Kristallsand

Als Kristallsand werden kristalline Ablagerungen von Calciumoxalat bezeichnet, die in insgesamt 36 Familien der Bedecktsamer, vor allem aber in den Fuchsschwanzgewächsen, Rötegewächsen und Nachtschattengewächsen gefunden werden.

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Beschreibung

Kristallsand sind ca. 1 bis 3 µm große Kristalle, die in einzelnen Fällen jedoch bis 40 µm groß werden können. Sie haben die Form einer dreiseitigen Pyramide, die auf einer dreieckigen Basis sitzt.

In fast allen Fällen, in denen Kristallsand in Pflanzen festgestellt wurde, trat er in den Vakuolen von Zellen in der Nähe von Leitbündeln von Pflanzen mit diffusen vaskularem Parenchym auf. Seltener sind auch Kristalle außerhalb von Pflanzenzellen gefunden worden, so zum Beispiel im Grundgewebe der Hemlocktannen (Tsuga).

Welche Bedeutung die Calciumoxalat-Kristalle für das Pflanzenwachstum haben, ist nahezu ungeklärt. Höchstwahrscheinlich ist auch die Bedeutung von Fall zu Fall verschieden. Mögliche Theorien besagen unter anderem, dass die Kristalle eine Zwischlagerungsform für Kalzium und Oxalsäure darstellen oder aber dass sie als einfache Ablagerungsmöglichkeit für in anderen Formen als Zellgift wirkende Stoffe dienen. In einigen Wasserpflanzen könnten sie dazu dienen, die Bildung von Lufträumen zu unterstützen. Weiterhin könnte die Ausbildung von Kristallsand in einigen Pflanzen als Schutzmechanismus gegen Fressfeinde ausgebildet worden sein. So sollen die Ablagerungen einiger Aronstabgewächse (Araceae), vor allem von Tannia (Xanthosoma sagittifolium) beim Verspeisen ein unangenehmes Gefühl im Mund- und Rachenraum hinterlassen.

Erforschung

Kristallsand wurde bereits im 17. Jahrhundert durch Antoni van Leeuwenhoek nachgewiesen, die ersten mikroskopischen Beobachtungen wurden 1891 durchgeführt. Dabei fand man diese Kristalle in den Pflanzen Solandra grandiflora, Solandra guttata, Solanum auriculatum, Datura arborea und Iochroma tubulosum. Aktuelle Untersuchungen finden vor allem durch Lichtmikroskopie, Polarisationsmikroskopie und in neuerer Zeit auch durch Kristallstrukturanalyse und Rasterelektronenmikroskopie statt.

Literatur

• A. M. Cody und H. T. Horner: Analytical Resolution of the Crystalline Sand Pyramids. In: American Journal of Botany, Volume 72, Nummer 7, Juli 1985. Seiten 1149–1158. doi:10.2307/2443462
• H. v. Philipsborn: Über Calciumoxalat in Pflanzenzellen. In: Protoplasma, Volume 41, Nummer 4, Dezember 1952. Seiten 184–187. doi:10.1007/BF01254752
• Christina J. Prychid und Paula J. Rudall: Calcium Oxalate Crystals in Monocotyledons: A Review of their Structure and Systematics. In: Annals of Botany, Volume 84, 1999. Seiten 725–739. doi:10.1006/anbo.1999.0975

Weiterführende Literatur

• Avital Levy-Lior, Steve Weiner, Lia Addadi: Achiral Calcium-Oxalate Crystals with Chiral Morphology from the Leaves of Some Solanacea Plants, in: Helvetica Chimica Acta, 86:12, S. 4007–4017, 2003, doi:10.1002/hlca.200390334