Tafel VII. Aufbau des Holzes, Kristallformen.
Historische schoolplaat over loofhout en kristallen in plantencellen
Tafel VII – Aufbau des Holzes, Kristallformen behoort tot de botanische onderwijsreeks Niemann-Sternstein, Pflanzenanatomische Tafeln. Deze zevende plaat bouwt rechtstreeks voort op de voorafgaande platen over vaatbundels, transportweefsels en houtanatomie. De aandacht verschuift hier naar de microscopische bouw van loofhout en naar kristallen die in plantencellen kunnen voorkomen.
De plaat bestaat uit vier figuren. De twee grote afbeeldingen bovenaan behandelen de anatomische bouw van het hout van de linde (Tilia cordata). Onderaan worden twee verschillende kristalvormen getoond: naaldvormige kristallen, zogenaamde raphiden, en een prismatisch kristal.
Onderaan staat de titel „Tafel VII. Aufbau des Holzes, Kristallformen.” Ook is de reeks aangeduid als „Niemann-Sternstein, Pflanzenanatomische Tafeln. 3. Auflage” en staat rechts Creutz’sche Verlagsbuchhandlung, Magdeburg vermeld.
Historische bronnen bevestigen dat de Pflanzenanatomische Tafeln van Niemann en Sternstein al in 1904 door Creutz in Magdeburg werden uitgegeven. De oorspronkelijke uitgave wordt in contemporaine vakliteratuur beschreven als gekleurde tekeningen naar microscopische preparaten.
Fig. 1 – Dwarsdoorsnede door het hout van de linde
De grote voorstelling linksboven is volgens het onderschrift een:
„Querschnitt durch das Holz der Linde (Tilia cordata)”
Het betreft dus een sterk vergrote dwarsdoorsnede door het hout van de winterlinde (Tilia cordata).
De afbeelding maakt direct duidelijk dat hout onder de microscoop geen homogene massa vormt. Het bestaat uit verschillende soorten cellen en weefsels die volgens herkenbare patronen zijn gerangschikt.
In de doorsnede zijn grote en kleinere celholten naast elkaar zichtbaar. Sommige cellen hebben relatief dunne wanden, andere zijn veel sterker verdikt. Daarnaast lopen duidelijk herkenbare banen door het houtweefsel.
Voor leerlingen was dit een fundamenteel inzicht: wat in een stuk hout met het blote oog als één materiaal verschijnt, blijkt microscopisch een uiterst complexe biologische constructie.
De microscopische structuur van loofhout
Bij bedektzadige houtige planten zoals de linde bestaat het secundaire xyleem uit verschillende gespecialiseerde celtypen. Daartoe behoren onder meer houtvaten, vezels en parenchymcellen.
De grotere open structuren in een dwarsdoorsnede kunnen tot de watergeleidende elementen van het xyleem behoren. Andere cellen dragen bij aan stevigheid, opslag en transport.
Juist de combinatie van deze celtypen onderscheidt loofhout anatomisch van het naaldhout dat op de voorafgaande Tafel V wordt behandeld. Daar werden onder andere de veel gelijkmatiger opgebouwde langgerekte elementen van het hout van Pinus sylvestris afgebeeld.
De serie maakte het daardoor mogelijk verschillende houttypen naast elkaar te bestuderen.
Fig. 2 – Tangentiale lengtedoorsnede door lindehout
Rechtsboven staat Fig. 2, die volgens het onderschrift een:
„Tangentialschnitt durch das Lindenholz”
voorstelt.
We kijken hier naar hetzelfde type plantenmateriaal vanuit een geheel andere richting. In plaats van een dwarsdoorsnede is het hout tangentiaal in de lengterichting doorgesneden.
Dat verschil is essentieel voor het begrijpen van houtanatomie. Een driedimensionaal weefsel kan er onder de microscoop totaal anders uitzien afhankelijk van de richting waarin het preparaat is gesneden.
In Fig. 2 verschijnen de houtcellen daarom als lange verticale structuren. Verschillende typen langgerekte elementen zijn door hun wandverdikkingen, vorm en interne tekening van elkaar te onderscheiden.
Waarom verschillende doorsneden van hout werden afgebeeld
De combinatie van Fig. 1 en Fig. 2 is didactisch zeer doelbewust.
Een leerling die alleen een dwarsdoorsnede bekijkt, kan gemakkelijk denken dat de vele ronde, ovale en hoekige structuren afzonderlijke gesloten cellen of openingen zijn. Door daarnaast een lengtedoorsnede te tonen, wordt zichtbaar dat sommige daarvan in werkelijkheid onderdelen zijn van langgerekte driedimensionale structuren.
Tafel VII leert daardoor niet alleen wat hout bevat, maar ook hoe microscopische preparaten moeten worden geïnterpreteerd.
Dat was een belangrijke vaardigheid binnen het plantenanatomische onderwijs.
De bouw van loofhout volgens Tafel VII
Tussen de twee bovenste afbeeldingen staat expliciet:
„Bau des Laubholzes.”
Daarmee wordt het centrale onderwerp van dit gedeelte van de plaat benoemd: de bouw van loofhout.
Dat maakt Tafel VII inhoudelijk tot een tegenhanger en voortzetting van Tafel V, waarop onder meer „Bau des Nadelholzes” wordt behandeld.
De makers van de reeks konden zo het anatomische verschil tussen naaldhout en loofhout systematisch aan leerlingen uitleggen. Het uiterlijk van een boom werd daarmee verbonden met de microscopische eigenschappen van zijn hout.
Fig. 3 – Naaldvormige kristallen of raphiden
Linksonder staat een opvallend eenvoudige voorstelling: één langgerekte plantencel die vrijwel geheel wordt ingenomen door een bundel evenwijdig liggende naaldvormige structuren.
Het onderschrift identificeert deze als:
„Nadelförmige Kristalle (Raphiden)”
Raphiden zijn bundels van zeer fijne, naaldvormige kristallen die in gespecialiseerde plantencellen kunnen voorkomen. Zij bestaan vaak uit calciumoxalaat.
Het voorkomen van calciumoxalaatkristallen in planten is een bekend anatomisch verschijnsel. De kristallen kunnen verschillende vormen aannemen, waaronder afzonderlijke prisma's, drusen en bundels van lange naaldjes.
Met Fig. 3 introduceert de schoolplaat dus een geheel ander aspect van de plantencel dan de houtstructuren erboven.
Kristallen als onderdeel van plantenanatomie
Voor de historische plantenanatomie waren kristallen belangrijke microscopische kenmerken.
Ze konden bij onderzoek van plantaardig materiaal worden herkend aan hun vorm, ligging en wijze van groepering. Verschillende planten en weefsels vertonen verschillende kristalvormen.
Het opnemen van kristallen in een reeks over plantenanatomie was daarom niet slechts decoratief. Leerlingen moesten leren dat een plantencel naast levende bestanddelen ook afzettingen en andere gevormde stoffen kan bevatten.
Dat sluit bovendien inhoudelijk aan op Tafel II – Bestandteile der Zelle und Zellprodukte, waarop verschillende producten en reservestoffen van plantencellen worden behandeld.
Fig. 4 – Prismatisch kristal in een plantencel
Rechtsonder staat Fig. 4. Hier is een langgerekte cel afgebeeld met daarin één groot, geometrisch gevormd kristal.
De tegenstelling met Fig. 3 is bewust gekozen. Waar Fig. 3 een hele bundel dunne naaldvormige raphiden toont, presenteert Fig. 4 één veel groter kristal met een duidelijk afgebakende vorm.
Rondom de kristalhoudende cel zijn groen aangegeven celstructuren zichtbaar. Daardoor blijft het kristal anatomisch ingebed in het plantenweefsel en wordt het niet als een los mineraal gepresenteerd.
Voor klassikaal onderwijs bood dit een directe vergelijking tussen twee sterk verschillende kristalvormen in plantaardig weefsel.
Van houtanatomie naar kristalvormen
Op het eerste gezicht lijken houtbouw en kristallen twee weinig samenhangende onderwerpen. Binnen de klassieke plantenanatomie passen ze echter goed bij elkaar.
Beide onderwerpen vereisen microscopisch onderzoek. Zowel de ordening van houtcellen als de aanwezigheid van kristallen wordt pas duidelijk wanneer plantaardig materiaal in dunne doorsneden wordt onderzocht.
Tafel VII is daarom in wezen een plaat over microscopische herkenningskenmerken van plantenweefsels.
Bovenaan leert de leerling een ingewikkeld weefsel interpreteren. Onderaan worden specifieke celinsluitsels geïsoleerd en sterk vergroot weergegeven.
Tafel VII als onderdeel van de Niemann-Sternstein-serie
De Pflanzenanatomische Tafeln werden samengesteld door Niemann en Sternstein en uitgegeven door Creutz in Magdeburg. Een bibliografische vermelding uit 1904 omschrijft de reeks als „Farbig ausgeführte Zeichnungen mikroskopischer Präparate” – gekleurde tekeningen van microscopische preparaten. De daarbij vermelde oorspronkelijke platen hadden een formaat van ongeveer 70,5 × 86,5 cm.
Een wetenschappelijke bibliografie uit hetzelfde jaar registreert Niemann und Sternstein, Pflanzenanatomische Tafeln, Magdeburg 1904, aanvankelijk als een uitgave met zes kleurendrukplaten.
Dat is voor deze Tafel VII bijzonder interessant. De vroege documentatie uit 1904 noemt namelijk zes platen, terwijl latere historische bronnen expliciet een verzameling van acht Niemann-Sternstein-wandplaten vermelden. Dat ondersteunt het beeld dat de reeks na de oorspronkelijke zes platen is uitgebreid.
De aanduiding „3. Auflage” op deze plaat laat bovendien zien dat de hier afgebeelde uitvoering tot een latere editie behoort.
Wetenschappelijke tekeningen naar microscopische preparaten
Een belangrijk gegeven uit de historische documentatie is dat de voorstellingen werden aangeduid als tekeningen van microscopische preparaten.
Dat verklaart de bijzondere grafische stijl.
De afbeeldingen zijn geen natuurgetrouwe foto's, maar zorgvuldig geselecteerde en vereenvoudigde weergaven. Celwanden worden met stevige contourlijnen getekend, verschillende weefsels krijgen eigen arceringen en kleine anatomische structuren worden vele malen vergroot.
De kleur wordt spaarzaam gebruikt. Groen verschijnt alleen waar het de herkenbaarheid van bepaalde celinhouden of weefsels ondersteunt. Het grootste gedeelte van de plaat bestaat uit zwart, grijs en de lichte achtergrond.
Deze vormgeving was bij uitstek geschikt voor klassikaal gebruik: wetenschappelijke details moesten vanaf meerdere meters afstand herkenbaar blijven.
Niemann-Sternstein en het microscopisch onderwijs rond 1900
Dat de platen werkelijk als hulpmiddel bij microscopisch onderwijs waren bedoeld, blijkt ook uit een begeleidende publicatie van G. Niemann uit 1904: Das Mikroskop und seine Benutzung im pflanzenanatomischen Unterrichte. Deze publicatie werd expliciet beschreven als een eerste inleiding in de microscopische techniek én als toelichting bij de plantenanatomische platen van Niemann en Sternstein.
Daarmee kunnen we de functie van Tafel VII nauwkeuriger plaatsen.
De schoolplaat verving de microscoop niet. Zij hielp de docent juist om leerlingen voor te bereiden op het bekijken en interpreteren van microscopische preparaten. Eerst kon een bepaalde structuur groot en overzichtelijk aan de wand worden bestudeerd; vervolgens kon hetzelfde anatomische principe in een werkelijk preparaat worden
gezocht.
Tafel VII als historisch document van botanisch onderwijs
Tafel VII vertegenwoordigt een onderwijspraktijk waarin waarnemen, vergelijken en herkennen centraal stonden.
Een leerling moest begrijpen dat lindehout er in dwarsdoorsnede anders uitziet dan in tangentiale lengtedoorsnede. Tegelijkertijd moest hij of zij leren dat binnen plantencellen karakteristieke kristallen konden voorkomen en dat ook hun vorm botanische informatie bevatte.
Daarmee gaat deze schoolplaat veel verder dan een eenvoudige illustratie van een plant. Zij visualiseert de plant als een complex microscopisch systeem.
Binnen de complete Niemann-Sternstein Pflanzenanatomische Tafeln vormt Tafel VII – Aufbau des Holzes, Kristallformen daarom een bijzonder onderdeel: een historische onderwijsplaat waarop de verborgen architectuur van loofhout en de geometrische wereld van plantaardige kristallen samenkomen.
De plaat is daarmee zowel een bron voor de geschiedenis van de plantenanatomie en microscopie als voor de geschiedenis van het natuurwetenschappelijk onderwijs aan het begin van de twintigste eeuw.