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Foren => Mikrofoto-Forum => Thema gestartet von: Bernd Kaufmann am November 24, 2016, 16:14:36 Nachmittag

Titel: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 24, 2016, 16:14:36 Nachmittag
Liebe Algenfreunde,

für einen Vortrag zum Thema Algen und Licht wurde ich durch eine Arbeit im Schulbiologiezentrum Hannover angeregt, das einmal nachzubauen. Leider waren, bzw. sind keine lebenden Volvox aufzutreiben und so habe ich bei Herrn Helbig eben Euglena gracilis bestellt. Inzwischen hat mir auch Rolf (reblaus) die notwendige LED-Apparatur zusammengebaut. Den Rest konnte ich dann auch selbst zusammenfriemeln.

Mir ging es darum, zu zeigen, dass Algen überwiegend blaues Lichtspektrum bevorzugen und Rot "links liegenlassen". Und siehe da, es hat auch mit Euglena wunderbar funktioniert:

(http://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/205088_7664725.jpg)
Zunächst die Opfer.

(http://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/205088_45818309.jpg)
Schwarz verkleidete Petrischale mit ausgeschnittenen Lichtlöchern.

(http://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/205088_66611356.jpg)
Und schließlich das Ergebnis nach etwa 20 Minuten.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Kurt Wirz am November 24, 2016, 16:26:19 Nachmittag
Hallo Bernd
Einen sehr interessanten Versuch zeigst du da.
Es erinnert mich an den "Engelmannschen Bakterienversuch",
den man eventuell etwas abgeändert mit beweglichen Algen machen könnte?

Kurt
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Heiko am November 24, 2016, 16:53:19 Nachmittag
Hallo Bernd,

beeindruckendes Ergebnis.

Falls es Dir nicht zu viel Mühe bereitet könntest Du ja einmal testen, ob die Präferenz der Euglenen so stark ausgeprägt ist, dass bereits zwei Farbfilter ausreichen …

Viele Grüße,
Heiko
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Ernst Hippe am November 24, 2016, 16:54:16 Nachmittag
Hallo Bernd,
das ist ja ein höchst interessantes Ergebnis! Sollte man nicht denken, dass etwas Grünes Rot bevorzugt, da es dies absorbiert und daher komplementär grün  erscheint?
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: reblaus am November 24, 2016, 18:39:31 Nachmittag
Lieber Bernd -

das hatte ich schon ganz vergessen, aber es funktioniert ja perfekt! Hast Du schon mit verschiedenen Beleuchtungsstärken experimentiert? Vielleicht wirkt ja auch starkes Rotlicht abschreckend -
"nicht immer hält das rote Licht, was es dem Wandersmann verspricht"?

Die rote LED hat das Maximum bei 624 nm. Das liegt eigentlich recht gut im roten Absorptionsmaximum von Chlorophyll b. Auch zeigt der Engelmannsche Bakterienversuch, dass Grünalgen sowohl bei blauem wie bei rotem Licht Photosynthese machen.
Aber vielleicht hat es ja auch was mit dem Empfindlichkeitsspektrum des Augenflecks zu tun. Der reflektiert das Rot ...

Viele Grüße

Rolf

P.S. @Heiko: Natürlich könnte man das auch mit Filtern und weißem Licht machen - aber gute Farbfilter sind teurer als die farbigen Power-LEDs. Wenn schon, dann sollte man sich ein Verlaufsfilter ausborgen und drauflegen!
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Kurt Wirz am November 24, 2016, 18:48:00 Nachmittag
Hallo
Weshalb denn nicht in Auflicht und das Licht durch ein Prisma schicken?

Kurt
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: A. Büschlen am November 24, 2016, 18:57:30 Nachmittag
Hallo,

eine Anregung zum Versuchsaufbau:

- Hellraumprojektor als Lichtquelle
- Farbfolien
- Glaspetrischale mit Probanden (Euglena gracilis)

Der Glaspetrischale werden auf dem Hellraumprojektor Farbfolien unterlegt (z.B. 1 Hälfte rot, 1 Hälfte blau; oder ein Drittel rot, blau, grün) ; Euglena einfüllen und Licht anschalten. Beobachten wie sich die Euglenen orientieren.

Bei quantitativen Versuchen ist unbedingt das Umgebungslicht zu berücksichtigen.

Viel Erfolg. Arnold
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Michael L. am November 24, 2016, 21:20:17 Nachmittag
Hallo Bernd,

Interessante Versuche! Wenn Du allerdings nur die spektrale Zusammensetzung des Lichtes varierst hast Du noch keinen rechten Vergleich denn dazu müsste man die unterschiedliche Energie beachten und dann die Lichtquellen auf quantengleiche Bestrahlungsstärke einstellen um dann die gleiche Energie bei verschiedener Wellenlänge zu bekommen. Dazu braucht mann streng genommen monochromatisches Licht aber LEDS sind eine Näherung und die lassen sich leicht dimmen. Dann brauchst Du aber ein geichtes Radiometer um das zu messen. Zur Interpretation ist es dann auch wichtig das Aktionspektrum der entsprechenden Photosynthesepigmente zu kennen oder aber ggf. das Absorptionspektrum ev. vorhandener Schutzpigmente zu kennen oder zu ermittel (Absorptionspektrometr). Trotzdem sehr interessant und lohnenswert für Experimente.

Viele Grüße,

Michael
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: reblaus am November 24, 2016, 22:24:15 Nachmittag
Lieber Bernd -

jetzt weißt Du, warum die Photosynthese noch immer nicht ohne Beteiligung der Lebewesen funktioniert, obwohl dies vor etwa 50 Jahren im Hörsaal von einem Biochemiepapstprof binnen weniger Jahre in Aussicht gestellt wurde  ;D

Viele Grüße

Rolf
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 00:45:37 Vormittag
Hallo zusammen -

herzlichen Dank für Eure vielen Beiträge! Um nicht jeden einzeln beantworten zu müssen, was ich in tiefer gehenden Details auch gar nicht könnte, möchte ich kurz beschreiben, was mich zu diesm Experiment trieb. Ich bin seit über vier Jahrzehnten mit den Algen in Aquarien und Gartenteich beruflich beschäftigt; und zwar mit ihrer "Bekämpfung", da kaum jemand dieser Klientel Algen im Teich oder Aquarium haben will. Es werden noch immer schlimmste Algizide eingesetzt, ohne Rücksicht auf Verluste bei höheren Pflanzen und Tieren. Es muss schnell gehen und radikal, statt sich einmal ernsthaft mit den Ursachen zu beschäftigen.

Licht ist von Anfang an ein herausragendes Thema bei Diskussionen um Algenprobleme im Aquarium. Meine Erfahrungen dazu zeigen aber, dass es bei weitem keinen so starken Einfluss hat, als angenommen. Mit einer Ausnahme - eben dem Unterschied zwischen "den" Algen und "den" höheren submersen Pflanzen, was das Spektrum betrifft. Aus Hunderten detaillierter Beschreibungen der Aquarienbeleuchtungstechnik ist für mich klar geworden, dass tatsächlich Algen unter Licht mit hohem Blauanteil (> 6.000 Kelvin) besser wachsen als mit "wärmerem" Licht (< 5.000 K.). Auf die Schnelle ist das natürlich nicht mit allen Algen und Cyanobakterien zu beweisen. Deshalb mussten also bewegliche Algen her.

Ich werde Eure Anregungen zur Vertiefung gerne in Angriff nehmen, aber es wird etwas Zeit brauchen, die ich im Moment nicht habe (Rentner!).
Titel: OT: Nicht nur Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Ulf Titze am November 25, 2016, 01:29:33 Vormittag
Liebe Foristen,

das Thema wurde schon mal in Hollywood in typischer Weise abgehandelt:

https://www.youtube.com/watch?v=rFz2llnnC1o

 :D

Ok, es ist schon spät. Ich sollte schlafen gehen.

Gute Nacht!
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 01:44:59 Vormittag
Hallo Ulf,

vergiss aber nicht, Dein blaues Nachtlichtlein einzuschalten.  ;D
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: the_playstation am November 25, 2016, 01:54:40 Vormittag
Hallo Bernd.

Möglichkeit 1: Du hast die Algen vorher dressiert. ;)  ;D
Möglichkeit 2: Die Algen haben deinen Vortag gehört. ;)  ;D

Im Ernst. Ein eindrucksvoller Versuch mit sehr überzeugendem Ergebnis.

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 03:21:05 Vormittag
Hallo Jorrit,

beides falsch, der Vortrag entsteht gerade erst. Und nicht dressiert, sondern in Einzelsitzungen hypnotisiert.  ;D

@ alle: Ich habe es zwar im ersten Beitrag vorangestellt, aber vielleicht ist das nicht richtig verstanden worden. Ich will mich nicht mit fremden Federn schmücken: Die Idee habe ich von dieser Seite: http://www.schulbiologiezentrum.info/AH%2019.63%20Volvox,%20Licht%20und%20Far...
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 11:47:45 Vormittag
Hallo zusammen,

da ich gerade keine Glasfilter zur Hand hatte, habe ich eine Primitivlösung mit Folien und einer Jansjö gebastelt:

(http://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/205120_3907585.jpg)

(http://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/205120_25993264.jpg)

Da die Folien doch sehr dunkel sind und die Jansjö schwach, habe ich die ganze Nacht durch beleuchtet. Ich denke, das Prinzip ist hiermit ebenfalls klar erkennbar.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Heiko am November 25, 2016, 12:39:44 Nachmittag
Hallo Bernd,

wiederum sehr eindrucksvoll. Um jetzt Michaels messerscharfer Argumentation zu folgen scheint es ratsam, die optische Dichte (Extinktion) der beiden Filter vergleichend abzuschätzen. Vielleicht gibt die Verlängerung der Belichtungszeit einer Kamera einen Anhaltspunkt.

Viele Grüße,
Heiko
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 15:57:31 Nachmittag
Um jetzt Michaels messerscharfer Argumentation zu folgen scheint es ratsam, die optische Dichte (Extinktion) der beiden Filter vergleichend abzuschätzen. Vielleicht gibt die Verlängerung der Belichtungszeit einer Kamera einen Anhaltspunkt.

Hallo Heiko,

Dein Wunsch sei mir Befehl.  ;D

Die Folien brachten aus gleicher Entfernung und über einer mit weißem LED-Licht gleichmäßig ausgeleuchteten Mattglasscheibe folgende Werte:

ROT   ISO 100, f/2,8, 1/60s
BLAU ISO 100, f/2,8, 1/200s

Ist es nicht so, dass blaues Licht einfach energiereicher ist als rotes und deshalb die Euglena und wohl auch Volvox sich dorthin wenden? Es kommt ja nicht darauf an, wie wir verschiedene Lichtfarben sehen und empfinden, sondern wie es Algen und Pflanzen sehen.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: the_playstation am November 25, 2016, 16:15:25 Nachmittag
Hallo Bernd.

Damit ist bewiesen, daß Euglena nicht in der Lage sind, Anaglyphenbilder zu sehen. ;)

Im Ernst. Jetzt müßte man schauen, ob es irgendeine Art gibt, bei der das nicht zutrifft. Was mich wundert. Blaues Licht müßte eigentlich zellschädigender sein oder? Gibt es in der Erdgeschichte eine Ursache oder ist es chemisch bedingt. Daß sich blaues Licht einfach besser nutzen/umwandeln läßt?

Liebe Grüße Jorrit.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 16:26:08 Nachmittag
Hallo Jorrit,

das zeigt schon die praktische Erfahrung in der Aquaristik. Und machbar wäre es schon, auch Cyanobakterien und andere Algen diesbezüglich zu testen, aber es würde bei unbeweglichen Algen viel mehr Zeit in Anspruch nehmen, oder man müsste den von Kurt Wirz ins Spiel gebrachten "Engelmannschen Bakterienversuch" etwas modifiziert anwenden. Das würde jedoch meinen Zeitrahmen vollends sprengen.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Heiko am November 25, 2016, 16:48:09 Nachmittag
Hallo Bernd,

danke für Deine Überprüfung.
Die höhere Durchlässigkeit des Blaufilters dürfte der Klärung der Frage, welche Wellenlänge Euglena bevorzugt, so allerdings erst einmal im Wege stehen.

Viele Grüße,
Heiko
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 17:08:00 Nachmittag
Was mich wundert. Blaues Licht müßte eigentlich zellschädigender sein oder? Gibt es in der Erdgeschichte eine Ursache oder ist es chemisch bedingt. Daß sich blaues Licht einfach besser nutzen/umwandeln läßt?

Hallo Jorrit,

eine, wenn auch etwas gewagte These hätte ich da schon anzubieten: Alles Leben stammt ja aus dem Meer. Cyanobakterien haben die Photosynthese "erfunden". Da es im Meer aber nur Cyanobakterien und höher entwickelte Algen gibt, sind sie wohl an die dort herrschenden Lichtverhältnisse angepasst. In verhältnismäßig geringer Tiefe wird Rot zunehmend stark ausgefiltert, Blau bleibt übrig. Da unsere heutigen Wasserpflanzen aber nicht in direkter Linie von den Algen abstammen, sondern von einem rein emersen Entwicklungsstadium wieder zurück ins Wasser wanderten, sind sie meist noch an das Licht über Wasser angepasst. Algen haben jedoch das Wasser in irgendeiner Form immer als Lebensraum beibehalten. Nun die vielleicht etwas steile und zwangsläufig ungenaue These: Landpflanzen mussten und konnten sich an die anderen Spektralbereiche im langwelligen Bereich anpassen und haben dies ihren zurück ins Wasser wandernden Verwandten mitgegeben. Dass es natürlich bei Hunderttausenden Arten auch enorme Abweichungen und Übergangsformen geben muss, steht außer Frage. Aber Ausnahmen bestätigen ja bekanntlich nur die Regel.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 17:13:50 Nachmittag

Die höhere Durchlässigkeit des Blaufilters dürfte der Klärung der Frage, welche Wellenlänge Euglena bevorzugt, so allerdings erst einmal im Wege stehen.

Hallo Heiko,

sorry, aber das sehe ich nicht so. Foto-Belichtungsmesser sind für das menschliche Auge ausgelegt und nicht auf die Bedürfnisse der Algen. Wir wollen sehen, die Algen wollen Energie gewinnen. Oder bin ich da jetzt völlig auf dem Holzweg?
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Johannes Kropiunig am November 25, 2016, 17:30:28 Nachmittag
Hallo Bernd,

wie wäre es mit der Beleuchtung durch eine Halogenlampe und vorherige Aufspaltung des Spektrums mithilfe einer CD, oder DVD ? Da eine Halogenlampe ein recht homogenes Spektrum abgibt, sollten damit eigentlich alle Zweifel ausgeräumt werden können.

Viele Grüße,
Johannes
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 25, 2016, 19:10:35 Nachmittag
Hallo Johannes,

das könnte man natürlich schon machen, aber es würde mir für meine Aufgabenstellung nichts bringen. Den ersten Versuch habe ich mit Tageslicht und den nackten LED-Lämpchen seitlich an der unverkleideten Petrischale gemacht. Auch da wandert Euglena eindeutig zum blauen Licht. Grün und Rot werden ignoriert. Für die Praxis im Aquarium heißt die Frage: Produziert blaustichiges Licht mehr Algen als Warmton (unter sonst gleichen Bedingungen). Diese Frage kann man mit dem Versuch besser klären als am Aquarium mit immer unterschiedlichen Rahmenbedingungen.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: piu58 am November 26, 2016, 06:59:00 Vormittag
> Foto-Belichtungsmesser sind für das menschliche Auge ausgelegt

Das stimmt nicht. Sie sind wenigstens einigermaßen an die spektrale Empfindlichkeit des Filmmaterials angepasst. Kein Beli berücksichtigt die hohe Grünempfindlichkeit des Auges. Der Schwarzweißfilm übrigens auch nicht, grün kommt ungefiltert immer zu dunkel.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Johannes Kropiunig am November 26, 2016, 08:27:40 Vormittag
Hallo Bernd,

es würde dir doch etwas bringen. Du würdest genau wissen wo entlang des Spektrums sie sich am liebsten aufhalten. Anschließend könntest du 2 Kulturen anlegen. Eine normal beleuchtet und eine mit einem von diesen Filterfolien aus diesem Musterheft welcher diesem Bereich am besten herausfiltert.
(http://www.mikroskopie-forum.de/pictures005/205157_36540742.jpg) (http://s1116.photobucket.com/user/Googol1972/media/WP_20161126_08_14_35_Pro_zpsvd0divnw.jpg.html)

Somit könntest du sie gezielt aushungern und müsstest dein Aquarium nicht Rot beleuchten. ;D Da ich solch experimentelle Beiträge wie von dir gestartet besonders mag, würde ich dir so ein Musterheftchen auch zusenden.

Viele Grüße,
Johannes


 
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 26, 2016, 12:27:38 Nachmittag
> Foto-Belichtungsmesser sind für das menschliche Auge ausgelegt

Das stimmt nicht. Sie sind wenigstens einigermaßen an die spektrale Empfindlichkeit des Filmmaterials angepasst. Kein Beli berücksichtigt die hohe Grünempfindlichkeit des Auges. Der Schwarzweißfilm übrigens auch nicht, grün kommt ungefiltert immer zu dunkel.

Hallo Uwe,

den letzten Film in eine Kamera eingelegt habe ich vor ungefähr 20 Jahren.  ;) Ich war aber auch damals schon recht zufrieden mit den Ergebnissen, die mir meine geliebte Minolta lieferte, gerade im Grünbereich. Ich weiß, was Du meinst und Du hast sicher auch recht. Aber es hat keine praktische Bedeutung bei dem, was ich zeigen möchte.
Titel: Re: Algen lieben blaues Licht
Beitrag von: Bernd Kaufmann am November 26, 2016, 12:50:34 Nachmittag

Somit könntest du sie gezielt aushungern und müsstest dein Aquarium nicht Rot beleuchten. ;D Da ich solch experimentelle Beiträge wie von dir gestartet besonders mag, würde ich dir so ein Musterheftchen auch zusenden.

Lieber Johannes,

vielen Dank für das freundliche Angebot! ich kenne Deine Vorliebe für derartige Experimente aus Deinen Beiträgen hier im Forum und teile sie durchaus. Aber ich habe nicht die Zeit, die notwendig wäre, um sie in Deinem Sinne umzusetzen. Ich stecke mitten in den Vorbereitungen für eine sechsmonatige Reise nach Sri Lanka; und dabei plagen mich im Moment ganz andere Sorgen, was die Mikroskopie betrifft. Deshalb mein Gegenvorschlag: Ich schicke Dir Euglena und Du machst mit den Versuchen weiter, da Du sowieso viel tiefer in der Materie steckst als ich. Außerdem hast Du viel mehr technisches Equipment, Wissen und Erfahrung als ich. Ist das ein akzeptabler Vorschlag für Dich?