Kristallen in planten

Introductie

In de meeste planten komen kristallen voor die uit calciumoxalaat bestaan en ze worden door een proces genaamd  biomineralisatie gevormd. Er wordt gedacht dat deze kristallen als opslagreservoir voor calcium dienen en dat ze tevens zorgen voor de opslag van giftige afvalstoffen (detoxificatie). Ook wordt vermoed dat de aanwezigheid van veel calcium oxalaat vraat tegengaat. De kristallen komen in een verscheidenheid van vormen voor en sommige vormen zijn karakteristiek voor bepaalde plantengroepen. Welke soorten kristallen er voorkomen verschilt tussen monocotyle (eenzaadlobbige) en dicotyle (tweezaadlobbige) planten. Calciumoxalaat kristallen worden al naar gelang hun vorm in vijf hoofdgroepen onderverdeeld, te weten drusen, styloiden, raphiden, kristalzand en prismatisch. Deze kristalvormen kunnen allen voorkomen in monocotyledonen. Raphiden komen het meest voor en ze hebben de vorm van naalden en zijn soms in bundels gerangschikt. Calciumoxalaat kristallen worden vaak gevormd in speciale cellen, idioblasten genaamd. In gepolariseerd licht microscopie zijn de kristallen in verschillende kleuren zichtbaar.

Dracaena marginata

Een interessante plant om calcium oxalaat kristallen in te observeren is Dracaena, een geslacht waartoe de Drakenbloedboom behoort. De Dracaena marginata bezit ik als kamerplant en hierin heb ik veelvuldig de kristallen bestudeerd. In de epidermis liggen talrijke prismatische kristallen die in gepolariseerd licht mooie kleuren geven, zoals in onderstaande afbeelding te zien is. Deze kristallen liggen niet in de cellen zelf maar daarbuiten (extracellulair). Tevens komen ook de intracellulaire naaldvormige raphiden voor in deze plant.

Prismatische calciumoxalaat kristallen in de epidermis van Dracaena marginata. Links gefotografeerd in gepolariseerd licht (objectief Leitz Pl Apo 25/0.65) en rechts in normaal doorvallend licht (objectief Carl Zeiss Neofluar 63/1.25).

Raphiden in Dracaena marginata. Links: fasecontrast opname met objectief Leitz EF Phaco-2. Rechts: helderveld opname met objectief Leitz Fluotar 40/0.70.

Tradescantia zebrina

In Tradescantia zebrina komen o.a. raphiden, styloiden en prismatische kristallen voor.

Prismatische kristallen (links) en styloiden (rechts) in Tradescantia zebrina. Objectief Leitz NPL Fluotar 25/0.55.

Links: als de naald van een aanwijsoculair, een solitair raphide kristal wijzend naar een groepje kleine styloiden (objectief Leitz 25/0.50). Middelste foto: styloiden (objectief Zeiss-Winkel 40/0.65). Rechts: styloiden in gepolariseerd licht gefotografeerd (objectief Carl Zeiss 63/0.80).

Andere planten

Hier worden afbeeldingen getoond van kristallen in een aantal andere plantensoorten.

Calciumoxalaat in de vorm van drusen in klimop (links) en styloiden in ui (rechts). Objectieven: Carl Zeiss Apo 40/1.0 (links) en Carl Zeiss Neofluar 25/0.60.

Prismatische kristallen in cellen van de binnenkant van een erwten-peul. Van links naar rechts gefotografeerd in helderveld belichting, schuine belichting en gepolariseerd licht. Objectief: Carl Zeiss 40/0.65.

Calciumoxalaat in een blad van Canna. Gefotografeerd met schuine belichting (links) en gepolariseerd licht (rechts). Objectief: Carl Zeiss Apo 40/1.0.

Literatuur

Pennisi SV, McConnell DB, Gower LB, Kane ME, Lucansky T. Periplasmic cuticular calcium oxalate crystal deposition in Dracaena sanderiana. New Phytol. 2001 Feb;149(2):209-218. doi: 10.1046/j.1469-8137.2001.00026.x. PMID: 33874631.

Pennisi, Svoboda V., Dennis B. McConnell, Laurie B. Gower, Michael E. Kane, and T. Lucansky. Intracellular Calcium Oxalate Crystal Structure in Dracaena Sanderiana. The New Phytologist 150, no. 1 (2001): 111–20.

Borrelli, Natalia & Benvenuto, M. & Osterrieth, Margarita. (2016). Calcium oxalate crystal production and density at different phenological stages of soybean plants (Glycine max L.) from the southeast of the Pampean Plain, Argentina. Plant biology (Stuttgart, Germany). 18. 10.1111/plb.12487.

Chairiyah, N., Harijati, N. and Mastuti, R. (2016) Variation of Calcium Oxalate (CaOx) Crystals in Po-rang Corms (Amorphophallus muelleri Blume) at Different Harvest Time. American Journal of Plant Sciences, 7, 306-315.