BOTANIK: Weiß-Esche (Fraxinus americana) - Nachweis von Fraxin *

[Hans-Jürgen Koch]

Liebe Pflanzenfreunde,

die Gattung Fraxinus umfasst 65 Arten, davon gibt es in Europa 4 Arten. Die Gattung ist seit der Kreidezeit (Zeitabschnitt vor 144-65 Millionen Jahren) fossil nachgewiesen. Die Weiß-Esche ist ein bis zu 25 Meter hoher Baum mit dunkelbrauner bis grauer tiefgefurchter Borke und gerundeter, breiter Krone. Junge Zweige sind kahl und olivgrün. Die Blattunterseite ist weißlich gefärbt. Die Heimat von Fraxinus americana ist das östliche Nordamerika (von Nova Scotia und Ontario bis Florida und Ost-Texas). In Mitteleuropa ist die Weiß-Esche seit 1724 in Kultur. Der Baum zeigt eine auffällige gelbe, orange oder violettpurpurne Herbstfärbung. Amerikaner stellen aus dem wertvollen Holz Sportgeräte wie Baseball-Schläger her. In Deutschland wird das teure Holz für Innenverkleidung und Möbel verwendet. Mir gefällt das helle Holz nicht, aber es ist halt modern.
In schneereichen Wintern sieht man häufig Schälschaden durch Wildkaninchen (Oryctolagus cuniculus). Diese schrägverlaufenden, ca. 5mm breiten, vierrilligen Zahnspuren lassen sich nur durch Einbinden der Stämmchen mit Kunststoffspiralen verhindern.
Eschenblätter finden heute nur noch in der Volksheilkunde als leichtes harntreibendes Mitte Verwendung. Eschenrinde galt früher als fiebersenkend. Für die Wirksamkeit der Drogen (Eschenrinde – Fraxini cortex, Eschenblätter – Fraxini folium) bei den beanspruchten Anwendungsgebieten gibt es bisher keine ausreichenden Belege, im Tierversuch konnten aber gewisse entzündungshemmenden und schmerzstillende Effekte der frischen Rinde festgestellt werden.
Fraxinus ist der alte lateinische Name für die Esche und wird vom griechischen φρ_σσο (phrasso) = umzäunen, abgeleitet, weil der Baum angeblich gute Pfähle zu Palisaden und zur Umzäunung liefert.
Der angelsächsische Name ,, Äse" ist ein uralter Name, der im Altnordischen nicht nur den Baum, sondern den aus seinem Holze angefertigten Speer bedeutet.

Bild 01 Junge Weißesche (Fraxinus americana) im Botanischer Garten Marburg, Hessen, Deutschland

Quelle: Wikipedia; Urheber: Willow
Genehmigung: Bedingungen der GNU-Lizenz für freie Dokumentation

Bild 02 Tafel im WeltWald  -  Harz http://www.weltwald-harz.de/

Die beiden Pflanzen, die ich zuletzt bearbeitet habe - Weymouth-Kiefer (Pinus strobus) und Gewöhnliche Robinie (Robinia pseudoacacia) – stammen alle aus Amerika. Die amerikanische Pflanzenwelt wächst hier auf einem Areal von vielen hunderten Quadratmetern im WeltWald und es gibt noch viel zu entdecken.

Systematik:

Ordnung: Lippenblütlerartige (Lamiales)
Familie: Ölbaumgewächse (Oleaceae)
Gattung: Eschen (Fraxinus)
Art: Weiß-Esche
Wissenschaftlicher Name: Fraxinus americana
Volkstümliche Bezeichnung: Amerikanische Esche
Englischer Name: White ash

Teil 1 Spross, Querschnitt, 30 µm

Bild 03  Schnittstelle, Fraxinus americana


Die Pflanzenteile haben über sechs Monate im AFE – Gemisch III gelegen. AFE - Gemisch gründlich mit Ethanol ausspülen (abnehmende Alhoholreihe: 70%ig, 50 % ig und 30 % ig).

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

Arbeitsablauf :

1. Schnitte  liegen in 30 % Ethanol.
2. Aqua dest. 3x wechseln je 1 Minute.
3. Vorfärbung Acridinrotlösung  8 Min.
4. 1x auswaschen mit Aqua dest. .
5. Acriflavinlösung (differenzieren bis gerade keine Farbwolken mehr abgehen - Lupenkontrolle) ca.    12 Sekunden !!!.
6. 2 x auswaschen mit Aqua dest..
7. Nachfärbung Astrablaulösung 2 Minute.
8. Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger verbleiben.
9. Entwässern mit 2x gewechseltem Isopropylalkohol ( 99,9 % ).
10. Als letzte Stufe vor dem Eindecken Xylol einsetzen.
11. Einschluss in DePeX.

Ergebnis :

Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot, Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot, Cuticula gelb, Zellwände der innenliegenden Hypodermis tiefrot.
Fotos: Nikon D5000, die Übersichtsaufnahmen wurde mit ,,MagniFlash" erstellt.

Bild 04 Übersicht, Fraxinus americana


Bild 05 Vergrößerung aus der Übersicht mit Beschriftung, Fraxinus americana

Ausdifferenziertes Periderm.
1 = Phelloderm, 2=  Phellogen, 3 = Phellem, RP = Rindenparenchym, SK = Sklerenchym, PH = Phloem, ST = Holzstrahl, K = Kambium, XY = Xylem.

Bild 06  Fraxinus americana

Bei dieser Einkerbung in der Rinde handelt es sich um eine Gewebeverletzung. Das blaue Gewebe zeigt Wundkallus. Als Kallus werden die undifferenzierten, parenchymatischen Zellkomplexe mit ungerichtetem Wachstum bezeichnet. Das Kallusgewebe verschließt die Wunde und trägt daher bedeutend zur Wundheilung bei. Dadurch sind Eintrittspforten für Pilze geschlossen.

Bild 07 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Bild 08 Querschnitt durch das ringporige Holz, Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Im Frühholz finden sich sehr große Gefäße. Durchzogen wird das Holz von schmalen Holzstrahlen.
a = Große Gefäße, b = Dickwandige Fasern, c = Fasertracheiden, d = Holzstrahlen
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Bild 09 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Starke Vergrößerung, einfacher Tüpfel zwischen zwei Strahlparenchymzellen, Fraxinus americana
Tüpfel sind Verbindungswege für den Stoffaustausch benachbarter Zellen.
Bei der Ausbildung der Sekundärwand bleiben Poren ausgespart, nur die Mittellamelle trennt die Zellen, diese wird durch Plasmodesmen durchzogen.
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Teil 2 Spross, Längsschnitt, 30 µm

Bild 10 Übersicht, Fraxinus americana


Bild 11 Vergrößerung, Fraxinus americana


Bild 12 Vergrößerung, Periderm, Fraxinus americana


Bild 13 Blattknospe, Fraxinus americana


Bild 14 Haare im inneren der Knospe,  Fraxinus americana

Schuppenhaare sind einzellige oder vielzellige, sitzende oder gestielte Haare, deren Endverzweigungen in einer Ebene liegen, wobei die einzelnen Zellen oder Verzweigungen einer Zelle bis mindestens zur Hälfte ihrer Länge verwachsen sind.

Bild 15  angeschnittener Blattstiel, Fraxinus americana


Bild 16 Vergrößerung, Übergang vom Spross zum Blattstiel, Fraxinus americana


Bild 17 Polaufnahme,  Fraxinus americana

Polarisiertes Licht  ruft optische Färbungen hervor, die feine Strukturdetails erkennen lassen

Bild 18 Fraxinus americana

Ich vermute, es handelt sich hier um Schrauben - Tracheiden

Bild 19 Strahlzellen mit zahlreichen Hoftüpfeln, Fraxinus americana


Bild 20 Periderm, Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Bild 21 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Übergang zwischen Periderm und der Knospe
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Bild 22 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Bild 23 Tangentialer Längsschnitt, Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Bild 24 Tangentialer Längsschnitt, Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Teil 3 Blattstiel, Querschnitt, 30 µm

Jörg hat den Blattstiel der Esche so phantastisch dargestellt, dass ich hier nur drei Bilder zeigen möchte. Hier der Link zu seiner Arbeit: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=3766.0

Bild 25 Nebenleitbündel,  Fraxinus americana


Bild 26 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10

Bild 27 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Fraxinus americana

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10


Quellen:

Ulrich Hecker: BLV-Handbuch Bäume und Sträucher. BLV, München 1995, ISBN 3-405-14738-7.
R. Düll/H. Kutzelnigg: Taschenlexikon der Pflanzen Deutschlands und angrenzender Länder. 7. Auflage, Quelle & Meyer-Verlag, 2011, ISBN 978-3-494-01424-1
Das neue Handbuch der Heilpflanzen, ISBN 978-3-440-12933-6
Wikipedia

Ich habe Dr. Horst Wörmann vom Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie in Bonn fixierte Proben von der  Weiß-Esche (Fraxinus americana) geschickt.
Ziel war der Nachweis von Fraxin und die Lokalisierung im Quer- bzw. Längsschnitt. Fraxin ist ein Glucosid, welches natürlich in der Rinde verschiedener Bäume vorkommt. In nennenswerten Mengen konnte es in der Rosskastanie (Aesculus hippocastanum) und in verschiedenen Arten der Esche (Fraxinus) nachgewiesen werden. Diese Untersuchung wird mit einem Mikrospektralphotometer durchgeführt
.
Herr Wörmann hat bei 365 nm eine schöne Fluoreszenz des Cutins und des Lignins
erhalten, das Maximum im Spektrum liegt bei 450 nm, wie sich's gehört, also im Blauen.

Bild A

Fraxinus Übersicht, 365 nm

Bild B

Vergrößerung, Fraxinus, 365 nm

Bild  C Spektum


Mit Anregung 470 nm gibt es eine schöne grüne Fluoreszenz, mit Maxima bei 544/564 nm. Könnte Fraxin sein, ist aber kein Beweis.
Bild D Fraxinus, 470 nm


Untersuchungen am Frischmaterial geben klarere Ergebnisse.

Dieses Bild hat Herr Wörmann mir noch geschickt. Es zeigt die Einzeichnung des Meßflecks.


Es handelt sich hier um Primärfluoreszenz, d. h. am ungefärbten Schnitt.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen

[Ronald Schulte]

Hans-Jürgen,

Tolle Bilderserie. Ich mag deine Übersicht Bilder immer gerne.
Warum Fluoreszieren deine Schnitte? Kommt das durch die Wackerfarbung (Acridinrot) oder haben Pflanzen auch viel primär Fluoreszenz?
Hat dein Auflichtfluoreszenz Filter Würfel oder separate sperr- und erregung Filter?

Grüße Ronald

[Klaus Herrmann]

Lieber Hans-Jürgen,

ein Meisterwerk und zusätzlich Gesamtkunstwerk. Wirklich außergewöhnlich gut hast du die Knospe getroffen. Bei diesem Längsschnitt wundert mich das satte Blau, das ich bei der W3A-Färbung so nicht erwarten würde. Sieht aber sehr gut aus!
Wacker ist durch Acriflavin und Acridinrot für Fluoreszenz ideal, wie deine schönen Fluoreszenzbilder zeigen. Und durch den richtigen Sperrfilter LP 520 hast du schön schwarzen Untergrund erzielt!

Ein Genuß zur Fastenzeit! 

[Hans-Jürgen Koch]

Hallo Ronald,

danke für Dein Lob. Die Fluoreszenz entsteht durch die Wacker-Färbung.
Einige Objekte fluoreszieren bei der Anregung mit meist kurzwelligem Licht von sich aus, ohne dass weitere Präparationschritte notwendig sind.
Diese Primärfluoreszenz oder Autofluoreszenz tritt häufig bei Strukturen auf die viele konjugierte Doppelbindungen enthalten.
Der grüne Blattfarbstoff Chlorophyll ist ein sehr charakteristischer Vertreter für Primärfluoreszenz; Chlorophyll ist aus einem Porphyrin Ring mit zahlreichen Doppelbindungen aufgebaut und zeigt bei Anregung mit grünem Licht eine starke rote Fluoreszenz.

Die Anordnung der Filter zeigt am besten das Bild von meinem Filter-Würfel.


Mit freundlichem Gruß
Hans-Jürgen

Lieber Klaus,

auch Dir herzlichen Dank für Deine netten Worte.

Gruß
Hans-Jürgen

[Rawfoto]

Hallo Hans-Jürgen

Deine Beiträge sind ja eigentlich immer spitze, der steht aber noch einmal über Deiner eigenen Spitzenmarke! Es sind da Bilder dabei die mich absolut absolut begeistern ==> 8, 16 und 18 begeistern mich besonders ...

Danke für diesen Beitrag ...

Liebe Grüße

Gerhard

[koestlfr]

Hallo Hans-Jürgen!

Endlich wieder ein echter"Koch"...sensationell, wie immer....

Toller Beitrag, Danke!

Liebe Grüße
Franz

[JoachimHLD]

Hall Hans-Jürgen,

Ein super Beitrag mit sehr schönen Aufnahmen!

Herzliche Grüsse
Joachim

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

da hast Du Dich diesmal aber selbst überholt! Vielen Dank für Deinen sehr interessanten Beitrag zur Weiß-Esche mit den vielen tollen bildet.
Besonders schön für mich ist die Knospe in der Sprossachsel. Da gehört schon was dazu, die nicht ausreißen zu lassen!

Herzliche Grüße
Jörg

[rekuwi]

Lieber Hans-Jürgen,

da schließe ich mich Jörgs Worten gerne an! Auch mich begeistert das Bild der Knospe. Und der gesamte Beitrag ist wieder mal sehr informativ. Hut ab!

Herzliche Grüße
Regi

[frfmfrfm]

I love your work.
Greetings from Sevilla, Francisco.

[Horst Wörmann]

Lieber Herr Koch,
ein - wie von Ihnen gewohnt - super Beitrag!

Eine Frage zur Fluoreszenz:
Das Grün kommt mir etwas merkwürdig vor. Haben Sie mal einen ungefärbten Schnitt
mit Fluoreszenz untersucht?
Es könnte sein, daß da Fraxin drin ist, ein Cumarinderivat mit türkis bis grüner Fluoreszenz.
Wenn Sie noch was vom Pflanzenmaterial übrig haben, könnte ich mal ein Spektrum aufnehmen.
Viele Grüße
Horst Wörmann

[Hans-Jürgen Koch]

Liebe Pflanzenfreunde,

Gerhard, Franz, Joachim, Jörg und Regi danke für das rege Interesse und Euer großes Lob.

@ Francisco,

muchos  saludos  desde  Alemania

@ Herr Wörmann,

ungefärbte Schnitte habe ich nicht untersucht.
Ein Spektrum interessiert mich sehr.
Ich habe Ihnen eine PN geschrieben.

Liebe Grüße an alle

Hans-Jürgen

[...]

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[Klaus Herrmann]

Lieber Hans-Jürgen,

der liebe Klaus hat nicht nur nette Worte verloren, er hat auch eine - zart angedeutete - Frage gestellt:

Bei diesem Längsschnitt wundert mich das satte Blau, das ich bei der W3A-Färbung so nicht erwarten würde. Sieht aber sehr gut aus!

kannst du da was zu sagen?

[Hans-Jürgen Koch]

Hallo Mario,

danke für Dein Lob.

@ Klaus,

sorry, Deine zart angedeutete Frage habe ich glatt überlesen.

Die Wackerfärbung war mir zu dunkel geworden. Ich wollte den Schnitt unbedingt retten und habe zur Differenzierung Salzsäure-Alkohol (auf 100 ml Ethanol 70 %  0,5 ml Salzsäure) verwendet. Das Egebnis hat auch mich überrascht, aber die Strukturen sind klag zu erkennen.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen