Untersuchung von Aufwuchsorganismen (Periphyton)

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1 Untersuchung von Aufwuchsorganismen (Periphyton) Aufwuchsorganismen für die mikroskopische Untersuchung gewinnen wir entweder indem man sie für die mikroskopische Untersuchung von ihrer Unterlage auf der sie wachsen entfernt oder sie direkt auf dem Substrat untersuchen. Letzteres setzt voraus, dass die Unterlage klein genug oder/und durchstrahlbar, durchsichtig ist wie bei Objektträgerkulturen. Vgl. Anleitung Übersicht. Durch das Abkratzen der Organismen von der Unterlage, verlieren wir natürlich den Einblick in die gewachsene Lebensgemeinschaft. Dieses Vorgehen genügt wenn es lediglich darum geht zu untersuchen welche Organismen überhaupt vorkommen. Bei der Untersuchung an Ort wie bei Objektträgerkulturen sehen wir direkt in das Mini- Ökosystem. Dabei werden wir Organismen erkennen die mit der Unterlage fest verbunden sind indem sie z.b. mit einer Gallerte an ihr kleben oder auf einem Stiel sitzen. Dies sind die echten Aufwuchsorganismen (Eu-Periphyton). Zusätzlich finden wir aber auch viele Kleinlebewesen die sozusagen im Dschungel der Festsitzenden leben und sich frei bewegen. Diese werden als Pseudo-Aufwuchsorganismen (Pseudo-Periphyton) bezeichnet. 1. Aufwuchs auf Steinen oder kompaktem organischem Material Von Auge suchen wir Steine, Totholzstücke welche mit einem dünnen, meist grünlich oder gelblich-braunen bis schwärzlichem Überzug versehen sind. Für die Untersuchung dieser Biofilme gibt es nun 2 Möglichkeiten: Kleine Steine, Totholzstücke können wir in einem Plastikkessel (mit Deckel!) in Wasser vom Fundort transportieren und erst im Schulzimmer/Labor weiter verarbeiten. Mit einem Messer wird die dünne Schicht auf dem Stein oder Totholz abgekratzt. Das freigesetzte Material wird direkt von der Messerklinge in einen Tropfen Wasser auf dem Objektträger überführt, mit Deckglas versehen und kann nun mikroskopiert werden. Als zweite Möglichkeit können wir den Aufwuchs am Fundort gewinnen und als Suspension transportieren. Damit die freigesetzten Organismen nicht verloren gehen, kann ein Hilfsmittel gebastelt werden aus ca 1 cm Stücken von Kunsstoffmuffen und Gummidichtungen. Die Gummidichtung kleben wir mit Leim an das Rohr. (Vgl. Abbildung). Diesen Ring setzen wir auf die Fläche welche den Aufwuchs trägt. Mit einer Pipette geben wir wenig Wasser in den Ring. Nun wird der Belag der vom Ring umschlossen ist mit einem Messer oder steifen Pinsel abgekratzt und die Suspension mit der Pipette aufgenommen. Die Probe wird in einer kleinen Kunststoffdose gesammelt und kann so mitgenommen werden für die spätere mikroskopische Untersuchung in der Schule. Interessant ist der Vergleich des Aufwuchses von Steinen von Stellen mit verschiedener Fliessgeschwindigkeit oder auch der Zonierung an Steinen die halb au dem Wasser ragen!

2 Landbach vor Mündung in den Rhein Steine sind mit brauner Schicht überzogen Hilfsmittel um Aufwuchs von Steinen zu gewinnen. Aufwuchs wurde mit einem Messer angekratzt und wird aufgenommen. 2. Aufwuchs auf höheren Pflanzen (resp. deren abgestorbenen Reste) Die meisten Wasserpflanzen tragen stellenweise Aufwuchsorganismen. Lohnend sind Blattunterseiten von Teichrosenblättern, Laichkräutern aber auch Wasserlinsen. Bsp. Blattunterseiten: Wir suchen Stellen, welche einen von Auge sichtbaren, meist bräunlichen Überzug tragen. Falls eine Stereolupe zur Verfügung steht können wir Blattstücke in eine Petrischale legen, die Blattunterseiten mit Auflichtbeleuchtung betrachten und gut besiedelte Stellen suchen. Für die Herstellung dünner Flächenschnitte spannen wir das Blattstück Unterseite nach oben mit 2 Fingern über einen Flaschenkorken und stellen mit einer scharfen Rasierklinge ziehend schneidend dünne Schnitte her. Mit der Pinzette geben wir diese in einen kleinen Wassertropfen auf einem Objektträger.

3 Seerosenblätter und Wasserlinsen Ausschnitt Unterseite eines Seerosenblattes Herstellen eines Oberflächenschnittes Wasserlinsen mit Wurzeln auf Objektträger Bsp. Wasserlinsen: Hier lohnen sich v.a. die feinen Wurzeln. Kleine Exemplare der Wasserlinsen können direkt in einem Frischpräparat mikroskopiert werden, bei grösseren präparieren wir lediglich die feinen Wurzeln. Regelmässig lassen sich so Trompetentierchen und ihr Verhalten leicht beobachten. Mikroorgansimen spielen eine zentrale Rolle beim Abbau abgestorbener Pflanzenteile in Gewässern. Diese können von im Wasser lebenden Pflanzen stammen oder aber auch von Landpflanzen wie beispielsweise Blätter von Laubbäumen. Sind Stereolupen mit stärkerer Vergrösserung (von 30 fach aufwärts) verfügbar kann die Besiedlung solcher Überreste bereits ohne weitere Präparation untersucht werden. Interessant ist auch der Vergleich verschiedener Zersetzungsstadien! Für die mikroskopische Untersuchung kommen je nach Zustand der Objekte verschiedene Präparationsmethoden zum Zuge: Abkratzen (wie unter 1.), z.t. Flächenschnitte (z.b. bei Stängeln) oder das Zerzupfen direkt auf dem Objektträger. Wichtig dabei ist, dass am Schluss nicht zu viel Material auf dem Objektträger bleibt sonst ist das Präparat zu dick und schlecht durchstrahlbar. 3. Objektträgerkulturen direkt in den Gewässern Nach der Anleitung Untersuchungs-Material werden Objektträgerhalter gebastelt. Am Gewässer muss nun eine geeignete Beprobungsstelle gesucht werden. Die Wahl der Stelle muss 2 Ansprüchen genügen:

4 - sie muss sich für die gewählte Fragestellung eignen - es muss gewährleistet sein, dass die Probe während der Beprobungszeit, meist 2-3 Wochen, nicht gestört wird. Dies ist leider das Hauptproblem. Die Probe und die Befestigung am Ufer sollten vom Ufer aus nicht gesehen werden können sonst ist die Wahrscheinlichkeit gross, dass mit Vandalismus gerechnet werden muss! Am Schulweiher kann auch die Vorwärtsstrategie versucht werden mit entsprechenden Informationstafeln für Passanten. Die Zahl der exponierten Objektträger hängt natürlich vom Verwendungszweck ab. Im Schuleinsatz wird idealerweise für jeden Schüler/in (plus Reserve) ein Objektträger exponiert. Empfehlenswert ist die Nummerierung der Objektträger mit wasserfestem Filzstift. Datum und genauer Ort werden festgehalten, sowie gegebenenfalls in einer Tabelle zu den einzelnen nummerierten Objektträgern Angaben zum genauen Standort, wie z.b. Wassertiefe. Während der gewählten Zeit werden die Oberflächen der Objektträger im Gewässer sukzessive besiedelt. Nach einer Woche lassen sich meist erste Algen feststellen. Eine für mikroskopische Untersuchung optimale Besiedlung wird meist nach 2-3 Wochen erreicht. Diese Zeit variiert natürlich je nach Temperatur und Gewässertyp. Für den Transport ins Schulzimmer werden die Objektträger-Sandwiches entweder mit Halter oder zusammengehalten mit Wäscheklammern oder Büroklammern in eine Kunststoffdose mit Deckel gelegt, die mit Fundortwasser gefüllt ist. Für die mikroskopische Untersuchung werden die beiden Objektträger eines Sandwiches getrennt und die nicht besiedelte Sandwich-Innenseite sorgfältig mit einem Kleenexpapier getrocknet. Die feuchte, besiedelte Seite bedecken wir mit einem möglichst grossen (notfalls 2 kleine) Deckglas. Falls nötig wird vorgängig wenig Fundortwasser aufgetropft. Mit dem Kleenextüchlein tupfen wir überschüssiges Wasser weg. Nun steht einem Blick in den Mikrokosmos nichts mehr im Wege!

5 Aufwuchsmikrobiozönose auf einem Objektträger (Abb. Von H.G. Rudzinski in Unterricht Biologie 129/11 (1987) S. 31. Leider lassen sich Objektträgerkulturen schlecht haltbar machen, kurzfristig kann man die Objektträger ohne Deckglas wieder zurück ins Fundortwasser legen allerdings mit einigem Verlust. Eine andere Möglichkeit Präparate für einige Tage haltbar zu machen beschreibt Walter Nänny unter Er legt ein grosses Deckglas sozusagen als Brücke auf zwei kleine, die er rechts und links auf dem Objektträger anbringt. Dieses Miniaquarium enthält mehr Wasser als ein normales Präparat und trocknet deshalb weniger schnell aus. Weiter kann einfach mit einer Pipette Wasser nachgefüllt werden. Nach der Beobachtung wir das Miniaquarium in eine mit feuchtem Papier ausgekleidete Petrischale als feuchte Kammer gelegt. 4. Objektträgerkulturen in Kleinaquarien Eine mögliche Versuchsanordnung sowie Vorschläge für Fragestellungen finden sich in der Anleitung Untersuchungs-Material. Falls an der Schule Aquarien betrieben werden, können natürlich auch dort Objektträgersandwiches ausgebracht werden. Ein reicher Mikrokosmos stellen auch die Filter von Aquarien dar. Je nach Filtermaterial kann nach einer der oben beschriebenen Methode ein Mikropräparat hergestellt werden. Weiter kann Filtermaterial benutzt werden um Kleinaquarien mit Objektträgerkulturen zu beimpfen. Die Weiterverarbeitung der besiedelten Objektträgersandwiches erfolgt wie oben unter 3. Beschrieben.

6 Bestimmen Für das Bestimmen benutzen wir folgende Werke: Streble H., Krauter D.: Das Leben im Wassertropfen, Stuttgart (10. Auflage 2006) Linne von Berg K.H. et al: Der Kosmos Algenführer, Stuttgart (2012) Als Ergänzung: Schwab H.: Süsswassertiere. Stuttgart (1999) Als erstes müssen wir uns bei Bestimmen eines Aufwuchs-Organismus entscheiden ob es sich um einen Vertreter des Phyto- oder des Zooplanktons handelt. (In den Bestimmungsbüchern erscheinen die Aufwuchsorganismen unter Plankton) Organismen des Phytoplanktons betreiben Photosynthese, also enthalten sie die dazu nötigen Pigmente. Dies Organismen erscheinen im Mikroskop deshalb grün, gelbgrün, gelblich oder auch bräunlich. Bei den Kieselalgen ist die Farbe oft undeutlich; hier hilft die deutlich erkennbare typische Gestalt (vgl. dazu Streble/Krauter 1. Umschlagseite). Für die weitere Zuordnung zu einer Hauptgruppe helfen entweder die Abbildungen auf den ersten beiden Umschlagseiten im Streble/Krauter (ältere Auflagen S. 104f) oder aber etwas detaillierter die grafischen Schlüssel im Kosmos Algenführer S. 32f. Zooplankton: Wir bestimmen die Hauptgruppen mit Hilfe der Abbildungen auf den 3. Und 4. Umschlagseiten im Streble/Krauter (ältere Auflagen S. 106f), Alternative: Im Schwab, Süsswassertiere auf S. 238/239 Bildschlüssel für die Hauptgruppen der Kleinstlebewesen (ohne Kleinkrebse, diese auf S. 18/19) Nachdem ein beobachteter Organismus einer Hauptgruppe zugeordnet ist, folgt die exakte Bestimmung anhand der Abbildungen und Beschreibungen S Für Organismen des Phytoplanktons nutzen wir auch den Kosmos Algenführer für die genauere Bestimmung. Neben den Abbildungen sind aus den Textbeschreibungen v.a. die Kriterien Vorkommen und Grösse für eine genaue Bestimmung wichtig. Die Namen (lateinisch und deutsch) der bestimmten Organismen werden in eine Tabelle eingetragen, resp. an der Wandtafel aufgelistet. Für die Bestimmung der Wasserqualität (Bioindikation) vgl. Anleitung Mikrokosmos Gewässer- Bioindikation.