Dörnberg II

Einen Tag mehr! Beim zwei- ten Treffen auf dem Dörn- berg haben uns die Orga- nisatoren Horst-Dieter Dö- richt und Wolfgang Grigo- leit durch die Anreise am Donnerstagabend einen zu- sätzlichen Tag für Vorträge, Workshops und den gegen- seitigen Austausch spen- diert.

Wie im letzten Jahr waren wir wieder im Zentrum Helfensteine zu Gast, wo uns der Leiter, Herr Reinhart, diesmal den großen Saal zur Verfügung gestellt hat. So hatten alle Teilnehmer genügend Platz für Mikro- skop, Rechner und mobiles Labor und die Vorträge der Referenten kamen dank des HD-Beamers mit seinem großen, gestochen scharfen und vor allem lichtstarken Bild sehr gut zur Geltung.
Aber auch die Unterkunft im Seminarhaus und die Verpflegung im Restaurant Café Eden waren wieder bestens.

Den Auftakt im diesjährigen Vortragsprogramm machte Eberhard Raap mit seinem Vortrag zu den Trichinen (Trichinella spiralis). Zu- nächst ging er auf die Lebensweise dieser parasiti- schen Fadenwürmer ein. Eine Besonderheit ist, dass alle Entwicklungsstadien des Wurms in seinem Wirt leben und diesen niemals verlas- sen. Zur erfolgreichen Ver- mehrung ist die Trichine also darauf angewiesen dass ihr neuer Wirt das Fleisch des letzten Wirts zu sich nimmt.   
Vor der gesetzlich vorgeschriebenen Einführung der Fleischbeschau gab es häufig befallene Schweine, deren Fleisch auch in den menschlichen Verzehr gelangte und die gefährliche Trichinose auslöste - den Befall mit Trichinella spiralis, die sich auch in unserem Darm und Muskelfleisch gut vermehrt. Die Larvenstadien nisten sich verkapselt an gut durchbluteten Stellen des Muskelfleischs ein und sind so bis zu 30 Jahre lebensfähig. Wird solches Fleisch gegessen, lösen die Verdauungssekrete die Kapsel auf und mobilisieren die Larve, die in den Dünndarm wandert und sich dort in der Darmwand einnistet. Nach mehreren Häutungen sind die Tiere geschlechtsreif und finden ihren Partner im Dünndarm. Das größere Weibchen bringt innerhalb einiger Wochen 1000 bis 1500 lebende Larven zur Welt, diese wandern wieder durch die Darmwand in die Blutgefäße und zu den Muskeln, wo sie sich im dritten Larvenstadium einkapseln und so den Kreis schließen. Darm und Muskeln werden dabei schwer geschädigt, die weitere Entwicklung beim Menschen ist jedoch aus nahe liegenden Gründen unterbrochen - Sackgasse.
Im Muskelfleisch befallener Tiere sind die Kapseln der Trichinella-Larven gut zu erkennen und so führen die immer wieder angepassten Regelungen der Fleischbeschau seit 1862 in Plauen (Sachsen) und seit 1937 in Deutschland insgesamt dazu, dass trichinöses Fleisch nicht mehr in den Verzehr gelangt. 

Am Freitag Vormittag war neben Eberhaard Raaps Vortrag auch noch die Bearbeitung von Pflanzenschnitten im freien Workshop angesetzt. Eine gute Sache, hier konnte man sich gegenseitig über die Schulter schauen. Neben klassischen Färbeverfahren wie W3A von Robin Wacker kam auch die von Rolf-Dieter Müller entwickelte W3Asim II Simultanfärbung auf Basis der Wacker Rezeptur zum Einsatz.
Aber es wurde auch Neuland betreten: ist die Anthracenblau-Lösung auch für die Färbung botanischer Schnitte geeignet? Getestet haben wir an Schnitten von Blättern des Japanischen Pfeilbambus (Pseudosasa japonica, Syn. Arundinaria japonica), die auf dem Handzylindermikrotom in Möhreneinbettung mit Leica Einmalklingen im SHK-Halter erstellt wurden. Die Schnittdicke lag dabei bei 50 µm. Nach der anschließenden Fixierung in AFE wurde wie gewohnt in Aqua dest. überführt und mit der 0,1%igen Anthracenblau-Lösung gefärbt. Den Vergleich bildete eine "konventionelle" Färbung mit W3Asim II. Während diese nach einer Einwirkzeit von rund 7 Minuten ausgespült werden konnte, blieben die Schnitte im zweiten Uhrglas für 24 Stunden im Anthracenblau und konnten so erst am Folgetag über reines Isopropanol entwässert und eingedeckt werden.
Die Ergebnisse der Färbungen finden Sie in der folgenden Galerie. 

Nach der Mittagspause am ersten Tag stand das Thema Mikrosublimation auf dem Programm. Interessant auf- bereitet und vorgetragen von Klaus Herrmann und ebenfalls mit einem prak- tischen Teil, in dem jeder Teilnehmer sein eigenes Sublimationspräparat auf dem Ofen des Referenten oder den von Wolfgang Grigoleit zur Verfügung ge- stellten Geräten selbst herstellen konnte.
Sublimation bezeichnet den direkten Übergang eines Feststoffes in den gasförmigen Aggregatzustand und auch den Vorgang in die andere Richtung, also von gasförmig nach fest, was auch als Resublimation bezeichnet wird. Es gibt erstaunlich viele Substanzen, die bei mehr oder weniger hohen Temperaturen Sublimation zeigen - Menthol sogar schon bei Zimmertemperatur. Dies lässt sich ausnutzen, um beispielsweise sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe aus dem Thallus einer Flechte auf einen Objektträger zu übertragen. Durch Erwärmung der Probe auf einem speziellen kleinen Öfchen mit elektrischer Heizung kann so auf dem darüber liegenden, gekühlten Objektträger ein kristalliner Niederschlag erzeugt werden, der bunt gemischt Kristalle all jener Stoffe enthält, sie per Sublimation aus dem Thallus getrieben wurden. 
Am Beispiel der Gelbflechte (Xanthoria parietina) hat Horst-Dieter Döricht den Vorgang hier auf unserer Webseite bereits beschrieben, eine gute Gelegenheit, sich tiefer einzulesen.

Die gezielte Anfärbung bestimmter Strukturen mit Fluoreszenzfarbstoffen und die anschließende Anregung mit Licht der passenden Wellenlänge unter dem Flu- oreszenzmikroskop ermög- licht es uns, Dinge zu sehen, die sonst unsichtbar bleiben würden. So ist es auch bei den Zellorganellen der Protozoen, ein Thema, das uns Thilo Bauer in seinem Vortrag näher gebracht hat.  Wählt man die richtigen Farbstofffe in der richtigen, geringen Konzentration, so kann man bestimmte Zellorganellen spezifisch anfärben und deren Aktionen in der lebendigen Protozoe beobachten. Wie Thilo Bauers Vortrag zeigte, ist dies auch mit relativ bescheidenen Mitteln möglich - Life Cell Imaging am Küchentisch.
Wie üblich bei Themen rund um die Fluoreszenz auch hier wieder der Hinweis: nie ungefiltert direkt oder übers Mikroskop in eine Fluoreszenzlichtquelle blicken. Grade Mikroskopiker sind auf gesunde Augen angewiesen.

Dank des schönen Wetters am Freitagabend konnten wir vor dem Abendessen auch wieder eine Runde auf dem Alpenpfad drehen, der zu jeder Jahreszeit überrasch- ende Einblicke in die Pflan- zen- und Tierwelt rund um den Dörnberg bietet und dem Wanderer schöne Einblicke in das Heilerbachtal eröffnet.
Neben zwei Arten aus der Familie der Enziangewächse (Gentianaceae) und einigen sehr großen Hasen-Stäublingen (Lycoperdon urtiforme, manchmal auch Handkea urtiformis) auf den für den Dörnberg typischen  Kalk-Magerrasen-Flächen überraschte uns diesmal eine große Gruppe Fledermäuse, die schon in der Luft war, obwohl es noch nicht zu dämmern begonnen hatte.
Nebenbei nutze Manfred Ulitzka die Gelegenheit, uns auf der Suche nach Thripsen den Umgang mit dem Klopfschirm zu zeigen und am Ende der kleinen Wanderung wurden wir mit einem herrlichen Blick auf die Helfensteine belohnt.

Der Samstag startete mit dem Vortrag von Manfred Ulitzka über Thripse, auch Fransenflügler oder Thysanoptera. Zumindest der Getreidethrips ist vielen besser bekannt als Gewittertierchen. Die spannende Darstellung dieser Insekten führte von der reich bebilderten Systematik über Fang und Präparation der Tierchen bis hin zu Anekdoten zu besonderen Funden und Präparaten. Auch so  manche vom Referenten neu oder wieder entdeckte Art war dabei und am Ende des Vortrags gab es Gele- genheit, bereits gebleichte und ent- wässerte Getreidethripse (Limothrips ceralium, Haliday 1836) aus einem Vorratsglas von Eberhard Raap einzudecken oder fertige Präparate von Manfred Ulitzka anzuschauen.

Die Ordnung der Fransen- flügler teilt sich in die beiden Unterordnungen der Tubuli- fera und Terebrantia auf, die - so man weibliche Tiere vor sich hat - recht eindeutig zu unterscheiden sind: bei den Tubulifera ist das letzte Segment des Hinterleibs röhrenförmig ausgezogen, während bei den Terebrantia ein kräftiger Legebohrer zu erkennen ist. Ein Hinweis auf die Eiablage der Tiere, die entweder durch anheften an z.B. Pflanzenteile oder durch Einbringen in ein pflanzliches Substrat erfolgt, wozu eben der Legebohrer dient.
Das eigentlich spannende an den Fransenflüglern ist jedoch ihre Fortbewegung in der Luft. Diese erfolgt eher schwimmend als fliegend, ein Tribut an die Physik. Für die sehr kleinen Tiere ist die umgebende Luft ein viskoses (zähes) Medium, die Flügel arbeiten bei Reynoldszahlen von etwa 10 und damit eine Größenordnung oder mehr unter derjenigen großer Insekten. Dies bedingt die besondere Flügelform, die der Name Fransenflügler andeutet: die vier Flügel sind bei allen Arten stäbchenförmig verjüngt und besitzen an den Flügelkanten lange Haare, die im Flug wie die geschlossene Fläche der bekannten Flügel der Hautflügler wirken.
Aber es gibt noch mehr Besonderheiten: bei vielen der rund 5500 in neun Familien organisierten Arten werden signifikant weniger männliche als weibliche Tiere gefunden. Von machen Arten sind sogar nur weniger als 10 männliche Individuen bekannt oder es wurde sogar noch keine gefunden.

Nach dem Mittagessen wartete der erste Gastvortrag auf uns: Arne Hensel vom Schülerforschungszentrum Nordhessen der Universität Kassel (SFN) berichtete über seine Arbeit an organische LED's in Aluminiumoxid Nanoröhren. Diese basiert auf seiner Jugend Forscht Arbeit mit dem Titel "Cavity – Analyse uniaxialer meso- und nanoporöser Systeme in anodisch oxidiertem Aluminium", für die er dieses Jahr den Themenpreis für die Verknüpfung von Theorie mit chemischer Praxis der Gesellschaft Deutscher Chemiker erhalten hat.
bei der anodischen Oxidation entsteht auf dem Aluminiumsubstrat eine Schicht nach oben geöffneter Nanoröhren aus Aluminiumoxid, die bei ungestörter Entwicklung im Sinne der dichtest möglichen räumlichen Organisation ein regelmäßiges, wabenartiges Muster formen. Durchmesser und Höhe der Röhren lassen sich über die Anodisierungszeit, die Konzentration der verwendeten Lösungen und die angelegte Spannung steuern. Durch mehrere, hintereinander in die Röhren eingebrachte Schichten entsteht ein Teppich von OLEDs, die in den derzeit laufenden Forschungsreihen bereits eine Lebensdauer von um die 20 Minuten erreichen.

Nach Arne Hensels Vortrag ging es dann gemeinsam nach Kassel zum Gebäude des Schülerforschungszentrums Nord- hessen (SFN). In den 18 Arbeitsbereichen des 650 m² großen Neubaus können Schüler ab der fünften Klasse angeleitet oder eigenverant- wortlich an von ihnen selbst eingebrachten Projekten arbeiten. Das Angebot gliedert sich in den KidsClub für die Klassen 5 und 6, dessen Ziel forschendes Lernen und die Vorbereitung zum freien Forschen ist über den JuniorClub für die Klassenstufen 7 und 8 mit ersten eigenen Forschungsprojekten bis zum ScienceClub ab der 9. Klasse, in dem mehrjährige authentische Forschungsprojekte bearbeitet werden, zu denen auch Analysen zu Kosten und Erfolgsaussichten so wie im Falle eines Scheiterns eine ausführliche Fehlerbetrachtung gehört.
Als Ansprechpartner stehen den Schülern Lehrer aus acht nordhessischen Schulen, Studenten und Wissenschaftler zur Seite, die nach dem Alumni-Prinzip von ehemaligen Teilnehmern unterstützt werden. Dabei können die Projekte auf eine professionelle Grundausstattung mit hochwertigen Geräten, zu denen auch ein Elektronenmikroskop gehört, und eine eigene Werkstatt zurück greifen. Ebenfalls unter dem Dach des SFN befindet sich eine gut ausgerüstete Sternwarte mit diversen Teleskopen, vollformat CCD Kamera und Spektroskop.
Das hessischen Kultusministerium finanziert einen Sockelbetrag und das Gebäude wird von der Stadt Kassel unterhalten. Der restliche Kapitalbedarf muss von Sponsoren erbracht werden, aber ohne die ehrenamtliche Arbeit vieler Berater währe das Konzept nicht tragfähig.
Dabei kann sich die Bilanz des SFN sehen lassen: seit 2004 wurden 120 Jugend forscht und Schüler experimentieren Beiträge betreut. Dabei wurden in der Landeskategorie von Jugend forscht 32 und auf Bundesebene 6 Platzierungen erreicht. Drei Bundessieger aus Jugend forscht kommen vom SFN.
Die Rückfahrt führte uns über das Herkules-Denkmal mit einem sehenswerten Blick über Kassel - und der Gelegenheit zu einer erfrischenden Pause.

Nach dem Abendessen - und bei einem Glas Rotwein - stand dann der letzte Programmpunkt für den Samstag an: ein Workshop zur Erstellung von Blattquerschnitten auf dem Handzylinder- oder Kastenmikro- tom. Gearbeitet haben wir mit Blättern einer Rotbuche (Fagus sylvatica) - ein nicht ganz einfaches Präparat, da die Blattspreite selbst bei einem Sonnenblatt mit ca. 170 µm recht dünn ist.
So ein Blatt kann man natürlich nicht freistehend schneiden, es muss gestützt werden. Dazu dient hier ein passend zurecht geschnittenes Stück einer Möhre. Nutzt man den inneren Bereich mit dem Zentralzylinder der Möhre, kann man sich einen kleinen Kniff zu Nutze machen. Der Zylinder besteht aus teilweise sklerifiziertem Gewebe, während das umgebende Parenchym recht weich ist. Den Möhrenblock schneidet man nun so zurecht, dass in der Mitte der Zentralzylinder und außen jeweils noch etwas Mark enthalten ist. Nun teilt man das Stück in der Mitte und lässt es eine Weile stehen. Dabei verdunstet das Wasser aus dem Parenchym stärker als aus dem Zentralzylinder - die Stücke krümmen sich, da der Volumenverlust im Parenchym größer ist. Legt man die beiden Hälften nun umgekehrt zusammen, so dass das Parenchym innen liegt, führt die Krümmung dazu, dass das dazwischen eingelegte Blattstück immer ein wenig geklemmt und somit sicher gehalten wird. Eine bebilderte Beschreibung dieses Vorgehens finden Sie hier.