Blepharisma coeruleum und Trachelophyllum apiculatum

[Martin Kreutz]

Liebes Forum,


ich möchte über zwei Ciliaten berichten, die ich kürzlich in meinen Proben aus dem Simmelried gefunden habe. Ich stelle sie hier vor, weil die Zuordnung dieser Kandidaten etwas knifflig war und das harte Brot des taxonomisch interessierten Mikroskopikers widerspiegelt.

Bei der ersten Art handelt es um eine schöne, rosafarbene Blepharisma. Hier die freischwimmende Form:



Ich habe sie schon vor 20 Jahren im Simmelried beobachten können und habe sie damals als eine Variante von Blepharisma lateritium mit Zoochlorellen bestimmt, was von Foissner (als Reviewer) auch so gesehen wurde. Hier mein Foto von damals:



In den neuen Proben konnte ich nun ca. 40 Exemplare dieser Art beobachten und sie genauer untersuchen. Hier ein Exemplar mit Ölimmersion:



Die Form mit dem zugespitzten Vorderende und die rosa Färbung sind sehr typisch. Die Länge der Exemplare schwankte zwischen 100 - 120 µm, was für Blepharisma lateritium (130 - 200 µm nach Kahl) recht klein ist. Außerdem fiel mir auf, dass in allen Exemplaren der Makronukleus rund war mit jeweils 4-6 anhaftenden Mikronuklei. Auf folgender Aufnahme sind 4 Mi zu erkennen:



Das war schon etwas merkwürdig, weil Kahl für Blepharisma lateritium einen ovalen Makronukleus mit nur einem Mi angibt. Ich habe mir dann im Kahl die Art Blepharisma coeruleum genauer angeschaut, welche er mit fast der gleichen Form wie Blepharisma lateritium zeichnet:



Die Form Blepharisma coeruleum habe ich damals jedoch ausgeschlossen, weil sie deutlich blau oder blaugrün gefärbt sein soll. Dabei scheint Kahl sie nie selbst gefunden zu haben, sondern er gibt die Beschreibung von Gajevskaja (1927) wieder, der Blepharisma coeruleum im Baikalsee beschreibt. Von Kahl wird sie auch als Variante von Blepharisma lateritium betrachtet. Kahl schreibt weiter (ich nehme an entsprechend Gajevskaja's Beschreibung): "frisst scheinbar nur eine bestimmte Alge (Tetraspora)". Tatsächlich waren die Algen in meinen Exemplaren alle von der gleichen Art und sehen Tetraspora sehr ähnlich:



Es sind jedoch mit Sicherheit keine gefressenen Algen, sondern Zoochlorellen. Dies schließe ich aus folgenden Merkmalen:

- alle beobachteten Exemplare hatten etwa die gleich Zahl von Algen im Plasma, stets im Hinterende
- Alle Algen sind von der gleichen Art
- in den deutlich sichtbaren Nahrungsvakulen der Ciliaten waren ausschließlich Bakterien zu finden (s. nächstes Foto)
- die Algen liegen nicht in separaten Vakuolen


NV's = Nahrungsvakuolen
ZO = Zoochlorellen

Letztendlich bin ich zu der Überzeugung gelangt, dass Blepharisma coeruleum keine Variante von Blepharisma lateritium mit Zoochorellen ist, sondern eine eigene Art, die sich durch Größe, Kernverhältnisse und den Zoochlorellen von Blepharisma lateritium gut abgrenzen lässt. Es bleibt das Problem der blauen bzw. blau-grünen Färbung, welche Gajevskaja beschreibt. Deshalb habe ich den Ciliaten nochmal im Hellfeld untersucht, wie es damals Gajevskaja wahrscheinlich auch getan hat:



Man erkennt deutlich, dass die Farbe des Granula in der Pellikula eher rosa ist. Zieht man die Blende jedoch etwas zu, erscheinen sie fast schwarz. Es ist schwer zu sagen, unter welchen Bedingungen und mit welcher Optik Gajevskaja damals die Farbe bestimmt hat, aber meine Exemplare waren definitiv nicht blau oder blaugrün. Es bleibt eine Restunsicherheit und zeigt die Schwierigkeit, die aktuellen Beobachtungen mit den Beschreibungen und Zeichnungen früherer Autoren zur Deckung zu bringen.

Den zweiten Ciliaten finde ich zwar regelmäßig, aber recht selten. Ich habe ihn als Trachelophyllum apiculatum bestimmt. Hier das frei schwimmende Exemplar:



Die Bestimmung beruht auf folgende Merkmale:

- konischer, spitz zulaufender Schlundfortsatz (Mundzapfen)
- lange, gerade Extrusome im Schlund (bei gebogenen Extrusomen wäre es Spetazoon)
- 2 getrennte Ma mit jeweils einem Mi
- KV terminal

Diese Merkmale erkennt man auf folgenden Fotos:



Man erkennt auf diesen Bildern jedoch auch eine dünne Gallerthülle, welche den Ciliaten umgeben. Um sie genauer zu erkennen, habe ich ein Exemplar gequetscht:


EX = Extrusome, L = 20 - 24 µm
Ma = Makronukleus
Mi = Mikronukleus
SH = Schleimhülle (= Gallerthülle)

Sie ist definitiv vorhanden. Kahl schreibt jedoch explizit: "Körper nicht von einer Gallerthülle umgeben". Auch Foissner, der Trachelophyllum apiculatum im Band IV seiner Revision beschreibt, erwähnt keine Gallerthülle. Das war schon etwas bedenklich, weil diese Autoren eine Gallerthülle bestimmt nicht übersehen hätten.
Etwa 20 Jahre nach seine Revision hat Foissner in Denisia 35 "Terrestrial and Semiterrestrial Ciliates (Protozoa, Ciliophora) from Venezuela and Galapagos" einige Arten der Trachelophyllina nochmal neu untersucht, diesmal auch mit REM, weil die Gallerthülle der Trachelophyllina kompliziert gebaute und artspezifische Schuppen (Lepidosomen) enthalten. In einer Population in Venezuela hat er Trachelophyllum apiculatum mit Gallerthülle gefunden und hat diese auch im REM untersucht. Hier seine Aufnahmen aus Denisia 35:



Außerdem schreibt er, dass sich eventuell unter der Art Trachelophyllum apiculatum mehrer Arten verbergen, was zu den unterschiedlichen beschrieben Merkmalen geführt haben könnte.

Ich habe noch versucht, die Lepidosomen lichtmikroskopisch sichtbar zu machen, was bei der verwandten Art Trachelophyllum sigmoides (jetzt Trachelophyllides sigmoides) ohne Probleme gelingt. Mit meinen Möglichkeiten war mir dies jedoch nicht möglich. Man kann in der nur 1,7 µm dicken Gallerthülle ein "Granula" (die Lepidosomen) nur erahnen:


SH = Schleimhülle (= Gallerthülle)

Mit dieser weitergehenden Untersuchung durch Foissner, konnte ich nun alle Merkmale mit Trachelophyllum apiculatum zur Deckung bringen.

Allen einen schönen Abend

Martin

[A. Büschlen]

Hallo Martin,

wieder einmal eine spannende Bestimmungsgeschichte mit eindrücklichen Bildern dokumentiert!
Du gibst bei Trachelophyllum apiculatum SH, d=1,7µm an. Wie werden die Masse durch die Quetschung der Objekte beeinflusst?

Gruss Arnold Büschlen

[SNoK]

Lieber Martin,

wieder eine tolle, informative Detektivgeschichte. Was ich an diesem Forum schade finde, ist erstens, dass die Beiträge schnell wieder in der Tiefe des Raumes verschwinden, und es zweitens keine Suchergebnisse gibt, wenn man ,,Kreutz" eingibt. Dann hätte man wenigstens Deine informativen Beiträge beieinander. Und ein Buch willst Du ja erst in ein paar Jahren schreiben. Und wenn es diese Bilder alle enthielte, würde es vermutlich unter 895 Euro nicht zu haben sein...außer es ist digital.

Dennoch herzlichen Dank
Stephan

[Florian Stellmacher]

Lieber Stephan,

versuche mal "Martin Kreutz mikroskopie-forum.de" in der Forums-implementierten Google-Suche. Da findet Du eine ganze Menge.

Herzliche Grüße 
Florian

EDIT: Kreutz mit tz (hatte die Rechtschreibprüfung geändert)

[SNoK]

Lieber Florian,

danke für den Tipp. Das kannte ich noch nicht. Hab's eben ausprobiert, und es geht. Trotzdem ,,nerve" ich Martin weiter wegen der Zusammenfassung seiner Erkenntnisse . Aber es soll ja auch ein Hobby bleiben und Spaß machen. Also nichts für Ungut, Martin, ich quengele nicht mehr.

Grüße
Stephan

[Florian Stellmacher]

Lieber Stephan,

von dieser Warte aus betrachtet  quengele ich sogar sehr gerne mit!   

Herzliche Grüße,
Florian

[Michael]

Hallo Martin,

wiedermal ein herzliches Dankeschön von mir für diesen informativen Bericht (und natürlich auch für die gewohnt beeindruckenden Fotos).
Jeder, der einigermaßen ernsthaft versucht, mikroskopische Objekte zu bestimmen, stolpert immer wieder über die Unsicherheiten, die die (Erst-) Beschreiber - gerade bei selternen Exemplaren - hinterlassen haben. Meist kann man nur schwer beurteilen, ob die gefundenen Unterschiede nur auf die inzwischen bessere Techniken oder Beobachtungsbedingungen zurückzuführen sind oder man wirklich eine andere Art vorliegen hat. Ich finde es sehr beruhigend, dass es auch Dir oft nicht besser geht!
Bei meinen Gastrotrichen habe ich ja nicht das Problem, dass die Farbe ein Bestimmungskriterium ist. Der mikroskopische Farbeindruck scheint mir aber sehr von der verwendeten Beleuchtung (Lampenspektrum, LED, Glühlampe etc.) und der Abbildungstechnik abzuhängen. Wenn man so will, macht auch noch das Auge - je nach den Sehgewohnheiten - einen eigenen "Farbabgleich". Ich habe mich mal beruflich mit Farbmessungen in der Qualitätssicherung beschäftigt und musste feststellen, dass eine sichere Aussage über die Farbe eines Objekts nur unter sehr genau definierten Bedingungen unter Ausschluss der menschlichen Einschätzung und nur im direkten Vergleich möglich ist. Eine absolute "Messung" der Farbe eines Objektes (und nicht der Beleuchtung) ist wohl nicht (?) möglich.

Viele Grüße

Michael

[plaenerdd]

Hallo Martin,
auch ich fand Deinen Beitrag sehr interessant.
Zur Frabe: Aus dem Pflanzenreich wissen wir ja, dass Rot und Blau chemisch sehr nahe beieinander gebaut sind. Oft entscheidet nur der pH-Wert darüber, welche Farbe heraus kommt Rotkohlsaft ist da wohl das bekannteste Beispiel, aber auch die Wandlung der Blütenfarbe des des Borretsch geht ja auf diesen Effekt zurück. Vielleicht ist das Wasser des Baikal etwas basischer als "Dein" Simmelried. Das kannst Du ja vielleicht mal ausprobieren und unter dem Decklas den "Lackmustest" machen, indem Du etwas basisches Wasser durchziehst. Ich kann mir aber auch vorstellen, dass der in der Zelle herschende pH-Wert mit der aufgenommenen Nahrung wechseln kann.
Beste Grüße
Gerd

[Michael Plewka]

Hallo Martin,

vielen Dank für diesen interessanten Bericht, zu welchem ich als interessierter Laie nicht viel sagen kann, aber er liefert (wieder mal) einige Denkanstöße.
Natürlich kennt man als Tümpler auch Blepharisma; Dein Hinweis auf die Farbe der Viecher dieser Gattung fördert bei Suche im www. sehr schnell ein paar Ergebnisse zur Photosensivität in An- oder Abwesenheit von Sauerstoff zutage. Auch scheint es kein Problem zu sein, die "pinke Blepharisma" durch starke Beleuchtung (über die Wellenlänge(n) steht da nichts) in Anwesenheit von (viel) Sauerstoff in eine blaue Form zu verwandeln.

https://books.google.de/books?id=hHBZDwAAQBAJ&pg=PA304&lpg=PA304&dq=blepharisma+color&source=bl&ots=8QUsytdCAd&sig=ACfU3U0VE9qo_w_GK4RiSB9jivmTBQddGw&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwjf9Prlg5jzAhW7hf0HHR-dCwIQ6AF6BAgeEAM#v=onepage&q=blepharisma%20color&f=false


Die Farbe dieser Ciliaten scheint also nicht   vom pH-Wert des Mediums  oder vom Seheindruck des Betrachters abhängig zu sein. Dafür liegen mittlerweile auch jede Menge von Spektren dieser Pigmente vor.
Du selbst hast ja auch mal darauf aufmerksam gemacht, dass (der eigentlich blaugrüne) Stentor coeruleus durchaus in einer violetten Form auftreten kann (ich finde den Forumsbeitrag nicht mehr).

Folglich kann die Farbe imho nicht unbedingt ein Abgrenzungskriterium in dieser Gruppe von Ciliaten sein.

Dass bei den Heterotrichiden überhaupt solche Farbpigmente auftreten und diese außerdem noch chemisch mit dem Hypericin aus der Pflanzenwelt (Johanniskraut) nahezu identisch sind, finde ich  ziemlich faszinierend. Ob es da ähnliche Biosynthesewege gibt? Wie sind diese in der Evolution entstanden?


Als Taucher ist bin ich auch immer wieder von der Farbenvielfalt  der marinen Fauna begeistert; so kommen beispielsweise  leuchtend blaue Pigmente  in Schwämmen; Schnecken, Seesternen, Manteltieren,  Fischen vor, die sich vor  hunderten von Mio. Jahren auseinanderentwickelt haben. Auch in diesem Fall  kann man sich fragen, ob ähnliche Biodsynthesewege vorliegen.

Beste Grüße
Michaerl Plewka

[Martin Kreutz]

Hallo zusammen,

Danke für eure netten Kommentare und die rege Teilnahme an diesem Thread. Hätte ich gar nicht mit gerechnet!

@Arnold: Ich habe die Schichtdicke der Gallerthülle auch auf den Aufnahmen vom freischwimmenden Exemplar vermessen. Man kommt auf Werte von 1,7 - 2,4 µm. Nicht wegen der Messungenauikeit, sondern weil die Schicht unregelmäßg dick dem Zellkörper aufliegt. Die Gallertschicht wurde bei der Aufnahme mit dem 100 X also nicht durch Quetschung verbreitet. Dazu hätte man die Schichtdicke noch weiter verringern müssen.

@Stephan: Du hast recht! Ein Buch mit allen meinen Funden in angemessener Qualität wäre ziemlich dick und ziemlich teuer! Aber zum Glück gibt es das Internet. Ich spiele tatsächlich mit dem Gedanken meine Funde auf einer homepage zu präsentieren in ähnlicher Weise wie es Michael und Ferry getan haben. Um das überhaupt in Angriff nehmen zu können, muss ich aber erstmal mein Archiv in den Griff bekommen. Darin strotzt es von unbestimmten oder falsch bestimmten Arten. Auch ich habe natürlich eine Historie, die mit völliger Ahnungslosigkeit begann, was ich da eigentlich fotografiert habe. Ich muss also alles mit heutigem Wissen überprüfen. Dann erst kann ich mir überlegen, in welcher Form, mit welchem Aufwand und was ich präsentieren will. Michael und Ole bekommen von meinen Überlegungen schon etwas mit, aber ich bin noch ganz am Anfang! Geduld ist gefragt! 

@Gerd: Ich weiß, dass bestimmte Protozoen in ihrer Farbintensität schwanken können, was aber hauptsächlich am Lichteinfall liegt. Starker Lichteinfall scheint die Farben zu intensivieren. Ob der pH Wert des Medium einen Farbumschlag erzeugen kann, ist zwar prinzipiell möglich, aber ich glaube die Protozoen versuchen im Zellinneren immer einen physiologischen pH Wert aufrecht zu erhalten. Beim Menschen liegt der meines Wissens bei 7,2 oder 7,4. Ich denke bei Einzellern wird es ähnlich sein. Aber ausschließen kann ich es nicht. Im Falle von Blepharisma schein Michael den richtigen Hinweis gefunden zu haben.

@Michael: Als "interessierter Laie" hast Du aber ziemlich schnell eine sehr gute Literaturstelle ausfindig gemacht, welche eine Blauffärbung von Blepharisma gut erklärt! Das hört sich für mich plausibel an, dass Gajevskaja genau solche "oxidierten" Exemplare gesehen hat. Wenn dem so wäre, würde dies die Bestimmung Blepharisma coeruleum unterstützen. Das Thema "Abgrenzungskriterien" will ich hier gar nicht anschneiden. Es ist schwierig!   

Schönen Abend

Martin

[Schraube]

Hallo Martin

Super lehrreicher Beitrag, ich bin beeindruckt ob der vielen Informationen. Sehr spannend und lehrreich war für mich (als völliger Laie) dein Befund mit den Zoochlorellen, dass in den Vakuolen nur Bakterien drin sind. Es ist zwar für mich jetzt dank deiner Erläuterung zwar einleuchtend und logisch, das muss man aber erst mal so beobachten, dokumentieren und erkennen können wie du. Toll!

Gruss
Roli

[Martin Kreutz]

Hallo Roli,

vielen Dank. Jetzt ist es für mich kein Problem so etwas zu erkennen, aber wie ich oben schrieb, habe ich natürlich auch bei Null angefangen. Damals gab es auch noch kein Internet. Da war das Vorwärtskommen schon ziemlich schwierig. Auch wenn ich an die Literaturbeschaffung denke! Schlimm! Dank Internet geht der Informationsaustausch heute wesentlich schneller. Ich hoffe, ich konnte Dir zu einigen Erkenntnisgewinnen verhelfen! Wenn Du nach mir hier im Forum suchst (Florian hat geschrieben wie man suchen muss) findest Du weitere Beiträge von mir, die Dir bei Deinen Beobachtungen helfen könnten.

Schönen Abend!

Martin