Botanik: Blüten und Blätter Riesenmammutbaum (Sequoiadendron giganteum) *

[jcs]

Liebes Forum,

Riesenmammutbäume (Sequoiadendron giganteum) gehören aufgrund ihrer Größe und ihrer Langlebigkeit zu den faszinierendsten Baumarten. Ihre Heimat liegt an den Westabhängen der kalifornischen Sierra Nevada, wo sie heute streng geschützt vor allem im Sequoia Kings Nationalpark vorkommen. Die ältesten Exemplare sind über 3000 Jahre alt, die höchsten werden über 90m hoch und die größten erreichen Stammumfänge von mehr als 30m, also eine Baumart der Superlative.
Bild 1 zeigt ein Selfie, das ich vor einigen Jahren bei einem Nationalparks-Besuch im morgendlichen Sonnenlicht aufgenommen habe (Bild 1). In geringer Entfernung wurde ich dabei von einem Bären beobachtet (Bild 2), der mir auf seine Art klar gemacht hat, dass alles abseits der hölzernen Touristen-Stege als potenzielles Frühstück in Frage kommt.
Im Nationalpark Proben für's Mikroskop zu sammeln ist natürlich streng verboten, und wäre im vorliegenden Fall bärtechnisch sowieso keine Option gewesen. Zum Glück wächst der Riesenmammutbaum auch im europäischen Klima gut, auch wenn die hiesigen Exemplare (in Bild 3 ist ein ca. 45 Jahre altes Exemplar gezeigt, von dem ich meine Proben genommen habe) vergleichsweise kümmerlich aussehen.

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Abb. 4 zeigt einen Zweig, den ich im heurigen Winter entnommen habe. Man sieht darauf die Nadeln, die noch sehr eng am Spross anliegen, sowie zahlreiche männliche Blüten, die ebenfalls noch geschlossen sind. Die roten Rechtecke in Abb. 4 markieren die Stellen, wo ich einen Quer- und Längsschnitt durch die Blätter gemacht habe. An einer Blüte habe ich ebenfalls einen Querschnitt präpariert und am Mikroskop aufgenommen. In allen Fällen war es notwendig, die Proben einzubetten, um Schnitte mit einer Dicke zwischen 20 und 25µm präparieren zu können. Im konkreten Fall habe ich die Proben in PEG eingebettet und am Schlittenmikrotom geschnitten.
Abb. 5 zeigt den Querschnitt und Abb. 6 einen Längsschnitt. Gefärbt wurde in beiden Fällen mit Etzold FCA (Details siehe weiter unten). Aufgenommen habe ich die Bilder am Leica DM2000 LED als Panorama aus 3-4 Aufnahmen mit einem 5x HC PL Fluotar und einer Panasonic G9 am Trinotubus.

Interessanterweise ist trotz identischer Präparation der Farbeindruck beim Querschnitt deutlich intensiver als beim Längsschnitt.

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Interessant sind natürlich auch die Blüten, die im Winter komplett geschlossen (Abb. 7) sind und sich im Frühjahr (Abb. 8 ) zu öffnen beginnen. Abb. 9 zeigt die mikroskopische Aufnahme des Querschnitts durch die Blüte. Deutlich erkennbar sind die Pollen im Inneren der Struktur. Um die Pollen beim Schneiden nicht zu verlieren, habe ich einen Klebestreifen auf den PEG-Block geklebt, und den Klebestreifen mit dem anhaftenden Schnitt zuerst gefärbt (Etzold FCA9 und dann auf den Objektträger transferiert. Im Hellfeld aufgenommen wurde dann wieder ein Panorama aus 4 Aufnahmen mit dem 5x-Objektiv.
Mit derselben Methode habe ich auch die oben gezeigten Nadel-Schnitte präpariert.

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Ich hatte kürzlich die Gelegenheit, die Pollen im Rasterelektronenmikroskop anzuschauen, Abb. 10 und 11 zeigen entsprechende Aufnahmen bei 600-facher und 9000-facher Vergrößerung. Da ich keine Ausrüstung für eine professionelle Trocknung zur Verfügung habe, haben die Pollen ihre ursprünglich runde Form etwas verloren. Aber man bekommt dennoch eine gute Vorstellung der ursprünglichen Geometrie. Bei hoher Vergrößerung sieht man auf de Oberfläche sogenannte Ubisch-Körper, deren Funktion nicht vollständig geklärt ist.

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Zum Abschluss noch Details zur Präparation der Schnitte für die Lichtmikroskopie. Die Proben habe ich ca. 24h in AFE gelagert, und danach mehrere Tage in 70% Ethanol. Für die Einbettung in PEG 1500 wurden die Proben für ca. 12h in 20%PEG/80%Wasser, und anschließend für ebenfalls 12h in 50%PEG/ 50%Wasser gelagert. Danach (mit einmaligem Wechsel des PEG) bei 58°C in flüssigem PEG 1500 infiltriert. Ich finde die PEG-Methode in vielen Fällen sehr nützlich, da sie im Vergleich zur ,,normalen" Schnittpräparation nicht viel aufwendiger ist. Wie man in Abb. 12 sieht, ist der zusätzliche Platzbedarf sehr überschaubar: Mit einem Blockthermostat und den entsprechenden Blöcken ist der zusätzliche Platzbedarf in etwa die Größe eines DINA4-Blattes. Problematische Chemikalien sind bei diesem Verfahren ebenfalls kein Thema.

In meine Aluminium-Einsätzen kann ich 20ml-Schnappdeckelgläser hineingeben, in denen die Proben bei der entsprechenden Temperatur in flüssigem PEG gelagert werden. Im zweiten Einsatz ist ein 100ml-Becherglas für das PEG, welches für das Gießen in Blöcke benötigt wird.

Abb. 13 zeigt die fertigen Blöcke, die dann (Abb. 14) im Schlittenmikrotom geschnitten werden. Im vorliegenden Fall mit dem aufgeklebten Klebestreifen, der einerseits das Einrollen der Schnitte verhindert und andererseits gewährleistet, dass lose Strukturen auf den Objektträger transferiert werden können. Leider funktioniert das Verfahren nicht mit allen Färbemethoden, da der Klebestreifen beispielsweise durch Acridinrot stark angefärbt wird. Mit Etzold FCA hat man das Problem zum Glück nicht.

[wejo]

Hallo jcs,
(gibt es keinen anderen Namen?) ein interessanter Beitrag über Blüten und Blätter des Riesenmammutbaumes und über Deine Vorgehensweise. Es sind tolle Bilder dabei!!
Gruß
Werner

[Fahrenheit]

Lieber Jürgen,

vielen Dank für den interessanten Thread mit den schönen Aufnahmen, den ich gerne gelistet habe.

Herzliche GRüße
Jörg

[jcs]

(gibt es keinen anderen Namen?) ein interessanter Beitrag über Blüten und Blätter des Riesenmammutbaumes und über Deine Vorgehensweise. Es sind tolle Bilder

@Werner,

freut mich, wenn die Bilder Gefallen finden! Meinen Namen habe ich vor lauter Bilder und Textbrocken vergessen drunterzuschreiben.

@Jörg: Danke für's Listen!

LG

Jürgen