Vlla_Pflanzen_Anatomie_Morphologie

Dauernde Vereinigung von Zellen zu einer funktionellen Einheit

Bildungsgewebe: zB. Meristeme, Kambium

Dauergewebe:

• Hautgewebe: Oberfläche (Epidermis, Rhizodermis)

• Grundgewebe: Raum zwischen Haut- und Stranggewebe (Parenchym) (Speicherung)

• Stranggewebe: Leitung von Assimilation, Nährstoffen und Wasser, Festigkeit, Leitbündel

• isodiametrisch (gleiche Erstreckung nach den 3 Raumrichtungen)

• Kugel ➡️ durch Abplattung von Nachbarzellen polyederförmig

• Grundform ist Dodecaeder (12 Flächen) oder Tetrakeidekaeder (14 Flächen)

• Endgültige Zellform durch

  • Druck

  • Oberflächenspannung

  • Andere Faktoren

• Zellwand +- dünn

• meist unverdickt

• Im allgemeinen lebenden Zellen

• langgestreckt

• verdickte Zellwände

• spitz zulaufende Enden

• meist +- verholzt

• tot

• entstehen aus Parenchymzellen

• sehr dickwanstig

• kleines lebendes Zelllumen

• verholzte Zellwand mit Kanälen (Tüpferkanäle) durchsetzte ➡️ Stofftransport

In Fruchtfleisch der Birne

Bakterien: ~ 1um (=0,001mm)

Weibliche Eizelle: so groß wie ein i Punkt

Parenchymzellen/Gewebezellen: 10 - 100um

Prosenchymzellen: oft extrem lang ➡️ Jutefaser/Sisalfaser/Ramiefaser bis zu 35cm

• Zellwand

• Protoplasten (Protoplasma)

• Zellsaftraum (Vakuole)

• Anorganische Ionen - anorganische Säuren

• Organische Anionen - organische Säuren

Zucker/Malat/Citrat/Oxalat

Anthocyane - wasserlösliche Farbstoffe (Anlockung)

sekundäre Pflanzenstoffe

Abwehrstoffe - die zB. bei Verletzung freigesetzt werden

Hohes osmotisches Potential ➡️ Ausfällen bzw. Umbau in nicht osmotische wirksame Substanzen zb. Stärke

• Zellkern mit Kernkörperchen / Kernfalte

  • Kernhülle (Doppelmembran)

  • Karyoplasma (Proteine), Komponenten des Replikations- und Transkriptions-Apparats

  • Nucleoli / Strukturen für den Replikationsvorgang

• verschiedenste Plastiden

• Mitochondrien eher schwer zu sehen ~ 1um, farblos

• Peroxisomen (Photorepiration/Oxidasen)

• Glyoxysomen (Speichergeweben fettreicher Samen / ß-Oxidation)

• Sphärosomen (ca. gleich groß wie Mitochondrien, enthalten oft Kristalloide)

• kleine Vakuolen mit Kristallen (Eiweißkristalloide)

Nicht im Lichtmikroskop sichtbar:

• Diktiosomen

• ER

• Ribosome

• Mikrofilamente

• Peroxisomen

• Mikrotubuli

Abheben des lebenden Protoplasten von der Zellwand durch wasserentziehende (hypertonische) Mittel ➡️ Kalium- oder Calcium Nitrat-Lösung

= Mittellamelle + von den benachbarten Zellen aufgelagerte Wandsubstanzen

• Mittellamelle: Kittsubstanz | Pektine (Polysaccharide)

• Hemizellulose: Pektinen und Proteinen, wenig Cellulose ➡️ Matrixsubstanzen

• dehnbar

• ~ 65% Wasser

• Streuungsstruktur

• spätere Zunahme des Celluloseanteils stoppt das Wachstum

• Wachstum durch Einlagerung (Intussuszeption)

• ~ strukturlos

• bedingte Festigkeit

• sehr elastisch

• Zellulose (~ 25%) gibt dieser Primärwand Struktur

• oft mächtig

• nicht mehr dehnbar

• Bildung erst nach Einstellen des Zellwachstums

• Schichten zeigen Parallelstruktur

  sind gekreuzt zueinander ➡️ Kreuzung bestimmt mechanische Eigenschaften

Turgordruck übt von innen Druck auf die Zellwand.

Eine Dehnung der Zellwand ist für die Streckung der Zelle erforderlich, wird aber durch die Hemicellulosebrücken zwischen den Mikrofibrillen eingeschränkt.

Hormone Auxine können einen Anstieg der Dehnbarkeit verursachen. Sie fördern die reversible Spaltung der Hemicellulosebrücken oder ein Aufbrechen der Wasserstoffbrücken zwischen Cellulose-Mikrofibrillen und Hemicellulosebrücken.

Das Aufbrechen der Wasserstoffbrücken erfolgt durch das Zellwandprotein Expansin. Diese Modifikation erlaubt den Cellulose-Mikrofibrillen, sich auseinander zu bewegen. Daraus resultiert eine irreversible Expansion der Zellwand.

• Mischpolymerisate aus verschiedenen Phenylpropaneinheiten

• chemisch ziemlich uneinheitlich

• unterschiedliche Alkohole sind eingebaut

  • Laubgehölze: Sinapyl-Alkohol

  • Nadelhölzer: Coniferyl-Alkohol

• bilden 3-dimensionales Netzwerk

• erstmals bei den Farnen

• 20-30% der Trockenmasse

• 20 Millarden Tonnen / Jahr

• Zellwand wird unelastisch und starr

• Wassergehalt ⬇️

• Zellen sterben ab

• Druckfestigkeit ⬆️ | Elastizität ⬇️

Ligninskelett “ersetzt” Turgor

Silikate = Kieselsäure | Kieselalge

Schachtelhalm ➡️ Zinnkraut (Kieselsäure in Schließzellen)

Ca-Carbonat

• zuerst Akruste und dann Inkruste

• Zystolithen

• Sternhaare

• ubiquitär | Austrocknung ⬇️

• Polymerisier aus ungesättigten Fettsäuren

• Procutin wird an der Luft zur festen Cuticula über der Epidermis ➡️ Ectodesmen

• Mistel

• Kristalloidpakete

• Transpirationsschutz

• hohe Sonneneinstrahlung ➡️ Gebirgspflanzen

= Zellschicht zwischen Epidermis und Rinde = sekundäres Abschlussgewebe

• Suberin in Zellwand eingelagert

• wachsartige Substanz | lipophiles Biopolymer

• In Korkzellen: Schichtung aus Suberin- und Wachsschichten (wasserundurchlässig)

• Gas und Wasser durchlässig ➡️ Zellen sterben ab

• Suberinlamelle in Wurzel-Endodermis (“Casparischer Streifen”)

• Borke sek./tertiäres Abschlussgewebe

Pollenkörner

Sporen

Haare

• Einzelsporen (wabiges Zellwandrelief)

• stachelige Verdickungen der Extine

• Pollenluftsäcke (leistenförmige Wandverdickunhen)

Kollenchym

• Primärwand

• Lokale Wandverdickungen

• In parenchymatischen und/oder prosenchymatischen Zellen

• Zellen leben

• Nicht verholzt!!

• Abbau möglich (Kaffeesamen)

Ringkollenchym

Plattenkollenchym (Tangentialwände verdickt)

Eckenkollenchym (verdickte Zellecken)

Lückenkollenchym (Mittellamelle löst sich an den Ecken auf)

Sklerenchym

• Gleichmäßige Verdickung der Sekundärwand

• Verholzt!! ➡️ Lignineinlagerungen

• meist tot

Gefäßbündelscheide

Leitbündelscheide und Tracheen, Tracheiden (Wasserleitelemente)

Sklereiden

• Brachysklereiden (Steinzellen)

• Makrosklereiden (stabförmig)

• Osteosklereiden (Enden knochenf. verbreitet)

• Astrosklereiden (verzweigt, sternförmig, Tee)

• Trichosklereiden (haarförmig, zugespitzt)

• Lignifizierung ➡️ Zellkommunikation ⬇️➡️ Durchbrüche = Tüpfel

• an dieser Stelle wird keine Sekundärwand gebildet ➡️ Mittellamelle + Primärwand

• durch die Tüpfelkanäle (Aussparung der Zellwand) ziehen Plasmafäden durch

  • cytoplasmatische Kanäle

  • Plasmodesmen

• bei stark verholzten Zellen

• unverdeckte Wandstelle

• Verbindung von Zelle zu Zelle

• Textur der Cellulosefibrillen geringer

• unterschiedliche Tüpfelformen

  • einfache Tüpfel

  • Hoftüpfel (Coniferen)

  • Schräg-spaltenförmige Tüpfel (Libriformfaser)

• Aussparungen in der Zellwand

• benachbarte Zellen bleiben in Kontakt

• in Verbindung bleiben das Cytoplasma und auch das intrazelluläre Membransystem

• Membranschläuche des endoplasmatischen Retikulums oder der Dictyosomen

• sekundäre Plasmodesmen: durch enzymatisches Auflösen von Zellwandbereichen

Auflösung einer bestehenden Zellvereinigung in einzelnen Zellen

Auflösung der Mittellamellen (Pektine)

Natürlich:

• Pektinasen

• Trennungsschichten am Grunde der Blätter beim Laubfall

• an den Ansatzstellen abfallender Blüten und Früchte

• Narbenbrei bei Orchideen

• Füllgewebe der Lentizellen

• “Mehligwerden” von Früchten

Künstlich:

• Kochen in Wasser (Kartoffelknolle)

• Kochen in verdünnter Essig- oder Oxalsäure (saftige Früchte)

• in verdünnten Säuren (Essiggurkerl)

• Ammoniak (Kartoffel, Rüben)

• in 50% Kalilauge (Korkgewebe, Rinden)

• Schulbesuche Gemisch (Salpetersäure + Kaliumchlorat)

• Papierindustrie: zB. Einwirken von Kalziumsulfit unter hohem Druck und Temperatur auf die zerkleinerten Holzstückchen

nach Entwicklungszustand

• Bildungsgewebe oder Meristeme

  • embryonal

  • undifferenzierte Zellen

  • teilungsfähig

  • differenzierungsfähig

• nach Lage

• Haut-, Grund-, Stranggewebe,…

  nach Funktion

• Speicher-, Assimilationsgewebe,…

• Verband teilungsbereiter Zellen

• durch Teilungsfähigkeit Bildung neuer Zellen

• neu entstandene Zellen differenzieren sich ➡️ Dauergewebe

Meristemzellen

• dünnwandig

• großer Zellkern

• mehrere kleine Vakuolen

• keine Interzellularen

• Proplastiden

• Aufbau des primären Pflanzenkörpers aus Urmeristem, Promeristem

• Teilung unmittelbar aus Meristemzellen des Embryos

• Ausdifferenzierung zu Dauergeweben

• (Restmeristeme)

Protoderm: bildet das primäre Äußere Abschlussgewebe, die Epidermis

Grundmeristem: bildet das Markgewebe und die primäre Rinde

Prokambium: bildet das Leitgewebe

• Wiederaufnahme der Zellteilung durch Re-Embryonalisierung

Kambium: als Kambiumring

Phellogen (Korkkambium): bildet das sekundäre Abschlussgewebe, das Periderm, mit seinen drei Gewebeschichten

Interkalare Meristeme: Spezialfall der Restmeristeme, vor allem in Sprossachsen; zwischen bereits differenzierten Bereichen liegendes und lokales Längenwachstum bewirkendes Meristem zB. bei Gräsern

Meristemoide: Einzelzellen oder Zellgruppen, die inmitten einer Umgebung sich nicht teilender Zellen besonders hohe Teilungsaktivität zeigen und letztendlich zum Dauergewebe werden.

Sprossscheitel

Wurzelscheitel

flächig ausgedehnt

Kambium: sekundäres Dickenwachstum der Sprossachse (Aktivitäten können jahreszeitlich schwanken und spiegeln sich beispielsweise in der Ausprägung von Jahresringen wieder)

Korkkambium: bilden sekundäres Abschlussgewebe

Interkalare Meristeme: Monokotyledonen, Gräser,..

aktiv wachsende, vom Apikalmeristem deutlich abgesetzte Meristeme, die zwischen mehr oder weniger differenzierten Geweberegionen, in der Regel an der Basis eines Internodiums, eingefügt sind

Lebenslang:

• Längenwachstum

• Neuanlage von Blättern

• Organverzweigungen

• primäre Organausgestaltung mit Bildung von Epidermisderivaten und Idioblasten

• lebenslange Reaktionsfähigkeit auf Organabwurf und Verletzungen (Totipotenz)

Optional:

• lebenslanges Dickenwachstum

• Erweiterung des Stofftransports- und Stoffverteilungssystems, des Fertigungssystems

• Instandhaltung des Abschlussgewebes

• Durchlüftungssgewebe

• Assimilationsgewebe

• Festigungsgewebe

• Speichergewebe

• Ausscheidungsgewebe

• usw.

• Hautgewebe - primär, sekundär, (tertiär)

  Abschluss - Verbindung - Ausscheidung

• Grundgewebe - Funktionsvielfalt

• Stranggewebe - Leitung; Festigkeit

• Epidermis | Rhizodermis

• Sonderformen (Hypodermis)

• Cuticula

• Trichome

• Stromata

• Kurzzellen/Langzellen

• Hydathoden

• Hydropoten

• usw.

• umgibt gesamten Pflanzenkörper (Wurzel - Rhizodermis)

• entsteht durch antikline Teilung der äußersten Tunicaschicht

• meist einschichtig

• meist chloroplastenfrei (Ausnahme; Schließzellen, Sumpf- und Wasserpflanzen, manche Schattenpflanzen)

• Lebensdauer: “Krautige” oft zeitlebens

  sekundäres Dickenwachstum: Periderm

• Form: Isodiametrisch plattenförmig, tagelförmig gestreckt

• oft verzahnte Zellwand (Festigkeit)

• manchmal Polymorphismus (Gräser ➡️ Kurz-, Lang- und Querzellen)

• Stomata (Spaltöffnungen)

• Anhangsgebilde: Haare (Trichome)

• Auflagerung auf Epidermiszellen

• epicuticuläre Wachsschichten

• Einschränkung der Transpiration (=Schutz)

• Abwehr von Pathogenen

• Festigkeit

• Cutin: Ester polymerer Hydroxyfettsäuen

  Oberfläche bildet Rillen oder Noppen

Lotus Effekt: die geringe Benetzbarkeir einer Oberfläche, wie bei Lotuspflanze. Wasser perlt in Tropfen ab und nimmt dabei auch alle Schmutzpartikel auf der Oberfläche mit. Verantwortlich dafür ist eine komplexe Mikro- und nanoskopische Architektur der Oberfläche, die die Haftung von Schmutzpartikel minimiert

= Stoma, Stomata

• Öffnungen in der Epidermis

• 2 Schließzellen

• vorwiegend an Blättern

• inäquale Teilung

Spaltöffnungsbewegung erfordert Turgor und spezielle anatomische Konstruktion

Mnium Typ:

• Bauchwände dünn

• Rücken-, Außen- und Innenwände verdickt oder unverdickt

• Bewegung senkrecht zur Epidermisoberfläche

Gramineen Typ:

• hantelförmige Schließzellen

• blasenförmige Enden: -dünnwandig, Verbindungsstück starr und dickwandig

• Passives Auseinanderweichen parallel zur Epidermisoberfläche

Amaryllideen Typ:

• weit verbreitet

• Zellen bohnenförmig

• Verdickungsleisten an der Bauchwand

• Rückwand dünn

• Bewegung parallel zur Epidermisoberfläche

Helleborus Typ:

• ähnlich Amaryllideentyp

• Bewegung parallel und senkrecht zur Epidermisoberfläche

Hypostomatisch: Stomata liegen nur auf der Blattunterseite (häufig) abaxial - unten

Epistomatisch: Stomata liegen nur auf der Blattoberseite (selten) zB. Bei Seerosen

adaxial - oben

Amphistomatisch: Stomata liegen auf der Blattoberseite und Unterseite, zb. Gräser, Nadelblätter

= Haare

• gehen aus Epidermis hervor

• Vorkommen an allen Pflanzenteilen

• kurz- oder langlebig

• aus Trichom-Initialzelle

• einzellig/mehrzellig

• verzweigt/unverzweigt

• nur perikline Teilung

• mechanisch (Junge Blätter, Knospen)

• Transpirationshemmend/fördernd (tot/lebend)

• Strahlung-/Temperaturschutz (Wüste, Hochgebirge)

• Fraßabwehr

• Wasser- und Salzaufnahme (Wurzelhaare)

• Klimmen und Haften

• Verbreitung

• Anlockung (Futterhaare)

• Sensorisch (Fühlhaare, Venusfliegen Falle)

• Abscheidung (Deposition, Drüsen) = Drüsenhaare

• Brennhaare (Brennessel)

• Trichome mit Sekretionsfunktionen: Köpfchenhaare

• sondern verschiedene Sekrete und Exkrete aus

• Einzelliges/Mehrzelliges Köpfchen

• Köpfchenzelle: plasmareich, großer Kern

• Abheben der Cuticula

• Cuticula platzt

Sekret: abgesonderter Stoff mit Funktion

Exkret: reines Abfallprodukt

• unterschiedliche Einrichtungen

• treten an unterschiedlichsten Orten auf

• epidermale Herkunft: Trichome

• epidermales und darunter liegendes Gewebe: Emergenz

Wasserspalten

• wasserabscheidene Drüsen

• Guttation

• passive Hydathoden (Wurzeldruck)

• aktive Hydathoden (Energie notwendig)

• Hydathoden liegen häufig an Blattspitzen, an Zähnchen des Blattrandes oder am Ende großer Blattadern

drüsenähnliche zelluläre Differenzierung der unteren Blattepidermis von Schwimmblattpflanzen, die der Aufnahme von Wasser sowie der im Wasser gelösten Nährsalze dient

• bei Pflanzen mit sekundärem Dickenwachstum

• ersetzt die Epidermis als sekundäres Hautgewebe oder Abschlussgewebe

• entsteht epidermal oder subepidermal

Rinde/Borke

• vom Hautgewebe nach außen hin abgegrenzt

• vom Stranggewebe durchzogen

• parenchymatische Zellen

• Tetrakaidekaeder - 14 Flächen

• Zellwände meist dünn

• meist aus Zellulose

• gut geeignet zur Nährstoffspeicherung

• viele Plastiden

• reichlich Interzellularen

➡️ Nahleitung von Gaswechselprodukten

• Parenchym

• Kollenchym

• Sklerenchym

• polyedrische Form

• reine Zellulose

• großer Zellsaftraum

• reichlich Interzellularen

Assimilationsparenchym (=Chlorenchym)

• primäre Rinde

• Mesophyll

• Photosynthese

Speicherparenchym

• Nährstoffe

• meist farblos mit Leukoplasten

• mit Amyloplasten

• In Speicherorganen

Leitparenchym

Wasserspeicherndes Parenchym

v.a. bei Sukkulenten

Aerenchym (Durchlüftungsgewebe)

v.a. bei Sumpf- und Wasserpflanzen

schizogen: lokales Trennen benachbarter Zellwände durch Lösen der Mittellamelle

• Ölbehälter

• Harzkanal

lysigen: Auflösen von Zellwänden

• Ölbehälter

rhexigen: Zerreißen von Zellwänden

• Milchröhren

• lebendig

• nie alle Zellwände verdickt (ungleichmäßig, Primärwand)

• Wandverdickung: Cellulose + gequollenes Pektin

• kann mitwachsen

• schnell durch Sklerenchym ersetzt

• Biegefestigkeit!

• in jungen, wachsenden Pflanzenteilen

Einteilung nach Lage der Verdickung:

• Eckenkollenchym

• Plattenkollenchym

• Knorpelkollenchym

• Lückenkollenchym

• eher peripher

• Kollenchymring - flexibel

• l-Träger

• Kollenchymbündel

• stark verholzte Zellwände (Sekundärwand, gleichmäßig)

• Sklerenchymfasern, sehr fest, starr

• unterschiedliche Formen

• aus Kollenchym oder direkt aus Meristem

• meist abgestorben

• in ausdifferenzierten Pflanzenteilen

Lage:

• im Zentrum oder verstreut

• Sklerenchymring - starr

• Sklerenchymkappen

• Sklerenchymatische Scheide

Ferntransport von Wasser und Nährstoffen

Boden ➡️ Wurzel ➡️ Stamm ➡️ Blatt ➡️ Atmosphäre ACROPETAL

• tote Zellen ➡️ wenig kontrollierbar!!!

Ferntransport von Assimilation, Stoffwechselprodukten (zb. Phytohormone)

Transport auch von Wuzel in den Stamm!

Transport von source zu sinks

Blatt ⬅️➡️ Stamm ⬅️➡️ Wurzel ⬅️➡️ Boden

ACROPETAL | BASIPETAL

• lebende Zellen ➡️ kontrollierbar

• Festigkeit

Entstehung neuer Seitenanlagen (zb. Seitenfäden bei Algen, Seitensprosse, Blattfliedern), wenn die scheitelnächste Anlagen zugleich die kürzesten und jüngsten sind, dh. wenn die Entstehung von der Basis zur Spitze fortschreitet

von unten nach oben

Entstehung neuer Seitenanlagen, wenn sie von der Spitze zur Basis fortschreitet, dh. wenn die scheitelnächsten Anlagen zugleich die ältesten und längeren sind

von oben nach unten

Der pflanzliche Körper wird durch Meristeme in Form gebracht

• Höhenwachstum (Licht)

• Wurzelwachstum (Wasser, Nährstoffe)

• seitliches Wachstum (Buschigkeit)

• Dickenwachstum

• Wurzel

• Spross

= hadrom

• Tracheiden

• Tracheen

• Xylemparenchym

• Libriformfasern

= leptom

• Siebzellen | Siebröhren

• Geleitzellen

• Phloemparenchym

• Bastfasern ➡️ lebend | tot

Xylem

• prosenchymatisch | langgestreckt | spindelförmig

• sekundär verdickt ➡️ verholzt

• keine Interzellularen

• tot

• Hoftüpfel an den Enden ➡️ Kommunikation

• Festigkeit

• Wassertransport durch Kapillarwirkung

Fasertracheiden:

• Festigkeit

• Zellwand sehr dick

• kaum Wassertransport

Xylem

• prosenchymatisch | langgestreckt | spindelförmig

• sekundär verdickt ➡️ verholzt

• Durchmesser: Tracheen > Tracheiden

• Zwischenwände werden oft abgebaut ➡️ lange Röhren

• hohe Wassertransportgeschwgkeit

• parenchymatisch

• sekundär verdickt ➡️ verholzt

• Festigkeit

• Speicherung

Xylemstrahlen

• nur im Xylembereich

Markstrahlen

• zwischen den Leitbündeln in Strängen

• verbinden Rinde und Mark

Phloem

• erfüllen die Aufgabe von Geleitzellen, leiten sich aber von anderen Zellen ab

• nur bei Gymnospermen

Parenchymzellen ➡️ Speicherfunktion

• parenchymatische Gewebestrahlen

• Baststrahlen ➡️ nur im Phloem

• Rindenstrahlen ➡️ vom Mark in die Rinde

Phloem

• Gymnospermen und Farnen

• prosenchymatisch

• lebend

• Performation der Querwände ➡️ Plasmodesmen

Phloem

• Angiospermen

• Prosenchymatisch

• Querwände siebartig durchbohren ➡️ Siebplatten

• lebend

• spezialisiert auf Transport

Phloem

• Klein | parenchymatisch

• mit Siebröhren assoziiert ➡️ entstehen aus einer gemeinsamen Mutterzelle

• dünnwandig

• lebend

• stoffwechselaktiv ➡️ viele Mitochondrien

• ATP wird in Siebröhren transportiert ➡️ “Herz-Lungen-Maschine” der Siebröhren

• aus Xylem und Phloem aufgebaut

• Leitbündel schematischer Aufbau

  • konzentrisch (im Außen-/Innenxylem)

  • kollateral (geschlossen(kein Kambium im LB), offen (Kambium im LB))

  • bikollateral (2 Kambien im LB)

  • radial

Leptozentrisch (Phloem im Zentrum des LB)

Hadrozentrisch (Xylem im Zentrum des LB)