Autor Thema: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus  (Gelesen 626 mal)

Michael

  • Member
  • Beiträge: 465
Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« am: Februar 12, 2021, 11:15:36 Vormittag »
Hallo in die Runde,

nachdem ich kürzlich die beiden Gastrotrichen Polymerurus rhomboides  (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=39847.0) und Polymerurus nodicaudus (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=39960.0) vorgestellt habe, möchte ich Euch heute den dritten und letzten Bauchhärling der Gattung Polymerurus, der "offiziell" in Deutschland nachgewiesen wurde, zeigen:

Polymerurus serraticaudus (Voigt, 1901)

Mit einer Größe von 450µm bis 550µm ist P. serraticaudus einer der größten Süßwasser-Gastrotrichen. Da diese beeindruckende Art nicht die sonst für Polymerurus so typischen langen Zehenanhänge besitzt, entfällt die Gesamtlänge nahezu vollständig auf den massig Körper. Durch das Fehlen der Zehenfortsätze steht das Tier in der Gattung Polymerurus sehr isoliert und ich hätte es nicht auf den ersten Blick als Polymerurus erkannt. Erst das Fehlen einer Halseinschnürung und der dreilappige Kopf lässt die Gattungszuordnung plausibel erscheinen.


Bild 1: P. serraticaudus; Gesamt

Die Seitenansicht zeigt, dass das Tier dicht mit dünnen Stacheln besetzt ist, die sich zum Hinterende hin verlängern.


Bild 2: P. serraticaudus; lateral

Dieser enge Stachelbesatz macht es nahezu unmöglich, die Basisschuppen des Tieres zu erkennen. Diese Schuppen sind fest mit der Kutikula verwachsen und können deshalb schlecht durch eine Schuppenanalyse isoliert werden. In der Literatur wird die Schuppenform als "kleine ovale Plättchen, 7-8µm lang" angegeben.


Bild 3: P. serraticaudus; dorsaler Stachelbesatz

Besonders auffällig sind die mit Schuppenrudimenten besetzten Zehen, die dadurch "rau" wirken und namensgebend sind. Die bei Gastrotrichen ansonsten üblichen Haftröhrchen sind zu kurzen Krallen reduziert - der Gattung Polymerurus werden Klebedrüsen abgesprochen.


Bild 4: P. serraticaudus; Krallen

Betrachtet man den Kopf von P serraticaudus in Seitenansicht genauer, erkennt man die sog. Pleuren (Seitenschilde), kutikulare Platten, die den Kopf an der Seite schützen. Da nur ein Paar dieser Pleuren vorhanden ist, ergibt sich die typische dreilappige Kontur des Kopfen (Kopfschild (Kephalion) und ein Paar Seitenschilde (Pleuern)).


Bild 5: P. serraticaudus; Seitenansicht des Kopfes mit Pleuron

Wie immer lohnt es sich, den Kopf der Tiere von unten genauer zu untersuchen. Die große Mundöffnung ist von einem Ring beweglicher Lamellen umgeben, die den Munddurchmesser verkleinern bzw. vergrößern können. Hinter dem Mund liegt das eigenartig geformte Hypostomion, eine kutikulare Platte, die hier schwach kronenförmig ausgebildet ist. Die Zilienbänder, die der Fortbewegung dienen, verbreitern sich am Kopf und spalten sich typisch in einige Äste auf.


Bild 6: P. serraticaudus; Unterseite des Kopfes

Leider konnte ich die Eier der Tiere nicht dokumentieren, da diese großen Gastrotrichen recht empfindlich auf die beengten Verhältnisse in meinen Mikroaquarien reagieren. Lediglich ein juveniles Tier konnte ich beobachten:


Bild 7: P. serraticaudus; juveniles Tier, dorsal

Die beeindruckende Größe des Tiere erlaubt es, einige für Gastrotrichen typische anatomische Details näher zu zeigen.
Will man sich den Aufbau des Verdauungssystems genauer ansehen, ist eine Seitenansicht des Vorderteils der Bauchhärlinge notwendig:


Bild 8: P. serraticaudus;  Seitenansicht des Kopfbereichs im Querschnitt; Mu: Mund; Ge: Gehirn; Ph: Pharynx; R: Reuse; Ma: "Magen"; Da: Darm

Die Nahrung wird durch den meist runden Mund der Tiere auf der Bauchseite aufgenommen. Dazu erzeugt der mit starken Muskeln ausgestattete Schlund (Pharynx) einen Unterdruck, durch den der von dem Substrat abgeschabten Nahrungsbrei eingesaugt wird. Der Nahrungsbrei wird am Pharynxausgang mit einer gefälteten Reuse gefiltert und die festen Bestandteile an den Darm weitergegeben. Das überschüssige Wasser wird wieder ausgestoßen. Um den Pharynx herum liegt das cerebrale Ganglion (Gehirn des Tieres), das bei P. serraticaudus relativ zur Größe ziemlich klein ausfällt. Bei einigen Arten - auch bei P. serraticaudus - ist der erste Zellring des Darmes anders als der Rest des Darm gefärbt und wird dann als "Magen(ring)" bezeichnet. Die Funktion dieses Magenrings ist nicht geklärt. Bei den von mir untersuchten Polymerurus-Arten, die streng an den sauerstoffermen  Faulschlamm gebunden sind, sind die Darmzellen mit dunklen Einschlüssen gefüllt, die ich so bei andern Gastrotrichen noch nicht gesehen habe.


Bild 9: P. serraticaudus; Polaufnahme

Betrachtet man die Tiere unter gekreuzten Pol-Filtern (mit einem doppelbrechendem Hilfsobjekt), erkennt man recht schön die doppelbrechenden Muskeln des Pharynx. Auffällig ist, dass die Kontraktionsmuskeln nicht durchgehen sind sondern in einzelne Muskelpakete unterteilt sind. Dadurch ist eine gerichtete Perestatik möglich.

Alle Süßwasser-Organismen haben das Problem, dass durch die hohe Salzkonzentration in ihren Zellen ein starker osmotischer Druck entsteht, der dazu führt, dass Wasser von außen in die Zellen einströmt. Dieser Druck muss abgebaut werden. Viele Einzeller bedienen sich hierzu einer kontraktilen Vakuole, einer zusammenziehbaren Blase, die das Extrawasser wieder nach außen befördert.
Gastrotrichen haben als Mehrzellen zu diesem Zweck ein eigenes Organ entwickelt, das in der Funktion unseren Nieren entspricht: die Protonephridien.
 

Bild 10: P. serraticaudus; Lage der Protonephridien; Pr: Protonephridien, Pr-G: Gänge der Protonephridien

Bei den meisten Gastrotrichen sind diese Protonephridien nur zu sehen, wenn man das Tier mit dem Deckglas festlegt und stark quetscht. Da bei P. serraticaudus die Protonephridien ausnahmsweise dorsal liegen und eine angenehme Größe haben, kann man sie hier gut sehen.


Bild 11: P. serraticaudus; Pn-G: Ausführgang der Protonehphridien, Wk: Wimpernkolben, Ci: Wimper; Tz: Terminalzellen

Die Körperflüssigkeit wird durch einige Terminalzellen in einen sog. Wimpernkolben geleitet. Dieser Wimpernkolben besteht aus einer Röhre, in der mehrere lange Wimpern der Terminalzellen einen Unterdruck aufbauen. Diese Pumpe führt zu der Strömung der Körperflüssigkeit durch die (mit einem Filter versehenen) Terminalzellen. Die gesammelte Körperflüssigkeit (Primärharn) wird in einen langen, vielfach verkneulten Gang weitergegeben, in dem alle für das Tier nützliche Bestandteile aus der Flüssigkeit entfernt werden. Dieser Gang ergießt sich endlich auf der Bauchseite in freie Wasser.

Um etwas Farbe in diesen Beitrag zu bringen, möchte ich einen Film zeigen, bei dem ich P. serraticaudus in polarisiertem Licht gefilmt habe (x-Pol, Hilfsobjekt). Da sowohl die Schuppen als auch die Muskeln der Tiere doppelbrechend sind, werden diese Strukturen optisch eingefärbt - eine hübsche optische Spielerei!


Bild 12: P. serraticaudus; Polaufnahme; zum Starten bitte anklicken!

Damit schließe ich die Vorstellung der drei deutschen Polymerurus-Arten ab. Vielleicht profitiert je der eine oder andere von diesem Überblick über diese seltsamen Tiere, wenn er das nächste mal über sie stolpert.

Viele Grüße

Michael
Gerne per Du

SNoK

  • Member
  • Beiträge: 93
    • Kralls beste Seite
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #1 am: Februar 12, 2021, 12:39:39 Nachmittag »
Sehr interessante Beschreibung. Danke. Ist der Film in Zeitlupe? Bei mir sausen die Bauchhärlinge immer schneller durchs Wasser.

Stephan
Mikroskop: Leica DMRB Durchlicht mit Hellfeld, Dunkelfeld, Phasenkontrast, DIK, Polarisation
Objektive: 5x, 10x, 20x, 40x, 100x Öl; alle Plan Fluotar
Stereomikroskop: MBS 10
Kamera: Sony alpha 6500 (spiegellos)
Webseite: https://kralls.de

Michael

  • Member
  • Beiträge: 465
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #2 am: Februar 12, 2021, 12:45:40 Nachmittag »
Hallo Stephan,

nein, der Film ist in "Echtzeit". Die Bauchhärlinge sind in den üblichen "temporären" Präparaten nur meist in Panik und sausen deshalb so herum. Nach einigen Stunden beruhigen die sich meist und sind dann gut zu beobachten.

Viele Grüße

Michael
Gerne per Du

SNoK

  • Member
  • Beiträge: 93
    • Kralls beste Seite
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #3 am: Februar 12, 2021, 16:28:09 Nachmittag »
Lieber Michael,

danke für den Hinweis. Dann werde ich es auch mal mit Mikroaquarien versuchen. Was für welche benutzt Du dafür?

Grüße
Stephan
Mikroskop: Leica DMRB Durchlicht mit Hellfeld, Dunkelfeld, Phasenkontrast, DIK, Polarisation
Objektive: 5x, 10x, 20x, 40x, 100x Öl; alle Plan Fluotar
Stereomikroskop: MBS 10
Kamera: Sony alpha 6500 (spiegellos)
Webseite: https://kralls.de

Michael

  • Member
  • Beiträge: 465
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #4 am: Februar 13, 2021, 08:43:49 Vormittag »
Hallo Stephan,

ich verwende mit Vaseline abgedichtete Mikroaquarien (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=33985.0). Wenn es Dir nicht um eine Langzeitbeobachtung geht und Du den Aufwand scheust, ist es wohl auch möglich, die temporären Präparate eine gewisse Zeit in einer "Feuchten Kammer" zur Beruhigung zu lagern und erst anschließend zu Beobachten. Das habe ich aber nicht selbst ausprobiert.
Zusätzlich sind viele Organismen recht lichtempfindlich (bei Gastrotrichen ist das meist kein Problem). Oft empfiehlt es sich deshalb, mit minimalem Licht zu beobachten und erst für das Foto kurzzeitig die Beleuchtung aufzudrehen. Ob das bei DIK möglich ist, weiß ich nicht.

Ein schönes Wochenende,

Michael
Gerne per Du

SNoK

  • Member
  • Beiträge: 93
    • Kralls beste Seite
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #5 am: Februar 13, 2021, 17:11:01 Nachmittag »
Danke Michael! In dem Beitrag schreibst Du, dass man bei den Mikroaquarien problemlos auch Ölimmersion verwenden kann. Ich befürchte nur, dass mit dem Vaselinerand der Abstand beim 100x zu gering wird, und man es garnicht verwenden kann. Vielleicht geht es mit einem 63x. Zumindest bei meinem Leica DMRB habe ich diesen Eindruck.

Grüße
Stephan
Mikroskop: Leica DMRB Durchlicht mit Hellfeld, Dunkelfeld, Phasenkontrast, DIK, Polarisation
Objektive: 5x, 10x, 20x, 40x, 100x Öl; alle Plan Fluotar
Stereomikroskop: MBS 10
Kamera: Sony alpha 6500 (spiegellos)
Webseite: https://kralls.de

Michael

  • Member
  • Beiträge: 465
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #6 am: Februar 13, 2021, 17:57:41 Nachmittag »
Hallo Stephan,

In dem Beitrag schreibst Du, dass man bei den Mikroaquarien problemlos auch Ölimmersion verwenden kann. Ich befürchte nur, dass mit dem Vaselinerand der Abstand beim 100x zu gering wird, und man es garnicht verwenden kann.

Das kommt  - wie immer - darauf an, was Du betrachten willst. Bei großen Vergrößerungen kann man nicht bis zum Boden des Mikroaquariums blicken. Organismen, die sich in der Nähe des Deckglases aufhalten, sind aber kein Problem. So kriechen Gastrotrichen und viele Ciliaten gerne an der Unterseite des Deckglases und sind dann im optimalen Beobachtungsbereich. Auch gibt es nach einigen Tagen  im MA meist einen reichhaltigen Aufwuchs auf dem Deckglas, der sehr interessant ist und gut mit dem 100er abgebildet werden kann.

Viele Grüße

Michael
Gerne per Du

piu58

  • Member
  • Beiträge: 232
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #7 am: Februar 13, 2021, 18:11:39 Nachmittag »
Ich habe mir ein Mikroaquarium aus einem Objektträger, einem kleinen Gummidichtring (zB. für einen Wasserhahn oder so) und einem Deckglas gebaut. Den Ring satt mit Vaseline einfetten und dann das Deckglas drauf. Wer wie ich ein Häuschen hat, besitzt in seiner Werkzeugkiste wohl eine Sammlung von Gummiringen.
Bleibt dran, am Okular.
--
Uwe

D.Mon

  • Member
  • Beiträge: 325
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #8 am: Februar 17, 2021, 21:16:10 Nachmittag »
Hallo Michael,

ich bin erst jetzt dazu gekommen, Deinen Beitrag zu lesen.
Die Kombination der vielen kommentierten Fotos mit den interessanten textlichen Informationen finde ich sehr gut.
Mir selbst fehlt bis auf weiteres leider die Zeit, intensiver in die Fachliteratur reinzulesen, obwohl mich die Einzelheiten schon sehr interessieren.

Interessieren würde mich noch, was ein "doppelbrechendes Hilfsobjekt" ist.

Die von Dir beschriebene Lichtempfindlichkeit der Organismen habe ich bisher nur einmal beobachtet (und zwar heute) bei der Verwendung von intensiver Halogenbelechtung (80 bis100 W). Bei LED (3 W) oder milder Halogenleuchte (12 W) ist mir das bisher noch nie aufgefallen. Gibt es dazu genauere Informationen?

Viele Grüße
Martin
Bitte per "Du" - Martin alias D.Mon
--
Glück kann man nicht kaufen.
Aber man kann ein Mikroskop kaufen und das ist eigentlich dasselbe!
--
Mikroskope: Motic Panthera U, Lomo MBS-10
Kamera: Sony ILCE-6400

Michael

  • Member
  • Beiträge: 465
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #9 am: Februar 18, 2021, 09:35:15 Vormittag »
Hallo Martin,
es freut mich, dass Du Dich auch für meine kleinen Freunde interessierst!

Interessieren würde mich noch, was ein "doppelbrechendes Hilfsobjekt" ist.

Ich weiß nicht, wieweit Du über die Entstehung von Interferenzfarben Bescheid weißt, aber ich versuche, das mal recht oberflächlich zusammenzufassen:
Wenn man ein doppelbrechendes Objekt zwischen zwei gekreuzten Pol-Filtern betrachtet, kommt es zu einer Phasenverschiebung der beiden Lichtstrahlen mit den unterschiedlichen Pol-Richtungen, da die eine Pol-Richtung einen anderen Brechungsindex und damit Lichtgeschwindigkeit als die andere hat. Diese beiden Lichtstrahlen interferieren am zweiten Pol-Filter (Analysator) und es kommt zu einer Auslöschung der Frequenzen, die einer optischen Wegdifferenz von einer Wellenlänge entspricht. Das resultierende Licht erscheint dann gefärbt, wenn die ausgelöschte Wellenlänge im sichtbaren Spektrum liegt. Das ist aber nur bei dicken Proben oder bei starker Doppelbrechung der Fall (z. B. in der Kristallographie).
Bei den biologischen Anwendungen ist der Unterschied im optischen Weg zwischen dem ordentlichem und außerordentlichem Strahl aber meist gering. Gehen wir zum Beispiel von einem Wegunterschied von 50nm aus, ergibt sich keine Färbung, da die ausgelöschte Wellenlänge weit außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt. Deshalb wendet man den Trick mit dem "doppelbrechendem Hilfsobjekt" an:
Man fügt in den Strahlengang zusätzlich ein homogenes, doppelbrechendes Hilfsobjekt (z. B. eine Kunststoffplatte), das von vornherein einen Wegunterschied einbringt, der im sichtbaren Bereich liegt, beispielsweise 500nm. Die Doppelbrechung im Präparat (im Beispiel 50nm) addiert oder subtrahiert sich - je nach Orientierung des Objektes - zu dieser durch das Hilfsobjekt vorgegebenen Doppelbrechung (im Beispiel 500nm). Man erhält also Auslöschungen bei 450nm bzw. 550nm. Diese Wellenlängen liegen jetzt im sichtbaren Bereich und man erhält dadurch auch bei den schwachen (biologischen) Doppelbrechungen eine deutlich unterschiedliche Farbe zum Untergrund (500nm) bzw. zu den anders orientierten Strukturen. Wenn man so will, "verschiebt" man den Nullpunkt der optischen Wegdifferenzen in den sichtbaren Bereich.
Im Profibereich (Kristollographie) gibt es da definierte Verzögerungeplatten etc. die dann auch quantitative Messungen ermöglichen. Da man in der Biologie aber meist nicht spezielle Pol-Objektive verwendet und deshalb bereits durch die Objektive undefinierte Phasenverschiebungen erzeugt werden, ist das hier nicht nötig. Letztendlich braucht man nur eine Platte aus doppelbrechendem Material, das man z.B. auf die Lichtaustrittsöffnung - zwischen die beiden Polarisatoren - legt, die bereits eine Interferenzfarbe (meist im roten Bereich) erzeugt. Ich stelle meine "Hilfsobjekte" aus einem Objektträger her, auf den ich einfach einen (doppelbrechenden) Tesa-Film klebe. Wenn man möchte, kann man die gewünschte Interferenzfarbe justieren, indem man den Tesafilm beim Aufkleben entsprechend streckt oder den Objektträger bei der Beobachtung etwas kippt.

Die von Dir beschriebene Lichtempfindlichkeit der Organismen habe ich bisher nur einmal beobachtet (und zwar heute) bei der Verwendung von intensiver Halogenbelechtung (80 bis100 W). Bei LED (3 W) oder milder Halogenleuchte (12 W) ist mir das bisher noch nie aufgefallen. Gibt es dazu genauere Informationen?

Die Lichtempfindlichkeit vieler Organismen fällt erst auf, wenn man deren "natürliches" Verhalten z.B. in Mikroaquarien beobachtet. In "normalen" temporären Präparaten oder wenn man das Objekt durch das Deckglas festlegt, können nur sehr starke Lichtempfindlichkeiten auffallen. Ich habe mal ein Beispiel für Coleps hirtus gezeigt: https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=32473.0. Ein anderes Beispiel ist Thysanomorpha bellerophon (https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=37505.0), der sofort seine Lauerstellung aufgibt und sich in dunklere Bereiche verzieht, wenn ihm die Helligkeit zu groß wird.
Viele Organismen stören sich nicht am Licht - andere verlassen aber bereits bei geringer Beleuchtung z.B. ihre Schleimgehäuse und weichen aus. Da es aber wenige Verhaltensstudien bei Protisten gibt, fällt dieses Verhalten oft nicht auf. Andere Organismen habe lichtempfindliche Organe (z.B. einige bdelloide Rädertiere). Hier ist eine Reaktion auf Licht natürlich zu erwarten.
Bei der von Dir angesprochenen 100W-Halogenbeleutung kommt aber sicherlich noch die Temperaturbelastung dazu. Da wundert mich keine Reaktion.

Viele Grüße,

Michael
Gerne per Du

D.Mon

  • Member
  • Beiträge: 325
Re: Die Bauchhärling-Gattung Polymerurus III Polymerurus serraticaudus
« Antwort #10 am: Februar 25, 2021, 00:23:23 Vormittag »
Hallo Michael,

vielen Dank für Deine ausführliche Antwort.
Das mit dem Hilfsobjekt habe ich jetzt einigermaßen verstanden.

Eine gewisse Phototaxis habe ich schon öfter beobachtet, nicht aber, dass Organismen sichtlich Schaden nehmen.
Inwieweit da die Wärmestrahlung eine Rolle spielt, kann ich nicht sagen. die starke Beleuchtung wurde aber eingespiegelt.
Ich werde das auf jeden Fall weiter beobachten.

Viele Grüße
Martin
Bitte per "Du" - Martin alias D.Mon
--
Glück kann man nicht kaufen.
Aber man kann ein Mikroskop kaufen und das ist eigentlich dasselbe!
--
Mikroskope: Motic Panthera U, Lomo MBS-10
Kamera: Sony ILCE-6400