vor einige vielen Jahren habe ich mal bei einem Mikroskopikertreffen in Schladming meine Beobachtungen am Porenapparat der Desmidiaceen vorgestellt. Damit das nicht alles auf meiner Festplatte dahin dämmert, stelle ich meine Befunde hier ein.
Die Schleim/Gallert-Bildung bei Desmidiaceen (und auch anderen Algen) ist ein wohl bekanntes Phänomen, wie man an folgendem Exemplar von Xanthidium antilopaeum mit seiner prächtigen Gallerthülle sehen kann:
Die Gallertbildung kann nicht nur radiärsymmetrisch wie bei Xanthidium sein, sondern auch gerichtet, z.B. am Zellenende. Dadurch resultiert eine gerichtete Bewegung der Alge, die sicher viele hier im Forum schon beobachtet haben.
Aber wie genau geht die Bildung der Gallerthülle vor sich!? Wie schafft es die Zelle die Gallerte "durch die Zellwand zu drücken"? Betrachtet man eine Desmidiacee bei hoher Vergrößerung, wie z.B. die folgende Mircasterias rotata, so erkennt man merkwürdige "Pocken" auf der Oberfläche. Es handelt sich um Poren:
Diese Poren, oder besser Porenkanäle, können leicht angefärbt werden durch den basischen Farbstoff Kristallviolett (die Gallerte/Schleim ist sauer). Dadurch können diese Kanäle in der Zellwand leicht sichtbar gemacht werden:
Ältere Zellen haben durch ihre Porenkanäle schon eine Gallertschicht ausgebildet. Zweck dieser Gallerte ist wahrscheinlich nicht nur eine Bewegung zu erzeugen, sondern auch ein Bakteriumwachtum auf der Zelloberfläche zu verhindern. Junge Zellen müssen diese Gallertschicht erst ausbilden, was man besonders schön bei Zellteilungen sehen kann. Die jüngeren Zellhälften erscheinen nach einer Färbung mit Kristallviolett heller:
Die Porenkanäle der Desmidiaceen sind komplizierte Organellen. Elektronenmikroskopisch erkennt man, dass der Porenkanal durch einen Porenfaden ausgekleidet ist, der extern in einem Porenköpfchen endet. Nach intern besitzt der Porenkanal eine Art "Stopfen", den man Porenzwiebel nennt. Das Gallertmaterial wird durch Chondriosomen herantransportiert, in den Gallerthof integriert und nach extern ausgescheiden. Dort bildet sich ein Gallertkegel (auch Gallertprisma genannt). Ich habe diesen Sachverhalt mal versucht grafisch darzustellen:
Dieser Aufbau lässt sich auch lichtmikroskopisch studieren. Als Modellorganismus habe ich Pleurotaenium trabecula verwendet. Nach Anfärbung mit Kristallviolett ergibt sich folgendes Bild einer Halbzelle:
Die Poren sind gleichmäßig über der Zelloberfläche verteilt. Nur in am Isthmus ergibt sich eine auffällige Anordnung (rechtes Bild):
Fokussiert man nun auf den Zellrand, so erkennt man, dass die Porenkanäle offensichtlich doppelt, zweischichtig erscheinen. Hier erkennt man lichtmikroskopisch den außen liegenden Porenkopf und die innen liegende Porenzwiebel:
Presst man eine lebende Zelle unter dem Deckglas, so lässt sich der Porenapparat samt Porenfaden von der Zelloberfläche abpressen. Im Idealfall (ich gebe zu, man muss einige Exemplare pressen, bis man es so sieht wie im folgenden Bild) breitet sich die abgesprengte Gallerte samt den darin eingesprengten Porenkanälen wie eine abgezogene Haut neben der Zelle aus:
Die Gallertkegel, welche aus den Porenkanälen herausquellen, bilden sogenannte Gallertprismen, wenn sie so dicht stehen, dass sie ein regelmäßiges, polygonales Muster bilden. Bei Pleurotaenium trabecula kann man dieses Muster von Gallertprismen gelegentlich auch ohne Anfärbung lichtmikroskopisch erkennen. Im folgenden Beispiel sind durch den Azimuth-Effekt des DIK nur die longitudinalen Grenzen zwischen den Gallertprismen erkennbar:
Ich weiß, dass sich viele Forumsmitglieder und -mitleser mit Desmidiaceen beschäftigen, auch aus ästhetischen Gründen. Die hier gezeigten Färbungen und Untersuchungen sind leicht durchzuführen. Vielleicht eine Anregung für eigene Versuche!?
Viel Spass beim anschauen und selber schauen!
Martin
