Der Mexikanische Doppelpalmfarn (Dioon edule)

Beim Gang durch die Gewächshäuser der TU Darmstadt ist mir der Mexikanische Doppelpalmfarn ins Auge gefallen und ich durfte eine Probe einer Blattfieder nehmen. Diese habe ich bei meinem Besuch gleich im Anschluss in den Räumen der TU präpariert. Auffällig war eine ölige Schicht auf dem Schälchen mit den Schnitten, der Blick durch Mikroskop nach der Präparation zeigte dann auch viele sehr große Sekretgänge im Querschnitt der Blattfieder. Leider zu spät, die mit W3Asim II gefärbten Schnitte zeigen über der ganzen Schnittfläche massive Artefakte vom Inhalt der Gänge.
Also zu hause noch mal ran! Diesmal wurden die Schnitte nach der zwischenzeitlich erfolgten Stückfixierung noch eine Weile in AFE belassen, nach der Überführung in Wasser mit Klorix 1:4 behandelt und anschließen noch einmal mit Chloralhydrat gebleicht bevor sie mit Dujardin Grün gefärbt wurden. Es gibt also im folgenden einiges zu sehen. 

Der Mexikanische Doppelpalmfarn bildet mit den Jahren baumförmige und meist aufrecht Stämme, die bei einem Durchmesser von 20 bis 40 cm eine Höhe von 3 Meter oder mehr erreichen könne. Die Stämme sind, wie bei den meisten Baumfarnen, mit den Blattbasen der abgestorbenen Fiederblättern und den Cataphyllen (Niederblätter) bedeckt.

Geschnitten habe ich für die W3Asim II Färbung eine frische Blattfieder freistehend auf dem Handzylindermikrotom mit Leica Einmalklingen im SHK-Klingenhalter. Die Schnittdicke beträgt rund 50 µm.
Nach einer Schnittfixierung in AFE für ca. anderthalb Stunden wurden die Schnitte in Aqua dest überführt.
Gefärbt habe ich mit W3Asim II nach dem Rezept von Rolf-Dieter Müller. Entsprechende Arbeitsblätter können im Downloadbereich der MKB-Webseite herunter geladen werden. Eine ausführliche Beschreibung der Färbung findet sich hier.
Eingedeckt sind die Schnitte - nach gründlichem Entwässern in reinem Isopropanol - in Euparal.
Wie eingangs schon angesprochen, hat das ätherische Öl aus den Sekretgängen die Schnitte komplett "zugekleistert".

Die nach dem Dujardin-Grün-Rezept von Rolf-Dieter Müller gefärbten Schnitte sind nach einer einwöchigen Stückfixierung in AFE ebenfalls auf dem Handzylindermikrotom mit Leica Einmalklingen im SHK-Klingenhalter geschnitten, diesmal allerdings in Möhreneinbettung längs und quer. Die Schnittdicke beträgt wieder rund 50 µm.
Anschließend habe ich die Schnitte nochmal für gut 2 Stunden in AFE nachfixiert und nach der Überführung in Aqua dest. mit Klorix 1:4 für ca. 5 bis 7 Minuten behandelt, um das ätherische Öl aus den Sekretgängen sicher zu entfernen. Nach gründlichem Spülen mit Aqua dest. habe ich dann für rund 8 Stunden mit Chloralhydrat gebleicht (250g auf 100ml Aqua dest.). Danach war wieder gründliches Spülen  angesagt.

Nach dieser recht aufwändigen Vorbereitung habe ich dann mit Dujardin Grün gefärbt. Eingedeckt sind die Schnitte der zweiten Serie wieder - nach gründlichem Entwässern in reinem Isopropanol - in Euparal.

Alle Aufnahmen entstanden auf dem Leica DM E mit den Objektiven NPlan 5 und 40x sowie den 10x und 20x PlanApos. Die Kamera ist eine Canon Powershot A520 mit Herrmannscher Okularadaption. Zur Zeit nutze ich am Adapter ein Zeiss KPL 10x, das mit den Leica-Objektiven sehr gut harmoniert. Die Steuerung der Kamera erfolgt am PC mit dem Programm PSRemote und der Vorschub wird manuell anhand der Skala am Feintrieb des DM E eingestellt.
Alle Mikroaufnahmen sind mit Zerene Stacker V1.04 (64bit) gestackt. Die anschließende Nachbereitung beschränkt sich auf die Normalisierung und ein leichtes Nachschärfen nach dem Verkleinern auf die 1024er Auflösung (alles mit XNView in der aktuellen Version). Bei stärker verrauschten Aufnahmen lasse ich aber auch mal Neat Image ran.

Werfen wir nun einen Blick auf die Quer- und Längsschnitte eines Fiederblättchens und schauen, was Dioon edule uns zu bieten hat.

Zunächst fallen die großen Sekretgänge (SG) ins Auge, die oberhalb der geschlossen kollateralen Leitbündel liegen.
Dann fangen die vielen im Schwammparenchym (SP) verteilt liegenden runden Idioblasten den Blick, die auch das Leitbündel umschließen. Dabei handelt es sich um sklerifizierte - aber nicht verholzte - abgestorbene Faserzellen (SklF - Sklerenchymfasern), die das Fiederblättchen in Längs- richtung stabilisieren. Gut erkennt man den geschichteten Aufbau der dicken Zellwände. Das verbliebene Zelllumen hat sich - vermutlich durch den Kapillareffekt - mit Acridinrot voll gesogen.
Das Fiederblättchen hat eine Dicke von gut 720 µm. Davon entfallen auf der Oberseite zwischen 10 und 20 µm auf die pockige Cuticula (Cu). Darunter liegt die einreihige Epidermis (Ep) mit zwei verschiedenen Zelltypen, einer sklerifiziert, der andere nicht. Die nächste Schicht bildet eine sklerifizierte Hypodermis (SklHyp), an deren unterem Rand die schon aus dem Schwammparenchym bekannten Sklerenchymfasern angelagert sind. Es folgt das Palisadenparenchym oder Assimilationsparenchym (AP), dessen Zellen zur Blattoberseite und zur Seite hin ebenfalls sklerifizierte Zellwände haben. Im Schwammparenchym finden wir zusätzlich noch eine große Anzahl Calciumoxalat-Drusen (D) und den Abschluss zur Unterseite bildet wieder eine Epidermis mit diesmal etwas dünnerer Cuticula, in die viele Stomata (St) eingelagert sind. Diese haben große Vorhöfe, wie die dicke Cuticula ein Verdunstungsschutz und somit eine Anpassung an Trockenheit.
Im Polarisationskontrast treten die sklerifizierten Zellen, insbesondere die Fasern sowie die Drusen schön hervor.
Zum Vergleich noch Bild 8d mit den über die ganze Schnittfläche verteilten Artefakten des Inhalts der Sekretkanäle.
Informationen zu den Abkürzungen im Bild 8b sowie den folgenden beschrifteten Aufnahmen finden Sie wie immer in der Tabelle mit den Kürzeln und den zugehörigen allgemeinen Erläuterungen.

Wir sehen im unteren Teil des Mesophylls zwei Sklerenchymfasern (SklF): die Zellen sind regelmäßig 2 oder mehr Millimeter lang und somit neben den vielen verholzten Zelltypen für die sehr derbe und steife Haptik des Fiederblättchens verantwortlich. Der weitere Aufbau folgt dem unter Bild 8 beschriebenen Muster, unten finden wir den knochenförmigen Längsschnitt durch ein Stoma (St).

Im Detail ist der geschichtete Aufbau der Zellwände der Faserzellen gut zu erkennen. Im Laufe des Zellwachstums lagert die Zelle nach und nach Wandmaterial ab und verengt damit ihren Lebensraum innerhalb der Zellwand mehr und mehr, bis sie schließlich abstirbt. Zurück bleibt nur die sklerifizierte Zellwand.

Die Fasern enden im Mesophyll und haben dort Kontakt zu den normalen Zellen des Schwammparenchyms. Im Kopf der Faser liegt eine runde Struktur, von der ich annehme, dass es sich um den Rest des Zellkerns der abgestorbenen Faserzelle handelt. Unterhalb der zentralen Faser liegt eine weitere, die etwas unscharf unter den darüber liegenden Zellen des Schwammparenchyms hervor scheint (...SklF).
Leider nicht im Bild: auch über die Länge der Faser besteht immer wieder Kontakt zu den umgebenden Parenchymzellen. Dort verlaufen durch die Zellwand der Faser Tüpfelkanäle, wie wir sie z.B. auch von Steinzellen kennen.

Nun noch ein Längsschnitt auf Höhe des Leitbündels und des Sekretgangs:

Hier sehen wir die Strukturen aus Bild 12 längs angeschnitten: Der Sekretgang mit seinem Drüsenepitel, darunter Xylem, Phloem und die Transfusionstracheiden gefolgt vom Schwammparenchym, unter dem wieder eine Faser hervor scheint.