Diatomeen und Radiolarien

Diatomeen - Ein 100 Jahre altes Diatomeen Präparat von Diatomeen aus der Nordsee


Diatomeen zählt man zur Gruppe der Kieselalgen, die unter der allgemeinen Bezeichnung Plankton jedermann bekannt sein dürften. Wir kennen sechstausend Arten, vermutlich gibt es aber über einhundert Tausend.

Die Zellenhülle dieser Kleinalgen besteht aus Siliziumdioxid. Die Diatomeen sind einzellige Kieselalgen die in den unterschiedlichsten Formen in den Gewässern unserer Weltmeere; aber auch im Süßwasser von Flüssen und Seen vorkommen.

Man kann die Diatomeen leicht mit den Radiolarien verwechseln, deren Körperskelett ebenso aus Silizimdioxid aufgebaut ist. Sie unterscheiden sich aber äußerlich von den Diatomeen durch ihr kugeliges oder Zipfelmützen ähnliches Aussehen.
Diatomeen haben eine flache, meist schachtelartige Form mit Rippen und Streben, die unter dem Mikroskop sofort ins Auge fällt. Schlanke, blattähnlich geschwungene oder radähnliche Formen zeichnen die Diatomeen aus.

Das Innenleben von Diatomeen ist pflanzenähnlich und hat einen pflanzlichen Zellkern (einen Chloroplasten), während Radiolarien Lebewesen sind, die fressen müssen um ihren Energiehaushalt zu decken.

Radiolarien und Diatomeen kommen in so großer Anzahl vor, dass sie ganze Gesteinsschichten bilden können, die man als Hornstein bezeichnet. Diese sedimentartigen Kieselgesteine bezeichnet man als Cherts. Ein großes Chert befindet sich im Nordosten Englands, in dem auch fossile Pflanzen zu finden sind.

siehe auch Rubrik "Fossilien"  unter Steine und Mineralien



Hier eine Übersicht über einen Teil des 100-jährigen Präparats, beginnend mit 100 facher Vergrößerung.



Unsauberkeiten bei der Präparation sind beim diesem uralten Präparat sofort erkennbar. Das Präparat gehört zu der Sammlung der Historischen Präparate, die unter der Rubrik  "Pflanzen und Stiele" auf dieser Webseite zusammengefasst sind.




Es ist natürlich möglich, den unsauberen Hintergrund mit einem Fotobearbeitungsprogramm zu putzen, wie das obere Beispiel zeigt. Das ist aber nicht mehr naturgetreu, hat aber einen faszinierenden künstlerischen Aspekt.



Die folgenden Bilder zeigen den 100 Jahre alten Lack mit dem die Diatomeen auf dem Objektträger eingegossen wurden, sowie ein paar Aufnahmen bei 400 facher Vergrößerung durch die Lackschicht. Man sieht, dass der alte Lack bei hohen Vergrößerungen die Bildqualität doch erheblich beeinträchtigt.






Die Bilder wurden nicht nachbearbeitet. Es sind die Original Aufnahmen der Kamera, die lediglich für die Webseite verkleinert wurden.

In Anbetracht der Tatsache, dass dieses Präparat zwei Weltkriege überstanden hat, ist es doch erstaunlich wie gut es noch erhalten ist und wie viele Details noch zu erkennen sind.





Die nächsten Bilder zeigen Diatomeen von der Hawaii Inselgruppe im Pazifik. Beschriftet ist das Präparat mit "Diatomeen Isthmia nervosa Kg. und Honolulu Hawai-Inseln Pacific Marin recent". Das Präparat stammt aus der Sammlung des Diatomeen-Liebhabers Gerhard Göke und gehörte zu einem Nachlass, der bei bei Ebay verramscht wurde.






Mein Dank geht an Wolfgang Grigoleit, der mir die Präparate zur Verfügung gestellt hat.






Radiolarien

Radiolarien sind einzellige Kleinlebewesen mit einem Skelett aus Siliziumdioxid und Protein.(Eiweiß)
Die Radiolarien sind sehr klein, etwa 50 mal 500 my bei den länglichen Formen. Sie wurden daher auch erst 1862 von Ernst Haeckel durch ein Mikroskop entdeckt und gezeichnet. Diese Zeichnungen waren bei ihrer Veröffentlichung 1862 in Fachkreisen eine Sensation.

Hier die unterschiedlichsten Radiolarien in 100 facher Vergrößerung. Das letzte Bild zeigt ein Kreispräparat von Eberhard Raap, einem engagierten Mikroskopiker und Spezialisten, der noch die Kunst zur Herstellung von Legepräparaten beherrscht.




Die radial abstehenden Stacheln (Axopodien) dienen der Nahrungsaufnahme und stabilisieren die Radiolarien beim Schweben im Wasser. Ihre Nahrung besteht aus Mineralien und diversen, im Wasser gelösten Schwebstoffen.
Radiolarien waren schon im Paläozoikum voll entwickelt, also vor 540 Millionen Jahren. Entstanden sind sie aber vermutlich schon 450 Millionen Jahre zuvor. Vorsichtige Schätzungen datieren die Entstehung der ersten Radiolarien auf den Beginn des Neoprotorezoikums. Die damaligen Arten bezeichnet man als „Spumellaria“, eine Vorstufe der Radiolarien.


Die unteren Bilder zeigen noch einmal das Radiolarien-Kreispräparat von Eberhard Raap in seiner vollen Pracht. Zwischenzeitlich wurde auch mit den Beleuchtungsverfahren einige Fortschritte erzielt, wie man auf den folgenden Bildern sehen kann. Insbesondere der Effekt der gläsernen Darstellung von Radiolarien war eine Überraschung.






Das erste Bild zeigt das Kreispräparat, welches im Original nur 1,5 Millimeter im Durchmesser hat. Die Bilder zwei, drei und vier sind jeweil in den unterschiedlichsten Beleuchtunsverfahren gemacht worden. Einmal im klassischen Durchlichtverfahren, bei dem das Präparat wie ein Dia von unten beleuchtet wird, und dann in einem speziell entwickelten Beleuchtungsverfahren, mit dem fast alle in Frage kommenden Details eines mikroskopischen Präparats, dargestellt werden können.

Bei den folgenden Bildern wurde das Präparat mit einem Mix aus Durchlicht und schrägem Auflicht beleuchtet. Wenn man das von unten kommende Licht mit einem Polfilter ein klein wenig polarisiert, entsteht ein räumlicher Eindruck. Durch noch stärkere Polarisation kommt der gläserne Effekt zustande.


Hier eine kleine Animation Radiolarien1.gif






Auch zu diesen Bildern eine kleine Animation  Radiolarien2.gif
                                                                                Radiolarien3.gif


Dem Spieltrieb mit den unterschiedlichen Beleuchtungsarten sind keine Grenzen gesetzt, doch irgendwann wird es albern.  


Die Animationen laufen zur besseren Orientierung in unterschiedlichen Zeitabständen    





Diatomeen unter dem Rasterelektronen-Mikroskop          



Seit Mitte Juni 2020 besitzt das Schülerforschungszentrum in Kassel ein Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop. Das Zeiss Supra 50 VP bietet die Möglichkeit auch bei geringem Vakuum in der Probenkammer biologische Proben zu untersuchen, die nicht zuvor gesputtert wurden. Man kann also Sandkörner oder Insekten betrachten, die nicht vorbehandelt wurden. Dadurch gibt es ungeahnte Möglichkeiten für den Unterricht und den Forschertrieb bei unseren Schülern.
Das Interesse ist sehr groß, auch wenn die Corona Pandemie uns bei der Ausbildung einen Strich durch die Rechnung macht.






Auf den folgenden Bildern sehen wir die ersten Einstell Versuche mit einem gesputterten Diatomeen Präparat das mir von einem Kollegen vorbereitet und geschenkt wurde. (Danke Bernd!)





An den Streifen im Bild erkennt der Fachmann, dass hier noch etwas an den Einstellungen geübt werden muss. Die Streifen im Bild müssen noch weg und die Schatten bei der "Brillen" Diatomee sind noch zu groß. Das Gerät besitzt 6 unterschiedliche Detektoren die bei den Proben eingesetzt werden können und die unterschiedlichsten Auflösungen und Bildkontraste erzeugen.






Die Einarbeitungsphase mit diesem faszinierenden Gerät wird noch so einige Zeit in Anspruch nehmen.