Der Baum

Quelle, vollständig übernommmen von: http://www.holzwurm-page.de | © 2008 | Michael Finger

Der Wald, das grüne Drittel der Bundesrepublik, besteht aus schätzungsweise 30 Milliarden Bäumen. Jeder einzelne stellt ein einzigartiges Wunderwerk der Natur dar. Der Baum produziert seine Biomasse, wie alle grünen Pflanzen, praktisch aus dem „Nichts“, nämlich vor allem aus Kohlendioxid, Wasser und Sonnenenergie. Tagsüber nehmen die Blätter das Kohlendioxid aus der Luft auf und produzieren daraus mit Hilfe des Chlorophylls Traubenzucker, der als Energiequelle und Baustoff für weitere chemische Prozesse benötigt wird. Durch Verkettung der Zuckermoleküle entsteht beispielsweise Zellulose, der Hauptbestandteil von Holz. Als „Abfallprodukt“ wird dabei noch Sauerstoff freigesetzt. Eine 100jährige Eiche mit 130.000 Blättern, ihren biologischen Solarzellen, bindet jährlich rd. 5.000 Kilogramm Kohlendioxid zu organischen Substanzen wie Holz, Blätter und Rinde und gibt dabei bis zu 4.500 Kilogramm Sauerstoff ab; das ist der Jahresbedarf von elf Menschen. Gleichzeitig arbeitet der Baum wie eine Klimaanlage. Die Wurzeln der genannten Eiche saugen jährlich etwa 40.000 Liter Wasser aus dem Boden, das die Blätter wieder „ausschwitzen“. Die dabei erzeugte Verdunstungskälte sorgt dafür, dass es im Wald selbst an heißen Sommertagen angenehm kühl ist. Außerdem filtert sie im Jahr etwa eine Tonne Staub und Schadstoffe aus der Luft, wirkt also wie ein überdimensionaler Staubsauger. Diese an sich positive Klimawirkung stellt bei zu hohem Stoffeintrag jedoch ein erhebliches Problem für das Waldökosystem dar.

Die Hoftüpfel sind für den Transport der Nährstoffe von Zelle zu Zelle verantwortlich, während durch die größeren Fenstertüpfel die Nährstoffe von Holzstrahlen zu den Tracheiden geleitet werden. Die Tüpfel sichern somit die Verbindung von Zelle zu Zelle. Man kann sie auch als kleine Ventile betrachten, die durch Membranen bei Bedarf geöffnet oder geschlossen werden. Die Funktionsfähigkeit der Tüpfel spielt später beim Austrocknen des Holzes sowie beim Eindringen der Holzschutzlösung eine große Rolle. Nicht umsonst lässt sich Fichtenholz schwer tränken, weil die meisten Tüpfel verstopft sind. Die Bilder unten erklären die Funktionsweise. Die Darstellung ist etwa300fach vergrößert.

	Querschnitt: Schnitt durch eine Zelle mit Hoftüpfel. Schön zu sehen ist wie der Torus in elastischer Aufhängung an der Margo (Membran) hängt.
	offen: Der Torus steht zwischen den beiden Zellwänden der Zellen. Der Nähstofftransport ist in dieser Stellung in beiden Richtungen möglich.
	geschlossen: Das Höftüpfel liegt gegen den Wanddurchbruch (Porus) der Zellwand und unterbricht damit den Nährstofftransport.

Links im Bild sieht man eine Holzfaser, die aus Übereinanderlagerung von Zellgefäßen besteht. In der Mitte ist ein Faserbündel zu sehen, diese besteht aus mehreren Fasern. Mehrere Faserbündel ergeben das Holzgewebe.

Zusammenfassend ist zu sagen, das Holzfasern durch die Überlagerung von langgestreckten Zellen gebildet, die miteinander in Verbindung stehen, und die wiederum Ausgangspunkt für Faserbündel und Gewebe sind. Die Fasern bestimmen die Holzmaserung und somit die besondere Charakteristiken eines Baumes.

Rechts in der schematischen Darstellung sieht man ein Holzgefäß (Leitgefäß) das die Aufgabe hat, den Pflanzensaft mit den für die Ernährung der Zellen wichtigen Substanzen zu transportieren.

Die Holzgefäße sind im Leitgewebe des Holzes äußerst wichtig, denn Sie transportieren Mineralstoffe und weitere Elemente mit denen das Wasser angereichert ist von der Wurzel aus dem Boden zu den Blättern. Wo es durch die Photosynthese mit Nährstoffen angereichert wird. Dieser Kreislauf schließt sich wenn der so aufbereitete absteigende Saft über die Siebzellen im Bast nach unten transportiert wird und im ganzen Baum verteilt wird, um in zu speichern oder neues Gewebe zu bilden.

Die Nadelholzarten haben schon vor langer Zeit ihren heutigen Entwicklungstand erreicht und ihn trotz der starken veränderten Lebensbedingungen beibehalten. So ist Holz aus Braunkohlenlagern von solchem der gleichen heute lebenden Art kaum zu unterscheiden. Nadelholz¹⁾. Bei ihnen fehlen die für Laubholz typischen Gefäße (Poren).Quelle www.holzwurm-page.de)) besteht aus nur zwei Zellarten, nähmlich aus Tracheiden²⁾ und Parenchymzellen³⁾

Die größte Bedeutung haben die Tracheiden, die im Durchschnitt zu 90% am Aufbau des Nadelholzes beteiligt sind. Man kann sie als Urform der Holzzellen bezeichnen. Die Tracheiden sind röhren- oder faserförmige, stets geschlossene Zellen. Sie verlieren sehr bald nach ihrer Bildung die Merkmale lebender Zellen. Ihre Länge beträgt 0,5…5 mm und schwankt innerhalb des einzelnen Baumes. So nimmt sie z.B. bei Fichte⁴⁾ und Kiefer vom 1. bis zum 50. Jahrring⁵⁾ und darüber zu, um dann mehr oder weniger konstant zu bleiben. Gleichzeitig ist die Länge der Tracheiden von der Höhe abhängig, und zwar derart, daß sie vom Stammfuß zur Stammitte zu- und zur Krone hin wieder abnimmt. Die Tracheiden sind infolge Spitzenwachstums etwas länger als die Kambiummutterzellen. Außerdem ermöglichen die Spitzen ein gegenseitiges Verkeilen der Zellen. Bei verschiedenen Exemplaren der gleichen Holzart weisen die langsamer gewachsenen Tracheiden eine größere, die schneller gewachsenen eine kleinere Faserlänge auf, Der größeren Faserlänge entspricht im allgemeinen ein größerer Durchmesser. Er ist bei Früh- und Spätholztracheiden verschieden. Das Verhältnis von Länge und Durchmesser schwankt im Intervall von 25:1 bis 1000:1, am häufigstem liegt es bei etwa 100:1. Der tangentiale Durchmesser, d.h. der in Richtung der Jahrringe liegende Durchmesser, verändert sich gegenüber den Kambiummutterzellen wenig, der radiale wird mehr oder weniger erweitert. Die Tracheiden erscheinen im Nadelholz als zwei unterschiedliche Zellformen.

Die Frühholztracheiden sind der guten Wasserleitung wegen dünnwandig und weitlumig. Ihre Spitzen sind tangential⁶⁾ meißelförmig zugespitzt, radial⁷⁾ aber im allgemeinen abgerundet. Ihre Länge liegt in dem oben angegebenen Bereich, ihr tangentialer Durchmesser beträgt etwa 40 µm, der radiale 35..55µ (1µm=1/1000mm). Der Querschnitt⁸⁾ ist vier- bis sechseckig. Die radialen Seiten der Entflächen haben im Verhältnis zur Fasermitte sehr viele kreisförmige Durchlaßstellen zur nächsten Zelle⁹⁾, sogenannte Tüpfel¹⁰⁾, die einen intensiven Stoffaustausch von Zelle zu Zelle ermöglichen. Die Tüpfel sind im allgemeinen nur in einer Reihe, selten - besonders bei Gebirgshölzern - in zwei Reihen angeordnet. Durchschnittlich kommen etwa 100 Tüpfel je Seite vor.

Die Spätholztracheiden sind dickwandig, englumig und ebenso lang wie die Frühholztracheiden. Ihre Enden sind allseitig zugespitzt und greifen keilartig ineinander, wodurch sich die Festigkeit¹¹⁾ erhöht. Der tangentiale Durchmesser der Spätholztracheiden beträgt 30 µm, der radiale 20…25 µm. Damit hat der Querschnitt einer Spätholztracheide im allgemeinen die Form eines Rechtecks, dessen Längsseite parallel zur Richtung des Jahrrings verlaufen. Aus diesen Maßen ergibt sich, daß die Spätholztracheiden radial abgeplattet sind. Tüpfel sind nur spärlich, etwa 10…50 Sück, und nur verkümmert als schräge Spalten vorhanden, da ihre Funktion in den Spätholztracheiden von untergeordneter Bedeutung ist.

Die Parenchymzellen sind lebende Zellen, die in den horizontal vom der Stammmitte nach außen laufenden Markstrahlen¹²⁾ konzentriert sind. Der Querschnitt dieser Zellen ist hinsichtlich ihrer Höhe und Breite mehr oder weniger gleich (isodiametrisch). Die Aufgabe der Markstrahlen besteht in der Querleitung und Speicherung der Nährstoffe¹³⁾

Am Beispiel des Eichenholzes zeigt sich unter der Lupe, daß der Jahrring am Anfang mit vielen Röhrchen beginnt. Die Erklärung ist einfach: Der für die Laubbildung im Frühjahr besonders starke Safttrieb führt im Splintholz durch diese Röhrchen, die man als Tracheen oder Poren bezeichnet. Im Laufe des Sommers genügen dann wenige Tracheen. Bei Eichenholz und anderen Hölzern sind verhältnismäßig große Poren ringförmig angeordnet (ringporig), während sich bei der Buche und anderen Laubhölzern kleine Poren über die ganze Zuwachszone zerstreut befinden (zerstreutporig). Es wird bei der Holzbestimmung außerdem noch „grobporig“ und „feinporig“ unterschieden.

Die typischen Merkmale des Laubholzes sind am besten am Eichenholz zu erkennen. Der äußere Holzgürtel ist das Splintholz , während der zur Markröhre liegende Innenteil als Kernholz bezeichnet wird.

Die Jahrringe der Kiefer nicht durch einen Ring von Poren¹⁴⁾ voneinander getrennt wie der Eiche, sondern hier zeigt sich das im Frühjahr bis in den Sommer hinein gewachsene Holz¹⁵⁾ -das Frühholz¹⁶⁾ - farblich heller. Zudem ist es weicher und lockerer im Aufbau. Das im Spätsommer bis in den Herbst hinein gewachsene Holz -das Spätholz¹⁷⁾ - ist wesentlich härter¹⁸⁾, fester und von dunklerer Farbe¹⁹⁾ .

Der Stamm²⁰⁾ eines Baumes wird gebildet von lebenden und nicht lebenden Rinden- und Holzbereichen. Die äußerste Schicht ist Kork²¹⁾, der den Baum vor Beschädigung schützt, Wasserverlust verhütet und gegen Hitze und Kälte abschirmt. Neue Korkschichten bildet das Korkkambium. kork und Korkkambium umfassen die Außenrinde. Unter der Außenrinde liegt das Phloem (Innenrinde oder Bast²²⁾). Diese Schicht verteilt die Assimilationsprodukte der Blätter im Baum. Die absterbenden Teile verstärken die Außenrinde. Das Gefäßkambium ist meist nur eine Zelle²³⁾ dick, aber es ist die lebensspendende Schicht des Stammes. Durch Teilung bildet es neue Bastzellen nach außen und neue Holzzellen nach innen. Die Masse des Baumes besteht aus Holz²⁴⁾ und Xylem²⁵⁾ . In seiner äußeren Schicht (Splint²⁶⁾) befinden sich röhrenförmige Zellen, die Wasser und gelöste Nährstoffe²⁷⁾ aus dem Boden von der Wurzel zu den Blättern leiten. Jedes Jahr wird ein neuer Ring von Splintzellen (der Jahrring²⁸⁾) durch das Kambium²⁹⁾ hinzugefügt. In entsprechendem Ausmaß verlieren innere Splintschichten ihre wasserführende Aufgabe und werden sozusagen „ Mülleimer“ der Pflanze. Verschiedene Abfallprodukte des Stoffwechsels werden in den Zellen und Zellwänden abgelagert. So bildet sich eine zentrale Säule von Kernholz³⁰⁾, die dem Baum wie ein Rückgrat halt gibt und bei vielen Holzarten auch anders gefärbt ist als der Splint.

Oben ist der Zellaufbau des Laubholzes, als Beispiel eine Eiche. Der Aufbau ist etwa 20fach vergrößert. Die Fasern sind ineinander verkeilt, Poren und Markstrahlen angeschnitten.

oben ein Jahrring der Kiefer, etwa 15fach vergrößert. Frühholz hat große, dünnwandige Zellen. Spätholz hat kleine, dickwandige Zellen.

Ein Gerüst vorwiegend aus Pektin verbindet die Zellwände gleitend miteinander: Der Baum kann sich biegen. Die Fäserchen, aus denen die Zellwände zusammengesetzt sind, Fibrillen genannt, haben in jeder dieser Schichten eine andere Lage: In der Primär schicht liegen sie ungeordnet durcheinander, in der äußeren und inneren Sekundär schicht sehr flachliegend und in der mittleren Sekundär schicht steil aufgerichtet. Die unterschiedliche Faserrichtung im Feinbau der Zellen gibt dem Holz die Festigkeit.