Botanik: 2000 Jahre u. Blattspliss - Welwitschia mirabilis - alle Pflanzenteile*

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

Glückwunsch zu Deinem interessanten Beitrag.

Gruß

Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Liebe Freunde,

vielen Dank für Euer großes Lob, das mich sehr freut!

Es hat nicht zufällig jemand Zugriff auf Spross und Wurzel der Welwitschie? Diese Gewebe würden mich auch sehr interessieren.
Oder hat vielleicht jemand Erfahrung mit der Anzucht der Pflanze? Zwei oder drei Jahre würde ich warten können, um eigenes Material zu bekommen.
Immerhin sind die "kleinen Dinger" in unseren Botanischen Gärten ja auch schon Jahrzehnte alt und kein Kustos würde wohl das Risiko einer Verletzung seiner Schützlinge eingehen ...

Herzliche Grüße
Jörg

[Daniel Steiner]

Hallo Jörg,

Saatgut kriegt man ohne weiteres, im kommenden Frühjahr werde ich wieder mal einen Versuch starten. Die Keimlinge sind sehr empfindlich auf Pilzbefall; wenn die Pflanzen aber etabliert sind, kann man sie im Gewächshaus gut kultivieren.
Vielleicht gibt es dann genug Material für eine mikroskopische Untersuchung. Würde mich auch interessieren.

Gruss Daniel

[Fahrenheit]

Lieber Daniel,

danke für Deinen Hinweis. Ich habe mich zwischenzeitlich im Netz ein wenig umgelesen: die Samen sind tatsächlich recht leicht zu bekommen, aber die Anzuchtbedingungen wohl nicht ganz einfach.
Eigentlich braucht es, wie Du schon schreibst, wohl ein Gewächshaus, um die Wärme- und Lichtbedürfnisse der Welwitschie zu erfüllen. Ich werde es im Frühjahr trotzdem mal auf der Fensterbank probieren, und hoffen, dass es klappt.  

Herzliche Grüße
Jörg

[Daniel Steiner]

Hallo Jörg,

mein erster Versuch unter Kunstlicht ging schief: Kurz nach der Entfaltung der Keimblätter gingen die Pflänzchen an Pilzbefall ein. Es wird empfohlen, die papiernen Samenflügel wegzuschneiden. Sterilisiertes Substrat sollte auch helfen sowie fortgesetzte Behandlung mit Fungizid. Wenn das Blattpaar mal erscheint, wird die Pflanze robuster. April/Mai ist die beste Zeit für die Aussaat. Bei mir diesmal im Gewächshaus.
Ich wünsche dir gutes Gelingen! Der Genuss (!) deines Beitrags hat mich motiviert, wieder eine Samenportion zu bestellen...

Herzlich, Daniel

[Fahrenheit]

Lieber Daniel,

hier ein Link auf die Seiten von Bihrmann:
http://www.bihrmann.com/caudiciforms/subs/wel-mir-sub.asp

Auf der Seite verlinkt ist ein  pdf, in dem der Autor seine  Erfahrungen mit der Anzucht von Welwitschiensamen sehr ausführlich beschreibt.
Im Anhang finden sich auch eine Anzuchtanleitung vom Palmengarten Frankfurt.

Wenn man die Pilze in den Griff bekommt und ein passendes Substrat verwendet, scheint es nicht so schwer zu sein, die Pflanzen zu ziehen.

Herzliche Grüße
Jörg

[Fahrenheit]

Liebe Pflanzenfreunde,

zwischenzeitlich hatte ich eine Probe des nun fixierten Materials in Ethanol 70% an Herrn Walter Nänny gesandt. Neben Quer- und Längsschnitten hat er auch Flächenschnitte des Blattes erstellt und mir freundlicherweise zwei Präparate in W3Asim II und Etzold FCA Färbung überlassen.

Auch eine Literaturempfehlung möchte ich hier weitergeben:
The Anatomy and Morphology of the Leaves and Inflorescences of Welwitschia Mirabilis.
By M. G. Sykes, Girton College, Fellow of Newnham College / Cambridge. 1909
Der Artikel ist bei AbeBooks als pdf und Reprint erhältlich.
Die Beschreibung der Blattanatomie von Sykes (Seite 180 ff.) deckt sich genau mit den Beobachtungen an den Aufnahmen hier im Thread.

Bilder von Herrn Nännys Flächenschnitten möchte ich nun hier nachreichen:

Bild 16: Ungefähre Lage der Schnittebenen anhand eines meiner Querschnitte:


Bilder 17a,b: Ein Idioblast im umgebenden Parenchymgewebe, Bild 17b mit Beschriftung; Vergrößerung 400x, Etzold FCA, Stapel aus je 14 Bildern


Auch hier wieder schön zu sehen: die Außenwand des Idioblasten ist dicht an dicht mit Calciumoxalat-Kristallen besetzt.

Bilder 18a,b: Faserbündel am Leitgewebe, Bild 18b mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Etzold FCA, Stapel aus je 30 Bildern


Die Faserbündel zeigen sich auch in den Quer- und Längsschnitte und werden erstaunlich lang (> 5 mm)

Bilder 19a-d: Transfusionstracheiden, Bilder 19b und d mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Etzold FCA und W3Asim II, Stapel aus je 25 und 20 Bildern





Die Transfusionstracheiden, die z.B. auch im Bild 16 oder den Bildern 9a-c erkennbar sind, umschließen in einem mehr oder weniger geschlossenen Ring die Leitbündel mit ihren Faserkappen.
Sie sind ebenfalls bei Sykes beschrieben:
"Each large bundle is normally orientated and is surrounded by a well developed
sheath of isodiametric or slightly elongated transfusion tracheides with lignified
walls and simple or elongated pits (figs. 1 and 4, Plate 17)."
Und genau so finden wir sie auch in den oben gezeigten Bildern.
Transfusionstracheiden? Die kennen wir aus den Nadeln der Koniferen. Und die Welwitschie? Welwitschia mirabilis gehört in die Familie der Welwitschiaceae in der Ordnung Gnetales, die in der Klasse der Coniferopsida neben den Coniferales steht, also der Ordnung der Nadelhölzer.
Ich denke, wir dürfen davon aus gehen, dass sich das Konzept der Transfusionsgewebe (Transfusionstracheiden und Transfusionsparenchym um die Leitbündel in den Nadeln der Nadelhölzer wie z.B. bei Escherich (S. 211) und Braune/Lehman/Taubert (S. 214 - 216) beschrieben) in ähnlicher Form auch bei den Gnetales wieder findet.

Bild 20: Illustration von Sykes: Leitbündel der Welwitschie im Querschnitt


Zum Schluss noch ein Blick auf die charakteristische v-förmige Verwachsung der lateralen Leitbündel bei Welwitschia, die so nur im Flächenschnitt erkennbar ist:

Bilder 21a-b: Leitbündel mit Verwachsung, Bild 20b mit Beschriftung; Vergrößerung 200x, Stapel aus je 30 Bildern


Leider hat die Probe durch die Lange Zeit zwischen Probenahme und Fixierung und vielleicht auch durch die Lagerung im Ethanol doch gelitten, was hier zu Rissen im Schnitt geführt hat.
Zur Erläuterung noch ein Zitat von Sykes:
"The vascular system, confined to the central mesophyll, consists of a number of
similar parallel bundles, which at intervals give off small branches. As a rule, two of
these branchlets arise simultaneously from two neighbouring bundles, and, converging
obliquely towards one another, fuse; the single bundle thus formed then runs back a
short distance towards the base of the leaf, and ends blindly in the mesophyll."

Wie immer vielen Dank fürs Lesen, Anregungen und Kritik sind gerne gesehen.

Herzliche Grüße
Jörg

[vbandke]

Guten Abend, Jörg,


irgendwie ist mir Dein Beitrag vom September "durchgerutscht".  In einem Wort:  Super.


und zwar nicht nur die Bilder, sondern auch die schöne Erläuterung.  Vielen Dank fürs Zeigen der wünderschönen Schnitte aus einer solchen nicht ganu so schönen Pflanze.


Mit besten Grüßen


Volker

[Detlef Kramer]

Hallo,
ich habe mich mit dem Leiter des Botanischen Gartens der TU Darmstadt darüber verständigt, dass wir in unseren Gewächshäusern versuchen werden, ein paar Sämlinge aufzuziehen, die dann gegen eine moderate Spende erhalten werden können. Die Sache ist allerdings nicht ohne Risiko, Zitat Dr. Schneckenburger: "im Prinzip ja – das können wir gerne machen – allerdings ohne Erfolgsgarantie. Wir haben ja auch eigene Ernten und das klappt nicht immer. Oft sind es dann auch größere Schadtiere, die den Dingen zusetzen." Also schau'n wir mal! Ich werde mich wieder melden.

Dir Jörg: Bewunderung und Gratulation, oder, wie Schneckenburger schrieb: "... die Bilder sind ja traumhaft!!!!!"

Herzliche Grüße
Detlef

[Fahrenheit]

Lieber Volker,

bitte entschuldige, ich hätte Dich vor lauter Begeisterung über das Anzuchtangebot glatt vergessen.
Auch Dir herzlichen Dank für Dein Lob!

Lieber Detlef,

auch Dir und Prof. Schneckenburger herzlichen Dank für das große Lob! Und an Herrn Schneckenburger schöne Grüße!

Ich finde es toll, dass Herr Schneckenburger sich bereit erklärt hat, die Anzucht zu versuchen und die Pflanzen abzugeben.
Ich drücke alle Daumen und hoffe, dass das Experiment glückt. Wenn es geklappt hat und genug Pflänzchen da sind, würde ich gerne zwei übernehmen.

Wenn die TU bei ihren Lehrmaterialien, Skripten etc. Bedarf hat: ich würde mich sehr freuen, wenn die Bilder der Welwitschia oder andere Verwendung finden.

Ich habe am Wochenende übrigens noch mal Querschnitte gemacht und mit Dujardin Grün gefärbt. Eingedeckt in Histofluid sind die Präparate wunderbar klar und die eher dezente Farbgebung der Dujardin Grün Färbung tut das ihrige dazu. Noch kämpfe ich mit Blasen in den Präparaten - Histofluid ist bei Pflanzenschnitten um die 40µm nicht ganz einfach in der Handhabung da es stärker schrumpft als z.B. Euparal - aber es wird hier im Thread neue Bilder geben.  

Allen herzliche  Grüße
Jörg

[PetrM]

Ich konnte einigem folgen. Interessant ist tatsächlich die Verstopfung der Atemeingänge durch Wachs welches Luft durchläst. Alle Outdoor-Ingeniere würden sich sicher freuen zu wissen um was es sich da handelt

Ich hab ja bereits ein paar von deinen Ausführungen gelesen und finde deine Präzision immer wieder eindrucksvoll. Wie man in einem Satz gleich mindestens fünf Fachwörter einbringen kann zeugt offenbar von viel Erfahrung.

Bin begeistert. Vorallem weil ich die Welwitschia erst vor kurzem selber als ausergewöhnliche Pflanze entdeckt, aber inzwischen wieder vergessen hatte.

Ich glaub ich habe damals nach langlebigen Pflanzen gesucht. Vieleicht auch nach den ältesten Pflanzen. Weis nicht mehr.

Die Welwitschia hat aber definitiv einen besonderen Platz im Reich der Pflanzen!

Vielgruß
woody

[Fahrenheit]

Lieber Woody,

vielen Dank für Dein Lob!
Das mit der Erfahrung hält sich in Grenzen. Ich betrachte mich als interessierten Laien und beschäftige mich erst seit gut 7 Jahren mit der Botanik. Da gibt es andere, die deutlich fitter sind.

Die Vorhöfe der Stomata sind übrigens nicht komplett von der Wachartigen Substanz der Cuticula verschlossen, es bleibt meist ein kleiner Spalt frei (siehe Bild 11a), sonst gäbe es wohl Probleme mit der Ausscheidung von Wasserdampf, die ja der Motor für den Wassertransport im Xylem ist. Es finden sich aber recht häufig Pilzhyphen in den Vorhöfen, die sich auch in den Bildern zeigen (siehe Bild 10c&d, zweites Stoma von rechts) - allerdings kann ich nicht sagen, ob die dort schon zu Lebzeiten des Blattes zu finden waren. Zur Erinnerung: die Fixierung erfolgte erst ca. 4 Wochen nach der Probenahme.

At all ...

So, nun zum Grund meiner späten Antwort: es folgt noch einmal ein Satz Aufnahmen von neuen Präparaten in der ebenfalls von Rolf-Dieter Müller entwickelten Dujardin Grün Färbung. Diese geht auf Herrn Emmanuel P. Dujardin von der Koninklijk Antwerps Genootschap voor Micrografie zurück, der die Färbung im Mikrokosmos beschrieben hat (53. Jahrgang, Heft 3, März 1964, Seite 94 ff.).
Rolf-Dieter hat sie im Jahr 2011 durch den Einsatz von Alcian-Grün abgewandelt. Wer mehr lesen möchte, wird auf der Webseite des MKB fündig. 

Die Schnittdicke liegt bei den folgenden Bildern bei 40 µm, ein Anleitungsbogen zur Färbung kann hier herunter geladen werden und eingedeckt habe ich diesmal über Xylol in Histofluid, welches mit einem Brechungsindex von 1,5 sehr nahe beim Glas liegt und sofort nach dem Eindecken gestochen scharfe Bilder liefert.
Leider wurde Histofluid für die deutlich dünneren histologischen Schnitte entwickelt und die Schrumpfung des Harzes beim Trocknen führt - zumindest bei mir - recht häufig zu Luftblasen, die sich zum eingebetteten Schnitt hin ziehen und eine Rettung des Präparats aufwändig machen.
Die Beschriftung in den Bildern folgt dem gleichen Muster wie im Eingangsposting.

Bild 22a-c: Übersicht, Bild 22b mit Beschriftung, Bild 22c im Polarisationskontrast; Vergrößerung 50x, Stapel aus je 26 bzw. 30 Bildern




Wie auch bei den Bilder mit der W3Asim II Färbung fällt im Polbild auf, dass neben den vielen Caliumoxalatkristallen im Parenchym des Blattes auch die Cuticula hell aufleuchtet. Sykes beschreibt die Cuticula als dreilagig mit eingelagerten Calciumoxalat-Kristallen in der zweiten Lage:

"The outer wall of each epidermal cell is composed of three distinct layers, and
is also incrusted with a small deposit of crystals of calcium oxalate. The innermost
layer (C, fig. 2, Plate 17) stains deeply with cellulose stains; the middle layer is
(B, fig. 2) of considerable thickness, is slightly cuticularised, does not stain with
cellulose stains, and is impregnated throughout with minute crystals of calcium
oxalate; the outermost layer (A, fig. 2) is much thinner, it does not react to
cellulose or cuticular stains, and projects at the corners of the cells through the middle
layer, and touches the inner cellulose wall."

Bild 23: Die Zeichnung, auf die Sykes im Zitat oben referenziert


Mir ist bisher keine andere Pflanze bekannt, die Calciumoxalat in der Cuticula einlagert.

Betrachten wir also die äusseren Gewebeschichten des Blattes noch einmal genauer:

Bild 24a-d: Cuticula, Epidermis, Stomata und Faserbündel in unterschiedlicher Vergrößerung; Bilder 24b & d mit Beschriftung, Vergrößerung 200x bzw. 400x, Stapel aus je 39 bzw. 29 Bildern





Die Calciumoxalatkristalle zeichnen sich besonders bei 400facher Vergrößerung schön in der Cuticula ab und auch die von Sykes beschriebenen Schichten A & B sind deutlich zu erkennen. Mit C tue ich mich etwas schwer.
Zudem fallen die frischeren Farben der ersten beiden Bilder 24a & b auf. Die Aufnahme wurde nur einige Minuten nach dem Eindecken in Histofluid gemacht. Die Aufnahme für die beiden anderen Bilder 25c & d ist zwei Tage älter.

Bleibt noch ein Blick auf die Leitbündel.

Bild 25a-d: Leitbündel in unterschiedlicher Vergrößerung; Bilder 25b & d mit Beschriftung, Vergrößerung 100x bzw. 200x, Stapel aus je 41 bzw. 19 Bildern





Zum Schluss bleibt zu sagen, dass Samen der Welwitschie nach Darmstadt unterwegs sind. Nochmals Danke an Detlef, Herrn Schneckenburger und das Team vom Botanischen Garten der TU Darmstadt! ich bin sehr auf die jungen Pflänzchen gespannt. Ob es wohl zur diesjährigen Kornrade schon was zu sehen gibt?

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

Herzliche Grüße
Jörg

[PetrM]

Lieber Woody,

vielen Dank für Dein Lob!
Das mit der Erfahrung hält sich in Grenzen. Ich betrachte mich als interessierten Laien und beschäftige mich erst seit gut 7 Jahren mit der Botanik. Da gibt es andere, die deutlich fitter sind.

Die Vorhöfe der Stomata sind übrigens nicht komplett von der Wachartigen Substanz der Cuticula verschlossen, es bleibt meist ein kleiner Spalt frei (siehe Bild 11a), sonst gäbe es wohl Probleme mit der Ausscheidung von Wasserdampf, die ja der Motor für den Wassertransport im Xylem ist. Es finden sich aber recht häufig Pilzhyphen in den Vorhöfen, die sich auch in den Bildern zeigen (siehe Bild 10c&d, zweites Stoma von rechts) - allerdings kann ich nicht sagen, ob die dort schon zu Lebzeiten des Blattes zu finden waren. Zur Erinnerung: die Fixierung erfolgte erst ca. 4 Wochen nach der Probenahme.

Also Pilze hab ich genug gehabt!

Und sicher ist eines:
Niemand möchte Pilze züchen, welche nur in Schuhen entsehen.

Vielgruß
woody

P.S.

Oder gibt es eventuell symbiotische Schuhe  LOL

[koestlfr]

Hallo Jörg!

Tolle Bilder, sensationeller Beitrag!

Ein Tipp zu Histofluid/-kitt: ich lasse den Schnitt vor dem Eindecken FAST trocknen, dann kommen auch bei dickeren Schnitten kaum Blasen oder Schrumpfungen.

Liebe Grüße
Franz

[Fahrenheit]

Lieber Franz,

danke für Dein Lob und den Tipp!

Ich werde beim nächsten Versuch mit Histofluid darauf achten, einen Mittelweg zwischen Blasen wegen zu viel Xylol und Blasen wegen zu wenig Xylol zu finden.
Es braucht sicher noch ein wenig Erfahrung, um das Harz sicher handhaben zu können, aber so ganz überzeugt bin ich noch nicht.
Wobei ich sagen muss: kleine Blasen, die ggf. beim Eindecken eines etwas zu weit abgetrockneten Schnitts entstehen, verschwinden beim Histofluid noch schneller, als beim Euparal.

Kannst Du schon etwas über die Langzeitstabilität des Histofluids sagen?

Herzliche Grüße
Jörg