Hoftüpfel der Fichte

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    • Hoftüpfel der Fichte

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      Hallo zusammen,

      da ich sehr viel mit Holz arbeite, der Holzvergaser will immer gefüttert werden, (ich mache also Brennholz ^^ ) und im Garten genug rumliegt, bin ich heute auf die Idee gekommen nachzusehen, ob im Fichtenholz tatsächlich Hoftüpfel zu finden sind.

      Hoftüpfel sind die Durchgänge in der Zellwand zwischen benachbarten Zellen im Nadelholz. Durch sie wird der Wasser- und Stofftransport zwischen den Zellen ermöglicht.

      Als erstes suchte ich mir ein Stück aus einer Fichtenkrone und sägte mir ein Stück davon heraus.



      Diesen „Dickschnitt“ zerkleinerte ich weiter, bis ich ein paar kleine Würfel mit einer Kantenlänge von unter 10 mm hergestellt hatte. Da noch die Rinde an diesem Stück ist, war es noch nicht ausgetrocknet.

      Die kleinen Holzwürfel legte ich in Wasser ein, mit der Absicht, sie darin mehrere Tage zum Aufweichen liegenzulassen. Bisher habe ich noch nie Holz geschnitten. Ich habe auch nicht wirklich gedacht, dass es einfach klappen wird, da mir nur ein Handmikrotom zur Verfügung steht. Trotzdem versuchte ich sofort bei einem der Holzwürfel mehrere Radialschnitte zu machen.

      Einen, meiner Meinung nach, der dünneren Schnitte legte ich eingebettet in Wasser unter das Mikroskop und war sehr überrascht, dass ich gleich die Hoftüpfel sah.

      Die Bilder entstanden mit den Leitz PL-Objektiven 10er, 25er und 40er sowie dem FL 63/0.85.



      Hier schief beleuchtet



      Polarisiert, mit einer Lamdafolie, sieht das dann so aus



      In dem Holz gibt es Bereiche mit 90° zur Faserrichtung ausgerichteten Bändern (?) Mark- oder Holzstrahlen?



      Hier in der Übersicht, im pol. Dunkelfeld



      Eine Eigenart der Hoftüpfel ist wohl die eigene Doppelbrechung. Sehr schön sind die Achsenkreuze zu sehen.





      Viele Grüße
      Detlef
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      Hallo Detlef,

      schöner Beitrag, gefällt mir! Du hast, ausgehend von einer bekannten Holzart, beeindruckende Mikroaufnahmen angefertigt.

      Man kann aber auch prinzipiell einen anderen Weg gehen: die Holzart allein aus den Mikromerkmalen bestimmen. Dazu braucht man aber noch den Querschnitt, der bei so einer weichen Holzart relativ leicht zu gewinnen ist.
      Wäre es für dich ok, wenn ich deine Bilder mit den einzelnen Merkmalen etwas ausführlicher kommentieren würde?

      L.G. - Bernd
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      Hallo Bernd,

      es freut mich, dass Dir mein kleiner Beitrag gefällt.
      Dieses ist der erste Versuch von mir Holz zu mikroskopieren. Mir war bekannt, dass Nadelholz Hoftüpfel hat und Laubholz nicht.
      Im "Handbuch der Mikroskopie in der Technik" von Hugo Freund, ist in Band V, Teil 1, beschrieben, dass die Hoftüpfel doppelbrechend sind und dieses wollte ich sehen.

      Das man eine Holzart nach den Merkmalen bestimmen kann, ist mir klar, kann ich aber noch nicht. Ich würde mich sehr freuen, wenn Du zu meinen Bildern entsprechende Anmerkungen machen würdest.

      Da ich bis jetzt nur ein Handmikrotom habe, war mich auch nicht klar, ob es mit den Schnitten klappt, aber Fichte ist ja nun mal weich.
      Einen Querschnitt werde ich später versuchen.

      Viele Grüße
      Detlef
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      Hallo Detlef,

      bei all deinen Mikrofotos handelt es sich um Radialschnitte. Sie stellen einen Längsschnitt in Richtung der Holzstrahlen dar.
      Was noch fehlt, sind noch zwei Schnitte, die zur Holzbestimmung ebenfalls unentbehrlich sind:
      a) der Querschnitt, der bei Fichte, Lärche und Douglasie unter anderem die Harzkanäle zeigt, Tanne hat sie nicht.
      b) der Tangentialschnitt, das ist ein Längsschnitt quer zu den Holzstrahlen. Er zeigt unter anderem frontal geschnittene Holzstrahlen.

      Nun zu deinen Schnitten. Die folgenden drei finde ich wichtig:

      Bild a:
      Wir sehen viele, senkrecht verlaufende Röhren, die sogen. "Längstracheiden", die als Stützgewebe und Transport in vertikaler Richtung dienen (Wasser, Nährstoffe).
      Tracheiden sind untereinander durch Hoftüpfel verbunden, die für den Transport in horizontaler Richtung dienen.







      Bild b:
      Das Ganze stellt einen Ausschnitt aus einem längsgeschnittenen Holzstrahl dar. Bei Fichte bestehen die Holzstrahlen aus zweierlei Gewebe ("heterozellular"):
      1) zum einen aus den sogen. "Quertracheiden", die zum Transport in horizontaler Richtung dienen
      2) zum anderen aus parenchymatischen Zellreihen, in deren Zellen die Nährstoffe gespeichert werden.

      Ein markanter Unterschied der Mikromerkmale zwischen Fichte und Lärche ist im Bild b zu erkennen:

      Die "Hoftüpfel im Schnitt" zeigen bei Fichte eine mehr oder weniger eckig-kantige, bei Lärche eine glatte Kontur.






      Bild c zeigt eine Übersicht, in der ich angedeutet habe, wo etwa man die Schnitte nach Bild a bzw. Bild b sich vorzustellen hat.

      Viele Grüße - Bernd

      Noch eine Frage: Willst du mit der Holzmikroskopie weitermachen?

      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von Bernd Miggel ()

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      Hallo Bernd,

      herzlichen Dank für Deine Erklärungen.
      Bei den fehlenden Schnitten werde ich mein Glück versuchen.

      Ich denke, dass der Querschnitt am schwierigsten herzustellen ist, jedenfalls mit einem Handmikrotom.
      Wie ich bereits geschrieben habe, lagern die Proben im Wasser. Kann das Holz durch z. B. Säure oder Lauge etwas weicher gemacht werden, ohne die Strucktur zu zerstören? Dann wäre das Schneiden etwas einfacher.

      Mich interessiert vieles, was sich mikroskopieren lässt. Wie weit ich der Holzmikroskopie vordringe, weiß ich noch nicht. Wenn das Anfertigen von den Schnitten die Hürde ist, dann wird mein Vordringen in diese Richtung eher begrenzt sein.
      Ich beschäftige mich aber auch gerne mit neuen Themen.


      Gruß Detlef

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von detlef.q ()

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      Hallo Bernd,

      ja, das Schneiden der Fichte klappt, nur schön werden die Schnitte nicht. Die Rasierklinge wird immer leicht schräg in das Holz gezogen und der Schnitt wird zum Ende dicker.

      Nun gut, ich habe die Fichte quer geschnitten. So richtig scharf sind die Bilder nicht geworden, aber ich hoffe ich konnte die wichtigen Merkmale abbilden. Allerdings weiß ich nicht welches dieses alles sind. Und dann ist da auch noch die Frage nach der besten Kontrastierungsart. Die wichtigen Merkmale müssen ja gut erkennbar abgebildet werden.

      Ich führe auch mal auf, wass ich mir so denke.

      Das meißte ist ein rel. gleichmäßiges Zellennetzwerk.



      Im nächsten Bild sieht man Hoftüpfel in den Zellwänden.



      Dann gibt es die Bereiche der "Jahresringe", also die Grenze zwischen schnell und langsam wachsenden Zellen. So deute ich das mal vorsichtig.



      Die Löcher sind bestimmt die Harzkanäle, oder?








      Und hier noch mal der Zellenverbund.



      Kannst du mit den Bildern etwas anfangen?
      Ich bin auf Deine Erläuterungen sehr gespannt und mache mich dann an den Tangentialschnitt!

      Viele Grüße
      Detlef
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      Hallo Detlef,

      die Bilder sind ok.
      Man kann alternativ Handschnitte mit scharfer Rasierklinge anfertigen. Die werden je nach deiner Tagesform evtl. sogar noch dünner als Mikrotomschnitte.
      Das klassische Einfärbung für Holz ist die Zweifach-Simultanfärbung nach Etzold (Etzold-FCA / Etzold-Blau).
      Hier werden die verholzenden Gewebe (Tracheidenwände) rot, die nicht verholzenden Gewebe (Parenchym, Epithelzellen, Pilzhyphen) blau.
      Dauerpräparate mache ich mit Euparal (vorher in drei Stufen entwässern mit Isopropylalkohol 100%).
      Die Ergebnisse mit Etzold/Euparal sind brillant.
      Etzold und Euparal bekommt man bei Klaus Herrmann.


      Bild d:
      Wir befinden uns im Frühholz. Bei den vieleckigen Poren handelt es sich um quer geschnittene Längstracheiden, man redet hier im Frühholz von Frühholztracheiden. Sie liegen dicht an dicht und sind im Frühholz weitlumig und relativ dünnwandig.
      Die Holzstrahlen sind bei Nadelhölzern einreihig, d.h. eine Zellreihe breit, was man gut erkennen kann (im Tangentialschnitt noch besser zu sehen).




      Bild e:
      In diesem Detailbild sind die Hoftüpfel im Schnitt gut erkennbar. Sie sind relativ komplex aufgebaut und besitzen einen Verschließmechanismus.
      Es ist wichtig zu wissen, dass es im Holz noch viele andere Tüpfelarten gibt, z.B. beim Holzstrahl.




      Bild f:
      Hier ist die Jahresringgrenze (Winterruhe) deutlich zu sehen. Die Wuchsrichtung des Holzes ist von oben nach unten (Sommer/Herbst - Winterruhe - Frühjahr).
      Die Längstracheiden im Spätholz nennt man Spätholztracheiden, sie sind englumig und sehr dickwandig.




      Bild g:
      Hier erkennt man einen Harzkanal und die ihn auskleidenden Epithelzellen, in denen das Harz gebildet wird.




      Ich bin gespannt auf deine Tangentialschnitte!.
      Bei denen ist es wichtig, exakt rechtwinklich zu den Holzstrahlen zu schneiden, anderenfalls ergibt sich ein verschmiertes Bild. Man verwendet am besten ein Holzstück weit außerhalb der Holzachse, aber noch nicht im Rindenbereich.


      Viele Grüße - Bernd

      Dieser Beitrag wurde bereits 5 mal editiert, zuletzt von Bernd Miggel ()

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      Hallo Bernd,

      super Erklärungen bzw. Infos die Du aufgeführt hast. :thumbup:
      Etzold blau und Euparal habe ich sogar, allerding nur selten benutzt.

      Ich bin überrascht, das das Holzwachstum nach der Winterruhe so spontan einsetzt, wie es der Vergleich von Spät- zu Frühholz zeigt. Ich war der Meinung, das das Zellwachstum von klein nach groß innerhalb eines bestimmten Zeitraumes wieder ansteigt.

      Und Harzkanäle müssen ja eigendlich auch nach außen an die Rinde geführt werden. Damit verschließt der Baum ja die Beschädigungen in der Rinde, bzw. er versucht es. Was er bei einem starken Borkenkäferbefall leider nicht schafft.
      Aus den Grund habe ich in diesem Jahr 36 Fichten fällen dürfen.
      Ich wohne übrigens in der Lüneburger Heide und nicht im Harz. Bei uns gibt es auch noch intakte Bäume!

      Ich weiß noch nicht, ob ich die nächsten Schnitte heute noch mache, diese kommen aber auf jeden in kürze dran.
      Ich bleibe am Ball!

      Viele Grüße
      Detlef
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      Hallo Detlef,

      Holzschnitte sollte man immer einfärben, am besten mit Etzold-FCA. (5 Min Etzold, in drei Stufen entwässern in Isopropylalkohol 100%, Eindecken in Euparal, über Nacht in Wörmeschrank (Backofen, Joghurtbereiter).

      Im Anhang Ginkgo-Holz, welches in den Mikromerkmalen dem Nadelholz gleicht.


      Querschnitt in Etzold-FCA:




      Radialschnitt in Kongorot-Chrysoidin:



      Tangentialschnitt in Methylenblau:
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      Hallo Bernd,

      die Sache hat mir keine Ruhe gelassen und so habe ich die Tangentialschnitte doch schon durchgeführt.
      Ich habe kurz hinter der Rinde geschnitten.

      Hier in der Übersicht



      Da ich noch nicht gefärbt habe, habe ich die Bilder anders koloriert: Mit Polfiltern und Hilfsobjekt. Ich habe die Harzkanäle und Markstrahlen (?) blau eingestellt.





      Dann müssten es im Harzkanal 7 Ephithelzellen sein



      Hier habe ich noch diese Punkte gefunden


      Sehen fast aus wie diese Hoftüpfel



      Und anhand der Wirkung bei gekreuzten Polfiltern würde ich sagen, dass es welche sind.



      Habe ich ein wichtiges Merkmal übersehen?

      Viele Grüße
      Detlef

      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von detlef.q ()

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      Hallo Detlef,

      sehr interessante Schnitte!

      Bild h:
      Ein Übersichtsschnitt mit den Längstracheiden und Holzstrahlen. Bei Nadelholz sind die Holzstrahlen 1-reihig (eine Zellreihe breit), soweit sie keinen Harzkanal aufweisen, mit (radialem) Harzkanal sind sie mittig auf drei Zellreihen aufgeweitet.




      Bild i:
      Es zeigt einen Holzstrahl mit radialem Harzkanal im Detail. Man erkennt gut die den Harzkanal auskleidenden Epithelzellen.




      Bild j:
      Sehr interessant - Längstracheiden und Holzstrahlen im Spätholz. Dass es sich um Spätholz handelt, erkennt man unter anderem an den schlitzförmigen Pori der Hoftüpfel (Im Frühholz sind die Pori der Hoftüpfel rund).




      Bild k:
      Hier nochmal die schlitzförmigen Pori der Hoftüpfel des Spätholzes. Sieht man selten so deutlich!



      Viele Grüße

      Bernd

      Dieser Beitrag wurde bereits 4 mal editiert, zuletzt von Bernd Miggel ()

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      Hallo Bernd,

      erst einmal herzlichen Dank für Deine fachkundige Begleitung meines kleinen Beitrags! Mit Deiner HIlfestellung hat mir das alles hier sehr viel Spaß gemacht und ohne Dein Zutun wäre ich auch nicht auf die Idee gekommen, die weiteren Schnitte anzufertigen. :thumbup:

      Jetzt werde ich das neu Gelernte erst einmal ordnen und dann sehen wie ich weitermache. Ob erst färben oder Laubhoz unter das Mikroskop zu nehmen, dass weiß ich noch nicht.
      Mich interessiert es jetzt schon, wie die anderen Holzsorten unter dem Mikroskop aussehen, denen ich sonst nur mit Motorsäge und Axt zu Leibe rücke.

      Du hattest angemerkt, dass es sich bei meinem Tangentialschnitt um Spätholz handelt. Ja, ich hatte direkt unter der Rinde geschnitten und die Fichte wurde im zeitigen Frühjahr, vor der neuen Wachstumsphase gefällt.

      Was mich wundert ist, dass die Hoftüpfel in meinem Tangetialschnitt auch von dieser Seite aus rund aussehen. Ich habe sie doch von dem ersten Radialschnitt ausgehend, um 90° versetzt, mittig durchgeschnitten.
      Ich denke, ich muss mir die Anatomie der Holzes in Ruhe anschauen und räumlich erfassen. Ist wirklich interessant, dass es hier ein Gebiet gibt, in dem man dreidemensional vorgehen muss.

      Viele Grüße
      Detlef
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      Hallo Detlef,

      Querschnitt Q, Radialschnitt R und Tangentialschnitt T sind die drei Hauptschnittebenen, über die die mikroskopische Holzbestimmung sich immer abspielt.
      Die Tracheiden haben einen abgerundet rechteckigen Querschnitt, so dass sie bei beiden Längsschnitten R und T als dünne Röhren erscheinen.

      Ich selber fertige den Tangentialschnitt gerne weit außerhalb der Holzachse an, weil dort die Holzstrahlen, auf einen kleinen Würfel bezogen, fast parallel verlaufen. Wenn man dann noch exakt rechtwinklig zu den Holzstrahlen schneidet, ist das Ergebnis perfekt und alle Holzstrahlen sind optimal getroffen.

      Was am Anfang immer sehr eindrucksvoll ist, ist das Holz der Kiefer, eingefärbt mit Etzold-FCA. Man muss auch nicht unbedingt Dauerpräparate machen. Es reicht, die Schnitte für 5 Minuten in Etzold zu geben, in Wasser abzuspülen und in Wasser zu mikroskopieren. Die Färbung verliert sich erst nach mehreren Stunden.

      Weiterhin viel Erfolg! Ich kommentiere deine Ergebnisse gerne.

      Bernd