Fluoreszierende Nepenthes?!

[Andreas Fleischmann]

Hallo zusammen,

 

Ein Beitrag, den ich persönlich noch nicht so recht glauben mag:

http://www.bbc.co.uk/nature/21459520

 

Vor allem, weil ich weiß, dass Andreas Wistuba hier schon sehr viel mit UV-Spektren dokumentiert hat, und eigentlich nie ein UV-helles Peristom beobachtet hat. Andreas, was meinst du zu diesem Artikel? Hast du eine N. khasiana in deinem Gewächshaus, und kannst das einmal überprüfen?

 

Schöne Grüße,

 

Andreas

[Marc S.]

Hallo Andreas,

dann gibt dir vermutlich dieser Beitrag noch eine weitere Bestätigung, wenn es auch nicht bei allen Arten zu funktionieren scheint...

http://www.terraforums.com/forums/showthread.php?133411-Nepenthes-under-blacklights

 

Viele Grüsse

Marc

[Andreas Wistuba]

Hallo Andreas,

dann gibt dir vermutlich dieser Beitrag noch eine weitere Bestätigung, wenn es auch nicht bei allen Arten zu funktionieren scheint...

http://www.terraforums.com/forums/showthread.php?133411-Nepenthes-under-blacklights

 

Viele Grüsse

Marc

 

 

Hallo zusammen,

ich wäre insbesondere bei dem Terraforums Beitrag vorsichtig. 

Man muss sicherstellen, dass man nicht einfach die Reflexion des Schwarzlichts (dass ja gerade noch sichtbar ist) für Fluoreszenz hält.

D.h. man muss mit einer Wellenlänge beleuchten und diese Wellenlänge bei der Fotografie abfangen. Das hat mir gerade ein guter Bekannter erklärt, der sehr erfahren mit UV-Fotografie und UV-Messungen ist.

Er hat mir aber angeboten, das mit einer Kanne von mir zu überprüfen. Ich werde da im März mal hinfahren und bin sehr gespannt.

Grüße

Andreas 

[Andreas Wistuba]

Hallo zusammen,

 

Ein Beitrag, den ich persönlich noch nicht so recht glauben mag:

http://www.bbc.co.uk/nature/21459520

 

Vor allem, weil ich weiß, dass Andreas Wistuba hier schon sehr viel mit UV-Spektren dokumentiert hat, und eigentlich nie ein UV-helles Peristom beobachtet hat. Andreas, was meinst du zu diesem Artikel? Hast du eine N. khasiana in deinem Gewächshaus, und kannst das einmal überprüfen?

 

Schöne Grüße,

 

Andreas

 

Hallo Andreas,

ich hatte ja nur nach UV-Reflexion geschaut. Hier geht es ja um Fluoreszenz im sichtbaren Bereich.

Mir wurde bereits angeboten, das zu prüfen, da ich auch etwas skeptisch bin.

Ich bin gespannt und hoffe, im März Daten von eigenen Kannen zu haben.

Grüße

Andreas

[Siggi_Hartmeyer]

Die Fluoreszenz möglichst mit zwei unterschiedlichen UV-Wellenlängen testen,beispielsweise (Größenordnung) 250nm und 350nm. Solche umschaltbaren Lampen benutzten wir im Labor für Fluoreszenztests. Die Fluoreszenz mit einer Schwarzlichtlampe, deren Wellenlänge mit etwa 380nm gerade am Rand der Sichtbarkeitsgrenze von etwa 400nm liegt ergibt keine sehr eindeutigen Resultate, das habe ich bereits vor etwa einem Jahr gemeinsam mit Richard Bayerl flüchtig in unserem Gewächshaus an diversen Nepenthes und Drosera angeschaut.

Edited February 25, 2013 by Siggi_Hartmeyer

[Vince81]

Hello,

 

I would like to understand German, sorry for not being able to do so . My poor understanding of what is written here, thanks to Google Translate, doesn't allow me to comment properly your words.

 

Anyway, I would like to introduce a CPUK thread where I posted some pictures, using a blacklight :

http://www.cpukforum.com/forum/index.php?showtopic=48605&st=0&gopid=330955entry330955

 

I agree (what I have understood from) Andreas W. : I think that what I took in pictures was mainly reflection and not fluorescence on my tropical pitcher plants. But I used a simple blacklight. What I did wasn't rigorously comparable to the paper.

But the main highlight was the following pictures :

https://lh5.googleusercontent.com/-IO9wqDeOGIQ/USlbW7W4BLI/AAAAAAAACWI/q0-pyD3H3g8/s720/IMG_6295.jpg

https://lh6.googleusercontent.com/-BBudojuVUWs/USlbXwD9N0I/AAAAAAAACWQ/x-dWp5NSMts/s512/IMG_6297.jpg

 

As you can see, the D. scorpioides glowed in the dark while I lighted it using blacklight. Not the leaves which are purple, reflecting the visible part of the blacklight (from my point of view), but the stem's base of the plants.

As far as I know, this has never been seen, but it's pretty interesting. I would have loved to be in Southewest Australia right now .

 

Vincent

[jusch]

As you can see, the D. scorpioides glowed in the dark while I lighted it using blacklight.

Nice finding with D. scorpioides!

 

Good work!

[ThorstenW]

Hello Vincent!

 

Nice photos!

To me it looks like mainly the stipules/hairs of the stipules are fluorescent. I would guess this can be an protection against the UV-radiation especially during the australian summer when the leaves of the pygmy drosera die back and the stipules are protecting the "heart" of the plant. In this case the energy of the UV (or at least some of the energy)will be "used" by fluorescent molecules to generate this greenish,less energy rich light which is then emitted from the stipules and so the energy-rich UV may not damage the cells that much. I hope you understand my theory ;-)

I think the same therory is proposed for the fluorescence of scorpion-skin und UV-light, or better I got the idea for my "theory" from this "scorpion-theory".

 

Thorsten W

Edited February 26, 2013 by ThorstenW

[Siggi_Hartmeyer]

Da in Lörrach gerade die Messe "Euromin" stattfindet, besuchte uns gestern Richard Bayerl, der als Mineraloge natürlich eine hochwertige UV-Lampe (mit den zwei "Standardwellenlängen" 254 und 366 nm) und eine Schwarzlichtlampe (390 nm) besitzt und alles für eine Überprüfung des Fluoreszenzartikels mitbrachte. Die Schwarzlichtlampe mit Dioden hatten wir sogar vor einem Jahr schon mal mit sehr mäßigem Erfolg ausprobiert, weshalb auch wir erst einmal skeptisch waren. Das Resultat zusammengefasst: Tatsächlich fluoreszieren einige Peristome und Deckelunterseiten bei niedrigeren Wellenlängen (als Schwarzlicht) deutlich, den Artikel können wir also bestätigen (auch N. khasiana). Es fluoreszierte jedoch keiner unserer getesteten Sonnentau, mit Ausnahme der Haare von D. ordensis. Die Resultate schreiben wir mal zusammen für das Taublatt und bis dahin zeigen wir erstmal nur diese beiden Fotos, als Beleg für einen positiven Test (N. talangensis x truncata) und ein negatives Beispiel (N. jacqueliniae).

 

Ich möchte hinzufügen, dass die Fluoreszenz (besonders tagsüber) nicht der Grund für eine erhöhte Fangquote sein muss, sondern der Zucker, welcher offensichtlich mit einer fluoreszierenden Verbindung in den Nektarien gebildet wird. Diese Zuckerproduktion nimmt mit zunehmendem Alter ab, daher wäre es plausibel, wenn damit auch die Fluoreszenz abnimmt. Vorsicht mit 390 nm Schwarzlichtlampen, denn die emittieren auch sichtbares blau-violettes Licht, welches besonders von hellen Strukturen reflektiert wird. Letzteres ist jedoch keine Fluoreszenz sondern schlicht Reflexion.

Edited March 4, 2013 by Siggi_Hartmeyer

[Siggi_Hartmeyer]

Inzwischen geistern weltweit Bilder von "blau leuchtenden" Karnivorenfallen durch diverse Foren, die mit Geldscheintestern (390 nm) aufgenommen wurden. Einige davon sehen ja durchaus interessant aus, aber wie oben bereits erwähnt, das ist meistens Reflexion und keine Fluoreszenz.

 

UV/VIS-Spektroskopie war ein Teil meines Jobs als Laborgruppenleiter bei Sandoz (heute Clariant) in der Schweiz, dort war ich neben anderen auch zuständig für die Qualitätskontrolle der blau fluoreszierenden optischen Aufheller "Leucophor" (für die Papier- und Textilindustrie), daher kenne ich mich auf diesem Gebiet recht gut aus. Hier ist eine kurze Liste der UV/VIS-Wellenlängen für Interessierte:

Sichtbares Licht: 380 - 780 nm

(Nahes UV) UV-A: 380–315 nm

(Mittleres UV) UV-B: 315–280 nm

(Fernes UV) UV-C-FUV: 280–200 nm

(Vacuum UV) UV-C-VUV: 200–10 nm

Edited March 5, 2013 by Siggi_Hartmeyer

[Andreas Fleischmann]

Lieber Siggi,

 

Vielen Dank für deine hilfreichen Erklärungen und vor allem für deine eigenen Versuche! Das überzeugt mich dann schon eher Es scheint also wohl artspezifische Unterschiede zu geben, was die Fluoreszenz des Peristoms betrifft. Und wie du vermute ich, dass diese Fluoreszenz eher ein Nebeneffekt der Peristomoberfläche ist, und wohl nicht primär der Beuteanlockung dient.

Zum einen, weil ich bisher nur selten beobachtet habe, dass fliegende Insekten bei mir im Gewächshaus -sprich vor allem Fliegen- direkt das Peristom diverser Nepenthesarten angeflogen haben. Meist landen sie entweder auf dem Deckel, oder auf der Kannenaußenseite, von wo aus sie dann den Nektarspuren auf das Peristom folgen.

Zum anderen ist das natürliche Beutespektrum der wenigen daraufhin untersuchten Nepenthes sehr divers (zumindest wenn es sich nicht um Spezialisten wie N. albomarginata handelt), es werden meist sehr unterschiedliche Insekten in den Kannen gefunden. Und mir fällt immer wieder auf, wie wenig Blütenbesucher doch darunter sind (die ja eigentlich auf auffällige optische Reize am ehesten ansprechen sollten). Meist sind es Ameisen, Schaben, Käfer, Wespen, etc. Und die beiden ersteren orientieren sich, soweit mir bekannt ist, so gut wie gar nicht nach optischen Reizen, werden also wohl vor allem vom Nektar angelockt. Auch viele nachtaktive Insekten sind häufig Beute, und auch für die dürfte die Fluoreszenz eher eine geringe Rolle spielen.

Soweit ich mich erinnern kann, gibt es eine Untersuchung des natürlichen Beutespektrums von N. khasiana, da wäre es einmal interessant zu vergleichen, wieviele der Beutetiere denn überhaupt auf ein fluoreszierendes Peristom reagieren würden.

 

Schöne Grüße,

 

Andreas

[Siggi_Hartmeyer]

Lieber Andreas,

 

wir sind da offensichtlich einer Meinung. Die nur im Dunkeln sichtbare Fluoreszenz ist ja bei Sonnenschein wohl auch für Insektenaugen völlig überstrahlt und bei Mondschein dürfte das UV-Licht für die Anregung der Lumineszenz kaum ausreichen. Immerhin ist die Methode prima geeignet, um die Nektarien kontrastreich sichtbar zu machen und natürlich die Verbreitung des Zuckers auf der Falle. Es bleibt die Frage, woraus der fluoreszierende Bestandteil des Nektars besteht, eine bläuliche Lumineszenz zeigen optische Aufheller deren Basismoleküle aus Stilben und Triazin bestehen. Stilbenderivate werden doch auch in Pflanzen gefunden, ob auch in Nepenthes  kann ich nicht sagen.

 

Allfällige Unterschiede in der Fangquote mit und ohne Fluoreszenz, die laut Originalartikel ja beobachtet worden sein sollen, bedeuten ja nichts anderes, als mit und ohne Zucker. Denn da alle Bestandteile wasserlöslich sind, wird mit dem Abwaschen der fluoreszierenden Schicht für die Vergleichsversuche natürlich auch der Zucker entfernt. Letzteres erscheint mir als Erklärung für die schlechtere Fangquote wesentlich wahrscheinlicher, als eine bei Tageslicht unsichtbare Lumineszenz.

 

Auch die Fluoreszenz von Trichomen bei Drosera dient wohl kaum dem Beutefang, sondern hilft dabei (neben der direkten Reflexion) schädlicher UV-Strahlung durch Umwandlung in sichtbares Licht einen Teil der Energie zu nehmen.

 

Beste Grüße

Siggi

Edited March 5, 2013 by Siggi_Hartmeyer

[Mathias Scharmann]

Hi,

interessante Beiträge zum Thema, Siggi und Andreas! Auch ich konnte nicht anders als direkt eine Pflanze (N. veitchii x lowii) vor eine UV-Lampe zu halten (250 nm) - es war tatsächlich schwach bläulich während der Rest der Kanne, Blätter komplett dunkel blieben!

Zum Unterschied in der Fangrate wie im Artikel berichtet: Sie haben dort das Peristom mit einem Chloroform-Extrakt aus der Wachszone bestrichen. Chloroform ist nicht gerade harmlos für Pflanzenzellen - das Peristom wird also vermutlich über die Versuchsdauer abgestorben sein, wie auch in einer der Abbildungen an der "Verschrumpelung" erkennbar. Aber ein totes Peristom riecht anders, produziert keinen Nektar, ist nicht mehr glatt weil es einschrumpelt... logisch dass die Kanne da weniger fängt! Und UV Fluoreszenz scheint gar nicht so selten bei Pflanzen zu sein, z.B. in Weizenblättern: http://www.force-a.eu/an/fluorescence.html Ich bin skeptisch, ob die Fluoreszenz irgendwie mit der Fallenfunktion zu tun hat.

Viele Grüsse, Mathias

[Siggi_Hartmeyer]

Chloroform ist nicht gerade harmlos für Pflanzenzellen - das Peristom wird also vermutlich über die Versuchsdauer abgestorben sein, wie auch in einer der Abbildungen an der "Verschrumpelung" erkennbar. Aber ein totes Peristom riecht anders, produziert keinen Nektar, ist nicht mehr glatt weil es einschrumpelt... logisch dass die Kanne da weniger fängt!

 

Dieses Argument kommt sicher sehr erschwerend hinzu, danke für den Beitrag Mathias. Unsere voriges Jahr gekreuzten N. veitchii x lowii sind leider noch zu klein, aber wir haben bei unseren Versuchen auch eine große N. veitchii untersucht, die sowohl ältere, oben angetrocknete Kannen, als auch neuere funktionsfähige hat. Von diesen Kannen fluoreszierte keine einzige, wie das Foto zeigt. Damit man überhaupt etwas von der Pflanze erkennen kann, habe ich sie am nächsten Tag auch mit Normallicht geknipst. Zur Vollständigkeit auch nochmal die Fotos von N. jacqueliniae mit UV-Lampe und das dazugehörige Foto bei Tageslicht, damit der tatsächliche Zustand der Kannen sichtbar wird.

 

Bei diesem Stand der Diskussion ist es ja kein großes Geheimnis mehr: Man sollte nicht (wie im Originalartikel geschehen) nur die Peristome anschauen, sondern auch einen Blick unter die Deckel werfen, wo die Quelle der Fluoreszenz (Nektarien) besonders ausgeprägt und prima sichtbar ist: Da kann jeder sehen woher die Fluoreszenz stammt. Das entsprechende Bild unten zeigt N. mirabilis, angeleuchtet mit 366 nm Wellenlänge. Das Bild zeigt recht eindeutig, dass nicht das Pflanzengewebe fluoresziert, sondern nur die Zuckeragglomerate.

[Siggi_Hartmeyer]

Lieber Andreas,

 

hier noch ein konkreter Vorschlag zur Fluoreszenz des Nektars. Möglicherweise enthalten die positiv getesteten Nepenthes schlicht den gleichen oder ähnlichen Wirkstoff wie Sarracenia flava? Die enthalten im Nektar Coniin, welches betäubend auf Insekten wirkt und ausgesprochen kräftig bläulich fluoresziert. Daher ist mir auch ohne eigene Tests (wegen Winterruhe der Pflanzen) klar, dass auch Sarracenia unter UV-Licht leuchtet. Mit Deinen Möglichkeiten dürfte es doch ein Leichtes sein diese Verbindung im Nektar nachzuweisen oder auszuschließen. Leider bin ich inzwischen in Rente, mit den Möglichkeiten meiner ehemaligen Analytikabteilung wäre das eine Sache von 1-2 Tagen gewesen.

 

Noch eine Bemerkung: Auch Fingernägel fluoreszieren leicht bläulich. Blut ist sehr leicht und in kleinsten Konzentrationen mittels UV-Licht an Tatorten nachweisbar da es stark fluoresziert. Unter UV-Licht wird die Lumineszenz zwar durch die Epidermis der Haut absorbiert, die Fingernägel sind jedoch durchscheinend, weshalb das Blut in den Kapillaren darunter aufleuchtet und durchscheint. Ich kenne jedoch niemand, der bei Sonnenschein mit den Fingernägeln Insekten anlockt  :lolu: .

[Siggi_Hartmeyer]

Wer sich über Coniin bei Sarracenia informieren möchte, findet dazu ausführliche Informationen im berühmten Buch The Carnivorous Plants von Juniper, Robins, Joel und in der Originalpublikation zum Thema: Mody, N.V., Henson, R., Hedin, P.A., Kokpol, V. and Miles, D.H. (1976). Isolation of the insect paralyzing agent coniine from Sarracenia flava. Experimentia 32: 829-830.

 

Anmerkung: Bei Wikipedia (deutsch) wurde unter "Coniin" gestern oder heute der Hinweis auf "Gelbe Schlauchpflanze" entfernt, gleichzeitig wurde unter "Gelbe Schlauchpflanze" der Hinweis auf Coniin entfernt (inklusive des falschen Literaturverweises auf das Buch Karnivoren (Barthlott et. al. 2005) in dem nichts zum Thema zu finden ist. Der Verweis Coniine-Sarracenia flava steht aber immer noch in der englischen Wikipedia. Ja was geht da denn vor ? Offensichtlich ist das aktuelle Thema "in Arbeit"   :whistling: .

 

[Guest Martin Rümmler]

Die nur im Dunkeln sichtbare Fluoreszenz ist ja bei Sonnenschein wohl auch für Insektenaugen völlig überstrahlt...

 

Unabhängig davon, ob dieses Phänomen bei Nepenthes der Anlockung von Insekten dient oder nicht, aber Insekten sind doch durchaus in der Lage - selbst am helligten Tag - Signale im für uns nicht sichtbaren, ultravioletten Bereich wahrzunehmen, oder? Ist die Frage nicht eher, wie die Perzeption eines (Flug-)Insektenauges bei der für uns sichtbare Fluoreszenzemission funktioniert?

[Siggi_Hartmeyer]

Richtig, reflektiertes UV ist für viele Insekten attraktiv, z. B. reflektierende Muster wie "Landebahnen" auf Blüten, genau wie gelbe Farbe (gelbe Klebesticker in Gewächshäusern), gern mit kontrastierendem Rot dazwischen (oft bei Nepentheskannen), aber auch Weiß mit Anteilen an UV (Effekt optischer Aufheller). Bei Fluoreszenz wird aber gerade das attraktive Licht im UV-Bereich viel weniger reflektiert, stattdessen in sichtbares (hier bläuliches) Licht umgewandelt. Wäre diese bläuliche Farbe attraktiver als Gelb (oder UV), würde man wohl blaue Klebetafeln statt gelber verwenden und um Fluginsekten anzulocken wären gänzlich blaue Fallen bei Karnivoren wohl häufiger.

 

Momentan sollte erstmal geklärt werden, ob das bei Sarracenia fluoreszierende Coniin oder ein ähnliches Piperidinalkaloid auch bei Nepenthes zu finden ist und wenn nicht, welche pharmakologischen Eigenschaften die fluoreszierende Substanz der Kannenpflanzen hat. Besonders, wenn es z.B. eine dem Plumbagin oder Nepenthon verwandte Substanz wäre. Da viele aromatische Verbindungen in und an Pflanzen Fluoreszenz zeigen, ist der Vorgang eigentlich zu weit verbreitet, um darin jedesmal den Hauptgrund für das Vorhandensein der Verbindungen zu sehen, zumal gerade fluoreszierende aromatische Verbindungen meist auch pharmakologische Wirkung zeigen.