Botanik und Allgemeine Biologie : further readings Blatt

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1 BLATT ANATOMIE In den meisten Fällen ist das Blatt ein bifaciales Blatt (facies (lat.) = Fläche). Zu den Ausnahmen (Sonderfälle wie äquifaciale Blätter = Nadelblatt der Kiefer oder unifaciale Blätter = Rundblätter) siehe unten stehende Abbildung. bifacial bedeutet, daß Blattober-und Blattunterseite im Blattquerschnitt unterschiedliches Aussehen haben. Wie unten stehende Abbildung eines Querschnittes durch ein bifaciales Blatt zeigt, ist solch ein Blatt wie folgt gebaut : * Epidermis blattoberseits, + Spaltöffnungen 1

2 Epidermiszellen meist ohne Chloroplasten (Ausnahme sind z.b.wasserpflanzen), aber mit Leukoplasten (geringer Chlorophyllgehalt, einige wenige Thylakoide). Die Epidermis und all ihre Bildungen sind von einer Cuticula (=Austrocknungsschutz, bei Landpflanzen entwickelt) überzogen. * Epidermis blattunterseits + Spaltöffnungen + Cuticula überzogen MESOPHYLL = Palisadenparenchym + Schwammparenchym * Palisadenparenchym ist ein chloroplastenreiches (4/5 der Chloroplasten des Mesophylls sind hier enthalten) und auf die Photosynthese spezialisiertes Parenchym = Chlorenchym. Die Zellen sind dicht gepackt, gelegentlich prosenchymatisch und mit den Längsachsen senkrecht zur Blattfläche hin orientiert. 1- oder mehrreihig. * Schwammparenchym unregelmäßig geformte, chloroplastenhältige Zellen (1/5 der Chloroplasten des Mesophylls, aber bis 90 % Interzellularräume des Mesophyllvolumens), reich an Interzellularen = Chlorenchym + Aerenchym. Das Schwammparenchym ist ein lockeres, transpiratorisches Gewebe, das eine große, innere Oberfläche darstellt (Hauptort der Umwandlung von flüssigem Wasser in Wasserdampf) Organ der Transpiration (Wasserabgabe). * Leitbündel (makroskopisch als Blattadern sichtbar), die das Blatt wie ein fein verzweigtes Netz durchziehen. Die Leitbündel sind so orientiert, daß ihr Xylemteil zur Blattoberseite weist, das Phloem zur Blattunterseite. Die Leitbündel sind von einer Parenchymscheide umgeben (=lückenlos aneinader schließende, dünnwandige, chlorophyllarme Zellen).im Mesophyll können vorkommen : * Idioblasten mit Ca-Oxalat-Kristalldrusen (=sternförmige Kristallaggregate) = gebundene Oxalsäure. Ausgangspunkt für die Bildung von Ca-Oxalat-Kristallen ist die lösliche Oxalsäure in der Zellsaftvakuole. Oxalsäure kann mit Ca-Ionen schwer lösliches Ca-Oxalat bilden. In Abhängigkeit vom Kristallwassergehalt und den Milieubedingungen kommen diese Ca-Oxalatkristalle als Einzelkristalle, Kristallnadeln oder sternförmige Kristallaggregate = Drusen vor. Der in der Zellsaftvakuole gebildete Kristall füllt die Zelle schließlich ganz aus Idioblast. Die Pflanze bildet Ca-Ocalat-Kristalle, um überschüssiges Ca zu binden bzw. auszuscheiden. Epidermis und Hypodermis gehören zu den primären äußeren Abschlußgeweben 1. Epidermis lückenlos aneinander schließende Zellen, vielfach miteinander verzahnt (Blattepidermen).und meist chloroplastenfrei. Als zusätzlicher Austrocknungsschutz ist eine Cuticula (=akkrustierte Wandlage) entwickelt, welche alle Epidermiszellen und auch deren Bildungen gemeinsam umspannt. Die Cuticula = cellulosefreie, lipophile Wandschicht + oberflächenparallelen Wachsfilmen in einer polymeren Matrix (=Cutin). 2. Hypodermis in Sonderfällen vorhanden 2

3 anatomisch-topographische Bezeichnung für eine besonders differenzierte subepidermale Zellschicht (die auch Abschlußfunktion übernehmen kann). Kollenchymatisch oder parenchymatisch, meist interzellularenfrei. Im Fall des Rosmarins Rosmarinus officinalis (lebt in der Natur an Trockenstandorten) verfügen die Blätter über eine chloroplastenfreie Hypodermis, die verdickte Zellen aufweist und der Wasserspeicherung dient. Spaltöffnungsapparate Bei cutinisierten Epidermen wird der lebenswichtige Gasaustausch mit der Außenluft über regulierbare Spaltöffnungen = Stomata (Stoma in der Einzahl) bewerkstelligt. Sie treten meist gehäuft an der Laubblattunterseite auf (auch in Epidermen von Sprossen und Blütenblättern). Jedes Stoma besteht aus : * 2 länglichen Schließzellen, die nur an ihren Enden fest miteinander verbunden sind und im mittleren Bereich durch einen schizogen gebildeten Zentralspalt = Porus voneinander getrennt sind. Der Porus stellt die Verbindung durch die Epidermis + Cuticula zum Interzellularraum des Mesophylls her. Die Weite des Porus ist regulierbar und wird durch kurzzeitige Verformung der Schließzellen (abhängig vom Turgor, der Verfügbarkeit von CO2 + H2O, einem Phytohormon = Abscisin-säure) verändert. Die Stomata sind somit Regulatoren des Gasstoffwechsels und der Transpiration. Die Schließzellen selbst sind typische Idioblasten der Epidermis, da sie in Größe, Form und meist auch durch den Besitz von stärkehältigen Chloroplasten von den übrigen Epidermis-zellen abweichen. Dies gilt auch, wenn auch mehr/minder ausgeprägt, für die unmittelbar an die Schließzellen angrenzenden Epidermiszellen, die man dann Nebenzellen nennt. 3

4 Trichome sind Bildungen der Epidermis und daher auch von Cuticula überzogen. Sie sind vielgestaltig, ein -oder mehrzellig und erfüllen vielfältige Funktionen. Häufig wachsen einzelne Epidermiszellen zu Haaren aus einzellige Trichome. Epidermiszellen können aber auch zu Initialzellen einer Meristemoids werden mehr-vielzellige, verzweigte oder unverzweigte Trichome * Im einfachsten Fall wölbt sich die Epidermis papillöse nach vorne und bildet Papillen (A). Diese haben Linsenwirkung und lassen die betreffende Oberfläche glitzern z.b. Blütenblätter Insektenanlockung. * Wurzelhaare dienen der Stoffaufnahme 4

5 * ein- oder mehrzellige Haare an den Blättern dienen häufig der Transpirationshemmung (siehe Beispiel Rosmarin-Blatt) Besondere Trichome stellen die Drüsenhaare dar. Man rechnet sie zum Ausscheidungsgewebe und hier zu den äußeren, epidermalen Drüsen. Prinzipiell ist eine (oder mehrere) runde Köpfchenzelle(n) entwickelt, welche Exkret (z.b. ätherisches Öl) anreichert(n). Dieses ätherische Öl wird unterhalb der Cuticula abgegeben und kann durch diese hindurch (lipohile Beschaffenheit) nach außen verdunsten oder die Cuticula reißt auf und das Exkret gelangt so nach außen (vielfältige Funktionen wie beispielsweise Schutz vor Mikroorganismen). Das Vorkommen von Drüsenhaaren, die ätherisches Öl abgeben ist typisch für verschiedene Pflanzenfamilien. Zu den für den Ernährungswissenschafter wichtigsten gehören: 1. Die Asteraceae (Wermut, Estragon = Gewürzpflanzen, etliche Arzneipflanzen gehören in diese Pflanzenfamilie) Drüsenhaare haben typischen Bau und sehen anders aus als die Drüsenhaare der Lamiaceae. 5

6 2. Die Lamiaceae (viele Gewürz- und Arzneipflanzen wie Rosmarin, Thymian, Oregano, Salbei etc.) Die Drüsenhaare der Lamiaceae umfassen 2 unterschiedlich gebaute Typen : das Drüsenköpfchen und die Drüsenschuppe Drüsenköpfchen Drüsenschuppe 1 Köpfchenzelle 8 Köpfchenzellen Cuticula ist nicht Cuticula ist abgehoben abgehoben Basalzelle +1-mehrere Basalzelle, keine Stielzellen Stielzellen Cuticula ätherisches Öl wird unter die Cuticula abgeschieden 8 Köpfchenzellen Epidermiszelle Basalzelle Drüsenschuppe Drüsenköpfchen Drüsenschuppe von oben 6