Seit einiger Zeit beschäftige ich mich mit Ameisen, in letzter Zeit stand dabei vor allem die Präparation und Mikrofotografie im Vordergrund. In diesem ersten Teil wird die benötigte Technik zur Präparation und Mikrofotografie vorgestellt.
Präparation
Ameisen
Zu präparierende Ameisen sollten vor der Präparation am besten noch lebend sein oder in 95%igem Alkohol konserviert sein, dann sind nämlich die Gliedmaßen perfekt biegbar und ausrichtbar. In höher konzentriertem Alkohol werden diese steif und leicht zerbrechlich, während sie in schwächer konzentriertem Alkohol so flexibel wie Gummi werden und dementsprechend schwer zu fixieren sind. Falls sie noch lebend sind, genügt ein kurzes Abtöten in 100%igem Alkohol. Liegen die toten Ameisen trocken vor, sollte ein kurzer Aufenthalt in einem Gefäß mit hoher Luftfeuchtigkeit sie wieder flexibler machen. Jedoch ist hierbei auf Schimmelbildung zu achten!
Zubehör
Benötigt werden für die Präparation neben Ameisen Nadeln. Hierbei sollten es mindestens ein Set Nadeln der Größen 0 bis 000 zur Ausrichtung von Gliedmaßen und ein Set Nadeln der Größe 1 bis 2 zum Aufspießen der Plättchen mit den Ameisen sein. Als Plättchen zum Aufkleben sind angespitzte Larvenplättchen zu bevorzugen, wahlweise in Weiß oder Schwarz. alls man auf Fotografien maximalen Kontrast herausholen will und jedes Härchen auf dem Ameisenkörper sichtbar sein soll, sind schwarze Plättchen zu empfehlen. Diese Details gehen nämlich auf weißen Plättchen größtenteils unter. Die Nadelfarbe hingegen spielt kaum eine Rolle und ist eher Geschmackssache. Zum Aufkleben auf die Plättchen wird Kleister verwendet.
Der Kleister besteht aus Zellulose und ist wasserlöslich. Einmal falsch aufgeklebte Ameisen können so jederzeit wieder mit Hilfe eines Tropfens Wasser abgelöst werden. Bei der Wahl des Kleisters sollte Bastelkleister genommen werden, der in jedem besser sortierten Bastelgeschäft vorhanden sein sollte. Tapeten-Kleister aus dem Baumarkt ist aufgrund der beigefügten Zusatzstoffe nicht so gut geeignet, jedoch auch brauchbar. Dieser Kleister sollte in Pulverform vorliegen, so kann man kleinste Kleistermengen anrühren. Lässt man nämlich angerührten Kleister eine Weile stehen, so bildet sich recht schnell Schimmel. Zum Ausrichten der Ameisen und Einstechen der Nadeln wird ein Einstichmedium benötigt. Dieses kann einfaches Styropor oder Schaumstoff sein. Für professionellere Zwecke ist das auch für Insektenkästen verwendete Plastozote gut geeignet. Letztendlich werden noch Pinzetten bevorzugt. Während man aufgrund der Zerbrechlichkeit von Ameisen zu Federstahlpinzetten neigt, sind diese aufgrund ihrer Glätte, fehlender Kraftübertragung sowie zu groben Spitzen (selbst bei den extra-feinen Modellen) ungeeignet. Besser sind mit Gefühl geführte Dumont-No.5-Pinzetten. Am Anfang wird ein Präparator damit viele Gliedmaßen abbrechen, bis er die richtige Druckstärke kennt, um auch kleine Ameisen schadlos, aber sicher und präzise zu positionieren. Zum Aufspießen der Larvenplättchen auf die Nadeln sind Etikettentreppen zu empfehlen. Die handelsüblichen Etikettentreppen haben 4 verschiedene Höhenstufen. Durch Einstechen der Nadel (Größe 1-2) möglichst zentrisch am stumpfen Rand der Larvenplättchen und anschließendes Durchführen durch die Etikettentreppe so weit bis das Nadelende aus der unteren Seite wieder leicht hervorschaut, lässt sich eine optisch ansprechende Sammlung durch Einheitlichkeit der einzelnen aufgeklebten Ameisen herstellen. Erfahrungsgemäß eignet sich die letzte (höchste) Höhenstufe für die Larvenplättchen und die zweite Höhenstufe für die Etiketten, auf denen sich Informationen über die Ameisen befinden können (einfache, zugeschnittene, beschriftete oder bedruckte Papier- oder Pappplättchen je nach Geschmack). Zuletzt ist noch ein Behälter zur Aufbewahrung der fertig präparierten Ameisen notwendig. Um das Eindringen von Schädlingen, die die Ameisen zerfressen, zu vermindern, sollte dieser Behälter luftdicht abschliessbar sein. Für diese Zwecke gibt es von Schreinereien speziell gefertigte Insektenkästen, allerdings sind diese etwas teuer. Für den Anfang tut es auch ein einfacher Plastikkasten, der mit einer eingeklebten Schicht Styropor oder Plastozote versehen wird.
Abbildungen
Fotografie
Optik
Das wichtigste Objekt für jegliche Mikrofotografie ist ein Mikroskop. In unserem Falle benutzen wir dafür ein Stereomikroskop, da es Auflichtbeleuchtung benutzt. Eine Durchlichteinrichtung ist für unsere Zwecke ungeeignet, da das Exoskelett der Ameisen aus Chitin besteht, welches lichtundurchlässig ist. Auch der große Arbeitsabstand, den ein Stereomikroskop bietet, ist notwendig für unsere Zwecke. Empfehlenswerte Stereomikroskope sind neben dem Zeiss Stemi 2000c das Leica S8 Apo. Für den kleineren Geldbeutel ist auch das russische MBS-10 ein guter Griff. Alle dieser Mikroskope sollten über Triokulare verfügen, um eine Kamera adaptieren zu können. Jedoch lässt sich auch mit einem reinen Binokular und einem Kamera-Okular-Adapter, wenn auch deutlich umständlicher, fotografieren. Zum Ausbau der Optik lassen sich später Vorsatzsysteme (verkleinernde oder vergrößernde Linsen) verwenden, dadurch können sehr große Ameisenarten (Odontomachus, Myrmecia) und sehr kleine Ameisenarten (Plagiolepis) auch Objekt der Präparation werden. Jedoch kann sich durch Vorsatzlinsen der Arbeitsabstand auch verringern, hier ist Vorsicht geboten.
Beleuchtung
Um ein möglichst homogen ausgeleuchtetes Bild zu erzeugen, ist die Beleuchtung sehr wichtig. Die klassische Stereomikroskop-Beleuchtung ist mit Schwanenhälsen versehen, die biegsam sind. So kann das Licht aus gewünschten, verschiedenen Winkeln auf das Objekt einfallen. Neben dem Schott KL 1500 oder 2000 gibt es auch preiswertere Möglichkeiten. Die von IKEA vertriebene „Jansjö“ ist ein Geheimtipp unter Mikroskopikern, weist sie doch eine sehr intensive Beleuchtung mit homogenem, weißem Licht auf und wird nicht heiss. Die lange Haltbarkeit von LEDs spricht auch für die Anschaffung einer solchen. Der 30 cm lange, im Vergleich zur Schott sehr gut biegsame Schwanenhals. Darüber hinaus gibt es noch Ringlichter, wie die VisiLED von Schott oder auch preiswertere Modelle aus Fernost. Generell muss man mit der Beleuchtung viel herumexperimentieren, bis man die gewünschten Effekte erzielen kann. Während sich unser Auge auch mit einer behelfsmäßigen Beleuchtung zufriedengeben kann, hat eine Kamera für ein gutes Bild ganz andere Ansprüche. Ameisenkörper sind ein sehr schwierig für die Fotografie auszuleuchtendes Objekt, da sie oft stark reflektieren und die Behaarung auf wenig kontrastierenden Körpern untergeht. Zur Optimierung der Beleuchtung muss diese reflexionsarm werden, dazu wird das Licht gestreut. Diese Lichtstreuung kann erfolgen durch mattes Plastik oder Papier. Weiße Filmröhren sind sehr gut geeignet, um sie über eine Ameise zu stülpen. Wird die Filmröhre dann von außen angestrahlt, wird kein Licht mehr reflektiert. Jedoch hat sich im direkten Vergleich einfaches Papier besser bewährt. Durch Auflegen einer CD auf ein Blatt weißes Papier, Abmalen der „Kreise“ und anschließendes Auschneiden und Zusammenkleben
kann ein Papiertrichter mit einer kleinen Öffnung oben (durch die mit dem Mikroskop geschaut wird) gebastelt werden. Dieser Papiertrichter kann dann als Haube über die Ameise gestülpt und von außen angeleuchtet werden.
Tests mit Pauspapier (transparenteres Papier) ergaben eine unzureichende Streuung des Lichtes.
Kamera
Auch bei der Kamera gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die hauptsächliche Frage ist, ob man eine digitale Spiegelreflexkamera oder eine Mikroskopkamera adaptieren möchte. Momentane Diskussionen unter Mikroskopikern haben unter anderem als Thema, welche Kameralösung die optisch bessere ist, es herrscht noch Uneinigkeit. Alte Spiegelreflexkameras hingegen haben das Problem des Spiegelverschlusses, der ausgelös werden muss und Verwacklungen erzeugen kann, Mikroskopkameras können auch Videos aufnehmen. Jedoch können moderne Spiegelreflexkameras mit LifeView über die gleiche Möglichkeit verfügen. Die Adaption für beide Systeme ist – teilweise sogar von Kamera zu Kamera – unterschiedlich. Von „Ofenrohren“ ohne Optik bis zu hochwertigen Videoadaptern von Zeiss mit Zwischenoptik ist vieles auf dem Markt. Nähere Informationen über eine gewünschte Adaption sollte von Mikroskopikern z.B. in Mikroskopie-Foren erfragt werden, es gibt keine universelle, einfache Lösung.
Strebt man eine Videoadaption an, findet man hier Informationen zu Sensorgrößen und Effekten von Zwischenoptiken.
In dem hier vorgestellten System wird eine Tucsen 3 MP verwendet, eine Mikroskopkamera, die über ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis verfügt. Die Entscheidung für diese Kamera ist aufgrund der Videoaufnahmemöglichkeit mit über 25 Frames pro Sekunde (für den Menschen flüssig sichtbares Bild) gefallen, die eine vorhandene DSRL nicht bieten konnte.
Halterung für präparierte Ameisen
Aus ein paar kleinen, zugeschnittenen Styroporplatten und ein paar Nadeln lässt sich einfach eine Halterung für die Nadeln mit den aufgeklebten Ameisen bauen. Eine Bodenplatte und zwei Seitenplatten erlauben eine Aufnahme aus jedem gewünschten Winkel. Für Seitenaufnahmen muss die Nadel in die Seitenplatte gestochen werden, für Aufnahmen von oben einfach in die Bodenplatte. Auch leicht diagonale Anordnungen sind so möglich. Um maximalen Kontrast auf den Bildern zu haben, empfiehlt sich eine farbliche Anpassung des Fotografiehintergrundes (der Bodenplatte) mit Hilfe von zugeschnittenen, verschiedenfarbigen Pappstücken. Die Farben Schwarz, Braun, Grau und Weiß sollten in verschiedenen Tönen vorhanden sein, jede Ameisenart hat für ihre Farbgebung komplementäre optimale Hintergrundfarben.
Abbildungen
Stacking
Ameisenfotografien unter dem Mikroskop haben eine extrem geringe Schärfentiefe. Aus diesem Grund muss man für Ameisenfotografien „Stacks“ von Fotos erzeugen, die die Ameisen in unterschiedlichen Schärfetiefenebenen zeigen. Diese Stacks können dann mittels Software zu einem einzigen Bild, das durchgehend scharf ist, zusammengerechnet werden.
Stackingeinrichtung
Für ein optimales Ergebnis benötigt jede Stackingsoftware Bilder, deren Schärfetiefeebenen in möglichst gleichmäßigem Abstand hintereinander liegen, ohne dass einzelne Ebenen ausgenommen werden. Stereomikroskope mit beschriftetem Feintrieb, der für solche Zwecke sehr gut geeignet ist (ein Foto nach jedem Feintriebstrich) sind leider selten. Die meisten Stereomikroskope verfügen nur über einen einzelnen Trieb oder,
im Falle des Leica S8 Apo, über einen unbeschrifteten Feintrieb.
Stacking kann auch mit den Händen und möglichst minimalen Bewegungen des Triebes betrieben werden. Jedoch liegen hierbei die Schärfetiefeebenen in unregelmäßigen Abständen (kein Mensch kann bis zu 100 Mal exakt die gleiche minimale Bewegung ausführen). Auch können die minimalen Handbewegungen für kleinste Ameisen auch schon zu grob sein und einige Schärfeebenen übergehen. Um die Bilder zu optimieren, sollte man zu einer anderen Lösung greifen. Neben der Möglichkeit einer professionellen, sehr kostenaufwändigen Lösung gibt es auch mehrere Möglichkeiten zum Selbstbasteln. Die hier vorgestellten zwei Lösungen sind Versuche, eine preiswerte, für das Stacking optimale Rahmenbedingung zu schaffen.
Elektrische Lösung – für größere Ameisen
Große Ameisen benötigen keine minimalen Veränderungen, sondern nur möglichst gleichförmige Drehungen des Triebes. Da hierbei der Trieb direkt
eingesetzt werden kann, kann man einen kleinen Elektromotor installieren. Bei der Auswahl des Motors ist es besonders wichtig, auf eine möglichst geringe Drehzahl zu achten, 9 bis 10 Umdrehungen pro Minute sollten es mindestens sein, besser noch langsamer. So kleine Elektromotoren findet man in Modellbauabteilungen. Diese können mit einer einfachen, viereckigen 9 Volt-Batterie betrieben werden. Indem man einen kleinen Schaltknopf zwischen Batterie und Motor schaltet, kann man ihm die Energie in gleichförmiger Menge zuführen. Der Trieb muss mit einem Zahnriemen ausgerüstet werden. Zu kleine Riemen kann man aufschneiden und „um den Trieb herum“ wieder zusammennähen. Der Motor muss dann noch mit einem Zahnrad versehen werden. Verbindet man anschließend mit Hilfe des Riemens den Motor mit dem Trieb, muss man nur noch die Stereomikroskop-Optik in eine Höhe bringen, dass ein auf dem Tisch befestigter Motor (z.B. an einer Holzplatte) in einem Abstand ist, um Bewegungen mit Hilfe des Riemens nach unten erzeugen zu können. Hierdurch ergibt sich auch der größte Nachteil dieser Methode, die Bewegung kann nur in einem durch den Zahnriemen vorgefertigten Abstand erzeugt werden und das Objekt muss
mit Hilfe von einem darunter gebauten „Turm“ in die Schärfetiefeebene gebracht werden. Diese Lösung ist mit knapp 30 € Kosten und wenig Arbeitszeit sehr preiswert.
Mechanische Lösung – für kleinere Ameisen
Die mechanische Lösung beinhaltet einen Hubtisch der mit Hilfe einer Mikrometerschraube in Mikrometer-Abständen nach oben bewegt werden kann.
Der große Arbeitsabstand eines Stereomikroskops erlaubt die Postierung eines solchen Tisches unter diesem. Eine Skizze zum Aufbau dieses Tisches sowie Fotos des fertigen Tisches findet sich in der nachfolgenden Bildergalerie. Die Kugellager und die Mikrometer-Meßschraube sind extern zu beschaffende Teile, alles Andere kann man selber basteln. Der Kostenpunkt für den gesamten Aufbau befindet sich um 50 € (und einigen Stunden Arbeitszeit).
Abbildungen
Stackingsoftware
Das Herzstück jeden Stackingvorganges ist die Stackingsoftware.
Stereomikroskope erzeugen aufgrund des Greenough-Strahlenganges, der für das menschliche Binokular-Sehen optimiert wurde, um ein dreidimensionales Bild zu erzeugen, in unterschiedlichen Schärfeebenen um je ca. 5° verschobene Abbildungen auf einer Kamera. Aus diesem Grund benötigt eine Stackingsoftware einen Algorithmus, der diese Verschiebungen gut kompensieren kann und in der Lage ist, die Schärfeebenen korrekt in den Bildern zu erkennen und übereinanderzulegen. Eine professionelle Lösung ist hier Automontage. Dann gibt es preiswertere Möglichkeiten, die Trial-Versionen zum Ausprobieren anbieten wie Helicon Focus oder Zerene Stacker. Auch Freewarelösungen sind vorhanden, wenn sie von der Leistung und den Algorithmen auch nicht immer mit den professionellen Möglichkeiten mithalten können: Combine Z5, Combine ZM, Combine ZP oder Picolay. Diese verschiedenen Programme habe ich Vergleichstests unterzogen, diese finden sich in den nachfolgenden Bildergalerien. Alle Vergleichsfotos wurden mit einem Zeiss Stemi 2000c mit einem TV 2/3″ 0,63x Videoadapter und einer Tucsen 3 MP geschossen. Die ersten drei Ameisen wurden aus je ca. 50 Einzelbildern zusammengesetzt, die Myrmecina graminicola aus ca. 100 Einzelbildern.
Dieser umfangreiche Teil ist nun abgeschlossen. Weiter geht es mit den Präparationsmethoden.