Botanik: Zirbelkiefer Pinus cembra „Königin der Alpen“ *

[Hans-Jürgen Koch]

Die Zirbelkiefer auch als Arve bekannt stammt aus den Alpen, Karpaten und Sibirien. Es ist ein mittelgroßer Nadelbaum, der sonnige Standorte liebt. Die Zirbelkiefer ist ein frostharter Nadelbaum. Er wächst sehr schmal und kann bis zu 25 Meter hoch werden. 700 Jahre sind kein Alter für diesen Baum.
Der Stamm kann einen Durchmesser von 1,7 Metern erreichen.

Bild 01 bizarre Form der Zirbelkiefer Pinus cembra

Kleinmölbing, Steiermark/ Österreich
Urheber: Tigerente

Die Zirbelkiefer ist ein Baum des Hochgebirges. Vor allem in den Zentralalpen bildet sie die obersten Wälder und klettert, mehr Strauch als Baum, bis zur Grenze jeglichen Baumwuchses in Höhen von 2.500 Meter und darüber. Über 1.000 Jahre trotzen manche Zirbeln hier den größten Unbilden der Berge, haben von Wind und Wetter zerzauste Baumgreise noch eine schier unbeugsame Lebenskraft. Respekt und Ehrfurcht brachten ihr die Menschen im Gebirge deshalb entgegen, für viele galt sie als die ,,Königin der Alpen".

Systematik:
Klasse: Coniferopsida
Ordnung: Koniferen (Coniferales)
Familie: Kieferngewächse (Pinaceae)
Unterfamilie: Pinoideae
Gattung: Kiefern (Pinus)
Art: Zirbelkiefer
Wissenschaftlicher Name: Pinus cembra
Volkstümliche Bezeichnung: Arve, Cembra, Zirbe oder Zirbel
In Kärnten heißt der Baum ,,Zirbm", in Tirol ,,Zirm" und in der Schweiz ,,Arve".
Englischer Name: Swiss stone pine

Die vielen Namen, die diese Baumart bis heute trägt, sind Ausdruck ihrer großen Wertschätzung und Bedeutung, die sie gerade in entlegenen und lange Zeit nur schwer zugänglichen Gebieten der Alpen hatte. Mit ,,Zirbe" hat man ursprünglich wahrscheinlich nicht den Baum selbst, sondern seine Zapfen bezeichnet. Zirbel geht nämlich auf das mittelhochdeutsche ,,"zirben" zurück, was so viel bedeutet wie ,,sich im Kreise drehen, wirbeln".
Die Zapfen reifen 2 Jahren, und während der Reifezeit im September/Oktober fallen sie ab und zerfallen dabei.
Die Arve wächst sehr langsam, erst nach dem 60. Jahr wird sie fruchtbar.
Die essbaren Samen des Zirbelbaums sind dementsprechend die Zirbelnüsse.
Arven Samen sind sehr schmackhaft. Sie enthalten 70% Fette und 20% Eiweiß.
Das aus Samen und Jungtrieben gewonnene ,,Karpatische oder ungarische Terpentin" wurde früher arzneilich verwendet (Ringabalsam, Balsamum carpaticum).
In der Schweiz ist Pinus cembra, so die lateinisch-wissenschaftliche Benennung der Art, als Arve bekannt, ein uralter Name, der auf vorromanische Zeiten zurückgeht. In der Schweiz, in Österreich und Italien haben sich bis heute viele Lokalnamen gehalten.
Ausgedehnte Rodungen für den Alpbetrieb, weidendes Vieh im Wald, Großkahlschläge in Salinengebieten und Plünderung der Bestände für die Schnitzerei (z.B. im Grödner Tal) haben vielerorts zu einem erheblichen Schwund der Zirbenwälder geführt. In der Saline Hallein wurden noch im 18. Jahrhundert Jahr für Jahr 240.000 Klafter (altes Raummaß, etwa drei bis vier Raummeter) Zirbenholz in den Sudöfen verbrannt.  Zu unserem Glück haben viele Wälder diesen Raubbau überlebt, sind aber heute ganz anderen, nicht weniger bestandesbedrohenden Gefahren ausgesetzt.
Junge Arven sind für Hirsche und Gemsen eine begehrte Äsung. Vor allem dort, wo die Wildbestände zu hoch sind, hat die Zirbe ernste Probleme mit ihrer Verjüngung. Viele Arven Wälder sind vergreist, und das, obwohl sie reichlich blühen und Samen bilden.

Bild 02 Nadeln der Zirbelkiefer Pinus cembra

Foto: H.-J_Koch

Die Nadeln stehen zu je 5 pinselartig gebüschelt an Kurztrieben und sind blaugrün.
Nadelblätter: ca. 1 mm schmal und ca. 11 cm lang.
Ihre Nadeln ertragen winterliche Temperaturen von bis zu - 40°C und können schon bei frostigen -5°C assimilieren (=Aufbau lebensnotwendiger Kohlenstoffverbindungen).

Der Lärchen-Zirbenwald in den Hochlagen der Alpen ist eine innige Gemeinschaft, in der beide Partner aber ganz unterschiedliche Rollen spielen. Die raschwüchsige und sehr lichthungrige Lärche ist mit die Erste, wenn es darum geht, freie Flächen zu besiedeln. Die Zirbe dagegen lässt sich Zeit. Erst Jahrzehnte nach der Lärche und auf mittlerweile gereiften Böden wandert sie in die Pionierwälder ein. Jetzt kommen ihre Stärken zum Tragen: größere Schattentoleranz, ein zwar langsames, aber stetiges Wachstum, ein hohes Lebensalter und die besondere Fähigkeit, auf Rohhumus zu keimen. Mit ihren großen Nüssen, die viel Speicherstoffe enthalten, ist die Zirbe in der Lage, Keimlinge zu bilden, die kräftig genug sind, um durch den Rohhumus hindurch bis in den Mineralboden einzudringen. Darüber hinaus können sie es im Schatten der Lärchen ganz gut aushalten und wachsen. Aus dem anfänglichen Lärchenwald entwickelt sich so ein Lärchen-Zirbenwald und schließlich ein Zirbenwald. Auch wenn die dargestellte Entwicklung einfach erscheinen mag, liegen zwischen dem Keimen der ersten Lärchen und einem dichten Arvenwald Jahrhunderte.

Das Holz der Zirbe ist sehr leicht, hat einen schmalen gelblichen Splint und einen rötlichen bis hellbraunen Kern. Die Bergbauern nutzten es früher als Brenn- und Bauholz. Begehrt war es für Schnitzereien und zur Fertigung von Dachschindeln. Heute braucht man das Holz vor allem dafür, dem Touristen in den Zirbelstuben ein rustikales Ambiente zu vermitteln. Wandvertäfelungen sind nicht zuletzt wegen der vielen eingewachsenen, rotbraunen Äste dekorativ. Das Holz der Arve ist deshalb eines der wenigen, das durch seine Astigkeit an Wert gewinnt.

Mit einem Rabenvogel, dem Tannenhäher, bildet die Arve in fast ihrem gesamten Verbreitungsgebiet eine hoch spezialisierte Lebensgemeinschaft. Unter den unwirtlichen Lebensbedingungen sind beide Partner in ihrer Existenz auf diese fein abgestimmte Beziehung angewiesen. Ein Paradebeispiel für eine Symbiose, dem Zusammenleben artverschiedener Organismen zum gegenseitigen Nutzen. Der Tannenhäher (Nucifraga caryocatactes) lebt im Verbreitungsgebiet der Arve überwiegend von deren Samen. Von August an und bis in den Winter hinein ernten die Tannenhäher unermüdlich Zirbelnüsse und verstecken den Großteil im Waldboden. Einzelne Vögel legen in einem Jahr bis über 10.000 Versteckplätze an. Dabei werden Transportentfernungen bis 15 Kilometer und Höhendistanzen von bis zu 600 Meter überwunden. In einer langjährigen Studie in der Schweiz hat man ermittelt, dass eine Häher Familie bestehend aus zwei Altvögel und zwei Jungen in einem Jahr mindestens 50.000 Arvensamen konsumiert. Tannenhäher transportieren in ihrem Kehlsack bei einem Flug zwischen 30 und 70, maximal 100 Arvensamen, die dann auf viele Verstecke verteilt.

Teil 1: Jähriger Spross, Querschnitte 25 Mikrometer

Das Holz ist weich, es lässt sich sehr gut schneiden.
Die Proben sind aus dem Arboretum Bad Grund (Niedersachsen) vom Mai 2016.
Die Bilder 03 ,04 und 05 zeigen ungefärbte Schnitte

Bild 03 Übersicht, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 04 Vergrößerung, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 05 Harzkanal, Zirbelkiefer Pinus cembra


W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) modifiziert
Arbeitsablauf :
1. Probe liegt 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 1 Minute.
Bei der Nachfärbung mit Astrablau eine Mischung aus Astrablau und Acriflavin im Verhältnis 3 : 1 verwendet (blau + gelb = grün).
8. Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger verbleiben.
9. Entwässern mit 2x gewechseltem Isopropylalkohol ( 99,9 % )
10. Einschluss in Euparal.

Ergebnis :
Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot, Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot, Cuticula gelb, Zellwände der innenliegenden Hypodermis tiefrot.

Bild 06 Übersicht, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 07    W-3A-Färbung + Negativ - Foto, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 08 Übersicht mit Ansatz von Nadelblättern, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 09 Vergrößerung aus der Übersicht mit Beschriftung, Zirbelkiefer Pinus cembra

HK = Harzkanal, PH = Phloem, K = Kambium, MP = Markparenchym, XY = Xylem, PE = Periderm, RP = Rindenparenchym, Jahresringgrenze

Wieso hat ein Baum Harz?
Kiefern sondern eine zähe, klebrige Flüssigkeit an, wenn man ihre Rinde beschädigt. Diese Flüssigkeit nennt man Harz. Der Harzbalsam ist ein klebriger, zähflüssiger Saft den Baumzellen herstellen. Den Baumstamm durchziehen von unten nach oben Harzkanäle, die das Harz speichern, bis es gebraucht wird. Jede Baumart speichert von diesem Harzbalsam verschieden viel. Wird die Rinde eines Baumes zum Beispiel angeschlagen oder angeritzt, dann tritt dieses Harzbalsam nach außen. Nach einer gewissen Zeit wird der Harzbalsam fest und verschließt sozusagen die "Wunde" im Baumstamm. Aus dem Harzbalsam wird dann Harz hergestellt.
Der Harzbalsam von Nadelhölzern heißt Terpentin und daraus wird das Harz Kolophonium gewonnen. Terpentin und das Kolophonium werden in der chemischen Industrie als Rohstoffe verwendet.

Bild 10 Vergrößerung mit Nadelblattansatz, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 11 Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 12 Zwei Harzkanäle, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 13 Harzkanal mit Beschriftung, Zirbelkiefer Pinus cembra

[Hans-Jürgen Koch]

Bild 14 Vergrößerung, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 15 Harzkanal, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 16 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Xylem,  Zirbelkiefer Pinus cembra

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

Bild 17 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Harzkanal, Zirbelkiefer Pinus cembra

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

Bild 18 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Zirbelkiefer Pinus cembra

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

Teil 2: Nadelblatt, Querschnitt 25 Mikrometer

Die Bilder 19 ,20, 21 und 22 zeigen ungefärbte Schnitte.

Bild 19 Übersicht, ungefärbter Schnitt, Zirbelkiefer Pinus cembra


Im Querschnitt sind die Nadeln dreieckig.
Auf jeder der beiden zur Unterseite gehörigen Flächen befinden sich mehrere bläulich-weiße Wachsstreifen; die konvexe Oberseite ist dunkelgrün und frei von Stomata. Die Epidermiszellen sind breiter als hoch; die Hypodermis ist relativ dünnwandig.

Bild 20 Vergrößerung, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 21 Vergrößerung aus der Übersicht, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 22 Nadelblatt-Spaltöffnung, Zirbelkiefer Pinus cembra


Die Nadelblätter habe ich mit W-3A – sim und Acridingelb 1 % gefärbt

Bild 23 Übersicht, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 24 Leitbündel, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 25 Vergrößerung, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 26 Atemhöhle mit Beschriftung, Zirbelkiefer Pinus cembra


Bild 27 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme mit Beschriftung, Zirbelkiefer Pinus cembra

XY = Xylem, PH = Phloem, EN = Endodermis, HK = Harzkanal, EP = Epidermis, HY = Hypodermis
Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, Sperrfilter LP 520, Erregerfilter BP 436/10


Quellen und weiterführende Informationen:

Wikipedia; Freie Enzyklopädie
Gregor Aas ,,Bäume", ISBN:3-7742-4058-2
Peter A. Schmidt ,,Taschenlexikon der Gehölze", ISBN: 978-3-494-01448-7
Kosmos Baumführer Europa, ISBN: 978-3-440-11741-5
Lexikon der Baum- und Straucharten, ISBN: 978-3-86820-123-9
,,Lexikon der Nadelbäume", ISBN: 3-933203-80-5
,,Bäume und Sträucher", ISBN: 10-8354-0021-5

Für konstruktive Kritik bin ich ebenso offen wie für lobende Worte.
Doch zunächst einmal wünsche ich viel Freude beim Lesen.

Hans-Jürgen

[Manfred Rath]

Lieber Hans Jürgen,

lobende Worte seien dein, für Kritik fehlt mir die Kompetenz und zudem sehe ich keinen Grund dazu...
Wie alle deine Beiträge - umfassend dokumentiert, bebildert und beschrieben - und bereits in meinem Archiv gespeichert.
Danke für diesen Beitrag,

liebe Grüße
Manfred

[Wutsdorff Peter]

Grüß Dich Hans-Jürgen,
wie immer bei Dir: SUUUPER
Ich bewundere nicht nur Deine Mikro-Technik, sondern auch Dein solides botan. Fachwissen,
besonders auch die Lit.-angaben.
Da wir jeden Sommer im Berner Oberland (nördl. d. Thuner Sees) in Höhen um 1700m wandern, sind die Zirben alte Bekannte.

Gruß Peter

[...]

...

[Hans-Jürgen Koch]

Guten Morgen Manfred, Peter und Mario,

danke für Eure lobende Worte.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen

[Rawfoto]

Hallo Hans-Jürgen

Einfach toll, danke für die ausführliche Beschreibung ...

In Kärnten gibt es eine Möglichkeit diese wunderschönen Bäume leicht zu erreichen, die Nockalm Hochalpenstrasse, eine wunderschöne Sache. Ideale Reisezeit Ende Juni oder Oktober - einmal die alpine Blüte und einmal die Herbstverfärbung (natürlich nicht der Zirben) ...

Die dunkelbraunen Eichkatzen machen den Tannenhäher dort Konkurrenz, auch die finden einen Teil Ihres Vorrats nicht mehr ...

Die Möbel duften viele Jahre nach ihrer Erzeugung noch, ich habe einen Kopfpolster gefüllt mit den Resten einer Schnitzerei. Das soll beim Schlaf entspannen (Hausmittel, seit langer Zeit, ob's wirklich hilft - auf jeden Fall, gut richen tuts)

Liebe Grüße

Gerhard

[Hans-Jürgen Koch]

Hallo Gerhard,

danke für Dein Feedback.

Gruß nach Österreich

Hans-Jürgen

[koestlfr]

Lieber Hans-Jürgen!

Tolle Doku! Sehr schöne Details!

Was bringt die Zugabe von 1% Acridingelb, a im Durchlicht und b in der Fluoreszenz?

[vbandke]

Guten Tag, Hans-Jürgen,

Bislang kannte ich Zirben nur in Form von Zirbenschnaps (Zirm, Zirmschnaps), rot und lecker.  Doch Dein Beitrag hier, Text sowie Bilder, haben dem Alkohol den Rang abgelaufen.  Super!


Vielen Dank fürs Zeigen


Volker

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

das ist wieder ein schöner und umfangreicher Beitrag, den ich gerne in die Botanik-Liste übernommen habe.

Herzliche Grüße
Jörg

[Hans-Jürgen Koch]

Guten Morgen,

danke an Franz, Volker und Jörg für Euer Interesse und die wohlwollenden Worte.

@Franz,
Acridingelb ist ein Acridin-Farbstoff, der in der Molekularbiologie als Fluoreszenzfarbstoff eingesetzt wird. Mein Färbeergebnis hat mich nicht überzeugt.
Die Rohamin B – Acridingelb Färbung war wesentlich besser.
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=22398.0
Es fehlen leider 6 Bilder in diesem Beitrag.

@ Volker,
vom Zirbenschnaps habe ich noch nie gehört.

Gruß
Hans-Jürgen

[koestlfr]

Hallo Hans-Jürgen!

Danke für die Info!

PS: wenn ich nicht vergesse, dann bringe ich einen Zirbenschnaps nach WB mit ...

[vbandke]

Hans-Jürgen, zum Zirben/Zirm-Schnaps schaust Du ===> hier


Mit besten Grüßen
Volker

[Klaus Herrmann]

Hallo Franz,

wenn ich nicht vergesse, dann bringe ich einen Zirbenschnaps nach WB mit ...

dann tust du was für die kulinarische Bildung!

Ich gelobe dasselbe aber für einen lange gelagerten Zwetschgenschnaps!