Urocentrum turbo

Wimpertiere und Sauginfusorien
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MartinKreutz
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Urocentrum turbo

#1 Beitrag von MartinKreutz » 4. Dezember 2016, 18:25

Liebes Forum,

in den letzten Tagen habe ich mich mit dem sehr häufigen Ciliaten Urocentrum turbo beschäftigt. Er dürfte allen Mikroskopikern bekannt sein, da er gerade in polysaproben Gewässern und in selbstgemachten Aufgüssen enorm häufig werden kann. Auch der Anfänger erkennt Urocentrum sofort an der taillierten Form und dem markanten Schwimmstil. Oft findet man ihn an einer Art Faden kreiselnd Nahrung einstrudeln. Löst er sich von dem Faden ab, ist er ein rasanter Schwimmer. Dies mag ein Grund dafür sein, dass es nicht sehr viele lichtmikroskopische Fotos von diesem Ciliaten gibt, die einige Details seines komplexen Aufbaues zeigen. Tatsächlich stellt schon die Aufnahme eines frei schwimmenden Exemplares eine gewisse Hürde dar, selbst wenn das Exemplar an einem Faden „taumelt“. Man kann die Schichtdicke nicht beliebig verringern, da Urocentrum eine schwache Deckglasempfindlichkeit zeigt. Schon 2005, noch in analogen Zeiten, habe ich mich an dieses Objekt gewagt. Da gute Aufnahmen jedoch auch etwas zufallsbedingt sind, wird es in solchen Fällen mit Diafilm recht teuer. Mit einer Digitalkamera ist dies alles einfacher und ich habe es jetzt noch mal probiert. Die folgenden fünf Aufnahmen zeigen ein frei schwimmendes Exemplar. Die ersten 2 wurden mit dem 60 X Objektiv aufgenommen:

BildBild

Hier drei weitere Aufnahmen, welche mit dem 100 X aufgenommen wurden. Die zweite Aufnahme ist ein optischer Schnitt durch die Zelle. Man erkennt nicht nur den U-förmigen Makronukleus, der optisch zweimal geschnitten wurde, sondern zu fällig habe ich auch den Exkretionsporus (EP) der kontraktilen Vakuole in lateraler Sicht erwischt. Die letze der 3 Aufnahmen zeigt eine Eine Ansicht von der linken Seite. Woran erkennt man das? Die Mundgrube (MG) liegt rechts und ist in lateraler Ansicht getroffen. D.h. in dieser Sichtweise ist rechts die Frontseite des Ciliaten (immer da wo die Mundöffnung liegt). Es kann also nur die rechte Ansicht sein, um die Mundöffnung auf der rechten Seite der Zelle zu sehen.

BildBildBild
MG = Mundgrube
EP = Exkretionsporus der kontraktilen Vakuole
KV = kontraktile Vakuole
Ma = Makronukleus

Dieses kleinere Bild stammt von 2005 (auf Dia), welches ich auch in PM Vol. 3 verwendet habe:

Bild

Man erkennt auf diesen Fotos, dass die Caudalcilien „gezwirbelt“ sind. Der Grund dafür ist unbekannt. Eventuell hängt es mit der Produktion des Fadens zusammen, der von den Caudalcilien entspringt. Trotz genauer Beobachtung, konnte ich bei angehefteten Exemplaren diesen Faden jedoch nie erkennen. Entweder ist er einfach zu dünn oder er ist in DIK nicht sichtbar. Auch der Vorgang des Anheftens des Fadens konnte ich nie genau erkennen. Dieser Vorgang scheint sehr schnell zu passieren. Ich konnte jedoch beobachteten, dass sich der Faden beim „taumeln“ stetig verlängert. Die Kreise, die Urocentrum dadurch am Ende des Fadens zieht, werden dadurch immer größer. Nach ca. 1-2 Minuten scheint ein kritischer Wert erreicht zu sein und der Faden wird abgelöst. Die Nahrungsaufnahme geschieht offensichtlich nur im angehefteten Zustand. Man kann dann sehr schön den Partikelstrom erkennen, den Urocentrum erzeugt. Um die in Äquatorhöhe liegende Mundöffnung zu erkennen, muss man Exemplare quetschen. Bei diesem Versuch muss man etwas die Nerven behalten. Die meisten Exemplare platzen sofort, aber einige wenige halten wenige Minuten durch, was man für ein paar Fotos nutzen kann. Die Mundöffnung ist etwas schräg angeordnet und direkt unterhalb schließt sich ein isoliertes Wimpernfeld an, welches schließlich in die Caudalcilien übergeht:

Bild
MO = Mundöffnung
WF = Wimpernfeld
CC = Caudalcilien

Wie geschieht jetzt die Nahrungsaufnahme mit einer seitlich gelegenen Mundöffnung. Urocentrum besitzt dafür eine komplexe Ciliatur und einige weitere Oberflächenmerkmale, welche nur bei weiterer genauer Untersuchung sichtbar werden. Wird der Fokus etwas angehoben, erkennt man die äquatoriale Furche (die Taille) und eine schwach ausgeprägte Rinne, welche von der Mundöffnung zu den Caudalcilien hin verläuft:

Bild
MO = Mundöffnung
ÄF = äquatoriale Furche
Ri = Rinne

Auf dem nächsten Bild erkennt man, wie die äquatoriale Furche zur Mundöffnung hin verläuft:

Bild
ÄF = äquatoriale Furche

Man kann sich gut vorstellen, wie ein äquatorialer, zirkularer Wasserstrom erzeugt wird, der zur Mundöffnung hin verläuft. Dort wird dann die Nahrung (Bakterien) herausfiltriert. Ob die nach hinten führende Rinne zur Ableitung des Wasserstromes dient, ist schwer zu sagen und kann nur vermutet werden. Zwischen der Bewimperung der vorderen Körperhälfte und dem äquatorialen Wimpernband klafft eine Lücke, die man lichtmikroskopisch ohne Silberimprägnierung nur schwer erkennen kann:

Bild
OW = oberes Wimpernfeld
ÄW = äquatoriales Wimpernband

Zum besseren Verständnis der dreidimensionale Form und Verteilung der Bewimperung von Urocentrum zeige ich hier noch eine REM Aufnahme von Wilhelm Foissner der ventralen Ansicht von Urocentrum turbo:

Bild

In einem optischen Schnitt erkennt man den Mundtrichter, wie er ins Körperinnere verläuft und in einer Nahrungsvakuole mündet:

Bild
MO = Mundöffnung
MT = Mundtrichter
NV = Nahrungsvakuole
Ma = Makronukleus

In einem weiteren optischen Schnitt kommt der Mikronukleus ins Bild, welcher in einer mittigen Einschnürung dem C-förmigen Makronukleus angelagert ist und der im hinteren Körperteil liegt:

Bild
Mi = Mikronukleus
Ma = Makronukleus

Ich wünsche allen viele Spass beim anschauen und einen schönen Abend!

Martin
Zuletzt geändert von MartinKreutz am 19. Februar 2018, 20:08, insgesamt 3-mal geändert.
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ErnstH

Re: Urocentrum turbo

#2 Beitrag von ErnstH » 5. Dezember 2016, 11:14

Hallo Martin,
ich glaube nicht, daß U.t. schon jemals so gründlich und klar dargestellt worden ist. Also besonderen Dank und bitte möglichst auch im großen Forum.
Ernst

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Re: Urocentrum turbo

#3 Beitrag von MartinKreutz » 5. Dezember 2016, 20:05

Hallo Ernst,

tatsächlich ist Urocentrum lichtmikroskopisch in vivo offensichtlich nur selten genauer untersucht worden. Ich habe nur 2 Quellen mit aussagekräftigen Aufnahmen gefunden. Die eine stammt noch aus dem alten Forum (2008), wo "BeWie" (Berndhard Wiedemann) sehr schöne Aufnahmen eines frei schwimmenden Exemplare eingestellt hat:

http://www.mikroskopie.de/mikforum/read ... #msg-52389

Die andere Quelle ist Plewka, mit seiner sehr schönen Darstellung der Wimpernbänder:

http://www.plingfactory.de/Science/Atla ... turbo.html

Alles in allem also nur ein handvoll Bilder!

Wünsche Dir einen schönen Abend!

Martin

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Re: Urocentrum turbo

#4 Beitrag von paramecium » 5. Dezember 2016, 22:15

Hallo Martin,

vielen Dank für das Zeigen Deiner Aufnahmen. Ich habe die Beschreibung von Foissner schon überflogen und mich über den Namen amüsiert. Mir ist jedoch bislang nicht bewusst diesen Ciliaten je gesehen zu haben. Nun werde ich sicherlich darauf achten.

Sind in den beiden obersten Abbildungen Trichocysten abgebildet?

Kannst Du noch angeben, welche N.A. die von Dir angegebenen Objektive haben? Insbesondere die des 40x und 60x würden mich zum Vergleich interessieren, um einzuschätzen, welche Details man noch sehen könnte.

Beim Betrachten der Aufnahmen fällt mir auf, dass der DIK die Vakuolen überbetonen möchte. Man könnte diese beim flüchtigen Blick auf die Abbildungen für Oberflächendetails halten. Erst der Vergleich mit der REM Aufnahme offenbart eigentlich, dass man einen Schnitt durch die Zelle sieht. Diese Struktur innerer Vakuolen ist ansonsten nur mit der Fluoreszenz gut darzustellen, wenn man das ER (endoplasmatisches Reticulum) anfärbt oder Vakuolen mit Acridinorange gefärbt gut erscheinen. Das ist die erste ungefärbte Aufnahme eines Ciliaten, die ich sehe, bei der man meint, das ER im Lichtmikroskop überhaupt abgebildet zu sehen. Der DIK mag hier aber auch täuschen. Erst die Färbung mit einem ER Färber wie DiOC(6) kann das wirklich klarstellen.

Gruß

Thilo

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Re: Urocentrum turbo

#5 Beitrag von MartinKreutz » 6. Dezember 2016, 19:43

Hallo Thilo,

Urocentrum hast Du mir Sicherheit schon gesehen! Das Vieh ist überaus häufig aber auch recht flott unterwegs, wenn es nicht gerade am Faden hängt. Mein 40 X hat 0,75 und mein 60 X hat 0,9. Aber ich kann Dir jetzt schon sagen, dass das völlig unerheblich ist bzgl. der Abbildung von Details. Wenn man beweglich Objekte fotografiert, die sich nicht festlegen lassen, hängt die Auflösung von ganz anderen Faktoren ab. Das sind ja keine eingelegte Diatomeen, an denen man stundenlang die optimale Einstellung suchen kann.

Ob auf den Aufnahmen das endoplasmatische Retikulum zu sehen ist, kann ich nicht beurteilen. Es ist aber kein Bestimmungsmerkmal und deshalb für mich nicht so interessant. Jedenfalls "möchte" der DIK bestimmt keine Vakuolen überbetonen. Er stellt nur stoisch Gangunterschiede dar.

Falls Du Urocentrum findest, kannst Du ihm ja mal eine Färbung verpassen und mit obigen Aufnahmen vergleichen!

Schönen Abend!

Martin

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Re: Urocentrum turbo

#6 Beitrag von paramecium » 6. Dezember 2016, 21:29

Hallo Martin,

vielen Dank! Meine beiden Objektive 40x und 63x haben eine vergleichbare Apertur. Das wollte ich nur wissen. Ich habe zwei 40x Objektive, ein N-Achroplan neuer Bauart mit NA 0,65 und eine älteres Plan-Neofluar mit NA 0,75. Obwohl die neuen Zeiss N-Achroplane von hervorragender Qualität sind, ist ein Unterschied bei der Auflösung von Details bei höherer NA dennoch bemerkenswert.

Wenn ich ihn finde, verpasse ich im ganz sicher auch eine Färbung.

Viele Grüße

Thilo

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Re: Urocentrum turbo

#7 Beitrag von Ole » 9. Dezember 2016, 07:35

Hallo Martin,

tolle Fotos, vielen Dank für das Einstellen und Kommentieren. Ich habe mich in den letzten Tagen mit einer Holosticha (monilata?) und Blitzfotografie befasst, die Aufnahmen stelle ich bei Gelegenheit ein.

Bei der 5. Aufnahme von oben fallen besonders deutlich die rundlichen, bläschenförmigen Strukturen unterhalb der Pellikula auf. Sind dies alles schnöde Nahrungsvakuolen oder stellen sie besondere Strukturen dar, die in Zusammenhang mit der komplizierten Zellbegrenzung der Ciliaten stehen?

Beste Grüße

Ole

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Re: Urocentrum turbo

#8 Beitrag von MartinKreutz » 11. Dezember 2016, 11:00

Hallo Ole,

zur Natur dieser "Bläschen" kann ich Dir leider auch nichts sagen. Ich weiß nur, dass sie bei vielen Ciliaten unter Deckglasdruck = mechanischer Stress gebildet werden, insbesondere bei den Peritrichen. Andere Ciliaten (z.B. Paramecium) lassen sich hingegen stark pressen, ohne lichtmikroskopisch sichtbare Vakualisierung des Plasmas. Dann dibt es noch die große Gruppe der Deckglasempfindlichen, die enorm empfindlich reagieren können, wie z.B. Metopus. Hier werden nicht nur die Mucocysten schlagartig abgestoßen, sondern das gesamte Plasma "denaturiert" in Sekunden. Die starke Vakualisierung bei Urocentrum ist also ein Artefakt, der nichts mit der natürlichen Struktur zu tun hat und auch keine Oberflächenstruktur darstellt.

Martin

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Re: Urocentrum turbo

#9 Beitrag von paramecium » 18. Dezember 2016, 14:35

Hallo Martin und Ole,

wie ich schon weiter oben schrieb, erscheint hier vermutlich das schwammartig ("Vakuolen") unterteilte Zellplasma abgebildet. Nicht nur Nahrungsvakuolen erscheinen blasenförmig. Färbt man die Ciliaten mit Fluorochromen, die das endoplasmatische Reticulum (ER) färben, so wird diese "blasige" Plasmastruktur ebenfalls sichtbar. Das gesamte Zellplasma der Ciliaten erscheint in solche blasige Kompartimente unterteilt.

Ein wirkliches Netz (=Reticulum) erscheint wenn man dünne Schnitte der Zellen betrachtet. Räumlich ist das ER am besten mit einem Schwamm vergleichbar, bei dem das ER dem Schwamm selbst entspricht, der die Blasen umschließt. In Bodman glückte uns dieses Jahr eine solche Aufnahme eines Bursaria truncatella. Zwei der damals als Film mitgeschnittenen und in meinem Workshop zur Fluoreszenz festgehaltenen Standbilder sind auf unserer Bonner Seite hier abgelegt:

http://www.mikroskopie-bonn.de/berichte ... index.html

Man sieht bei B. truncatella, dass das ER typischerweise zur äußeren Cuticula des Ciliaten in kleiner werdende Kompartimente unterteilt erscheint. Das Bild erscheint etwas verrauscht und unscharf, da der Ciliat kaum unter dem Deckglas zu fixieren war und recht flott unterwegs war. Die Belichtungszeit der Fluoreszenzaufnahmen betrug 1/30s. Das verwendete Fluorochrom ist DiOC6(3).

Das ER ist eine variable innere Zellmembran, welche die Kompartimente umgibt und in der Zelle ständig umgebaut wird.

Viele Grüße

Thilo

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