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Herbstlicher Blattfall im mikroskopischen Präparat

Herbstlaub des Ginkgos Herbstlaub des Ginkgos
Dr. Michael Miedaner, vom 28.09.2020

Im Herbst fallen die Blätter. Doch wie funktioniert das eigentlich, dass zu Beginn der kalten Jahreszeit viele Bäume ihre Blätter abwerfen und was davon können wir im Licht- mikroskop beobachten?
In der Zeit von Mitte September bis etwa Ende Oktober nehmen wir Zweigstücke von 1 bis 2 cm Länge und daran sitzenden Blattstielbasen. In unserem Beispiel handelt es sich um einen Kastanienbaum (Aesculus hippocastanum). Diese Stücke fixieren wir in AFE einige Tage lang und legen sie dann bis zur Weiterbearbeitung in 70% Alkohol. Am Schlittenmikrotom fertigen wir Längsmesserschnitte von 25µ und färben sie seriell in W3A. Wer will, kann sie anschließend in Mountex oder Euparal oder einem anderen Einschlußmittel eindecken.
Bild 1: Blattstiel und Spross
Bild 1: Blattstiel und Spross
Bild 1 zeigt das Geschehen im Überblick: In der linken Bildhälfte der Blattstiel mit den meist grün gefärbten Blattzellen und dem zentralen Leitbündel des Blattes. In der rechten Bildhälfte den Stamm, aus dem das Leitbündel austritt. Uns interessiert die Grenzzone zwischen Blatt und Stamm. Von oben und unten wächst auf das Leitbündel eine rote Zellschicht zu: es ist eine Korkschicht, das Periderm, das nach dem Blattfall für den mikroben- und bakteriensicheren Verschluss der durch den Abfall des Blattes verursachten Wunde sorgt.
Bild 2: Blattstiel und Spross im Detail
Bild 2: Blattstiel und Spross im Detail
In Bild 2 erkennt man (links oben) die großen, grüngefärbten meist toten Blattzellen und unterhalb des Leitbündels eine blau gefärbte, kleinzellige lebende Schicht eines Meristemgewebes. Das ist die Trennungsschicht (Abscissionszone). Diese Trennschicht liegt außerhalb des Stammes im Blattstiel. Diese Zellen teilen sich ständig, runden sich dann ab und sorgen so dafür, dass sich das Blatt immer mehr vom Stamm trennt. Irgendwann hängt das Blatt nur noch an Resten des Leitbündels, das dann, begünstigt durch Schwerkraft und Wind, irgendwann durchbricht: das Blatt fällt. Übrig bleibt eine Wunde, die durch das Aufeinanderzuwachsen des Periderms sicher verschlossen wird.
Bilder 3, 4 & 5
  • Bild 3: Der für den Blattabwurf wichtige Bereich
  • Bild 4: Zellen des Blattes
  • Bild 5: Reservestoffe in den Zellen des Sprosses
Bild 3 zeigt die wichtigen Zellschichten nochmals bei 200facher Vergrößerung: linke Bildhälfte die großzelligen, grünen Blattzellen. Dann nach rechts, dem Stamm zu, die kleinzelligen, blau gefärbten Meristemzellen der Abscissionszone. Nach rechts folgt jetzt eine helle, mehrlagige Schicht, die schon zum Periderm gehört. Es ist das Phellem aus toten Zellen, die das Phellogen, die rot gefärbte Schicht rechts daneben, nach außen, dem Blatt zu, abgibt. Nach innen, dem Stamm zu, gibt das Phellogen nur eine kleine, hier etwa zweilagige Abschlußschicht, das lebende Phelloderm (Korkhaut) ab. Diese drei Schichten, Phellem, Phellogen und Phelloderm bilden das Periderm, das wundverschließende Abschlußgewebe.
Aber längst bevor das Blatt fällt, hat der Baum dafür gesorgt, dass alles, was das Blatt noch an verwertbaren Baustoffen in sich trägt, in den Stamm zurückgeleitet wird. Das Blatt wird geradezu leer gepumpt, wie es Bild 4 zeigt. Die großen Blattzellen sind fast alle weitestgehend leer. Nur noch wenige Stärkekörner befinden an den Randzellen der Leitbündel. Die Zellen des Stammes dagegen bersten geradezu von eingelagerten Stoffen (Bild 5). Um diese Stärkekörner darzustellen, legen wir einen Längsmesserschnitt in einen großen Tropfen Wasser, dem wir einen sehr kleinen Tropfen Lugolscher Lösung hinzufügen. Die Stärkekörner färben sich jetzt blau-schwarz und sind eindeutig identifizierbar. Sie wären auch in der W3A-Färbung zu erkennen, heben sich aber hier nicht so deutlich ab.
Bild 6: Oxalat in den Zellen des Blattes (Polarisationskontrast)
Bild 6: Oxalat in den Zellen des Blattes (Polarisationskontrast)
Umgekehrt wurden Stoffe, die der Baum nicht mehr braucht, ins Blatt ausgelagert. Im polarisierten Licht erkennt man, dass weit mehr Calciumoxalatkristalle im Blatt als im Stamm vorhanden sind (Bild 6).
Das Geschehen, das zum Blattfall führt ist im Detail betrachtet, extrem komplex und kompliziert. Es sind Enzyme wie Pectinasen und Cellulasen am Werk, die die Mittellamellen der Zellwände auflösen (Pectinasen) oder die Cellulose, die die Pflanzen in ihre Zellwände einlagern, abbauen (Cellulasen). Das alles wird gesteuert von einer Vielzahl von Phytohormen, die hier zusammenwirken. Allen voran das gasförmige Reifehormon Ethylen.
Dieses Präparat haben wir im diesjährigen Mikroskopikertreffen in Inzigkofen „Mikroskopieren – ein Workshop für Amateure“ hergestellt.
     
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Dezember 2015
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Leitgewebe und Endodermis in der Wurzel des Muriel-Bambus (Fargesia murieliae). Foto von Jörg Weiß.
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Ein Reusen-Rädertier von Frank Fox
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Uroleptopsis roscoviana, ein roter Cilliat, Aufnahme von Frank Fox
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November 2014
Schale einer Diatomee im Interferenz-Phasenkontrast. Aufnahme von Frank Fox.
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Stomagruben an der Blattunterseite eines frischen, unfixierten Schnittes des Oleanders (Nerium oleander) bei einer Vergrößerung von 200x. Aufnahme von Jörg Weiß.
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Männlicher Eibenzapfen (Taxus baccata) mit Pollen von Horst-Dieter Döricht
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Maritimer Fadenwurm im Polarisationskontrast von Frank Fox
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Ungefärbter Querschnitt durch das Blatt des Pampasgrases (Cortaderia selloana) von Jörg Weiß
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Parietin-Sublimation im freien Raum an Stahlwolle von Heike Buchmann
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Die Diatomee Hemiaulus proteus im Hellfeld von Päule Heck
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Zwei Algen der Art Micrasterias rotata, Aufnahme von Rudolf Krönung.
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Mit W3Asim II gefärbter Querschnitt durch den Thallus eines Blasentangs (Fucus vesiculosus), Aufnahme von Jörg Weiß.
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Juni 2013
Gold in der lamellaren Verwachsung von Kupferkies (gelb) und Bornit (rotbraun). Grube Hohlestein an der Eisernhardt, Siegen. Aufnahme Prof. Holger Adelmann.
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Mai 2013
Spinnenfaden bei 1000-facher Vergrößerung im DIC. Präparation und Schwarzweiß-Aufnahme von Anton Berg.
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April 2013
Papyrus (Cyperus papyrus) ungefärbt in der Primärfluoreszenz. Präparation und Aufnahme von Rolf-Dieter Müller.
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Dezember 2012
Anschliff einer Kohle aus der Grube Fürst Leopold in der Auflichtfluoreszenz; Anregung mit einer Wellenlänge von 470 nm. Aufnahme von Dr. Horst Wörmann.
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Juni 2012
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Mai 2012
Tracheen im Xylem des Korallenbaums, Spross, Färbung W3Asim II, Vergrößerung 200x. Aufnahme von Jörg Weiß.
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April 2012
Porträt einer zwei Tage alten Fliegen. Aufnahme von Horst-Dieter Döricht.
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März 2012
Aus der Schmelze kristallisiertes Methylsulfonal im polarisierten Licht. Aufnahme von Frank Fox
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Februar 2012
Die Kieselalge Achnantes longipes. Aufnahme von Frank Fox
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Januar 2012
Primäres Xylem und Markparenchym aus dem Spross der Gewöhnlichen Jungfernrebe. Ungefärbtes Präparat, Aufnahme von Jörg Weiß.
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Dezember 2011
Flügelschuppen eines Großen Fuchses (Nymphalis polychloros) im Auflicht. Aufnahme Frank Fox.
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November 2011
'Dazu muss ich sagen, dass es mir nicht um irgendeine Form wissenschaftlicher Fotografie ging. Ich habe wilde Gemische hergestellt und dann nachgesehen, wie das Produkt aus sah. ... Genieß' das Spiel der Farben und Formen.' Aufnahme von Herne.
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Oktober 2011
Glockentierchen (Vorticellidae) im differenziellen Interferenzkontrast. Aufnahme von Frank Fox.
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September 2011
Die Radiolarie Hexacontium papillosum aus einem Präparat von Albert Elger. Aufnahme von Päule Heck.
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August 2011
Querschnitt durch den Spross des Gartenbambus (Fargesia murieliae). Vergrößerung 100x, Färbung W3Asim II. Aufnahme Jörg Weiß mit Leica C-Plan 10x an Leica DME. Kamera Canon PS A520.
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Juli 2011
Micrasterias rotata aus einer Wasserprobe von der Wuppertalsperre. Aufnahme Holger Adelmann mit der Moticam 2300 am Leitz Orthoplan mit 40er Plan Fluotar und DIC.
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Juni 2011
Bild 1
Angeschliffene Foraminifere aus einem Hydrobienkalk des Untermiozän. Fundort Dexheim bei Mainz. Präparation Fa. Krantz, Aufnahme Prof. Holger Adelmann.
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Juni 2011
Bild 2
Kopf mit Mundwerkzeugen und vorderes Körperdrittel einer nicht näher bestimmten Zuckmückenlarve (Chironomus sp.). Präparation und Aufnahme von Frank Fox.
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Mai 2011
Querschnitt vom Rollblatt des Strandhafers (Ammophila arenaria), Schnittdicke ca. 50 µm, Färbung Wacker W3A. Stitch aus 240 Einzelaufnahmen mit Zeiss Standard WL, Plan Apo 25x/0.65, Kamera Canon EOS 5D MK II mit Vollformat-Chip. Stitching mit Canon Photostitch.
Präparat von Jörg Weiß, Aufnahme von Joachim Schwanbeck.
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April 2011
Eidechsenschwanz (Houttuynia cordata), Abdruck von der Blattunterseite, erstellt mit UHU Hart. Hellfeld.
Vergrößerung 200x, Länge des Bildausschnitts im Objekt ca. 0,5 mm. Aufnahme und Präparation von Jörg Weiß.
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März 2011
Auskristallisierte Mineralstoffe aus flüssigem Kunstdünger. Zeiss Jenamed mit Planapochromat 12,4x CF250, polarisiert mit Lambda-Platte, Einzelaufnahme mit Vollformat-Kamera Canon 5D Mark II.  Aufnahme und Präparation von Frank Fox.
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Februar 2011
Nadelquerschnitt der Schlangenhaut-Kiefer (Pinus heldreichii). Aufnahme und Präparation von Rolf-Dieter Müller, Stitch aus ca. 70 Einzelbilder. Schnittdicke 25 µm, Färbung Wacker W3A (Acridinrot, Acriflavin, Astrablau).
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Januar 2011
Achtung, großes Bild!
Eidechsenschwanz (Houttuynia cordata), Leitbündel. Aufnahme von Prof. Holger Adelmann, Präparat von Jörg Weiß.
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Dezember 2010
Metapelit, Dicke ca. 25 µm, Präparation durch Willi Tschudin, Aufnahme von Dr. Horst Wörmann.
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November 2010
Simocephalus vetulus (Anomopoda), der Plattkopf- Wasserfloh. Aufnahme von Päule Heck.
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