Botanik: Ermans Birke Betula ermanii ein „Ölbaum“ ? *

[Hans-Jürgen Koch]

Die Ermans-Birke ist im pazifischen Ostasien von Japan bis Kamtschatka (Halbinsel in Russland) verbreitet, sie ist sehr winterfest.
Die Birke ist ein Baum der kalten, nördlichen Klimazonen, wie bereits Plinius feststellte: ,, gaudet frigidie betula" (Die Birke liebt Kälte).
Gaius Plinius Secundus Maior, auch Plinius der Ältere, war ein römischer Gelehrter, Offizier und Verwaltungsbeamter.

Der Wärmemangel wird durch das Licht ausgeglichen, aber auch in den langen Sommermonaten südlicher Breiten muss die Birke das Licht als Energiequelle vollkommen ausnutzten, was nicht möglich wäre, wenn die Blätter sich gegenseitig beschatten.
Die Birke ist so lichtbedürftig, dass ihre Blätter eine Doppelstruktur haben, also ein doppeltes Schwamm-Parenchym mit den Stomata und einem dazwischenliegenden Palisaden-Parenchym.
Darüber ist die Birke ein ,,Ölbaum": im Herbst werden Amide und Zucker in fettige Öle umgewandelt, die im Stamm gespeichert werden.

Bild 01 Habitus im Sommer, Ermans Birke Betula ermanii

Urheber: TeunSpaans

Bild 02 Habitus im Winter, Ermans Birke Betula ermanii

Urheber: E-190
　
Bild 03 Das goldgelbe Herbstlaub der Ermans-Birke

Urheber: Sten Porse

Die Ermans-Birke ist sommergrün einhäusig / getrenntgeschlechtig und erreicht eine Höhe bis zu 22 Meter.
Birken, oft mit charakteristischer Farbe und Struktur der Stammrinde, von kalkweiß, grau bis dunkelbrauner oder rosa bis blutrot an jungen Ästen orange-braun, was besonders im Winter zur Geltung kommt.
Die Triebe sind drüsig-warzig, kahl.
Betula ermanii ist ein langsam wachsender Baum, oft mehrstämmig, Krone breit und locker auseinanderstrebend.
Der germanische Name Birke bedeutet hell, wegen der weißen Rinde. Der alte Name Mai(e) für die Birke (Maibaum, Maiengrün) steht mit Maibräuchen im Zusammenhang und versinnbildlicht beginnendes Grünen, Wachsen und Lebenskraft (von ,,Maia", lat.  Göttin des Wachstums).
Angaben zur Anzahl der Gattung schwanken von 35 bis 60 Arten, denn die hohe Kreuzungsbereitschaft der Birken begünstigt die Entstehung von Hybriden, was die Abgrenzung von Arten und ihrer Identifikation erschwert.
Ende der Eiszeit nach der Dryas-Periode, als sich das Klima, ganz allmählich und stufenweise verbesserte, gab es eine ,,präboreale, kalte und trockene" Periode, in der, wie die Untersuchungen der fossilen Pollen ergeben haben, die Birke dominierte.
Die auffallend runden Stämme behalten bis ins hohe Alter ihre glatte Rindenstruktur und die gelblich-weiße Färbung, der Baum treibt früh aus.

Bild 04 Detailaufnahme der Borke, Ermans Birke Betula ermanii

Urheber: Kurt Stüber

Woher kommt bei der Birkenrinde die weiße Farbe?
Das Periderm gibt es zweimal, nach außen folgt noch einmal das gleiche mit nur einer Zelllage Phelloderm. Die mehreren dünnen Phellem – Schichten sind mit Luft gefüllt und brechen und reflektieren daher das Licht wie z.B. Schnee, daher das Weiß der Birkenrinde.

Die Blätter sind breit-eiförmig, lang zugespitzt, 5-8 cm lang, mit 7-11 Paar Seitennerven, auf der Oberseite glänzend dunkelgrün, unterseits auf den Adern behaart und mit Achselbärten, beiderseits drüsig.
Im Herbst leuchtend goldgelb, die Färbung setzt sehr früh ein.
Die Blätter sind wechselständig und die Blattränder sind gesägt.

Bild 05 Blätter, Ermans-Birke


Bedeutung als Heilpflanze
In der Naturheilkunde werden die jungen Blätter, die Knospen, die Rind uns der Saft innerlich und äußerlich verwendet.
Die Blätter enthalten ätherische Öle, Saponine, harntreibende Flavonderivate, Sesquiterpene und Gerbstoffe.
Der Blutungssaft, gewonnen durch 2 bis 4 cm tiefes Anbohren der Bäume im März (5 bis 8 Liter je Baum und Tag).
Der Birkenteer wird in der Heilkunde unter der Bezeichnung Betulae pix verwendet. Die Volksheilkunde, besonders in Russland, kennt Birkenteer zur Anwendung bei chronischen Hauterkrankungen wie Psoriasis, Ekzemen und Lederhaut. Auch in Salben verarbeitet bei Parasitenbefall, Rheuma- und Gichtbeschwerden sowie für Hauterkrankungen wurde er verwendet.
In der Tiermedizin wurde er innerlich für Koliken und Würmer, äußerlich als Wund- und Räudemittel eingesetzt.
Es ist durchaus plausibel, dass Birkenteer die wohl älteste Medizin überhaupt darstellt. Auch der in den Ötztaler Alpen gefundene Eismensch ,,Ötzi" (er lebte vor über 5300 Jahren) hatte für seine Werkzeuge Birkenrindenteer als Klebstoff benutzt.

Bild 06 Selbstporträt, Georg Adolf Erman


Systematik:
Ordnung: Buchenartige (Fagales)
Familie: Birkengewächse (Betulaceae)
Gattung: Birken (Betula)
Art: Ermans Birke
Wissenschaftlicher Name: Betula ermanii
Trivialnamen: Gold-Birke, Steinbirke oder Kamtschatka-Birke
Englische Bezeichnung: Kamchatka birch

Die Ermans Birke Betula ermanii wurde von Chamisso nach Georg Adolf Erman benannt.
Dr. Adolph Erman's * 12. Mai 1806 in Berlin, † 12. Juli 1877 in Berlin,
war ein deutscher Physiker und Geowissenschaftler.
Adelbert von Chamisso * 30. Januar 1781, † 21. August 1838, Berlin war ein deutscher Naturforscher und Dichter französischer Herkunft.

Teil 1
Zweijähriger Spross, Querschnitt
20 Mikrometer

Bild 07 Ungefärbter Schnitt, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 08 Ungefärbter Schnitt, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 09 Ungefärbter Schnitt, Markparenchym, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 10 Ungefärbter Schnitt, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii

Ein- bis vierreihige Holzstrahlen. Insgesamt schlank erscheinend und aus auffallend kleinen, dickwandigen Zellen, welche sehr häufig bräunliche Inhaltsstoffe führen, zusammengesetzt.

Bild 11 Autofluoreszenz, Jahresringgrenzen, Ermans Birke Betula ermanii

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

Bild 12 Autofluoreszenz, Ermans Birke Betula ermanii


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 4 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.
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.
Bei der Betrachtung wird eine Kontrastverbesserung bei Verwendung eines BG 38 Filters (blaugrün, 3mm dick) erreicht.
Fotos: Nikon D5000, Sony Alpha 6000

Bild 13 Übersicht, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 14 Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 15 Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 16 Detailaufnahme mit Beschriftung, Ermans Birke Betula ermanii

CU = Cuticula, EP = Epidermis, RP = Rindenparenchym, SK = Sklerenchym, PZ = parenchymatische Zellen, PH = Phloem, K = Kambium, XY = Xylem, T = Trachee, PMS = primärer Markstrahl
W-3A-Färbung nach Wacker

Bild 17 Detailaufnahme, Markparenchym, Ermans Birke Betula ermanii



Bild 18 Jahresringgrenzen, Ermans Birke Betula ermanii

An den Jahresringgrenzen sind jeweils drei bis vier Reihen mit radial stark abgeflachten, dickwandigen Fasern abgebildet.

Bild 19 Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 20 Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii

[Hans-Jürgen Koch]

Bild 21 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 22 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 23 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 24 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii

Teil 2
Blattstiel, Querschnitt
20 Mikrometer

Bild 25 Übersicht, fixierte Probe, ungefärbter Schnitt, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 26 Autofluoreszenz, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 27 Übersicht, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 28 Detailaufnahme mit Beschriftung, Ermans Birke Betula ermanii

CU = Cuticula, EP = Epidermis, RP = Rindenparenchym, HY = Hypodermis, RP = Rindenparenchym, XY = Xylem, PH = Phloem, SK = Sklerenchym, ST = Strahlenparenchym
W-3A-Färbung nach Wacker

Bild 29 Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 30 Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 31 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii

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

Bild 32 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 33 Polarisation, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 34 Polarisation, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 35 Polarisation, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii

Teil 3
Zweijähriger Spross, Längsschnitt
20 Mikrometer

Bild 36 Ungefärbter Schnitt, Übersicht, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 37 Ungefärbter Schnitt, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 38 Autofluoreszenz, Ermans Birke Betula ermanii

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

Bild 39 Autofluoreszenz, Ermans Birke Betula ermanii


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 4 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.
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.
Bei der Betrachtung wird eine Kontrastverbesserung bei Verwendung eines BG 38 Filters (blaugrün, 3mm dick) erreicht.
Fotos: Nikon D5000, Sony Alpha 6000

[Hans-Jürgen Koch]

Bild 40 Übersicht, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 41 Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 42 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Übersicht, Ermans Birke Betula ermanii


Bild 43 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Ermans Birke Betula ermanii


Quellenangaben und verwendete Literatur:

Wikipedia; Freie Enzyklopädie
Gregor Aas ,,Bäume", ISBN:3-7742-4058-2
Gregor Aas ,,Laubbäume", ISBN: 3774241848
Heinz Butin ,,Farbatlas Gehölzkrankheiten", ISBN: 3-8001-3874-3
Dieter Grosser ,,Die Hölzer Mitteleuropas", ISBN: 3-935638-22-1
Spohn ,,Kosmos Baumführer Europa", ISBN: 978-3-4440-44741-5
Peter A. Schmidt ,,Taschenlexikon der Gehölze", ISBN: 978-3-494-01448-7
Bernd Schulz ,,Gehölzbestimmung im Winter", ISBN: 978-3-8001-7986-2
P. Schütt ,,Lexikon der Baum- und Straucharten", ISBN: 978-3-86820-123-9
The Woodbook, ISBN: 978-3-8365-3603-5
,,Das große illustrierte Pflanzenbuch", 1966
,,Das Kosmos Wald & Forst-Lexikon", ISBN: 978-3440-151905

Fazit:
Wir verwenden die Ermans Birke als Kaminholz, es verbrennt ruhig und fast ohne Rauch. Das Holz der Ermans Birke besitzt feine Markstrahlen. Splint und Kern sind kaum voneinander zu unterscheiden. Es ist relativ schwer, zäh. Elastisch, schwer spaltbar und stark schwingend.

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.
Gerne zeige ich euch die schönen Seiten der Pflanzen.
Viele Aufnahmen von einer Pflanze ermöglichen eine umfassende Wahrnehmung.
Es freut mich natürlich sehr, wenn auch euch die Bilder gefallen.
Für konstruktive Kritik bin ich ebenso offen wie für lobende Worte.

Hans-Jürgen

[Bernd Miggel]

Lieber Hans-Jürgen,

danke für den lehrreichen Beitrag und die prächtigen Bilder! Was zeigen uns eigentlich die Polarisations-Fotos? Sind es besondere Merkmale, die sich mit ihnen darstellen lassen?

Herzliche Grüße
Bernd

[Wutsdorff Peter]

Lieber Hans-Jürgen,
auf unseren Wanderungen im Odenwald und auch im Ried bewundern wir immer die Birken. Vielen Dank für die ausführlichen Informationen zu diesem Baum.
Ansonsten schließe ich mich den lobenden Worten von Bernd an!
                 Bleib gesund, damit wir noch lange von Dir so wunderbare Beträge bekommen können!
Und bleib negativ i.S.v. Corona
                                                    Peter

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

das ist wieder eine tolle Arbeit!

Für das Blatt ist es ja noch etwas früh, ich denke, ein voll ausgebildetes Blatt im Spätsommer sollte die anatomie am Besten zeigen. Das Birken äquifazialen Blätter haben, war mir neu.

Für mich besonders schön: das Periderm in Aufnahme 19.

Herzliche Grüße
Jörg

p.s.
Natürlich gelistet.

[Hans-Jürgen Koch]

Hallo Bernd, Peter und Jörg,
danke für euer Feedback.

@ Bernd,
Bereits mit dem einfachen Polarisationsmikroskop lassen sich an biologischen Objekten viele interessante Erscheinungen beobachten.
In botanischen Schnitten ist der Gefäßbündelverlauf im polarisierten Licht sehr eindrucksvoll zu sehen. Besonders die Xylem-Elemente erscheinen leuchtend hell, während die übrigen Gewebe dunkel sind.

@ Jörg,
Google sagt:
Blatttypen Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale beziehen sich auf die Anteile von oberer (adaxial) und unterer (abaxial) Blattseite und die Verteilung der Gewebe. Das typische Laubblatt ist bifacial gebaut, d.h. es hat eine deutliche Ober- und Unterseite und die Gewebe sind in Schichten angeordnet. Äquifaciale Blätter weisen keine derartige Schichtung auf sondern eine im Querschnitt konzentrische Verteilung der Gewebe. Bei unifacialen Blättern ist typischerweise die Blattoberseite stark oder völlig reduziert, so daß die gesamte Oberfläche von der Blattunterseite gebildet wird (z.B. Iris, viele Sukkulente). Äußerlich sind sie einem äquifazialen Blatt oft sehr ähnlich.

Gruß
Hans-Jürgen