Conclusions
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1.
The studies described here are characterized by the employment of a new method for swelling cellulosic walls, namely, previous nitration of the wall and attack, by a number of well known neutral solvents, of the nitrocellulose formed. Without any risk of hydrolysis one may then vary the swelling agents and obtain very instructive patterns; these patterns have been compared with those obtained by swelling native or bleached cellulose in Schweitzer’s reagent.
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2.
The cuticle and the middle lamella, both rich in pectic substances, are not the only layers of the wall of fibers which are resistant to swelling agents. Other strata, of a purely cellulosic nature, show a relatively slight solubility and can therefore be made evident.
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3.
These resistant cellulosic strata, showing an annular or spiralled structure, may exist in these materials in the form of collars or helicoidal filaments until the swelling and diffluence of the other elements of the wall are more or less compelete.
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4.
The resistant cellulosic strata form the primary wall of the fibers and in grass fibers make up, in addition, an internal sheath immediately surrounding the lumen. Moreover, in cotton fibers these resistant cellulosic strata are sometimes observed in the thickness of the secondary wall.
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5.
The structure of the walls in fibers as well as the homologies between the different elements making up these walls has been examined in the light of the facts previously established.
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6.
Comparative examination of diverse materials (cotton, flax, ramie, grass fibers) reveals very important differences in wall structure. A general study of the variations of structure of the walls of fibers according to the different systematic groups would certainly be of great interest.
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7.
A relation seems to exist between the formation of annular or spiralled ornaments in the wall of wood cells and the presence in this wall of a weave analogous to that revealed in the primary wall of fibers.
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Bibliography
Aisslinger, H. Beiträge zur Kenntnis wenig bekannter Pflanzenfasern. Diss. Zürich, 1907.
Ambronn, H. Über Gleitflächen in Zellulosefasern. Koll. Zeits. Erg.36: 119–131. 1925
Anderson, D. B. A microchemical study of the structure and development of flax fibers. Am. Jour. Bot.14: 187–211. 1927.
— andKerr, T. Growth and structure of cotton fiber. Ind. Eng. Chem.30: 48–54. 1938.
— andMoore, J. H. The influence of constant light and temperature upon the structure of the walls of cotton fibers and collenchymatous cells. Am. Jour. Bot.24: 503–507. 1937.
Bailey, I. W. andKerr, T. The visible structure of the secondary wall and its significance in physical and chemical investigations of tracheary cells and fibers. Jour. Arn. Arb.16: 273–300. 1935.
— andVestal, M. R. The orientation of cellulose in the secondary wall of tracheary cells. Jour. Arn. Arb.18: 185–195. 1937.
Balls, W. L. The existence of daily growth-rings in the cell wall of cotton hairs. Proc. Royal Soc. B.90: 542–555. 1919.
— The determiners of cellulose structure as seen in the cell wall of cotton hairs.-Ibid. 95: 72–89. 1923.
— andHancock, H. A. Further observations on cell wall structure as seen in cotton hairs.-Ibid. 93: 426–439. 1922.
Barrows, F. L. Lamellate structure of cellulose membranes in fibers. Contr. Boyce Thomp. Inst.11: 161–179. 1940.
Bright, T. B. The microscopical examination of damaged cotton hairs by the Congo red test and the swelling test of Fleming and Thaysen. Jour. Text. Inst.17: T396-T404. 1936.
Calvert, M. A. andSummers, F. The swelling of raw cotton hairs during mercerization without tension. Jour. Text. Inst.16: T233-T268. 1926.
Compton, J. On the behavior of plant fibers dispersed in cuprammonium hydroxide solution. Contr. Boyce Thomp. Inst.10: 57–70. 1938.
Correns, C. Zur Kenntnis der inneren Struktur der vegetabilischen Zellmembran. Jahrb. Wiss. Bot.23: 254–338. 1892.
Cramer, C. Ueber das Verhalten des Kupferoxydammoniaks zur Pflanzenzellmembran, zu Stärke, Inulin, zum Zellenkern und zum Primordialschlauch. Jour. Prakt. Chem.73: 1–64. 1858.
Crum, W. On the manner in which cotton unites with colouring matter (Third Memoir). Jour. Chem. Soc.16: 404–414. 1863.
Dauphiné, A. andRivière, S. Les tubes criblés de l’embryon et leur mise en évidence. Rev. Gén. Bot. 1940.
Denham, H. J. The structure of the cotton, hair and its botanical aspects. II. The morphology of the wall. Shirley Inst. Mem.2: 61–88. 1923.
Farr, W. K. The chemistry of cellulose. Textile Res.6: 518–520. 1936.
—. Behavior of the cell membrane of the cotton fiber in cuprammonium hydroxide solution. Contr. Boyce Thomp. Inst.10: 71–112. 1938.
—. The microscopic structure of plant cell membranes in relation to the micellar hypothesis. Jour. Phys. Chem.42: 1113–1124. 1938.
— andClark, G. L. Cotton fibers. II. Structural features of the wall suggested by X-ray diffraction analyses and observations in ordinary and plane-polarized light. Contr. Boyce Thomp. Inst.4: 273–296. 1932.
— andEckerson, S. H. Formation of cellulose membranes by microscopic particles of uniform size in linear arrangement. Contr. Boyce Thomp. Inst.6: 189–202. 1934.
—. Separation of cellulose particles in membranes of cotton fibers by treatment with hydrochloric acid. Contr. Boyce Thomp. Inst.6: 309–313. 1934.
— andSisson, W. A. X-ray diffraction patterns of cellulose particles and interpretations of cellulose diffraction data. Contr. Boyce Thomp. Inst.6: 315–321. 1934.
Frey, A. Die submikroskopische Struktur der Zellmembranen. Eine polarisationoptische Studie zum Nachweis der Richtigkeit der Mizellartheorie. Jahrb. Wiss. Bot.65: 195–233. 1926.
—, Der submikroskopische Feinbau der Zellmembranen. Naturwiss.15: 760–765. 1927.
Frey-Wyssling, A. Die Stoffausscheidung der höheren Pflanzen. 378 p. 1935.
—, Der Aufbau der pflanzlichen Zellwände. Protoplasma25: 261–300. 1936 (1).
—, Bemerkungen zur Arbeit “Weitere Untersuchungen über das Hautsystem pflanzlicher Fasern und Haarë” von Max Lüdtke. Planta25: 788–790. 1936 (2).
Frey-Wyssling, A.. Submikroskopische Morphologie des Protoplasma und seiner Derivate. Protoplasma Monogr., 15. 317 p. 1938.
Griffioen, K. Über Quellungsbilder verschiedener Faserarten und deren Bedeutung für die Faserstruktur. Planta24: 584–601. 1935.
Haller, R. Oxycellulosebildung und histologischer Aufbau der Baumwollfaser. Helv. Chim. Acta.14: 578–593. 1931.
—, Der histologische Aufbau der Baumwollfaser.-Ibid. 16: 383–392. 1933.
—, Zur Frage der Existenz von Querelementen innerhalb der naenativen Gespintsfasern.-Ibid. 18: 800–807. 1935.
Herzog, A. Ueber das mikroskopische Verhalten der Baumwolle, in Kupferoxydammoniak. Kunststoffe1: 401–404, 424–427, 443–445. 1911.
—, Mikroskopische Studien über Baumwolle. Chem. Zeit.38: 1089–1091, 1097–1100. 1914.
Hess, K. Zur Frage des Aufbauspflanzlicher Zellmembrane. Biochem. Zeit.203: 409, 420. 1928.
— andSchultze, G. Über die präparative Abscheidung von Cellulose Krystallen aus Bastfasern (I. aus Ramiefasern). Ann.456: 55–68. 1927.
— andTrogus, C. Zur Kenntnis der Vorgänge bei der Auflösung von Zellulose in Kupferoxydammoniak. Faserforschung7: 205–289. 1929.
—et al. Über Quellungserscheinungen an Zellulosefasern. Koll. Zeits.51: 89–96. 1931.
—et al. Untersuchungen über die Bildung der pflanzlichen Zellwand. Planta25: 419–437. 1936.
Höppler, K. Rheometrie und Kolloidik des Systems Natriumzellulose-glycolatwasser. Koll. Zeits.98: 348–358. 1942.
Kaufmann, C. andLehmann, E. Über den histochemischen Fettnachweis im Gewebe. Virchow’s Archiv270: 360–398. 1928.
Kerr, T. The structure of the growth rings in the secondary wall of the cotton hair. Protoplasma27: 229–241. 1936–37.
— andBailey, I. W. The cambium and its derivate tissues. X. Structure, optical properties and chemical composition of the so-called middle lamella. Jour. Arn. Arb.15: 327–349. 1934.
Korn, R. Technisch-mikroskopische Unterscheidung einiger Fasern. Ver. Ang. Bot.7: 189–234. 1910.
Lison. Sur la recherche histochimique des oxydases par la réaction du bleu d’indophénol. Le cas des lipides. Bull. Soc. Chim. Biol.18: 185–189. 1936.
Lüdtke, M. Zur Kenntnis der pflanzlichen Zellmembran. Ann.466: 27–58. 1928.
— Ueber die Organisation der pflanzlichen Zellmembran. Cellulose Chemie13: 169–176. 1932;14: 1–8. 1933.
—, Werden und Organisation der pflanzlichen Zellmembran. Protoplasma22: 457–488. 1935.
— Weitere Untersuchungen über das Hautsystem pflanzlichen Fasern und Haare. Planta25: 774–787. 1936 (1).
— Erwiderung auf vorstehende Bemerkungen von A. Frey-Wyssling.Ibid. 25: 791–792. 1936 (2).
Mosenthal, H. de. Observations on cotton and nitrated cotton. Jour. Soc. Chem. Ind.23: 292–298. 1904.
Müller, H. Die Quellung von Pflanzenfasern in Kupferoxydammoniak. Faserforschung7: 205–289. 1929.
Naegeli, C. von. Die Anwendung des Polarizations-mikroskops auf die Untersuchung der organischen Elementartheile. Beitr. Wiss. Bot.3: 1–126. 1863.
— Ueber den inneren Bau vegetabilischer Zellenmembranen. II. Quellungserscheinungen bei Bastfasern. Sitzb. Kgl. Bayer. Akad. Wiss.2: 151–167. 1864.
Nickerson, R. F. Cotton fibers. Constitution, structure and mechanical properties. Ind. Eng. Chem.32: 1454–1462. 1940.
Preston, R. D. The molecular chain structure of cellulose and its botanical significance. Biol. Rev.14: 281–313. 1939.
Primot, C. Sur un procédé général de dissolution des ciments pectiques intercellulaires et son application au dégommage des fibres textiles. Comp. Rend. Acad. Sci. (Paris),213: 503. 1941.
Roehrich, O. Méthodes d’appréciation scientifique et pratique des qualités textiles d’un coton brut. L’Édition textile, 60 p. 1928.
Roehrich, O. Contribution à l’étude du vrillage de la fibre de coton. Chim. et. Ind. no spécial Congr. de Lille, 819–823, S. 1934.
— andSzymanek, J. Contribution à l’étude structural de la fibre du coton. Coton et culture cotonniere7: 133–162. 1932.
Sakostschikoff, A. P. andKorsheniovsky, G. A. Die Entwicklungsgang des Baumwollhaares. Faserforschung9: 249–284. 1932.
— andTumarkine, D. Über die Homogeneität nativer Zellulosen un ihrer Derivate. Melliand Textilber.11: 444. 1930;16: 215, 244. 1935.
Schlotmann, A. Untersuchungen über die Struktur pflanzlicher Haare und Fasern. Planta19: 313–334. 1933.
Schramek, W. Die Quellung regenerierter Zellulosefasern aus Viskose in Wasser und Alkalien. Mitt. Deut. Forsch. Inst. Textilind.3: 33–41. 1941.
— Über die Quellung und den Auflösungsmechanisms von xanthogenierten Natroncellulosefasern. Monatschrift für Textilind.57: 1–17 1942.
— andSchwarz, H. Über die Quellung und den Auflösungsmechanisms von xanthogenierten Natroncellulosefasern. Mitt. Deut. Forsch. Inst. Textilind.3: 41–46. 1941.
Sisson, W. A. X-ray studies of crystallite orientation in cellulose fibers. Natural fibers. Ind. Eng. Chem.27: 51–56. 1935.
— Some observations upon the dispersion, electrokinetic and coagulation behavior of cotton fibers in cuprammonium hydroxide solution. Contr. Boyce Thomp. Inst.10: 113–126. 1938.
Tobler, F. G. Anleitung zur mikroskopischen Untersuchung von Pflanzenfasern. 1912.
Verne, J. Considérations sur les états histochimiques des lipides. Bull. Hist. Appl.14: 269–278. 1937.
Wergin, W. Über den Aufbau pflanzlicher Zellwände. Zur Frage des Nachweises der Querelemente mit Schwefelsäure nach Sakostschikoff. Planta26: 751–756. 1937.
— Über den Aufbau pflanzlicher Zellwände. V. Mitteilung: Untersuchungen über die Baueinheiten mit Hilfe der Quellungsanalyse. Protoplasma32: 116–139. 1939.
— Welche Aussagen gestaltet die Elektronenmikroskopie über den Aufbau der Zellulosefasern. Koll. Zeits.98: 131–141. 1942.
Ziegenspeck, H. Die Differenzierungserscheinung der Einzelzelle, studiert an Algen und Haaren in Lichte der Mizellehre. Protoplasma32: 342–365. 1939.
Bibliography
Mangenot, G. et al. Sur le mucilage du Gui. Comp. Rend. Acad. Sci. (Paris),227: 439–441. 1948.
Popovici, Al. P. Ueber Struktur und Entwickelung eigenartiger Wandverdkickungen in Samen und Fruchtschalen. Diss., Bonn, 1893.
Sachet, M. H. Sur les images de gonflement des fibres de quelques Graminées. Bull. Soc. Bot. France93: 99–103. 1946.
—. Étude préliminaire sur le développement des poils du coton. Rev. Cyt. et Cytophys. Vég.8: 106–116. 1946.
Additional information
Translated by INES V. DE GRUY and VERNE W.TRIPPSouthern Regional Research Laboratory, New Orleans, Louisiana
In translating this rather extensive article, published in Revue de Cytologie et Cytophysiologie Végétales, Vol. 6, Part 1, 1942, the original text was followed as closely as possible. Where it seemed necessary or desirable, current American terminology was used. Short passages of the original have been omitted in the interest of brevity.
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Mangenot, G., Raison, M. Microscopical studies on the swelling of native, bleached and nitrated cellulose fibers. Bot. Rev 17, 555 (1951). https://doi.org/10.1007/BF02880942
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02880942