Untersuchungen über die Darstellbarkeit der Ektodesmen und ihre Beeinflussung durch physikalische Faktoren1)

Aus dem Botanischen Institut der Universitat Bonn

Untersuchungen tiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen und ihre Beeinflussung durch physikalische Faktoren 1) Von

Andreas Sievers Mit 25 Abbildungen im Text (Eingegangen am 18. November 1958)

Einleitung Die Durchdringung der Epidermisau13enwand mit plasmatischen Gebilden ist seit ihrer erstmaligen Entdeckung durch SCHUMACHER & HALBSGlJTH (1939) in den hyphenartigen "Suchzellen" von Cuscuta Gegenstand mehrerer Untersuchungen geworden. SCHUMACHER (1942) konnte ihr Vorkommen in einer Reihe von Pflanzen und in verschiedenen Organen derselben beschreiben. Er rang jedoch immer wieder mit der Frage, ob den beobachteten Strukturen eine reale plasmatische Grundlage entsprache und sie mit Recht als "Plasmodesmen" bezeichnet werden diirften. Anlasse zu diesem Zweifel waren die Unmoglichkeit, die Strukturen anders als mit einer Sublimat-Methode darzustellen, ihre gelegentliche Unzuverlassigkeit und hin und wieder auftretende Bilder, die man nur als Artefakte bezeichnen konnte. Ein Verdienst von LAMBERTZ (1954) liegt darin, die hisher unerklarliche "Labilitat" im Nachweis der Strukturen zum Teil als Regelhaftigkeit erkannt zu haben, deren Ursache sicher vitale Vorgange sein miissen. Er fand einen rhythmischen Wechsel zwischen Tag und Nacht, wahrend SCHUMACHER & LAMBERTZ (1956) eine gewisse Beeinflu13barkeit des Auftretens von "Ektodesmen", wie die Strukturen zur Unterscheidung der bekannten Plasmodesmen nunmehr genannt wurden, auch durch stoffliche Faktoren beobachteten. Ziel der vorliegenden Arbeit war es nun, weitere Aufschliisse iiber die Natur der Ektodesmen zu erhalten. Die Untersuchung erstreckte sich auf 1) Dissertation der Math.-naturw. Fakultat der Universitat Bonn. D 5 Flora, Bd. 147

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eine zusatzliche neue DarsteHungsmethode, auf die Abhangigkeit der Ektodesmen vom Temperatur- und LichtgenuB sowie auf Untersuchungen tiber ihre Funktion. Durchgefiihrt wurde die Arbeit in den Jahren 1956-1958 im Botanischen Institut der Universitiit Bonn. Meinem verehrten Lehrer, Rerrn Prof. Dr. W. SCHUMACHER, verdanke ich die Anregung dazu, steten Rat und groBziigige Forderung. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei fiir ihre Unterstiitzung gedankt.

I. Ober die Darstellung der Ektodesmen 1. Die Sublimat-Methode a) Darlegung dieses Verfahrens 1m Gegensatz zu der Vielfalt der Fixierungsmethoden flir die DarsteHung von Plasmodesmen (MUHLDORF 1937), die man gelegentlich sogar ohne Fixierung in frischen Schnitten durch das Endosperm von Strychnos sehen kann, war die Sichtbarmachung der Ektodesmen mit wenigen Ausnahmen (SCHUMACHER 1942, S. 542; SCHUMACHER & LAMBERTZ 1956, S. 50) bislang nur mit einer einzigen Methode miiglich. Trotz eingehender Untersuchungen von LAMBERTZ (1954) konnte bisher nicht auf den Zusatz von HgC1 2 zum Fixierungsgemisch verzichtet werden. Das von SCHUMACHER verwendete und von LAMBERTZ etwas vereinfachte Gilson-Gemisch ist im folgenden auch von mir bei physiologischen Untersuchungen an Ektodesmen stets angewandt worden. Es setzt sich zusammen aus: Alkohol (30%) 40 cm 3 , Holzessig (rein) 10 cm 3 , Formalin (40 %) 5 cm 3 , Oxalsaure 2 g, . Sublimat bis zur Sattigung (2-3 g). Die zu untersuchenden Blattsttickchen wurden bei Zimmertemperatur in das Fixierungsgemisch eingetaucht und dann etwa 10-12 Stun den bei 38° C im Thermostaten aufbewahrt. Die hohere Fixierungstemperatur verursachte bei fast allen Objekten eine etwas kriiftigere Darstellung der Ektodesmen als eine Temperatur von 20-22° C und erwies sich als die giinstigste. Vielleicht fordert sie das Reduziervermogen der den Ektodesmen zugrunde liegenden Substanz gegeniiber RgCl 2 , auf dem wahrscheinlich die Darstellbarkeit beruht (vgl. LAMBERTZ 1954). Bei einem Objekt, und zwar bei Lilium, gelang mir die Darstellung der Ektodesmen sogar ausschlieBlich nur bei einer Fixierungstemperatur von 38° C, nicht dagegen bei Zimmertemperatur.

Nach erfolgter Fixierung wurden die Blattstticke in 30%igem Alkohol grtindlich mehrere Stun den gesptilt und anschlieBend auf dem Gefriermikrotom von Leitz bzw. Jung geschnitten. LAMBERTZ' Vorschlag, in 5%igem Alkohol anstatt in Wasser einzufrieren, hat sich auch bei mir be-

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wahrt. Unmittelbar vom Messer weg wurden die etwa 40 f1 dicken Schnitte 5-8 min lang in 16%ige Jodkaliumliisung gebracht, wo sich nicht gebundenes Sublimat aus der AuBenwand herausliiste und die Ektodesmen meistens als feine Fadchen librigblieben. Darauf folgte die Farbung der Schnitte in schwefelsaurer Pyoktaninliisung etwa 20 sec lang. Die FarblOsung setzt sich wie folgt zusammen: 1 g Pyoktanin coeruleum nach Prof. STILLING (Merck), 17 cm 3 Schwefelsaure (96%), 150 cm 3 Wasser. Nach sofort anschlieBender Wasserung und Einbettung der Schnitte in Glyzerin zeigten sich in der Regel die hell- oder auch dunkelblauen Ektodesmen in vollig farbloser Wand. Eine sofort anschlieBende Untersuchung der Praparate im Mikroskop war stets ratsam, weil nach wenigen Tagen die Strukturen schon etwas verblaBten und kornig zerfielen. b) Befunde liber den Bau und die Verbreitung der Ektodesmen Bevorzugte Objekte zur Darstellung und zur Untersuchung von Ektodesmen waren stets einige Primelarten, unter ihnen besonders Primula ueris ssp. macrocalyx, ferner die Primulacee Cortusa matthioli. Fixierte ich unter spater noch zu beschreibenden glinstigen Bedingungen ein Blattstuck der genannten Pflanzen, so fand ich in der Regel in der AuBenwand zahlreiche feine, von der Kutikula bis zum Lumen der Epidermiszelle verlaufende Ektodesmen, die vielfach in einem kleinen Knotchen auf der Innenseite der EpidermisauBenwand endigten. In Abb. 1 sieht man derartige feine Ektodesmen, wie sie auch schon LAMBERTZ abgebildet hat. Manchmal war der Protoplast der Epidermiszelle von den Wanden abgelOst und hing nur noch an ein oder zwei Stellen der AuBenwand fest, an denen genau ein Ektodesmos einmlindete (vgl. SCHUMACHER & HALBSGUTH 1939, S. 336; LI\MBERTZ 1954, S. 178f.). Ein solches Bild bietet un-

Abb. 1. Querschnitt durch die Epidermiszellen eines Blattes von Primula acaulis. Verlauf der langen Ektodesmen nach normaler Fixierung. Man er~.ennt die Doppelfadenstruktur und das Endknotchen. Mikrophoto Leica 0,4 x, Olimmersion Neofluar 100 x, Okular 9 x, NachvergroJ.lerung 3 x, GesamtvergroJ.lerung ca. 1000 x.

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mittelbar den Anblick der morphologischen Einhcit zwischen Zytoplasma und Ektodesmos. Die iibrigen anatomischen Einzelheiten, wie Parabelform, Doppel£adigkeit und Auffaserung zum Lumen hin, konnte auch ich brobachten und verweise auf LAMBERTz' friihere ausfiihrliche Schilderung. Wenn nicht anders vermerkt, habe ich im allgemeinen die Epidermis der Bla tto bersei te nach dem Vorhandensein von Ektodesmen beurteilt, weil in ihr durchweg die Strukturen in groBerer RegelmaBigkeit vorhanden waren. Neben den bcschriebenen, durch die gesamte AuBenwand sich erstrekken den Ektodesmen fallen in fast jedem Praparat aber auch solche auf,

Abb. 2. Querschnitt durch die Epidermiszellen von Primula veris ssp. macrocalyx. Ektodesmen nur kurz unter der Kutikula dargestellt. Optische Daten wie bei Abb. 1.

die nicht von der Kutikula bis zum Lumen reichen. Sie scheinen vielm?hr in der Regel unter der Kutikula zu beginnen und gelangen nur ein Stiickchen in die Wand hinein, gelegentlich bis zur Halfte, aber auch nur ganz wenig wie ein winziger Keil, wie sic in Abb. 2 zu erkennen sind. Oftmals kann man sie nur in der Aufsicht auf die Epidermis als Punkte erkennen, weil sie sich kaum in die Wand hinein ausdehnen. Diese Form der Strukturen ist schon SCHUMACHER (1942) aufgefallen, und LAMBERTz (1954) hat dafiir verschiedene Erklarungen gegeben. Mit Sicherheit kann aber an dieser Stelle schon gesagt werden, daB iIi erster Linie der physiologische Zustand des Blattes die Art der Darstellung bedingt und die verschiedenen Erscheinungsformen ineinander iibergehen konnen. Naher wird hicrauf erst in spateren Kapiteln eingegangen. Gelegentlich findet man aber auch kurze Ektodesmen, die von der Innenseite ein Stiickchen in die AuBenwand hineinragcn. Mit ihnen treten dann haufig sporadisch in der Wand verteilte Reste von Ektodesmen auf, die untereinander keine sichtbare Verbindung mehr besitzen. Sie fallen mit den von LAMBERTz (1954, S. 172 ff.) beschriebenen Vergilbungserscheinungen zusammen, und ich bezeichne sie im folgenden kurz als "Abbaustadien". Sie treten oft in alteren Blattern auf, finden sich aber auch

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manchmal in jtingeren, auBerlich nicht durch Alterserscheinungen gekcnnzeichneten. Bei der Primulacee Cortusa matthioli fand ich sie haufig in Epidermiszcllen, tiber denen nach der Fixierung die Kutikula abgdost war. Gerade bei diesem Objekt fand ich dann auch in den periklinen Epidermisinnenwanden plasmodesmenahnliche Strukturen genau an den Stellen, an denen in der AuLlenwand solche Abbauformen yon Ektodesmen zu erkennen waren. Das Mikrophoto in Abb. 22b auf Seite 306 zeigt ein solches Stadium recht deutlich. 1m allgemeinen werden mit der Gilson-Fixierung Plasmodesmen nicht sehr haufig dargestellt. Vielleicht liegt das zum Teil im Eindringungsvermogen des Fixierungsmittels begriindet, das,

Abb. 3. Epidermis und subepidermale Zellen im Blatt von Passiflora. coerulea im Querschnitt. Ektodesmen nur schwach zu erkennen. Artefaktbildungen in der Antiklinen. Optische Daten wie bei Abb. 1. wie auch SCHUMACHER (1942) hervorhebt, zur guten Darstellung der Ektodesmen von auLlen in das Blatt eindringen muLl. Bei den genannten Abbaustadien kann das Fixierungs mittel vermutlich leichter durch die AuLlenwand eindringen, so daLl auch die Plasmodesmen in den Innenwanden noch dargestellt werden konnen. Vielleicht spielen aber noch andere Dinge dabei eine Rolle. Die bisher geschilderten Erschcinungsformen sind die weitaus haufigsten. Sie sind die Grundlage fiir alle weiteren Untersuchungen iiber die Veranderlichkeit der Ektodesmen. Zumeist bieten sie ein Bild, das dem von Plasmodesmen her gewohnten in vielem vollig entspricht. Jedoch sieht man ferner gelegentlich recht merkwiirdige Gebilde, die nicht unerwahnt bleiben diirfen. Auch SCHUMACHER (1942, S. 541) hat sie bcschrieben. Es handelt sich hier urn baumchenartige Verzweigungen, die sich unter Umstanden im Lumen der Epidermiszelle fortsetzen und sie sogar durchsetzen, urn erst in der periklinen Innenwand zu enden. Weiterhin fand ich solche Gebilde, die unter der Kutikula begannen und die durch eine Antikline hindurch bis zu einer subepidermalen Zelle verliefen. Abb. 3 zeigt ein solches Gebilde. Es handelt sich, wie gesagt, urn Ausnahmeerscheinungen, die sich mir unter sehr zahlreichen Praparaten im Laufe der Arbeit nur gelegentlich darboten. Sie erscheinen haufiger, wenn die Fixierungszeit von 12 Stunden verdoppelt oder sogar verdreifacht wird. Es muLl sich in diesen Fallen urn Bildungen handeln, deren Verlauf sicher nicht durch plasmatische Substanz vorgezeichnet ist. Vielmehr mochte ich sie als Artefakte deuten, zn deren Entstehung

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ja gerade Sublimat als Fixierungsmittel besonders stark neigt (vgl. ROMEIS 1948). Bei einiger Erfahrung sind sie mit echten Ektodesmen nicht zu verwechseln.

AuI3er den genannten Primulaceen eignen sich zu Versuchen noch einige Passifloren, unter ihnen besonders Passitlora coerulea. Jedoch trifft man hier im allgemeinen etwas griibere Ektodesmen an als bei den Primeln. Viele andere Pflanzen, die zum Teil auch LAl\iBERTZ (1954) in seiner Artenliste aufzahlt, zeigen zwar Ektodesmen, jedoch zumeist nicht in groI3er Zahl und in der beschriebenen Feinheit. Trotz breiter Suche nach weiteren, zu feineren Untersuchungen geeigneten Objekten bin ich daher immer wieder auf die bewahrten Primeln oder Passifloren zuriickgekommen. c) Eriirterung iiber die Beurteilung von Veranderungen an Ektodesmen An dieser Stelle seien jedoch noch einige grundsatzliche Bemerkungen iiber die FaI3barkeit von Veranderungen an Ektodesmen vorausgeschickt, die Giiltigkeit besitzen fiir aIle im weiteren geschilderten Untersuchungen, die mit der Sublimat-Methode durchgefiihrt wurden. Das einzige Hilfsmittel fiir die Beobachtung der Strukturen ist das Mikroskop, und die einzige Methode, zu einer Aussage zu kommen, liegt in der Urteilskraft des Mikroskopikers. Meine stete Sorge wahrend der Durchsicht sehr zahlreicher Praparate im Laufe der Arbeit war es, subjektive Einfliisse bei der Beurteilung auszuschlieI3en. Sie war besonders berechtigt, weil es keine objektive MeI3barkeit fiir die Veranderungen an den Ektodesmen gibt. Die Schwierigkeiten ergaben sich aus den vielfaltigen Kriterien, die eine Veranderung ausmachen kiinnen. Verandern konnte sich zunachst einmal die Anzahl, und zwar pro Zelle, aber auch pro Schnitt. Es kamen Schnitte vor mit enormer Dichte von Ektodesmen, so daI3 ein Abzahlen, auch in einer optischen Ebene, unmiiglich war. Es fanden sich aber auch Schnitte, in denen nur ein Teil der Zellen derart dicht mit Ektodesmen versehen war; ein anderer Teil konnte weniger oder auch gar keine Ektodesmen aufweisen. Genauso veranderlich wie die Anzahl konnte aber auch die Form der Strukturen sein. lch habe bereits vorstehend die Verschiedenartigkeit der Formen geschildert, die von Fixierung zu Fixierung variierte. 1m Querschnitt viillig unscheinbar kurze Ektodesmen unter der Kutikula variierten iiber aIle Langen in der Wand bis zu die Wand durchsetzenden und mit dem Zytoplasma sich beriihrenden. Es kamen die genannten Abbauformen vor. Die Parabelform war gelegentlich schwacher oder starker ausgebildet. An Artefakte erinnernde Gebilde erschienen zwischendurch. Mehr noch: Auch der Durchmesser des einzelnen Ektodesmos konnte variieren von recht

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kriiftiger oder gar grober Gestalt bis zu hauchfeiner oder kaum noch sichtbarer. Sogar im Verlauf eines einzigen Ektodesmos konnten Dickenunterschiede auftreten. Selbst die Farbe der dargestellten Strukturen war verschieden. AIle die genannten Veriinderungen, zu denen manchmal auch noch unterschiedliche Wandquellung kam, muBten daher in den Versuchsprotokollen vermerkt werden. Da ich aber gezwungen war, bei der Ftille des zu vergleichenden Materials mir ein generelles Urteil tiber ein einzelnes Priiparat zu verschaffen, habe ich vielfach eine "Noten-Skala" von 0 bis 5 benutzt. Dabei bedeutet 0: Es ist keine Spur von Ektodesmen (incl. kurzer) vorhanden; 5: In allen Zellen kommen sehr zahlreiche durchgehende Ektodesmen vor. Die Stufen zwischen 0 und 5 wurden jeweils den einzelnen Versuchsverhiiltnissen angepaBt. DaB dam it eine gewisse Subjektivitat nicht ausgeschlossen ist, war mir klar. Zur eigenen Kontrolle habe ich deshalb gelegentlich die einzelnen Praparate von anderer Seite umbenennen lassen und erneut beurteilt, besonders dann, wenn die Unterschiede nicht sehr groB waren. Somit glaube ich dennoch mit der erforderlichen Sicherheit zu einigermaBen objektiven Aussagen gekommen zu sein, zumal auch vielfach die zu beurteilenden Veranderungen recht augenfallig waren.

2. Die polarisationsoptische Methode Die Darstellungsmethode flir Ektodesmen, die auf dem Vorhandensein von HgC1 2 im Fixierungsmittel beruht und in der genannten Zusammensetzung im Gilson-Gemisch von SCHUMACHER, HALBSGUTH und LAMBERTZ stets angewandt worden ist, wurde von den Autoren selbst immer sehr kritisch beurteilt. Trotz vieler Hinweise flir die Plasmanatur der Ektodesmen (LAMBERTZ 1954) wurde doch stets bedauert, daB es nicht eine weitere Methode gab, die dieselben Strukturen sichtbar machte, die aber nicht auf der Gegenwart von HgC1 2 als wesentlichem Zusatz zum Fixierungsmittel basierte. Hier greift auch die Kritik von A. D. J. MEEUSE (1957) an der Plasmanatur der Ektodesmen an, weil sie nur mit einer Methode darzustellen sind. Merkwiirdigerweise schenkt er dem Verfahren von SCOTT, SCHROEDER und TURRELL (1948) mehr Vertrauen, obwohl auch hier nur mit e i n e r Methode gearbeitet und nicht ein einziges iiberzeugendes Mikrophoto geliefert wurde.

SCHUMACHER (1942, S. 542) und SCHUMACHER & LAMBERTZ (1956, S. 50) war es je einmal gelungen, mit einem Silberimpragnierungsverfahren zum Ziele zu kommen. Jedoch konnte es nicht reproduziert werden. Ktirzlich wurde es aber variiert von SCHNEPF wieder aufgenommen (SCHUMACHER 1957), so daB heute immerhin zwei voneinander unabhiingige chemische Fixierungsmethoden die Darstellung von Ektodesmen gestatten.

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a) Beschreibung der Methode 1m folgenden solI eine vollig andere Darstellungsweise beschrieben werden, die auf chemische Praparation der Objekte ganzlich verzichtet und somit die Gefahr einer Artefaktbildung weitgehend vermeidet. ULLRICH war es 1937 gelungen, im Endosperm von Phytelephas macrocarpa Plasmodesmen im Polarisationsmikroskop zu sehen. Spater fand er auch einmal den Ektodesmen ahnliche Strukturen (vgl. SCHUMACHER 1957). Diese Methode habe ich wieder aufgegriffen und versucht, mit ihrer Hilfe allgemein die Ektodesmen sichtbar zu machenl). Zur Darstellung habe ich gewohnlich Blattstucke von etwa 2 cm2 Gro13e mit CO 2-Schnee sehr schnell eingefroren (bei etwa -80° C). Die so vorbehandelten Stlickchen wurden im CO 2 -Schnee in einem DewarGefa13 langsam wahrend einiger Stun den aufgetaut und dann mit dem Rasiermesser oder auch auf dem Gefriermikrotom geschnitten (etwa 30 f-t dick), in Glyzerin eingebettet und im Polarisationsmikroskop betrachtet, in dem Polarisator und Analysator gekreuzt waren. Dem raschen Einfrieren, dem "Verglasen", lag der Gedanke zugrunde, unter Umgehung von Kristallbildung bei langsamem Frieren (ULLRICH 1956) etwa vorhandene plasmatische Substanz in den AuBenwanden in ihrer Lage zu fixieren und einen eventuellen Riickzug in das Binnenplasma zu verhindern. Mir gelang die Sichtbarmachung der Strukturen auch ohne diese Vorbehandlung der Blattstiicke, jedoch vie 1 seltener. Die Einbettung der Schnitte in Glyzerin war einer solchen in Wasser vorzuziehen, wei! die Strukturen infolge eines giinstigeren Brechungsindex deutlicher zu sehen waren. Auch FREYTAG (1957) bemerkt bei seinen polarisationsoptischen Untersuchungen an Driisenhaaren, daB die Doppelbrechungserscheinungen bedeutend besser wahrzunehmen sind, wenn die Objekte in Glyzerin eingebettet werden.

b) Erscheinungsbild und Vorkommen Bei der Durchsicht eines auf solche Weise hergestellten Praparates, etwa von einem Blatt von Passijlora coerulea, fand ich nicht allzu haufig und immer nur an einigen Stellen eines Schnittes Querstrukturen in der Au13enwand, die als dunkle Linien in der stark doppelbrechenden Wand jeweils dann zu sehen waren, wenn der Winkel, den Witnd und Orthogonale miteinander bilden, zwischen 5 und 18° betrug. In Orthogonalstellung, wenn die Wand ausgelOscht war, sah ich die Strukturen ebensowenig wie in Diagonalstellung, also bei starkster Wandhelligkeit. Ich sah sie nie aufleuchten, sondern nur als dunkle Linien, die die optische Anisotropie der Zellulosemizellen storten. Ich mochte daher den Strukturen keine eigene Doppel1) Ich miichte Herrn Prof. Dr. H. ULLRICH fiir die freundliche Unterstiitzung und fUr die zeitweilige Uberlassung eines Polarisationsmikroskopes auch an dieser Stelle danken.

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brechung zuschreiben, sondern betrachte sie vielmehr als Storungen in der Doppelbrechung der Wand. In den besten von mir beobachteten Fiillen verliefen sie durch die ganze Au13enwand, waren sehr zahlreich und au13erordentlich fein und entsprechen hiermit weitgehend den besten, mit der Sublimat-Methode zu gewinnenden Bildern. Hiiufiger noch fand ich nur kurze Ansiitze an der Innenseite der Au13enwand, die in gro13er Regel-

Abb. 4. Doppelbrechende AuBenwande der Blattoberseite von Passijlora coerulea neben einem Blattnerven im Querschnitt, nach Verglasen des Blattstiickes. Verlauf der polarisationsoptisch dargestellten Ektodesmen. Sie erscheinen als dunkle Linien auf heller Wand. Pol~risationsmikroskop von Leitz. Mikrophotos mit Zeiss- WinkelUniversalkamera. Olimmersion 100 x, Okular 9 x, GesamtvergriiBerung etwa 575 x.

mii13igkeit in vielen Zellen zu beobachten waren. Als Beispiele fUr die Gestalt der mit der polarisationsoptischen Methode darstellbaren Strukturen sind die Photographien der Abb. 4 und 5 beigefUgt. Ich fand die Strukturen zuerst in Bliittern von Passitlora coerulea, und zwar hiiufig in den Epidermiszellen der Blattoberseite, die neben einem grii13eren Nerven lagen. Gerade diese Stellen sind aber bei Passiflora besonders markante auch fUr die Darstellung von Sublimat-Ektodesmen, was schon auf die Berechtigung einer Homologisierung beider Strukturen hinweist. Ferner hatte ich gelegentlich Erfolg bei Bliittern von Viola tricolor, Cortusa matthioli, Cyclamen persicum, C. CO'um, C. neap olitanum , Tulipa gesneriana und Lilium martagon. Es handelt sich immer urn Objekte mit einer relativ dicken Au13enwand. Andere Pflanzen, bei denen das nicht der Fall war, zeigten keine Spur davon. Dazu gehiiren die fUr die SublimatDarstellung so hervorragend geeigneten Arten wie Primula acaulis, P. veris ssp. macrocalyx und P. auricula. Merkwtirdig war es, da13 mir die Darstellung bei Objekten mit stark kutinisierten Au13enwiinden ebenfalls nicht

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gelungen ist. Ich habe folgende untersucht: Rhododendron spec., Vaccinium vitis idea, Viscum album, Hedera helix und Olivia nobilis, bei denen ich hOchst selten - wenn uberhaupt einmal - Ansatze in der Innenseite der AuBenwand fand, nie jedoch durchgehende wie bei den obengenannten Arten.

Abb. 5. Querschnitt durch die doppelbrechende AuBenwand von Cyclamen persicum, nach Verglasen des Blattstiickes. Man erkennt die Neigung der Wand zur OrthogonalsteHung. Optische Daten wie bei Abb. 4.

c) Deutung der Befunde Die Sichtbarmachung der Strukturen gelingt also nicht mit RegelmaBigkeit. Die Labilitat, die SCHUMACHER (1942) zuerst der Darstellung mit Sublimat zuschrieb, trifft in noch viel hoherem MaBe fUr die Strukturen zu, die ich polarisationsoptisch beobachten konnte. Es sind durchweg nur wenige Stellen in einem Schnitt, die sie aufweisen. Bei den Sublimat-Ektodesmen gelang es bekanntlich, in gewissem Umfang AuBenfaktoren fUr diese Variabilitat verantwortlich zu machen, bei den polarisationsoptisch dargestellten Strukturen gelingt dies jedoch nicht. Ich habe versucht, Unterschiede in Blattstticken festzustellen, die bei verschiedenen Temperaturen oder im Licht bzw. im Dunklen gelegen hatten und in denen, wie spater ausfUhrlich beschrieben wird, mit der Gilson-Methode unter diesen Umstanden starke Veranderungen nachzuweisen sind. Polarisationsoptisch war mir dies bisher nicht moglich. Ferner versuchte ich, das Einfrieren noch schneller zu gestalten, indem ich die Blattstucke in abgekuhltes Methanol (-80°) tauchte. Aber auch hier blieb der Erfolg aus. Weiterhin habe ich Blattstucke mit Chlorzinkjodlosung getrankt und deutlichen Dichroismus in den AuBenwanden gefunden (FREY 1928, SCHMIDT 1928, CZAJA 1958), aber keine Spur von quer verlaufenden Linien. In Schnitten, die vier bis fUnf Stunden in Chloralhydrat gelegen hatten, waren dagegen die Querstrukturen im Gegensatz zur Kontrolle ohne Chloralhydrat

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nicht mehr zu sehen, was durch Zerstorung der plasmatischen Struktur, vielleicht aber auch nur durch die starke Wandquellung erklart werden konnte. ULLRICH konnte 1937 nachweis en, daB die Plasmastrange in den Zellen der Zwiebelschuppenepidermis bei _4° C doppelbrechend werden. Ich habe bei derselben Temperatur und sogar bei -15° C im Tiefkuhlraum mikroskopiert, jedoch keine Veranderungen des optischen Verhaltens der Ektodesmen feststellen konnen. In den Fallen, in den en polarisationsoptisch uberhaupt etwas zu erkennen ist, handelt es sich jedoch urn ein System von Linien, die in ihrer Anzahl und Dimension dem der Sublimat-Ektodesmen vollig gleichen. 1m Gegensatz zu den mit der Gilson-Methode dargestellten erscheinen sie lediglich als einfache Stabchen, die niemals verzweigt oder auch bogenformig verlaufen wie jene. Besonders wichtig ist, daB sie ohne jede chemische Vorbehandlung nur im Strahlengang des Polarisationsmikroskopes zwischen gekreuzten Nicols zu sehen sind. Ich habe auf Grund aller meiner Beobachtungen keinen AnlaB, diese Strukturen nicht als E kt 0 des men zu betrachten, die nur auf diese ganzlich andersartige neue Weise dargestellt wurden. Erst recht zwingen auch die nachfolgend beschriebenen Beobachtungen, die ein gleiches polarisationsoptisches Verhalten der Plasmodesmen zeigen, zu dieser Auffassung. Zwar hat B. J. D. MEEUSE schon 1938 polarisationsoptisch einige Streifungen in der Epidermisau£enwand von Milla unit lora nachgewiesen und sie als Veranderungen im Zellulosegehalt oder in der Orientierung der Zellulose-Makromoluktile gedeutet. Die von ihm beschriebenen verschiedenartigen Strukturen, die teilweise kreuz und quer parallel zur Blattoberflache tiber die Au£enwand ohne Rticksicht auf Zellgrenzen, teilweise aber auch in unklarer Beziehung zueinander senkrecht zur Oberflache verlaufen, kann ich jedoch nicht mit den von mir polarisationsoptisch dargestellten Ektodesmen vergleichen. Sie sind offensichtlich viillig anderer l'\ atur.

d) Vergleich zwischen polarisationsoptisch dargestellten Ekto desmen und Plasmodesmen Bekanntlich lassen sich die Plasmodesmen im Endosperm von Strychnos nux vomica oft bereits ohne jede vorherige chemische Fixierung als eine Vielzahl von feinsten, eben noch sichtbaren Linien im einfachen Lichtmikroskop beobachten. Ein solches Praparat habe ich nun auch im Polarisationsmikroskop zwischen gekreuzten Nicols betrachtet und hier die im normalen Mikroskop beobachteten Plasmodesmen als ebensolche feinste dunkle Linien auf hell leuchtender Wand gesehen; in den ausgeloschten Wandpartien waren sie dagegen nicht zu erkennen. Die Abb. 6 wurde auf solche Weise von Strychnos gewonnen. Sie zeigt sehr feine dunkle Linien in den hell leuchtenden Teilen der machtigen Sekundarwande. Es ist kein

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Zweifel daran, daB man hierin die Plasmodesmen wiedererkennt, und zwar noch etwas deutlicher als mit Hilfe des einfachen Lichtmikroskopes im unfixierten frischen Schnitt. Erst eine Fixierung wiirde die Strukturen vergrobern und sie dadurch starker sichtbar machen. Daraus ergibt sich, daB die polarisationsoptische Darste11ung von Plasmodesmen in vielem der von Ektodesmen gleieht. Wcnn es sich auch in dem vorgenommenen Verglcich um daR klassische Modell des Endosperms von Strychnos handelt und ich die Plasmodesmen ebenso wie die Ektodesmen in sonstigen Blattparenchymen nur sehr selten im Polarisationsmikroskop dcutlich sehcn konnte, so mag das in noch unbekannten methodischen Schwierigkeiten begriindet sein. Nicht zuletzt ist der Grund dafiir wohl auch die Feinheit der Ze11wande, Jedenfalls gleichen sich beide Abb. 6. Zellen des Endosperms von Strychnos nux vomica. Die Plasmodesmen Strukturen in ihrem optischen Verin den sekundaren Wandverdickungen halten stark. DaB es sich um Arteerscheinen im Polarisationsmikroskop bei gekreuzten Nicols als feine schwarze faktbildungen wie bei der SubliLinien in den hellen Wanden. Mikromat-Darste11ung handeln konnte, photo mit Zeiss-Winkel- Universalkamera. Olimmersion 100 x, Okular 9 x , scheint vollig ausgeschlossen. VielGesamtvergroBerung etwa 435 X. mehr bestatigt diese neue polarisationsoptische Nachweismethode die Ergebnisse der bisher allein benutzten und noch immer am leichtesten zu handhabenden Sublimat-Methode, so daB kiinftighin Zweifel an der Realitat der die EpidermisauBenwande durchsetzenden Querstrukturen nicht mehr begriindet sind. Sie lassen sich nunmehr chemisch mit Quecksilber- und Silbersalzen, ohne jeden chemischen Eingriff aber polarisationsoptisch nachweisen.

II. tIber die Verteilung und Veranderlichkeit der Ektodesmen an besonderen Stellen der Pflanze 1. Ektodesmen in Zellen des Spaltoffnungsapparates Bei den Untersuchungen mit der Sublimat-Methode, auf der die Arbeit im folgenden wieder basiert, galt mein besonderes Interesse zunachst der Lage und Veranderlichkeit der Ektodesmen in den Zellen des Spaltoffnungsapparates. Bereits SCHUMACHER (1942, S. 533) und LAl\IBERTZ (1954, S. 162f.) beschrieben die Verteilung der Ektodesmen in den SchlieB- und

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Nebenzellen. Es fehIten aber vor all em noch mikrophotographische Belege fUr die Lage der Ektodesmen in den Au13enwanden dieser fiir den Gasaustausch des Blattes so bedeutsamen Poren. Ferner lag es nach der Entdeckung der Variabilitat der Ektodesmen nahe, eine solche auch an den Ektodesmen der Schlie.Bzellen zu untersuchen, die au13er durch ihre Bewegungsmechanik auch durch allgemeine physiologische Unterschiede zu den iibrigen Epidermiszellen gekennzeichnet sind (STALFELT 1956). lch habe bei allen im Laufe der Arbeit untersuchten Pflanzen, in denen wenigstens Andeutungen von Ektodesmen in den Epidermiszellen nachzuweisen waren, auch in den Zellen des SpaItoffnungsapparates solche gefunden. Es erwiesen sich als besonders giinstig fiir die Herstellung von Photographien, die keineswegs leicht zu gewinnen sind, die relativ gro13en Schlie13zellen der Liliaceen Lilium martagon, L. bulbiterum und Convallaria majalis. Bemerkenswert ist hier der Umstand, da13 mir bei der Gattung Lilium die Darstellung von Ektodesmen ausschlie13lich nur dann gelang, wenn die Blattstiicke anschlie13end an das Eintauchen in die normal temperierte Fixierungsfliissigkeit bei 38° C im Thermostaten belassen wurden. Kontrollen bei Zimmertemperatur verliefen stets negativ. Vielleicht ist es darauf zuriickwfiihren, da13 die ersten Angaben von GARDINER durch spatere Nachuntersuchungen so schwer bestatigt werden konnten (s. SCHUMACHER 1942). Die Ektodesmen in den genannten Liliaceen-Blattern waren auf der Spreite durch",eg nicht zahlreich und ferner stets grobkeilformig, in den Zellen des SpaItoffnungsapparates dagegen haufiger und etwas feiner, jedoch nie so zart wie etwa bei den Primeln. Bei Tritonia crocosmiitlora und Alisma plantago fand ich ebenfalls in den Schlie13zellen weit mehr Ektodesmen als in den anderen Epidermiszellen. WeI).ige andere Arten zeigten nach Fixierung sogar Ektodesmen ausschlie.Blich in den Zellen des Spaltiiffnungsapparates, nie dagegen in den iibrigen. Dazu gehOren Iris germanic a, Tricyrtis hirta und H edera helix. lch fiihre das in erster Linie zuriick auf Unterschiede zwischen dem Bau der Epidermisau13enwande und dem der Bauchwande der Schlie13zellen. Die Quellbarkeit, die stets von gro13em Einflu13 auf die Darstellbarkeit der Ektodesmen ist, die Verkieselung bzw. Kutinisierung der Au.Benwande mogen dabei eine wichtige Rolle spielen. Es ist also nicht gesagt, da13 in den Fallen, in denen die Darstellung in den Epidermisau13enwanden ausblieb, Ektodesmen wirklich fehIten. Sie waren lediglich mit unser em Darstellungsverfahren nicht nachzuweisen. a) Anatomie Wesentliche Unterschiede in der Lage der Ektodesmen in den Schlie13zellwanden habe ich bei den untersuchten Arten nicht gefunden; 1m medianen

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Querschnitt durch eine SpaltOffnung fand ich zumeist eine Haufung von Ektodesmen in der Bauchwand in Nahe des Zentralspaltes und in dem unmittelbar an die Nebenzellen angrenzenden oberen Gelenk der Schlie.Bzellen. Diese beiden bevorzugten Stellen entsprechen den von LAMBERTz (1954, S. 162f.) im Flachenbild bereits beschriebenen beiden "konzentrischen Halbkreisen", die man bei Aufsicht auf eine Spaltoffnung haufig beobachten kann (Abb.7). Aber auch in den anderen Wandpartien der

b Abb. 7. SchlieBzellen von a) Lilium marta.gon in Aufsicht. Haufung von Ektodesmen in den diinneren Wandpartien der AuBenwand in Nahe des Gelenkes. b) L. bulbiferum. Haufung am Zentralspalt. Mikrophotos Leica 0,4 x, Objektiv 40 x, Okular 9 x, NachvergriiBerung 3 x, GesamtvergriiBerung etwa 450 x.

Schlie.Bzellen findet man einzelne Ektodesmen: in der Bauchwand zum Vor- und Hinterhof und in der Au.Ben- und der ihr gegeniiberliegenden Wand zur AtemhOhle hin (Abb. 8a-c und 9). Ferner habe ich Plasmodesmen in der Wand zwischen den beiden Schlie.Bzellen, wenn sie polar geschnitten waren, und auch in der Riickwand zwischen Schlie.B- und Nebenzellen beobachtet, wie Abb. 10 zeigt. Man findet also vom Lumen der Schlie.Bzellen aus in allen denkbaren Richtungen ausgehende Ektodcsmen und Plasmodesmen, wobei die diinnsten Wandpartien bevorzugt werden. In den stark kutini~ierten Teilen der Schlie.Bzellwande konnte ich dagegen keine Ektodes men nachwcisen. Gelegentlich waren auch die Stellen der Au.Benwande der Nebenzellen, die den Schlie.Bzellen am nachsten liegen, besonders zahlreich mit Ektodesmen versehen. Au.Berdem zeigten auch die Wande der Nebenzellen gegen die Atemhohle zu (Abb. 8d) und auch die an die letzten angrenzenden Parenchymzellwande Ektodesmen. Uber das Vorkommen und die Verteilung von Innenwand-Plasmodesmen in den die Stomata umgebenden Zellen hat bereits KOHL (1897) erstmalig genaue Untersuchungen an Viscum album angestellt. Sie wurden etwas spater von KUHLA (1900) bestatigt. Auch KOHL fand Plasmodesmen vorwiegend in den diinnsten Wandpartien der SchlieBzellen, aber auch einzelne in allen Richtungen. Besonders zahlreiche Plas-

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

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modes men beobachtete er in den den Nebenzellen zugekehrten Wiinden. Er sagt wortlich (S. 264): "Die SchlieBzellen der Stomata sind ebenso mit ihren Nachbarzellen und untereinander durch Plasmabriicken verbunden wie alle iibrigen Zellen eines pflanzlichen Individuums". Damit wendet er sich gegen AuBerungen von KIENITZ-GERLOFF, der 1891 betont hatte, daB keinerlei Plasmodesmen zwischen den SchlieBzellen sowie zwischen SchlieB- und Nebenzellen bestiinden und insofern die SchlieBzellen als physiologisch vollig isoliert von dem gesamten iibrigen Gewebe anzusehen wiiren. Ebenfalls fand MIEHE (1899) bei Hyacinthus keine Plasmodesmen zwischen den SchlieBzellen und den umgebenden Epidermiszellen. Sein negativer und sicherlich nicht zu verallgemeinernder Refund hat sich in der Literatur leider lange gehalten (WEBER 1951). Mit meinen Untersuchungen an anderen Arten konnte ich also KOHLS Angaben iiber Innenwand-Plasmodesmen in SchlieBzellen erneut bestiitigen und sie erweitern auf das Vorkommen der Ektodesmen in ihren AuBenwiinden. An dieser Stelle sei ein Hinweis auf die von HUBER, KINDER, OBER}rULLER und ZIEGENSPECK (1956) veroffentlichten Aufnahmen von Helleborus-SpaltOffnungen eingeflochten. Die

Abb. 9. SchlieBzelle von Vicia taba liings. Ektodesmen in der iiuBeren Wand. Plattenkamera 0,5 x. Sonstige optische Daten wie Abb. 1. GesamtvergroBerung ca. 665 x.

Abb. 8. SchlieBzellen median quer von a) Primula acaulis, b) Passitlora coerulea, c) und d) Lilium bulbiterum. Verteilung der Ektodesmen an der Rauchwand und zur Atemhohle. a) Wasserimmersion 90 x, b-d) OIimmersion 100 x , sonstige optische Daten wie Abb. 1. GesamtvergroBerung ca. 665 x.

Abb. 10. SchlieBzellen polar quer von Lilium bulbiterum. Zwei dicht nebeneinanderliegende Plasmodesmen in der Wand zwischen den beiden SchlieBzellen. In der Riickwand sieht man die Plasmodesmen nur undeutlich. Optische Daten wie Abb.1. GesamtvergroBerung ca. 665 x .

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Autoren nennen auch die von ihnen im Elektronenmikroskop beobachteten schwarzen Linien in den Wanden der SchlieBzellen von H ellebotus Plasm odesmen. Sicher stimmt jedoch der Verlauf dieser merkwiirdigen Strukturen, die sich teilweise verzweigen, sich zum Lumen hin gabelig offnen und es halb umschlieBen, nicht mit dem der von uns beschriebenen Ektodesmen iiberein, die immer den kiirzesten Weg vom Lumen nach auBen einnehmen. Allein dieser anatomische Befund verbietet eine Identifizierung der beiden Strukturen. Wahrscheinlich handelt es sich urn Priiparationsartefakte, wie sie bei der Elektronenmikroskopie leicht vorkommen, zumal es bisher noch nie gelungen ist, Ektodesmen mit Osmiumsaure darzustellen.

b) Veranderlichkeit Es lag nun nahe, die Offnungsweite der Stomata und die Gestalt sowie Anzahl der Ektodesmen in den sie umgebenden Zellen miteinander zu vergleichen. Bis auf eine einzige, unten noch zu beschreibende Art, namlich Primula p1tbescens, habe ich jedoch bei allen untersuchten Pflanzen keine Unterschiede in der Darstellung der Ektodesmen bei geschlossenen oder offenen Spalten gefunden. Den Offnungszustand habe ich durch Infiltration (mit der Reihe Paraffinum liquidum - 96 %igem Alkohol- Xylol - Petrolather; STRASBURGER 1913) oder durch Abdruck mit Kollodiumfilm (FREUDENBERGER 1941) gepriift. Versuche wurden durchgefiihrt mit Delphinium cultorum, Vicia jaba, Sytinga vulgaris, Primula acaulis, Lilium martagon und Convallaria majalis.

So findet man Ektodesmen in den Zellen des Spaltoffnungsapparates am 'rage wie in der Nacht. Sie sind ferner darstellbar, wenn die Stomata durch klinstliches Licht stark geweitet oder durch Verdunkelung geschlossen sind. Spatere ausgedehnte Untersuchungen iiber den Einflu13 von Licht auf die Darstellbarkeit der Ektodesmen in den gewohnlichen Epidermiszellen lie13en niemals Unterschiede in ihrer Ausbildung in den Schlie13oder Nebenzellen bei dunkel oder hell gehaltenen Blattstiicken erkennen. Eine Veranderung in Zahl oder Form der Ektodesmen ist also nicht mit dem Offnungszustand und der Funktion der Stomata in eine fa13bare Relation zu setzen. Ichhatte sogar haufigdenEindruck, da13 sich die Strukturen in den Zellen des Spalttiffnungsapparates gerade besonders lange halten gegeniiber Einfliissen, die in anderen Epidermiszellen ihre Darstellung verhindern. Insofern sind die Ektodesmen in den Schlie13zellen durchaus vergleichbar mit denen an Haarbasen und in der Nahe von Nerven (LAMBERTz 1954), wo sie ebenfalls oft besonders zahlreich dargestellt werden und sich au13eren Einfliissen gegeniiber trager verhalten als in den anderen Zellen der Blattspreite. Eine Ausnahme zu dem Gesagten habe ich nur bei Primula pubescens bemerkt. Die SchlieBzellen dieser Art sind im Vergleich zu den angrenzenden Epidermiszellen ziemlich klein. In mehreren Versuchen habe ich festgestellt, daB entgegen dem natiir-

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Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

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lichen Tagesrhythmus (vgl. S. 282ff.) am Tage bei griiJ3ter Spaltenweite auch die meisten Ektodesmen und Plasmodesmen in SchlieB-, Neben- und angrenzenden Parenchymzellen ausgebildet waren, wahrend nachts bei SpaltenverschluB stets weniger, besonders in den die Atemhiihle begrenzenden Zellwanden dargestellt wurden oder sie dort iiberhaupt fehlten. Ich erklare diese Variabilitat in der Darstellung jedoch nicht durch eine physiologische Veranderung im Protoplasten der beteiligten Zellen. Vielmehr scheint mir plausibler, zumal diese Beobachtung allein an der genannten Art gemacht wurde, daB die Fixierungsfliissigkeit hier bei geiiffneten Spalten leichter in die Atemhiihle eindringen und von hier aus in den diese begrenzenden Zellwanden die Ektodesmen darstellen kann. Haufig habe ich namlich bei Primula pubescens gerade dann in der Atemhiihle einen auffallenden, schwarzen Pfropf beobachtet, der wahrscheinlich ein Niederschlag des Fixierungsgemisches ist, wenn die Spalten weit geiiffnet und ·die Ektodesmen zahlreich dargestellt waren. Die GriiBe dieses Pfropfes und die Zahl der Ektodesmen nahmen dann gewiihnlich kontinuierlich mit dem Engerwerden der Stomata ab und verschwanden schlieJ3lich, wenn sich die Spalten am Abend schlossen.

Aus den geschilderten Beobachtungen darf man also folgern, daB das Offnen und SchlieBen der Stomata nicht von einer Veranderung in der Darstellbarkeit der Ektodesmen in den sie umgebenden Zellen begleitet wird. Eine bei Primula pubescens festgestellte Ausnahme laBt sich durch unterschiedliches Eindringungsvermogen des Fixierungsmittels in die AtemhOhle erklaren. Vielmehr nehmen SchlieB- und Nebenzellen oft geradezu eine Sonderstellung ein in der Dauerhaftigkeit der Ektodesmen, die wahrscheinlich in ihren besonderen physiologischen Aufgaben begrtindet liegt.

2. Ektodesmen in Ranken Weitere Untersuchungen erstreckten sich auf die eventuelle Veranderlichkeit der Darstellung von Ektodesmen in haptotropisch empfindlichen Organen. Die Suszeption des Bertihrungsreizes, die jeder haptotropischen Bewegung eines pflanzlichen Organes vorangeht, ist bis heute immer noch ratselhaft geblieben. Mit Sicherheit handelt es sich dabei urn eine Punktempfindlichkeit in der EpidermisauBenwand, wie schon PFEFFER ausgefiihrt hat. Bei der Suche nach der anatomischen Grundlage dafiir hat man zwar bei einigen Pflanzen "Ftihlttipfel" entdeckt, jedoch nicht bei allen, die auf spezifische Bertihrungsreize mit einer charakteristischen Bewegungsreaktion antworten. Wenn wir in den Ektodesmen reale plasmatische Strukturen in den EpidermisauBenwanden sehen, woran nach allen Untersuchungen nicht mehr gezweifelt werden kann, dann hat man in ihnen genau die anatomische Grundlage vor sich, auf Grund derer eine solche Punktempfindlichkeit der Epidermiszellen denkbar ware. Zugleich ware damit aber auch die Reizverkettung mit der AuBenwelt gegeben und somit PFEFFERS (1897) Anschauung tiber die wichtigste Funktion der Plasmodesmen auf eine solche der Ektodesmen erweitert. Flera, Bd. 147

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a) Anatomie Bereits SCHUMACHER & HALBSGUTH (1939) hatten in Ranken von Passijlora coerulea besonders zahlreiche Ektodesmen gefunden. Ich konnte das sowohl bei dieser Passijlora als auch bei Ranken der Cucurbitaceen 1'richosanthes anguina und Cyclanthera pedata bestatigen. Eine auffallend gro13e Zahl von Ektodesmen war stets sowohl mittags wie mitternachts, also in Zeiten des tagesperiodischen Minimums und Maximums in Blattern, in allen Ranken zu finden. Die Anzahl war derart gro13, da13 ich eine eventuelle tagesrhythmische Veranderung, wie sie fUr Blatter, besonders auch bei Passijlora coerulea, charakteristisch ist, nicht feststellen konnte. Auf den Abb. 11 und 12 sieht man die Vielzahl von Ektodesmen, wie man sie in Ranken immer findet. Vergleiche zwischen Ranken und Blattern von 1'richosanthes und Cyclanthera zeigten besonders deutlich den Unterschied in der Zahl. Bei Blattern fand ich am Tage und in der Nacht stets nursehr wenige und dann auch durchweg kurze Ektodesmen, wahrend die Ektodesmen in Ranken in sehr gro13er Zahl vorhanden waren. In den Ranken selbst habe ich keinerlei Unterschiede hinsichtlich der Lokalisierung von

Abb. 11. Aufsicht auf eine Ranke von Cyclanthera pedata, die die Anzahl der Ektodes men zeigt. Mikrophoto Leica 0,4 x, Objektiv 40 x, Okular 9 x, NachvergriiBerung 3 x, GesamtvergriiBerung etwa 300 x.

Abb. 12. Epidermiszellen einer Ranke von Cyclanthera pedata im Querschnitt. Mikrophoto Leica 0,4 x, Wasserimmersion 90 x, Okular 9 x, NachvergriiBerung 3 x, GesamtvergriiBerung etwa 665 x .

Untersuchungen tiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

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Ektodesmen gefunden. Sowohl in del' au13ersten Spitze als auch we it zuriick in haptotropiEch nicht me hI' sichtbar reizbaren Zonen habe ich gleich viele Ektodesmen beobachtet, und zwar sowohl auf del' morphologischen Oberals auch auf del' Unterseite, wie Aufsichten auf fixierte Ranken zeigten. Eine Haufung etwa in dem vordersten Drittel del' Ranke, das am empfindlichsten gegeniiber Beriihrungsreizen ist, wurde nicht festgestellt. b) Veranderlichkeit Es lag nun nahe zu priifen, ob sich vielleicht Unterschiede in Zahl und Form del' Ektodesmen bei Ranken von verschiedenen Altersstadien zeigten. Zu dem Zwecke habe ich junge, noch in freien Nutationsbewegungen befindliche, fast gestreckte Ranken von Cyclanthera und Trichosanthes mit solchen verglichen, die bereits eine Stiitze gefunden und sich einige Male urn diese herumgewunden hatten. In beiden Gruppen waren jedoch stets iiberall derart viele Ektodesmen vorhanden, da13 keine Unterschiede erkennbar waren. Ferner habe ich mit einem Holzstabchen noch unberiihrte Ranken auf ihrer morphologischen Unterseite 1-2 min lang beriihrt. Die Ranken kriimmten sich daraufhin so weit ein, da13 die Spitze die Ranke selbst wieder beriihrte. Unmittelbar nach del' Einkriimmung wurden die Ranken fixiert und zur Kontrolle ebenso viele ungekriimmte untersucht. Auch hier waren keinerlei Unterschiede in del' Ausbildung del' Ektodesmen zwischen den gereizten und gekriimmten und den ungereizten Ranken zu beobachten. Lediglich in alten Ranken, die schon lange einen Halt zwischen Stiitze und Pflanze vel' mittel ten odeI' die sich auf Grund ihres Alters eingerollt hatten, ohne je einen stiitzenden Zweig gefunden zu haben, konnte ich weniger odeI' auch gar keine Ektodesmen mehr finden. Da dies abel' nul' kurz VOl' dem Ende del' Lebensdauer del' Ranken del' Fall war, kann man darin keinen Hinweis auf eine Korrelation zwischen maximal ausgebildeten Ektodesmen und starkster Beriihrungsempfindlichkeit del' Ranken sehen, weil auch in alternden Blattern die Ektodesmen stets schlechter werden. Man findet also eine auffallig starke Haufung von Ektodesmen in Ranken gegeniiber anderen Organen derselben Pflanze. Irgendeinen Beweis flir die Annahme, da13 sie bei del' Suszeption des haptotropischen Reizes beteiligt sind, konnte ich aus meinen anatomischen Bildern nicht ablesen, da sich die Ektodesmen in Ranken in ihrer Darstellbarkeit sogar sehr stabil verhalten. Gerade diese Stabilitat abel' und die stets sehr gro13e Anzahl in Ranken mi:iehte ich als Hinweis aui' ihre mi:igliche Beteiligung am haptotropischen Geschehen deuten, zumal ja eine sichtbare Veranderung in del' anatomischen Struktur keineswegs als Voraussetzung flir ihre mutma13liche Funktion als Suszeptionsorgane gefordert werden kann. 19*

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Wir haben zur Zeit keine bessere Deutung filr die Eigentumlichkeit der haptotropischen Punktempfindlichkeit als ihre Suszeption in den Ektodesmen.

III. Uber die natiirliche und kiinstliche Veranderung der Darstellbarkeit von Ektodesmen 1. Der Tag-Nacht-Rhythmus Die haufig an Blattern beobachtete ratselhafte Variabilitat in der Darstellung der Ektodesmen wurde von LAMBERTz (1954) zum Teil dadurch geklart, daB er in einer Reihe von Versuchen eine rhythmisch wechselnde unterschiedliche Ektodesmenanzahl im Verlauf von 24 Stunden feststellte. Er fand in denselben Blattern einiger Objekte in der Mittagszeit durchweg keine oder nur sehr wenige, in den spaten Abendstunden und urn Mitternacht jedoch eine Vielzahl von Ektodesmen. Fixierungen in Abstanden von einer Stunde im Laufe eines ganzen Tages zeigten eine kontinuierliche Zunahme der Ektodesmenanzahl vom Mittag bis zur Nacht und eine ebensolche Abnahme wieder bis zum nachstfolgenden Tage. Gelegentlich anderer Untersuchungen uber Ektodesmen, bei denen ich haufig zu verschiedenen Tageszeiten Blattstucke besonders von Primeln fixierte, fand ich recht oft auch im sogenannten tagesperiodischen Minimum zahlreiche sehr feine, vom Lumen bis unter die Kutikula reichende Ektodesmen. Dieser Befund und auch die Untersuchungen uber tagesperiodische Schwankungen im Auftreten von Ektodesmen in Zellen des Spaltiiffnungsapparates veranlaBten mich, den von LAMBERTz erstmalig beschriebenen tagesperiodischen Rhythmus noch eingehender zu untersuchen. a) Die Rhythmik bei verschiedenen Pflanzen Meine Untersuchungen habe ich zunachst an Blattern von Passitlora coerulea im Herbst 1956 durchgefilhrt, und zwar an zwei verschiedenen Pflanzen, von denen die eine im Fruhjahr desselben Jahres vom Gewachshaus ins Freiland gepflanzt worden war und die andere schon einige Jahre im Freiland uberwintert hatte. Unterschiede in den Ergebnissen zeigten sich bei den beiden Pflanzen nicht. Die Ektodesmen in Blattern von Passitlora coerulea lassen sich durchweg mit der ublichen Sublimat-Methode nur verhaltnismaBig grob darstellen. Nur sehr selten sieht man bei dies em Objekt so zarte Gebilde wie etwa bei den bevorzugten Primeln. Urn die tagesperiodische V!!randerlichkeit zu priifen, habe ich stets Stucke derselben Blatter mittags und am spaten Abend fixiert und sie dann miteinander verglichen. Es zeigten sich dabei haufig in der Aufsicht auf die Epidermis der Blattoberseite mittags erheblich weniger Ektodesmen als

.,

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

283

spatabends, entsprechend den von LAl\iBERTZ gemachten Angaben. Doch gelegentlich fand ich auch zu beiden Zeiten etwa gleich viele Ektodesmen in der Aufsicht. Erst ein Vergleich der Querschnitte beider Blattstucke machte auch hier bedeutende Unterschiede ldar. In den mittags fixierten Teilen waren nur wenige durchgehende, also vom Lumen bis unter die Kutikula reich en de Ektodesmen zu sehen, wahrend die weitaus groBte Zahl der in Aufsicht gesehenen ; Ektodesmen sich nur als kurze, gerade eben nur unter der Kutikula zu bemerkende Reste darstellte. Spatabends fixierte Blattstucke zeigten dagegen im Querschnitt tiberwiegend lange, durchgehende und auBerdem auch noch weitere, bis etwa in die Mitte der AuBenwand hineinragende Ektodesmen, wahrend die Zahl der mittags beobachteten kurzen erheblich abgenommen hatte. Abb. 13. Querschnitt durch die EpidermisFixierungen im Abstande von zellen von Passiflora coerulea in ein und einer Stun de von mittags bis demselben Blatt. Tagesperiodische Zunahme von Lange und Anzahl der Ektodesmen. abends bestatigten durch Uber- a) urn 14 h, b) urn 18 h, ..c) urn 22 h fixiert, gangsstadien die geschilderten Mikrophoto Leica 0,4 x ,Olimmersion100 x . Okular 9 x, NachvergroBerung 3 x, GeBeo bachtungen. Unterschiede in samtvergroBerung etwa 665 x. der Wandquellung konnte ichnicht feststellen. Die Abb. 13 zeigt Aufnahmen desselben Blattes, von dem Stucke zu verschiedenen Tageszeiten fixiert wurden und in dem man eine Zunahme sowohl der Zahl als auch der Lange der groben Ektodesmen sieht. Eine erwiihnenswerte Besonderheit konnte ieh bei Bliittern von Passitlora coerulea immer wieder beobachten. Es handelt sich urn zwei Stellen im Blatt, vor aHem in der Umgebung des Medianus, die stets durch die besonders bevorzugte Ausbildung von Ektodesmen allffielen. Auf der Blattoberseite waren es einige wenige, etwa vier Epidermiszellen beiderseits groBerer Nerven iiber den ersten PalisadenzeHen, die immer mehr Ektodesmen aufwiesen als die anderen ZeHen der Blattspreite. Zwischen dies en beiden Stell en, also genau iiber dem Leitbiindel, fand ich weniger Ektodesmen dargestellt, und zwar wiederum etwa so viele wie sonst auf der Blattoberseite. Ferner beobachtete ich stets in den Epidermiszellen auf der Blattunterseite von 1'\ erven noch besonders zahlreiche Ektodesmen. Recht interessant war es nun, auch in dies en ausgezeichneten SteHen des Blattes die tagesperiodischen Veranderungen zu beobachten. Sie machten sich auch hier FO bemerkbar, wie dies oben

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schon flir die normal en Epidermiszellen der Blattoberseite beschrieben wurde, jedoch blieb ihre relative Sonderstellung zueinander und zu den anderen Epidermiszellen stets erhalten. Diese Beobachtungen veranlaBten mich, die erwiihnten Stellen in den Versuchen zeitweilig gesondert zu beurteilen.

Zu jedem Versuche wurden stets mehrere Blatter von derselben Pflanze fixiert. Sie zeigten oft untereinander erhebliche Unterschiede in der Ausbildung von Ektodesmen. Es gab zur gleichen Zeit Blatter mit weniger, aber auch andere BHitter mit vielen Ektodesmen. Dennoch konnte ich stets innerhalb desselben Blattes die tagesperiodischen Schwankungen deutlich nachweisen, da innerhalb eines Blattes die Unterschiede erheblich geringer waren. Ein Auszug aus einem Versuchsprotokoll mag die geschilderten Verhaltnisse noch verdeutlichen. Versuch 202 vom 22.10.1956. Objekt: Passitlora coerulea. Vormittags und am Vortage Sonne. Es wurden Stiicke von drei Blattern stiindlich von 14-22 h im iiblichen HgCl 2-haltigen Gemisch fixiert. Fixierungsdauer 10 bis 12 h, -temperatur 38° C. Etwa 50-60 Schnitte wurden pro Blattstiick hergestellt und je ein Epidermisstiickchen abgezogen. Beurteilung der Praparate: Anzahl der Ektodesmen sowohl in Aufsicht auf die Epidermis als auch im Blattquerschnitt von verschiedenen Stadien geschatzt und in Noten von 0-5 zusammengefaBt, wobei 0 keine und 5 die groBtmogliche Anzahl von Ektodesmen bedeutet. Abkiirzungen: A Aufsicht auf die Epidermis, B Blattquerschnitt, normale Zellen der Blattoberseite, M Blattquerschnitt, Zellen der Oberseite neben einem groBen Nerven, N Blattquerschnitt, Zellen der Blattunterseite, direkt unter einem Nerven, L Lange, von der Kutikula bis zum Lumen reichende Ektodesmen, K Kurze, nur eben unter der Kutikula dargestellte Ektodesmen. Die in der Tabelle 1 eingetragenen Noten sind Mittelwerte aus den 3 Blattern des Versuches.

Tabelle 1 Veranderungen der Ektodesmen in Blattern von Passitlora coerulea von mittags bis abends. Fix.- Tembeginn peratur °c h 14 15 16 17 18 19 20 21 22

13,5 14 14 13,5 12,5 12 12 9,5 9

reI. F. 0'

10

Lichtverh.

•

77

aa .2)

79 81 87 92 95

dunkel dunkel dunkel dunkel dunkel

73 73

A

Anzahl der Ektodesmen N M B L L L K ~

1 3 2-3 3-4 3 5 5 5 5

0-1 1 0-1 1-2 1 2 2-3 3-4 3-4

1) Gemessen an 25 Schnitten/Blattstiick. 2) SUo 17.15h.

1 2 2 2 2-3 2 1-2 1 0-1

1 3 2-3 4-5 4 5 4 5 4

2 2 3 3-4 4 4-5 4 4-5 5

mittlere Zellwanddickel) ft 7,15

7,1

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

285

Man ersieht aus der Tabelle 1 recht deutlich die beinahe stetige absolute Zunahme der Ekodesmenanzahllaut Aufsicht A auf die Epidermis. Ein Vergleich zwischen langen, durchgehenden (L) und kurzen (K) Ektodesmen in den Querschnitten der normalen Epidermiszellen der Blattspreite B zeigt die ebenfalls stetige Zunahme der L auf Kosten der K, die am spaten Abend abnehmen. Ektodesmen, die von der Kutikula bis etwa in die Halfte der Wand hineinreichen, sind in der Tabelle nicht verzeichnet. Sie treten besonders in den Fixierungszeiten von 17 bis 20 h auf. Die erwahnte Sonderstellung der Ektodesmen in den Zellen neben den Nerven auf der Blattoberseite M und in den Zellen auf der Unterseite der Nerven N kommt ebenfalls zum Ausdruck. Eine wesentliche Veranderung der Wandquellung hat nicht stattgefunden; die Streuung innerhalb der Messungen war sehr gering.

Der beschriebene Versuch ist einer von vielen mit gleichwertigen Ergebnissen. Ich habe die Untersuchungen auch auf den folgenden Tag ausgedehnt und dabei eine ahnliche stetige Abnahme von der Nacht bis zum Tage gefunden, wie hier die Zunahme formuliert worden ist. Eine Zusammenstellung aller Versuche tiber den nattirlichen Tagesrhythmus folgt we iter unten. Das Erscheinungsbild der tagesrhythmischen Veranderlichkeit der Ektodesmen bei PassitloTa coernlea laBt sich also beschreiben als eine reversible Veranderlichkeit in der durch unser Fixierungsmittel zustande kommenden Darstellung von Anzahl un d Lange der Ektodesmen. Da zum Abend hin die kurzen Ektodesmen an Zahl ab- und die durchgehenden zunehmen, muB sowohl ein Neuerscheinen als auch eine Verlangerung der Ektodesmen von auBen, also von der Kutikula her, als Charakteristikum der tagesrhytmischen Veranderungen vom Minimum zum Maximum hin angenommen werden. Damit ist nun aber eine vollig neue Deutung der kurzen Ektodesmen, die bereits SCHUMACHER (1942) und auch LAMBERTZ (1954) beobachtet hatten, notwendig geworden. LAMBERTZ gab verschiedene Erklarungen fiir ihr Auftreten. Er glaubte, sie konnten durch Abschneiden des inneren Teiles von durchgehenden Ektodesmen auf dem Gefriermikrotom zustande kommen. Ferner sah er in der durch trichterformige Eindellungen strukturierten Oberflache der Innenseite der EpidermisauBenwand in die die Ektodesmen von unterschiedlicher Lange miinden, eine Begriindung fiir dies~ merkwiirdigen Strukturen oder aber auch in der unterschiedlichen Quellung der einzelnen Wandpartien, die ein ZerreiBen bzw. AbreiBen der Ektodesmen zur Folge hat.

Diese Erklarungen sind sicher moglich, und sie mogen auch in einzelnen Fallen durchaus zutreffen. Mit Sicherheit habe ich aber in den Versuchen zur Tagesrhythmik und auch in spater noch zu beschreibenden anderen gefunden, daB sich die kurzen Ektodesmen haufig in lange, durchgehende verandern und daB sich auch umgekehrt lange in kurze verwandeln konnen. Man kann in den kurzen Strukturen also lediglich eine Zustandsform derselben Grundstruktur sehen, die sich auch in den langen Ektodesmen manifestiert.

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Doch nicht nur bei der so eben beschriebenen Passitlom, sondern auch bei Primula veris SSp. macrocalyx, einem fiir physiologische Versuche an Ektodesmen recht haufig benutzten giinstigen Objekt, habe ich die tagesrhythmische Veranderlichkeit eingehend untersucht. Sie tritt auch hier auf, jedoch im einzelnen auf eine andere Art und Weise. Deshalb soIl auch eine Schilderung der Verhaltnisse fiir diese Pflanze folgen. Bei ihr findet man in Perioden, in denen die Ektodesmen iiberhaupt durchweg recht gut dar-

Abb. 14. Querschnitt durch die Epidermiszellen von Primula veris ssp. macro calyx aus demselben Blatt. Tagesperiodische Veranderungen der Ektodesmen. a) urn 14.30 h, b) urn 23.30 h fixiert. Mikrophotos Leica 0,4 x, Wasserimmersion 90 x, 0 kular 9 x , N achvergroBerung 3 x, GesamtvergroBerung etwa 1000 x .

stellbar sind (vgl. S. 290f.), zu allen moglichen Tageszeiten sehr schone, durchgehende Ektodesmen. Sie sind hier meist viel zarter als bei der Passi£lore und entsprechen in ihrer Erscheinungsform haufig genau den feinen Plasmodesmen, die man leicht in Endospermen mancher Samen darstellen kann. Die Tatsache, daJ3 man in dies em Objekt zu jeder Tages- und Nachtzeit haufig sehr viele durchgehende Ektodesmen vorfinden kann, lieJ3 zunachst an dem Vorhandensein der Tagesrhythmik iiberhaupt zweifeln. In einer Reihe von Versuchen habe ich daher auch hier die tagesperiodischen Schwankung en gepriift. Ich fand, daJ3 die fiir Passitlora coerulea beschriebene Weise der Veranderung hier nur sehr selten zutrifft. Viel haufiger beobachtete ich eine Veranderung der ganzen Ektodesmen in ihrem gesamten Langsverlauf vom Lumen bis zur Kutikula derart, daJ3 ich im sogenannten Minimum mittags iiberwiegend sehr zarte, hauchfeine und schwachblau gefarbte durchgehende Ektodesmen vorfand, wahrend im mitternachtlichen Maxi-

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

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mum die Ektodesmen zwar auch durchgehend, aber in der Mehrzahl kraftiger, etwas grober und dann auch meistens blauschwarz gefarbt waren. In der Abb. 14 sieht man dafur ein Beispiel, das ganz extreme Unterschiede zwischen tags und nachts fixierten Stucken desselben Blattes darstellt. Eine Zunahme der Anzahl von Mittag zu Mitternacht war damit nicht immer verbunden. Sie konnte zwar ebenfalls auftreten, doch im allgemeinen selten und nur dann, wenn die Veranderungen wie bei der Passitlora vorwiegend durch eine sukzessive Langenzu- oder -abnahme der Ektodesmen von au.Ben nach innen gekennzeichnet waren. Doch habe ich auch tJbergange zwischen beiden Vorgangen gefunden. 1m mittags fixierten Blattstuck sah ich namlich gelegentlich die zarten Ektodesmen auch in der fruher schon beschriebenen Parabelform auftreten. Dann war manchmal der Scheitel der meist recht engen Parabel unter der Kutikula etwas kraftiger dargestellt als die ganz dunn zum Lumen hin auslaufenden .Aste. Selten waren die .Aste so zart, da.B ich auf den erst en Blick nur den Scheitel sah und ihn fur die bekannten kurzen Ektodesmen hielt: Ein Zeichen dafiir, da.B die kurzen und durchgehenden Ektodesmen auseinander hervorgehen konnen. Die Beurteilung solcher Praparate verlangt ein naheres Eingehen auf die Anzahl, Lange, Starke und auch Farbe der Ektodesmen. In Zahlen sind diese Kriterien nicht gut festzuhalten; vielmehr ist man beim Auswerten der Ergebnisse zu einem ausfiihrlichen Protokoll gezwungen. Ein Auszug aus einem solchen Protokoll mag auch hier die Befunde noch verdeutlichen. Versuch 282 vom 25.5.1957. Objekt: Primula veris ssp. macrocalyx. Warmes Friihlingswetter, volle Sonne, Freilandpflanzen im Schatten. Es wurden Stiicke von 4 Blattern verschiedener Pflanzen fixiert. Fixierung A urn 14.30 h, 22 0 C, Fixierung B urn 23.30 h, lOa C. Beurteilung der beiden Stiicke eines Blattes: A. Ektodesmen durchweg sehr zahlreich, aber hauchdiinn und schwach gefarbt, so daB sie manchmal kaum zu erkennen sind. Haufig Parabelform. Scheitel der Parabel (auBen) manchmal viel deutlicher sichtbar als die Aste, die bis zum Lumen reichen. Aste laufen, in der Dimension abnehmend, zum Lumen hin und enden hier meistens in einem kleinen Kniitchen. B. ZahlenmaBig kein Unterschied zu A. Ektodesmen hier aber im ganzen viel kriiftiger gefarbt als dort, vor allem im VerI auf des gesamten Ektodesmos. Aber auch noch recht fein.

Somit konnte ich also die zuerst von LAMBERTz (1954) beschriebenen tagesperiodischen Schwankungen im Auftreten von Ektodesmen an zwei weiteren Objekten erneut bestatigen und die Art und Weise des Erscheinens und Verschwindens der Strukturen genauer beobachten. Stichprobenartige Untersuchungen bei einigen anderen Arten lassen vermuten, da.B die Tagesrhythmik we it verbreitet ist, allerdings mit der Einschrankung, da.B sie

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nur fUr solche Arten nachweis bar wird, bei dencn die angewandte Sub1imatMethode tiberhaupt brauchbare Erfo1ge zeigt. Insgesamt wurden von mir 17 verschiedene Arten auf das Auftreten einer Tagesrhythmik in der Darstellbarkeit der Ektodesmen geprtift, von denen 12 positive Ergebnisse zeigten, wahrend die anderen 5 wegen zu geringer Ektodesmenanzah1 keine Aussage gestatteten. Es hande1t sich bei den 17 Arten urn Versuche, die sich auf 29 verschiedene Tage vertei1en. Dabei zeigten insgesamt 92 Blatter eine woh1ausgebi1dete Tagesrhythmik; bei 31 Blattern war keine Aussage mog1ich, wei1 zu wenig Ektodesmen auftraten; nur 4 Blatter der untersuchten Pflanzen ftigten sich aus unbekannten Grtinden nicht der formu1ierten Rege1maBigkeit. In Tabelle 2 sind die auf Tagesrhythmik geprtiften Arten zusammengestellt. Tahelle 2 Pflanzen, an denen die Tagesrhythmik untersucht wurde Untersuchte Arten

Passitlora coerulea Passitlora quadrangularis. Passitlora tuberosa Passitlora spec .. Primula veris ssp. ma,crocalyx Primula pubescens. Primula tommesinii Primula denticulata Primula juliae X acaulis Primula acaulis. Viola silvatica Lilium martagon Ajuga reptans. Tropaeolum majus, Cyclamen neapolitanum Convallaria majalis Campanula persicitolia.

Anzahl der gepriiften Bliitter mit I ohne I mitumgekehrter Rhythmik 43

9

4

1

4

2 1 2 2 1

2 2 1

1 1

4

22 7

3 2 1

1 1 3

1 4

2

b) Witterungseinfltisse auf die Rhythmik Die Tagesrhythmik wurde an Passijlora coerulea und Primula veris ssp. macrocalyx zu allen Jahreszeiten und bei unterschied1ichen Witterungsverha1tnissen beobachtet. An heiBen wie ktih1en Sommertagen, bei gewittrigen Schauern und in Regenperioden, bei trtibem Novemberwetter, wenn zwischen Mittag und Abend keine Temperaturdifferenzen gemessen wurden, und sogar bei 1eichtem Nachtfrost im Winter und Frtihjahr fand ich die tagesperiodischen Schwankungen. Tabelle 3 gibt einen Dberb1ick tiber alle Versuche zur Tagesrhythmik an Passijlora coemlea bei verschieden en Wetterverha1tnissen.

"

Untersuchuugen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

289

Wie man sieht, ist der Nachweis des Tagesrhythmus bei jedem Wetter moglich. LAMBERTZ (1954) glaubte zwar, daB er bei schonem Wetter starker ausgebildet sei als bei Regen. Seine Vermutung beruht jedoch auf einem Vergleich verschiedener Blatter zu verschiedenen Zeiten. Versuche dieser Art habe ich nicht durchgeftihrt, da in verschiedenen Blattern schon an denselben Tagen durchaus verschieden viele Ektodesmen erscheinenkonnen. Meine Aussagen erstrecken sich ausschlieBlich immer auf die Veranderung innerhalb eines Blattes ohne Bezug auf die Verhaltnisse in gleichzeitig fixierten anderen Blattern. Auf den dennoch vorhandenen EinfluB der Wetterlage auf das Erscheinungsbild der Ektodesmen komme ich noch zuruck. Auch Blatter an abgeschnittenen Sprossen von Passitlora coentlea, die in einer Vase im Garten standen, zeigten den Rhythmus. Sogar bei Stichproben an abgeschnittenen Blattern, die mit der Unterseite auf Leitungswasser lagen und wahrend der Versuchsdauer im Garten blieben, hatte ich Erfolg. Jedoch war es stets von Vorteil, mit ganzen Pflanzen aus dem Freiland zu arbeiten, weil an Pflanzen aus den Gewachshausern im allgemeinen keine oder nur sehr wenige Ektodesmen nachzuweisen waren. Tabelle 3 Tagesrhythmik bei Passitlora coerulea Datum

Tagesrhytmus

24./25. 9. 56 +++ 10. 10. 56 +++0 16. 10. 56 +++++++ 18. 10. 56 +++ 22. 10. 56 +++ 24. 10. 56 25.10.56 000 30. 10. 56 +0 9. 11. 56 +++ 13.11.56 ++ 14.11. 56 ++ 15.11. 56 ++ 16.11. 56 ++ 17.11.56 +0 18.11.56 ++ 19. 11. 56 +0 20.11. 56 ++ 21. 11. 56 ++ 22.11. 56 +0 22. 3.57 +0 21. 5. 57 ++ Es bedeuten: + Tagesrhytmus positiv, kein Tagesrhythmus vorhanden, _ Tagesrhythmus negativ (am Tage mehr Jedes Zeichen entspricht der Untersuchung

o

Wetterverhaltnisse Sonne, warm Sonne Sonne starker Regen, mittags und nachts 15°C bewiilkt, trocken bewiilkt, trocken bewiilkt, leichter Regen mittags Regen, nachts trocken Sonne bewiilkt, trocken bewiilkt, trocken bewiilkt, trocken Regen Regen bewiilkt, trocken bewiilkt, trocken Sonne, leichter Frost Sonne, nachts _4° C Sonne, nachts _2° C Sonne Sonne

Ektodesmen als in der Nacht). an einem Blatt.

290

ANDREAS SIEVERS

Nach den an Pflanzen im Freiland gemachten Beobachtungen steUt sich mithin der Tagesrhythmus dar als eine Variabilitat der Zahl und Gestalt der Ektodesmen im Tagesverlauf, deren Ursachenin vitalen Vorgangen im Innern der Blatter zu suchen sind, unabhangig von gro.Ben Witterungseinfltissen und auch unabhangig von ihrer Verbundenheit mit der ganzen Pflanze. Dagegen mu.Bte nun in weiteren Versuchen geprtift werden, wieweit einzelne, isoliert zu studierende Umweltsfaktoren in der Lage sind, dartiber hinaus das offenbar ziemlich labile Erscheinungsbild der Ektodesmen zu beeinflussen.

2. WetterverhaItnisse und Ektodesmen Erhebliche Unterschiede in der Nachweismoglichkeit von Ektodesmen, die nicht innerhalb eines Tages auftraten, sondern sich haufig tiber mehrere Wochen hinzogen, veranla.Bten LAMBERTZ (1954) zu der Formulierung einer gewissen "Wetterftihligkeit" der Strukturen. Aus einigen Versuchen vermutete er, da.B" besonders ein Mangel an Licht und Warme bei schlechtem Wetter teilweise Ursache dieser "Launenhaftigkeit" sei, wie SCHU:MACHER (1942) es nannte. Feststellbare klare zeitliche Schwankungen bestehen in der Tat auch nach meinen Erfahrungen mit Sicherheit. Es gab im Laufe meiner zweijahrigen Arbeit Wochen, in denen die Ektodesmen in meinen Objekten in gro.Ber Zahl und zu jeder Tageszeit darstellbar waren, dann aber wiederum Zeitabschnitte, in denen sie sehr schlecht nachweisbar waren. Haufig fielen erste tatsachlich mit Schonwetter-Perioden zusammen, doch gelang der Nachweis auch oft in Regenperioden und bei ktihlem Wetter sehr gut. Jahreszeitlich gesehen waren in den Monaten April und Oktober die Ektodesmen besonders gut ausgepragt. Man kann also den Einflu.B von Licht und Temperatur allein nicht ftir diese Schwankungen verantwortlich machen. Spater noch zu berichtende Versuche tiber diese Faktoren unter kontrollierten Bedingungen in Klimaraumen zeigten wohl eine starke Wirkung von Licht und Temperatur. Doch fand ich vor allem bei mehrtagigen Versuchen zuweilen eine gleichzeitige plOtzliche starke Verbesserung der Ektodesmen an meinem Material sowohl im Freiland als auch in der Klimakammer, ohne da.B merkliche meteorologische Veranderungen registriert werden konnten. Diese Befunde waren au.Berordentlich tiberraschend, zeigten sie doch ganz deutlich das Vorhandensein einer Variabilitat, deren Ursachen mit Sicherheit nicht Licht, Temperatur oder Feuchtigkeit sein konnten, die ja in der Klimakammer konstant gehalten wurden. Was die Ursachen fUr solche plotzliche Veranderungen in der Darstellbarkeit der Ektodesmen sind, konnte ich niemals feststellen.

Untersuchungen uber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

291

Sie mtissen innerer Natur sein und sind mir in ihrem Wesen vollig ratselhaft geblieben. Es gibt also zweifellos ausgesproehen "gute" und "sehleehte" Perioden im Nachweis der Ektodesmen, doeh kann man sie langst nieht immer mit "gutem" und "sehleehtem" Wetter in Beziehung setzen. Moglieherweise hangen sie mit dem ganzen Lebenszustand der Pflanzen zusammen, sind also sehr komplexer Natur. Allgemeine gtinstige Waehstumsbedingungen und entspreehende Zustande der Pflanzen lassen im allgemeinen aueh die Ektodesmen gut hervortreten, Stagnationen drangen sie zurtiek. DaB Gewaehshauspflanzen hinter Freilandmaterial zurtiekstehen, war schon erwahnt worden und deutet in dieselbe Riehtung. Aueh ist es allgemein bekannt, daB Sehwankungen der Temperatur, des Liehtes, der Feuehtigkeit und des Luftdruekes vielfaeh nieht hinreiehen, urn gewisse andere Anderungen physiologiseher Reaktionen bei lebenden Organismen zu erklaren. Hier steht die Forsehung noeh vor einem groBen unbekannten Gebiet, und es seheint, daB das Erseheinungsbild der Ektodesmen ein feiner Indikat or fUr solehe ratselhafte Reaktionen ist.

3. Der EinfluB cler T emperatur Die ausgedehnten Untersuchungen tiber die Tagesrhythmik legten es nahe, zunaehst an einen EinfluB der Temperatur und des Liehtes auf die Darstellbarkeit der Ektodesmen zu denken. In der Tat stellte sieh heraus, daB beide Faktoren in ganz erhebliehem MaBe die Siehtbarmaehung der Strukturen beeinflussen konnen. Urn den EinfluB der Temperatur zu priifen, wurden in einer Reihe von Versuchen Stucke derselben Blatter bei verschiedenen konstanten Temperaturen aufbewahrt. Dazu habe ich im allgemeinen die Blatter erst auf den Zustand der Ausbildung von Ektodesmen gepruft, sie daraufhin zerteilt, mit der Unterseite auf destilliertes oder auch Leitungswasser gelegt und dann die Schalen im dunklen Kuhlschrank bzw. im Thermostaten aufbewahrt. An ungeteilten ganzen Blattern konnte ich dieselben Ergebnisse erzielen wie bei den Blattstucken. Es wurden darauf in verschiedenen Zeitabstanden gleichzeitig etwa 10 x 15 mm groBe Stuckchen aus den verschiedenen Temperaturbereichen mit dem ublichen Gilson-Gemisch fixiert und miteinander verglichen. Durchgefuhrt wurden diese Versuche wiederum in der Hauptsache mit Blattern von Primula veris ssp. macrocalyx und Passitlora coerulea.

Die Ergebnisse zeigten durehweg reeht klare und deutliehe Untersehiede. Naeh 24stiindigem Aufenthalt im Thermostaten bei 30° C fand ieh in der Regel die Ektodesmen in den auBerlieh vollig frisch en Blattsttieken nur noeh kurz unter der Kutikula siehtbar genauso, wie ieh es bereits in dem Kapitel tiber den Tag-Naeht-Rhythmus gesehildert habe. Durehgehende, lange Ektodesmen waren nur noeh selten im Praparat zu finden. Aber ieh fand nieht nur einen "Rtiekzug" naeh auBen, wie ieh diese

292

ANDREAS SIEVERS

Erscheinung kurz bezeichnen mochte, sondern gelegentlich waren auch Fragmente von Ektodesmen auf der Innenseite der Epidermisau.Benwand, also direkt am Lumen, zu sehen. Einzelne Reste waren au.Berdem sogar in der ganzen Au.Benwand zerstreut. Solche, allerdings seltene, Bilder entsprachen also den "Abbaustadien", die LAlVIBERTZ (1954) in seinen Vergilbungsversuchen beschrieben hat. Eine weitere, besonders merkwiirdige Beobachtung sei noch berichtet. Bei Blattstiicken, und zwar besonders bei Passitlora coerulea, die bei 30° C gelegen hatten, fand ich auch gelegentlich Ektodesmen, die sich durch die ganze Wand erstreckten und sich unter der Kutikula T-formig ausbreiteten, wie der Blattquerschnitt lehrte. In Aufsicht auf die Epidermis sah ein solches Gebilde meistens sternformig und recht bizarr aus, so daB man bei seinem Anblick sogleich an eine Artefaktbildung denken muBte. AuBerdem wurde hin und wieder eine sehr starke Vergroberung der kurzen Ektodesmen festgestellt. Sie war manchmal so stark, daB die Gebilde im Blattquerschnitt halbkreisformig und wie unter die Kutikula geheftet aussahen. Auch solche Erscheinungen legten die Deutung einer Artefaktbildung sehr nahe.

Blattstucke, die im Kuhlschrank bei Temperaturen zwischen 2 und 50 C gelegen hatten, waren viel zahlreicher mit durchgehenden Ektodesmen versehen. Die Anzahl der kurzen Formen war hier stets sehr gering. Artefaktbildungen fand ich ganz selten. Jedoch war die Wand hier oft weniger stark gequollen als bei den Blattstlicken aus hoheren Temperaturen, ein Zeichen dafUr, da.B die verstarkte Wandquellung keineswegs immer eine Voraussetzung fUr die Darstellbarkeit der Ektodesmen ist. Recht haufig fand ich sogar in diesen Praparaten viel mehr Ektodesmen, als das Blatt zu Beginn des Versuches aufzuweisen hatte. Dies deutet darauf hin, da.B die niedrigere Temperatur nicht nur erhaltend, sondern sogar fordernd auf die Darstellbarkeit der Strukturen wirkt. Vielfach habe ich diese Tatsache

Abb. 15. Querschnitte durch die oberseitigen Epidermiszellen von Primula veris ssp. macrocalyx aus demselben Blatt. EinfluB der Temperatur auf die Ektodesmen. a) nach 24% h bei 30 (±1°) C; b) nach 24% h bei 5-6° C; c) nach 47Yz h bei 30 (±1 0 ) C; d) nach 47% h bei 5-6° C. Optische Daten wie bei Abb.14. GesamtvergroBerung etwa 665 x.

Untersuchungen tiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

293

in Zeiten, in denen die Ektodesmen im allgemeinen schlecht darstellbar waren, dazu ausgenutzt, sie "hervorzulocken", um giinstiges Ausgangsmaterial flir weitere Untersuchungen zu bekommen. Auch zu Versucnsbeginn beobachtete Abbaustadien verschwanden nach Aufenthalt der Blatter bei den niedrigen Temperaturen zugunsten zahlreicher durchgehender Ektodesmen. Ihre Anzahl und auch ihre Dimension nahm oft derart stark zu, daB die gesamte AuBenwand fast undurchsichtig wurde und insofern einzelne Ektodesmen nur schwer zu unterscheiden waren. In Abb. 15 werden die Verhaltnisse in Mikrophotos noch verdeutlicht. Vielfach gingen die Veranderungen der Ektodesmen ij,ber auch nicht in der beschriebenen Weise vor sich, sondern es zeigte sich bei niedrigen Temperaturen eine leichte Vergroberung und bei hoheren ein Feinerwerden der einzelnen Ektodesmen. Auch ging hiermit eine Verfarbung der Ektodesmen einher: Bei Kalte waren sie oft braun- oder blau-schwarz, beiWarme hellblau gefarbt. Es handelt sich auch hier urn Veranderungen, die durchaus mit den beim Tagesrhythmus beobachteten zu vergleichen sind. Zur weiteren Verdeutlichung mag auch hier der Teil eines Versuchsprotokolls dienen. Versuch 280 vom 20.5. bis 22.5.1957. Objekt: Primull.t veris ssp. macrocalyx. Teilweise bewOlkt, nach einem Regentage. Es wurden Stiickchen von 4 Blattern am 20. 5. urn 21. 45 h fixiert (Fixierung A) und anschlieBend die Blatter halbiert . .Ie eine Halfte wurde auf destilliertem Wasser im Dunkeln aufbewahrt bei 300 C (Teil I) und bei 5° C (Teil II). Fixierung B: am 21. 5. urn 22.15 h, Fixierung C: am 22. 5. urn 21.30 h. Die Ergebnisse des Versuches werden in Tabelle 4 (Seite 204) mitgeteilt. Man sieht aUs dem Versuch zunachst einmal sehr deutlich die ganz erheblich unterschiedliche Ausbildung der Ektodesmen in den verschiedenen Blattern. Doch unabhangig davon reagieren die Blatter allesamt gleich auf die unterschiedliche Temperatur. Bei anfangs recht guten Blattern (1 und 2) sind bei 300 C auch nach 24Y2 h noch recht gute Ektodesmen vorhanden. Ihre Abnahme wird nach weiteren 23Y4, h aber ganz deutlich. Bei 5° C tritt zunachst noch eine kleine Verbesserung auf, und bei der letzten Fixierung ist etwa das Stadium des Versuchsbeginnes wieder erreicht. Blatt 3 und 4 weisen zu Beginn nicht viele Ektodesmen auf. Bei ihnen zeigt sich ein Gleichbleiben bei 300 C und eine erhebliche Zunahme bei 5° C.

Es wurden aber nicht nur Vergleiche zwischen den bisher genannten Temperaturbereichen durchgeflihrt. Vielmehr zeigte sich erwartungsgemaB, daB die Ektodesmen bei 30° C auch schneller "verschwinden" als bei 20° C, wenn man mit den Befunden bei 2° C vergleicht. Ferner fand ich bei 15° C noch nach 17 heine Erhaltung, wahrend bei 50° die Blattstiicke abgestorben waren und keine Spur von Ektodesmen mehr aufwiesen. Es zeigten sich dagegen bei hohen Temperaturen sehr viele Innenwand-Plasmodesmen in den

294

ANDREAS SIEVERS

Tabelle 4 EinfluB der Temperatur auf die Ektodesmen bei Primula veris ssp. macrocalyx Fixierungsbeginn

Blatteil

Blatt 1: A Anfang B 24h

4 3

0-1

4-5

0-1

1 4

2 1

I (30°)

2-3 1-2

2-3 3-4

II ( 5°) I (30°) II ( 5°)

3-4 0-1 2-3

0-1 2

B 24 h C 48 h C 48 h

Blatt 2: A Anfang B 24h B 24 h C 48 h C 48 h

Blatt 3: A Anfang B 24 h B 24 h C 48 h C 48 h

Anzahl der I Ektodesmen Bemerkungen iiber die Ektodesmen L I K

1-2 0-1 1

1-2 3-4

2

2

2 1-2 2 3 1

Durchweg fein, hellblau. Zahl nicht erheblich vermindert, jedoch oft Verkiirzungen, hell gefarbt. Schwarzblau, aber sehr zart. Sehr schwach blau gefarbt. Schwarzblau, ziemlich kraftig. Gutes Ausgangsmaterial. Blasser gefarbt, Abnahme von innen nach auBen. Schwarzblau, kraftig Nur sehr wenige Reste. Dunkelblau und kraftig. Einige Abbaustadien. Nur noch sehr wenig. Deutlich besser gegeniiber 1. Hellblau, Abbaustadien verschwunden. Erheblicher Unterschied zu 1.

Blatt 4: Blatt zu Beginn sehr schlecht. 2 0-1 A Anfang 0-1 B 24 h } Ektodesmen bleiben sehr schlecht. 2 0-1 B 24h 1 C 48 h Bedeutende Zunahme! 3-4 1 C 48 h Die Beurteilung der Praparate erfolgte fiir die Anzahl nach Noten: 0 bedeutet keine, Ii sehr zahlreiche Ektodesmen, fiir die Formen getrennt nach langen, durchgehenden (L) und kurzen (K) Ektodesmen.

antiklinen Epidermiswanden, wie Abb. 16 demonstriert. Die AuBenwand war bei 500 C wahrscheinlich durch den Tod der Zellen flir das Fixierungsmittel durchlassiger geworden, so daB auf solche Weise die InnenwandPlasmodesmen auch mit der Sublimat-Methode darstellbar wurden. STRASBURGER (1901) konnte ja sogar noch in langst abgestorbenen Blattern Plasmodesmen nachweisen. Das Eindringungsvermogen des stets benutzten Hg-haltigen Fixierungsmittels spielt sicher eine bedeutende Rolle bei der Darstellung der Plasmodesmen wie der Ektodesmen (vgl. S. 267). Blattstticke, die ich in Wasser auf dem Gefriermikrotom oder gar mit CO2-Schnee bei -80 0 C einfror und dann fixierte, zeigten, wenn tiberhaupt, mit der GilsonMethode nur einzelne kurze Ektodesmen, wahrend sie gerade dann polarisationsoptisch nachzuweisen waren (vgl. S. 270). Die ganzen Temperaturversuche dauerten im allgemeinen ein bis drei Tage; die Unterschiede waren dan~ recht deutlich. Doch auch nach drei

295

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

Stun den Versuchsdauer konnte ich die Veranderung schon beobachten. Der Aufenthalt von zwei Wochen bei 2° C im Dunklen bewirkte noch keinerlei Veranderungen gegenuber dem Versuchsbeginn. Nach vier Wochen traten Vergilbungserscheinungen auf, die von Abbauformen der Ektodesmen begleitct wurden, wie sic auch LAMBERTZ (1954) in seinen Vergilbungsversuchen beschreibt. Blattstucke, die langer als drei Tage bci 30° C lagerten, zeigten im allgemeinen schon starke Vergilbungserscheinungen und nur noch einzelne Reste von Ektodesmen. Insgesamt habe ich den Einflu13 der Temperatur auf die Darstellbarkeit der Ektodesmen in 13 verschiedenen Versuchen mit zusammen Abb. 16. Aufsicht auf die antiklinen 64 Blattern untersucht. Tabplle 5 Epidermiswande der Blatter von Vicia Nach 17 h a) bei 15° C, b) bei gibt einen Uberblick uber diese Ver- {aba. 50° C. Es werden in b Plasmodesmen in suche. den Antiklinen sichtbar. b ist im Gegensatz zu a in der Nahe eines Nerven Die Sicherheit der Aussage ist photographiert. Mikrophotos Plattenalso sehr gro13, wie die Tabelle 5 an- kamera 0,5 x, Objektiv 40 x, Okular 9 x, NachvergriiBerung 3 x, Gesamtgibt, zumal eine vollige Umkehr der vergriiBerung etwa 360 x . Tabelle 5 EinfluB der Temperatur auf Ektodesmen bei verschiedenen Arten

hl

+

0

Primula veris ssp. macrocalyx 22 3 11 2 Passi{lora coerulea Vicia {aba . . . . . . . (j 3 Passi{lora quadrangularis. 2 Cyclamen persicum . . . 2 Viola tricolor . . . . . . 2 2 Primula denticulata . . . 3 Cymbidium lowianum (Labellum) . 2 Primula pubescens. . . . . . . . 2 Allium cepa (Zwiebelschuppe) . . 2 Es bedeuten: + Die Ektodesmen sind zahlreicher und langeI ausgebildet bei Temperaturen zwischen 2° und 6° als bei 20° bis 30° C. Es besteht kein merklicher Unterschied in der Ausbildung der Ektodesmen bei niedrigen und hohen Temperaturen. Jede Zahl ist die Anzahl der Blatter, an denen der TemperatureinfIuB untersucht wurde. Die Beobachtungen erstrecken sich meistens iiber mehrere Fixierungen. Flora, Ed. 147 20

o

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ANDREAS SIEVERS

Ergebnisse in keinem einzigen FaIle festgestellt wurde. Bei den unter 0 angefUhrten Bliittern handelt es sich meistens um solche, die zu Versuchsbeginn nur iiu13erst spiirlich Ektodesmen ausgebildet hatten und bei den en im Laufe des Versuches keine Unterschiede zu erkennen waren. Damit ist nun aber der Einflu13 der Temperatur auf die Darstellbarkeit der Ektodesmen erkannt und bewiesen. Worin die Verknupfung dieses Phiinomens mit den bereits bekannten tagesperiodischen zu suchen ist, sei an spiiterer Stelle diskutiert, nachdem auch die LichteinfluRse mit allen Konsequenzen geschildert worden sind.

4. Der EinfluB des Lichtes Da ganz allgemein zellphysiologische Vorgiinge durch den Anteil der Strahlung, del' zum Bereiche des Sonnenlichtes gehort, in erheblichem :MaBe beeinflu13t werden konnen (BUNNING 1953, SIMONIS 1956), habe ich weiterhin versucht, auch die Wirkung des Lichtes auf die Erscheinungsform der Ektodesmen zu kliiren. Hierbei habe ieh die Faktoren Temperatur und relative Feuchte in einem Klimaraum konstant gehalten und mit Hilfe von kiinstlichem Licht den Einflu13 des letzteren untersucht. a) "WeiBes" Licht (Lenchtstoffrohren) Zu jedem Versuch wurden wiederum ganze Blatter der Versuchspflanzen, zumeist Primula veris ssp. macrocalyx und Passitlora coerulea, zerteilt und in Schalen mit der Unterseite auf Wasser schwimmend zum Teil dem Licht ausgesetzt, wahrend der andere Teil unter einem Dunkelsturz im selben Klimaraum aufbewahrt wurde. Meistens wurde bei einer Temperatur von 10 0 ± 1 0 C gearbeitet. Als Lichtquellen standen Leuchtstoffrohren (Osram) in folgender Zusammensetzung zur Verfiigung: 10 Rohren HNT 202 40 W; 14 Rohren HNI 202 40 W und 4 Rohren HNI De Luxe 202 40 W. Eine spater vorgenommene Veranderung der Rohrenzusammensetzung (in HNI De Luxe 20240 W; HNW De Luxe 202 40 W; HNT 202 40 W im Verhaltnis 1: 1:1) hatte keine anderen Folgen auf meine Versuchsergebnisse. Das von den Leuchtstoffrohren abgegebene Licht entspricht in seiner spektralen Zusammensetzung weitgehend dem natiirlichen Tageslicht, wie die Energieverteilurigskurven der Firma Osram zeigen (vgl. auch BUNNING 1953). Die Lichtstarke wurde bei diesen Versuchen mit einem Luxmeter von Dr. B. LANGE gemessen und durch Veranderung des Abstandes Blattstiick-Lichtquelle variiert. Die hOchste Beleuchtungsstarke betrug etwa 10000 Lux. Bei jeder Fixierung wurde die Temperatur des Wassers in den Schalen gemessen, damit eine eventuelle Erwarmung des dem Licht ausgesetzten Wassers unter Kontrolle gehalten werden konnte. Die relative Feuchte betrug immer etwa 70%.

Die Ergebnisse waren nach einigen Versuchen schon recht klar und iiberzeugend. Es zeigte sich bald, da13 in den dem Licht ausgesetzten Blattstiickchen die Darstellungsmoglichkeit der Ektodesmen iihnlich ihrem Verhalten bei hoheren Temperaturen abnahm im Vergleich zu den Dunkel-

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

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kontrollen. Vielfach konnte ich auch bei dem im Dunkeln gehaltenen Blattstuck eine deutliche Zunahme der Ektodesmenanzahl wahrend der Versuchsdauer beobachten. Aber auch hier war die Veranderung weitgehend abhangig von der "Disposition" des Blattes, das hei13t von der Anzahl und Form der Ektodesmen zu Versuchsbeginn. Es kam vor, da13 bei sehr gutem Ausgangsmaterial die Ektodesmen nach einigen Tagen Versuchsdauer im Licht noch immer zahlreich vorhanden waren, obwohl der Rtickgang gegentiber dem Versuchsbeginn deutlich merkbar war. Andererseits geschah es bei anfanglich weniger guter Disposition der Blatter, da13 schon nach einigen Stunden Licht die Ektodesmen weitgehend verschwunden waren. Aus diesem Grunde ist jede Aussage tiber die Wirkung des Faktors Licht (und auch Temperatur) auf die Darstellbarkeit der Ektodesmen stets als relativ zu betrachten. Vergleiche sind immer nur innerhalb eines Blattes moglich. Wenn man ganze, eingetopfte Pflanzen als Versuchsmaterial benutzt und verschiedene Blatter von verschiedenen Pflanzen miteinander vergleichen will, so ist eine Aussage ganzlich unmoglich wegen der meist abweichenden verschiedenartigen Disposition der verschiedenen Blatter (vgl. hierzu auch S. 290f.). 1m einzelnen konnte ich wieder die Art und Weise des Verschwindens bzw. der Zunahme der Ektodesmen im zeitlichen Verlauf genau beobachten. Eine Veranderung in der Anzahl war meistens recht deutlich: Abnahme im Licht und Zunahme im Dunkeln. Dies mu13 aber nicht notwendig so sein~ Es kam nicht selten vor, da13 eine Veranderung der einzelnen Ektodesmen in ihrem Langsverlauf yom Lumen der Zelle bis unter die Kutikula viel starker auffiel. Einerseits wurden die Ektodesmen im Licht stets feiner und etwas heller gefarbt als ihre Partner im dunklen Blattsttick. Andererseits vollzog sich eine Veranderung langs des einzelnen Fadchens sukzessive yom Lumen bis zur Kutikula in der Weise, da13 der dem Lumen nahe Teil schwacher und blasser wurde und der der Kutikula nachstliegende kraftiger und etwas dunkler erschien (gelegentlich also der Scheitel der Parabel). Oft war letzter Vorgang so ausgepragt, da13 die Ektodesmen Jediglich in unmittelbarer Nahe der Kutikula noch zu sehen waren: ein deutlicher Hinweis fiir die Bestandigkeit der eigentlichen Grundstruktur der Ektodesmen. Der Beweis fUr diese Aussagen geht auch aus der Serie von Mikrophotos in Abb. 17 hervor, die aus einem Blatt im Laufe eines Versuches gewonnen wurden. Der entsprechende Teil des Versuchsprotokolles mag an dieser Stelle die geschilderten Verhaltnisse noch verdeutlichen. Versuch 275 vom 13.5. bis 14.5.1957. Objekt: Primula veris ssp. macrocalyx. Am 13. 5. wurden urn 21.10 h Stiickchen von 4 Bliittern fixiert (Fixierung A). AnschlieBend Bliitter halbiert und mit der Unterseite auf destilliertes Wasser bei einer 20*

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ANDREAS SIEVERS

Abb. 17. Querschnitte dureh die oberseitigen Epidermiszellen von Primula veris ssp. macrocalyx. EinfluB des Lichtes auf die Ektodesmen. a) nach 3% h bei 9000 Lux; b) nach 3% h im Dunkeln; c) nach 13% h bei 9000 Lux; d) nach 13% h im Dunkeln. Optische Daten wie bei Abb. 14. Die Wand ist bei a und c zufiillig dicker als bei b und d, was nicht als eine Folge der Belichtung anzusehen ist. MeBbare Unterschiede in der Wandquellung bestanden bei der Mehrzahl meiner Praparate nicht. GesamtvergroBerung 665 X • Temperatur von etwa 100 C und 70% relativer Feuchte in die Klimakammer gelegt: Teil I des Blattes bei 9000 Lux, Teil II unter Dunkelsturz. Weitere Fixierungen wurden vorgenommen nach 3 h urn 0.10 h (Fixierung B) und noch einmal nach weiteren 9 h urn 9.10 h (Fixierung C). Die Ergebnisse des Versuches werden in Tabelle 6 mitgeteilt.

Der EinfluB des Lichtes machte sich oft schon nach zwei Stunden bemerkbar. Er wurde deutlicher im Versuchsverlaufe nach mehreren (bis zu sieben) Tagen. Ganzlich unabhangig waren die Ergebnisse von der Tageszeit, in der der Versuch vorgenommen wurde. Bei jungen Blattern waren die Ergebnisse schlechter als bei ausgewachsenen; in ersten lieBen sich die Ektodesmen schon nach kurzer Versuchsdauer im Dunkeln und im Licht meistens nur noch schlecht nachweisen. Relativ stabil gegentiber Veranderungen durch Licht zeigten sich wiederum die Ektodesmen an Haarbasen und in der Nahe von Nerven; an den genannten Stellen waren die Ektodesmen oft noch zahlreich, wenn sie in den tibrigen Epidermiszellen kaum noch zu finden waren. Keinen EinfluB auf das Ergebnis, das stets auf Veranderungen der Ektodesmen der Blattoberseite basiert, hatte die Tatsache, ob die Blattstticke mit ihrer Ober- oder Unterseite dem Licht ausgesetzt waren. Wahrscheinlich war der LichtgenuB der Blattoberseite in beiden Fallen stark genug, urn den Effekt hervorzurufen. Die Unterschiede waren auch bei den Licht-Dunkel-Versuchen ahnlich wie bei denen tiber den EinfluB der Temperatur stets ziemlich deutlich. Es wurden insgesamt 14 Versuche mit 96 verschiedenen Blattern durchgefiihrt. Von diesen zeigten 57 Blatter ein Verhalten in dem geschilderten Sinne, 37 zeigten keine merklichen Unterschiede, und nur bei 2 Blattern

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

299

Tabelle 6 EinfluB des Lichtes auf die Ektodesmen bei Primula veris ssp. macrocalyx Fixier.beginn

Blatteil

Blatt 2: A Anfang

Anzahl der Ektodesmen L

K

0-1

0-1

B 3h

I

Licht

0-1

1

B 3h

II Dunkel

2

2

C 12 h

I

0-1

0-1

C 12 h

IIDunkel

Licht

Blatt 3: A Anfang Licht

1

2

1

2

B 3h

I

B 3h

II Dunkel

3

C 12 h

I Licht

0-1

C 12 h

II Dunkel 2-3

0-1

0-1

2 1-2

2

Bemerkungen iiber die Ektodesmen

Sehr uneinheitliches BUd. Weite Strecken ohne Ektodesmen, einzelne sehr gut. Nerven und Haarbasen besonders gut. Wenn Ektodesmen vorhanden, dann kraftig. Schlechter als A, vor aHem aIle Ektodesmen blasser. Besonders auch an Haarbasen und iiber Nerven schlechter. Auffallend die braunschwarze, kraftige Darstellung, die bei BI nie erreicht wird. ZahlenmaBig auch an den bevorzugten SteHen besser. Ziemlich schlecht. W0 noch vorhanden, da sind die Ektodesmen nur zartblau gefarbt. N erven und Haarbasen kaum> noch bevorzugt, auch hier Ektodesmen blaB gefarbt. Ektodesmen kraftig und dunkler als bei Cl. An N erven und Haarbasen sind sie sehr zahlreich. Uneinheitliches Bild. Sehr oft leere Stellen, gut nur iiber Nerven und an Haarbasen. Ektodesmen kraftig und dunkel. Schon erheblich schlechter. Auf der Blattspreite kaum noch Ektodesmen. Auch tiber Nerven und an Haarbasen noch viel schlechter. Recht einheitliches BUd. Elektodesmen kraftig und verhaltnismaBig zahlreich, schwarzbraun. Wand an vielen Stellen undurchsichtigl Ektodesmen sparlich. Vorhandene sind zartblau gefarbt. Haarbasen und Nerven noch bevorzugt. Durchweg kraftige und sehr zahlreiche Ektodesmen.

Beurteilung der einzelnen Blattstiicke nach N oten von 0-5, ferner getrennt nach langen, durchgehenden (L) und nach kurzen (K) Ektodesmen; es werden in der Tabelle 6 die Verhaltnisse in 2 Blattern wiedergegeben.

waren die Ektodesmen im hellen Blattsttick besser als im dunklen. Dort, wo keine Unterschiede oder gar negatives Verhalten beobachtet wurde, handelt es sich vielfach um sehr junge Blatter, um solche mit starken Abbaustadien oder um Vergleiche mit verschiedenen ganzen Blattern. Die Tabelle 7 gibt zusammenfassend einen Uberblick tiber die Ergebnisse aller vorgenommenen Versuche. Nachdem nun feststand, in welch hohem Ma13e das Licht bei stiirkster Ausbeutung der ktinstlichen Lichtquelle die Darstellbarkeit der Ektodesmen

ANDm;As SIEVERS

300

Tabelle 7 EinfluB des Lichtes auf Ektodesmen bei verschiedenen Arten Art

+

0

P assitlora coerulea. Primula veris ssp. macrocalyx Primula acaulis (jung!) Primula juliae x acaulis Primula iommesinii

23 29 2 1 2

9 6 21 1

1 1

Es bedeuten: + Die Ektodesmen sind im Dunkeln zahlreicher, kraftiger und dunkler gefarbt als im Licht. o Es sind keine merklichen Unterschiede vorhanden. - Umkehr von +. Jede Zahl entspricht der Anzahl der Blatter, an denen der LichteinfluB untersucht wurde. Es handelt sich meistens urn mehrere Fixierungen aus einem Blatt.

beeinfluBt, habe ich weitere Versuche mit verschieden abgestuften Beleuchtungsstarken angestellt. Sie wurden mit eImgen Primelarten vorgenommen. Durch Veranderung des Abstandes Lichtquelle-Blattstiick konnte ich die Wirkung von maximal 10000 Lux in Ubergangen bis zu 1000 Lux mit dunkel gehaltenen Blattstiicken vergleichen. Es sei nachfolgend ein Auszug aus einem Versuchsprotokoll mitgeteilt. Versuch 321 vom 12. 4. 1958. Objekte: Primula acaulis, P. juliae x acaulis, P. tommesinii, P. veris ssp. macrocalyx. Es wurden urn 10 h je 2 Blatter der genannten Objekte in 4 Teile geteilt und in der Klimakammer bei Temperaturkonstanz von etwa 14° C und 70 % Luftfeuchtigkeit mit der Unterseite auf Wasser gelegt bei verschiedenen Lichtstarken. Nach 9 h wurden die Blattstiicke fixiert. Die Ergebnisse dieses Versuches werden in Tab. 8 mitgeteilt.

Tabelle 8 EinflnB verschiedener Beleuchtungsstarken auf die Ektodesmen bei Primula tommesinii. Beleuchtungsstarke Lux

9500 3500 1000 Dunkelheit

Anzahl der Ektodesmen Blatt 6: Blatt 5: L

2-3 3 3-4 4

K

2 2-3 2 1-2

\

L

1-2 2-3 3 3-4

K

1 1 1 1

Beurteilung der einzelnen Blattstiicke nach N oten von 0-5, getrennt nach langen (L) und kurzen (K) Ektodesmen. In der Tabelle 8 werden die Verhaltnisse in 2 Blattern wiedergegeben.

Untersuchungen uber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

301

Man erkennt, daB die deutlichsten Ektodesmen in dem Blattstuck vorliegen, das unter dem Dunkelsturz gelegen hatte. Eine kontinuierliche Abnahme der Ektodesmen zeigt sich mit der Zunahme der Lichtintensitat. Die Unterschiede sind nicht besonders groB, da os sich nur urn eine Versuchsdauer von 9 Stun den und auch urn verhaltnismaBig geringe Beleuchtungsstarken handelt (bei starkster Sonnenstrahlung kann man im Bonner Freiland bis zu 60000 Lux messen !). Dennoch ist aus dem geschilderten und auch noch einigen anderen Versuchen klar ersichtlich, daB eine hOhere Beleuchtungsstarke die Ektodesmen starker zum Verschwinden bringt als schwachere Beleuchtung. b) Licht von verschiedener Wellenlange Versuche, welche die Wirkung der Spektralbereiche naher prazisieren sollten, konnten bis jetzt wegen technischer Schwierigkeiten erst tastend durchgefiihrt werden. Die bisherigen Versuche, die noch weiter ausgebaut werden mussen, geben aber schon einen Hinweis auf eine vermutlich unt~r­ schiedliche Wirkung der verschiedenen Wellcnlangen. Es wurden Blatter von Primula veris ssp. macrocalyx geviertelt und die Teile mit der Unterseite auf Wasser schwimmend dem Licht verschiedener Wellenlangen ausgesetzt. Gearbeitet wurde auch hier in einem Klimaschrank bei Konstanz von 15° und auch bei 19° ± 2° C sowie etwa 70 % relativer Luftfeuchtigkeit. Die Zeitdauer der bisherigen 3 Versuche betrug 2, 3 und 7 Tage. Als Lichtquelle habe ich zu dies en Untersuchungen eine Osram-Leuchtstoff-Hochdrucklampe H QL 1000 gewahlt, die im gesamten sichtbaren Bereich sehr starkes Licht ausstrahlt. Mit Hilfe von Interferenzfiltern der Firma Schott, Mainz konnte ich sehr enge Spektralbereiche aus dem emittierten WeiBlicht der Lampe isolieren. Folgende Filter wurden dazu benutzt: a) fur alle Spektralbereiche: Warmeschutzfilter KG 3, b) fur den blauen Bereich: Interferenzlinienfilter, A-max 432 mp, c) fur den grunen Bereich: Interferenzlinienfilter, A-max 544 mp, d) fur den gelben Bereich: Interferenzlinienfilter, A-max 576 mil, e) fur den roten Bereich: Spektralfarbfilter, A-max 660 mp. Unter den Filtern wurde durch Veranderung des Abstandes Filter-Blattstuck relative spektrale Energiegleichheit hergestellt. Die durchgehende Energie wurde mit einem Vacuum-Thermoelement der Pyro- Werke mit Hilfe eines Multiflex-Galvanometers (nach Dr. B. LANGE) verglichen.

Die Unterschiede in der Zahl oder Gestalt der Ektodesmen waren nicht so deutlich, daB ich schon eine endgultige Aussage machen kann. Die Ergebnisse streuten auch bei verschiedenen Blattern. Die den verschiedenen Spektralbereichen ausgesetzten 4 Stucke ein und desselben Blattes wurden nach der Zahl der Ektodesmen mit Punkten von 1 bis 4 bewertet, wobei 1 die wenigsten, 4 die meisten Ektodesmen bedeutete. Falls die Unterschiede nicht so stark waren, daB sich eine solche Ordnung von 4 Gruppen ermog-

302

ANDREAS SIEVERS

lichen lie13, wurden entsprechend den fa13baren Unterschieden weniger Punkte verteilt. Die bisherigen an 9 Blattern gefundenen Ergebnisse scheinen darauf hinzuweisen, da13 besonders das kurzwellige blaue Licht die Ektodesmen zum Schwund bringt, wahrend das grtine mehr konservierend wirkt. Das Punkteverhaltnis zwischen blau und grtin bestrahlten Blattstticken betrug bereits nach den wenigen Versuchen 10: 23. In weiteren Untersuchungen mu13 diese Aussage jedoch noch erhartet und auch die Wirkung des gel ben und roten Lichtes noch gesichert werden.

5. Kiinstlich induzierte Rhythmik Nachdem die Einfltisse von Temperatur und Licht auf die Sichtbarmachung der Ektodesmen erkannt waren, lag der Gedanke nahe, beide Faktoren zu kombinieren. Ich stellte in einem Vorversuch zunachst fest,

Abb. 18. Querschnitte durch Epidermiszellen von Primula veris ssp. macro calyx aus demselben Blatt. EinfluB von Licht und Wiirme gegeniiber Dunkelheit und Kiilte auf die Ektodesmen. a) nach 48 % h bei 20° C und 9000 Lux, b) nach 48 Y2 h bei 5-6° und Dunkelheit. Die unterschiedliche Wanddicke ist zufiillig. Optische Daten wie bei Abb. 14. GesamtvergriiBerung etwa 665 x.

da13 eine Kombination von Warme und Licht au13erordentlich stark das Verschwinden der Ektodesmen beeinflu13te, wahrend Kalte und Dunkelhe it gemeinsam eine erhebliche Zunahme bewirkten. Bei diesem Versuch habe ich auf der einen Seite mit 20° C und 9000 Lux, auf der anderen mit 5--6° C und Dunkelheit gearbeitet. Der Versuch dauerte drei Tage lang, wahrend welcher Zeit verschiedene Blattproben fixiert wurden. Das Verschwinden und die Zunahme der Ektodesmen gingen in gleicher Weise vonstatten, wie dies schon wiederholt beim nattirlichen;Tag-Nacht-Rhythmus sowie bei den Einfltissen von Temperatur und Licht beschrieben wurde. Die beiden Photos auf Abb. 18 machen die Unterschiede in den zwei Blattsttickchen klar. Interess anter war es nun, die gleiche Kombination der Au13enfaktoren mehrmals rhythmisch so einwirken zu lassen, wie dies ja auch in der Natur

Untersuchungen tiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

303

der Fall ist. In einer Reihe von Versuchen bin ich dies em Gedanken zunachst einmal in der Weise gefolgt, da.B ich gema.B dem natiirlichen TagNacht-Wechsel bei Tage in der Klimakammer Warme und Licht, bei Nacht dagegen Kalte und Dunkelheit einstellte. Die Luftfeuchtigkeit wurde konstant bei 70 % gehalten. Sie konnte ohnehin keinen erheblichen Einflu.B auf die Blattstiickchen ausiiben, weil sie auf Wasser schwammen. Jeweils am Ende eines kiinstlichen Tages bzw. einer kiinstlichen Nacht wurde ein Stiickchen von den Blattern fixiert. Ich habe diese Versuche bis zu zehn Tagen ausgedehnt und immer nach einer Probeentnahme den schon bekannten Einflu.B der Faktoren feststellen konnen. Vielfach wurde im Laufe eines solchen Versuches die Darstellung der Ektodesmen insgesamt merklich besser, als sie zu Versuchsbeginn war. Es gelingt also, in den Ektodesmen eine der natiirlichen Tag- und Nachtrhythmik vollig gleichverlaufende Rhythmik zu induzieren und die durch Kalte- und Dunkelwirkung erfolgende Veranderung in den Ektodesmen durch nachfolgende Warme- und Lichtwirkung wieder riickgangig zu machen und dies im Wechsel zu wiederholten Malen. Es handelt sich demnach bei dem Einflu.B von Temperatur und Licht nicht urn eine unwiderrufliche einmalige Wirkung auf den Zustand der Blatter, sondern um eine sicherlich auf physiologischer Grundlage veranderbare reversible Beeinflussung ihres Plasmas. Die bei derartigen Versuchen gemachten Beobachtungen sollen durch die Wiedergabe eines Versuchsprotokolles noch naher erlautert werden. Versuch 298 yom 11. bis 21. 9. 1957. Objekt: Primula veris ssp. macrocalyx. Am 11. 9. wurden urn 18.30 h 4 Blatter auf destilliertes Wasser in die Klimakammer gebracht. Programm der Klimakammer: 7-20.30 h 19° C und 10000 Lux, 20.30-7 h 10° C und Dunkelheit.

Abb. 19. Graphische Darstellung der Anzahl langer Ektodesmen im Verlaufe des Versuches 298. Die schraffierten Rechtecke bedeuten Kalte und Dunkelheit in der Klimakammer. (Die gestrichelten Linien verbinden die mehr als 12 Stunden voneinander entfernten MeBpunkte.)

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ANDREAS SIEVERS

Folgende Fixierungen wurden vorgenommen: A am 13. 9. um 19.45 h, E am 18. 9. um 20.00 h, F am 19. 9. um 6.45 h, B am 14. 9. um 6.45 h, e am 16. 9. um 20.00 h, G am 20. 9. um 20.00 h, H am 21. 9. um 6.45 h. D am 18. 9. um 6.30 h, rch gebe zu diesem Versuch die Ergebnisse der 4 Blatter in einer Kurve wieder. Sie ist gewonnen aus den Noten von 0-5, die der Anzahl der langen, durchgehenden Ektodesmen bei der Beurteilung der Priiparate gegeben wurden. Jeder Knickpunkt der Kurve entspricht einer der Fixierungszeiten A-H, siehe Abb. 19.

Abb. 20. Querschnitte durch die Epidermiszellen von Primula veris ssp. macrocalyx aus demselben Blatt, das wechselnden Bedingungen in der Klimakammer ausgesetzt war: am Tage 19° e und 10000 Lux, nachts 10°C und Dunkelheit. a) nach etwa 2d, abends; b) nach etwa 2% d, morgens; c) nach etwa 5 d, abends; d) nach etwa 6% d, morgens; e) nach etwa 7 d, abends; f) nach e twa 7 % d, morgens. Die unterschiedlichen Wanddicken beruhen auf Zufallen. Optische Daten wie in Abb. 14. GesamtvergriiBerung etwa 665 X •

Wenn hier und im folgenden die Ergebnisse durch die Anzahl von langen Ektodesmen wiedergegeben werden, so habe ich dabei aus meinem Beobachtungsmaterial nur das augenfalligste Merkmal dargestell t. Die Veranderungen vollzogen sich aber in genau der gleichen komplexen Weise, wie dies friiher schon bei der Schilderung der einzeIn en Ergebnisse dargestellt wurde. lch kann auf die Einzelheiten jetzt verzichten, weil sie schon bekannt sind und weil sie den Rahmen dieses Kapitels sprengen wiirden. Man ersieht aus dem Verlauf der Kurve, daB jeweils am Ende einer kiinstlichen Nacht die Ektodesmen zahlreicher vorhanden sind als am Ende des vorangegangenen und des folgenden Tages. Selbst beim Ausklingen des Versuches nach zehn Tagen ist trotz geringer iibriggebliebener Gesamtektodesmenzahl diese Verbesserung noch einmal festzustellen. Auch die Photoserie in Abb. 20 gibt ein Bild von den deutlich unterscheidbaren Verhaltnissen innerhalb eines Blattes im Laufe des geschilderten Versuches.

Untersuchungen tiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

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Es interessierte nun weiter die Frage, ob dem Verhalten der Ektodesmen gegentiber Temperatur und Licht eine ortszeitlich gebundene innere Bereitschaft zugrunde liegt oder ob die beobachtete Veranderlichkeit der Strukturen tatsachlich ausschlie13lich auf die Wirkung der AuBenfaktoren Licht und Temperatur unabhangig von der nattirlichen Tageszeit zurtickzuftihren ist, so daB auch der nattirliche Rhythmus ausschlie13lich ein von auBen induzierter Rhythmus sein mtiBte. Urn das zu prtifen, habe ich zunachst

Abb. 21. Graphische Darstellung der Anzahl langer Ektodcsmen im Verlaufe des Versuches 312. Die schraffierten Rechtecke bedeuten Kiilte und Dunkelheit in der Klimakamm er.

die Bedingungen in cler Klimakammer umgekehrt. Ich habe die Kammer tagstiber ktihl (11 0 C) und dunkel gehalten, wahrend nachts Warme (19 0 C) und Licht (9000 Lux) eingestellt wurden. Aber auch bei dieser Versuchsanordnung folgten die Ektodesmen genau den ktinstlichen AuBenbedingungen der Klimakammer. Sie induzierten also eine vollige Inversion der nattirlichen Rhythmik, wie folgender Versuch zeigt. Versuch 312 vom 4. bis 8.10.1957. Objekt: Primula veris ssp. macrocalyx. Es wurden 4 Bliitter am 4. 10. urn 15 h in die dunkle Klimakammer bei 11 0 C auf Wasser geJegt. Programm der Klimakammer: 8-20 h 11°C und Dunkelheit, 20- 8 h 19° C und 9000 Lux. Folgende Fixierungen wurden vorgenommen: A am 4. 10. urn 15 h (im Garten bei 18° C), B am 4.10. urn 20 h (in der Klimakammer), C am 5.10. urn 8 h, F am 7.10. urn 19.45 h, G am 8. 10. urn 8.45 h, D am 5. 10. urn 20 h, II am 8.10. urn 19.30 h. E am 7.10. urn 8 h, Auch zu diesem Versuch gebe ich die Ergebnisse im Verlaufe einer Kurve wieder, die Mittelwerte aus der veriinderten Anzahl der langen Ektodesmen in allen 4 Bliittern darstellt (Abb. 21). Die Knickpunkte der Kurve entsprechen der Folge der Fixierungszeiten B bis II.

306

ArmREAS SIEVERS

Der Verlauf der Kurve zeigt recht deutlich den Einflu.B der Au.Benfaktoren. Wie in Abb. 19 ist jeweils die gro.Bte Anzahl der Ektodesmen am Ende einer Kalte-Dunkel-Periode im Vergleich zu der vorangehenden und nachfolgenden Wiirme-Licht-Periode. Nur liegt in Abb. 21 der Kalte-DunkelAbschnitt und dam it die gro.Bte Anzahl von Ektodesmen stets im nattir-

Abb. 22. Querschnitte durch die Epidermiszellen von Cortusa matthioli aus demselben Blatt, das wechselnden Bedingungen iu der Klimakammer ausgesetzt war. Auch in den periklinen Epidermisinnenwanden folgen die Strukturen den AuBenbedingungen. In der AuBenwand Abbaustadien von Ektodesmen, die nicht mehr auf die AuBeneinfliisse ansprechen. a) nach 2 d +- 17 h morgens, am Ende der Lich t- Warme- Periode; b) nach 3 d +- 5 h abends, am Ende der Dunkel-Kalte-Periode. Optische Daten wie in Abb. 14. GesamtvergriiBerung etwa 665 x .

lichen Tage im Gegensatz zu Abb. 19. Man erkennt also, da.B die Wirkung der Au.Benfaktoren auf die Ektodesmen vollig unabhangig von der natiirlichen Tageszeit ist. Eine bei dieser Gelegenheit durch Zufall gefundene Besonderheit sei noch vermerkt. Ich habe auch Cortusa matthioli zu diesen Untersuchungen herangezogen, die hinsichtlich der Ektodesmen ahnlich wie die Primel reagierte. Bei Cortusa lassen sich nur haufiger auch plasmodesmenahnliche Strukturen in den periklinen Epidermisinnenwanden mit der GilsonMethode darstellen (vgl. dazu S. 267). Ich konnte nun beobachten, da.B auch hier in den Innenwanden diese Strukturen mit der Gilson-Methode rhythmisch wechselnd dargestellt wurden, und zwar folgten sie den Au.Benbedingungen wie die Ektodesmen. Wie schon friiher erwahnt, waren die Plasmodesmen in den Innenwanden haufig dann zu finden, wenn in den Au.Benwanden bei den Ektodesmen Abbaustadien vorherrschten. Die

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

307

Abb. 22 vermittelt eine Vorstellung von den Verhaltnissen bei Cortusa. Die Photos dazu wurden aus einem Blatt gewonnen, das den gleichen Bedingungen unterworfen war wie die in Abb. 21 dargestellten Primeln, das heiBt Kalte und Dunkelheit bei Tage, Licht und Warme bei Nacht. Die Darstellbarkeit der Strukturen in der Innenwand mit der angewandten Sublimat-Methode folgt der kiinstlichen Tag-Nacht-Rhythmik genauso, wie dies bei den Ektodesmen beschrieben wurde. In der AuBenwand sind nur Abbaustadien von Ektodesmen zu sehen. Diese reagieren nicht mehr auf

~

2

~3

E (J)

~2

.9

x

Wl

6h

12

18

24

Zeit Abb. 23. Graphische Darstellung der Anzahl langer Ektodesmen im 6stiindigen Rhvthmus. Die schraffierten Rechtecke bedeuten Kiilte und Dunkelheit in der • Klimakammer.

die auBeren Einfliisse. Damit diirfte vielleicht ein neuer Hinweis fUr die Homologie von Ektodesmen und Plasmodesmen beigebracht sein, falls man in den Strukturen in der Innenwand wirklich Plasmodesmen und nicht zum Teil auch Artefakte sehen darf. Ein genaues Urteil dariiber mochte ich hier nicht fallen. Hiermit ware zugleich aber auch die Empfindlichkeit der Gilson-Methode fUr einen bestimmten physiologischen Zustand der in Betracht kommenden Plasmafadchen erneut demonstriert worden. Um die induzierte Rhythmik noch weiterzuverfolgen und um eine eventuell vorhandene Verkniipfung mit der natiirlichen zu erkennen, habe ich in einem weiteren Versuch unter etwa gleichen AuBenbedingungen wie oben die wechselnden Perioden verkiirzt. Es alternierten also hier Warme und Licht einerseits mit Kalte und Dunkelheit andererseits im Abstande von sechs Stunden. Der Versuch dauerte 24 h lang, und die Ergebnisse sind in Abb. 23 wiedergegeben. Die Knickpunkte der Kurve wurden wiederum aus der Anzahl der langen Ektodesmen pro Fixierungszeit gewonnen, und zwar wurde der Mittelwert aus allen neun zum Experiment benutzten Blatter genommen. Der Verlauf der Kurve zeigt auch hier eine Reaktion der Ektodesmen auf die AuBenfaktoren wie in den vorangegangenen Untersuchungen.

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ANDREAS SIEVERS

Es ist also selbst noch ein sechsstundiger Rhythmus induzierbar. Auffallend bei Betrachtung der Kurve ist es, daB die Ektodesmen um 24 h nach Beendigung des Kalte-Dunkel-Abschnittes merklich ausgepragter sind als um 12 h nach Ende derselben auBeren Bedingungen. Man konnte vielleicht daraus schlieBen, daB eine dem Plasma der Epidermiszellen oder gar dem der Ektodesmen innewohnende innere (endogene) Bereitschaft zum

:::c

o

4

N

5i3

E
~2

.s

.x

w1 15h 2

12h 24

Abb. 24.

12

24 Zeit

12

24

12

24

Graphische Darstellung der Anzahl langer Ektodesmen unter gleichbleibenden Aullenbedingungen.

naturlichen Tagesrhythmus als Ursache fUr diese Erscheinung zugrunde liegt. Darauf wird gleich noch einmal zuruckzukommen sein. Ich habe auch in anderen Versuchen die Perioden entsprechend den 6stundigen auf 24 Stunden verlangert. Am Ende einer sol chen wurde fixiert und eine entsprechende Abhangigkeit der Ektodesmen auch uber diese langeren Zeiten von den AuBenfaktoren beobachtet.

6. Untersuchung liber eine "endogene Komponente" im Tag-Nacht-Rhythmus Um die zuletzt aufgeworfene Frage, namlich die nach einer endogenen Komponente im tagesrhythmischen Erscheinungsbild der Ektodesmen, experimentell zu lOsen, habe ich noch einen abschlieBenden Versuch angestellt. Zu dem Zwecke wurde an vier Blattern von Primula veris ssp. macro calyx zunachst der naturliche Rhythmus im Freiland festgestellt. Darauf wurden die Blatter unter Konstanz von Temperatur, Licht und Feuchtigkeit in einem Klimaschrank drei Tage lang beobachtet. Ich wahIte dazu eine Temperatur von 12-13° C, eine Lichtstarke von etwa 2500 Lux und eine relative Feuchte von 70, %. Jeweils mittags um 12 h und nachts um 24 h habe ich Proben der Blatter fixiert und sie miteinander verglichen. Die Abb. 24 und die Mikrophotos in Abb. 25

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

309

geben tiber das Resultat Auskunft. In der Kurve stellen die Knickpunkte Mittelwerte der Anzahl langer Ektodesmen zu einer bestimmten Fixierungs zeit dar. Dabei resultieren die erst en beiden Zeiten aus den Beobachtungen im Freiland (unmittelbarer nattirlicher Rhythmus), die folgenden aus denen im Klimaschrank, und zwar stets an denselben Blattern.

Abb. 25. Querschnitt durch die EpidermiszeJlen von Primula veris ssp. macrocalyx unter gleichbleibenden AuJ3enbedingungen von 12-13° C, 2500 Lux und 70 % relativer Feuchte. Nachschwingen des natiirlichen Tag-Nacht-Rhythmus. a) nach 12 h mittags, b) nach 24 h nachts, c) nach 36 h mittags, d) nach 48 h nachts. Op· tische Daten wie in Abb. 14. GesamtvergriiJ3erung ca. 665 x .

Aus dem Versuch geht hervor, daB unter den gewahlten konstanten Bedingungen ein deutliches Nachschwingen des vorher im Freiland beobachteten Tag-Nacht-Rhythmus zu beobachten ist. Wenn es sich hier auch erst um das Ergebnis eines einzigen Versuches handelt, so besitzt die Gleichartigkeit des Verhaltens der vier Blatter doch schon eine gewisse Aussagekraft. Damit dtirfte die Frage nach den Ursachen der von LAMBERTz (1954) zuerst beschriebenen Tages-Rhythmik wenigstens teilweise beantwortbar sein. Klar erkennbar ist der EinfluB von Temperatur und Licht auf die wechselnde Darstellbarkeit der Ektodesmen. Da in der Natur im Tag-Nacht-Wechsel stets Licht und Warme mit Dunkelheit und

.310

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niederer Temperatur alternieren, ist es klar, daB sowohl Licht als auch Temperatur als Faktoren in Betracht gezogen werden mussen, die die tagliche Rhythmik im Auftreten der Ektodesmen entscheidend beeinflussen. Mit ziemlich groBer Sicherheit ist aber neben den beiden Faktoren noch eine weitere Komponente in Rechnung zu stellen, die bei Konstanz der ubrigen Einflusse klar zutage tritt. Bei dem benutzten Versuchsmaterial handelt es sich stets urn abgeschnittene Blatter, ja zumeist sogar nur noch urn Blattstucke. Die beobachtete Rhythmik im Auftreten von Ektodesmen muB also notwendig an physiologische Eigenschaften des Protoplasten der Einzelzellen geknupft sein. Man wird sie mit Recht an die Seite der schon seit langem bekannten anderen tagesrhythmischen Erscheinungen wie der nyktinastischen Bewegungen, der Wachstumsgeschwindigkeit, PermeabiIitatsanderungen, Blutung und einiger anderer stellen durfen, denen ebenfalls eine autonome Komponente innewohnt und deren wirkliches Wesen ·ebenfalls bis heute noch nicht aufgeklart worden ist.

IV. Diskussion der Ergebnisse Seit der Entdeckung der Ektodesmen durch SCHUMACHER & HALBSGUTH (1939) sind die Hauptfragen auf die N a tur der dargestellten Strukturen, auf die Erklarung fur ihre beobachtete Veranderlichkeit und auf die Funktio n der Gebilde gerichtet. Die vorstehend geschilderten Untersuchungen stellen einen Beitrag zur Losung dieser Fragen dar. SCHUMACHER (1942) nannte die von ihm erstmalig genauer untersuchten Gebilde zunachst "plasmodesmenahnliche Strukturen", wahrend sein SchUler LAMBERTZ (1954) dann zu der Uberzeugung gelangte, daB es sich urn "vollige Homologe der bisher allein bekannten Innenplasmodesmen" handelt. Die Schwierigkeiten, mit denen bei der Beurteilung der Strukturen immer wieder gerungen wurde, lagen im wesentlichen in der Methode zur Darstellung begrundet, die neben den beschriebenen plasmodesmenahnlichen auch gelegentlich andere sehr bizarre, verzweigte Fallungsprodukte lieferte, die sicher als Artefakte angesprochen werden muBten. Mit der Auffin dung einer zweiten andersartigen chemischen Darstellungstechnik durch SCHNEPF (s. SCHUMACHER 19Q7) und des vorstehend beschriebenen polarisationsoptischen Verfahrens ist aber nunmehr die Voraussetzung gegeben, das gesamte Erscheinungsbild der Ektodesmen unter neuen Gesichtspunkten zu diskutieren. Wenn es moglich ist, mit drei voneinander ganzlich verschiedenen Methoden jeweils dasselbe oder ein weitgehend ahnliches System von Querlinien in den EpidermisauBenwanden darzustellen, so ist der Einwand, dort ausschlieBlich Artefakte zu sehen, schon hierdurch weitgehend ent-

Untersuchungen iiber die Darstellbarkeit der Ektod esmen usw.

311

kraftet. Ich kann darin also A. D. J. MEEUSE (1957) nichtfolgen. Besonders das polarisationsoptische Verfahren schlie13t eine Deutung der Strukturen als durch die Fal1ungsmittel hervorgerufene Kunstprodukte aus. Vielmehr ist es he ute erlaubt, mit gro13er Sicherheit zu sagen, da13 der Protoplast der Epidermiszellen sehr vieler Pflanzen (wenn nicht gar alIef!) in Form feinster Fadchen die Au13enwand haufig bis unter die Kutikula durchdringt und hier fast unmittelbaren Kontakt zur Au13enwelt gewinnt. Jedoch konnte in allen bisher gemachten Untersuchungen ein strenger Beweis fiir die Plasmanatur der Ektodesmen nicht geliefert werden. Wenn auch die unmittelbare Verbindung zwischen Ektodesmen und Binnenplasma anatomisch oft beobachtet wurde, so ist ein Aufschlu13 tiber die mikrochemische Zusammensetzung der Ektodesmen, der ihre plasmatische Natur restlos erhellen wtirde, bisher nicht gefunden worden. Doch trifft dasselbe auch fiir die Natur der Plasmodesmen zu, wie STRUGGER (1957) erst ktirzlich wieder betont hat, obwohl bei ihnen niemand heute noch die plasmatische Natur bezweifelt. Hier wie da bedarf es indirekter Schltisse, um eine Aussage tiber die Natur der Ektodesmen zu ermoglichen. In dieser Beziehung sind nun aber eine ganze Reihe von Tatsachen neu gewonnen worden. Besonders das erste und immer noch wichtigste (weil sicherste) Darstellungsverfahren mit Hilfe des Gilson-Gemisches liefert in seiner - wie wir jetzt wissen - hohen Empfindlichkeit flir gewisse Zustandsanderungen in den einzelnen Ektodesmen sehr wichtiges Beweismaterial fiir die Vitalitat der Strukturen. Es ist eigentlich zwingender als alle bisher bekannten Hinweise ftir die Plasmanatur der InnnenwandPlasmodesmen, weil in ihm eine ahnlich hohe Empfindlichkeit der Ektodesmen fiir eine Reihe von Faktoren zum Ausdruck kommt, die in der Zellphysiologie schon langer als charakteristisch fiir das lebende Protoplasma bekannt sind. Es konnte gezeigt werden, da13 die mit dem Gilson-Verfahren . gefundene Veranderlichkeit der Ektodesmen weitgehend mit der Wirkung der au13eren Faktoren Temperatur und Licht in Relation zu setzen ist. Gerade dieses feine Reaktionsvermogen unserer Strukturen zwingt zu dem Schlu13, da13 es sich urn vitale Vorgange im Protoplasten der Epidermiszelle oder genauer noch im Ektoplasma und in den mit diesem in Verbindung stehenden Ektodesmen handeln mu13. Mehr noch: Die Reversibilitat der Vorgange, wie sie vor allem in der rhythmisch wechselnden Wirkung von Licht und Temperatur und erst recht in der Auffindung einer endogenen Komponente im Tag-Nacht-Rhythmus zum Ausdruck kommt, ist nur durch eine vitale Veranderung im Langsverlauf des Plasmafadchens selbst zu erklaren. Flora, Bd. 147

21

312

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Ubrigens hat auch SCHAEFER (1956) eine wechselnde physiologische Beeinflussung des Ektoplasmas durch Verdunkelung und Belichtung gefunden. Er untersuchte die Wandhaftung des Plasmas mittels Plasmolysezeit und -form in der Wurzel von Lemna minor und fand auch hier eine enge Verkniipfung zwischen Plasma-WandKontakt und LichtgenuB.

Die Beobachtungen tiber das Verschwinden und Wiedererscheinen der Ektodesmen, wie sie vorstehend eingehend geschildert worden sind, setzen also ein veranderbares Reaktionsvermogen des einzelnen Plasmafadchens voraus, das wohl nur mit riner wechselnden Affinitat der plasmatischen Substanz zu dem Fixiernngsmittel zu erklaren ist. Die sich abspielende Reaktion ist schon von SCHmIAcHER (1942) als Niederschlagsbildung und Reduktion des HgC1 2 durch das Plasma gedeutet worden. Wenn man die vorstehenden Mikrophotos aufmerksam betrachtet, so kommt hier klar zum Ausdruck, daB sich die Gestalt der durch die Hg-Fixierung dargesteJlten Ektodesmen sowohl im Dnrchmesser wie im Langevrrlauf verandern kann. Die Verktirzung vollzieht sich aber reversibel in Richtung yom Lumen bis zur Kutikula, wahrend die Verlangerung von den Resten direkt unter der Kutikula zum Lumen vorschreitet, ganz im Gegensatz zum Verhalten der bisher a11ein beschriebenen Abbauformen. Infolgedessen ist das Verschwinden und Wiedererscheinen der Ektodesmen nicht als Bewegung des gesamten Ektodesmenplasmas zu deuten, sondern als Zustandsanderung einer in ihrer Langsausdehnung gleichbleibenden' Struktur. Allrnfa11s konnten die Vergilbungserscheinungen, die schlieBlich zum Zelltod fUhren, als Rtickzug des Plasmas aus der Wand angesehen weI drn. Wenn neuerdings SCHAEFER (1958) auch die Veranderlichkeit der Ektodesmen als Bewegung del plasmatischen Strukturen deuten mochte, so haben doch meine vorstehenden Untersuchungen klar ergeben, daB dies nicht richtig sein kann. Die von SCHUMACHER & LA]\[BERTZ noch 1956 aufgestellte hypothetische Alternative, in der wechselnden Darstellungsmoglichkeit entweder eine Beweglichkeit oder aber einen "Aktivitats·· wechsel" der Ektodesmen zu sehen, kann und muB heute zugunsten der zweiten Moglichkrit entschieden werden. Was a11erdings streng physiologisch-chemisch in einem solchen Plasmafadchen bei diesem Wechsel vor sich geht, warum also die Reaktion des einzelnen Ektodesmos in der beschriebenen Weise ablauft, ist heute noch nicht zu entscheidel1. Jede nahere Aufierung daw ist vorlaufig noch reine Spekulation. Gewisse Aufschltisse tiber die Natur der Ektodesmen liefern aber auoh die Vergleiche zwischen Innenwand-Plasmodesmen und unserenAuBenwandStrukturrn, die sich immer wieder im Laufe der Untersuchungen aufdrangten. In ihrem polarisationsoptischen Verhalten konnte vo11ige Ubereinstimmung gefunden werden. Aber auch im Verhalten gegentiber AuBen-

Untersuchungen tiber die Darstellbarkeit der Ektodesmen usw.

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einfllissen fand ich wenigstens bei CoTtusa matth-ioli mit der Hg-Methode einen moglichen Hinweis auf ihre Homologie. Es besteht also zum mindesten zeitweise vielleicht auch in den Plasmodesmen ein wechselndes Reaktionsvermogen gegenliber der Gilson-Losung wie in den Ektodesmen, wahrend dies mit den anderen gangigen Darstellungsmethoden flir Plasmodesmen trotz gelegentlicher gegenteiliger AuBerungen in der Literatur nicht gefunden werden konnte (SCHUMACHER 1957). Andererseits versagen wiederum die meisten iibrigenFixierungsmethoden zur Darstellung VOll Plasmodesmen bei der Sichtbarmachung von Ektodesmen. Das zeigt deutlich, daB trot7. mancher Ubereinstimmung doch auch eine gewisse Unterschiedlichkeit der beiden Kategorien von wandstandigen Fortsatzen des Protoplasten besteht, was zugleich auch die verschiedene Benennung rechtfertigt. Dagegen waren die Untersuchungen liber die Funktion der Ektodesmen lediglich insofern erfolgreich, als eine Beteiligung der Ektodesmen bei der Suszeption haptotropischer Reize auf Grund des anatomischen Befundes flir wahrscheinlich gehalten werden kann. Die gebrachten Beweise flir die Vitali tat der Ektodesmen erhellen also die Natur der Strukturen nm auf indirektem Wege. Glrichwohl libertreffen sie, wie gesagt, alles, was zur Zeit flir die Plasmanatur del' Plasmodesmen angeflihrt werden kann. Die Entdeckung der Ektodesmen nahm seinerzeit ihren Anfang aus physiologischen Forschungen liber den Stofftransport von Wirts- zu Parasitenzelle. Nachdem nunmehr einiges bekannt geworden ist liber ihre allgemeine Verbreitung in der Pflanzenwelt und liber ihre Anatomie, kehrt die weitere Suche nach Aufschllissen liber die Natur dieser Strukturen wieder zurlick zur zellphysiologischen Arbeit. Wie aber die ZeUphysiologie nur ein Teilgebiet der gesamtrn . Pflanzrnphysiologie darsteUt, muB auch die Auffindung der Ektodesmrn als plasmatischer Strnkturen in der Epidermisauf3enwand gesehen werden im Hinblick auf die groBeren Bereiche der Physiologie wie der des Wachstums, des Stoffwechsels und der Reize. Die Bedeutung der Ektodesmen hirrflir zeichnet sich bereits abo Doeh muss en weitere Untersuchungen uber die Zusammenhange erst restlose Klarheit schaffen.

v.

Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse 1. Es gelang, die bislang nul' auf Grund chemischer Fixierung darstellbaren Ektodesmen in den EpidermisauBenwanden ohne jeden Eingriff polarisationsoptisch sichtbar zu machen. Hierdurch ist der Einwand ausgeschaltet, daB es sieh bei den bishrr gesehenrn Strukturen urn Artrfakte handeln konnte. Ektodesmen und Plasmodesmen vrrhalten sich polarisationsoptisch gleich. 21*

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2. Der von LAMBERTZ (1954) entdeckte nattirliche Tag-Nacht- Rhythmus im Auftreten und Verschwinden der Ektodesmen konnte mit der SublimatMethode bestatigt und naher untersucht werden. Die besondere Weise des Verschwindens und Wiedererscheinens der Ektodesmen in der Wand kann nur gedeutet werden, wenn man annimmt, daB kein volliger Schwund, sondern nur eine Veranderung des Reaktionsvermogens mit den Queeksilbersalzen langs der Ektodesmenstruktur erfolgt. 3. Temperaturen von 20 bis 30 0 C bewirken ein Kurzer- bzw. Dunnerwerden oder ein volliges Verschwinden der Ektodesmen, niedrige Temperaturbereiche von 3 bis 6° C erhalten bzw. verstarken die Strukturen. 4. Belichtung hemmt, Dunkelheit fordert die Darstellbarkeit der Ektodesmen. Die wesentliche Wirkung des Lichtes scheint im blauen Spektralbereich zu liegen. 5. Ein mehrmals wiederholter kunstlicher Wechsel zwischen Licht und Dunkelheit bzw. hoher und niedriger Temperatur induziert einen entsprechenden Wechsel im Erscheinungsbild der Ektodesmen. 6-, 12- und 24sttindige Rhythmen dieser AuBenfaktoren werden unabhangig von der jeweiligen Tageszeit deutlich im Wechsel der Ektodesmen widergespiegelt. 6. Trotzdem scheint beim naturlichen Tagesrhythmus auch eine endogene Komponente vorhanden zu sein, da der rhythmische Wechsel im Erscheinungsbild der Ektodesmen bei Konstanz der AuBenfaktoren Temperatur, Licht und Feuchtigkeit einige Tage nachschwingt. 7. Die SchlieBzellen der Spaltoffnungsapparate nehmen eine deutliche Sonderstellung ein. Ihre Ektodesmen sind viel weniger durch AuBenfaktoren zu beeinflussen und bleiben oft als einzige erhalten, wenn die ubrigen Epidermiszellen scheinbar frei von Ektodesmen sind. Eine Beziehung zum Offnungszustand der SpaltOffnungen besteht nicht. Auch in Ranken laBt sich keine Veranderung nach einem Beruhrungsreiz nachweisen. Trotzdem ist es wahrscheinlich, daB die Ektodesmen bei der Suszeption des Reizes eine Rolle spielen. 8. Die beobachteten Veranderungen in der Gestalt der Ektodesmen, die nur durch die Hg-Methode zum Ausdruck gebracht werden konnen, werden als weitere Beweise fUr die vitale und damit plasmatische Natur der Ektodesmen gedeutet.

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Anschrift des Verfassers: Dr. ANDREAS SIEVERS, Botanisches Institut der Universitat, Bonn a. Rh., Meckenheimer Allee 170.

Verantwortlich fiir die Redaktion: Prof. Dr. K. Mot h e s, Halle/Saale; fiir den Anzeigenteil: K u r t 8 c h r ii d e r (VEB Gustav Fischer Verlag), Jena, Villengang 2, Ruf 4141, 4142; zur Zeit gilt AnzeigenPreisliste Nr. 3. Verlag VEB Gustav Fischer Verlag Jena, Villengang 2. Ruf: 4141, 4142. Satz und Druck: Druckerei "Magnus Poser" J ena. Printed in Germany. Lizenznummer ZLN 5092.