Mariner Mikrokosmos in neuem Licht
Konfokales Laserrastermikroskop erweitert Analysemöglichkeiten am Geomar.
Sie sind so winzig, dass sie mit bloßem Auge oft nicht zu erkennen sind. Trotzdem spielen organische Partikel und kleine Organismen wie etwa Bakterien, einzellige Algen und Ruderfußkrebse eine extrem wichtige Rolle in den Nahrungsnetzen der Ozeane, bei der globalen Produktion von Sauerstoff oder bei der Bindung von Kohlenstoff. Um ihre Bedeutung für Stoff- und Energieflüsse in den Ozeanen im Detail zu verstehen, ist es oft notwendig, die organischen Partikel und die Organismen mit hochauflösenden Mikroskopietechniken zu analysieren.
Abb.: Jan Michels am Konfokoralen Laserrastermikroskop (Bild: J. Steffen, Geomar)
Im Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung steht für solche Analysen jetzt ein gut ausgestattetes Konfokales Laserrastermikroskop zur Verfügung. Dies kann die untersuchten Strukturen mit einer Auflösung von wenigen hundert Nanometern detailliert dreidimensional darstellen. „Dies ermöglicht uns, weiter als bisher in den marinen Mikrokosmos vorzudringen“, sagt Anja Engel, Leiterin des Geomar-Forschungsbereichs „Marine Biogeochemie“.
Abb.: Gelpartikel, unter dem Konfokalen Laserrastermikroskop (gr. B., Kantenlänge 160 µm) und einem konventionellen Lichtmikroskop mit Durchlichtbeleuchtung (kl. B.; Bild: J. Michels, Geomar)
Das neue, 200.000 Euro teure Gerät konnte dank einer Zuwendung der Helmholtz-Gemeinschaft an Engel erworben werden. Das Geld stammt aus Fördermitteln für exzellente Wissenschaftlerinnen. Das Mikroskop soll zunächst vor allem zur Untersuchung von sogenannten Gelpartikeln eingesetzt werden. Diese entstehen aus gelösten organischen Substanzen und spielen eine wichtige Rolle im organischen Kohlenstoffkreislauf der Ozeane. „Über ihre genaue Zusammensetzung und Verfügbarkeit ist erst wenig bekannt“, sagt Engel und ergänzt: „Mit diesem Mikroskop wird es uns möglich sein, die Struktur, die biochemische Zusammensetzung und die mikrobielle Besiedlung einzelner Gelpartikel direkt zu untersuchen.“
Das Gerät erzeugt scharfe und detaillierte Bilder von optischen Schnitten durch die Präparate. „Aus einer Serie von Bildern optischer Schnitte durch verschiedene Schichten der Präparate können wir dann präzise dreidimensionale Darstellungen anfertigen“, erklärt Jan Michels. Der Meeresbiologe gehört seit Juni zu Engels Arbeitsgruppe und ist für die Betreuung und die Anwendung des neuen Mikroskops zuständig. Vorher hat er sich bereits im Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung sowie im Zoologischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel mit der Darstellung von marinen Organismen mit Hilfe verschiedener Mikroskopietechniken befasst.
Abb.: Weiblicher Ruderfußkrebs der Art Temora longicornis, aufgenommen mit einem Konfokalen Laserrastermikroskop, die Bildkantenlänge entspricht 1,28 mm. (Bild: J. Michels, Geomar)
Über die Untersuchung der Gelpartikel hinaus können mit dem neuen Mikroskop in Zukunft viele weitere Fragen zur marinen Mikrowelt bearbeitet werden. „Je mehr wir über die marinen Mikroorganismen erfahren, desto mehr erkennen wir, welche Bedeutung sie für das Klima und die Gesundheit der Ozeane, und damit letztendlich auch für uns Menschen haben“, betont Engel.
Geomar / OD
