Izvorni znanstveni članak
Kontraktion des gallertigen Zellsaftes in Zinnia elegans-Früchten
Zorica Ovničević
; Hrvatska
Davor Miličić
; Hrvatska
Sažetak
In den Vakuolen der Fruchtaußenepidermis von Zinnia elegans befinden sich zahlreiche winzige Kristalle (Taf. 1 u. 2). Es wurde bewiesen durch Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure, wobei sich diese Kristalle in eine große Anzahl von nadelförmigen Gypskristallen verwandeln, und durch Einwirkung mit Plahlschem Reagens (Pia hl 1920), daß es sich dabei um Kalziumoxalat-Kristalle handelt. Weil diese Kristalle im Polarisationsmikroskop unter gekreuzten Nikols intensiv leuchten, ist wahrscheinlicher, daß es sich hier um Kristalle von Ca-Oxalat-Monohy- drat handelt, da diese ein größeres Doppelbrechungsvermögen besitzen als die vom Dihydrat (Philipsborn 1952; Küster 1956, 492, 493). In dieser Epidermis kommen die Monohydrat-Kristalle in Form von Kristallsand vor.
In den Zinnienfrüchten enthalten alle Außenepidermiszellen ungefähr die gleiche Menge von Kristallsand. Die Kristalle sind im Zellsaft nicht gruppiert, sondern in allen Vakuoleteilen gleichmäßig verteilt (Taf. 1 u. 2). Daß diese Annahme richtig ist, kann man leicht feststellen, wenn man mittels stärkerer Objektive verschiedene optische Querschnitte dieser Zellen überprüft.
Obwohl die Kristalle meistens sehr klein und von allen Seiten mit Zellsaft umgeben waren, zeigten sie doch keine Brownsche molekulare Bewegung auf. Deshalb sind wir auf den Gedanken gekommen, daß sich diese Vakuolen im festen, gallertigen Zustand befinden. Da sich solche festen Zellsäfte unter dem Einfluß von 0,1 n H2S04 synäretisch kontrahieren können, haben wir die Epidermiszellen mit dieser Säure behandelt. Dabei konnten wir wahrnehmen, daß sich der Vakuoleninhalt mit dem eingebetteten Kristallsand schnell kontrahiert. Nach dem Ablauf des Kontraktionsprocesses (der Synärese) behält der »Saft« ungefähr den verkleinerten Umriß der Zelle (Taf. 2) Während der Kontraktion bleibt der Protoplasmabelag mit den Chloroplasten an der Zellwand, ändert also seine Lage in der Zelle nicht.
Wenn man mit einer verdünnten Ammoniaklösung die Dilatation des kontrahierten Zellsaftes hervorzurufen versucht (vgl. Ken da und Weber 1952), ist es nicht möglich, mit Sicherheit darauf zu schließen, ob sich dabei der gallertige Saft auf den ganzen Raum der Vakuole verbreitet oder nicht. In jedem Fall kehren die Kalziumoxalat-Kristalle nicht mehr in ihre frühere Lage in der Zelle zurück, sondern sie bleiben ungefähr in der Zellmitte gruppiert, und zwar auf der Stelle, wohin sie während der Kontraktion gelangt sind.
Der Umstand, daß die Kristalle vor der Kontraktion des gallertigen »Saftes« gleichmäßig verteilt sind, weist darauf hin, daß sie nicht im Cytoplasma, sondern in der Vakuole entstehen, und zwar in der Zeit, da diese ihre gallertige Konsistenz schon gewonnen hat. Wenn die Kristalle in der Vakuole früher entstanden wären, d. h. in der Zeit, als die Vakuole noch flüssig war, würden sie als schwere Körper auf den Boden der Vakuole gefallen sein und würden sich dort in eine Schar gruppiert haben. Die gallertige Konsistenz des Zellsaftes verhindert aber die Bewegung der Kristalle und behält diese auf jener Stelle in der Zelle, wo sie auch entstanden sind.
Untersuchen wir diese Vakuolen bei jüngeren Früchten, bei denen sich die in inneren Fruchtteilen befindliche Phytomelanschicht erst zu bilden beginnt, werden wir beobachten, daß diese jungen Vakuolen eine kleinere Menge von Kristallen enthalten als die älteren Vakuolen. Behandeln wir die jungen Zellen mit 0,1 n H2S04, verläuft der Kontraktionsprozeß in seinen ersten Stadien ähnlich wie in den alten Zellen, aber am Ende dieses Prozesses behält der kontrahierte Zellsaft nicht dauernd den verkleinerten Umriß der Zelle, sondern er rundet sich endlich ab (Taf. 1 a-c). Die Viskosität des kontrahierten Saftes ist bestimmt noch ziemlich niedrig, so daß die Oberflächenspannungskräfte auf die Form des Saftes einwirken können.
Es sei betont, daß während der synäretischen Kontraktion sowohl der an der Zellwand befindliche Protoplasmabelag als auch die in ihm eingebetteten Chloropiasten ihre peripherische Lage in der Zelle auch weiterhin beibehalten.
In ganz jungen Epidermiszellen, die sich in unreifen Früchten befinden, kommt es zu keiner Kontraktion unter dem Einfluß der verdünnten H2S04. Dieser Versuch zeigt, daß der Zellsaft die gallertige Konsistenz hier noch nicht erreicht hat, sondern sich im flüssigen Zustand befindet.
Wirken wir auf die älteren, für eine synäretische Kontraktion schon fähigen Zellen mit 1,0 mol KNO3-Lösung ein, kommt es in ihnen zur Plasmolyse. Die Plasmolyseform bleibt auch eine längere Zeit nach der Einwirkung des Plasmolitikums konkav (Taf. 1f). In dieser Hinsicht unterscheiden sich unsere Zellen stark von den Boraginaceen-Blütenzellen, die ebenfalls gallertige Zellsäfte besitzen. Bei Verkleinerung ihres Volumens während der Plasmolvse behalten diese letzteren Säfte den verkleinerten Umriß der Zelle, was im Zusammenhang mit der festen Konsistenz des Zellsaftes steht (Strugger 1949, Kenda und Weber 1952).
Ebenso verhalten sich die Zinnienvakuolen auch bei Behandlung mit Neutralrot anders, als die Vakuolen der Boraginaceen. Wenn die Zinnien-Zellen mit Neutralrot (1 :10000, pH 7,1) behandelt werden, kommt es zuerst zur diffusen Vakuolenfärbung und später zur Entmischung des Zellsaftes, wobei die viskose Phase Tropfenform annimmt und den Farbstoff intensiv speichert (Taf. 1d). Zum Unterschied davon kontrahieren sich die Boraginaceen-Vakuolen nach Behandlung mit Neutralrot synäretisch und behalten dauernd den verkleinerten Zellumriß.
Wie aus dieser Darstellung hervorgeht, kommt es zur Kontraktion des Zellsaftes bei Zinnie unter dem Einfluß der verdünnten Schwefelsäure. Doch verhalten sich die festen Vakuolen von Zinnie nicht immer gleich wie die Vakuolen von Boraginaceen. So z. B. scheint es uns, daß bei Zinnie die Dilatation des kontrahierten Saftes unter dem Einfluß vom Ammoniak ausbleibt; außerdem verhalten sich die Zinnien-Vakuolen anders während der Plasmolyse und der Behandlung mit Neutralrot (Taf. 1 d-f). Ähnliche Abweichungen von der Synärese oder von den der Synä- rese nahe stehenden Prozessen sind aber in der Literatur schon mehrmals angeführt worden (Hofmeister 1941a, b; Miličić 1952,1965; Takada 1952, 33).
Ključne riječi
Hrčak ID:
154791
URI
Datum izdavanja:
31.12.1968.
Posjeta: 974 *