Sklerenchym und Kollenchym

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Das integrierte Studium von Kollenchym und Sklerenchym als Stützgewebe in Pflanzen

Grundlegende Definitionen und charakteristische Merkmale

Kollenchym und Sklerenchym sind zwei Typen von Festigungsgeweben in Pflanzen, die entscheidend für deren Struktur und Widerstandsfähigkeit sind. Doch sie unterscheiden sich in Aufbau und Funktion.

Kollenchym ist ein lebendiges Gewebe, hauptsächlich gefunden in der äußeren Schicht (unter der Epidermis) der Pflanzenstängel. Die Zellen dieses Gewebes zeichnen sich durch ungleichmäßig verdickte Zellwände aus, die hauptsächlich aus Cellulose und Pektin bestehen. Diese spezielle Strukturierung der Zellwände, oft an den Ecken oder tangential entlang der Zellwände ausgebildet, macht das Kollenchym flexibel und somit ideal zur Unterstützung junger und wachsender Pflanzenteile.

Wichtiges Merkmal

Das Kollenchym enthält keine Lignin-Einlagerungen, was es von Sklerenchym unterscheidet.

Sklerenchym hingegen besteht aus toten, verholzten Zellen, deren Zellwände stark mit Lignin eingelagert sind. Diese Eigenschaft gibt dem Sklerenchym eine hohe mechanische Festigkeit und Stabilität. Sklerenchymzellen werden in zwei Hauptformen unterteilt: Fasern, die lang und spitz enden, und Sklereiden (oder Steinzellen), die eher rundlich sind.

Querschnitt durch eine Sklerenchymfaser im Parenchym des Blattstiels von Begonia, mit Safranin T gefärbt.1

Spezifische Funktionen der Gewebetypen

Das Kollenchym bietet flexible mechanische Unterstützung. Es ist besonders nützlich für Pflanzenteile, die noch wachsen und sich biegen müssen, ohne zu brechen. Dies macht es unverzichtbar in jungen Stängeln und Blättern.

Sklerenchym dient der strukturellen Festigkeit und ist entscheidend für die Unterstützung in älteren Bereichen der Pflanze, wo Wachstum bereits abgeschlossen ist. Dieses Gewebe findet sich oft in der Nähe von Leitbündeln und in den harten Teilen der Pflanzen wie Nussschalen und Samenkörnern.

Vorkommen und Lokalisation im Pflanzenkörper

Das Kollenchym liegt meist direkt unter der Epidermis in den Pflanzenstängeln. Besondere Formen des Kollenchyms wie das Eckenkollenchym tragen dazu bei, Stängel von Pflanzen wie Lamium (aus der Familie der Lamiaceae) in ihrer vierkantigen Form zu stützen.

Sklerenchym ist typischerweise um Leitbündel herum lokalisiert, oft als Schutzschicht oder Kappe, um mechanische Unterstützung zu bieten. Diese Strukturierung ermöglicht es Sklerenchym, seine Funktion als Festigungsgewebe effektiv auszuführen, ohne das Wachstum zu behindern.

Histologische Unterschiede und Identifikationsmethoden

Sklerenchymzellen lassen sich histologisch durch eine positive Reaktion auf die Phloroglucin-HCl Färbung identifizieren. Diese Reaktion hebt die Anwesenheit von Lignin in den Zellwänden hervor, die sich rosa färben.

Histologie-Tipp

Das IMPP fragt besonders gerne nach der Unterscheidung von Kollenchym und Sklerenchym auf histologischer Basis. Kennzeichnend für Kollenchym ist die ungleichmäßige Verdickung mit Cellulose und Pektin, für Sklerenchym der Nachweis von Lignin.

Praktische Anwendungen und Beispiele

Sklerenchymzellen finden umfangreiche Anwendung in der Herstellung von Pflanzen-basierten Produkten wie Cortex-Drogen, wo ihre mechanische Festigkeit genutzt wird. Auch in der Textilindustrie, etwa bei der Herstellung von Leinen oder Hanf, spielen Sklerenchymfasern eine wichtige Rolle.

Kollenchymzellen bieten wichtige mechanische Unterstützungen in lebenden Pflanzenteilen und zeigen, wie flexibel Pflanzengewebe trotz Festigkeit sein können. Ein gutes Beispiel hierfür findet sich in den Stängeln der Lamium-Arten, die sich durch ihre Robustheit bei gleichzeitiger Flexibilität auszeichnen.

Insgesamt bieten Kollenchym und Sklerenchym wesentliche Einblicke in die Vielfalt und Funktionalität pflanzlicher Strukturen, deren Verständnis für die angewandte Botanik und Pflanzenphysiologie von Bedeutung ist.

Zusammenfassung

  • Kollenchym ist ein lebendes Pflanzengewebe, charakterisiert durch ungleichmäßig verdickte Zellwände aus Cellulose und Pektin, das Flexibilität und Unterstützung für wachsende Pflanzenteile bietet.
  • Sklerenchym ist ein durch Lignin verstärktes, totes Gewebe, das für strukturelle Festigkeit in älteren Pflanzenteilen sorgt und sich in Fasern und Steinzellen unterteilt.
  • Während Kollenchym typischerweise unter der Epidermis in Stängeln junger Pflanzen lokalisiert ist und dynamische Unterstützung bietet, findet sich Sklerenchym oft um Leitbündel und in harten Pflanzenteilen wie Nussschalen.
  • Histologisch lässt sich Sklerenchym durch seine positive Reaktion auf Phloroglucin-HCl Färbung identifizieren, das Lignin in den Zellwänden rosa färbt, während Kollenchym durch ungleiche Zellwandverdickungen erkennbar ist.
  • Sklerenchymzellen werden in der Industrie genutzt, zum Beispiel in der Textilherstellung und für pflanzliche Produkte wie Cortex-Drogen, aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit.
  • Beide Gewebetypen, Kollenchym und Sklerenchym, spielen eine essentielle Rolle in der Struktur und Funktionalität von Pflanzen und sind zentral für das Verständnis pflanzlicher Mechanik in der Botanik und Pflanzenphysiologie.

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Footnotes

  1. Credits Querschnitt durch eine Sklerenchymfaser im Parenchym des Blattstiels von Begonia, mit Safranin T gefärbt. Grafik: Roland Gromes, Sklerenchymfaser Begonia, Querschnitt, CC BY-SA 4.0↩︎