Cinetochilum margaritaceum (incl. Versilberung)

[Lupo]

Hallo,

heute möchte ich einen Ciliaten vorstellen, dessen massenhaftes Auftreten ich über Weihnachten in einer Erdprobe fand: Cinetochilum margaritaceum.

Aufgrund der geringen Größe von etwa 25-40 µm ist C. margaritaceum auf den ersten Blick mit vielen anderen kleinen Ciliaten zu verwechseln, wie Colpoda spec. oder Chilodonella spec. Wichtige Merkmale helfen jedoch, diesen Ciliaten auf Anhieb sicher zu bestimmen. Hierzu gehört vor allem die auffällige Kerbe in der linsenförmigen Gestalt des Ciliaten. Weitere Merkmale bedürfen allerdings einiger Geduld und Fingerspitzengefühl, die richtige Schärfenebene zu finden. Hierzu gehört die Rippenstruktur der Cuticula, die sie etwa von ähnlich großen Chilodonella unterscheidet, die keine Rippen besitzen. Ebenso charakteristisch sind die verlängerten caudalen Cilien (cC) und die kontraktile Vakuole (kV) im Hinterende, die immer nahe der Kerbe zu finden ist. Der Oralapparat (Oa) ist sodann wohl am schwierigsten zu fotografieren. Es ist eine bewimperte Region, für deren Darstellung man wohl wenigstens ein 40x Objektiv mit NA 0.75 benötigt. Selbst eine schnelle Belichtung mit 1/2000 Sekunde vermag nicht die Details der Mundbewimperung wiederzugeben. Etwas problematisch erscheint mir auch die Feststellung des Macro- und Micronucleus im Hellfeld oder Phasenkontrast. Hier ziehe ich meinen Hut vor den frühen Autoren, die viel Geduld und Übung haben mussten, um den Zellkern von den Nahrungsvakuolen zweifelsfrei zu unterscheiden. Erst in Fluoreszenz gelingt die gute Darstellung der beiden Nuclei. Hier erscheint der Macronucleus sodann wolkig bis blasenförmig strukturiert und keineswegs "kugelig". In ähnlicher Weise hat auch Chilodonella einen zwar donut-förmigen, aber ähnlich strukturierten Nucleus, dessen Aufbau in der Literatur sogar als Riesen-Chromosomen beschrieben wird.

In der letzten Aufnahme habe ich noch eine Übersichtsaufnahme eines ganzen "Rudels" des Ciliaten nach der Methoden der trockenen Versilberung nach Foissner angefügt. Interessanterweise weicht die Beobachtung von den im Ciliatenatlas abgebildeten Fotografien der Versilberung ab und entspricht eher der Zeichnung, die Foissner, Berger und Kohmann im "Atlas" ebenfalls eingefügt haben. In den beiden Fotografien im "Atlas" fehlen viele der Querlinien, die in meiner Aufnahme wesentlich regelmäßiger in Erscheinung treten. Leider ist die Versilberung des Oralapparats hingegen nicht so gut geglückt. Vielleicht hatten die Autoren deswegen genau diese Aufnahmen gewählt.

cC: caudale Cilien
kV: kontraktile Vakuole
Ma: Macronukleus
Mi: Micronukleus
Oa: Oralapparat
Ph: Phagosom

Viel Erfolg beim Auffinden dieses kleinen Ciliaten.

Viele Grüße

Thilo

[ImperatorRex]

Hallo Thilo,
vielen Dank für diese schöne Dokumentation, insbesondere das Fluoreszensfoto hat es mir angetan! Ich meide ja eher diese kleinen Ciliaten und ich glaube Dir, dass Du da viel Zeit und Geduld investieren musstest, um all diese Details herauszuarbeiten.
Ist das Silberliniensystem für eine eindeutige Bestimmung dieses Ciliaten erforderlich?

viele Grüße
Jochen

[paramecium]

Hallo Jochen,

Ich habe die Methode vor zwei Jahren zuerst von der Biologin Catherine Fehse hier in Bonn gelernt, die sich die Zeit nahm einem Amateur wie mir das Verfahren mit Begeisterung zu zeigen. Kurz darauf wurde ich in 2015 durch befreundete Mikroskopiker darauf aufmerksam gemacht, dass Prof. Foissner selbst nach Bodman käme um es zu zeigen. Die Chance fand ich klasse und ich war überglücklich, dass damals auf dem Treffen in Bodman noch ein Platz frei war.

Nach Foissners eigenen Aussage es das einzige Verfahren, welches Dauerpräparate von einer Vielzahl von Ciliaten herstellen kann. Dies ist wohl der Fall. Ich erinnere mich, dass dies in der Biologie wichtig ist, einen Holotypus als Beleg vor sich zu haben. Wenn er noch mit anderen Dauerpräparaten als Beleg verglichen werden kann, dann ist es perfekt.

In einigen Fällen der Versilberung kann man Details, die für die Bestimmung wichtig sind, oft erst an der Versilberung auf einfache Weise erkennen. Hier ist der "Atlas" und vielmehr noch die Originalliteratur hilfreich. In den Präparaten muss man allerdings genauso lernen zu sehen, wie man lernen muss Aufnahmen im Hellfeld (schiefe Beleuchtung, DIC) anzufertigen. Die versilberten Präparate muss man zudem meist stacken, da sich hier die räumliche Struktur der gefärbten Ciliaten anders und auf angenehme Weise anders bemerkbar machen, da man in aller Ruhe ein Bild von der Struktur erstellen kann. Ich bewundere Kollegen wie Martin Kreutz, wie er seine Aufnahmen mit solch scheinbarer Leichtigkeit hinbekommt. Das sind alles Herausforderungen, die man gerne annimmt.

Im Moment nutze ich das Verfahren unterstützend, um beide Methoden, die Versilberung und die Fluoreszenz zu vergleichen. Ich denke, da ist es immer wichtig ein anerkanntes Verfahren zu haben, um den Vergleich zu begründen. Zumal ich keinen DIC herstellen kann aufgrund konstruktiver Beschränkung meines Mikroskops. Man kann halt nicht alles haben.

Bei diesem kleinen Ciliaten war ich mir lange nicht sicher, weil er, wie Du ebenfalls angemerkt hast, sehr klein ist. Man muss daher auf viele winzige Details achten, deren Beobachtung man erst nach mehrfachem Lesen der Bestimmungsbücher herausfindet. Da ist man alleine schon froh, dass der Ciliat auch noch nach einer Woche in der Probe gefunden werden kann, um neue Aufnahmen zu machen, wenn die alten nicht das gewünschte Ergebnis erbrachten. Entsprechend unsicher war ich daher bei der Bestimmung und hatte damit meine Schwierigkeiten. Umso mehr habe ich mich gefreut, dass das Ergebnis der Versilberung so ausfällt, wie erwartet.

Kurze Antwort: ja, ich denke es ist wichtig.

Ich sag mal so: Inzwischen gelingt es mir auch dieses Verfahren sicher anzuwenden. Ich habe sogar die Erfahrung gemacht, dass man die Präparate auf dem mit Eiweiß bestrichenen Objektträger ruhig über längere Zeit trocknen lassen kann, bis man Zeit findet, sie zu versilbern. Ich hatte mal einen anders gelagert Fall einen interessanten Ciliaten zu finden, den ich trotz einzigartiger Struktur des Macronucleus in der Fluoreszenz bis heute nicht bestimmen konnte, weil er nach nur zwei Tagen massenhaften Auftretens in der Probe nicht mehr auffindbar war. Auch Foissner hatte nur eine grobe Orientierung, war sich aber auch nicht sicher. Ein ergänzendes Präparat mit Versilberung hätte vielleicht geholfen, Zweifel auszuräumen oder eine neue Art zu identifizieren. Man weiß es nicht.

Allerdings funktionieren die verschiedenen Verfahren der Versilberung nass, trocken oder mit Protargol nicht alle bei allen Ciliaten denn sie funktionieren unterschiedlich. Bei den Oxytrichen finde ich mit dieser trockenen Versilberung leider keine Anhaltspunkte, da deren Struktur mit trockener Versilberung keine eindeutigen Merkmale hervorbringt, um diese zu unterscheiden. Andere Ciliaten, wie Spirostomum lassen sich mit dieser Methode nicht gut versilbern, da die geplatzten Zellen meist nur Artefakte ergeben. Allerdings sind diese Riesen ja doch einfacher zu bestimmen.

Ich finde es gut, eine ergänzende Methode dort zu haben, wo ich mit der Hellfeldmikroskopie nicht weiterkomme.

Gruß

Thilo