Liebe Mitmikroskopiker
Den wunderschönen Schnitten und Bildern des Darms bei den höheren Säugern von Ronald Schulte und Dieter Stoffels nebenan kann ich nichts von vergleichbarer Qualität aus der Insektenwelt hinzufügen. Aber ich möchte doch anhand meiner wesentlich weniger gelungenen Schnitten ein paar Ähnlichkeiten aufzeigen, die ich zwischen meinen niedriger stehenden Tierchen und den Säugetieren feststellen kann.
Zunächst eine Übersicht eines Darmquerschnitts bei der musca domestica:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/63619_33274483.jpg)
Der Darm gestaltet sich ebenfalls als ein Rohr, in dessen Lumen Zotten hereinwachsen. Jede Zotte besteht aus einer Zelle. Das Prinzip der zottigen Oberflächenvergrößerung, die dazu dient, guten Kontakt zum Darminhalt zu gewährleisten, besteht also auch hier.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/63619_22076548.jpg)
Bei Verwendung der Ölimmersion sieht man, dass jede Zottenzelle auf einer Basallamina aufsitzt. (BL) Diese Basallamina ist auffällig gefaltet. Große rundliche Zellkerne in den Zottenzellen weisen auf eine reiche Drüsentätigkeit hin.
Lumenwärts weisen die Zotten gleichfalls einen Mikrovillibesatz auf (MV), der sich allerdings in der Aufnahme bestenfalls erahnen lässt.
Die Basallamina ist umgeben von einem Muskelgeflecht. Längs zur Darmrichtung (LM) und zirkulär um den Darm herum (QM) verlaufen Muskelstränge, die eine Peristaltik ermöglichen. Diese Muskulatur wird etwas deutlicher in den folgenden drei Aufnahmen von aufeinanderfolgenden Schnitten einer Schnittserie. Bei ihnen ist jeweils von 11 Uhr nach 5 Uhr ein Stück Darm längs angeschnitten:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/63619_32723236.jpg)
(L) stellt ein Bindegewebe dar, dass den Hämolymphraum gegen den angrenzenden Luftsack abgrenzt. Im Unterschied zu den Säugern gibt es bei den Insekten ja keine Blutversorgung durch Adern. Das Organ schwimmt vielmehr im Hämolymphraum und gibt die von ihm extrahierten Stoffe unmittelbar in diesen Raum ab. Im Anschnitt des Darms erscheint zunächst die längs des Darms verlaufende Muskulatur, die offensichtlich quer gestreift ist. Glatte Muskulatur gibt es meines Wissens bei den Insekten nicht.
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/63619_66584260.jpg)
Eine Schnittebene tiefer sieht man die den Darm einschnürenden Muskelstränge (QM). Alle Muskelstränge sind anscheinend nur einfaserig und jeweils von einem im Präparat blau angefärbten Bindegewebe umhüllt (Perimysium)
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/63619_45600126.jpg)
Hier ist die längs des Darms verlaufende Muskulatur bereits an den Darmrand "gewandert". Für mich sieht es so aus, als bestünden Verbindungen zwischen der längs und quer verlaufende Muskulatur durch die Bindegewebshülle (H)
Ein Sprung zum Längsschnitt des Mitteldarm meiner Limoniidae zeigt einen ähnlichen Befund:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/63619_57665875.jpg)
Der zottige Aufbau scheint mir hier allerdings zumindest teilweise durch eine ziehharmonikaartige Auffältelung des Darms zustande zu kommen. An den engen Stellen wird jeweils außen auf dem Darm aufliegende Ringmuskulatur sichtbar, die im Präparat scharf rot punktförmig, da quer geschnitten, erscheint. (M) Längs des Darms verlaufende Muskulatur habe ich in anderen Präparaten als einzelne Muskelfasern feststellen können, die dem Darm locker aufliegen.
Den Mikrovillibesatz gibt es auch hier (MV)
(SK) sind Sekretkugeln, die der Darm ins Lumen abgesondert hat.
Mikrogrüße
Jürgen
Lieber Jürgen,
Deine Bilder zur Insektenhistologie sind immer wieder spannend !
Du schreibst "Das Organ schwimmt vielmehr im Hämolymphraum und gibt die von ihm extrahierten Stoffe unmittelbar in diesen Raum ab."
Das ist insofern interessant als somit keine primäre Entgiftung der aus dem Darm aufgenommenen Stoffe stattfinden kann. Bei den Säugern übernimmt ja insbesonders die Leber diese Aufgabe, die potentiell gefährlichen Substanzen incl. der mikrobiellen Abbauprodukte herauszunehmen. Offenbar ist dies im Insektendarm nicht nötig ? Ich glaube allerdings kaum dass der Fliegendarm steril ist ?
Hat die Fliege so etwas wie eine Mitteldarmdrüse, die ja bei vielen niederen Lebewesen teilweise die Aufgaben der Leber wahrnimmt ?
Herzliche Grüsse & noch einen schönen Ostermontag.
Holger
Lieber Jürgen,
Über so schöne Bilder der Insektenmorphologie freue ich mich natürlich ganz besonders! Auch über die hervorragende Beschriftung.
Allerdings habe ich etwas Zweifel, ob es sich bei den als L bezeichneten Längsmuskeln nicht vielleicht um Tracheen handeln könnte? Die Verzweigung im dritten Bild hat mich stutzig gemacht, ebenso der Abstand der Quermuster. Bei starker Vergrößerung müsste sich der Spiralfaden der Trachee von der Querstreifung der Muskelfaser unterscheiden lassen.
@ Holger: Insekten haben den Fettkörper und die Malpighischen Gefässe als Speicher und Stoffwechselorgane, Letztere auch zur Exkretion. Mikrobielle Symbionten (intrazelluläre Bakterien, Pilze, Hefen) sind häufig und werden oft in speziellen Organen/Zellen (Myzetomen und Bakteriomen) gehalten. Dazu kommen (ektodermaler) Kropf und peritrophe Membran als zusätzliche Eigenschaften der Verdauung bei Insekten. Die Frage nach der Entgiftung und Verstoffwechselung bei Insekten ist interessant: Die meisten Insekten sind ja ziemlich wählerisch hinsichtlich ihres Lebensraumes und ihrer Nahrung (Blut- und Nektarsauger, nur Blätter einer Pflanze etc.). Stoffwechselbiologisch sind sie daher vermutlich viel stärker spezialisiert - und optimiert - als Allesfresser. Oft sind die Larvenstadien langlebiger als die Imagines, aber auch viel spezialisierter hinsichtlich der Ernährung (Schmetterlingsraupen z.B.). Trotzdem gibt es auch Beispiele räuberischer Allesfresser (Libellen etwa), die eigentlich eine 'stabile Leber' bräuchten. Sind bei denen die Malpighischen Gefässe und der Fettkörper besonders ausgeprägt?
Muit österlichen Grüßen,
Alfons
Jürgen,
Zitat.......kann ich nichts von vergleichbarer Qualität aus der Insektenwelt hinzufügen......
Quatsch! Es ist hier doch kein Wettbewerb! Natürlich mochte Man immer besser aber da bist du doch schon sehr weit denke ich.
Freude an der Hobby ist doch das wichtigste und das hast du glaube ich richtig.
Bin neugierig wie du an die benötigte Theorie kommst! Von der Maus ist viel zu bekommen aber so detailliertes Insekten-Histologie kann Mann kaum finden oder?
Der Mikrovilli ist da doch recht Hoch im vergleich die Zellgrosse und im vergleich mit z.B. ein mausdarm.
Auch mochte ich gerne wissen wie Mann so ein Insekt am besten Fixiert und was ist dies für Färbung (Azan, nach Mallory?).
Schöne grüße aus Friesland, Ronald
Hallo Jürgen,
vielen Dank für das zeigen der Darmhistologie der Fliege. Bilder in dieses Forum einzustellen, sehe ich wie Ronald keinesfalls als Wettbewerb, sondern als Hobby an dem ich viel Freude habe, besonders dann, wenn so viele Rückmeldungen und Ergänzungen kommen. Die Insektenhistologie ist einer der schwersten Brocken, besonders dann, wenn das Material in Paraffin geschnitten werden soll. Besser praktikabel (und auch besser für die Nerven) ist in jedem Falle die Kunststoffschnitttechnik. Ronald hat in seinem letzten Beitrag gezeigt, dass es möglich ist, Technovitblöcke auch auf einem Standard-Rotationsmikrotom zu verarbeiten. Hierzu ist ein spezieller Einweg-Messerhalter von Heraeus-Kulzer und das entsprechende Einbettkit erforderlich (Preisrahmen ca. 1300 Euro). Die Kosten wirken zunächst hoch, relativieren sich aber schnell, wenn man den Arbeitsaufwand und die histologische Aussagekraft der Paraffinschnitttechnik mit der der Kunststoffschnitttechnik vergleicht (dies gilt aber nur bezogen auf Insekten!). Des Weiteren würde ich die "histologische Dimension" der Insekten (mit Ausnahme weniger Organe z. B. der Ovarien) in jedem Falle der Kunststoff- und Semischnitttechnik zuordnen. Leider weiß ich nicht, wieweit Du Dein Hobby auch in finanzieller Hinsicht betreiben möchtest. Solltest Du aber auf Dauer auf Kunststoff umrüsten wollen, möchte ich Dir anbieten, Dich bei entsprechenden "Vorversuchen" unterstützen zu wollen. Vielleicht wäre auch Ronald bereit einmal einen Technovit-Block z. B. einer Stubenfliege auf seinem Mikrotom zu schneiden.
Ich schlage Dir diese Kunststoffschnittvariante vor allem deshalb vor, weil sie für Insekten prädestiniert ist und will nicht verschweigen, dass es auch hier zu Schwierigkeiten (z. B. Haftung des Polymeres am Chitin) kommen kann.
Herzliche Grüße und nochmals vielen Dank für Deine Bilder!
Dieter
Lieber Holger,
die von Herrn Renz bereits angesprochenen primären Exkretionsorgane Malphigischen Gefäße findest Du in meinem ersten Bild bei 9 Uhr, 11 Uhr 12 Uhr und 1 Uhr jeweils im Querschnitt. Es handelt sich um distal geschlossene Schläuche, die frei im Hämolymphraum des Abdomens liegen und regelmäßig aber nicht immer an der Verbindungsstelle zwischen Mitteldarm und Hinterdarm in den Darm münden. Die Malphigischen Gefäße stammen aus der ektodermalen Anlage des Hinterdarms. Teilweise sind auch sie von Muskelsträngen belegt, die Bewegungen der Gefäße im Hämolymphraum erzeugen können und damit neben dem Herzen und den Diaphragmen zur Flüssigkeitsbewegung und Durchmischung der Hämolymphe beitragen.
Die Exkrete werden also wieder dem Hinterdarm zugeführt, wo ihnen Flüssigkeit je nach osmotischer Situation weiter entzogen werden kann.
Das sekundäre Entgiftungsorgan des Fettkörpers hat Herr Renz ebenfalls schon genannt: Sekundär ist es deshalb genannt, weil Exkrete dort dauerhaft abgespeichert werden können. Der Fettkörper ist also nicht nur Vorratsspeicher sondern auch "Abfalleimer" des Insekts. Irgendwann ist dann allerdings der Abfalleimer voll und dann ereilt der Stoffwechseltod das Insekt.
Lieber Alfons,
Vielen Dank für Dein Lob, dass mich aus Deinem Mund natürlich besonders freut.
ZitatAllerdings habe ich etwas Zweifel, ob es sich bei den als L bezeichneten Längsmuskeln nicht vielleicht um Tracheen handeln könnte? Die Verzweigung im dritten Bild hat mich stutzig gemacht, ebenso der Abstand der Quermuster. Bei starker Vergrößerung müsste sich der Spiralfaden der Trachee von der Querstreifung der Muskelfaser unterscheiden lassen.
Die Verzweigung ist in der Tat eigenartig. Andrerseits steht sie ja der Beurteilung als Muskulatur beim Insekt nicht unbedingt entgegen. In Seiferts entomologischem Praktikum finde ich z.B. eine schöne Zeichnung einer dem Kropf der musca dom. aufliegenden netzartigen Muskulatur mit mannigfachen Verzweigungen.
Ich habe mir auf Deine Bemerkung aber auch noch einmal das Präparat mit Ölimmersion angesehen. Und da scheint mir die Beurteilung als Muskulatur eindeutig:
(https://www.mikroskopie-forum.de/pictures002/63633_1574228.jpg)
Lieber Ronald,
Wettbewerb natürlich nicht... Aber wenn ich eure schönen histologischen Bilder sehe, "möchte man immer besser"....
Die Fliege ist eine einfache Fixierung AFE gefärbt in Azan Geidies (etwas überfärbt) Ich hatte beim Färben auch ein kleines Problem mit der Kernechtrot- Aluminiumsulfatfarbe. Sie flockte aus. Wenn man sie dann aber etwas kochte, verschwanden die Flocken wieder. So habe ich sie - nach dem Abkühlen - wieder verwendet. Vielleicht ist deshalb das Rot etwas überzogen geworden.
Die Mücke ist eine Hämatoxylin/Azophloxinfärbung nach einer Fixierung in alkoholischer Bouinlösung. Sie ist mit ca. 5 µ dünner als die Fliege (7,5 µ) geschnitten.
Als Literatur verwende ich im sesentlichen Dettners Lehrbuch der Entomologie, Seiferts Entomologisches Praktikum und aufgrund eines Tipps von Alfons Renz Webers Lehrbuch der Entomologie, das zwar schon etwas älter ist, aber viele wunderschöne klare Zeichnungen enthält.
Mikrogrüße
Jürgen
Lieber Dieter,
ganz herzlichen Dank für Deinen Beitrag. Natürlich geht es in allererster Linie auch mir um Freude am Objekt. Und ja: Sogar auch um Freude am Bewältigen von Problemen, die Schnitt- und Färbetechnik betreffen. Manchmal sitze ich allerdings fluchend über meinem Mikrotom, wenn ich sehe, wie das Chitin mir Scharten ins Messer reißt, die chitinösen Teile durch den Messerzug? oder sich manchmal auch erst selbst beim ganz vorsichtigen Strecken vom Rest absetzen, oder wenn aufgrund des Schrumpfungsprozesses das Präparat stellenweise zerrissen wird, weil nicht alle Gewebe gleichmäßig im Paraffinbad und bei der Entwässerung schrumpfen. Und wenn dann doch ein akzeptables Ergebnis herauskommt, nach Überwindung von solchen Schwierigkeiten freut mich das sehr. Vor allem aber ist es doch die Freude am Objekt: Am Erforschen des histologischen Aufbaus, seiner Komplexität, seiner Schönheit und Sinnhaftigkeit. Ich hätte vor Jahren nie vermutet, dass mich das Thema der Entomologie so fesseln könnte. Und ganz wesentlich auch Freude daran, wenn es mir gelingt, damit auch anderen Freude zu machen und ein wechselseitiger Austausch entsteht.
Natürlich würde ich gerne einmal die Kunststofftechnik versuchen. Nur denke ich, dass neben den Anschaffungen des Kulzerkits und Messerhalters auch die Anschaffung eines stabileren Mikrotoms - wohl eines Rotationsmikrotoms, statt meines kleinen Leitz Schlittenmikrotoms - - nötig wäre. Nach einem solchen Mikrotom suche ich zur Zeit. Wäre ein altes Leitz Mikrotom z. B. das Leitz 1502, das öfter angeboten wird, geeignet? Einem Beitrag von Ronald entnahm ich, dass eine Retraktion sinnvoll wäre?
Mikrogrüße
Jürgen
Hallo Jürgen,
der Kauf eines Rotationsmikrotomes ist wohl unumgänglich, da die Messerführung bei einem Schlittenmikrotom zu instabil ist. Mikrotome, die zur standardmäßigen Herstellung von Kunststoffschnitten ausgelegt sind, besitzen in der Regel eine Retraktion und einen motorischen Antrieb. Bei der Firma Leica sind meines Wissens die Geräte nach der Serie 2030 generell mit einer Retraktion ausgerüstet worden. Ein motorischer Trieb ist dann optional. Ein derartiges Gerät zu kaufen, spengt sicher jeden Preisrahmen. Aber vielleicht ist es möglich, ein gebrauchtes, stabiles Mikrotom mit Retraktion zu erwerben, an dem mit einem Kulzer-Messerhalter Kunststoffschnitte hergestellt werden können.
Unabhängig davon, wann Du ein solches Mikrotomes erwerben wirst, wäre es vielleicht für Dich hilfreich, vorab zu prüfen, ob die Kunststoffschnitte zur Verarbeitung von Insekten sinnvoll wäre und welches Mikrotom in Frage kommt. Solltest Du dem zustimmen, könnte ich Dir anbieten, etwas Deines Materiales (z. B. Darm der Stubenfliege)
in Technovit einzubetten und an verschiedenen Rotationsmikrotomen zu schneiden. Ich denke erst dann besteht Klarheit, was geeignet ist und was nicht. Mich würde noch interessieren, ob Du das gesamte Fliegenabdomen oder nur den Darm eingebettet hast?
Ich bin gespannt, wie Du Dich entscheiden wirst.
Herzliche Grüße!
Dieter
Lieber Dieter,
Zitatwäre es vielleicht für Dich hilfreich, vorab zu prüfen, ob die Kunststoffschnitte zur Verarbeitung von Insekten sinnvoll wäre und welches Mikrotom in Frage kommt. Solltest Du dem zustimmen, könnte ich Dir anbieten, etwas Deines Materiales (z. B. Darm der Stubenfliege)
in Technovit einzubetten und an verschiedenen Rotationsmikrotomen zu schneiden.
Ist das wirklich Dein Ernst? So viel Mühe? Das ist ja ein ganz besonders nettes Angebot, das ich sehr gerne und dankbar annehmen würde. Ich bin sehr glücklich über diese Möglichkeit!
Ich habe eben einige Mücken gefangen und in alkoholisches Bouingemisch eingelegt. Kämen die Tierchen auch in Frage? Da hätte ich am ehesten Vergleichsmöglichkeiten. Und ich habe bei diesen Mücken immer noch einige ungelöste Fragen hinsichtlich der Morphologie. Ich stelle mir die Kunststoffeinbettung auch insoweit etwas leichter als die Paraffineinbettung vor, als die Orientierung bei so kleinen Tieren aufgund der beim Kunststoff durchsichtigen Einbettung leichter fallen dürfte?
Ich würde Dir also sehr gerne für einen Kunststoffversuch ein paar Mücken schicken! Geschieht das am besten in 70% Iso? Wieviele der Tierchen würdest Du benötigen?
Üblicherweise nehme ich immer halbe Tiere, damit die Flüssigkeiten und das Paraffin besseren Zutritt haben. Ich schneide die Tiere unmittelbar nach dem Abtöten quer durch. bei den Mücken entferne ich auch zum Teil die Beine und Flügel. Dementsprechend hatte ich auch nur das Abdomen der Fliege eingebettet.
Herzliche Grüße und nochmals Danke für dieses Angebot!
Jürgen
Hallo Jürgen,
am geeignetsten wäre eine Fixierung in phosphatgepuffertem Neutralformol (pH 7,2). Da Deine Mücken bereits in Bouinschem Gemisch fixiert sind, bitte ich Dich die Pikrinsäure möglichst vollständig auszuwaschen. Das Abtrennen der Hinterleiber und der Extremitäten ist auch für eine Technovit-Infiltration ideal. Bitte teile mir doch noch mit in welcher Ebene die Abdomen geschnitten werden sollen (quer, sagital). Vielleicht sollten wir alles weitere per PN besprechen.
Herzliche Grüße!
Dieter