Berührung mit Folgen: Brennnessel

Nicht nur ein Beitrag zum forschend - entwickelnden Unterricht.

Arbeitsschritte:

  1. Fragestellung

  2. Vermutung (Hypothese)

  3. Experiment/Untersuchung

  4. Beobachtung

  5. Ergebnis

  6. Überprüfung am Modell

  7. Endergebnis

Jeder hat es wohl schon erlebt: Beim Berühren von Brennnesselblättern kommt es zu unangenehmen Schmerzen und Hautrötungen. Wie kommt das eigentlich?

Fragen, die sich beim Betrachten eines Brennnesselblattes ergeben könnten:

1. Warum brennt es auf der Haut, wenn man eine Brennnessel berührt?
2. Die Blätter haben Zacken an den Rändern, an denen kann man sich verletzen. Sie enthalten einen Stoff, der die Haut verätzt.
3. Wir untersuchen die Blätter mit einer starken Lupe
4. Die Zacken sehen gar nicht so spitz aus, aber auf den Blättern sind Haare, die könnten etwas damit zu tun haben.

Zur Klärung hilft das Mikroskop:


Aufgabe: Mit einer Messerklinge werden einige Haare vorsichtig abgeschnitten. Das klappt am Besten am Stängel. In einem Wassertropfen werden die Haare untersucht.

Beobachtung: Die Haare sehen aus wie aus Glas, manchmal ist eine Luftblase darin. Unten sitzen sie auf einer Art Sockel der sich wie ein Gelenk hin und her bewegen lässt... (Vergrößerung: 40X)
Die Spitzen der Haare sind gar nicht richtig spitz, sie tragen kleine Köpfchen. Bei einigen Haaren sind sie abgebrochen und jetzt sind Luftblasen in den Haaren.
Wenn man die Haare berührt, brechen die Köpfchen ab, der Inhalt läuft heraus.

Antwort kommt von der Chemie:

Universalindikator zeigt Säuren und Laugen an 

Um zu prüfen, ob es wirklich eine Säure ist, drücken wir ein Stückchen Indikatorpapier auf ein Blatt. Das Testpapier ist mit Wasser angefeuchtet, dabei wird es grünlich.
(Grün bedeutet pH-7, also Neutral)


Jetzt gibt es gelbe Punkte auf dem Test-Papier, das bedeutet:
die Haare enthalten wirklich eine Säure. (Info: Es ist Ameisensäure und Histamin)

Modelle helfen beim Verstehen:


Vorbereitung:
In einer Gasflamme wird ein Glasrohr erwärmt, bis es weich wird. Es wird zu einer Spitze ausgezogen. Die Spitze wird zu geschmolzen und das weiche Glas am Ende etwas aufgeblasen - so wie ein Glasbläser das macht. Das ähnelt schon einem Brennhaar! Beim Berühren bricht die dünne Glaskugel schnell kaputt und eine sehr scharfe Spitze bleibt zurück.

Das Glasrohr wird am Ende mit einem Pipettenhütchen versehen, mit etwas Waser gefüllt und vorsichtig in einem Sockel aus Knete befestigt.

An diesem Modell kann man erkennen, dass das Gummihütchen beim Berühren des Glasröhrchens umgeknickt wird, dabei spritzt das Wasser heraus. Ob es das beim Brennhaar auch gibt?
Wie kommt die Flüssigkeit so schnell heraus, dass sie die Haut verletzt?
Es muss Druck in dem Haar entstehen, wie bei einer Injektionsspritze...

Noch einmal wird das Brennhaar im Mikroskop betrachtet,

diesmal sehen wir uns das untere Ende (Basis) an. Diese Stelle besteht aus großen Zellen, die recht elastisch sind. Sie funktionieren wie das Gummihütchen in unserem Modell.
Info: Es sind Drüsenzellen, die den Inhalt des Brennhaares herstellen, Histamin und Säure.

Zusammenfassung:

 Brennnesselblätter und Stängel tragen Haare, die glasartig hart sind und unten auf einem Sockel aus elastischen Zellen sitzen. Die Spitzen der Haare sind mit einem runden Köpfchen verschlossen. Beim Berühren bricht das Köpfchen ab und eine scharfe Bruchstelle bleibt zurück. Die scharfe Spitze verletzt die Haut. Gleichzeitig wird das Brennhaar umgebogen. Im unteren Teil (Basis) entsteht dabei ein leichter Druck, der den flüssigen Inhalt des Brennhaares herauspresst. Die Flüssigkeit enthält ein schwach saures Salz (Natriumformiat, ein Salz der Ameisensäure) und Histamin. Beide  Stoffe sorgen für eine heftige Hautreizung.

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