am Puls Biologie 5, Schulbuch

32 1.6 Mikroskopie Die Geschichte der Mikroskopie Kennst du „Flohgläser“? So nannte man die ers- ten einfachen Mikroskope, die zu Beginn des 17. Jahrhunderts zum Beobachten von Flöhen und Fliegen verwendet wurden. Dabei handelte es sich im Wesentlichen um fest montierte Lu- pen 1 . Im späten 17. Jahrhundert wurden die ers- ten echten Mikroskope konstruiert – optische Ge- räte, die mit einer Kombination zweier Linsen eine viel stärkere Vergrößerung eines Objekts er- möglichten ( k Abb. 27). Bemerkenswert ist, dass fast zeitgleich die ersten Fernrohre oder Teles- kope Einzug in die Wissenschaft hielten. Doch im Gegenzug zum Teleskop hatte auf das Mikroskop niemand gewartet – Sterne waren bekannt, doch die Existenz einer Mikrowelt erahnte damals nie- mand. Umso erstaunter war man beim ersten Blick auf das Gewimmel von Mikroorganismen in einem Wassertropfen. Im 18. Jahrhundert gab es bereits wissenschafts­ taugliche Mikroskope. Den Pionieren der Mikro- skopie stand die gesamte Welt der Mikroorganis- men offen. Die Entwicklung der Lichtmikroskopie schritt voran – bis an die physikalische Grenze des Auflösungsvermögens ( k S. 33), bedingt durch die Wellenlänge des Lichts. Mit der Er- kenntnis, dass auch Elektronen Welleneigen- schaften haben (mit wesentlich kürzerer Wellen- länge als Photonen 2 des sichtbaren Lichts), war schließlich die Konstruktion eines Elektronen- mikroskops möglich, welches eine Vielfalt von Details auflösen konnte, die dem Lichtmikroskop verborgen waren. Das erste Elektronenmikroskop wurde im Jahre 1931 entwickelt. Vielleicht glaubst du, dass heute in der Mikro- welt nicht mehr viel zu entdecken wäre, aber das ist weit gefehlt! Die Anzahl der speziellen Zell- strukturen in der Biologie ist unerschöpflich, und mit jedem technischen Fortschritt kommt es auch bei schon lange untersuchten Forschungs­ objekten zu neuen Entdeckungen. Von Flohgläsern zum Elektronenmikro- skop Abb. 27: Historisches Lichtmikroskop von Robert Hooke (um 1650). Der linke Teil der Apparatur diente der Beleuchtung mit einer Öllampe. Das Lichtmikroskop Lichtmikroskope (LM) arbeiten – wie der Name schon sagt – mit Licht, das auf oder durch ein Objekt fällt und danach durch eine Linsenkombi- nation stark vergrößert wird. Betrachtet werden lebende Objekte, einzelne Zellen oder präparier- te (zB gefärbte) Schnitte durch Gewebe. Moder- ne Verfahren der Lichtmikroskopie machen dabei erstaunliche Einzelheiten sichtbar. So kann man durch den Einsatz fluoreszierender Farbstoffe bestimmte Teile der Zelle gezielt zum Leuchten bringen, um sie so viel besser sichtbar zu ma- chen. Ein präzise gesteuerter Laserstrahl kann ein Objekt in Schichten erfassen (Laserscan, k Abb. 28 a), die dann im Computer zu einem dreidimensionalen Modell zusammengesetzt werden. Lichtmikroskope machen Zellen und Teile davon sichtbar. Abb. 28: Mikroskope blicken in die Mikro- und Nanowelt. (a) Fluoreszierende Nervenzellen im LM (konfokale Laserscanning-Mikroskopie, (b) Kopf einer Wolfsspinne im REM, (c) Golgi-Apparat im TEM. a b c Glossar 1 Lupe: bikonvexe (beidseits nach außen ge- wölbte) Linse zum Vergrößern eines Objekts 2 Photonen: Die kleinsten Bestandteile von Licht, können je nach Theorie als Teilchen oder Wellen betrachtet werden. 3 Robert Hooke: britischer Universalgelehrter (1635–1703), der ua. auch den Begriff Zelle prägte und das nach ihm benannte Elastizi- tätsgesetz in der Physik. Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verlags öbv