Einführung

Zur Bestimmung der Zieralgen der Gattung Netrium werden neuerdings Methoden der Auto-Fluoreszenz eingesetzt, mit deren Hilfe räumliche Struktur-Details der Plastiden sichtbar gemacht werden können und die Arten genauer bestimmt werden können. Ebenfalls kann die räumliche Struktur der Plastiden (Chloroplasten) auch bei anderen Zieralgen mit dieser Methode gut dargestellt werden, etwa Closterium oder Micrasterias. Solche Details bleiben der gewöhnlichen Beobachtung im Lichtmikroskop verborgen, da sie durch die vielfache Lichtbrechung in der Zelle und komplizierte Interferenz- und Beugungsfigur im Hellfeld nicht gut dargestellt werden können.

Experiment

Zur Darstellung der Plastiden in Auto-Fluoreszenz muss kein Konfokalmikroskop eingesetzt werden. Auch ein gewöhnliches Weitfeld Fluoreszenzmikroskop liefert vergleichbare Abbildungen. Die Fluoreszenz-Anregung geschieht hierbei mit blauem Licht bei der Standard Wellenlänge 470 nm. In diesem Licht erscheinen die Plastiden (Chloroplasten) mit heller roter Fluoreszenz. Zur Darstellung der 3D-Strukturen der Plastiden werden bevorzugt Wasser-Immersions-Objektive mit hoher Apertur eingesetzt. Solche Objektive bilden hinreichend dünne optische Schnitte ab, die nicht nur mit dem Konfokalmikroskop eine sehr dünne Schicht des Plastiden abbildet. Mittels Fokus-Stacking kann der räumliche Aufbau des Plastiden sehr gut dargestellt werden.

Abbildung 1: Closterium Hellfeldaufnahme

Abbildung 2: Closterium spec., Abbildung im Hellfeld und mit verschiedenen Fokusebenen des Plastiden in Auto-Fluoreszenz.

Abbildung 3: Hellfeldaufnahme von Micrasterias rotata mit Zeiss C-Apochromat 40x/1,2 W korr. Das Objektiv besitzt aufgrund der hohen Auflösung eine nur geringe Schärfentiefe. So bildet dieser "optische Schnitt" nur die Spitzen des Chloroplasten scharf ab, während die übrige Zelle darunter unscharf erscheint.

Abbildung 4:Einzelne Fluoreszenzaufnahme des Plastiden Micrasterias rotata. Auch in Fluoreszenz ist eine nur geringe Schärfentiefe zu beobachten.

Abbildung 5: Erst der Fokus-Stack eines Exemplars von Micrasterias rotata offenbart die vollständige räumliche Struktur des Plastiden. Hier wurden 12 Abbildungen in unterschiedlichen Fokusebenen zu einem scharfen Bild mit hoher Schärfentiefe zusammen gesetzt.

Literatur

• Klein, F., 2017. Systematik und Revision der Gattung Netrium auf der Basis morphologischer und molekularer Merkmale unter besonderer Berücksichtigung von Kreuzungsexperimenten und Chromosomenzahlen / Polyploidisierung. Masterarbeit, Universität Köln, im Januar 2017.