Liebe Foristen,
in Anlehnung an den wunderbaren Beitrag von Kurt Wirtz
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=30715.0
möchte ich hier zum Aufbau von Schmetterlingsschuppen ein kleines Gemeinschaftsprojekt zeigen.
Im letzten Jahr hatte ich Exemplare der faszinierenden Motte aus Madagaskar Chrysiridia rhipheus auch bekannt als Urania ripheus erhalten.
Die Schillerschuppen zeigen im Auflicht einen besonderen Aufbau der sich unterscheidet von "normalen" Schuppen.
Frank Fox hatte diese hier im Auflicht gezeigt:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=28448.msg212664#msg212664
Da kurz zuvor Jürgen seine Schnitte durch ein Insektenauge gezeigt hatte, habe ich ihn darauf angesprochen, ob nicht auch Schnitte durch Schmetterlingsschuppen möglich wären um evtl. diese Strukturunterschiede sichtbar zu machen.
Jürgen hat dann mit viel Aufwand und KnowHow und Geduld Querschnitte sowie Längsschnitte der Flügel von Chrysiridia rhipheus erstellt.
Diese Schnitte sind dann bei mir gelandet und auch bei Bernd und Wilfried für Aufnahmen mit dem REM.
Ich habe davon Schnitte an Frank Fox geschickt und so ist ein schönes Gemeinschaftsprojekt entstanden.
Die lichtmikroskopischen Aufnahmen der Quer-/Längsschnitte sind eine echte Herausforderung, die sich sicherlich im Grenzbereich der Lichtmikroskopie befindet. Wir haben versucht mit diesen Möglichkeiten das Beste daraus zu machen.
Ich habe nun viele Bilder und hoffe alle können sich an den ungewöhnlichen Ansichten erfreuen.
Zuerst die REM Aufnahmen von Bernd und Wilfried:
Übersicht Querschnitt der Schuppen, braune Schuppen sowie Schillerschuppen:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_49676947.jpg)
Schillerschuppen:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_23488915.jpg)
Braune Schuppen:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_23521433.jpg)
Längsschnitt: erkennbar ist dass mehrere Schichten von Schuppen übereinander liegen, bei der obersten "Schicht" handelt es sich um die Schillerschuppen.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_24854661.jpg)
Herzlichen Dank an Bernd und Wilfried für diese Einblicke!
Übersicht Querschnitt: 100er Objektiv DIC, rechts erkennbar 2 Schillerschuppen im Querschnitt
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_12408161.jpg)
Übersicht Längsschnitt: 100er Objektiv, DIC, erkennbar der Aufbau aus mehreren Schuppenschichten:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_38972574.jpg)
Und noch die braunen Schuppen sowie am Rand haarartige Schuppen im Hellfeld:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_54371668.jpg)
Nun die Bilder von Frank: Es handelt sich um Bilder im DIC sowie Bilder im Interphako (grüner Hintergrund).
Vielen Dank an Frank!
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_14645893.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_63610713.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_57902434.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_25189593.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_26140383.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228215_65122748.jpg)
lg
anne
Hallo Anne (und alle Beteiligten),
ich finde die Unterschiede im Aufbau der Schuppen sehr beeindruckend und interessant. Das schreit ja geradezu danach, mich ein bisschen mit der Funktionsmorphologie zu beschäftigen (oder darauf zu warten, darüber hier – wenige Beiträge später – konsumieren zu dürfen ;)).
Vielen Dank für Eure gemeinschaftliche Arbeit!
Herzliche Grüße
Thomas
Zitat von: anne in Februar 07, 2018, 12:53:53 NACHMITTAGS
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=28448.msg212664#msg212664
...
Zuerst die REM Aufnahmen von Bernd:
Übersicht Querschnitt der Schuppen, braune Schuppen sowie Schillerschuppen:
.....
Liebe Anne,
unsere Zusammenarbeit ist ja schon etwas länger her.
Trotzdem glauben meine grauen Zellen sich daran erinnern zu können, dass die ersten drei REM Aufnahmen von mir stammen ;D
Trotzdem freut es mich, diese schöne Zusammenstellung der verschiedenen Methoden am gleichen Objekt hier zu sehen.
viele Grüsse
Wilfried
Hallo Wilfried,
Du hast natürlich Recht :-\.
Ich hatte die Bilder alle in einem Ordner betitelt mit "REM" und hatte nicht darauf geachtet.
Ich hoffe Du bist einverstanden.
So ist es wenn man die Dinge zu lange liegen lässt ;).
Lg
Anne
P.S.: Habe es im Originalbeitrag geändert.
Hallo liebe Gemeinschaftsprojektler,
SUPER: ein Objekt aus verschiedenen Blickwinkeln (REM und Lichtmik.) zu sehen. Sehr gelungen. Vielen Dank für das Zeigen.
Viele Grüße aus dem verschneiten Chiemgau
Gerald
Hallo in die Runde,
[/quote]
Trotzdem glauben meine grauen Zellen sich daran erinnern zu können, dass die ersten drei REM Aufnahmen von mir stammen ;D
viele Grüsse
Wilfried
[/quote]
.... ja dann brauche ich mich wegen der bereits erfolgten Korrektur nicht mehr melden, mache ich aber doch, denn wenn Wilfried zu einem FIB REM-Zugang hat, mit diesem Gerät könnte er im REM die besten und perfektesten Schnitte anfertigen, die derzeit technisch möglich sind.
Anne, die Verkoppelung der Licht und Elektronenbilder aus der Mikrowelt hat was, zur Abrundung fehlt nur noch das beeindruckende Bild des Falters, das unser Auge ohne Hilfsmittel sieht.
(Diese Sichtweise hat mich von den botanischen Profis hier beeindruckt, nämlich die Bildserie - erst den ganzen Baum in der Totalen, dann die Nadel und dann die Mikroaufnahmen ... ähnlich wie in meinem Lieblingskurzfilm "hoch 10").
LG
Bernd
Hallo Bernd,
die Anregung nehme ich gerne auf, den ganzen Falter kann ich allerdings nur über Wikipedia verlinken:
https://de.wikipedia.org/wiki/Chrysiridia_rhipheus
Ich hatte hier schon mal diese 2 Ausschnitte des Flügels gezeigt:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228222_52786977.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228222_16782441.jpg)
lg
anne
.... wow, einfach schön.
LG
Bernd
Hallo zusammen, wirklich ein sehr schönes Beispiel, wie viele Experten gemeinsam ein beeindruckendes Gesamtergebnis erarbeiten können.
Tolle Leistung!
Trotzdem glauben meine grauen Zellen sich daran erinnern zu können, dass die ersten drei REM Aufnahmen von mir stammen ;D
Na ja meine grauen Zellen sind vielleich schon etwas durch Spinnweben getrübt, aber meine Sehzellen haben das NMI nicht übersehen können! 8)
Wie immer bei dir einfach toll!
Zitat von: bernd552 in Februar 07, 2018, 14:52:32 NACHMITTAGS
.... ja dann brauche ich mich wegen der bereits erfolgten Korrektur nicht mehr melden, mache ich aber doch, denn wenn Wilfried zu einem FIB REM-Zugang hat, mit diesem Gerät könnte er im REM die besten und perfektesten Schnitte anfertigen, die derzeit technisch möglich sind.
...
Hallo Bernd,
in der Theorie ja, aber leider ist das auch mit einem FIB-REM nicht so einfach möglich. Das Problem ist, dass die Teile hohl sind und das abgesputterte Material teilweise in die Hohlräume fliegt und dort Artefakte erzeugt.
Ich habe früher mal einen Ionen - Schnitt durch eine Diatomee versucht und war nicht so richtig zufrieden:
http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=15874.msg123431#msg123431
Bei Schmetterlingsflügeln die ja aus organischem Material bestehen könnte man durch reaktives Sputtern unter Zusatz von Sauerstoff oder noch besser Wasserdampf die Reaktionsprodukte als flüchtiges gasförmiges Material in die Vakuumpumpe befördern.
Aber das erfordert langwierigere Experimente als eben mal ein Bildchen zu schiessen und ich habe im Moment einfach keine Zeit dafür.
viele Grüsse
Wilfried
PS.: Hallo Anne, natürlich geht das nach deiner Korrektur in Ordnung
Hallo Zusammen,
da kann ich mich Klaus nur anschließen: die unetrschiedlichen verfahren zeigen sehr schön die unterschiedlichen Aspekte der Schuppen. Schön, dass Ihr so effektiv zusammen gearbeitet habt.
Ich würde vermuten, dass die Sandwich-Struktur der Schillerschuppen über Reflektion und Brechung für eben diesen Effekt zuständig ist. Vielleicht kann da jemand etwas genaueres sagen?
Herzliche Grüße
Jörg
Guten Morgen
Ein wirklich spannendes Thema, faszinierende Einblicke.
Würde da in Kunststoff eingebettet geschnitten oder ,,frei" - ich kann mir das gar nicht vorstellen da ja in jedem Fall Deformation zu erwarten ist?!?
Liebe Grüße
Gerhard
Hallo Foristen,
vielen Dank für die Kommentare!
So ein Gemeinschaftsprojekt kann nur in diesem Forum entstehen, da jeder mit Begeisterung dabei ist.
Gerhard:
Jürgen ist derzeit noch in Urlaub, er wird sich bestimmt bei Detailfragen nach seinem Urlaub melden.
So weit ich mich erinnern kann, hat er in Paraffin eingegossen und mit dem Ultramikrotom Schnitte erstellt.
Diese waren 1,5µm - 3 µm dünn.
lg
anne
Hallo Anne,
für mich war dieses Projekt "Aufbau von Schmetterlingsschuppen" sehr spannend allerdings auch mit der Erkenntnis verbunden, wie schnell man mit einer lichtmikroskopischen Ausrüstung an die Auflösungsgrenze stoßen kann. Die Details, die man in den gezeigten REM - Aufnahmen sieht, sind schon fantastisch.
Das Projekt hat mir viel Spaß gemacht.
Danke Dir Anne :)
Herzliche Grüße
Frank
Bin begeistert von Eurem Beitrag :D
Vielen Dank fürs Zeigen!!!
Hallo Wilfried,
- (Anne verzeih, dass ich Dein Beitrag evt. verwässere)
Zitat von: wilfried48 in Februar 07, 2018, 19:50:14 NACHMITTAGS
Bei Schmetterlingsflügeln die ja aus organischem Material bestehen könnte man durch reaktives Sputtern unter Zusatz von Sauerstoff oder noch besser Wasserdampf die Reaktionsprodukte als flüchtiges gasförmiges Material in die Vakuumpumpe befördern.
Meinst Du damit Sputtern extern oder im REM selbst (was mir neu wäre .. aber die Weiterentwicklung der Technik ist ja heut zu Tage ja rasend schnell)?
Übrigens, Deinen Ionenbeamschnitt finde ich hervorragend und sehr spannend, was alles an Verborgenen frei gestellt werden kann.
(Passend zum Thema: Mein Traum ist es, im REM Mikrotomografie von u.a. Diatomeen zu machen, ... es hapert aber beim Einzelkämpfer Bernd an vernünftigen Detektoren und Software)
LG
Bernd
Wieder eine tolle Kooperation hier im Forum, vielen Dank für die Mühe und den informativen Beitrag!
LG Michael
Hallo Bernd,
ja ich meine Sputtern direkt im REM was man ja mit einem FIB-REM sehr zielgenau durchführen kann. Aber normalerweise sputtert man da ja mit einem fokussierten Ionenstrahl mit Gallium Ionen.
Die ballistisch weggesputterten Objektatome fliegen natürlich vom Zielort weg und landen irgendwo auf der Probe oder im Mikroskop. Das führt bei Proben mit inneren Hohlräumen natürlich zu Artefakten durch das Aufwachsen der abgesputterten Probenatomen in Schattenbereichen des fokussieten Ionenstrahls.
Wenn man nun mit einer feinen Düse knapp über der Probenoberfläche ein Raktionsgas heranführt (bei organischen Proben die aus Kohlenwasserstoffen bestehen z.B. Sauerstoff), dann kann man die Probenoberfläche gezielt wegoxidieren und die Reaktionsprodukte sind gasförmig und werden von der Vakuumpumpe abgesaugt. Damit hat man dann keine Verschmutzung der Probe oder der freigelegten inneren Hohräume. Bei Diatomeen die ja aus Siliziumdioxid bestehen hilft natürlich Sauerstoff nicht, da müsste man dann Freon oder Schwefelhexafluorid als Reaktionsgas nehmen.
Das reaktive Ätzen funktioniert übtigens auch im REM nur mit dem Elektronenstrahl weil man mit dem Elektronenstrahl ja auch Bindungen aufbricht und somit gezielt reaktiv ätzen kann. Aber leider geht das reaktive Ätzen nur mit dem Elektronenstrahl deutlich langsamer.
Falls wir aber über dieses Thema weiterdiskutieren, bitte ich dich ein neues Thema aufzumachen, damit Annes Beitrag nicht zu sehr verwässert wird und die Disskusion nicht in einem falschen Thema untergeht.
viele Grüsse
Wilfried
Liebe Mitmikroskopiker,
zunächst gilt mein herzlicher Dank Anne, die dieses Gemeinschaftsprojekt angeregt, gesteuert und bereichert hat, sowie natürlich Bernd, Frank und Wilfried für ihre Beiträge zu dem Projekt.
Für mich bestand der Reiz des Projektes darin, die lichtmikroskopischen und elektronenmikroskopischen Möglichkeiten einmal vergleichen zu können.
Dabei gestaltete sich die Fertigung eines lichtmikroskopischen Präparates verhältnismäßig einfach. Da die Flügel staubtrocken sind, war eine Entwässerung in Alkokolbädern nicht nötig. Ich brauchte ich nur ein kleines Flügelstückchen einige Zeit in flüssiges Paraffin einzulegen und schließlich in ein Förmchen auszugießen. Einziger Trick: Ich habe das Flügelstückchen mit einer warmen Pinzette senkrecht ins mit Paraffin gefüllte Förmchen gehalten und das Förmchen vorsichtig von der Heizplatte auf eine gekühlte dicke Aluplatte verschoben. So friert das Flügelstückchen in senkrechter Lage sofort fest.
Der Rest folgt dem üblichen histologische Verfahren. Geschnitten habe ich den Block mit dem Schlittenmikrotom in etwa 2 -3 mü Stärke. Die Schnitte sind dann auf den Objektträger für die Lichtmikroskopie und auf winzige Deckglassplitter für die Elektronenmikroskopie geklebt worden und wie üblich entparaffiniert worden. Technovitschnitte habe ich später nur für die Lichtmikroskopie gefertigt, da sich der Kunststoff nicht herauslösen lässt und dieses Verfahren daher für die Elektronenmikroskopie untauglich ist. Ich staune darüber, dass meine Paraffinschnitte bei der elektronenmikroskopischen Behandlung in einigermaßen vernünftiger Ausrichtung kleben geblieben sind. Immerhin stehen die Schnitte ja fast hochkant....
Die Elektronenmikroskopie liefert natürlich einen hinreißenden Detailreichtum. Allerdings bin ich der Meinung, dass schon die Lichtmikroskopie Wesentliches zu zeigen vermag. Man vergleiche einmal die letzte Aufnahme aus Annes Beitrag mit der ersten. In beiden Aufnahmen zeigt sich, wie die Flügelschuppe grundsätzlich aufgebaut ist. Es gibt eine Unter- und eine Oberlamelle, die durch pfeilerähnliche Streben, sogenannte Trabekel, miteinander verbunden sind. Die Oberlamelle weist zudem eine Art Höcker auf, die mal dünner, mal dicker ausgebildet sind.
Der doppelschichtige Aufbau des Flügels bewirkt seine Verwindungsstabilität bei gleichzeitiger enormer Leichtigkeit. Brunelleschi braucht sich auf seine Doppelschalentechnik also nichts einzubilden, die Schmetterlinge bauten ihre doppelschaligen Flügelkonstruktionen schon lange vor seiner Erfindung ;-)
Bei der Fertigung des Präparates wird übrigens sofort klar, dass die Farbenvielfalt nur durch die Schuppenstruktur entsteht. Sobald ich nämlich ein Flügelstückchen in Xylol oder Paraffin eingetaucht habe, verschwanden alle Farben. Es blieb nur ein schmutziges Braun übrig.
Schöne Grüße
Jürgen
Hallo,
ich habe mich vor ungefähr einem Jahr ja auch schonmal mit der Fotografie der Urania-Schuppen beschäftigt. Wenn es keinen stört (ich kann die Bilder an dieser Stelle auch gerne wieder herausnehmen), habe ich hier nochmal meiner Versuche mit verschiedenen Vergrößerungen eingestellt. Einmal mit einem Nikon M Plan 5, dann mit einem Nikon Plan 10 und mit einem 60 ELWD von Nikon aufgenommen. Es sind immer Stacks mit etwa 200 Bildern gewesen.
Das letzte Urania-Bild ist ein bisschen überstrahlt, aber da man da die Querbalken ganz gut sieht, habe ich es trotzdem mit hineingenommen.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228306_52697953.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228306_22597652.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228306_10261382.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228306_59109011.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228306_42659827.jpg)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228306_40644060.jpg)
Da es ja allgemein um Schmetterlingsschuppen geht, hier nochmal zum Vergleich die Schuppen eines Tagpfauenauges. Ebenfalls mit dem 60er Nikon ELWD aufgenommen. Die Schuppen sind deutlich kleiner und meiner Meinung nach noch schwerer zu fotografieren.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures009/228306_17043416.jpg)
Viele Grüße
Jan
Hallo Interessierte,
anbei nochmals der link zum Artikel über die Konstruktionsprinzipien von Schmetterlingsschuppen:
https://www.degruyter.com/downloadpdf/j/zna.1946.1.issue-6/zna-1946-0614/zna-1946-0614.pdf
Hallo Jürgen,
vielen Dank für Deine Ausführungen, ohne Deine tollen Schnitte wäre dieser Einblick nicht möglich gewesen!!!
Hallo Adi und Jaro,
danke für die Ergänzungen!
Jan : Deine Bilder sind recht groß und benötigen zumindest bei mir teilweise lange zum Aufbau, die ersten 5 sind wohl Photobucket zum Opfer gefallen.
lg
anne
Hallo Anne,
tut mir Leid, da habe ich gestern Abend wohl schon halb geschlafen. Die sahen bei mir erst noch gut aus, jetzt sehe ich die Photobucketbilder auch nicht mehr.
Bei einem hatte ich offensichtlich auch noch das Komprimieren vergessen.
Ich habe die jetzt nochmal alle komprimiert auf meinem eigenen Webspace hochgeladen, das sollte jetzt besser funktionieren.
Viele Grüße
Jan