Kristallsand

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

Beschreibung

Kristallsand besteht aus 1 bis 3 µm – in einzelnen Fällen bis 40 µm – großen Kristallen. Sie haben die Form eines Tetraeders.

Kristallsand findet sich zumeist in den Vakuolen der Zellen in der Nähe von Leitbündeln von Pflanzen mit diffusen vaskularem Parenchym. 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 die Bedeutung von Fall zu Fall verschieden. Mögliche Theorien besagen unter anderem, dass die Kristalle eine Form der Zwischenlagerung für Calcium und Oxalsäure darstellen oder 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 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 die 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