Einige Tipps für eine effektive Bestimmungshilfe von Gewässerorganismen

[Michael Plewka]

Jede(r) Mikrososkopiker(in), auch ganz erfahrene, begegnen immer wieder Organismen, die sie nicht kennen. Es stellt sich also immer wieder die ganz platte Frage: welches Viech ist das?

Viele Forenmitglieder sind gerne bereit, ihre Erfahrungen mit anderen zu teilen und wenden dabei häufig auch Zeit und Energie dafür auf, in der Literatur die fraglichen Objekte zu suchen und zu bestimmen. Je präziser das fragliche Objekt dokumentiert werden kann, umso größer ist die Chance für eine Lösung des Problems.


Tipps für Einsteiger

1. Es ist immer sinnvoll, ganz viele Fotos von dem fraglichen Objekt zu schießen und davon mindestens zwei Fotos in unterschiedlichen Vergrößerungen, (z.B. Übersichts- und Detailaufnahme)  zu zeigen, insbesondere, wenn es sich um bewegliche Organismen handelt.
Videoaufnahmen sind ergänzend sinnvoll, können aber erfahrungsgemäß Detailfotos nicht ersetzen.

2.Eine Größenangabe ist unerlässlich. Wie man das ganz einfach bewerkstelligen kann, ist weiter unten  gezeigt.


3.Die Angabe des Fundortes ist wichtig. Ein Organismus aus einem tropischen Meeresaquarium wird mit großer Wahrscheinlichkeit nicht  im Heuaufguss zu finden sein. Das schränkt die Möglichkeiten schon einmal ein.

4. Hilfreich sind auch Angaben zu weiteren Organismen, die in dem Präparat vorhanden sind. Meist sind alle unterschiedlichen Organismen Teil einer Lebensgemeinschaft und stehen in mannigfachen Wechselbeziehungen zueinander. Von der Anwesenheit einer Art kann man dann auf die An-oder Abwesenheit anderer Organismen schließen.


5. Für den Anfang empfehlen sich Hellfeld-Aufnahmen. Es geht bei der Bestimmung von Lebewesen nicht um Ästhetik. Dunkelfeld-, Polarisations-  und Phasenkontrastaufnahmen sind für Außenstehende viel schwieriger zu interpretieren. Auch gestackte Aufnahmen eignen sich am Anfang nicht für Bestimmung durch andere.

 
Die Phasenkontrastaufnahmen verfälschen schon mal die realen Farben (links), so  lässt nicht erkennen, dass es sich um eine  Goldalge handelt (rechts).


6. Häufig ist auch die Farbe von Objekten von großer Wichtigkeit. Deshalb sollten die Objekte in möglichst farbneutralem Licht abgebildet sein.

     
Blau"alge" oder Grünalge?  Aus dem linken Foto lassen sich kaum Rückschlüsse auf die Pigmentierung ziehen. Ein korrekter Weißabgleich ermöglicht eher die Bestimmung  der Pigmente (rechts).




Tipps für Fortgeschrittene:

1. Präparationstechnik und Schichtdicke
wird eine Probe aus dem Gartentümpel oder Aquarium  entnommen, so kommen meistens kleine Blätter oder kleine Flocken auf dem Objektträger, auf oder zwischen denen man tatsächlich kleine Organismen findet. Durch vorsichtiges Drücken auf das Deckglas  lassen sich dann einige Organismen aus ihren Verstecken herausholen. Dennoch sind die störenden "Dreck"teilchen meist so dick, dass die Schichtdicke des Präparats meist  zu groß ist.
Merksatz: Je geringer die Schichtdicke, desto schärfer ist die Abbildung!
Mit ein wenig Übung gelingt es dann, durch entsprechende Probennahme und Absaugen von überschüssigem Wasser mit weichem  Filtrierpapier die optimale Schichtdicke zu erzeugen.


2. Schärfentiefenebenen
Auch wenn es eigentlich jedem klar sein ist, dass auch kleine Objekte dreidimensional sind, wird diese Tatsache bei der Mikrofotografie besonders bei Einsteigern häufig unbewusst vernachlässigt.  Das liegt vermutlich an der Transparenz der Lebewesen.
Genauso aber wie ein Mensch in der Vorder -und Rückenansicht gänzlich anders aussieht (man mache sich noch einmal  bewusst, dass ein Passfoto eines Menschen das Gesicht von vorn zeigt! )  und ein Bild "aus der Mitte" natürlich noch ganz anders aus aussähe, ist es auch bei mikroskopisch kleinen Lebewesen. Auch bei diesen gibt es ein "vorne" und "hinten" !
Viele Einsteiger mikroskopieren nach dem Motto: "Kondensorblende zu, dann sehe ich möglichst alles scharf" (gemeint ist eigentlich: mit hohem Kontrast).
Die Fotos werden  von Einsteigern meist dann als "scharf" empfunden, wenn der Umriss scharf abgebildet ist, was sehr häufig der "Mitte" des Objekts entspricht.
Damit wird aber der Blick auf das "Vorne"  und  "Hinten" unmöglich. Andererseits ist genau dieser Unterschied  für die Bestimmung  sehr wichtig.
Das "Vorne"  entspricht nämlich somit besipielsweise der (Zell-) Oberfläche mit charakteristischen Strukturen wie Körnelungen (z.B.Zieralgen oder Panzer von Wasserflöhen) oder der Anordnung der Cilien (z.B.bei Wimper"tierchen")
Die "Mitte" entspricht somit beispielweise der Anordnung von Zellorganellen wie z.B. Zellkernen  oder Chloroplasten  oder von Organen wie z.B. der Kauer von Rädertieren.

 
Beispiel Cosmarium. links "typische" Ansicht in der "Mitte"; rechts: Ansicht auf die Zelloberfläche


 
Beispiel eines Ciliaten (Blepharisma)  links: Fokus auf die Zellmitte mit perlenförmigem Zellkern und Kontraktilen Vakuolen; rechts derselbe Ciliat:Fokus auf die Cilien

Deshalb: optimal ist es,  Aufnahmen von der  Oberseite, der Mitte und der Unterseite eines Organismus zu präsentieren.

3. Bestimmungsliteratur
Das Standardwerk für die Mikroskopiker ist sicherlich  "Das Leben im Wassertropfen" von Streble/Krauter (ISBN 3-440-10807-4). Es führt sehr schön in die Welt der Mikroorganismen ein und bietet viele Möglichkeiten der Selbsthilfe.

Wer sich für bestimmte Gewässerorganismen  genauer interessiert, sollte sich die Literaturliste mal anschauen:
https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=17218.0
Da dieser Link aber mittlerweile sehr unübersichtlich geworden ist, hier eine Alternative, die sich ausschließlich auf Gewässerlebewesen bezieht:
http://www.plingfactory.de/Science/Atlas/Literatur/LiteraturOeko.html



4. Artbestimmungen
Da viele von den im Mikroskop sichtbaren Organismen den meisten Menschen unzugänglich waren, tragen sie auch keine umgangssprachlichen Namen wie "Ziege",  "Weinbergschnecke" oder "Löwenzahn". Sie sind zumeist von Wissenschaftlern oder anderen Menschen, die sich ein Mikroskop leisten konnten, entdeckt und  benannt worden. Wurde ein neuer Organismus gefunden, so musste er in das biologische System der Organismen eingeordnet werden.

Bei der Bestimmung von Organismen gibt es eine bestimmte Hierarchie der Einordnung.
-Domäne
-Reich
-Stamm-
-Klasse  
-Ordnung
-Familie
-Gattung
-Art

Insbesondere die beiden unteren Stufen der Hierarchie sind an dieser Stelle von entscheidender Bedeutung, da sie zur Bezeichnung eines Organismus verwendet werden. So kennzeichnet  beispielsweise in den Bezeichnungen:  "Paramecium caudatum", "Micrasterias rotata" oder "Habrotrocha constricta" der erste, mit Großbuchstaben  beginnende Begriff die Gattung, während der zweite, mit kleinem Buchstaben beginnende Begriff die Art kennzeichnet.  Beide Begriffe zusammen ergeben  den wissenschaftlichen "Namen".
Auf eine genaue und umfassende Definition des Artbegriffs soll an dieser Stelle verzichtet werden.

Diese unter Biologen akribisch festgelegten Regeln sind alles andere als Haarspalterei, sondern haben eine große biologische Bedeutung:

1. Nur Lebewesen einer Art können sich untereinander fortpflanzen (es gibt Ausnahmen). Dieses ist aus evolutionsbiologischer Sicht bedeutsam.
2. Während  in einer Gattung   Organismengruppen zusammengefasst werden, die morphologisch häufig ähnlich sind, unterscheiden sich die Arten einer Gattung teilweise erheblich in ihren ökologischen Ansprüchen/ Toleranzen.
So kommt die o.a. "Habrotrocha constricta" in vielen Gewässertypen rund um die Welt vor, während die Art "Habrotrocha roeperi" ausschließlich in Torfmoosen vorkommt.
Diese unterschiedliche ökologische Potenz bestimmter Arten (und eben nicht der Gattung!) ermöglicht die Angabe bestimmter Leitarten, die einen Lebensraum charakterisieren (siehe hierzu auch beispielsweise: Biologische Gewässeranalyse im "Wassertropfen").  Hierzu ist es dann erforderlich, genaue Kenntnis von den Arten zu haben; eine Bestimmung bis zur Gattung reicht in diesem Fall nicht aus.

Je mehr Informationen über das fragliche Objekt zusammengetragen werden, desto weiter nach unten kann man in der Einordnung gelangen. Insbesondere für die sichere Bestimmung einer Art sind sehr viele Informationen notwendig. Hier darf man von der Bestimmungshilfe  nicht zuviel erwarten. Manchmal ist die Bestimmung auf Artebene nicht möglich oder auch mal falsch. Dieses ist bedauerlich, da diese  falsche Information dann auf unbestimmte Zeit im www. existiert.

Wer das Buch "Das Leben im Wassertropfen" zur Verfügung hat, wird schnell dazu verleitet, Bestimmungen bis zur Art als sicher anzunehmen. Dabei bleibt jedoch unberücksichtigt, dass es bei vielen Organismengruppen viel mehr Arten gibt, als im Wassertropfen aufgelistet sind. Methodisch sauberer ist deshalb  das Konzept, lediglich die Gattungen präzise voneinander abzugrenzen und auf die Angabe von Arten komplett zu verzichten, wie es beispielsweise beim "Kosmos-Algenführer" praktiziert wird.

5. Suche im Forum
Wer bereits eine Vermutung hat, kann einen entsprechenden Suchbegriff auf der Seite der Forenübersicht (nicht !! unter den Teilrubriken!!) eingeben. Vielleicht ist über  das Viech schon mal berichtet worden.




Einfache Größenangabe von Objekten:

Zumindest im Bereich von Gewässerorganismen ist eine Größenangabe auf 1% Genauigkeit überhaupt nicht erforderlich. Somit kann man sich folgendermaßen behelfen.

Abschätzen
1. Man legt ein durchsichtiges Plastiklineal (Geodreieck) so auf den Objekttisch  und mikroskopiert mit dem schwächsten Objektiv, dass die Skala genau durch die Mitte des  Gesichtsfelds geht.
Beispiel:  6 mm des Lineals füllen den Durchmesser des Gesichtsfelds des Mikroskops bei einem 4fach Objektiv aus.
Anders ausgedrückt: der Bildkreis des mikroskop. Bilds entspricht beim 4fach Objektiv ca. 6mm

Das kann man nun auf andere Objektive übertragen:
der Bildkreis des mikroskop. Bilds entspricht beim 10fach Objektiv ca. 4/10 x 6mm = 2,4 mm
der Bildkreis des mikroskop. Bilds entspricht beim 40fach Objektiv ca. 4/40 x 6mm = 0,6 mm oder 600µm
der Bildkreis des mikroskop. Bilds entspricht beim 100fach Objektiv ca. 4/100 x 6mm = 0,24 mm oder 240µm

Ein Objekt, das nun 1/4 des Gesichtsfelds beim Obj. 4x ausmacht, hat demzufolge die Länge von 1/4 von 6mm = 1,5 mm.
Ein Objekt, das nun 1/4 des Gesichtsfelds beim Obj. 10x ausmacht, hat demzufolge die Länge von 1/4 von 6mm x 4/10  = 600µm
Ein Objekt, das nun 1/4 des Gesichtsfelds beim Obj. 40x ausmacht, hat demzufolge die Länge von 1/4 von 6mm=  4/40 = 150µm
Ein Objekt, das nun 1/4 des Gesichtsfelds beim Obj. 100x ausmacht, hat demzufolge die Länge von 1/4 von 6mm =  4/100 = 60µm


Diese Verfahren kann man in der Genauigkeit steigern.
1.Man schaut (auch bei einem Binokular) mit nur einem z.B. dem rechten  Auge ins Mikroskop beim Bino ins linke Okular.

2.Man nimmt ein Lineal und hält es links so an den linken Tubus des Mikroskops, dass man die Skala in etwa noch erkennen kann und betrachtet dieses mit dem linken Auge (abgesehen von etwaiger Fehlsichtigkeit). Die beiden  separaten Augenbilder verschmelzen normalerweise im Gehirn zu einem einzigen Bild, so dass dem Mikroskopbild das Bild des Lineals überlagert ist.

3. Dann  schätzt bzw. misst man den Durchmesser des Gesichtsfelds ab. z.B. 15 cm.
das bedeutet:
ein Objekt,  das  beim 4fach Objektiv 15 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit ca.   6mm
ein Objekt,  das  beim 10fach Objektiv 15 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit ca.   2,4 mm
ein Objekt,  das  beim 40fach Objektiv 15 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit ca.   0,6 mm oder 600µm
ein Objekt,  das  beim 100fach Objektiv 15 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit ca.   0,24 mm oder 240µm

4. Nun misst man nach diesem Verfahren die Objekte aus:
weitere Beispiele:
ein Objekt,  das  beim 4fach Objektiv 3 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit  ca.  6 mm x 3/15   = 1,2 mm
ein Objekt,  das  beim 10fach Objektiv 5 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit  ca.  2,4 mm x 5/15   = 0,8 mm oder 800 µm
ein Objekt,  das  beim 40fach Objektiv 2 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit ca.  600µm  x 2/15  =  80 µm
ein Objekt,  das  beim 100fach Objektiv 4 cm groß erscheint, ist in Wirklichkeit  ca. 240µm x 4/15 = 64 µm



P.S.: Damit dies kein Diskussionsthread wird, Hinweise zur Verbesserung oder Ergänzung bitte als PN an  mich.