Samen: Nährgewebe und Samenschale
Wie Endosperm, Perisperm und Samenschale entstehen, welche Kernphase sie haben und was Leinsamen und Rizinussamen auszeichnet.
Das Wichtigste in Kürze
- Ein Samen entsteht im Fruchtknoten aus der Samenanlage und besteht aus Embryo, Nährgewebe und Samenschale.
- Das Endosperm der Angiospermen ist triploid, geht nach der Befruchtung aus dem sekundären Embryosackkern hervor und speichert Stärke oder fettes Öl.
- Das Perisperm ist diploid, stammt aus dem Nucellus und speichert Stärke, etwa beim Schwarzen Pfeffer.
- Die Testa entsteht aus den Integumenten, ist meist nährstofffrei und gehört zum Samen; die Raphe ist die Verwachsungsnaht mit dem Funiculus.
- Samen können auch im Embryo speichern, und Aleuronkörner sind histochemisch nachweisbare Proteinspeicher.
- Leinsamen besitzen eine Schleimepidermis und sind nicht hochgiftig, Rizinussamen sind hochgiftig.
Worum es geht
Ein Samen besteht aus Embryo, Nährgewebe und Samenschale. Jeder dieser Teile stammt aus einem anderen Gewebe der Samenanlage und hat deshalb eine eigene Kernphase. Für die Drogenkunde braucht man das, um Samen und Fruchtdrogen wie Pfeffer, Leinsamen oder Rizinussamen mikroskopisch und morphologisch einzuordnen.
Endosperm
Das Endosperm ist das Nährgewebe, das bei den Angiospermen erst nach der Befruchtung entsteht. Grundlage ist die doppelte Befruchtung. Ein Spermakern verschmilzt mit der Eizelle zur Zygote. Der zweite verschmilzt mit dem diploiden sekundären Embryosackkern. So erhält das Endosperm zwei mütterliche und einen väterlichen Chromosomensatz und ist triploid (\(3n\)).
Weil es erst nach der Befruchtung entsteht, heißt es auch sekundäres Endosperm. Das gilt für alle Angiospermen, auch für das Getreidekorn der Poaceae. Bei den Gymnospermen ist das Nährgewebe dagegen haploid, denn dort ist es der weibliche Gametophyt selbst. Mit dem Megasporophyll hat das Endosperm nichts zu tun: Das Fruchtblatt liefert die Fruchtwand, nicht das Nährgewebe.
Geweblich ist das Endosperm ein Speicherparenchym und gehört zum Samen. Es lagert vor allem Stärke ein, wie im Getreide, oder fettes Öl, wie beim Rizinus. An ätherischem Öl ist es in der Regel nicht besonders reich. Ätherisches Öl sitzt meist in eigenen Exkretbehältern, etwa in der Fruchtwand der Apiaceae.
Bleibt der Samen in einer Schließfrucht eingeschlossen, gehört sein Endosperm zur Fruchtdroge. Man findet es daher in Fenchel oder Anis und in jeder reifen Karyopse.
Wird im Examen gerne gefragt: Das Endosperm der Angiospermen ist triploid und geht nach der Befruchtung aus dem sekundären Embryosackkern hervor. Achte darauf, es vom diploiden Perisperm und vom haploiden Nährgewebe der Gymnospermen zu unterscheiden.
Perisperm
Manche Samen besitzen ein zweites Nährgewebe, das Perisperm. Es geht aus dem Nucellus hervor, dem Gewebe der Samenanlage um den Embryosack. Der Nucellus gehört zur Mutterpflanze und wird nicht befruchtet. Das Perisperm ist daher diploid (\(2n\)).
Meist zehrt der wachsende Embryosack den Nucellus auf. Nur wo er erhalten bleibt und Reservestoffe einlagert, entsteht ein Perisperm. Es speichert vor allem Stärke. Beim Schwarzen Pfeffer nimmt es den größten Teil des Samens ein, das Endosperm bildet nur eine kleine Kappe um den Embryo. Auch Kardamom aus den Zingiberaceae hat ein stärkereiches Perisperm.
Als Samengewebe kommt Perisperm nur in Samen- und Fruchtdrogen vor, etwa in der reifen Schließfrucht des Pfeffers. In Rhizomdrogen fehlt es, denn ein Rhizom ist ein Spross und kein Samen.
- Herkunft: sekundärer Embryosackkern nach Befruchtung
- Kernphase: \(3n\)
- Speichert Stärke oder fettes Öl
- Beispiele: Getreide, Rizinus
- Herkunft: Nucellus, unbefruchtet
- Kernphase: \(2n\)
- Speichert vor allem Stärke
- Beispiele: Pfeffer, Kardamom
Nährstoffspeicherung
Reservestoffe können an drei Orten liegen: im Endosperm, im Perisperm oder im Embryo selbst. Nicht jeder Samen hat alle drei. Bei Bohne und Erbse ist das Endosperm zur Reife aufgebraucht. Dort speichern die dicken Keimblätter des Embryos. Der Pfeffer dagegen besitzt Perisperm und Endosperm nebeneinander.
Neben Stärke, fettem Öl und Eiweiß gibt es Reservecellulose. Dabei dienen stark verdickte Zellwände des Endosperms als Kohlenhydratvorrat, etwa im harten Dattelkern.
Samen ohne oder mit kaum Nährgewebe sind winzig. Pflanzen mit solchen Samen bilden sie in sehr großer Zahl je Fruchtknoten, wie die Orchideen mit ihren staubfeinen Samen. Masse ersetzt hier den Vorrat.
Eiweiß speichern viele Samen in besonderen Körnern.
Aleuronkörner sind Proteinspeicher in Samenzellen. Sie entstehen aus Vakuolen, die beim Reifen des Samens eintrocknen.
Aleuronkörner lassen sich histochemisch nachweisen, zum Beispiel durch Gelbbraunfärbung mit Iod-Kaliumiodid-Lösung. Beim Getreide bilden sie die Aleuronschicht am Rand des Endosperms.
Samenentstehung und Testa
Ein Samen entsteht im Fruchtknoten aus einer Samenanlage. Die ganze Samenanlage wandelt sich dabei um. Der Nucellus wird höchstens zum Perisperm und ergibt allein keinen Samen. Das Mikrosporangium liefert als Pollensack nur den Pollen.
Die Testa ist die Samenschale. Sie geht aus dem Integument oder den Integumenten hervor, den Hüllen der Samenanlage. Die Fruchtwand stammt dagegen von den Karpellen, wie in der Einheit zu Fruchtwand und Schließfrüchten erklärt. Die Herkunft der Testa aus den Integumenten wird im Examen gerne gefragt. Achte darauf, sie nicht den Karpellen zuzuordnen, aus denen das Perikarp entsteht.
Die Testa schützt den Embryo und ist meist frei von Nährstoffen. Sie gehört zum Samen. In einer Schließfrucht steckt der Samen samt Testa, deshalb findet man sie auch in Fruchtdrogen.
Mütterliches Gewebe bleibt diploid: Testa aus den Integumenten, Perisperm aus dem Nucellus. Nur das Endosperm hat durch die doppelte Befruchtung drei Chromosomensätze.
Viele Samenanlagen sind anatrop, also umgewendet. Dabei verwächst der Funiculus, der Stiel der Samenanlage, ein Stück mit dem Integument. Diese Verwachsungsnaht bleibt am Samen als Längsleiste erhalten, die Raphe. Sie führt das Leitbündel und ist Bestandteil des Samens. Gut sichtbar ist sie beim Rizinussamen. Er trägt außerdem an der Mikropyle einen Wulst, die Caruncula.
Leinsamen und Rizinussamen
Die äußerste Zellschicht der Testa ist ihre Epidermis. Lagert sie Schleimstoffe ein, spricht man von einer Schleimepidermis. Beim Leinsamen von Linum usitatissimum sind die Wände dieser Epidermiszellen mit Schleim gefüllt. In Wasser quillt er stark auf, und der Samen wird schlüpfrig. Darauf beruht die Verwendung von Leinsamen als Quellmittel.
Zwei ölreiche Samen unterscheiden sich stark in ihrer Giftigkeit. Den Gegensatz solltest du sicher können: Leinsamen sind nicht hochgiftig, die Samen von Ricinus communis dagegen hochgiftig. Beim Rizinussamen speichert das mächtige Endosperm fettes Öl, die Testa ist hart und marmoriert.
Die bunt marmorierten Samen werden gern als Schmuckperlen verwendet. Zerkaut können schon wenige Samen lebensbedrohlich sein, besonders für Kinder.
Quiz
Aussage 1
Die Epidermis der Samenschale von \(\textit{Linum usitatissimum}\) enthält Schleim, der in Wasser stark quillt.
Leinsamen besitzen eine Schleimepidermis in der Testa, darauf beruht ihre Quellwirkung.
Aussage 2
Anders als Leinsamen gelten die Samen von \(\textit{Ricinus communis}\) als hochgiftig.
Rizinussamen sind hochgiftig, Leinsamen dagegen nicht.
Aussage 3
Das Endosperm ist typischerweise der Hauptspeicherort für ätherisches Öl in Samen.
Das Endosperm speichert Stärke oder fettes Öl und ist in der Regel nicht besonders reich an ätherischem Öl. Dieses sitzt meist in Exkretbehältern.
Aussage 4
Die Samenschale entsteht aus der Wand der Karpelle.
Die Testa geht aus den Integumenten der Samenanlage hervor. Aus den Karpellen entsteht das Perikarp.
Aussage 5
Bei den Angiospermen besitzt das Endosperm drei Chromosomensätze, weil ein Spermakern mit dem sekundären Embryosackkern verschmilzt.
Der diploide sekundäre Embryosackkern verschmilzt mit einem haploiden Spermakern, daraus entsteht das triploide Endosperm.
Aussage 6
Das Perisperm ist triploid, weil es aus dem Nucellus nach der doppelten Befruchtung hervorgeht.
Der Nucellus wird nicht befruchtet. Das Perisperm ist daher diploides, mütterliches Gewebe.
Aussage 7
Pflanzen, deren Samen kaum Nährgewebe besitzen, bilden meist besonders viele Samen, wie die Orchideen.
Winzige Samen ohne Vorrat werden in großer Zahl je Fruchtknoten gebildet.
Fehler entdeckt oder eine Idee? Wir verbessern die Inhalte laufend. Melde es uns gerne über dieses Formular ❤️
Teile der Inhalte wurden mithilfe von KI-Systemen erstellt und werden fortlaufend redaktionell geprüft. Trotz Sorgfalt können Fehler enthalten sein. Wichtige Informationen bitte anhand offizieller Quellen prüfen. Relaxed ins Stex ist ein unabhängiges Angebot und steht in keiner Kooperation mit dem IMPP. Das Angebot ist weder vom IMPP autorisiert noch mit diesem verbunden.