Rubrioxytricha ferruginea - eine nicht ganz geradlinige Zuordnung

[Martin Kreutz]

Liebes Forum,

heute möchte ich mal über die Irrungen und Wirrungen berichten, die man erleben kann, wenn man versucht einen hypotrichen Ciliaten zu bestimmen. Vertreter der hypotrichen Ciliaten kennt hier bestimmt jedes Forumsmitglied und Mitleser. Dazu gehören so bekannte Gattungen wie Euplotes, Stylonychia oder Oxytricha. Alle besitzen eine kompliziert aufgebaute Ciliatur aus Cirren, besonders auf der Ventralseite. Obwohl ich etwas Erfahrung bei der Bestimmung von Ciliaten habe, lasse ich die hypotrichen immer außen vor, da das Muster der Ciliatur unabdingbar für die Bestimmung ist und diese nur mit Silberimprägnierung deutlich zu erkennen ist. Auch mit DIK ist sie nur schwer zu durchschauen. Ich selbst kann auch nach Jahren nur eine handvoll hypotricher Ciliaten sicher zuordnen. Vor einigen Wochen habe ich Proben aus dem Bussenried begutachtet, einem Fundort, der nur 1 km vom Simmelried entfernt ist. Weil ich mich bisher 25 Jahre lang am Simmelried festgebissen hatte, wurde dieses Fundgebiet von mir leider etwas vernachlässigt. Zu unrecht, wie ich feststellen musste. In diesen Proben fand ich sehr häufig einen auffällig gefärbten, hypotrichen Ciliaten. Er war gelb, orange und rot  gefärbt. Hier zwei Aufnahmen von meinen ersten Begegnungen:



Abb. 1                                                                                                               Abb. 2                                                         

Wegen dieser auffälligen Färbung dachte ich, dass die Zuordnung kein großes Problem darstellen sollte. War es aber doch! Ich will hier versuchen, den Weg zur Bestimmung in etwa nachzuzeichnen. Er ist vielleicht auch interessant für andere Mikroskopiker, die sich etwas intensiver mit ihren Objekten beschäftigen wollen. 

Den einzigen gelb gefärbten hypotrichen, den ich häufig finde, war bisher Parurostyla weissei. Ich dachte 1 Sekunde daran, wusste aber sofort, dass die gefundene Art viel zu klein war und die ventrale Bewimperung viel zu heterogen. Parurostyla ist fast 300 µm lang und besitzt mehrere (5) parallele Ventralreihen. D.h., ich wusste nicht einmal die Gattung! Also, ganz von vorne durch den Bestimmungsschlüssel! Ich nutze dafür immer den von Foissner, Berger, Blatterer und Kohman in ihrer ,,Revision" Band IV, den ich nach wie vor für den besten für die hypotrichen halte. Auf Seite 35 geht es los:

1. Fragen:

- welche Gestalt?
- wieviele ventrale und marginale Cirrenreihen?
- wo liegt die KV ?
- Form des Makronukleus?

Diese Merkmale sind auf den beiden oberen Aufnahmen gar nicht zu sehen und ich musste weitere Fotos mit Ölimmersion aufnehmen:


Abb. 3                                                                           
KV = kontraktile Vakuole 
Ma = Makronukleus                                                                         


Abb. 4
Ma = Makronukleus
Mi = Mikronukleus


Abb. 5
RMR = Rechte Marginalreihe
LMR = Linke Marginalreihe
* = postorale Ventralcirren

Auf diesen Aufnahmen erkennt man: 

Gestalt lang elliptisch
2 marginale Cirrenreihen, keine (mid)ventralen Cirrenreihen (Abb. 5)
KV liegt links in der Mitte (Abb. 3)
2 runde Ma mit zwei runden Mi (Abb. 4)

2. Frage

- epizoische oder nicht epizoische Lebensweise?

Hier liegt eine nicht epizoische Lebensweise vor.

3. Frage

- verlaufen die Cirrenreihen gerade oder spiralig?

Sie verlaufen eindeutig nicht spiralig.

Weiter geht es auf S. 37 (Hypotricha III):

4. Frage

- Ist eine Midventralreihe vorhanden oder nicht

Hier ist gemeint, ob eine Cirrenreihe geradlinig in der Körpermitte unterhalb der Mundöffnung verläuft. In Abb. 5 Aufnahme erkennt man, dass es keine Midventralreihe gibt, sondern nur einige postorale Ventralcirren und die Ventralcirren, die nicht in einer Reihe stehen (s. Abb. 6). Ansonsten gibt es nur die linke und rechte Marginalreihen.


Abb. 6
FC = Frontalcirren
FVC = Frontoventralcirren
PVC = postorale Ventralcirren
VC = Ventralcirren
UM = undulierende Membran
AZM = adorale Membranellenzone

Nach diesem Befund geht es weiter auf S. 38 (Hypotricha IV).

5. Frage
 
- ist die Anzahl der Cirrenreihen 2 oder 3?

Hier sind die ventral sichtbaren Cirrenreihen gemeint. Es sind nur 2, in diesem Fall nämlich die linke und rechte Marginalreihe (s. Abb. 5).

6. Frage

- Ist das Mundfeld hell, groß und spiralig geformt?

In Abb. 1 erkennt man deutlich, dass das Mundfeld nicht spiralig geformt ist.

7. Frage

- Ist der Körper starr oder flexibel?

Er war flexibel, was ich live beobachten konnte.

8. Frage

- Sind Zoochlorellen vorhanden oder nicht?

Es sind keine Zoochlorellen vorhanden. Mit der Beantwortung dieser Frage steht die Gattung fest! Es muss sich um Oxytricha handeln. Es geht weiter auf S. 40 (Hypotricha VI).

9. Fragen

- gibt es subpelliculäre Granula oder nicht?
- Ist das Plasma deutlich rötlich, orange oder bräunlich gefärbt oder farblos?

Das subpellikuläre Granula ist definitiv vorhanden (s. Abb. 7) und das Plasma  erschien mir gelblich oder orange (s. Abb. 1 + 2).


Abb. 7
SPG = subpellikuläres Granula

Durch diese Merkmale grenzte sich die Zuordnung nun auf nur 2 Arten ein, nämlich Oxytricha ferruginea und Oxytricha haematoplasma. OK, bis hier war ich mit dem Schlüssel gekommen, aber welche Art war es jetzt? Hier die finalen Unterscheidungsmerkmale, welche die Arten unterscheidbar machen:

Oxytricha haematoplasma: Plasma rötlich oder orange, Granula zitronengelb, welches in schmalen Längsreihen angeordnet ist. Es sind 4 Reihen von Dorsalreihen vorhanden. Die Marginalreihen überlappen sich terminal.

Oxytricha ferruginea: Plasma bräunlich, Granula bräunlich und in breiten Längsreihen angeordnet. Es sind 5 Dorsalreihen vorhanden. Die Marginalreihen sind hinten nicht überlappend.

Schon bei der Frage nach der Farbe des Plasmas war ich verunsichert. Die erschien mir gelblich oder orange. Ich wurde zusätzlich verunsichert durch den Fund weiterer, intensiv gefärbter Exemplare:


Abb. 8                                                                                             Abb. 9

Diese Exemplare erschienen mir rosa oder rötlich, was aber sicher auf die gefressenen Rhodobakterien zurückzuführen war. Eine Eigenfarbe des Plasmas zu erkennen war schwierig.

Dann fand ich ein weiteres Exemplar, welches scheinbar farbloses Plasma hatte, aber eindeutig gelbliches Granula:


Abb. 10

Das war jetzt blöd! OK, die Farbe des Plasmas war vielleicht kein sicheres Bestimmungsmerkmal, das hatte ich schon öfters erlebt. Ob sich die Marginalreihen terminal (also am Hinternende) überkreuzen oder nicht, konnte ich ohne Silberfärbung nicht überprüfen. Aber die Zahl der dorsalen Cilienreihen sollten sich unterscheiden lassen. Bei Oxytricha haematoplasma sollen es 4 sein und bei Oxytricha ferruginea 5. Also, ein Exemplar mal umgedreht und nachgeschaut. Das sah dann erst Mal so aus:


Abb. 11
SPG = subpellikuläres Granula

Man erkennt das orange (fast rötliche), subpellikuläre Granula in gerade Längsreihen angeordnet. Beim ersten betrachten waren da aber scheinbar keine Cilien! Man musste sehr vorsichtig durchfokussieren, um diese sehen zu können:


Abb. 12

Bei dem hohen Deckglasdruck deformiert sich der ganze Ciliat und die Cilienreihen sind dadurch verzerrt. 4 Reihen konnte ich deutlich erkennen, aber eine fünfte musste da sein, weil rechts im Bild oben eine weitere Cilie auftaucht, die wohl zur 5. Cilienreihe gehört. Aber eine Cilie schien mir etwas dünn für eine Zuordnung. Deshalb habe ich mich nochmal mit den Granula beschäftigt, welches ich für ein auffälliges und konstantes Merkmal halte. In seiner Revision I zeigen Foissner et. al. Zeichnungen der Anordnung des subpellikulären Plasmas von Oxytricha haematoplasma und Oxytricha ferruginea:


Abb. 13

Bei Oxytricha haematoplasma sollen die Granula alle wie auf einer Perlenketten hintereinander liegen, während sie bei Oxytricha ferruginea ,,streuen" und eher Bänder darstellen. Bei allen von mir gefundenen Exemplaren war das Granula in Bändern angeordnet (s. Abb. 6, 7 und 11) und nie in Reihen von einzelnen Granula. Damit war die Zuordnung als Oxytricha ferruginea unter Berücksichtigung der anderen zutreffenden Merkmale bestätigt. Zwischendurch habe ich mich mehrfach auf's Glatteisen führen lassen, weil ich an einer vermeintlichen Färbung des Plasmas gedacht habe (welches aber nur Oxytricha haematoplasma besitzt) und weil ich die Anordnung des subpellikulären Granula nicht richtig interpretiert habe. Außerdem ist dieses Granula in meiner Population nicht braun, sondern ich würde es eher rot-orange bezeichnen. Das hat mich zuerst auch an Oxytricha haematoplasma glauben lassen.

Als nächsten Schritt habe ich noch geprüft, ob Oxytricha seit dem Erscheinen der ,,Revision" (1995) einer Neuklassifizierung unterlag. Tatsächlich hat Berger 1999 in seiner ,,Monograph of the Oxytrichidae" (s. Lit.) Angehörige der Gattung Oxytricha, welche ein gefärbtes Plasma besitzen und/oder eine gefärbtes subpellikulares Granula, ausgegliedert in die Gattung Rubrioxytricha. Ich habe meine Bildbeschriftung dementsprechend angepasst.

Soviel zu dieser kleinen Geschichte einer nicht ganz geradlinigen Zuordnung.

Nachdem ich einige Zeit mit Rubrioxytricha ferruginea verbracht habe, konnte ich einige schöne Beobachtungen an dieser Art machen. Dieser Ciliat frisst Rhodobakterien, kleine Algen, Trachelomonas und Cryptomonaden. Letztere mag er wohl ganz besonders. Hier einige Bilder, wie er den Hals nicht voll kriegen kann:


Abb. 14                                                                                                                  Abb. 15


Abb. 16

Hier hat es eine kleine, blaugrüne Chroomonas erwischt:


Abb. 17

Viel Spass beim anschauen!

Martin


Literatur:

Berger H. 1999. Monograph of the Oxytrichidae (Ciliophora, Hypotrichia). Monographiae biol. 78. i–xii, 1–1080.

Foissner, W., Blatterer, H., Berger, H. & Kohmann, F. (1991): Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems – Band I: Cyrtophorida,  Oligotrichida, Hypotrichia, Colpodea. – Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, 1/91: 1–478.

Foissner, W., Berger, H., Blatterer, H. & Kohmann, F. (1995): Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems. – Band IV: Gymnostomatea, Loxodes, Suctoria. – Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, 1/95: 1–540.

[Michael]

Hallo Martin,

vielen Dank für Deinen ausführlichen Bericht! Jeder, der schon mal versucht hat, Organismen zu bestimmen, konnte nicht anders, als bis zum Ende mitzufiebern! Besonders wertvoll für mich war, von einem Profi sein systematische Vorgehensweise vorgeführt zu bekommen.

Ich nutze mal die Gelegenheit für eine Frage, die ich mich bis jetzt immer gescheut habe zu stellen: Was ist "Links" und "Rechts" in den Bestimmungschlüsseln? Das Mikroskop kehrt um und der Organismus liegt mal mit der "Bauchseite" oder mit der "Rückenseite" zum Betrachter - ich bin da oft etwas verwirrt.

Viele Grüße

Michael

[Michael Plewka]

Hallo Martin,

Dein Beitrag ist für mich schlicht und ergreifend die  "Referenz des Monats", soll heißen: die Qualität der Bilder und der Ausfühlichkeit des Texts setzt Maßstäbe!
Für mich in der Detailfülle schon eine Überforderung, dennoch konnte ich Deinen Beitrag an einem Fall (mehr dazu später) schon sehr gut gebrauchen...

Es gibt aber noch einen anderen Aspekt zu diesem Beitrag:  Du zeigst immer wieder ziemlich exotische Viecher aus Eurer  Umgebung, über die selbst im www.  meist wenig zu finden ist, und die auch ich in meinen Proben aus Tümpeln und Mooren, die im Laufe der Jahre aus einigen Teilen Deutschlands und auch aus Europa zusammengekommen sind, kaum bzw. gar nicht finde. Natürlich spielt da  auch Deine Erfahrung eine Rolle und auch natürlich die Präparationstechnik; aber beispielsweise kenne ich einen Ciliaten wie Blepharisma tenue-viridis ausschließlich aus dem Simmelried, in welchem Du andererseits -so wie ich es verstanden habe-        Rubrioxytricha ferruginea in 25 Jahren noch nicht gefunden hast. Das ist also ein sehr spezielles Biotop! So wäre es schön, wenn man etwas genauer wüsste, wo welche Arten vorkommen in Deutschland/ Europa, so dass man mehr über das "warum" herausfinden kann.
Und das ist auch als eine Aufforderung an alle "Mikroskopiker" zu verstehen, gemeinsam (und nicht durch Aufspaltung !!) an diesem "Projekt" zu arbeiten!

@ Michael:

ich erlaube mir mal , eine Antwort zu geben.
Bei der bildnerischen Darstellung ist ein  Ciliat immer in Frontalansicht und ist mit dem  "Mund" oben dargestellt. Auch den Rest der Darstellung   kann man als Analogie zum Menschen verstehen. Sowohl bei Ciliaten als auch beim Menschen liegt der "Mund" auf der Bauchseite. Bei den hypotrichen Ciliaten beispielsweise kann man sehr gut durch das Verstellen der Schärfeebene den Mund bzw. die Ventralcirren in den Fokus kriegen und weiß damit, wo die Bauch- bzw. Rückenseite ist und demzufolge auch, ob man es mit einer Frontal- oder Rückansicht des  Ciliaten zu tun hat. Mit "links" und "rechts" verhält es sich so wie beim Menschen: sehen wir einem Menschen in Frontalansicht, sehen wir beispielsweise dessen rechte Hand auf der linken Seite des Bildes.

Beste Grüße
Michael Plewka

[Martin Kreutz]

Hallo zusammen,

vielen Dank für die positiven Rückmeldungen zu einer (fast) schief gegangenen Bestimmung. Aber die hypotrichen sind und bleiben ein steiniges Pflaster!

@ Michael: Ich habe in Abb. 3 die rechte und linke Seite demonstrativ eingezeichnet, weil ich weiß, dass viele Mikroskopiker damit einige Probleme haben. Michael P. hat ja schon erläutert, wie man die linke und rechte Seite definiert. Es ist in der Tat so, wie bei einer Person, die vor einem steht. Bei rotationssymmetrischen Ciliaten wie Prorodon gibt es natürlich kein Links oder Rechts. Jedoch betrachten wir alle unsere kleinen Freunde durch einem ganzen Haufen Linsen, Prismen und Spiegel. Deshalb ist es gut, sich nochmal mit dem "Endergebnis" des optischen Systems zu beschäftigen. Bei mir ist es so, dass das mikroskopische Bild seitenverkehrt ist, wenn ich durch die Okulare schaue. Mein mikroskopisches Bild auf der Sensorebene der Kamera ist jedoch spiegelverkehrt! Das liegt an einem Spiegel, der in meiner Kameraadaption eingebaut ist. Ich muss also jedes Bild bei der Bildbearbeitung horizontal spiegeln. Einen Vorgang, den ich mit PS im Rahmen der Bildbearbeitung automatisiert habe. Wie das eigene Mikroskop abbildet, kann man leicht prüfen, indem man etwas kleingedrucktes unter das Mikroskop legt und betrachtet und fotografierst (z.B. die Geschäftbedingungen Deiner Hausbank !). Dann bekommt man Gewissheit.

@ Michael P.: Na, na, das hat Dich bestimmt nicht überfordert  ! Ja, mit den Biotiopen hast Du recht. In 25 Jahren habe ich Rubrioxytricha ferruginea im Simmelried nicht gefunden, obwohl ich eigentlich ganz gut weiß, wo meine kleinen Freunde sich so verstecken. Nur 1 km weiter finde ich diese Art. Das hat sicher auch was mit den ökologischen Kenndaten jedes einzelnen Biotopes zu tun. Eine Bestandaufnahme der Protozoen zumindest in den größeren Biotopen zu erhalten, ist schon deshalb schwierig, weil nur wenige Menschen ein Mikroskop haben, dort nachschauen und dann auch noch korrekt bestimmen können. Zusätzlich unterliegen diese Biotope mitunter großen Umwälzungen, wie ich gerade am Simmelried merke, welches sich gerade vom hot spot in eine ökologische Wüste verwandelt.

Martin

[Ole Riemann]

Hallo Martin,

ein sehr instruktiver und hervorragend bebilderter Bericht - ganz herzlichen Dank! Besonders bemerkenswert finde ich die intensiven Farben, die sich an diesem Ciliaten beobachten lassen.

Was würdest Du mit Deiner langjährigen praktischen Erfahrung sagen: Wie gut deckt der Schlüssel von Foissner et al. die Diversität der Ciliaten ab, die man in den üblichen Habitaten so findet (von Extrembiotopen abgesehen)? Kann man davon ausgehen, dass die allermeisten Gattungen zumindest mit einigen Arten vertreten sind? Oder umfasst der Schlüssel nur einen kleinen Ausschnitt aus der Vielfalt der Ciliaten, nämlich solche, die abwasserbiologisch relevant sind? Muss man also auch bei der Bestimmung bis zum Gattungsniveau auf jeden Fall noch weitere Literatur hinzuziehen?

Beste Grüße

Ole

[Martin Kreutz]

Hallo Ole,

die 4 Bände der "Revision" von Foissner et. al. beschrieben meines Wissens etwa 300 Arten im Detail und beinhalten einen sehr guten Schlüssel für das Bestimmen dieser Leitarten. Aber natürlich kann man damit nicht alles Arten und Gattungen abbilden. Es gibt viel mehr Arten und Gattungen, für die man weiterführende Literatur benötigt. Aber trotzdem benutze ich die Revision sehr oft, denn der Schlüssel ist sehr gut gemacht und mit erklärenden Zeichnungen unterlegt. Das war z.B. wichtig bei der Anordung der Granula bei Rubrioxytricha ferruginea. Da haben die Abbildungen, wie das Granula angeordnet sein kann, sehr hilfreich. Tatsächlich finde ich aber auch oft Kandidaten, die ich mit der Revision nicht zuordnen kann. Dann bemühe ich meistens den Kahl. Oft erkenne ich die Gattung, kenne die Art aber nicht. Dann kann ich die verschiedenen Monografien zu den Gattungen und Ordnungen nutzen. Wenn man auch die Gattung nicht erkennt, wird es allerdings schwierig. Mein Archiv ist voll von diesen Fällen. Dann geht es zu wie bei der Kripo. Man hat viele noch nicht verjährte Fälle und manchmal gibt es neue Hinweise oder zufällige Funde in der Literatur oder im Internet. Manchmal aber auch nicht. Man muss dann damit leben, das viele Funde unbestimmt bleiben.

Martin