Gestreifte Muskulatur der Daphnien im Pol

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paramecium
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Gestreifte Muskulatur der Daphnien im Pol

#1 Beitrag von paramecium » 22. April 2020, 19:35

Liebe Tümpler,

vor einigen Jahren brachte Michael eine λ-Platte aus einem transparenten Klebestreifen und einem Objektträger mit zu einem Treffen auf dem Dörnberg (bei Kassel) und hatte sie mir geschenkt. Ich besitze sie heute noch und halte sie in Ehren. Man lernt nie aus. Ich hatte mich noch nicht intensiv mit der Polarisationsmikroskopie beschäftigt, weil sie mich bis zu diesem Zeitpunkt nicht so sehr interessierte. Meist ist die Polarisation ja auch eher das Thema der Steineschleifer. Wir hatten damals das Thema Mondgestein am Dörnberg und ich habe heute auch Fotos von echten Mondgestein im Pol, eingefärbt mit Michaels λ-Platte.

Was hat das nun wieder mit dem Plankton zu tun? Nun, Wolfgang Grigoleit brachte eine Planktonprobe vom Kasseler BuGa See mit, in der sich auch einige Daphnien befanden. Zufälle gibts, die Daphnien flutschten mir unter das Mikroskop zwischen die gekreuzten Polfilter, die ich vergaß herauszunehmen. Bild 1 zeigt eine Dörnberger Daphnie aus 2017.

Dabei fiel mir auf, dass Daphnien eine quergestreifte Muskulatur besitzen. Das Polarisationsmikroskop, bestehend aus einem normalen Lichtmikroskop und zwei gekreuzten Polfiltern, bietet nun die Möglichkeit die Muskulatur der Daphnien zu studieren. Da waren einige Auffälligkeiten, ja. Da die ursprünglichen Beobachtungen mit einem Trockenobjektiv nicht sehr genaue Beobachtungen ergaben, habe ich das drei Jahre später nun erneut versucht mit modernen Optiken, die diese Details in den dicken Körpern der Daphnien besser erkennen lassen.

Auch drei Jahre später konnte ich eine Auffälligkeit bestätigt finden, nämlich interessante, wellenförmige Bewegungen der gestreiften Muskelfasern. Das war offenbar kein Artefakt, sondern es handelt sich um die mikroskopische Bewegung der Sarkomere auf den Muskeln. Ich habe hierzu inzwischen einige Literatur zusammen getragen. Bislang konnte ich einen Artikel von 1948 finden, der meine Beobachtung auch bestätigt.

Ich wollte das auch hier im Forum für Euch dokumentieren und habe einen Zusammenschnitt in Form eines Videos dazu auf meiner Website zum Download hinterlegt, für den es interessiert. Er sollte eigentlich in einer Zeitschrift erscheinen. Nun ja, Reviewer, Herausgeber und ich konnten uns nicht einigen, ob und wie das nun publiziert werden sollte. Daher habe ich das Paper schlußendlich zurückgezogen und einfach auf meiner Website veröffentlicht. Es ist nun zwar nur halb reviewed, aber es wäre auch schade um die Arbeit gewesen, diese völlig einzustampfen, nur weil hier Dinge beschrieben sind, die letztlich seit 72 Jahren zwar bekannt sind, aber letztlich auch aus meiner Sicht unerklärt bleiben. Vielleicht fällt Euch ja dazu noch etwas ein.

Schaut Euch das Video einfach mal an.

Viele Grüße und lasst Euch nicht anstecken!

Thilo


Abbildung 1: Daphnia sp. im polarisierten Licht. In der Antenne der Daphnie ist die quergestreifte Muskulatur als Einzelstrang sichtbar.
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Abbildung 2: Daphnia longispina im polarisierten Licht. Die aufgehellten Strukturen sind die Muskelstränge. Die Ursache für die Drehung des polarisierten Lichts sind doppelbrechende Eigenschaften der Myofibrillen der Muskulatur. Mehr dazu ist in meinem Artikel zu lesen.
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Abbildung 3: Bewegungsstudien der Muskeln im Postadbomen von Daphnia longispina aufgenommen mittels Digitalvideo meiner Canon Kamera und einem Wasser-Immersionsobjektiv. Man erkennt hier in nacheinander abfolgenden Bildern die Kontraktionen der Sarkomere auf den Muskelsträngen auf mikroskopischer Skala.
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Abbildung 4: Ausschnitt von Daphnia sp. mit Blick auf den Herzmuskel. Wie ich herausfand besitzt der Herzmuskel keine Muskulatur, die das optisch sichtbare Licht zu drehen vermag. Dies bestätigt die Literatur, allerdings hat man die gestreifte Natur inzwischen mit dem Elektronenmikroskop bestätigt.
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Re: Gestreifte Muskulatur der Daphnien im Pol

#2 Beitrag von Michael » 25. April 2020, 15:40

Hallo Thilo,

ich bin erst jetzt dazugekommen, Deinen Artikel genauer anzuschauen und finde ihn - wie alle Deine Beiträge - sehr interessant. Bei lebenden Krebschen habe ich diese Methode noch nicht angewendet aber irgendwo im Forum müsste es einen Beitrag über die Muskulatur von Hüpferlingen in Pol geben (viewtopic.php?f=55&t=493). Deine Beschreibung dieser wirklich schönen Methode hätte für mich bereits die Veröffentlichung Deines Artikels gerechtfertigt. Aber da gehen halt die Interessen oft etwas auseinander!
Über die Wellen in den Muskeln kann ich nichts sagen - auf jeden Fall eine interessante Beobachtung. Vom kurzen Anschauen könnte ich mir auch vorstellen, dass es sich um Wellenbewegungen der Muskeln selbst handeln könnte, die den Muskel lokal aus dem Fokus bringen. Aber da hast Du Dich sicherlich genauer damit beschäftig.

Vielen Dank fürs Zeigen,

Michael
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Re: Gestreifte Muskulatur der Daphnien im Pol

#3 Beitrag von paramecium » 25. April 2020, 18:50

Lieber Michael,

Der Reviewer war grundsätzlich sehr positiv eingestellt, meinte jedoch, dass eine weiterreichende Interpretation fehlen würde. Nun, das ist nicht mein Fachgebiet und so habe ich mich da ganz bewusst nicht in Spekulationen ausgelassen. Ich fand diese Beobachtungen beeindruckend und so habe eigentlich nur meine Beobachtungen ergänzend zu denen von Barer (1948) aufgeschrieben. Eine weiter reichende Erklärung was da vor sich geht und warum das so ist, habe ich bislang in der Literatur nicht gefunden. Ich glaube da könnte man sich Jahre mit der Aufklärung der Funktionen der einzelnen Muskelstränge in den Daphnien beschäftigen.

Dieser Fassung meines Artikels fehlt meine ursprüngliche Beschreibung des Selbstbaus. Das hast Du aber schon sehr schön in Deinem eigenen Artikel beschrieben. Da ist eigentlich auch nichts Neues hinzuzufügen.

Ich habe für die Modifikation meines Zeiss im Versuch einen doppelten Polfilter im Format 1 1/4" (Okularfilter für die Astronomie) von Baader Planetarium verwendet. Einen dieser beiden linearen Polfilter habe ich aus der Fassung genommen und im Unendlich Strahlengang in einen zusätzlich bestellten, leeren Fluoreszenz-Filterwürfel platziert. Der verbleibende Filter liegt wie bei Dir im Fuß der Beleuchtung des Mikroskops.

Ich werde mir jetzt eine originale Poleinrichtung mit drehbarer λ-Platte bei Zeiss bestellen, um später vielleicht auch mal quantitative Messungen mit dem Mikroskop durchzuführen, wie Du es auch beschrieben hast.

Gruß

Thilo

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