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Die morphologischen Besonderheiten zeigen deutlich, dass durch die verschiedenen Strahlendosen Veränderungen an den Gerstenpflanzen hervorgerufen wurden.
Die Samen, die bestrahlt wurden, wiesen in ihren Keimlingen und späteren Pflanzen verschiedene morphologische Besonderheiten auf, die sie nach längerer Beobachtungszeit von der nicht bestrahlen Gerste, hier STASI, unterschieden. Zwar war das Aussehen der Keimlinge teilweise noch identisch mit der unbestrahlten Gerstenpflanze, doch mit dem ersten Wachsen der Blätter waren leichte Veränderungen erkennbar, die sich zum Ende des Experiments ausprägten und somit größere Unterschiede zeigten.
Um eine Vermutung über die jeweilige Strahlendosis anstellen zu können, werden die Ergebnisse des Versuches nach verschiedenen Kriterien bewertet. Das Wachstum bzw. die Durchschnittshöhe der Pflanzen und die Durchschnittslänge der Blätter zu bestimmten Zeiten haben genauso Aussagekraft wie die Prozentsätze der Keimung sowie Aussehen, Größe und Auffälligkeiten der Blätter im Vergleich zu der unbestrahlten Gerste:
Wenn man das Wachstum der Pflanzen betrachtet, indem man ihre Größe mit den Aussagen des Schülerversuchs aus der Einstiegsliteratur zu den Strahlendosen vergleicht, wird der eventuelle Bereich, in der die Strahlendosis liegt, deutlich.
Die unbestrahlten Samen mit der Bezeichnung STASI dienen als Vergleich..
So keimten von den bestrahlten Samen die Samen mit dem Code 50N08E als erstes und wiesen im Vergleich zu den unbestrahlten ein geringeres Wachstum auf. Bezieht man sich nun auf die in dem Schülerversuch angegebenen Strahlendosen, müsste diese Samengruppe mit einer Bestrahlung von 10-100 Gy bestrahlt worden sein, da sie bis zur Beendung der Beobachtungszeit kleiner als die sogenannte unbestrahlte Kontrollpflanze war. Da sich das Wachstum der bestrahlten Pflanze jedoch in der zweiten Aussaat gering von dem der Kontrollpflanze unterschied, lässt sich vermuten, dass die Bestrahlungsdosis eher geringer war (Vgl hierzu Diagramm 2, S. 16).
Die Pflanzen, die aus den Samen mit der Bezeichnung 50N14E wuchsen, zeigten ein deutlich kleineres Wachstum als die Samen des Codes 50N08E und unterschieden sich sehr stark von dem Wachstum der Kontrollpflanze. So keimten sie in der zweiten Aussaat zwar früher als die Samen der Bezeichnung 50N08E, waren jedoch in ihrem Wachstum sehr langsam. Dies deutet auf eine vermutete Strahlendosis ab 300 Gy hin, da ihr Wachstum stark eingeschränkt war und sie sich in ihrer Größe sehr von der der Kontrollpflanze unterschieden.
Die anderen beiden Samen-Gruppen, die mit den Codes 50N30E und 50N20E versehene waren, unterschieden sich am stärksten von der Kontrollpflanze und auch von den anderen bestrahlten Pflanzen, da sie entweder kein Wachstum aufwiesen (50N20E) oder nur sehr gering (50N30E) wuchsen. Die Samen mit dem Code 50N30E lassen sich daher einer vermuteten Strahlendosis von ca. 500 Gy zuordnen, da sie ein extrem geringes Wachstum auswiesen, im Endstadium des Versuches lediglich die Größe des Keimlings der Kontrollpflanze hatte bzw. in der ersten Aussaat noch nicht einmal eine Keimung aufwiesen (Vgl. hierzu Diagramme 1 und 2 (S. 16) sowie 3 (S. 18 )).
Nach der Beobachtungszeit der einzelnen Pflanzen, in der sowohl die Keimungsrate, das Wachstum und die morphologischen bzw. anatomischen Besonderheiten betrachtet wurden, fällt besonders auf, dass bei den Samen mit dem Code 50N30E eine großer Unterschied zwischen der 1. und der 2. Aussaat liegt.
Beide Aussaaten sind unter den gleichen Bedingungen gewachsen. Der einzige Unterschied zwischen den Aussaaten liegt in der Art der verwendeten Blumenkästen. Die erste Aussaat wurde in Plastikblumenkästen angesät; die zweite Aussaat wurde in Tonblumenkästen angesät und wies ein deutlich höheres Wachstum auf. Dies liegt möglicherweise an der größeren Wasser und Luftdurchlässigkeit eines Tonpflanzgefäßes.
Gerade weil die Beschaffenheit der Blumenkästen der einzige Unterschied in den beiden Ansätzen war, lässt sich nur vermuten, das dies der Grund für das unterschiedliche Wachstum war.
Zwar würden die Keimungsrate von den Gruppen Stasi und 50N14E diese Vermutung bestätigen, doch dies ist reine Spekulationen und keine belegbare Tatsache, die das unterschiedliche Wachstum erklären könnte.
Ein Vergleich der Mikrophotos lässt keinerlei Beziehungen zwischen der vermuteten Strahlendosis und den Abbildungen erkennen, da die Zellstrukturen der einzelnen Pflanzen keine Unterschiede aufweisen.
Mit Ausnahme der Abweichungen, die sich durch nicht optimal dünne Längsschnitte ergeben haben, sind keine Veränderungen feststellbar (Vgl. hierzu Abb. 12 und Abb.13 - zwei Längsschnitte von identischen Pflanzen aus den jeweiligen Aussaaten im Vergleich. Da beide aus der selben Bestrahlungsgruppe stammen, müssten gleiche Veränderungen zu erkennen sein. Dies erklärt, dass die schwarzen Strukturen voraussichtlich nur von dem nicht optimalen Schnitt stammen können).
Unter dem Punkt "Anatomische Untersuchungsmethoden" wurde angegeben, dass sowohl Quer- als auch Längsschnitte angefertigt werden sollen; Querschnitte waren jedoch nur in einem Fall möglich. Da die Sprossachse aus den Blättern der Gerstenpflanze besteht und diese Struktur sich durch den Querschnitt immer "entrollt" hat, konnten nur Längsschnitte der Sprossachse und des Blattes angefertigt werden.
Jedoch gelang es bei einer Pflanze aus der zweiten Aussaat mit dem Codenamen STASI, einen Querschnitt der Sprossachse anzufertigen; in der Abb. 14 sind daher leichte Zellstrukturen zu sehen..
Auch wenn in der Literatur keine Angaben zu finden waren, welche morphologischen Besonderheiten außer dem Wachstum durch die Bestrahlung der Samen entstehen, lässt sich anhand des Aussehens der Pflanzen und der durch die Einstiegsliteratur zugeordneten Bestrahlungsdosen ein vager Zusammenhang zwischen Strahlendosis und morphologischen Besonderheiten ziehen.
So wiesen die zwei Samengruppen (50N08E und 50N14E), deren Strahlendosis vermutlich im Strahlungsbereich von ca. 10 Gy bis 300 Gy liegt, eine größere Anzahl von Blättern auf als die der Kontrollpflanze, die nur zwei Blätter besaß. Ebenfalls unterschieden sich ihre Keimlinge leicht bis etwas stärker von denen der Kontrollpflanze, da sie ein breites, nicht aufgerolltes Blatt hatten. Rein farblich gesehen, wiesen sie keine erkennbaren Unterschiede auf.
Die Pflanzen, die vermutlich einer Strahlendosis von 300 Gy ausgesetzt waren (50N30E und 50N20E), besaßen nur ein Blatt und auch ihre Keimlinge unterschieden sich von denen der Kontrollpflanze. So waren sie zwar leicht eingerollt wie die der Kontrollpflanze, hatten aber ein recht spitz zulaufendes Blatt und sahen leicht "krüppelig" aus. Ebenfalls waren sie nicht klar grün, sondern wiesen ein eher dunkles Grün auf.
Obwohl die bestrahlten Gerstensamen morphologische Besonderheiten aufwiesen, waren in der Betrachtung der anatomischen Unterschiede zwischen den bestrahlten und den unbestrahlten Pflanzen keine Unterschiede zu erkennen.
Da jedoch die morphologischen Veränderungen auf eine Schädigung durch die radioaktive Bestrahlung im Zellinneren schließen lassen und durch das Lichtmikroskop keine Unterschiede erkennbar sind, liegen eventuell Schäden am Zellkern oder an den Genen vor. Diese Schäden wären erst durch ein Elektronenmikroskop erkennbar und somit nicht zu beurteilen. Aus diesem Grunde kann man davon ausgehen, dass zwar Veränderungen vorhanden sind, mit den zur Verfügung stehenden Materialien jedoch nicht feststellbar waren.
Zusammenfassung
Die Auswirkungen radioaktiver Strahlung auf Pflanzen und in der vorliegenden Arbeit konkret die Untersuchung radioaktiv bestrahlter Gerstensamen wurde anhand eines Vergleichs von morphologischen und anatomischen Besonderheiten bestrahlter und nicht bestrahlter Gerstensamen durchgeführt.
Die morphologischen Besonderheiten wie Wachstum und Keimung sowie Aussehen, Größe und Auffälligkeiten der Blätter im Vergleich zu der unbestrahlten Gerste zeigen deutlich, dass durch die verschiedenen Strahlendosen Veränderungen an den Gerstenpflanzen hervorgerufen wurden. Anhand der aus einem Feldversuch bekannten Tendenzen bezüglich des Wirkungsgrades der jeweiligen Bestrahlungsdosen konnten Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Gerstensamensorten und den verwendeten Strahlendosen aufgezeigt werden.
Die anatomischen Besonderheiten hingegen ergaben keine konkreten Aussagemöglichkeiten. Die unter dem Lichtmikroskop feststellbaren Veränderungen konnten keine Zusammenhänge im Sinne der Themenstellung aufzuzeigen. Hier hätte möglicherweise die Untersuchung unter einem Elektronenmikroskop weitere Erkenntnisse gebracht.
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