Autor Thema: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen  (Gelesen 4719 mal)

Michael

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Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« am: April 07, 2019, 08:38:28 Vormittag »
Hallo in die Runde,

da ich kürzlich auf der Kornrade 2019 einen Vortrag über die Erstellung von Mikroaquarien gehalten habe, möchte ich diese Präparationsmethode auch hier kurz vorstellen.

Unter Mikroaquarien verstehe ich Präparate in Objektträgergröße, die man direkt mit dem Mikroskop beobachten kann. Dabei sollte die optische Qualität der Mikroaquarien (speziell die Schichtdicke) gut genug sein, um jede mögliche Vergrößerung zu verwenden. Außerdem sollte die Lebensdauer der Organismen zumindest einige Wochen betragen, um das Verhalten bzw. die Entwicklung der Objekte studieren zu können. Nicht zuletzt muss das Verfahren einfach und schnell anwendbar sein - ein umständliches und mit einem hohen apparativen Aufwand verbundenes Verfahren ist in meinen Augen im Amateurbereich nicht praktikabel.
Vor einigen Jahren bin ich im Internet auf eine Präparationsmethode gestoßen, die ich zu einem Langzeit-Mikroaquarium weiterentwickeln konnte. Ein solches Mikroaquarium ist folgendermaßen aufgebaut:


Aufbau eines Mikroaquariums

Die Lebensdauer eines "normalen", temporären Tümpler-Präparates kann erhöht werden, wenn man das Verdunsten des Wasser effektiv verhindert. Dies kann erreicht werden, wenn man das Deckglas mit einem Vaseline-Rand wasserdicht versiegelt. Vaseline besitzt zu diesem Zweck eine Reihe von idealen Eigenschaften:

- sie ist absolut wasserdicht
- Vaseline ist luftdurchlässig (kennt man von Feuchtigkeitscremes auf Vaselinebasis)
- wegen ihrer Konsistenz ist Vaseline leicht zu verarbeiten
- sie ist in jedem Drogerie-Mark preiswert zu finden

Um das Deckglas mit einem Vaselinerand zu versehen, trägt man einen dünnen (!) Vaselinefilm auf seinen Handballen auf und streift mit jedem Deckglasrand einen dünnen Steg von der Haut ab. Das Deckglas kann dann direkt mit einem Rand auf den Objektträger (mit Probe) gesetzt werden. Von diesem Rand aus senkt man das Deckglas ab und drückt das Deckglas mit einem Holzstäbchen langsam auf die gewünschte Schichtdicke zurecht. Überschüssiges Wasser wird dadurch unter dem Deckglas heraus gedrückt und kann dann leicht entfernt werden.
Um ein langlebiges Mikroaquararium zu erstellen, ist es nötig eine relativ große Wassermenge im Präparat einzuschließen. Ist dieser Wasserpuffer zu gering, würden die Organismen nach wenigen Tagen versterben. Deshalb verwendet man für ein Mikroaquarium einen Objektträger mit Hohlschliff. Um die zur Beobachtung nutzbare Fläche zu erhöhen, verwende ich ein möglichst großes Deckglas (z. B. 24mm x 32 mm oder 24mm x 60mm). Dadurch ist die Fläche außerhalb des Hohlschliffs - die Fläche mit der optimalen Schichtdicke - maximiert.
Ein so erstelltes Mikroaquarium hat viele Vorteile:

- Lebensdauer der Organismen ca. 6 Wochen
- große mechanische Stabilität:
       - durch das festsitzende Deckglas kann ist die Reinigung problemlos
       - senkrechte Aufbewahrung in normalen Präparateboxen (transparente Abdeckung!)
       - absolut stabile Verhältnisse auch für Langzeit - Videoaufnahmen
       - Einsatz von Immersionsöl unproblematisch: DG verrutscht nicht, Öl zieht nicht unter das Deckglas
- Zusatzaufwand zur Erstellung nur wenige Handgriffe

Der Hauptvorteil ist aber in meinen Augen, dass sich die Organismen nach einer Eingewöhnungszeit von ca. einem Tag in den Mikroaquarien "natürlich" verhalten. Die typische große Unruhe, wie man sie aus den "normalen", temporären Tümpler-Präparaten kennt, ist abgeklungen und die eingeschlossenen Tiere gehen zu ihrem "Tagesgeschäft" über. Die meisten Ciliaten weiden ruhig ihre Nahrung ab oder stehen sogar über Stunden an dem selben Platz und strudeln entspannt ihr Futter ein. Gastrotrichen beruhigen sich und tauchen nach einiger Zeit aus ihren Verstecken auf und weiden - optimal beobachtbar - die Unterseite des Deckglases ab.
Um diese entspannten Verhältnisse in einem Mikroaquarium zu demonstrieren, möchte ich folgenden - nahezu unbearbeiteten Film - zeigen, der in mehreren Mikroaquarien einige Tage nach deren Erstellung aufgenommen wurde:


Zum Starten des Filmes bitte auf das Bild klicken!

Für mich ist diese Art der Präparation inzwischen die befriedigendste Art, die Wunderwelt im Tümpel zu beobachten. Natürlich ist es so nicht möglich, die letzten anatomischen Details der Organismen abzubilden. Dafür erhält man aber die Möglichkeit das Verhalten oder die Entwicklung der Organismen über einen langen Zeitraum und stressfrei zu verfolgen.

Viel Grüße

Michael


PS.: Der Beitrag wurde parallel im Mikro-Tümpler-Forum veröffendlicht
Gerne per Du

Herbert Dietrich

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #1 am: April 07, 2019, 09:01:04 Vormittag »
Hallo Michael,

vielen Dank für die Weitergabe dieser interessanten und einfach zu verwirklichenden Methode.

Herzliche Grüße

Herbert

RainerTeubner

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #2 am: April 07, 2019, 16:19:26 Nachmittag »
Hallo Michael,

 ich durfte Deine Methode in WÜ durch Deinen spannenden Vortrag kennen lernen und hab sie dann zuhaus gleich ausprobiert: Sie funktioniert problemlos!

Viele Grüße

Rainer
Mikroskop: Carl Zeiss Standard Universal
Bildbearbeitung: Gimp und picolay
Kamera: Canon EOS 5D II

mikropit

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #3 am: April 07, 2019, 17:42:39 Nachmittag »
Hallo, ja diese Methode zu Tümpeln finde ich sehr faszinierend. Kann man doch die Lebewesen mehr in ihrem "natürlichen" Umfeld beobachten. Ich habe dazu ein Kunststoffplättchen durchbohrt und unten ein Deckglas auf das Loch geklebt. Fertig war das Mikroaquarium. So komme ich mit einem Inversmikro ganz dicht an den Ort des Geschehens und habe so eine gleichmässige Wassertiefe. Damit nichts verdunstet natürlich oben mit einem Deckglas abgedeckt.
vG Peter
mikropit

DR

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #4 am: April 07, 2019, 21:43:41 Nachmittag »
Hallo zusammen,
sehr gut die Beschreibung, vielen Dank. Wie schon erwähnt gibt es zahlreiche Varianten, wenn man mal in Thingiverse unter Microscope schaut, findet man einige Ableger zum Ausdrucken auf 3D-Druckern z. B. https://www.thingiverse.com/thing:3068750. Ich habe mir einige Vorlagen ausgedruckt, funktioniert gut.
Viele Grüße
Dieter

Michael

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #5 am: April 08, 2019, 16:57:53 Nachmittag »
Hallo Herbert, Rainer, Peter und Dieter,

es freut mich, dass mein Beitrag für Euch von Interesse war.

@Rainer:
Schön, dass bei Dir die Mikroaquarien problemlos geklappt haben. Das freut mich umso mehr als Deine Antwort die erste Rückmeldung zu dem Thema war - Danke!

@Peter:
Beim Invers-Mikroskop hilft natürlich die Schwerkraft, um viele Objekte nahe dem Deckglas anzusammeln. Prinzipiell hast Du aber mit Deiner Konstruktion die selbe Problematik wie bei einem "normalen" Mikroskop: Nur die Objekte in der Nähe des Deckglases sind mit stärkeren Objektiven zu beobachten. Das liegt einfach an der zu großen Schichtdicke. Selbst wenn Du Dein Mikroaquarium durchfokussierst, werden die Organismen in der Tiefe des Präparats nicht mehr vernünftig abgebildet. Solange Du Dich auf die Organismen in der Nähe des Deckglases (oder sollte ich sagen: "Bodenglases") beschränkst, ist natürlich alles OK.
Der entscheidende Punkt bei meiner Konstruktion ist, dass man - außerhalb des Hohlschliffs - eine hinreichend kleine Schichtdicke (z.B. 100µ) einhalten kann, die eine Beobachtung über die ganze Präparattiefe erlaubt. Das Vaseline-Mikroaquarium kann natürlich auch (mit dem Deckglas nach unten) bei einem Invers-Mikroskop verwendet werden.

@Dieter:
Der Wunsch nach Mikroaquarien ist so alt wie die Mikroskopie. Über die Jahrhunderte wurden bereits viele ausgefeilte und z.T. sehr aufwändige Mikroaquarien vorgeschlagen, die auch in der Forschung Verwendung fanden.
Mein obiger Vorschlag zielt darauf ab, ein Mikroaquarium mit möglichst wenig Aufwand und Standart-Materialien mit der nötigen optischen Qualität  zu realisieren. Für die Vaseline-Mikroaquarien benötigt man nur einen Hohlschliff-Objektträger, ein (großes) Deckglas und etwas Vaseline. Der Kostenaufwand dürfte damit deutlich unter 50 Cent liegen. Der zeitlich Zusatzaufwand zur Erstellung ist im Bereich von 30 s. Nach der Erstellung benötigt das Mikroaquarium keinerlei Betreuung und kann nach seiner Lebensdauer von ca. 6 Wochen problemlos gesäubert und wiederverwendet werden. Ich denke, damit ist dieser Art von Mikroaquarien konkurrenzlos praktisch! Natürlich gibt es Anwendungsfälle, bei denen man (z. B. bei sehr sauerstoffliebenden Organismen) auf ausgefeiltere Konstruktionen zurückgreifen muss.

Viele Grüße

Michael

Gerne per Du

Rene

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #6 am: April 08, 2019, 17:03:22 Nachmittag »

Nur die Objekte in der Nähe des Deckglases sind mit stärkeren Objektiven zu beobachten. Das liegt einfach an der zu großen Schichtdicke. Selbst wenn Du Dein Mikroaquarium durchfokussierst, werden die Organismen in der Tiefe des Präparats nicht mehr vernünftig abgebildet.

Michael

Hi Michael, you should try a LOMO 40x waterimmersion objective with those slides!

Just a tip, good luck,
René

DR

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #7 am: April 08, 2019, 20:08:02 Nachmittag »
Hallo Michael,
ich stimme Dir völlig zu. Meine Anmerkung war für diejenigen gedacht, die den 3D-Drucker für das wichtigste Mikroskop-Zubehör halten (früher war das einmal die Drehbank :-))). Ich habe mir eine Reihe von diesen Helferlein gedruckt, das geht schnell und kostet praktisch nichts. Mit untergelegtem Deckglas ist das am Invertoskop ein echter Fortschritt.
Viele Grüße
Dieter

Rolf-Dieter Müller

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #8 am: April 10, 2019, 15:07:51 Nachmittag »
Hallo Michael,

ich habe seit Würzburg zwei Mikroaquarien in Betrieb. Eines mit der von Dir gestellten Tümpelprobe und das andere wurde mit einer Moorprobe von Gerd "planerdd" angelegt.

Beide Mikroaquarien sind eingefahren und liegen im Zugriff in der Nähe meines Mikroskopes, so dass ich jederzeit Einblick in die hochinteressante Mikrowelt nehmen kann.

Viele Grüße,
Rolf-Dieter

raimcomputi

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #9 am: August 12, 2021, 16:45:00 Nachmittag »
Ich bin eben über diesen Artikel gestolpert. Da ich ja noch ganz neu bin, mich aber die Tümpelei sehr fasziniert, stellen sich mir an dieser Stelle noch ein paar Fragen. Ja, dieser Thread ist schon etwas älter, aber vieleicht gibt es ja doch ein paar Antworten.

1. Wenn man einfach einen Tropfen zB. aus einem Heuaufguss in so einem Miniaquarium einschließt, wird dann nicht nach kurzer Zeit der Sauerstoffmangel zum Problem?

2. Ich habe schon ein paar mal gelesen, das man in einem Heuaufguss, oder auch einer anderen Wasserprobe, die Tierchen gelegentlich füttern soll, zB. mit einem Getreidekorn, oder etwas Joghurt. Das ist ja bei einem solchen Miniaquarium nicht mehr möglich. Haben denn die Tierchen denn da wirklich über längere Zeit genug Futter? Ich finde es nämlich auch nicht schön, wenn man bei einem normalen Präperat, wo man einfach einen Wassertropfen unter ein Deckglas bringt schon nach relativ kurzer Zeit die Tierchen aufhören sich zu bewegen und offenbar auch sterben. Denn, zumindest geht es mir so, baut man doch beim Beobachten irgendwie eine Art Beziehung auf.

Ansonsten ist das wirklich eine tolle Anleitung. Objektträger mit Hohlschliff habe ich schon da. Jetzt brauch ich nur noch ein paar große Deckgläser. Mal sehen, wo man die günstig herbekommt.

Gruß

Raimund

Arne

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #10 am: August 12, 2021, 19:59:02 Nachmittag »
Moin Raimund,

gefüttert habe ich die Versammlung im großen Becken, sozusagen.
Zwei Minikleckse Ziegenjoghurt.
Ansonsten habe ich heute im Tropfen beobachtet, das in dem Tropfen
eine Menge organisches Material enthalten ist, sowie auch Bakterienhaeuflein,
an dem sich die Tierchen gütlich tun.
Wie alt können die Amoeben und Geißeltierchen eigentlich werden?

Gruss, Arne

raimcomputi

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #11 am: August 12, 2021, 20:40:52 Nachmittag »
Ich habe gelesen, das man vor kurzen, irgendwo im ewigen Eis, ich glaube in Sibirien, ein Rädertierchen gefunden hat, was schon ca. 20.000 Jahre alt war. Nach dem Auftauen war es jedenfalls quicklebendig.

Gruß

Raimund

plaenerdd

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #12 am: August 12, 2021, 22:57:49 Nachmittag »
Hallo Reimund,
Zitat
1. Wenn man einfach einen Tropfen zB. aus einem Heuaufguss in so einem Miniaquarium einschließt, wird dann nicht nach kurzer Zeit der Sauerstoffmangel zum Problem?
In dem Heuaufguss im Gurkenglas herscht auch Sauerstoffmangel. Es gibt da keine Sauerstffproduzenten und die Bakterien, die sich massenweise entwickeln, zehren viel Sauerstoff. Da kommt nur der Sauerstoff rein, der über die im Verhältnis zum Volumen recht kleine Oberfläche hineindefundieren kann. Das pssiert aber auch im Vaselinepräparat, denn die Vaseline läßt zwar den Wasserdampf nicht durch, wohl aber in gewissen Maßen Sauerstoff und auch CO2. Die Oberfläche ist im Verhältnis zum eingeschlossenen Volumen auch gar nicht so klein.

Füttern muss man nur Kulturen, in denen man eine ganz bestimmte Art halten möchte. In jedem Probenglas stellt sich nach ein paar Wochen ein Gleichgewicht ein, das i.d.R. nicht dem kompletten Artenspektrum der Ausgangsprobe entspricht, aber sehr lange (über Jahre!) erhalten bleiben kann. Da frisst man sich so lange gegenseitig, bis sich ein relativ stabiles Gleichgewicht eingestellt hat. Man sollte dabei aber immer nur relativ wenig Material (was auch immer: Tümpel-Schlamm, Heu, Salat, usw.) drin haben und möglichst viel Wasser, sonst töten die stark sauerstoffzehrenden Bakterien das höhere Leben weitestgehnd ab und man hat nur eine stinkende Brühe. Auch sollte man größere Tiere wie Mücken- und andere Insektenlarven heraussammeln oder sieben. Kleinkrebse wie Wasserföhe, Muschelkrebse oder Hüpferlinge überleben aber oft erstaunlich gut in so einem geschlossenen Gurkenglas.

Eine andere Methode für Langzeituntersuchungen, die auch einen besseren Gasaustausch erlaubt sind die Objektträgeraquarien (OTA) nach William von Bremen: Dünne Baumwollfäden von ca. 20cm Länge werden ausgekocht und feucht auf einen OT zu einen Kreis von ca. 1,5cm Durchmesser gelegt. In diesen Kreis werden die kleinen Wasserbewohner eingebracht. Beobachtet wird bei niedrigen Vergrößerungen ohne DG. Durch Zufügen und Absaugen von Wasser mittels einer Pipette am äußeren Rand des Fadenringes kann Wasser gewechselt oder Nährstoffe zugeführt werden. Diese OTA können über sehr lange Zeit benutzt und ganze Lebenszyklen der Mikroorganismen beobachtet werden. Wenn nicht beobachtet wird, muss es in einer Feuchten Kammer aufbewahrt werden. Das ist ein gut schließendes Gefäß (z.B. eine Petrischale) auf dessen Grund immer eine Wasserschicht steht, die aber auch eine Ablagemöglichkeit für das OTA oberhalb des Wassers enthält. Im einfachsten Fall sind das ein paar Streichhölzer ohne Kopf. Ist das Gefäß verschlossen, bleibt die Luftfeuchtigkeit immer so hoch, das kaum Wasser im OTA verdunstet. Ein Deckglas würde in der feuchten Kammer allerdings beschlagen.
Quelle: BREMEN, W. von: Das Objekträgeraquarium; in Mikrokosmos 60 / S.85ff Franckh’sche Verlagshandlung Stuttgart Jahrgang 1973

Beste Grüße
Gerd
« Letzte Änderung: August 12, 2021, 23:02:56 Nachmittag von plaenerdd »
Fossilien, Gesteine und Tümpeln mit
Durchlicht: Olympus VANOX mit DIC, Ph, DF und BF; etliche Zeiss-Jena-Geräte,
Auflicht: CZJ "VERTIVAL", Stemi: MBS-10, CZJ SMXX;
Inverses: Willovert mit Ph

raimcomputi

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #13 am: August 13, 2021, 02:41:27 Vormittag »
Vielen Dank für die aufschlussreiche Antwort.

Ich werde mir demnächst auf jeden Fall einmal so ein Miniaquarium basteln.

Ich habe eben wieder ca. 5 Stunden vor meinem Mikroskop gesessen und einen Wassertropfen beobachtet. Das ist spannender wie jeder Krimi im Fernsehen. Das war ein Gewimmel. Da waren hunderte winziger Tierchen drin. Das ist wirklich eine faszinierende Welt.

Gruß

Raimund

Arne

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Re: Mikroaquarien zur Langzeitbeobachtung lebender Organismen
« Antwort #14 am: August 13, 2021, 06:50:15 Vormittag »
Moin Gerd,

vielen Dank für die ausführliche Erläuterung.
Mein Heuaufguss besteht aus einem Liter Giesskannenwasser und eine halbe Handvoll
gemähtes, trockenes Gras sowie ein wenig, ca. 50ml schlammiges Wasser
aus dem Abzuggraben hier am Haus. Ich musste etwas Schlamm treten, damit
Wasser hervorquillt. Diese Mischung steht jetzt fünf Tage.
Es hat sich Silberhaut gebildet.
Es riecht nur wenig.
Naja, die Frage, wie mit dem Präparat nach Abschluss der Untersuchung verfahren wird
mag sich ja „Treehugger-Like“ anhören. Aber es gibt wohl kaum eine
Möglichkeit, die Lebewesen wieder „auszusetzen“.
Zumal die Vaseline ein ziemlicher Schmierkram ist.
So reinige ich den Objekttraeger mit Spiritus und dabei wird dann auch
alles Leben abgetötet.
Wir leben auf dem Land und haben phasenweise unzählige Fliegen im Haus.
Da kommt dann auch die Fliegenpatsche zum Einsatz.
Wespen hingegen werden immer lebend aus dem Haus transportiert.
Es ist wohl eher eine philosophische Frage, ab wann Leben geschont wird.
Zumal das Präparat sicher auch einige Krankheitskeime in sich trägt.

@Raimund, ich bin auch total fasziniert, welche Welt sich unter dem Mikroskop
zeigt. Ähnlich wie in der Astronomie, wo sich ebenso Welten öffnen,
welche mit bloßem Auge nicht oder nur kaum erkennbar sind.

Ein schönes Wochenende
und Gruß,
Arne