen darunter das Phelloderm.

Herzliche Grüße
Detlef

[Jan Kros]

Hallo Jörg
Wieder einen schöne Arbeit.
Efeu ist eine interessante Pflanze
Danke fürs zeigen, habe alles wieder ausgedruckt
Herzlichen Gruss
Jan

[Fahrenheit]

Lieber Detlef,

vielen Dank für Deine Korrektur, die ich gleich eingearbeitet habe. Mit dem Periderm stehe ich noch immer ein wenig auf dem Kriegsfuß - auch wenn ich mittlerweile erkenne, wenn ich eins sehe.  

Danke auch für Dein Lob! Auch für mich war es spannend, die beiden unterschiedlichen Begrenzungsschichten zu entdecken, die jeweils scharfe Übergänge etwa an den Flanken des abgeflachten Sprosses aufweisen. Es handelt sich m.E. um einen Trieb aus der vergangenen Wachstumsperiode, der nun seinen ersten Winter gesehen hätte.
Vielleicht bildet sich das Periderm an der Unterseite zu erst als Schutz vor Eis zwischen dem Spross und seiner Auflage bzw. Kletterhilfe?

Lieber Jan,

auch Dir vielen Dank für Dein Lob! Ja, Efeu hat einen interessanten Querschnitt, der besonders bei den Juveniltrieben mit einigen Besonderheiten aufwartet. Dazu gehört auch meiner Sicht auch das ausgeprägte Kollenchym und die vergleichsweise schwach ausgeprägten Sklerenchymkappen - wohl um den Spross flexibel zu halten.

Allen herzliche Grüße
Jörg

[David 15]

Lieber Jörg,

Einfach spitze ! Ich liebe deine Dokumentationen 

Viele Grüße
David

[Fahrenheit]

Lieber David,

schön, dass Dir meine Beiträge gefallen! 
Mal schauen, ob ich noch einen adulten Trieb nachliefern kann, dann fehlen vom gemeinen Efeu nur noch die Wurzeln.

Herzliche Grüße
Jörg

[Rawfoto]

Lieber Jörg

Auch ich bin ein Fan von Dir und mir gefällt dieser Beitrag ebenfalls sehr gut :-))

:-)

Gerhard

[Omaruru]

Lieber Jörg,

Zu den Bildern brauche ich nichts mehr zu sagen, einfach TOP.
Eine Frage noch zur Färbung: Das Kollenchym ist extrem stark gefärbt. Hast du oder einer der Kollegen eine Idee warum, bzw. welcher Farbstoff dafür verantwortlich ist?
Ich selbst habe bei Kollenchymdetails im Frischpräparat mit schlichtem Methylenblau gearbeitet, aber auch da nur erfolgreich mit sehr kurzer Einwirkzeit.

Vielleicht noch ein ökologischer Erklärungsversuch zum Unterschied Ober- und Unterseite. Es handelt sich bei deinem Präparat um einen Sproß und nicht um eine Wurzel die sich in Seitenwurzeln verzweigt - bei Luftwurzeln der Orchideen und Tillandsien ist das trotz Wurzel ähnlich zu Bewerten zu bewerten. Damit ist der Begriff Haftwurzel ist hier verfänglich.

Hier muß auf der Unterseite erst einmal ein Bildungsgewebe (Phellogen) initiiert werden, aus dem die Haftorgane / -wurzeln enstehen können.
Wurzeln im eigentlichen Sinn nicht, da sie weder vom Aufbau (Zentralzylinder) noch der Funktion (Stofftransport), dem Prinzip Wurzel entsprechen.

Viel Spaß bei der Diskussion vor Ort und laß was davon hören bzw. lesen

Klaus

[Fahrenheit]

Lieber Gerhard, lieber Klaus,

auch Euch herzlichen Dank für Euer großes Lob!  

Lieber Klaus,

ich denke, das Kollenchym ist so stark bräunlich gefärbt, weil es hier sowohl die roten als auch die grünen Farbkomponenten festhält, was in den Bildern 7 und 8 schön zu sehen ist. Aus meiner Sicht eine Überfärbung, aber Differenzieren würde den Rest zu stark beeinflussen und wir haben es hier ja mit einer Simultanfärbung zu tun, so dass auch eine verkürzte Einwirkzeit z.B. des Acridinrots nicht möglich ist. Bei einer klassischen W3A Färbung könnte man nun etwas experimentieren, aber irgend einen Nachteil muss eine Simultanfärbung ja haben.  

Ja, ich habe einen juvenilen Spross geschnitten - ich hatte geschrieben, dass sich die Haftwurzeln nur an der Unterseite dieses Sprosses bilden. Hier wäre es natürlich spannend, über einen Längstschnitt zu prüfen, ob die Haftwurzeln der Juvenilsprosse tatsächlich nur aus dem Phellogen entstehen oder ob auch z.B. die Leitgewebe des Sprosses beteiligt sind. Hat jemand Lust, diese Schnitte zu probieren?
Wenn es stimmt, hätten wir auf jeden Fall eine schöne Erklärung, warum sich das Periderm erst an der Sprossunterseite entwickelt.

Herzliche Grüße
Jörg

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

ein Beitrag nach meinem Geschmack; klar strukturiert und tolle Bilder.

Gruß

Hans-Jürgen

[Omaruru]

Hallo Jörg,

also das mit Ober- und Unterseite ist relativ. Beim Efeu wie auch bei Orchideen, Tillandsien geht es eher um Licht- und Schattenseite.

Ich habe noch etwas Literatur gewälzt im Bezug zu Sproßbürtigen oder Adventiv Wurzeln und habe da auch Material gefunden.

http://www.hort.cornell.edu/uhi/research/articles/HortSci133%284%29.pdf

Bei der Stecklingsbewurzelung scheinen die Wurzeln aus dem Leitbündel zu entstehen. Nur die ersten Haare, "Würzelchen" / Haftorgane bei Efeu, Orchideen, Tillandsien komme so dicht heraus, daß ich mir einen Kontakt zu Leitbündel, von Anfang an, nicht vorstellen kann.

Wie wäre es, wenn du am Freitag auch etwas frisches Material von einem entsprechenden Sproßstück mitnimmst, auch wenn du es so nicht gleich als Dauerpräparat einbetten kannst 

Viel Spaß

Klaus

[Fahrenheit]

Lieber Klaus,

ja, da hast Du natürlich recht. Mein Spross hing zu seinen glücklichen Lebzeiten von der Mülltonnenumrandung eines Nachbarhauses herab und die "Unterseite" war der Umrandung zugewandt - also die Schattenseite.  

Vielen Dank auch für den verlinkten Artikel - sehr interessant!

Gestern habe ich mal nach einem Efeu an einer Mauer geschaut: die älteren Haftwurzeln scheinen alle recht trocken zu sein - ich würde fast vermuten: abgestorben. Das spricht m.E. auch für eine Genese aus dem Phellogen ohne Anbindung an das Leitbündelsystem des Sprosses.

Damit ergibt sich natürlich eine Schwierigkeit: es wird wohl nicht leicht sein, am Freitag Material zu finden, das frische Haftwurzeln zeigt und so einfach geschnitten werden könnte. Ggf. wäre das also eine Aufgabe für das kommende Frühjahr.

Lieber Hans-Jürgen,

auch Dir vielen Dank!

Allen herzliche Grüße!
Jörg

p.s.
Wenn wir entsprechendes Material finden, wird natürlich direkt durchpräpariert. Frisch geschnitten, ca. 20 Minuten Schnittfixierung in AFE, Wässern, Färben, Entwässern und rein ins Euparal. Das geht gut und gibt stabile Präparate (nun ja, mein ältestes in dieser Art ist nun gut zwei Jahre alt). 

[Holger Adelmann]

Das ist wieder eine sehr schöne Doku lieber Jörg ! Vielen Dank 

Mir sind im Phellem des letzten und vorletzten Bildes ähnliche filamentäre Zellinnenstrukturen aufgefallen wie damals beim Hopfen beobachtet, wenn auch hier nicht so stark ausgebildet.

Was könnte das denn sein?

Herzliche Gruesse
Holger

[Fahrenheit]

Lieber Holger,

schön, dass Dir mein Beitrag zum Efeu gefällt - vielen Dank!

leider muss ich Dir die Antwort auf Deine Frage schuldig bleiben: ich habe noch immer keine Idee, um was es sich da handeln könnte. Allerdings denke ich immer mehr, dass es sich bei diesen Strukturen um Präparationsartefakte handelt. Oder hat jemand noch eine Idee?

Herzliche Grüße
Jörg

[Detlef Kramer]

Hallo,

auch ich halte das für Artefakte, behaupte aber nicht, dass das die absolute Wahrheit ist.

Herzliche Grüße
Detlef