Botanik: Himalaja - Indigostrauch Indigofera heterantha *

[Hans-Jürgen Koch]

Liebe Pflanzenfreunde,

zu dieser großen Familie der Fabaceae oder Leguminosae (Hülsenfrüchtler) zählenden Gattungen mit mehr als 700 Arten gehören einjährige und mehrjährige Stauden, Sträucher und Bäume.
Die meisten stammen aus tropischen oder subtropischen Regionen, manche haben ihre Verbreitung auch in beiden Gebieten.

Bild 01 Indigostrauch Indigofera heterantha

Diese Pflanze steht bei uns im Garten.
Foto: H.-J_Koch

Dieser elegante, sommergrüne Strauch mit überhängenden Zweigen wird 3 Meter hoch und breit. Seine fein gefiederten Blätter sind graugrün und bilden einen hübschen Kontrast zu den in kleinen Ähren angeordneten, purpurroten Blüten.
Die Pflanze stammt aus dem nordwestlichen Himalaja und blüht vom Frühsommer bis Frühherbst.
Die Blüten werden durch Insekten bestäubt. Durch explosionsartige Öffnung der Hülsen erfolgt eine Samenausschleuderung.
Der Gattungsname bezieht sich darauf, dass einige Arten den blauen Farbstoff Indigo enthalten.

Systematik:

Ordnung: Schmetterlingsblütler (Fabales)
Familie: Hülsenfrüchtler (Fabaceae)
Unterfamilie: Schmetterlingsblütler (Faboideae)
Gattung: Indigopflanze (Indigofera)
Art: Indigopflanze
Wissenschaftlicher Name: Indigofera heterantha
Volkstümliche Bezeichnung: Falscher Indigostrauch
Englischer Name: indigo shrub

Der Name ,,indikon" bzw. lat. ,,indicum" steht für Indigo, einem blauen Farbstoff.
,,heteros" = verschieden, anders und ,,antheros" = blühend bzw. Staubgefäß: die Staubfäden sind verschieden. Lat. ,,fera" = tragend.

Bild 02 Indigostrauch Indigofera heterantha

Foto: H.-J_Koch

Die hübschen, hellgrünen, bis zu 10 cm langen Blätter sind unpaarig gefiedert und zusammengesetzt aus kleinen, länglichen Blättchen. Von Juli bis September werden ständig hellpurpur-/rosafarbene Blütentrauben aus den Blattachseln der einjährigen Triebe gebildet, die einen starken Kontrast zum frischgrünen Laub bilden.
Die Blüten stehen einzeln in den Blattachseln oder in achselständigen traubigen oder ährigen Blütenständen zusammen mit meist früh abfallenden Tragblättern. Deckblätter fehlen.
Die zwittrigen Blüten sind zygomorph (zwei spiegelgleiche Hälften) und fünfzählig mit doppelter Blütenhülle (Perianth). Die fünf Kelchblätter sind glocken- oder becherförmig verwachsen. Die fünf Kelchzähne sind fast gleich oder der unterste ist länger. Die Kronblätter sind oft rosa, rot oder orange, selten weiß oder gelb gefärbt. Die Fahne ist an ihrer Basis kurz genagelt.
Fahne ( das hintere Kronblatt der Schmetterlingsblütler).
Das Schiffchen besitzt oft einen Sporn, der mit den Flügeln verwachsen ist. Die Flügel sind schmal. Neun der zehn Staubblätter sind verwachsen. Das Fruchtblatt enthält viele oder nur ein bis viele Samenanlagen. Der lineale, meist unbehaarte Griffel endet in einer kopfigen Narbe.
Die Hülsenfrüchte sind länglich bis bleistift- oder kugelförmig und enthalten drei bis vier Samen. Das Hilum ist klein. Die zwei Keimblätter (Kotyledonen) sind ungleich.
Hilum [von latein. hilum = kleines Ding], Nabel, die Stelle, an der die Samenanlage dem Samenstielchen (Funiculus) ansitzt.
Bild 03 Illustration von Indigofera suffruticosa.

Dieses Werk ist gemeinfrei.
Quelle: List of Koehler Image
Urheber: Franz Eugen Köhler, Koehler`s Medizinal – Pflanzen 1897

Die Indigofera dient primär der Gewinnung des Indigo, eines wertvollen Farbstoffs, von dem die Farbe Indigo, ein tiefes Blau an der Grenze zum Violett, ihren Namen hat.
Die Blätter der Indigopflanze enthalten Indikan in einer Konzentration von 0,2–0,8 %. Dieser farblose und wasserlösliche Abkömmling der Aminosäure Tryptophan stellt den Vorläufer des Indigo dar, welches wie folgt gewonnen wurde:
1. Die geernteten Blätter wurden gewässert, damit das Indikan Glucose abspaltete (Hydrolyse).
2. Natürlich vorhandene Enzyme sorgten dafür, dass das Indikan innerhalb von etwa zehn Tagen zu gelbem Indoxyl   abgebaut wurde (Fermentation).
3. Das Gärungsprodukt verband sich mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff zum blauen Indigofarbstoff (Oxidation), der ausflockt.
4. Die Ausfällung wurde mit einer starken Base, wie zum Beispiel Natronlauge versetzt (Alkalisierung), in Kuchen gepresst, getrocknet und schließlich pulverisiert.

Heute wird der Indigofarbstoff synthetisch hergestellt.
1878 konnte der Farbstoff Indigo erstmals durch Adolf von Baeyer vollständig künstlich hergestellt werden. Alle Ausgangsstoffe dazu können aus Erdöl gewonnen werden. Etwa 20 Jahre später wurde Indigo in großem Maßstab industriell von der BASF (Badische Anilin- und Sodafabrik) hergestellt und hat den Indigo aus pflanzlichen Rohstoffen weitgehend verdrängt. Der künstliche Indigo hat einen etwas dunkleren Farbton und eine wesentlich höhere Farbintensität.
Die getrockneten, gemahlenen Blätter von Indigopflanzen werden auch zum Haarefärben verwendet. So erreicht man eine dunkelbraune bis schwarze Färbung. Sie werden dazu auch mit anderen Pflanzen wie Henna gemischt (,,schwarzes Henna").

Indigoanbau in Indien ist seit der Antike belegt.
Die Pflanze wird in Sanskrit (die heilige Sprache Indiens) als Nila bezeichnet.
Sanskrit bezeichnet die verschiedenen Varietäten des Alt-Indischen. Die älteste Form ist die Sprache der Veden, einer Sammlung religiöser mündlicher Überlieferungen im Hinduismus.

In der Mitte des 19. Jahrhunderts hatten europäische Kapitalisten (,,Pflanzer") in Britisch-Indien damit begonnen, im Bereich des Permanent Settlement von den örtlichen Großgrundbesitzern (Zamindar) Anbaurechte mittels sogenannter Tinkathia-Pachtverträge zu erwerben und die Bauern (raiyat) dazu zu verpflichten, 3/20stel ihres besten Landes mit der Indigo-Pflanze zu bebauen.
Das Permanent Settlement war die 1793 von der East India Company dauernde Festlegung der Grundsteuer in den von ihr verwalteten Gebieten Bengalens.

Die Bauern mussten für den Erwerb des Saatguts zu verzinsende Vorschüsse durch Mittelsmänner akzeptieren, wobei betrügerische Verträge und Zinssätze von 50–500 % üblich waren. Die Pächter erhielten jedoch keinen Garantiepreis, sondern einen zur Erntezeit festgesetzten, der unter dem Marktwert lag. Problematisch war auch, dass sich Indigo nicht in die reguläre Fruchtfolge einbinden ließ. Der Farbstoff wurde in örtlichen Fabriken weiterverarbeitet. Als sich für die Pflanzer (thikadari) und ihre Mittelsmänner der Verkauf von Indigo nicht mehr rentierte, verlangten sie von den Bauern ,,Ablöse" (tawan) und Pachtzuschläge (sharahbeshi). Die ausbeuterischen Praktiken führten 1859–1862 zu den sogenannten Indigo-Unruhen.

Teil 1 einjähriger Spross, Querschnitt, 25 µm

Zunächst einmal sechs  Bilder von ungefärbten Schnitten.

Bild 04 Übersicht,  Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 05 Abschlussgewebe, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 06  Indigostrauch Indigofera heterantha

      
             links:    Markparenchym
             rechts: Xylem


Bild 07   Indigostrauch Indigofera heterantha


Drei Tracheen mit einem großen Durchmesser.
Tracheen sind ausschließlich für die Wasserleitung verantwortlich.
Durch den größeren Durchmesser ist in Tracheen der Volumenstrom deutlich höher als in Tracheiden (Hagen-Poiseuille'sches Gesetz), jedoch steigt die Gefahr einer Gefäßembolie durch Abreißen des Wasserfadens (Cavitation).

Bild 08 Vergrößerung, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 09 Vergrößerung, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 10 Autofluoreszenz,  Indigostrauch Indigofera heterantha


Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz iLED 455 nm
LED Modul 455 nm
Reflektormodul FL mit Filtersatz 67
Erregerfilter: BP 470 nm
Strahlenteiler: FT 477 nm
Emission (Sperrfilter): LP 485

Bild 11 Autofluoreszenz, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 12 , Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 13 Markparenchym, Autofluoreszenz, Indigostrauch Indigofera heterantha


W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) modifiziert
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. 15 Sekunden !!!.
6. 2 x auswaschen mit Aqua dest..
7. Nachfärbung Astrablaulösung 1 Minute und 30 Sekunden.
Bei der Nachfärbung mit Astrablau eine Mischung aus Astrablau und Acriflavin im Verhältnis  2 : 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.

Fotos: Nikon D5000.

Bild 14 Übersicht, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 15 Markparenchym, Indigofera heterantha


Bild 16 Vergrößerung aus der Übersicht mit Beschriftung, Indigostrauch Indigofera heterantha


ST = Strahl, T = Trachee, XY = Xylem, EP = Epidermis, Cu = Cuticula, RP = Rindenparenchym, K = Kambium, L = Lentizelle, SK = Sklerenchym, Ph = Phloem
Die gelbe Färbung der Sklerenchymzellen irritiert mich etwas, dennoch glaube ich nicht, dass wir hier Steinzellen sehen.

[Hans-Jürgen Koch]

Bild 17 Vergrößerung, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 18 Abschlussgewebe,  Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 19 Große Tracheen im Xylem, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 20 Vergrößerung, Indigostrauch Indigofera heterantha


T = Trachee, K = Kambium, MS = Markstrahl

Bild 21 Markparenchym, Xylem, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 22 Vergrößerung, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 23 Abschlussgewebe, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 24 Abschlussgewebe, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 25 Dunkelfeld,  Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 26 Dunkelfeld, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 27 Dunkelfeld, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 28 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz iLED 455 nm
LED Modul 455 nm
Reflektormodul FL mit Filtersatz 67
Erregerfilter: BP 470 nm
Strahlenteiler: FT 477 nm
Emission (Sperrfilter): LP 485

Bild 29 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 30  Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 31  Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 32  Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 33 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Bild 34 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Parenchymzellen im Markparenchym, die über Tüpfel miteinander verbunden sind.

Bild 35 Auflicht – Fluoreszenzaufnahme, Indigostrauch Indigofera heterantha


Quellen und weiterführende Informationen:

Wikipedia; Freie Enzyklopädie
,,Botanica" , ISBN 3-8292-0868-6
Peter A. Schmidt / Ulrich Hecker ,,Taschenlexikon der Gehölze", ISBN: 978-3-494-01448-7

Die Informationen für Beschreibungen werden von mir selbst aus verschiedenen Quellen zusammengetragen. Dabei benutze ich sowohl Bücher als auch Internet Quellen. Texte werden anschließend individuell von mir selbst verfasst.
Für konstruktive Kritik bin ich ebenso offen wie für lobende Worte.
Doch zunächst einmal wünsche ich viel Freude beim Lesen.

Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

vielen Dank für Deinen schönen Thread zu diese rinteressanten Pflanze, die ich gerne in die Botanik-Liste übernommen habe.

Hast Du eine Idee, warum die Fluoreszenzbilde rbei gleicher anregung und Filtersatz einmal schlicht grün (Bilder 10 bis 13) und dann ab Bild 28 gelb und grün ausfallen?
Oder habe ich was übersehen?

Herzliche Grüße
Jörg

[Hans-Jürgen Koch]

Lieber Jörg,

danke für Dein Feedback,

bei den Bildern 10 bis 13 handelt es sich um ungefärbte Schnitte.

Meine Frage zum Bild 16: Sklerenchym oder Steinzellen ?

Die gelbe Färbung der Sklerenchymzellen irritiert mich etwas, dennoch glaube ich nicht, dass wir hier Steinzellen sehen.

Gruß

Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

Alles klar! Frisch und gefärbt, das hatte ich übersehen.

Bei den gelben Zellen denkt man zunächst an den klassischen Sklerenchymring, der aus den Sklerenchymkappen der im jungen Spross noch einzelnen Leitbündeln besteht und mit dem Dickenwachstum einreißt. Bei manchen Pflanzen bestehen die Kappen aber aus wenig verholztem, faserigen Material. Das scheint auch hier der Fall zu sein. Wenn ich mich irre, bitte ich um Korrektur,

Herzliche Grüße
Jörg

[Detlef Kramer]

Hallo Ihr Beiden,

Also Steinzellen sind das m.M nicht. Einzelne faserige Zellen ja aber was ist der Unterschied zu Sklerenchym ? Man muss vielleicht bedenken, dass das Sklerenchym zunächst als geschlossener Ring angelegt wird und dann durch die Dilatation auseinander gerissen wird und so verbleiben einzelne, wenigzellige Stränge stehen. Alsi ich schlage vor: Sklerenchym!

Herzliche Grüße
Detel

[Fahrenheit]

Lieber Deltlef,

von der Genese bin ich bei Dir! Bildet sich der Ring nicht erst beim weiteren Wachstum aus den primären Leitbündel? Da muss ich wohl noch mal lesen.
Die Zellen hier sind aber weniger verholzt als in klassischen Situationen und daher gelb. Hab ich bei verschiedenen Pflanzen auch schon gesehen.

Herzliche Grüße
Jörg

[koestlfr]

Hallo Hans-Jürgen!

Toller, spannender Thread! Super!

Eine kleine Anregung: ich würde bei den Fluoreszenzaufnahmen der gefärbten Schnitte die Tiefen im Bildbearbeitungsprogramm deutlich heben.

[Hans-Jürgen Koch]

Guten Morgen Jörg und Detlef,

zunächst einmal danke, dass Ihr meine Aussage (Sklerenchymzellen) bestätigt habt.

@ Franz,

ich habe mir gerade ein neue professionelle Software für die Bildbearbeitung
gekauft.
,,Affinity Photo" von der Firma Serif aus Großbritannien.
Es ist das erste Programm, das dem Vorbild (Photoshop) wirklich nahekommt.
In manchen Belangen überflügelt Affinity Photo das Vorbild.
Preis: ca. 50,00 Euro.

Danke für Deine Anregung.

Gruß

Hans-Jürgen