Wollen wir uns Holz unter dem Mikroskop anschauen, müssen wir das Holz erst präparieren. Dazu werden als erstes sehr dünne Schnitte mit einem Mikrotome hergestellt. Dieses schneidet mit einer sehr scharfen Klinge sehr feine Scheiben vom Holz (bei diesem Schritt sollte man gut auf seine Finger aufpassen!). Die Schnitte werden dann gebleicht um sie für das Einfärben vorzubereiten. Um die Zellen im Holz sichtbar zu machen, werden sie mit Safranin und Astrablau gefärbt. Safranin färbt alle Zellen die verholzt sind, also Lignin enthalten, rot und Astrablau alle unverholzten Zellen blau. Somit kann man die Zellstrukturen gut unter dem Mikroskop erkennen und auch lebende von toten, verholzten Zellen unterscheiden.
Holz sieht unter dem Mikroskop unterschiedlich aus, je nachdem in welcher Richtung es geschnitten wurde. Es kann quer, radial oder tangential geschnitten werden und je nach Schnittrichtung werden verschiedene Zellenstrukturen sichtbar.
Querschnitt tangential radial
Außerdem unterscheiden sich Laub- und Nadelbäume in ihrer Holzanatomie und sogar verschiedene Baumarten kann man anhand ihrer Zellstruktur unter dem Mikroskop unterscheiden. Im Nadelholz gibt es zwei Zellarten. Zum einen Tracheiden, welche als kleine Allrounder die Wasserleitungs- sowie Festigungsfunktion übernehmen und dem Baum die nötige Stabilität geben um in die Höhe zu wachsen. Zum anderen gibt es die Parenchymzellen, welche Nährstoffe leiten sowie Fette und Stärke speichern. Laubgehölze dagegen sind entwicklungsgeschichtlich jünger, ihre Zellen haben sich auf bestimmte Funktionen spezialisiert. Die Festigungsfunktion übernehmen Faserzellen, während die Gefäßzellen (Tracheen) auf die Wasserleitung spezialisiert sind. Bei der Baumart Eiche sind diese besonders groß ausgeprägt, so groß dass man sie manchmal sogar mit bloßem Auge erkennen kann. Laubgehölze kann man zusätzlich noch in Ringporer (wie Eiche oder Esche) und Zerstreutporer (Buche) unterteilen. Wie der Name schon verrät sind bei diesen Arten die wasserleitenden Gefäße in Ringen (Ringporer) oder zerstreut (Zerstreutporer) über den Jahrring angeordnet.
Nadelholz (Kiefer) Zerstreutporer (Buche) Ringporer (Eiche)
An den unterschiedlichen Größen der Zellen lässt sich auch der Unterschied zwischen Früh- und Spätholz erkennen. Im Frühjahr gebildete Zellen sind größer um mehr Wasser leiten zu können, denn der Baum wächst im Frühjahr am meisten. Zellen welche im Spätsommer gebildet wurden, haben dagegen dickere Zellwände für eine höhere Stabilität. Durch diese Größenunterschiede lassen sich auch die Jahrringe erkennen.
Im Nadelholz kann man zusätzlich noch Harzkanäle entdecken, welche das Holz durchziehen. Bei einer Verletzung oder Schädlingsbefall fließt durch diese Kanäle Harz um die Wunde zu verschließen.
Unter dem Mikroskop sind auch ehemalige Verletzungen erkennbar welche überwallt wurden, wie zum Beispiel bei dieser Hainbuche. Die Zellen um die Wunde überwachsen die toten Zellen und die Wunde schließt sich. Auch wenn die Verletzung von außen nicht mehr sichtbar ist, kann man sie im Holz noch erkennen, zum Leidwesen der holzverarbeitenden Industrie.
Wunde welche überwallt wird Nahansicht Gewebe Narbe (überwallte Wunde)
Und zum Schluss zwar kein Bild von Holz, dafür aber ein Querschnitt einer Fichtennadel. Sehr gut zu erkennen: das Grün der Chloroplasten in den Zellen, welches für die Photosynthese benötigt wird.
Quellenangaben:
Fotos aufgenommen während des workshops: 32nd Dendroecological Fieldweek in Heiligenstadt, Deutschland
Gärtner, Holger, and Fritz Hans Schweingruber. "Microscopic preparation techniques for plant stem analysis." (2013).