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Forstbotanik (Subject) / Sprossdifferenzierung (Lesson)
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- Spross Definition + Funktion Teil von Gefäßplanzen der sich aus der Keimknospe entwickelt, besteht gewöhnlich aus Sprossachse und Blättern Funktionen: Ständer für Organe (Blatt,Blüte,Früchte) Eroberung des Luftraums ⇒ optimale Lichtausnutzung Transport von Wasser, Salzen und Nährstoffen zwischen Organen Kann Überwinterungsorgan sein, kann Speicherfunktion haben dient manchmal der vegetativen Vermehrung
- Bildungsgewebe: Meristem Meristemarten Meristem = Gewebe aus teilungsfähigen undifferenzierten Zellen Apikales Meristem (Scheitelmeristem) Restmeristem: Gewebebereiche, die umgeben von differenzierten Geweben noch teilungsfähig geblieben sind (Meristemoide: wenige oder einzelne teilungsfähige Zellen) Folgemeristeme (laterale Meristeme = Kambien) werden parallel zur Oberfläche sekundär angelegt für sekundäres Dickenwachstum
- Apikales Meristem An Spross- und an Wurzelspitze Zellen liegen lückenlos aneinander Grosser zentral-gelegener Zellkern, ribosomenreiches Zytoplasma, Proplastiden Grössere Vakuolen und Reservestoffspeicher fehlen
- Flankenmeristem umgibt ringförmig den Initialienkomplex Besonders aktives Meristem Äusserste Zellen bilden Dermatogen Erste Gewebegliederung: basiswärts bildet es peripheres Rindenmeristem, und einen Hohlzylinder von Zellen, die sich zur Längsachse zu strecken beginnen (Prokambium)
- Epidermis Definition Äußerste Schicht des primären Pflanzenkörpers (Blatt, Sproß, Blütenbestandteile...) bei Wurzel: Rhizodermis Meist eine einzige Zellschicht z.B. an Blattober- und Unterseite
- Epidermis Funktionen + Aufbau Funktionen: Schutz des Pflanzenkörpers Einschränkung und Kontrolle der Transpiration Regelung des Gasaustausches Orte der Sekretion Rezeption von Licht und anderen äußeren Signalen Aufbau: Grundelemente: Epidermiszellen, Kutikula Sonderbildungen: Stomata, Trichome (Haare), Lithocysten (vergrößerte Epidermiszellen, in die ein keulenförmiger, mit Calciumcarbonat überkrusteter, als Cystolith bezeichneter Stiel hineinragt)
- Epdermis: Zellformen In Aufsicht meist länglich- isodiametrisch, könnenaber auch unregelmäßigmiteinander verzahntsein.Wichtig: die Zellenmüssen lückenlosmiteinanderverschlossen sein,sodass keinunkontrollierterStoffaustausch (Wasser,Gas) stattfinden kann
- Kutikula Def. + Funktion • Funktion: verhindert Wasseraufnahme, -abgabe– Bei trockenen Standorten kannWasserverdunstung zu weniger als 0.01% imVergleich zu Oberfläche ohne Kutikula reduziertwerden– Kutikula ist aber porös oder rissig an Stellen, woDurchlässigkeit erforderlich ist, z.B. beiDrüsenzellen– Oberfläche resorbierender Organe tragen keineKutikula (Rhizodermis!) • Hat Fähigkeit zu unbegrenztemFlächenwachstum: mit wachsenderEpidermis wächst Kutikula mit • äußerste Schicht aus Wachsen (Ester ausFettalkoholen) und Kutin (Ester aus Fettsäuren)• gewährleistet Verdunstungsschutz und UV-Schutz undSchutz gegenüber Schädlingen
- Epikutilare Wachse Überzüge aus Wachskristallenhaben ebenfallsReinigungsfunktion, treten abernie gemeinsam mitKutikularfältelung aufSind mit freiem Auge als blaugrauerWachsreif zu sehen, z.B.auf Pflaumen oder KohlrabiVielgestaltig in der Form Machen die betreffendenOberflächen total unbenetzbarNach AbwischenRegeneration der Wachsedurch Wachssekretion durchKutikula
- Stomata (Singular Stoma) • Wichtigste Sonderbildung (Idioblasten)der Epidermis ca 10-500 mm2 inUnterseite von Laubblättern, ergibt fürdie Öffnungen 0.5-2.0% der Totalfläche• Funktion: Transpiration und Kontrolledes Gasaustausches• Kommen sehr häufig auch anSprossepidermen vor
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- Trichome (Haare) • definitionsgemäß Idioblasten (Zellen, die sich in Aussehen und Funktion vonNachbarzellen unterscheiden); sind einzelne speziell differenzierteEpidermiszellen• Vielfältige Funktionen– Absorption (Beispiel Wurzelhaare! Bei Epiphyten z.T. auch Haare anSpross)– Sekretion: Drüsenhaare– Brennhaare mit verkieselter Dünnstelle, an Haar bei Berührung abbricht:Injektionsspritze!– Klimmhaare zum Festhalten– Borstenhaare als Fraßschutz (verzweigt, verkieselte Wände ...)– dichtwollige Behaarung beeinflusst Transpiration („Nebelpflanzen“)– Vermittlung von Reizen (Fühlhaare, Venusfliegenfalle)– Frucht- und Samenhaare können Verbreitung dienen (Windverbreitung,Klettenwirkung)– papillöse Vorwölbungen haben Linsenwirkung (z.B. führen zu Glitzern,das Insekten anlockt), tote lufterfüllte Haare streuen Licht (weiße Färbung,Strahlenschutz)• Können bis über 5 cm lang werden (Baumwollhaar)
- Emergenzen • Haarartige vielzellige Gebilde, an derenAufbau auch tieferliegendesubepidermale Gewebe als dieEpidermis beteiligt sind• Entsprechen in ihrer strukturellen undfunktionellen Mannigfaltigkeit denTrichomen, können aber wesentlichgrößer werden
- Rindenparenchym & Kollenchym Rindenparenchym: Füllgewebezwischen Leitbündelkranz undEpidermis Kollenchym: Festigungsgewebe
- 2 Typen von Leitungsgewebe: Xylem: für den Transport vonWasser und Mineralien(im Vorfrühling auch von Assimilaten) Phloem: für den Transport vonAssimilaten sind beide in Leitbündelnzusammengefasst
- Wissenschaftlicher Begriff für Leitbündelanordnungen STELEN
- Stelentypen: • Protostele: zentrales konzentrisches Leitbündel(meist mit Innenxylem); typisch bei Farnen• Aktinostele: zentralliegendes Bündel mit imQuerschnitt sternförmig erscheinendem Xylem,typisch bei Bärlappgewächsen• Polystele: System von achsenparalellen Leitbündeln• Siphonostele: röhrenförmiger Leitbündelstrang• Eustele: typisch für Dikotyledonen, konzentrischesLeitsystem mit eingeschlossenen Mark; Markstrahlenspalten das Leitgewebe in Leitbündel auf• Ataktostele: typisch für Monokotyledonen, Leitbündelerscheinen im Querschnitt ungeordnet verteilt,obwohl letztendlich doch konzentrisch angelegt
- Stelärtheorie • Stele = Gesamtheit der Leitungsbahnen• Bildet ihrer stammesgeschichtlichenHerkunft nach eine morphologischfunktionelleEinheit• Spross von Landpflanzen wird aufBiegefestigkeit beansprucht– Lignineinlagerungen in WasserleitungsundFestigungselementen an Peripherie
- Primäres Dickenwachstum • Zellvermehrung und Zellvergrößerung anSprossspitze• Zusammenwirken von axialen undtransversalen Wachstum– Massives primäres Dickenwachstum z.B. beiKakteen, Sellerie, Kohlrabi, Kartoffelknolle durchVermehrung von Speicherparenchym• Erstarkungswachstum: der Vegetationspunktnimmt durch Zellteilung im Urmeristem imQuerdurchmesser zu
- Sekundäres Dickenwachstum • Typisch für Nadel- und Laubbäume• Durchmesser von Stamm nimmt zu, vor allemin inneren Xylem (Holz)• Dickenwachstum erfolgt durch Tätigkeit desKambiums: nach innen wird Holz, nach außenBast gebildet• Bast = sekundäres Phloem, alle vom Kambiumnach außen abgegebenen Zellen
- Rinde, Cortex • Rinde = Bezeichnung für dieverschiedenartigen peripher gelegenenAchsengewebe (Parenchym)• Primäre Rinde: Rindenparenchymzwischen Leitbündelkranz undEpidermis einschließlich, wennvorhanden, von Kollenchym
- Sekundäres Abschlußgewebe in Spross und Wurzel • Wenn Epidermis bzw. Rhizodermis beiDickenwachstum oder bei Verletzungeinreißt, wird sekundäresAbschlussgewebe gebildet: Kork,Phellem (phellos = Kork)
- Verkorkung • Ein- und Auflagerung von Suberin oderKorkstoff auf die Zelluloseschichten derZellwände– Ist Wandbildung erfolgt, sterben Korkzellen ab undfüllen sich mit Gas (leichtes Luftpolster!)• Suberin (suber = Kork) lipophile Substanz, istchemisch verwandt mit Kutin• Korkschichten sind für Wasser praktischimpermeabel
- Kork Definition Kork = Periderm • Sekundäres Hautgewebe, das an älterenPflanzenorganen die Epidermis ersetzt unddie darunterliegenden Gewebe schützt• Besteht aus Phellogen, Phelloderm undPhellem• Korkkambium = Phellogen, sekundäresMeristem, das nach außen Korkgewebe(Phellem), nach innen Korkrinde (Phelloderm)bildet und so bei der Dickenzunahme desSproßes die peripheren Schichten ersetzt– Zellteilungen des Korkkambiums sind perklin, d.h.parallel zur Oberfläche • Ist Korkbildung beendet, sterben Zellen ab undfüllen sich mit Luft• Braunfärbung durch Einlagerung vonGerbstoffen (Schutz vor Parasiten: Insekten,Pilze)
- Korkhäute • Schon dünne Korkhäute vermindernTranspiration stärker als kutinisierte Epidermen• Sind frei von Interzellularen• totale Verkorkung der Oberflächen vonSprossachsen würde ein Überleben von Zellenim Innern von Zweigen und Stämmen unmöglichmachen; daher ist Korkgewebe stellenweise vonKorkporen = Lenticellen (lenticula = kleineLinse) durchbrochen
- Lenticellen • Unter Auflösung der Mittellamellen(Mazeration) entstehen abgerundete, nur losezusammenhängende Korkzellen, zwischendenen hindurch eine Diffusion vonWasserdampf, Sauerstoff und CO2 erfolgenkann• Oberfläche von Lenticellen ist dicht mitWachskriställchen besetzt: dadurch sindLenticellen unbenetzbar (auch bei heftigemDauerregen)
- Wundverschluss • Wunden an Stämmen werden durchKallusbildung (Zellwucherungen)verschlossen• Kallus (= Schwarte) ist außen durchPeriderm geschützt
- Borke: Lage in Pflanze • außerhalb des zuletzt angelegtenKorkkambiums gelegenes lebloses Gewebe,das meist von einem später angelegtenzweiten oder dritten, aus der sekundärenRinde entstammenden Korkkambium gebildetwird und das stets Bastelemente enthält• faßt alle außerhalb des vaskulären Kambiumsgelegenen Gewebe zusammen, d.h. alleGewebe, die nach außen vom Holzkörperabgezogen werden können
- Primäres, sekundäres & tertiäres Abschlussgewebe – primäres Abschlussgewebe: Epidermis– sekundäres Abschlussgewebe: das erste Periderm(Oberflächenperiderm; bleibt bei einigen Bäumenaufgrund von Dilatationswachstum über Jahreerhalten)– Tertiäres Abschlussgewebe: Borke; Risse beimDickenwachstum werden durch in Rindeneuangelegte tiefere Periderme (Innenperiderme)aufgefüllt
- Funktionen der Borke • Thermischer Schutz, Strahlungsschutz (durchPigmentierung und durch hohen Luftgehalt)– Vermittelt auch Schallschutz• Feuerschutz (Borken sind schwer oder nichtentflammbar)• Fraßschutz• Schutz gegen holzabbauende Pilze undBakterien