Frühe Mikroskopie

Was die Pioniere der Mikroskopie mit einfachen,
einlinsigen Instrumenten tatsächlich sehen konnten,
zeigen Bilder, die nach. Rekonstruktion der
historischen Experimente entstanden.

Brian J. Ford

Im Jahre 1674 späte Antony von Leeuwenhoek (1632 bis 1723) durch eines'seiner selbstgebauten Mikroskope auf etwas Material von einer Teichoberfläche - und entdeckte einen neuen, faszinierenden Kosmos: ,,Ich gewahrte so viele kleine Tierchen, und ihre Bewegung im Wasser war so geschwind und so vielfältig, aufwärts, abwärts, im Kreise, daß es wunderbar anzuschauen war." Wie tnan erst viel später erkannte, wird diese Kahmhaut, die auf nährstoff haltigen Flüssigkeiten auftritt, von sauerstoffbedürftigen Mikroorganismen gebildet und enthält Hefen, hefeähnliche Pilze sowie gewisse Bakterien.

Ohne es zu wissen, hatte der niederländische Amateurforscher, der von Delft aus mit der Royal Society in London korrespondierte und in zahlreichen Briefen seine Beobachtungen beschrieb, das Neuland der Mikrobiologie betreten. Noch vor der eigentlichen Bliitezeit der wissenschaftlichen Optik schliff er eigenhgindig mehr als 500 Linsen und konstruierte Mikroskope. Mit Hilfe dieser einfachen Instrumente entdeckte er — außer den ,,Tierchen", sprich Mikroben — zahlreiche Zellstrukturen sowie die roten Blutkörperchen und die Spermien. Unter anderem beschrieb er Bakterienformen, Einzeller, Rädertierchen, diverse Pflanzenzellen und Pilze. (Sogenannte einfache, da einlinsige Mikroskope waren den ebenfalls existierenden zusammengesetzten damals überlegen, well deren optisches System schwer zu zentrieren war und stiirende Farberscheinungen hervorrief.)

Viele seiner Zeitgenossen taten den Delfter Bürger freilich als Dilettant ab, als Mensch mit allzu lebhafter Phantasie; sie konnten sich nie für seine Beobachtungen ervämen. Erst Mitte des 19. Jahrhunderts, zu Zeiten eines Louis Pasteur (1822 bis 1895), wurde die Existent von Mikroorganismen weithin anerkannt. Noch beute aber behaupten manche Wissenschaftler, Leeuwenhoek könne mit seinen einfachen, einlinsigen Geräten nicht alles von ihm Beschriebene gesehen haben. Sie stützen sich auf neuzeitliche Untersuchungen, wonach die Auflijsung hierfür nicht gereicht häte; rote Blutkörperchen etwa waren bei einem der Experimente mit einem Leeuwenhoek-Mikroskop nur als verschwommene Flecken erschienen.

Ähnlicbe Vorwürfe hat man auch gegen Robert Brown (1773 bis 1858) erhoben. Im Jahre 1827 bemerkte der schottische Chirurg und Botaniker erstmals eine unaufhörliche, zittrige Bewegung winziger Teilchen in lebenden Pollenkürnern. Zu Puder vermahlene organische und anorganische Substanzen, die er in Wasser aufschwemmte, verhielten sich ähnlich. Es handelte sich um die nach ibm benannte Brownsche Molekularbewegung.

Einige Jahre später machte Brown mit Hilfe eines einlinsigen Mikroskopes eine weitere Entdeckung: Von einer Forschungsreise nacb Australien hatte er 1805 eine Fülle exotischer Pflanien zurückgebracht; besonders die Orchideen batten es ibm angetan, deren Befruchtung er später studierte. Als er die äußere schützende Zellschicht - die Epidermis durchmusterte, stieß er auf eine immer wiederkehrende Struktur: ,,In jeder Epidermiszelle . . . ist eine einzelne kreisrunde Areola zu beobachten, meist weniger durchscheinend als die Zellmembran." Dieser Hof war, wie Brown bald erkannte, den Zellen vieler anderer Organismen gemein; später prägte er hierfür die noch beute geläufige Bezeichnung: Nucleus, Zellkern.

Auch Brown wurde —ebenso wi Leeuwenhoek - oftmals unterschätzt. In manchem modernen Lehrbuch steht segar, der Botaniker babe nur die Bewegung von Pollenkörnen beobachtet, nicbt die von weitaus kleineren Teilchen innerbalb der Zellen. Fine Einschätzung seines einlinsigen Mikroskops in einem Bericht'der dreißiger Jahre besagte, es sei wohl eine nützliche Präparierhilfe gewesen, seine Auflasung könne aber nicht für winzige Objekte von der Dimension eines Zellkerns gereicht haben.

Mit den jeweiligen Originalgeräten der beiden Forscher sowie mittels selbstgeschliffener Einzellinsen — babe nun auch ich viele der historischen Experimente nachvollzogen. Leicbt ist das nicht, well genaue Aufzeichnungen über die seinerzeit verwendeten Methoden fehlen. Es kommt aber gerade darauf an, die Mikroskope exakt zu justieren und sich getreulich an die Versuchsanordnungen zu halten. Beides erfordert viel Sorgfalt. Entgegen der Erfahrung vieler anderer Experimentatoren habe ich dann jedoch durch ein einfaches Mikroskop tatsächlich lebende Bakterien, Zellkerne und die Brownscsche Molekularbewegung beobachten können. Mit Browns Mikroskop werden sogar Mitochondrien sichtbar: Diese Kraftwerke tierischer wie pflanilicher Zellen können im Durchmesser hundertmal kleiner sein als der Kern. Leeuwenhoek und Brown waren also keine Phantasten, sondern haben der Nachwelt zuverlässige Protokolle ihrer Beobachtungen hinterlassen.

Was die Pioniere der Mikroskopie mit einfachen, einlinsigen Instrumenten tatsächlich sehen konnten, zeigen Bilder, die nach. Rekonstruktion der historischen Experimente entstanden.

An den hier gezeigten Bildern wurde nichts nachgebessert. Sie vermitteln eine Vorstellung davon, wie spannend und äthetisch diese frühen Einblicke in diEWelt des Kleinen gewesen sein müssen. Mehr noch: Sie zeigen, wie selbst die einfachsten Instrumente - hier die einlinsigen Mikroskope des 17. und 19. Jahrhunderts - unsere Sicht der Dinge ein für allemal zu ändern vermögen.

Bild: Die violetten, von Sonnenlicht durchströmten Zellen einer Dreimasterblume (Tradescsntia virginiana), sichtbar gemacht mit einem einlinsigen Mikroskop von Robert Brown. Links durch ein LeeuwenhoekMikroskop, das an der Universität Utrecht (Niederlande) aufbewahrt wird, auf rote Blutkörperchen - die Auflösung reicht segar aus, um in einem weillen Blutkörperchen (eingerahmt) dessen gelappten Kern zu erkennen. Auch ein Eigenbau eines einlinsigen Mikroskops unserer Tage kann beeindruckende Bilder liefern: lebende Hefezellen und Pilzsporen. Die angegebenen Vergrößerungen beziehen slob jeweils auf das abgedruckte format.