Liebes Forum,
Sonnentierchen gehören zu den Lebewesen, die sicherlich jeder Mikroskopiker, der ab und zu mal einen Wassertropfen unter dem Mikroskop hat, kennt. Die Sonnentierchen bilden keine genetisch zusammenhängende Familie, sondern haben sich in unterschiedlichen Gruppen der Protozoen entwickelt.
Für das Elektronenmikroskop besonders interessant ist die genetisch zusammenhängende Familie der Centroheliden, denn sie haben Schuppen und Nadeln aus Silikatverbindungen, deren Form die einzelnen Gattungen definiert. Dieses ist auch die artenreichste Gruppe der Sonnentierchen mit etwas 60 beschriebenen Arten. Nachfolgend möchte ich einen Einblick in den Formenreichtum der Schuppen und Nadeln der Centroheliden geben.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/175742_40042217.jpg)
Polyplacocystis ambigua
Das Bild oben zeigt die typische Form der Centroheliden im Lichtmikroskop. In der Mitte des kugeligen Lebewesens ist das sogenannte Centrosom, von dem die Axopodien ausgehen. Auf den Axopidien sind kleine Kügelchen (Kinetocysten) zu sehen. Diese Kügelchen enthalten ein Protein, dass unvorsichtige kleine Lebewesen, die mit ihnen in Kontakt treten, lähmt. Die Axopodien können "eingefahren" werden, so das die gelähmte Beute zum Zentralkörper gelangt und dort verdaut werden kann. Leider bleiben die Axopodien bei der Präparation für das Elektronenmikroskop nicht erhalten. Der Zellkern wiederum ist exzentrisch und auf diesem Bild nicht richtig zu erkennen. Der Körper des Sonnentierchens ist mit Schuppen bedeckt, deren Struktur lichtmikroskopisch nicht immer erkennbar ist.
Viele Centroheliden haben zwei Arten von Schuppen: Schild-Schuppen (plate scales) und Nadel-Schuppen (spine scales). Manchmal gibt es zwei Arten der Nadel-Schuppen oder auch zwei Arten der Schild-Schuppen, jeweils grosse und kleine.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/175742_31118165.jpg)
Choanocystis aculeata
Bei diesem Sonnentierchen kann man die beiden Schuppenarten gut erkennen. Die Nadelschuppen gehen von einer Bodenplatte aus. Leider sind auf den Schuppen auf dieser Aufnahme viele Bakterien.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/175742_776369.jpg)
Choanocystis sp.
Hier ist eine Fressgemeinschaft zu sehen - ohne Bakterien. Leider kann ich die Art nicht genau bestimmen. Viele Beschreibungen der Centroheliden basieren auf getrockneten Schuppen und sind nicht so präzise, wie es wünschenswert wäre.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/175742_31831150.jpg)
Pterocystis sp.
Bei manchen Centroheliden erinnert die Form der Nadel-Schuppen an einen Schornstein.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/175742_30008740.jpg)
Pseudoraphidocystis flabellata
Hier sind die Nadel-Schuppen wie ein Pilz geformt. Auf dem Boden links und oben erkennt man die kleinen Schild-Schuppen.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/175742_22398805.jpg)
Pseudoraphidiophrys formosa
Hier sind die Nadel-Schuppen wie ein Teller geformt.
Manche Gattungen haben ihre Silikat-Schuppen im Laufe der Evolution verloren. Manchmal wurden diese durch organische Nadeln ersetzt. Das Sonnentierchen sieht dann aus wie ein haariger Ball :D
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures004/175742_45935785.jpg)
Marophrys marina
Die hier gezeigten Bilder sind das Ergebnis der Arbeit von Steffen Clauß und mir. Mehr Bilder der Centroheliden, Beschreibungen der Gattungen und eine aktuelle Taxonomie sind auf unserer Webseite unter http://penard.de/Heliozoa/ zu finden. Durch Klicken auf die Vorschaubilder kommt man auf die Galerien. Über Feedback würden wir uns freuen.
Viel Vergnügen.
Herzliche Grüsse
Eckhard
Hallo Eckhard und Steffen,
diese eindrücklichen Bilder zeigen eine mir verborgene und unbekannte Welt. Danke, dass ihr uns daran teilhaben lässt.-
Einmal mehr kommt mir die Frage: wie haben es die Entdecker dieser Arten geschafft, am Lichtmikroskop und ohne DIC diese feinen Strukturen zu erkennen?
Gruss Arnold
Lie3ber Eckhard und Steffen,
WUNDERSCHÖN, da kann man sich kaum sattsehen!
Herzlichen Dank,
Olaf
Hallo Eckhard und Steffen,
auch ich als Neuling hier bin tief beeindruckt von diesen Bildern! Ich möchte mich für diese wahnsinnig interessanten Einblicke in die Natur bei Euch bedanken!
Herzliche Grüße
Werner
Guten Abend Eckhard & Steffen,
eure Trocknungen sind das Beste, was ich auf diesem Gebiet bislang zu Gesicht bekommen habe! Großes Kompliment!
Freundliche Grüße
Wolfgang
Hallo Wolfgang,
dies sind fixierte Zellen, keine Trockenpräparate. Fixierung, Entwässerung, kritische Punkt Trocknung und mit Platin besputtert.
Danke für die Komplimente.
Herzliche Grüße
Eckhard
Guten Tag Eckhard,
das ist mir schon klar, aber die Kritisch-Punkt-Trocknung ist ja auch eine Trocknung. Dabei und bei der vorausgegangenen Entwässerung kann, das weiß ich aus eigener Erfahrung, durchaus noch eine Menge schief gehen. Einfachstes Beispiel sind eingefallenene Komplexaugen bei Insekten - und da muss man sich wegen der viel größeren mechanischen Stabilität des Chitins gegenüber Euren Präparaten schon ziemlich anstrengen um Trocknungsartefakte zu erzeugen. Trotzdem gelingt das immer wieder.
Freundliche Grüße
Wolfgang
Hallo Eckhard,
Die Bilder von Choanocystis finde ich sehr inspirierend. Das sieht so aus als wurde die Organismen zusammengesetzt aus Metallteilen. Mmmm, vielleicht haben die Anhänger von "Intelligent Design" ein Argument ;). Beste Grüsse,
Rolf
Hallo Eckhard,
faszinierende Fotos – ebenso die Technik dafür.
Die Platin-Besputterung hat das Ziel, möglichst viele Details zu erhalten (vermute ich).
Weshalb funktioniert das mit Platin (und Chrom) besser als beispielsweise mit Gold?
Viele Grüße,
Heiko
Hallo Heiko,
Gold ist grober und kann nicht sinnvoll bei sehr hohen Vergrößerungen benutzt werden. Chrom ist wohl am besten, oxidiert aber sofort. Platin geht bis 300.000x recht gut.
Herzliche Grüße
Eckhard
Danke, Eckhard.
Ist eine Antwort auf die Frage nach dem Warum möglich?
Ich nehme an, angestrebt ist eine Schichtbildung, wie sie hier http://webdoc.sub.gwdg.de/ebook/diss/2003/fu-berlin/2002/14/grundlagen.pdf in Abbildung 2, erste Modellskizze, dargestellt ist.
Sind es in der Regel Erfahrungswerte, welches Metall substratspezifisch die beste Eignung für homogenes Schichtwachstum aufweist?
Viele Grüße,
Heiko
Hallo Heiko,
Ich kann Dir das nicht beantworten. Vielleicht weiß Wilfried als Physiker darüber mehr.
Herzliche Grüße
Eckhard
Hallo Wolfgang & Eckhard -
aus meiner längstverschütteten Vergangenheit als Pilzforscher kann ich mich auch noch erinnern, dass die critical point Trocknung miserable Ergebnisse zeitigte im Vergleich zur Schockfrostung (Stickstoff mit Isopropanolschlicker als Kälteleiter) - auch da spielte anscheinend ein ordentlicher Chitingehalt der Zellwände eine Rolle.
Aber bei den Schleimbeuteln (#tschuldigung: Protisten) gelten halt andere Rezepte! Fantastische Aufnahmen!
Viele Grüße
Rolf
Danke Eckhard - mal sehn, ob "die Physik" sich noch meldet ...
Gruß, Heiko
Guten Morgen Wolfgang & Eckhard
Unglaublich was hinter so einem Sonnentierchen steckt - danke für diesen Einblick ...
Begeisterte Grüße
Gerhard
Hallo Eckhard,
klasse Bilder!
Auf der Suche nach REM-Infos bin ich über deine erstklassigen Bilder in diesen Forum gelandet - und das mit "Erstklassig" ich kann es beurteilen, denn seit kurzer Zeit habe ich mir mit einem alten CFE-REM einen Traum erfüllt und vorher 10 Jahre mit einem alten Tischgerät "rumgeREMt".
Kannst Du mir evtl. mit einer Info weiter helfen?
Ich plane von "Mikrotierchen" Aufnahmesequenzen anzufertigen, daraus 3D Daten zu generieren und davon Hologramme anzufertigen sowie - falls ich eine geeignette Software finde - 3D Objekte zum Anfassen auszudrucken.
Dazu müssen die Tierchen entsprechend präpariert werden damit diese lange und sehr stabil und ohne Aufladungen "still halten" .
Hast Du mit HDMS zum Entwässern und OsO4 (+ evtl. Au/Pd oder Pt) zum Fixieren Erfahrungen?
Ich muß schon feststellen, als REM - Hobyist ist man schon relativ alleine im Land.
LG
Bernd
Hallo Bernd,
bist Du bei Deinen Hologrammen damals weiter gekommen?
Beste Grüße
Christian
ja, schon https://www.youtube.com/shorts/gtIT8zjuAoM
Hallo Bernd,
für eine REM Präparation finde ich eine Kritische Punkt Trocknung (CPD) nach wie vor das Beste. Habe Erfahrungen (beruflich am HZI in Braunschweig, Feldemissions-REM Merlin Zeiss) mit HDMS Trocknungen an Bakterien und eukaryontischen Zellen gemacht. Kurz zusammen gefasst: HDMS Trocknungen zeigten meist Artefakte, die nach einer CPD nicht auftraten.
Zur Leitfähigkeitsherstellung: Chrom kann man vergessen, oxidiert zu schnell
Platin benötigt eine gutes Sputtergerät, Proben sollten sofort betrachtet werden
Gold allein: ab etwa 75000x kann man "Inselbildung" erkennen; Proben bekommen nach kurzer Zeit den
den "schwarzen Trauerrand"
Gold/Palladium hat bei uns bis 200000x gut funktioniert ohne Inselbildung, relativ lange haltbar
Sputterdicke meist zwischen 7 und 10 nm
Zur Fixierung: wir haben die besten Ergebnisse mit einer Formaldehyd (1-3%) und Gluataraldehydfixierung (0.5-1%) in HEPES Puffer
erreicht. Osmiumtetroxid Fixierung haben wir weggelassen, da keine wirkliche Verbesserung aufgetreten ist. Außerdem
ist OsO4 ein Teufelszeug. Trotz Aufbewahrung in zwei ineinander gestellten verschließbaren Gefäßen, mit Öl
befeuchtetes Papier in einem weiteren Gefäß und dies mit Parafilm umwickelt war unser Plastik im Kühlschrank nach 1-2
Jahren schön angefärbt. Also BESONDERE VORSICHT: falls man einen leichten Hauch von Knoblauch-ähnlichem Geruch
bemerkt, ist es eigentlich schon zu spät.
Bei weiteren Fragen kannst Du Dich gern an mich wenden.
Schönes Wochenende
Manfred
Hallo Manfred,
heute, 8 Jahre später, bin ich natürlich etwas weiter und habe auch eigene Entwäserungsverfahren im Einsatz (wie z.B. eine Mikrogefriertrocknung), die besonders bei fragilen organischen Objekten recht gut einsetzbar ist.
Für meine Anwendung - der anfertigung von ästhetischen REM-Aufnahmen - ist die CPD nicht das "gelbe vom Ei", da ich sehr darauf bedacht bin, die Objekte möglichst unerändert und unverletzt aufnehmen zu können. Bei der CPD (und auch schon bei der Vorfixierung + Entwässerung) unterliegen die Objekte leider oft im flüssigen CO2 unkontrollierbaren, mechanischen / turbulenten Bedingungen, bei den fragile Objektteile fast immer Schaden nehmen. So ist jedenfalls meine bisherige Erfahrung gewesen.
Aber Danke dir für dein Angebot der Unterstützung, da komme ich bestimmt mal mit exotischen Fragen auf dich zu ;)
Was meinst du übrigens mit den schwarzen Trauerrand beim Au?
LG
Bernd
p.s. deine OsO4 Erfahrung kann ich nur bestätigen, dass ist wirklich ein Teufels Zeug aber sehr gut für sputterkritische Proben