Colchicaceae (Zeitlosengewächse)
Die Zeitlosengewächse mit der Herbstzeitlose als Leitpflanze: Knollengeophyt mit Herbstblüte, typischem Blütenbau, Colchicin als Spindelgift und gefährlichen Verwechslungen.
Das Wichtigste in Kürze
- Die Colchicaceae (Zeitlosengewächse) sind eine Familie der Monokotylen. Ihre Leitpflanze ist die Herbstzeitlose (Colchicum autumnale).
- Die Herbstzeitlose ist ein Knollengeophyt mit unterirdischer Sprossknolle und bildet keine Zwiebel.
- Sie blüht im Herbst ohne Laubblätter. Die grundständige Blattrosette erscheint mit der Kapsel erst im Frühjahr.
- Blütenformel \(\ast P(3+3)\ A3+3\ G(\underline{3})\): radiär, dreizählig, sechs Staubblätter, oberständiger Fruchtknoten. Die etwa 20 cm lange Perigonröhre reicht bis unter die Erde.
- Colchicin ist ein Spindelgift, das die Tubulinpolymerisation hemmt. Man nutzt es bei Gicht und zur Erzeugung polyploider Pflanzen.
- Alle Teile sind giftig, die Samen besonders alkaloidreich. Im Frühjahr unterscheidet man die Blätter vom gestielten, nach Knoblauch riechenden Bärlauch.
Worum es geht
Die Colchicaceae sind eine kleine Familie der Monokotylen, deren bekannteste Art die Herbstzeitlose ist. Pharmazeutisch zählt sie wegen des Colchicins, das in der Gichttherapie und in der Pflanzenzüchtung genutzt wird. Zugleich ist sie eine der gefährlichsten Giftpflanzen unserer Wiesen.
Einordnung und Erkennungsmerkmale
Die Colchicaceae (Zeitlosengewächse) gehören zu den monokotylen Angiospermen und stehen in der Ordnung Liliales. Ihre Leitpflanze ist die Herbstzeitlose (Colchicum autumnale), die auf feuchten Wiesen wächst.
| Merkmal | Ausprägung |
|---|---|
| Systematik | Monokotyle, Ordnung Liliales, Familie Colchicaceae |
| Wuchsform | ausdauernder Knollengeophyt mit unterirdischer Sprossknolle |
| Blätter | grundständige Rosette aus breit-lanzettlichen, sitzenden, parallelnervigen Blättern, erst im Frühjahr |
| Blüte | radiär, dreizählig, Perigon aus 6 Tepalen mit sehr langer Röhre, Blüte im Herbst ohne Blätter |
| Blütenformel | \(\ast P(3+3)\ A3+3\ G(\underline{3})\) |
| Frucht | dreifächrige Kapsel mit vielen Samen, reift im Frühsommer |
| typische Inhaltsstoffe | Alkaloide, vor allem Colchicin |
| wichtige Arzneipflanzen | Herbstzeitlose (Colchicum autumnale) |
Knolle und Jahreszyklus
Die Herbstzeitlose überdauert den Winter und den trockenen Sommer im Boden. Sie ist ein typischer Geophyt.
Ein Geophyt übersteht die ungünstige Jahreszeit mit Erneuerungsknospen an einem unterirdischen Speicherorgan. Beim Knollengeophyten ist dieses Organ eine Knolle.
Bei der Herbstzeitlose ist es eine Sprossknolle. Sie ist also eine verdickte, gestauchte Sprossachse, die unterirdisch liegt und von braunen Hüllschuppen umgeben ist. Eine Zwiebel bildet die Pflanze in der Regel nicht. Bei einer Zwiebel speichern fleischige Blätter an einer kurzen Achse, wie bei den Lauchgewächsen. Jedes Jahr wächst an der Mutterknolle eine Tochterknolle heran. Als Monokotyle hat Colchicum kein sekundäres Dickenwachstum, deshalb fehlen Bastfasern einer sekundären Rinde.
Der Jahreszyklus ist ungewöhnlich. Von August bis Oktober schieben sich die blasslila Blüten direkt aus der Wiese, ganz ohne Laubblätter. Der befruchtete Fruchtknoten überwintert im Boden. Erst im Frühjahr erscheint die grundständige Blattrosette aus drei bis vier breiten, tulpenähnlichen Blättern. In ihrer Mitte sitzt die grüne Kapsel. Im Sommer welken die Blätter, und die Pflanze zieht sich in die Knolle zurück. Dass Blüte und Blätter nie gleichzeitig auftreten, wird im Examen gerne gefragt: Die Blüte kommt im Herbst blattlos, die Rosette folgt erst danach im Frühjahr.
Köhler’s Medizinal-Pflanzen · hrsg. von Franz Eugen Köhler · gemeinfrei
Erkennen auf Fotos
Im Herbst sieht man krokusähnliche, violette bis rosa Blütentrichter, die einzeln oder in kleinen Gruppen blattlos aus dem Gras kommen. Einen Stängel hat die Blüte nicht. Was wie ein weißer Stiel aussieht, ist die Perigonröhre. Im Frühjahr erkennt man die Pflanze an der sitzenden Blattrosette mit der Kapsel in der Mitte.
Herbst: Blüte ohne Blätter. Frühjahr: Blätter mit Frucht. Die Herbstzeitlose blüht „zur Unzeit“, daher ihr Name.
Blüte und Frucht
Die Blüte der Herbstzeitlose ist radiärsymmetrisch und dreizählig, wie es für Monokotyle typisch ist. Die Blütenhülle ist ein Perigon aus sechs gleichartigen Tepalen in zwei Kreisen. Darauf folgen sechs Staubblätter in zwei Kreisen. In der Mitte steht ein oberständiger Fruchtknoten aus drei verwachsenen Karpellen, der drei freie, lange Griffel trägt.
In der Blütenformel steht die Klammer um \(P(3+3)\) für die verwachsenen Tepalen. Der Strich unter der 3 bei \(G\) zeigt den oberständigen Fruchtknoten an, die Klammer die Verwachsung der Karpelle.
Die Formel \(\ast P(3+3)\ A3+3\ G(\underline{3})\) solltest du sicher können. Achte auf die genau sechs Staubblätter in zwei Kreisen und auf den Unterstrich, also den oberständigen Fruchtknoten. Eine Formel mit \(A\infty\) oder unterständigem \(G(\overline{3})\) passt nicht zur Herbstzeitlose.
Das Blütendiagramm zeigt fünf dreizählige Kreise, die jeweils auf Lücke stehen: zwei Perigonkreise, zwei Staubblattkreise und ein Fruchtblattkreis. Der Fruchtknoten ist dreifächrig, die Samenanlagen sitzen zentralwinkelständig. Zum Zuordnen zählst du die Kreise: sechs Tepalen, sechs Staubblätter und ein dreifächriges Zentrum sprechen für diesen Bautyp.
Die lange Perigonröhre
Die Besonderheit der Herbstzeitlose liegt unter der Erde. Ihre Tepalen sind zu einer sehr langen Röhre von etwa 20 cm verwachsen. Diese Röhre reicht bis unter die Erdoberfläche. Nur die freien Zipfel bilden oben den Blütentrichter, unten sind die Tepalen also nicht bis zum Grund getrennt. Der Fruchtknoten sitzt tief im Boden direkt über der Knolle. Die Blüte liegt damit teilweise unterirdisch.
Man kann sich die Röhre wie einen langen Strohhalm vorstellen: Durch sie laufen die Griffel von der Narbe oben bis zum geschützten Fruchtknoten unten. So übersteht der Fruchtknoten den Winter frostsicher im Boden.
Im Frühjahr schiebt sich der Fruchtknoten zwischen den neuen Blättern nach oben. Er reift zur dreifächrigen Kapsel (siehe Öffnungsfrüchte) mit vielen dunkelbraunen Samen. Deren Endosperm speichert meist keine Stärke.
Inhaltsstoffe
Das Hauptalkaloid der Herbstzeitlose ist Colchicin, daneben kommt das verwandte Demecolcin vor. Das Molekül besteht aus drei Ringen: einem Benzolring mit drei Methoxygruppen, einem Siebenring und einem Tropolonring. Der Stickstoff liegt nicht im Ring, sondern in einer Acetamidgruppe. Colchicin ist deshalb kaum basisch.
Colchicin ist ein Spindelgift. Es bindet an Tubulin und verhindert, dass sich Mikrotubuli zusammenlagern. Ohne Mikrotubuli entsteht keine Teilungsspindel, und die Zelle bleibt in der Metaphase stehen. Wie Spindelapparat und Mitose ablaufen, erklärt die Seite zu Mitose und Cytokinese. Die Knollen sind reich an solchen tubulinbindenden, cytostatisch wirkenden Verbindungen.
Diese Wirkung nutzt die Pflanzenzüchtung. Die Chromosomen haben sich vor der Mitose bereits verdoppelt, werden aber nicht auf zwei Tochterzellen verteilt. Es entstehen Zellen mit mehrfachem Chromosomensatz. So erzeugt man mit Colchicin gezielt polyploide Pflanzen, die oft größer und kräftiger sind.
Arzneipflanzen und Drogen
Die Familie liefert vor allem einen Rohstoff, das Colchicin, das heute als Reinstoff eingesetzt wird.
| Pflanze | Droge | Leitstoffe | Wirkung oder Verwendung |
|---|---|---|---|
| Herbstzeitlose (Colchicum autumnale) | Colchici semen (Samen), Colchici tuber (Knolle) | Colchicin, Demecolcin | Gewinnung von Colchicin: akuter Gichtanfall, familiäres Mittelmeerfieber, Polyploidisierung |
| Prachtlilie (Gloriosa superba) | Samen, Knollen | Colchicin | Rohstoff zur Colchicingewinnung |
Herbstzeitlose
Colchicum autumnale ist Arzneipflanze und Giftpflanze zugleich. Alle Pflanzenteile sind giftig: Knolle, Blätter, Blüten und Samen. Die Samen sind besonders reich an Alkaloiden. Trotz ihrer Giftigkeit hat die Herbstzeitlose nichts mit den Hundsgiftgewächsen zu tun, denn diese sind Eudikotyle.
Arzneilich wird Colchicin beim akuten Gichtanfall gegeben. Es hemmt dort über die Mikrotubuli die Einwanderung von Entzündungszellen ins Gelenk. Die therapeutische Breite ist sehr gering. Eine Vergiftung beginnt nach einer Latenz von einigen Stunden. Typisch sind Brennen in Mund und Rachen, Erbrechen und schwere, choleraähnliche Durchfälle. Später drohen Kreislaufversagen und Atemlähmung.
Colchicin-Tabletten gehören bei Kindern unbedingt außer Reichweite. Schon wenige Tabletten können lebensbedrohlich sein, und die verzögert einsetzenden Symptome werden leicht unterschätzt.
Giftpflanzen und Verwechslungen
Zwei Verwechslungen sind typisch, eine im Herbst und eine im Frühjahr. Im Herbst ähnelt die blattlose Blüte einem Krokus. Der Frühlings-Krokus (Crocus vernus) blüht jedoch im Frühjahr und trägt schon zur Blüte schmale, grasartige Blätter mit weißem Mittelstreif. Sicher trennt man beide am Blütenbau.
- 6 Staubblätter
- 3 freie Griffel
- Fruchtknoten oberständig, im Boden
- Blüte ohne Blätter
- 3 Staubblätter
- 1 Griffel mit dreiteiliger Narbe
- Fruchtknoten unterständig
- Blätter schon zur Blüte
Im Frühjahr droht die gefährlichere Verwechslung mit Bärlauch (Allium ursinum). Die Blüten sehen sich nicht ähnlich, denn Bärlauch blüht weiß in einer Scheindolde. Die jungen Blätter dagegen können Sammler täuschen. Bärlauchblätter sind gestielt, stehen einzeln und riechen beim Zerreiben nach Knoblauch. Die Blätter der Herbstzeitlose sitzen ohne Stiel in einer Rosette, sind geruchlos und umschließen oft schon die junge Kapsel.
Nach dem ersten zerriebenen Bärlauchblatt riechen die Finger selbst nach Knoblauch. Jedes weitere Blatt muss deshalb einzeln auf Stiel und Wuchs geprüft werden.
Quiz
Aussage 1
Bei der Herbstzeitlose sitzt der Fruchtknoten im Boden, und eine etwa 20 cm lange Perigonröhre trägt die Blüte über die Erde.
Die Tepalen sind zu einer langen Röhre verwachsen. Die Blüte liegt dadurch teilweise unterirdisch.
Aussage 2
Der Krokus besitzt sechs Staubblätter, die Herbstzeitlose dagegen nur drei.
Umgekehrt: Die Herbstzeitlose hat sechs Staubblätter und drei freie Griffel, der Krokus drei Staubblätter und einen Griffel.
Aussage 3
Die Blüte der Herbstzeitlose hat zahlreiche Staubblätter und einen unterständigen Fruchtknoten.
Sie hat genau sechs Staubblätter in zwei Kreisen und einen oberständigen Fruchtknoten: \(\ast P(3+3)\ A3+3\ G(\underline{3})\).
Aussage 4
Die Frühjahrsblätter der Herbstzeitlose sind sitzend, geruchlos und bilden eine Rosette.
Bärlauchblätter sind dagegen gestielt und riechen beim Zerreiben nach Knoblauch.
Aussage 5
Bei der Herbstzeitlose sind nur die Samen giftig, die Knolle ist ungiftig.
Alle Pflanzenteile sind giftig. Die Samen sind lediglich besonders alkaloidreich.
Aussage 6
Die Herbstzeitlose überdauert wie der Bärlauch mit einer Zwiebel.
Die Herbstzeitlose ist ein Knollengeophyt mit unterirdischer Sprossknolle. Zwiebeln bildet sie in der Regel nicht.
Aussage 7
Colchicin verhindert die Bildung der Mitosespindel und wird daher zur Erzeugung polyploider Pflanzen eingesetzt.
Colchicin hemmt die Polymerisation von Tubulin. Die verdoppelten Chromosomen werden nicht verteilt, es entstehen polyploide Zellen.
Aussage 8
Zur Blütezeit im Herbst trägt die Herbstzeitlose keine Laubblätter.
Die Blüten erscheinen blattlos. Die Blattrosette folgt erst im Frühjahr.
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