Zur Entwicklung und funktionellen Anatomie des Phylloids vonLaminaria hyperborea

Abstract

The persistent thallus of the phaeophyceanLaminaria hyperborea produces annually a new phylloid, formed by a meristematic zone between stipe and old phylloid. The growing frond is nourished with assimilates from the old one. Young and old phylloid are linked by a collar. Frond and stipe are of very similar anatomical structure. The frond is coated by a one-layer-meristoderm, which forms the external cortex. Using the position of slime ducts as border, the parenchymatous cortex can be subdivided into outer and inner cortex. Between inner cortex and medulla numerous transitions exist. The medulla itself is mainly composed of longitudinally arranged trumpet cells and hyphae. Frond enlargement is caused by the activity of both meristoderm and cortex. Not only cell divisions but also elongation in medulla and inner cortex contribute to growth of the frond. The frond diameter is decreased by this elongation process. Corresponding stretching occurs in the network of slime ducts. Swelling of longitudinal primary walls, accompanied by incorporation of alginate, facilitates the separation of cell strands, and across the medulla hyphae and crosslinks of both inner-cortex-layer cells form. Cells of the inner cortex continously differentiate to elements of the medulla. Trumpet cells within the outer part of the medulla are often branched and connected by hyphae to parenchymatous cells of the inner cortex. Toward the central part of the medulla, trumpet cells elongate and finally attain a length of 1000 µm; they form thick secondary longitudinal walls with ringshaped thickenings, reducing the lumen diameter. Crosswalls and whole cells are often plugged with callose and have, apparently, ceased to translocate.

Zusammenfassung

1. Der Thallus der BraunalgeLaminaria hyperborea ist perennierend und entwickelt jahresrhythmisch ein neues Phylloid. Zwischen Phylloid und Cauloid liegt eine interkalare Wachstumszone, welche das junge Phylloid bildet. Das alte Phylloid bleibt zunächst über den „Kragen“ mit dem wachsenden jungen Phylloid verbunden und trägt durch die Bereitstellung von Assimilaten zur Ernährung des sich entwickelnden Organs bei.

2. Phylloid wie Cauloid zeigen einen weitgehend gleichen anatomischen Aufbau aus Meristoderm, Rinde und Mark. Die Rinde läßt sich in äußere und innere Rinde gliedern. Die Grenze bildet das Schleimkanalsystem. Intensives Zell- und Streckungswachstum im Bereich der interkalaren Wachstumszone bedingen Längen-, Breitenund „Dickenwachstum“ des Phylloids.

3. Durch perikline Zellteilungen im Meristoderm bildet sich zwischen diesem und dem Schleimkanalsystem die äußere Rinde aus. Während des intensiven Breiten- und Längenwachstums wird das Netzwerk der Schleimkanäle gedehnt, und die Parenchymzellen der inneren Rinde wie die Elemente des Marks treten durch „Verquellung“ der Primärwandanteile der Längswände auseinander. Gleichzeitig bilden sich zwischen den Parenchymzellen der inneren Rinde Querverbindungen aus, und Hyphen durchwachsen die Primärwände in meist radialer Richtung.

4. Zellen der inneren Rinde differenzieren sich fortlaufend zu Zellelementen des Marks. Die funktionellen Auswirkungen der Wachstumsprozesse auf die Trompetenzellen wurden beschrieben.