Mikroskopieren lernen

Mit ihren Facettenaugen sieht die Fliege uns Menschen an. Sie sieht damit sehr schnelle Bewegungen, aber sie kann ein Bild schlecht räumlich auflösen. Wir Menschen können gut räumlich sehen. Wenn Gegenstände aber sehr klein sind, brauchen wir Hilfsmittel. Mit dem bloßen Auge erkennen wir, dass die tote Fliege sechs Beine und zwei Flügel hat. Wenn wir mehr erkennen wollen, müssen wir das Bild vergrößern. Mit einer Lupe. Eine Lupe ist eine konvexe Sammellinse. Durch diese Linse können wir diese Fliege vergrößert sehen. Wenn wir noch mehr Details erkennen wollen, brauchen wir mehrere Sammellinsen übereinander. In einem Mikroskop sind viele Sammellinsen hintereinander angeordnet. Das Bild wird sehr stark vergrößert. Ein Mikroskop besteht aus einer Reihe von Grundkomponenten. Zuerst das Stativ: es ist das Rückgrat des Mikroskops. Es sorgt für die nötige Standfestigkeit und trägt die wesentlichen Bauteile. Die in der Regel gekrümmte Form gibt dem Mikroskop sein typisches Aussehen. Auf dem Stativ sitzt entweder ein fest montierter Tubusträger oder ein beweglicher Kopf mit einer Steckvorrichtung für das Okular. Bei einem Stereomikroskop sind es zwei parallel angeordnete Okulare. Ein Okular ist immer mit einer Dioptrieneinstellung ausgestattet, um eine eventuelle Fehlsichtigkeit des Auges des Benutzers ausgleichen zu können. Meist reicht dies, um ohne Brille mikroskopieren zu können. Am unteren Ende des Tubus, bzw. des Kopfes ist die Objektivhalterung angebracht. Je nach Modell gibt es drei bis vier Objektive, die über einen Objektivrevolver ausgewählt werden können. Die Gesamtvergrößerung lässt sich nun berechnen: die Vergrößerung des Oculars (sie ist auf dem Ocular aufgedruckt) multipliziert mit der Vergrößerung des Objektives (sie ist ebenfalls aufgedruckt) ergibt die Gesamtvergrößerung. Das spart viel Zeit, wenn man schnell die Vergrößerung ändern will. Unterhalb der Objektive befindet sich der Objekttisch. Hier wird das Präparat, das zuvor auf einem Objektträger aus Glas positioniert wurde, eingeklemmt. Die optimale Positionierung in x-y-Richtung erfolgt durch entsprechende Einstellräder. Auch die Höhe des Objekttisches, also der Abstand zwischen Objekt und Objektiv, kann sehr fein eingestellt werden, um das Bild scharf zu stellen. Zunächst wird der Grobtrieb bedient, dann erfolgt eine Feineinstellung mithilfe des Feintriebes. Unterhalb des Objekttisches befindet sich die Lichtquelle, meist eine LED-Leuchte. In der Regel kann das Licht je nach Präparat dunkler oder heller gestellt werden. Die Lichtquelle wird mithilfe der höhenverstellbaren Blenden und Linsen im Kondensor unter dem Objekttisch gebündelt und zentriert. Wir wollen die tote Fliege etwas genauer untersuchen. Mit der Pinzette zupfen wir vorsichtig einen Flügel aus und legen ihn auf den Objektträger. Auf diesen Flügel gehört unbedingt ein Hauch dünnes Deckglas. Fertig ist das Trockenpräparat. Bereits mit dem bloßen Auge erkennen wir Äderchen, die den durchsichtigen Flügel durchziehen. Wir wählen am Objektivrevolver die kleinste Vergrößerung und untersuchen den Flügel genauer. die Flügel bestehen aus einer sehr dünnen Schicht der Kutikula - so wird der Panzer der Insekten, der aus Chitin und Sklerotin besteht, genannt; feine Härchen bedecken den häutigen Flügel und hohle Längsadern, die den Flügel stabilisieren, laufen an der Basis des Flügels zusammen. Diese Längsadern sind hohl und beim lebenden Tier mit Hämolymphe , das ist das Blut der Insekten, gefüllt. Fliegen haben nur zwei häutige Flügel. Die meisten Insekten haben aber wie die Libellen vier Flügel. Anhand des Musters der Adern im Flügel kann man Insektenarten unterscheiden. Mit dem bloßen Auge erkennt man die Gliederung des Beins – unter dem Mikroskop ist die rundliche Form der einzelnen Segmente gut sichtbar und die Härchen auf den Beinen. Appetitlich leuchten die Tomaten auf dem Teller. Ihre rote Farbe zeigt, dass sie reif sind. Warum sind die Tomaten eigentlich rot? Wir schneiden ein schönes Stück herunter und entnehmen vorsichtig eine Probe vom Fruchtfleisch. Diese Probe geben wir auf den Objektträger. Mit der Pipette geben wir einen Tropfen Wasser auf das Zupfpräparat und fixieren es mit einem zweiten Objektträger. Diese Objektträger legen wir auf den Objekttisch. Ein erster Blick durch das Okular verrät uns, ob wir schon eine Grobstruktur erkennen. Mit dem Grobtrieb kann man den Untersuchungsbereich wählen. Den Objekttisch fahren wir entlang der x- und y-Achse, bis wir ein Bild haben. Mit dem Feintrieb wird das Bild ganz scharf gestellt. Wir erkennen viele Zellen und vor allem erkennen wir viele rote Punkte. Das sind die Chromoplasten. Die Chromoplasten sind kleine Körperchen in den Zellen der Tomate. Sie wachsen, je reifer die Tomate wird. Mit der Rückseite eines Löffelstiels kann man von der Oberseite der Zunge einen Abstrich machen. Die Probe geben wir vorsichtig auf den Objektträger. Wir fügen einen Tropfen Wasser dazu und fixieren die Probe. Wieder überprüfen wir, ob wir eine Grobstruktur erkennen und stellen das Bild mit dem Stellrädchen scharf. Unter dem Mikroskop erkennen wir gut voneinander abgegrenzte Zellen. Das sind abgestorbene Zellen der Mundschleimhaut. Die blauen Punkte haben wir mit Methylenblau eingefärbt. Das sind die Zellkerne, in denen alle Erbinformationen der Zelle gespeichert sind. Dieser Blumenstrauß hat seine besten Tage hinter sich. In der übelriechenden Flüssigkeit tummeln sich aber Millionen Lebewesen. Eine so genannte Kahmhaut aus Bakterien hat sich gebildet; meist handelt es sich um Stäbchenbakterien. Wie klein ist denn ein Bakterium? O- Ton Dr. Ilse Tutter, Biologin: "Hier ist eine Stecknadel dargestellt und zwar in etwa 50-facher Vergrößerung. Das hier ist der Kopf der Stecknadel und vorne die Spitze.“ Eine Stecknadel ist ca. 3 cm lang. Hier sehen wir nun den Stecknadelkopf im Vergleich zur Größe eines Pantoffeltierchens, einer Amöbe, eines Augentierchens und schließlich einer Bakterie. Wir entnehmen vorsichtig mit der Pipette eine Probe aus der schleimigen Schicht an der Oberfläche. Sie wird auf einen Objektträger aufgetragen und mit einem zweiten Objektträger fixiert. Unter dem Mikroskop erkennen wir grüne Punkte. Das sind Grünalgen. Eine ungeheure Vielfalt kleinsten Lebens finden wir, wenn wir Heu im Wasser verfaulen lassen. Hierfür machen wir einen Heuaufguss. In ein sauberes Glas legen wir eine Handvoll Heu. Darauf gießen wir etwas Wasser. Wenn das Wasser nicht aus der Leitung, sondern aus einem Teich oder einer schlammigen Pfütze kommt, erzielen wir noch bessere Ergebnisse, da das Leitungswasser oft gechlort ist. Dieses Glas lassen wir mindestens 5 Tage lang an einem warmen Ort stehen. Das Heu hat bereits begonnen zu verrotten. Das Wasser ist nicht mehr klar, sondern bräunlich verfärbt. Hier finden wir eine unglaubliche Formenvielfalt unterschiedlichster Mikroorganismen. Die Mikroorganismen haben die trockene Zeit im Heu als Dauerstadien überstanden und werden jetzt wieder aktiv. Bühne frei für die Einzeller! Unter dem Mikroskop wird eine geheimnisvolle Welt für unser Auge sichtbar: Eukaryotische Einzeller, z. B. das Pantoffeltierchen oder die Amöbe, ein Vertreter der pflanzlichen Einzeller ist z. B. die einzellige Grünalge und ein Vertreter der Einzeller unter den Pilzen ist z. B. die Bäckerhefe. Das Pantoffeltierchen gehört zum Stamm der Wimpertierchen. Es lebt gerne in Kläranlagen, organisch stark belastetem Süßwasser, wie z. B. Gewässer mit faulenden Pflanzenresten oder Jauchegruben. Die Zeichnung zeigt ein Pantoffeltierchen in einer etwa 100.000fachen Vergrößerung. Wir erkennen die Vakuole und die Wimpern. Eine solche Vergrößerung erzielen Wissenschaftler nicht mehr mit optischen Mitteln, sondern mit einem Elektronenstrahl in einem Rasterelektronenmikroskop.