Botanik: Querschnitt einer Pflanzengalle (Cecidie) 25 µm *

[Hans-Jürgen Koch]

Der Buchenblattgallmücke (Mikiola fagi).
Guten Morgen,

mich haben diese Anomalien im Pflanzenwachstum interessiert.
Wie sehen diese Zellen aus ?
Bild 01
Pflanzengalle der Buchenblattgallmücke an der Blattoberseite


Bild 02
Pflanzengalle Blattunterseite


Die Gallenkunde (Cecidologie)  ist heute ein Wissensgebiet mit sehr unterschiedlichen Aufgabenbereichen.
Die Gallen sitzen stets auf der Blattoberseite, sind bis zu 10 mm lang, zugespitzt zwiebelförmig und besitzen eine grünliche bis rötliche Farbe. Jede Galle beherbergt nur eine einzige weißliche bis rötliche Mückenlarve. Der Baum wird durch die Gallen nicht geschädigt, sie stellen für die Gesundheit der Buche keinerlei Gefahr da.

Nach BUHR versteht man unter Gallen jene Wachstums- und Gestaltungsanomalien an Pflanzen, welche von parasitischen Organismen veranlaßt wurden, die unter aktiver Beteiligung der Pflanze zustande kommen und von den Erregern in ernährungsphysiologischer Hinsicht genutzt werden.
Buhr, Herbert: Bestimmungstabellen der Gallen (Zoo- und Phytocecidien) an Pflanzen Mittel- und Nordeuropas,  
Jena 1964/65

KÜSTER grenzte mit diesen Forderungen die Gallen allen anderen Missbildungen gegenüber ab und formulierte : "Wir wollen als Gallen alle Produkte abnormen Wachstums, die an irgendwelchen Pflanzen unter Einwirkung tierischer oder pflanzlicher Parasiten entstehen und den Nährboden für diese abgeben, gelten lassen."
Küster, E.: Die Gallen der Pflanzen,      Leipzig, 1911

RUSSO (2006) charakterisiert Gallen so: "Gallen sind tumor-ähnliche Wachstumserscheinungen des Gewebes einer Wirtspflanze als Reaktion auf einen chemischen und/oder mechanischen Stimulus von eindringenden Organismen (Pilze, Milben, Insekten), der zu einer beschleunigten Produktion pflanzlicher Wachstumshormone (Auxine, Cytokinine, Gibberelline, etc.) führt. Gallen bestehen aus Zellen, entweder nach einer Vervielfachung durch eine abnorm hohe Zellzahl oder durch eine übernormale Zellgröße, oder aus Pflanzenorganen mit verändertem Wachstum und Entwicklung zu Formen, die sonst nicht an der Wirtspflanze gefunden werden, wie bei manchen Eichen-, Knospen- und Blütengallen. Der exakte Mechanismus der Gallbildung kann jedoch von einer Gruppe von Gallenerzeugern zu einer anderen erheblich variieren. Dabei gibt es so viele Variablen, Erfordernisse und Umstände, daß es kein allgemeines Schema für alle Gallenerzeuger gibt. "
Russo, Ron : Field Guide to Plant Galls of California and Other Western States, University of California Press, Berkeley, Los Angeles, London, 2006

Gallen kommen in einer großen Vielgestaltigkeit an fast allen Pflanzen vor. Einige sind winzig und fallen nur bei eingehender Nachsuche auf. Andere hingegen stellen auffallende, zum Teil sogar recht umfangreiche Gebilde dar.
Weltweit sind mehr als 15 000 Gallen bekannt. Die Gallen entstehen durch eine Umsteuerung des Stoffwechsels der Pflanze durch den Gallenerzeuger, wodurch entweder die Größe, Zahl oder Stellung der normalen Organe einer Pflanze, wie zum Beispiel beim Hexenbesen, verändert werden oder häufig kommt es auch zu einem zusätzlichen Wachstum von einzelnen Zellen, Geweben oder Gewebekomplexen und der Bildung von z. T. kompliziert gebauten Sonderformen an bestimmten Stellen der Pflanze, den oft besonders auffälligen und bekannten histoiden Gallen.

Die Buchenblattgallen mit den Larven oder Puppen in ihrem Inneren überwintern unter der Schneedecke in der Bodenstreu, und im April des nächsten Jahres kommt eine zarte Gallmücke heraus.

W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) modifiziert
Arbeitsablauf :
1. Schneiden der Pflanzengalle (Querschnitt  25 µm) mit 70 % Ethanol
2. Fixieren in 70 % Ethanol  12 Stunden
3.  Alkoholreihe bis zum 30%igen Ethanol
4. Wasser entmin. 3x wechseln je 1 Minute
5.  Vorfärbung  Acridinrotlösung      10 Min.
6. Auswaschen mit Aqua dest.  15 Sek.
7.  Acriflavinlösung     15 Sekunden
8. Auswaschen mit Aqua dest.  15 Sek.
9.  Nachfärbung  Astrablaulösung    2 Min.
10.  Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger verbleiben
11.  Entwässern mit 2x  gewechseltem Isopropylalkohol    
12.  Als letzte Stufe vor dem Eindecken Xylol einzusetzen
13.  Einschluss  in Entellan

Ergebnis :
Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot. Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot
Zellwände der innenliegenden Hypodermis  tiefrot, Suberin und Cutin hellrosa.

Nikon D5000
Bild 03
Mikrotomschnitt


Bild 04
Übersicht  Pflanzengalle

Ich konnte den Schnitt nicht komplet abbilden. Der Originaldurchmesser der Galle betrug ca. 8 mm.

Bild 05
Vergrößerung (A)


Bild 06
Vergrößerung (B)


Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen

[Klaus Herrmann]

Hallo Hans-Jürgen,

eine tolle Idee mal ein völlig anderes Objekt zu untersuchen und wie bei Dir nicht anders zu erwarten gekoppelt mit perfekter Dokumentation!

Hast Du in der Literatur Abbildungen von Schnitten gefunden?

Bei der Modifikation der W3A-Färbung wundert mich, dass Du die Astrablaufärbung so lange gemacht hast (aber mit gutem Erfolg, wie man sieht!)

Interessant wäre natürlich auch ein mittiger Längsschnitt, auf dem die Anwachsstelle auf dem Blatt zu sehen ist! Dazu müsste man aber aufkleben oder einbetten.

[Jan Kros]

Hallo Hans-Jürgen,

So ein Thema habe ich hier im Forum noch nicht gesehen.
Wieder eine Anregung um auch so etwas zu machen.
Die Schnitten sind auch wunderschön gefäbrt

Herzlichen Gruss
Jan Kros

[Holger Adelmann]

Schoener Schnitt, Hans Juergen.
Gallen sind faszinierend, ich hatte ja auch schon frueher was zur Lindengallmilbe hier geposted, allerdings nur die Milbe als solche.

Mich wuerde natuerlich auch sehr ein Laengsschnitt interessieren - mit dem Insekt !
Dazu muesste man - wie schon von Klaus ausgefuehrt - einbetten (wahrscheinlich auch die Galle an unsichtbarer Stelle anstechen, damit das Insekt gut fixiert wird).
Das waere doch mal ein tolle Sache, die Botaniker und Zoologen zusammenbringt 
Wer wagt sich daran?

Herliche Gruesse
Holger

[Detlef Kramer]

Hallo,

das ist eine dieser Gallen, die einen geordneten Aufbau haben. Aus funktioneller Sicht ist besonders das innere, hier blau gefärbte Gewebe interessant, denn hier werden die Nährstoffe zur Versorgung der Larve konzentriert und irgendwie abgegeben (sezerniert). Deshalb auch die konzentrierte Anordnung der Leitbündel um dieses Gewebe. Was mich daran schon immer fasziniert hat, ist die Tatsache, dass die Mücke bzw. die Larve in der Lage ist, einen komplexen Mix an Hormonen abzugeben, der eine derartige Veränderung des Blatt-Bauplans bewirkt, denn an sich haben Pflanzen- und Tier-Hormone chemisch nichts gemein.

Herzliche Grüße

Detlef kramer

[Hans-Jürgen Koch]

Guten Abend,

vielen Dank für die netten Kommentare !

@ Klaus
In der Literatur habe ich leider keine Abbildung von mikroskopischen Schnitten zur Pflanzengalle gefunden.

@ Jan
Danke für Dein Lob.

@ Holger
Ich habe Deinen interessanten Bericht zur Gallmilbe gelesen.
Längsschnitte der Pflanzengalle mit Anwachsstelle am Blatt sind in Arbeit.

@ Detlef
Danke für die Ergänzung.

Herzliche Grüße

Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

danke für Deinen interessanten Beitrag! Die Präparate und die Bilder sind Dir wieder sehr gut gelungen.

Herzliche Grüße
Jörg