Mikroskopie und Mikrophotographie

Mit dieser Seite erweitere ich den Titel und das Motto meiner Webseite vom "unsichtbaren Universum" von den Weiten des Kosmos zu den Mikrowelten unseres eigenen Planeten.

Speziell das Leben im Wassertropfen fasziniert mich, stellt es doch ein Fenster in die Tiefen der Vergangenheit unseres Planet hin zu den Anfängen des Lebens vor 3,5 Milliarden Jahre dar. Ein Blick durch ein gutes Mikroskop auf das quirlige Wirrwarr des Lebens in diesen Mikrowelten, Bakterien, Algen, Protisten, eröffnet völlig neue Sichtweisen auf das Leben, das uns allgegenwärtig umgibt. Obwohl mit dem bloßen Auge unsichtbar, übersteigt die Biomasse aller Bakterien die aller anderen Lebewesen. Bakterien und andere Einzeller sind nahezu überall anzutreffen, wo ein wenig Feuchtigkeit zu finden ist - im Wassertropfen eines Tümpels oder Aquariums, im Moos auf Dächern und Dachrinnen, im Humus des heimischen Gartens, oder gar in der eigenen Mundschleimhaut, ein Gedanke an den man sich erst gewöhnen muss...

Der Blick durch das Mikroskop ersetzt jedes Bild das man photographieren kann, hat man beim Blick durchs Okular doch einen ungleich höheren Dynamikumfang, Schärfe, zeitliche Auflösung, Tiefenschärfe und stereoskopische Wahrnehmung. Trotzdem versuche ich mich der Mikrowelt - wie auch den Weiten des Kosmos - photographisch zu nähern. Die Schwierigkeiten den Mikrophotographie sind ganz andere als bei der Astrophotographie: bei lebenden Proben muss man den sich bewegenden Organismus im passenden Moment in der richtigen Schärfeebene einfangen, die Belichtungszeit muss hinreichend kurz und die Bildhelligkeit korrekt eingestellt sein. Bei kontrastschwachen Objekten benötigt man kontraststeigernde Verfahren wie z.B. Phasenkontrast oder Polarisationskontrast. Durch die hohe Vergrößerung ist die Tiefenschärfe geradezu winzig, und Techniken wie Fokusstacking mehrerer Bilder stellen weitere Herausforderungen an Hard- und Software. Auch die Bildergebnisse sind auf den ersten Blick nicht so selbsterklärend wie das Photo von einem Rotkehlchen, einem Weißstorch oder eines Graureihers. Die Lebenwesen der Mikrowelt ähneln kaum denen des Makroversums. Das mag auch ein Grund für die relativ geringe Popularität der Mikroskopie und Mikrophotographie sein. Dem möchte ich mit den hier folgenden Bildern begegnen und den interessierten Lesern ein kleines Fenster in das unsichtbare Mikrouniversum öffnen.

Alle Artbestimmung auf dieser Seite erfolgen unter großem Vorbehalt. Ohne das notwendige biologische Expertenwissen ist die genaue Bestimmung der Art oftmals äußerst schwierig.

Als Beobachtungsinstrument nutze ich ein Zeiss Axiolab A1 Durchlichtmikroskop mit N-Achroplan Objektiven 5x und 10x Hellfeld, 20x und 40x Phasenkontrast, sowie 100x Phasenkontrast mit Ölimmersion. Zur Dokumentation nutze ich meine vorhandenen DSLRs, zur Zeit eine Canon 1DX mit Vollformatsensor und eine Canon 70D mit APS-C Chip. Zur Adaptierung an das Mikroskop habe ich einen EOS-Zeiss Adapter gedreht und verwende Canon EF 1,4x II und 2x III Telekonverter um die Bildfeldvignettierung zu umgehen. Mehr zum Equipment auf einer separaten Seite inklusive Testbericht zum Zeiss Axiolab A1 .

Link: Testbericht Zeiss Axiolab.A1

Vielen Mikroskopnutzern stellt sich sicherlich die Frage, ob der deutliche Mehrpreis für Phasenkontrast gerechtfertigt ist. Auf folgender Seite habe ich Vergleichsbilder veröffentlicht, um den Unterschied zu verdeutlichen.

 

 

Link: Vergleich Hellfeld - Phasenkontrast - Dunkelfeld - Polarisationskontrast - Schiefe Beleuchtung

 

 

 

Ein Wimperntierchen, vermutlich ein Trompetentierchen Gattung Stentor. Die Wasserprobe stammt von den momentan überfluteten Flächen der Ahsewiesen. Die Wimperntierchen finden sich an den Grashalmen.

Einzelbild. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius. Egalisierung des Hintergrundes. Nachbearbeitung in Lightroom und Photoshop.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 20x Ph2, Dunkelfeld, Canon 1Dx mit EF 2x III Telekonverter, 4000K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/800s s bei ISO3200.

Ein weiterer Wasserfloh der vermutlichen Art Chydorus sphaericus, aus einer Wasserprobe meines Gartenteiches. Diese kleine quirlige Krebsart sitzt in den Fadenalgen am Teichrand und weidet die Algenfäden ab. Dieses Exemplar trägt gut sichtbar einen fast außentwickelten Nachwuchs im Körper.

Fokusstacking von 5 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius. Egalisierung des dunklen Hintergrundes. Nachbearbeitung in Lightroom.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 10x Ph2, Dunkelfeld, Canon 70D mit Kenko 1,4x Telekonverter, 4000K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/125 s bei ISO400. Fokusstacking.

Reusen-Rädertierchen, vermutlich von der Art Collotheca ornata. Interessanterweise fand ich dieses wunderschöne Rädertierchen in den wenigen noch im Winter verbliebenen Algenfäden an der Wand meines kleinen Gartenteiches. Im Gegensatz zu anderen Rädertierchen ist dieses hier extrem sensibel und kapselt sich bei der kleinsten Erschütterung durch den Kameraauslöser sofort ein, um erst 10 oder 20 sek später wieder zu erscheinen.

Fokusstacking von 4 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 20x Ph2, Phasenkontrast, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/60 s bei ISO3200. Fokusstacking.

Eurytemora velox, ein Flügelkrebs aus der Unterklasse der Ruderfusskrebse. Die Wasserprobe mit diesem agilen Tierchen habe ich im Dezember aus den überschwemmten Ahsewiesen bei Lippborg in Westfalen entnommen. Nur wenige Momente verharrte der Ruderfusskrebs ruhig an einer Stelle um mehrere Aufnahme mit unterschiedlicher Schärfeebene aufzunehmen. Eine Gedulds- und Glückssache.

Fokusstacking von 3 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 5x Ph2, Dunkelfeld, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/800 s bei ISO3200. Fokusstacking.

Ein Pantoffeltierchen, vermutlich von der Art Paramecium putrinum aus einer Wasserprobe verfaulender Blätter und Teichwasser. Die zahllosen Bakterien im Hintergrund zersetzen die organischen Bestandteile der Blätter. Beim Blick durch das Mikroskop war ein chaotisches Wirrwarr von unzähligen herumwuselnden Bakterien zu erkennen, und viele Eukarioten, die genau diese Bakterien fressen.

Fokusstacking von 3 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 40x Ph2, Phasenkontrast, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/200 s bei ISO1600. Fokusstacking.

 

Ein Wasserfloh, vermutlich Chydorus sphaericus, aus einer Wasserprobe meines Gartenteiches. Diese kleine quirlige Krebsart sitzt in den Fadenalgen am Teichrand und weidet die Algenfäden ab.

Fokusstacking von 6 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 20x Ph2, Phasenkontrast, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/200 s bei ISO1600. Fokusstacking.

 

Ein Ruderfusskrebs, vermutlich Sida christallina, aus einer Wasserprobe meines tropischen Aquariums. Dieser Wasserfloh sitzt im Aquariumsfilter und frisst den Detrius. Im freien Wasser würde er von den Fischen gefressen.

Fokusstacking von 6 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Die quirligen Wasserflöhe sind im Dunkelfeld am Besten zu beobachten, da ihre glasartigen Körper vor dem schwarzen Hintergrund gut zur Geltung kommen. Leider bedarf es viel Licht und einer hohen ISO Einstellung zur Photographie der lebenden Tiere. Das geringe Rauschen der Canon 1DX ist dabei sehr hilfreich.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 10x Ph2, Dunkelfeld, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/1250 s bei ISO3200. Fokusstacking.

 

Ein Wasserfloh, vermutlich Chydorus sphaericus, aus einer Wasserprobe meines Gartenteiches. Diese kleine quirlige Krebsart sitzt in den Fadenalgen am Teichrand und weidet die Algenfäden ab.

Fokusstacking von 6 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 10x Ph2, Dunkelfeld, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/125s bei ISO1600. Fokusstacking.

 

Ein unbestimmtest Insekt, Länge ca. 1 mm. Glücklicherweise hielt es auf einem Wassertropfen lange genug still um es abzulicheten, bevor es danach wieder weglief.

Fokusstacking von 4 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 5x, Dunkelfeld + Polfilter, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/250s bei ISO1600. Fokusstacking.

 

 

 

Ein unbestimmtest Insekt, Länge ca. 1 mm. Glücklicherweise hielt es auf einem Wassertropfen lange genug still um es abzulicheten, bevor es danach wieder weglief.

Fokusstacking von 5 Einzelbildern unterschiedlicher Schärfeebene in Adobe Photoshop. Schärfung über zwei Hochpassfilter mit 45 und 9 px Radius.

Das Bild wurde im Hellfeld mit 90° Polarisation aufgenommen. Dadurch treten die Pigmente im Chitinpanzer des Insekts besonders gut hervor und der Körper scheint von innen her zu leuchten.

Zeiss Axiolab A1, N-Achroplan 5x, Hellfeld + Polfilter, Canon 1Dx mit EF2x III Telekonverter, 2700K LED Beleuchtung mit 621 Lumen. 1/40s bei ISO3200. Fokusstacking.

 

 

 

Weitere Bilder: