Microwereld Kwartaaluitgave van het Nederlands Genootschap voor Microscopie

april 2014

nr. 76

Microwereld Kwartaaluitgave van het Nederlands Genootschap voor Microscopie Het is lente! • Een wonderlijk bouwsel • Zwavelkristallen • Over wormen en lichaamsholten Chemisch fixeren van plantendelen • Microquiz • Thuis experimenteren met aspirine 1

Inhoud Het is lente Een wonderlijk bouwsel Zwavelkristallen Over wormen en lichaamsholten Chemisch fixeren van plantendelen - deel 2 De microquiz Thuis experimenteren met aspirine

Rob van Es Jan Engelenburg Ruud Herald Henk van Dijk/Mario Reget Henk van Dijk Hans van Eijk Ruud Herald

3 4 10 14 22 27 28

Op het omslag Op het omslag: Zaden van de Helianthus giganteus. Een macro-opname door een Nikon stereomicroscoop gemaakt. Ongeveer 20x vergroot. Foto: Hans van Eijk.

Colofon Redactiemedewerker

Rob van Es

Eindredactie

Hans van Eijk

Vormgeving

Engelen & de Vrind, Leiden

Druk

People & Print Group, Deventer

Aanleveren van kopij liefst in Word. Foto’s in jpg en waarvan de langste zijde ongeveer 2000 pixels bevat. Foto’s en tekst gescheiden aanleveren! Zenden naar: [email protected]. Onderschriften van foto’s niet in de foto zetten maar apart vermelden. (bijv. foto 1, poot vlieg, etc.)

2

VAN DE REDACTIE

Het is lente! DOOR ROB VAN ES

Het is lente. Planten schieten uit de grond of komen in bloei en in het water krioelt het van nieuw leven. Een goudmijn voor elke microscopist. Ook bij het Nederlands Genootschap voor Microscopie is de lente begonnen. Belangstellenden van buiten meldden zich de afgelopen weken aan om onze bijeenkomsten te bezoeken. Dat zijn – om in voorjaarstermen te blijven – aspirantleden in de knop. Die belangstelling is terecht, want er was en is veel te doen. Kenmerkend voor het nieuwe seizoen is dat we meer over elkaars muren heen kijken. Zo zijn de contacten met de afdeling Zuid van het NGVM aangehaald. Ze zijn daar in Eindhoven goed bezig. Ik herinner me bijvoorbeeld een recente bijeenkomst van Harrie Steeghs over dennennaalden, met als topper de bijzondere Japanse parasolspar. En meer onlangs een boeiende sessie over hydra’s. Alphons Smits en ik bezochten deze sessie waarbij Joost van de Sande en Harry Lempens deze zoetwater-poliepen in verschillende stadia en soorten ter bestudering bij zich hadden. Een feest om te bekijken. Met onze Antwerpse broeders en zusters van het Koninklijk Antwerps Genootschap

voor Micrografie (KAGM) is een prille uitwisselingstraditie gestart. Ik gaf er pas een werkavond over paardenstaarten. Binnenkort komt Frans van Campen, voorzitter van het KAGM, naar Zoetermeer voor een practicum over histologie. Charles Indekeu, docent houtbewerking aan de Artesis Hogeschool Antwerpen, verzorgt na de zomer een avond over het maken van houtpreparaten. Ondertussen bouwen we uiteraard ook in de eigen regio aan het verdiepen van kennis en kunde, mèt onze eigen leden en mèt vakspecialisten die graag een avond naar Zoetermeer komen om hun kennis te koppelen aan de praktische microscopeervaardigheden binnen het NGVM. Ik denk bijvoorbeeld aan Bert van Zanen (stof­ luizen), Matty Berg (springstaartjes) en Thea Tadema met wie we preparaten van ratten-niertjes maakten. In dit alles zit het mooie van deze lente verscholen: je hoeft als beginnend lid geen expert te zijn om al dit moois onder je microscoop te bekijken. Interesse in het vakgebied is genoeg. De rest bloeit in de inspirerende omgeving van het NGVM vanzelf op. n

3

1

Een goede vriend van mij, Jan Engelenburg, liet enige tijd terug een bijzonder stuk bouwtechniek zien dat hij in zijn tuin had aangetroffen. Hij vroeg mij dat nader te bekijken en met een microscoop mogelijk wat foto’s te maken. Daarmee wilde hij naar een bevriend entomoloog gaan om te laten uitzoeken waar het hier om ging. Hij besloot zijn ervaringen met betrekking tot deze vondst op papier te zetten, hetgeen uiteindelijk leidde tot onderstaand artikel. Hans van Eijk

Een wonderlijk bouwsel DOOR JAN ENGELENBURG

Wat in januari 2012 tevoorschijn kwam vanonder een betonnen schaal, staand op een holle betonnen voetstuk, leek een hoopje verdorde bladeren te zijn (foto 1).

Maar hovenier René wist beter. ‘Het is iets van insecten’, zei hij. En inderdaad, bij nader bezien, bestond het geheel uit een omstreeks 18-tal zijdelings verbonden kokertjes van ragfijne, maar toch sterke draden (foto 2, 3). Het geheel mat omstreeks 12 x 7 cm. en was ongeveer een halve cm dik. Bij openen van enkele kokertjes bleek elke koker bewoond door een omstreeks 3 cm lange en 1,3 cm brede gelige rups (foto’s 5 en 6). In de wand van één koker werd een afgeworpen mijtenhuid gevonden (foto 4).

2 4 met afgeworpen mijtenhuid

3

4

5 6

5

Welke insectensoort levert deze bijzondere prestatie? Alexander Deelman, de voorman van de insectenwerkgroep van de afdeling Den Haag van de Koninklijke Natuurhistorische Vereniging (KNNV), herkende de fraaie schepping als een hibernaculum (winterverblijf) van mogelijk een mot en ging verder speuren in de literatuur. Hij vond twee Duitstalige en drie Engels­ talige bronnen, zelf vond ik een artikel in Natura (zie literatuuropgave). Alexander Deelman determineerde het hibernaculum als dat van de Aphomia sociella (Nederlandse namen: wasmot, hommelnestmot), behorend tot de groep Galleriinae van de familie Pyralidae (Lepidoptera). Overigens was in of bij bovengenoemde betonnen zuil geen hommelnest (meer?) te vinden.

7

8

Mogelijk versneld door de bewaring bij kamertemperatuur, verpopten de rupsen (foto’s 10 en 11) en kwamen enkele weken daarna de motten tevoorschijn (foto’s 12 en 13, respectievelijk vrouw en man, 14, 15 en 16).

9

De foto’s 7 t/m 9 geven details weer van de rups, bijv. van de tracheeën die de indruk maken van siervlekken. In de diepte daar­van is mogelijk een klep zichtbaar. Zo bleek dat het aangetroffen kunstig bouwsel inderdaad het werk was van een insect.

10

6

11

Enkele leuke waarnemingen Alexander Deelman merkte dat de cocons dubbelwandig zijn en dat soms de laatst afgestoten rupshuid aan het staarteinde van de cocon te zien is. Vaak is duidelijk hoe de rups bij een laatste vervelling die huid verlaat. Hierbij klapt de frons uit het velletje van de kop, mogelijk tezamen met de adfrontale platen links en rechts aan de kop. Tevens scheurt de buikzijde van de rupshuid open. De pophuid vertoont een karakteristieke richel reikend tot en met het zevende achterlijfssegment. Bij nauw verwante soorten zou die richel duidelijk anders verlopen.

12 13

7

Gegevens uit de genoemde literatuur Ad 2. Kallenbach / Küppers Aphomia sociella (L., 1758) Duitse naam: Hummelmotte Spanwijdte vleugels 18-44 mm (foto’s 12 en 13) van volwassen man en vrouw. Vliegtijd juni tot in september, vooral in de schemering (zoals in mijn kamer bij open raam op warme avonden). Verpopping in het hibernaculum rond februari. De motten leven, behalve in wespennesten, ook in hommelnesten, houtstapels of nestkastjes.

Ad 1. Carter Aphomia sociella (Linnaeus), Engelse namen: Bee Moth en Honeymoth. Rupsen leven van augustus tot april vaak in oude wespennesten en bouwen daar hiber­nacula (zoals door ons gevonden, foto 1). De motten komen voor in centraal en zuidelijk Europa tot in Klein-Azië, maar ook in Noord-Afrika en Noord-Amerika. Ze vliegen van juni tot in augustus, voornamelijk in de schemering. Eieren, rupsen en poppen (foto’s 10 en 11) worden beschreven, evenals de vlinder. Mannetjes zijn kleiner dan de vrouwtjes (27 mm v. 34 mm). Zie de foto’s 12 t/m 16. Carter vermeldt ook publicaties van andere auteurs .

Ad 3. Patočka, Vooral Patočka noemt de verschillen tussen de imago’s van beide sexen .

14

8

16

Ad 4. Patočka / Turčáni Al aan de poppen zijn sexeverschillen te zien, bijv. in de lokalisatie van de genitale openingen op de achterste segmenten. Verschillen met verwante soorten zijn er in de lengte van achterpoten

15

Literatuur

Ad 5. Voûte Deze auteur beschrijft een wasmot­ vestiging in een vogelnestkastje en noemt ook een artikel uit 2002 in Natura.

1 Carter, D.J., 1984. Pestlepidoptera of Europe with special reference to the British Isles. Dr. W.JunkPublishers, Dordrecht 2 Kaltenbach, T., Küppers, P.V. 1987. Kleinschmetterlinge beobachten – bestimmen. Uitg. NeumannNeudamm, Melsungen 3 Patočka, Jan.,1980.Die Raupen und Puppen der Eichenschmetterlinge Mitteleuropas, Verlag Paul Parey, Hamburg 4 Patočka, Jan,Turčáni,Marek, 2005. Lepidoptera Pupae Central European Species, Apollo Books, Stenstrup 5 Voûte, Aldo. 2003, De ondergang van een hommelkolonie Natura 2003/5, 150-151

Ook via Google vindt men vele publicaties over ‘mijn’ wasmot en verwante soorten. Zo blijken wasmotten veel gekweekt te worden als voer voor terrariumbewoners. n

Met dank aan: • Hans van Eijk voor het geduld bij het maken van de foto’s. Bijna alle foto’s in dit artikel zijn van zijn hand. Alleen de foto’s 12 en 13 zijn over­genomen van de website van de Stichting Tinea. • Alexander Deelman is amateur-entomoloog en vraagbaak voor velen in de KNNV, een meer dan 100-jarige vereniging voor veldbiologie. • Jan Engelenburg is arts/bioloog (mail: [email protected]) 9

Zwavelkristallen DOOR RUUD HERALD

Zwavelkristallen 40 x. Polarisatie microscoop

Materiaal Een van mijn redenen om met een microscoop aan de slag te gaan is, omdat ik geïnteresseerd ben in microchemie en kristallen. Een experiment dat beide facetten combineert is het maken van zwavelkristallen. Indien men wel eens zwavelbloem onder een microscoop heeft bekeken dan ziet men nagenoeg geen kristallen. Om zwavelkristallen te maken moet men een herkristallisatie uitvoeren1.

• Zwavelbloem • Microscoop/polarisatiemicroscoop (Euromex ML2000) Microscoopcamera (Nikon Coolpix 990 3.3 Mp) • Verwarmingsplaat waarvan men de temperatuur kan controleren (thermometer) • Kleine erlenmeyer (100 ml) • Balans of weegschaal • Lampenolie (paraffineolie) • Wasbenzine • Trechter • Filtreerpapier (eventueel een koffiefilter) • Objectglaasje en dekglaasjes • Prepareernaald • Malinol/Euperal

Zwavelbloem 100 x. Polarisatie microscoop

10

Uitvoering Weeg ca. 1 g zwavelbloem af in de kleine erlenmeyer en voeg vervolgens ca. 25 ml lampenolie toe. Verwarm het geheel voorzichtig op de verwarmingsplaat tot een temperatuur van maximaal 175 °C. Let er op dat deze temperatuur niet overschreden wordt. Tijdens het opwarmen, smelt het zwavel eerst en er vormt zich een vloeistof onderin de erlenmeyer. Bij stijgende temperatuur verandert de kleur enigszins en wordt deze vloeistof donkerder. Voer regelmatig een zwenkbeweging uit om de grote druppels in kleiner druppels te breken zodat deze iets makkelijker kunnen oplossen.

Figure 2: Opstelling

Resultaten De olie kleurt langzaam geel. Dat geeft aan dat de zwavel in de olie oplost, maar het duurt enige tijd voordat alle zwavel opgelost is (heldere vloeistof). Als alle zwavel is opgelost, haal dan de oplossing van de verwarmingsplaat af en laat deze afkoelen. Tijdens het afkoelen vormen zich naaldvormige zwavelkristallen. Filtreer de oplossing af waarbij de kristallen achterblijven op het filtreerpapier. Spoel de kristallen vervolgens enkele keren na met wasbenzine. Laat vervolgens het filter en de kristallen drogen. Breng daarna de kristallen over op een objectglaasje om ze microscopisch te onderzoeken. Ik heb zelf nog een preparaat gemaakt met behulp van malinol (synthetische canadabalsem).

Figure 3: Neergeslagen zwavelkristallen

Op bovenstaande foto is al te zien dat er min of meer naaldvormige zwavelkristallen neergeslagen zijn. In de foto’s op de volgende pagina (en op de foto bij de titel van dit artikel) kan men het resultaat van het microscopische onderzoek zien.

11

Zwavelbloem 40 x. Polarisatie microscoop

Zwavel2 komt in twee modificaties voor (beide S8). Beneden 95.5 °C rhombisch en boven deze temperatuur monoklien. Bij 119.5 °C gaat de monokliene zwavel smelten waarbij een lichtgele beweeglijke vloeistof ontstaat die nog steeds uit acht ringen bestaat. De eigenschap dat er verschillende structurele vormen van hetzelfde element bestaan heet allotropie.

Figure 5: Een zwavelmolecuul is een ̒kroon̕ van zwavelatomen

Zwavelkristallen 100 x. Polarisatie microscoop

Het zwavelmolecuul bestaat uit een achtring in zigzag-vorm hetgeen in overeenstemming is met de sp3-hybridisatie van de zwavelatomen.

12

Typische vorm van rhombische zwavelkristallen

Figure 7: Droogkamer

Typische vorm van monokliene zwavelkristallen Figure 6: Kristalstructuren van zwavelmoleculen

De microscopische opnamen van de zwavelbloem laten zien dat deze geen duidelijk herkenbare structuur hebben. Dat klopt ook aangezien zwavelbloem amorf is, hetgeen betekent dat het geen structuur heeft. Nadat de herkristallisatie is uitgevoerd, kunnen we wel een kristalstructuur waarnemen. Bij nadere beschouwing zien deze kristallen er naaldvormig uit, hetgeen de structuur is die we verwachten op basis van de literatuur3-5.

Literatuur 1 Naalden van zwavelkristallen: http://77.175.23.174/www/lab/ proeven/Proef55.htm 2 Sulfur Element Facts: http://www. chemicool.com/elements/sulfur.html 3 Beat Meyer; ‘Elemental Sulfur’; Chemical Reviews; 1976 3 76; p. 367-388. 4 Ir. J.A. Potting; Algemene en anorganische chemie; Agon Elsevier; 1975; ISBN 9010105318; p. 100-111. 5 Dr. Ir. N.J.A. Taverne; Chemie voor iedereen; L.J.Veen; 2de druk; 1962; p. 164-170.

Opmerkingen Hiernaast is het ‘droogkamertje’ te zien dat ik opgebouwd heb uit wat klemmen en wat keuken-glaswerk. In deze opstelling kan men het zwavel laten drogen en toch enige bescherming tegen stof bieden. n

13

OVER WORMEN EN LICHAAMSHOLTES Ons eerste uitstapje naar dierlijke histologie: de aardworm DOOR HENK VAN DIJK EN MARIO REGET

Als je met dierlijk histologisch materiaal wilt beginnen, zijn aardwormen een goede optie, makkelijk te verkrijgen en relatief eenvoudig van structuur en anatomie. En al gauw werd het ons duidelijk dat het bestuderen van lichaamsholtes met de daarin aanwezige organen van diverse soorten wormen een prima opzet voor dit artikel zou zijn. Zoals bekend kunnen we dierlijke organismen verdelen naar hun lichaamsholten, namelijk de acoelomaten, pseudocolomaten en de coelomaten. Nu is het verkrijgen van regenwormen welke tot de coelo­ maten behoren zeker geen probleem. Maar voor de acoelomaten en pseudo­ 1

colomaten is dat een heel ander verhaal. Wij wilden ons verhaal, met de daarbij behorende foto's, laten beginnen met gewone celdelingen, van zygote naar blastula en gastrula. En dat leverde ons lang zoeken op, tot onze knieën in slootjes naar slakken en kikkereitjes. Uiteindelijk zijn we er in geslaagd het nodige materiaal te verzamelen en zijn hieruit preparaten en natuurlijk foto's voortgekomen die wij via dit verhaal willen delen.

De ontwikkeling van het embryo Als twee haploïde gameten (geslachtscellen), een eicel en een zaadcel, versmelten ontstaat er een bevruchte diploïde zygote.

2

14

lende weefsels en organen ontwikkelen. In het gastrulatieproces wordt ook het archenteron gevormd, een instulping die later het spijsverteringskanaal met mond en anus zal opleveren. Na het gastrulatieproces volgt de ontwikkeling van de weefsels en uit deze weefsels vormen de organen zich en uiteindelijk komt het embryo tot ontwikkeling. Zie figuur 1 voor een overzicht van de ontwikkeling van een zygote tot blastocyste.

Figuur 1

Lichaamsholten

Als deze zygote zich gaat delen, ontstaan blastomeren tot er een bolvormige klomp van cellen is ontstaan die de morula wordt genoemd. Deze morula is qua volume niet veel groter dan het volume dat de zygote innam. Dit betekent dat het cytoplasma van de bevruchte eicel over alle blasto­ meren waaruit de morula is opgebouwd is verdeeld (zie foto 1).

Diploblasten (neteldieren en ribkwallen) zijn organismen die met twee embryonale cellagen of kiembladen in de blastula weefsels ontwikkelen. Dit in tegenstelling tot de sponzen die met slechts één kiem­laag geen weefsels hebben. Een enorme stap in de evolutie was de ontwikkeling van organismen met drie kiembladen: de triploblasten. Deze organismen met drie embryonale cellagen kunnen uit weefsels organen ontwikkelen voor gespecialiseerde functies zoals spijsvertering, gascirculatie en bloedcirculatie. Sommige triploblasten ontwikkelden uit het mesoderm (de middelste kiemlaag) een lichaamsholte. Deze met vloeistof gevulde ruimte omringt het spijsverteringkanaal en wordt coeloom genoemd. Triploblasten met een coeloom worden ook wel als coelomaten aangeduid. Het voordeel van het hebben van een coeloom is dat bij deze organismen de organen in het coeloom tot ontwikkeling komen. En de organen in het coeloom zijn beter beschermd tegen schokken en ander mechanische belasting omdat de organen zich geheel onafhankelijk van de lichaams-

De volgende fase in de ontwikkeling van een embryo is het ontstaan van de blastula. Een bol van één cellaag dikte met centraal een met vloeistof gevulde ruimte, het blastocoeloom. De vloeistof in het blasto­coeloom bevat de noodzakelijke voedingsstoffen voor de verdere ontwikkeling van de cellen in de blastula (zie foto 2). In de embryonale ontwikkeling van zoogdieren wordt de blastula ook wel blastocyste genoemd. De volgende stap in de ontwikkeling van het embryo is de gastrulatie. De ontwikkeling van de één cellaag dikke blastula tot een, twee of drie cellagen dikke gastrula. Uit deze embryonale cellagen, ook wel de kiembladen genoemd, zullen uiteindelijk de verschil-

15

Figuur 2: Lichaamsholten bij wormen

Het coelomaat (regenworm) preparaat Onze coelomaat (de regenworm) hebben wij in formaline gefixeerd en daarna ingesloten in paraffine, gesneden met een rotatie-microtoom met een dikte van 5 tot 10 micron en vervolgens gekleurd met haematoxyline en eosine. In de longitudinale doorsnede (zie foto 3) is heel duidelijk de gesegmenteerde opbouw van de worm te zien. Ook de lichaamssegmenten – gescheiden door een membraan, het septum – zijn goed zichtbaar. In de lichaamswand onder het epidermis zien we heel mooi de dwarsgestreepte spieren

3

wand ontwikkelen. Er zijn echter ook triploblasten, de acoelomaten, die in het geheel geen coeloom hebben, zoals de platwormen waar de organen niet onafhankelijk van de celwand tot ontwikkeling komen maar rechtstreeks contact maken met het epitheelweefsel. Er zijn ook triploblasten met een soort van tussenvorm: de pseudocoelomaten, die een soort coeloom hebben waarvan de oorsprong zich in de blastcoel bevindt en alleen door weefsel is omsloten ontstaan uit het mesoderm. De organen worden wel in de holtes vastgehouden maar zijn niet geheel omsloten door het mesoderm zoals bij de coelomaten. Hierdoor zijn de organen meer beweeglijk en minder beschermd tegen schokken en mechanische belasting (zie figuur 2 voor een overzicht van de lichaamsholten).

4

16

5

en de lengtespieren. Deze zijn op foto 4 en 5 sterk uitvergroot. Een regenworm bezit twee transportsystemen: het bloedvatenstelsel en de lichaamsholte. In het coeloom zien we het spijsverteringkanaal met onder en boven een bloedvat en de geslachts­ organen (zie foto 6) We zijn erg blij dat we de geslachtsorganen, omringd door spierweefsel, zichtbaar hebben kunnen maken. De buisvormige vertakkingen naar het epidermis zijn waarschijnlijk de afvoerkanalen van de nierachtige organen, de nefridia (zie foto 7 voor een dwarsdoorsnede van het anterior gedeelte met de mond en kopflappen en foto 8 voor een dwarsdoorsnede van het posterior gedeelte welk uitloopt in de anus).

6

De ontleding van de aardworm (zie foto 9 en figuur 3) De dorsale zijde (rug) is donkerder van kleur en voelt zacht aan. De ventrale zijde (buik) is vaak iets lichter van kleur en voelt iets ruw aan door de borstelachtige uitsteeksels, de setea. Deze zijn met de spieren verbonden en dragen bij aan de bewegingsmogelijkheden van de worm. De lichaamssegmenten, metameren genaamd, hebben allemaal dezelfde opbouw, behalve de eerste en laatste drie, en zijn gescheiden door een membraan, het septum. Aan het eind van het kopgedeelte (anterior) vinden we de mond en aan het andere eind, (posterior) vinden we de anus. Na het openen van het lichaam kunnen we de lichaamsholte of coeloom, welke gevuld is met een vloeistof en hydrostatisch het lichaam steunt, makkelijk vinden. Verder zien we heel duidelijk het dorsale bloedvat dat over de

7

17

8

9

Het acoelomaat (platworm) preparaat

top van het verteringskanaal loopt. Het verteringskanaal is een lange buis waarin het voedsel wordt verteerd en uitloopt in de anus. En natuurlijk is hier ook de krop te zien waar voedsel tijdelijk wordt opgeslagen voor het in de spiermaag verdwijnt voor het fijnmalen. Na goed zoeken is ook het ventrale zenuwkoord en het hart te vinden. Het buishart bestaat uit 5 delen die het bloed in de dorsale en ventrale bloedvaten pompen. In elk segment zit een vertakking naar het darmkanaal.

Helaas zijn wij er niet in geslaagd om puntgave coupes te snijden en dus mooie foto's te maken. We hebben een foto die ook qua kleuring niet al te best is maar om ons verhaal compleet te houden, willen we deze foto toch maar plaatsen, omdat hier duidelijk de pharynx met mond goed zichtbaar is. Onze platworm, een Planaria, is een triploblast (drie embryonale cellagen) maar zonder een coeloom en maar één transportsysteem, namelijk een spijsverteringskanaal. Dat darmkanaal is onvolledig: wel een mond, maar geen anus. De mond bevindt zich in het midden aan de onderzijde van het lichaam.

Figuur 3

11

18

12

Het platte dunne lichaam zorgt er voor dat alle lichaamscellen in direct contact staan met het omringende water. Waardoor de gaswisseling door middel van diffusie via het lichaamsoppervlak kan plaatsvinden. Onder het epidermis van de planaria vinden we lengte-, ring- en diagonaal­ spieren. De ruimte tussen spierweefsel en organen is opgevuld met bindweefsel dat is ontstaan uit het mesoderm. Platwormen hebben een sterk vertakt, onvolledig darmkanaal welke dus niet uitloopt in een

anus. De gespierde pharynx verbindt de mond aan het darmkanaal (zie foto 10). De ruimte tussen darm en epidermis is opgevuld met mesodermparenchym en spiervezels. Afvalstoffen en water verlaten de Planaria via het lichaamsoppervlak aan de rugzijde door middel van vlamcellen en poriën.

Het pseudocoelomaat (rondworm) preparaat Dit preparaat is van een vrouwelijke Ascaris (rondworm) met twee baarmoeders gevuld met eieren. Op de dwarsdoorsnede van foto 11 is heel mooi de dikke beschermende laag de cuticula met daar onder het epitheelweefsel te zien. Direct onder het epitheelweefsel vinden we de spierlaag die op foto 12 sterk is uitvergroot en waar we nog een zenuwcel kunnen vinden. In de pseudocoelom of lichaamsholte vinden we het spijsverteringkanaal die, in tegenstelling van de platworm, een echt verteringskanaal is. Dus met mond en anus en die

10

19

13

in foto 13 sterk is uitvergroot waardoor de epitheelcellen goed zichtbaar zijn geworden. De voortplantingsorganen nemen een vrij groot gedeelte van het pseudocoeloom in. De twee grote blazen aan de rechterkant op foto 11 zijn de baarmoeders gevuld met eieren. De kleinere rondjes zijn de eierstokken en waarschijnlijk ook enkele eileiders. Het volgende rondworm-preparaat is van een mannelijke Ascaris met zaadleiders en testes. Ook in de mannelijke Ascaris vinden

we in het pseudocoeloom het spijsverteringskanaal omringd door de geslachtsorganen (zie foto 14). In dit preparaat kunnen we ook heel goed het dorsale en laterale zenuwkoord waarnemen. De vele ovale verschijningen in de pseudocoeloom zijn de zaadleiders gevuld met spermacellen welke in foto 15 sterk zijn uitvergroot. De kleinere, meer ronde verschijningen tussen de zaadleiders, zijn waarschijnlijk de testes. n

14

15

20

ABRO

verkoop | advies | reparatie | onderhoud

ABRO, de microscopenspecialist. Wij hebben een zeer ruime sortering nieuwe en gebruikte microscopen in elke prijsklasse, voor zowel de professional als voor de beginner. U kunt elke microscoop bij ons in Zaandam komen bekijken en uitproberen of deze aan uw wensen voldoet. Raadpleeg onze website voor foto’s, een uitgebreide omschrijving en prijzen. dealer

informatie

ABRO Zuiddijk 60 1501 CN Zaandam 21

T 075 - 6 700 747 E [email protected] W microscopen-specialist.nl

Fixeren in twee delen Henk van Dijk schreef voor Microwereld een verklarend verhaal over het chemisch fixeren van plantenweefsels. In dit nummer het tweede deel. Het eerste deel verscheen in de Microwereld-editie van januari 2014.

Het chemisch fixeren van plantenweefsels (deel 2) DOOR HENK VAN DIJK

Samengestelde fixatieven

Laten we eens proberen uit te zoeken wat de verschillende ingrediënten in deze oplossingen voor functies kunnen vervullen:

Het zal duidelijk zijn dat er niet één fixatief bestaat die voor alle histologische projecten gebruikt kan worden. Het tegenovergestelde is waar, want er is een zeer grote verscheidenheid aan fixatieven die voor verschillende projecten worden aanbevolen. De meest bekende en over het algemeen door ons gebruikt zijn de F.A.A. en F.P.A. -fixatieven. Deze fixatieven zijn samen­ gesteld uit alcohol, zuur en formaldehyde. Deze samengestelde fixatief-oplossingen worden voor algemeen botanisch morfologisch onderzoek aanbevolen.

Alcohol De alcohol kan en zal de triglyceriden in de celmembraan oplossen en daardoor de porositeit van de celmembraan vergroten. Als de alcohol de cel binnendringt, zal dit het vrije water in de cel opnemen, het dehydratie-proces. Hierdoor zullen de waterstof-brugbindingen in de eiwitstructuren worden verbroken. Onoplosbare eiwitconglomeraten worden gevormd, het denaturatie-proces. Enzymen worden geblokkeerd en de autolyse stopt. Door het

F.A.A F.P.A Ethanol 50% Ethanol Azijnzuur 5% Propaanzuur Formaline 10% Formaline Demi-water 35% Demi-water

22

50% 5% 10% 35% (gedemineraliseerd water)

wegnemen van het water en het verbreken van de fysische bindingen zullen de hydrofobe gedeelten (opgesloten in het midden van het eiwit molecuul) naar de oppervlakte van het molecuul komen en bijdragen aan het in het water onoplosbaar maken van deze eiwitmoleculen. Door het ontwateren wordt de cel hypertonisch en zullen de weefsels krimpen en in hardheid toenemen. Het krimpen van het weefsel kan de porositeit van de celmembraan weer verlagen.

polycondensatiereactie, die hydroxymethylgroepen oplevert, plaatsvinden en gezien deze reactie omkeerbaar is en dus niet stabiel, verklaart dit het gevaar voor uitwassen na de fixatie. Maar de hydroxymethylgroepen denatureren de eiwitten en maken ze onoplosbaar. Ook zullen de hydroxymethyl groepen na een zekere tijd tot meer stabielere Carboxylgroepen (-NH-COOH) oxideren. Het zal nu duidelijk zijn dat de tijdsduur van fixeren erg belangrijk is. Een fixatietijd van minimaal 24 uur wordt dan ook sterk aanbevolen.

Formaldehyde Zuur

De formaldehyde zal door zijn geringe molecuul-grootte makkelijk en snel door de celmembraan heen dringen. Natuurlijk geholpen doordat de alcohol in de oplossing de porositeit van de celmembraan zal vergroten. Maar de chemische reacties van formaldehyde en eiwitten in de cel zijn complex en verlopen langzaam. Door het zuur in de fixeeroplossing zal de pH niet meer neutraal zijn en daardoor zal de reactiesnelheid nog meer vertragen. Formaldehyde, zoals we inmiddels weten, reageert met de reactieve groepen zoals de amine(-NH3+) of de hydroxide(-OH) en de carboxyl(-COO-) groepen van de eiwitmoleculen en zal door polyconden­ satie reacties een hydroxymethyl groep vormen(-CH2OH) Zie figuur 6a. Deze hydro­xymethylgroep kan verder met amine groepen uit andere eiwitmoleculen reageren en door middel van methyleenbruggen (NCH2N-) polymeriseren en complexe structuren opbouwen (zie figuur 6b). Waarschijnlijk zal voornamelijk de

Het zuur in oplossing zal gedissocieerd de celmembraan passeren. De waterstofionen zullen de negatief geladen zijgroepen van het eiwit neutraliseren, waardoor de zoutbruggen worden verbroken en de tertiaire structuur van het eiwit zal verloren zal gaan. Het zuuranion zal met de positief geladen zijgroepen van het eiwit nieuwe ionische bindingen vormen. Door het verlies van de zoutbruggen en de waterstofbrug-bindingen zal het eiwit van structuur veranderen en denatureren. Doordat het gedissocieerde zuur in de cel water zal vasthouden wordt de cel hypotonisch waardoor zwelling van het weefsel zal optreden. Azijnzuur denatureert nucleïnezuur en wordt daarom vaak in samengestelde fixatieven gebruikt om het verlies van nucleïnezuur te voor­ komen. Doordat het zuur het weefsel zal doen zwellen, hebben we hier een mogelijkheid om het krimpen, veroorzaakt door het alcohol in de fixeeroplossing, te compenseren.

23

Figuur 6a

Water Als het weefsel in de fixeeroplossing wordt ondergedompeld willen we dat de fixeercomponenten zo snel mogelijk het weefsel binnendringen. Wat we zeker niet willen is dat het weefsel spontaan gaat zwellen of krimpen. Dus zou de fixeeroplossing en het weefsel in een iso-osmotische conditie moeten verkeren. De snelheid waarmee de chemicaliën uit de fixeeroplossing de celmembraan kunnen passeren is afhankelijk van de porositeit van de celmembraan, de molecuulgrootte van de fixeercomponenten en de wateroplosbaarheid van de chemicaliën. Naarmate er meer chemicaliën de celmembraan kunnen passeren zal dit de iso-osmotische conditie veranderen en de cel zal of water gaan opnemen of afstaan en zwellen c.q. krimpen tot gevolg hebben. We moeten natuurlijk niet vergeten dat plantencellen celwanden hebben die de osmose door fysische druk sterk kunnen beïnvloeden. Ook na het fixeren blijft het celoppervlak van de cellen in het weefsel als een osmotisch membraan werken. n

Figuur 6b

Verklarende woordenlijst Fixatief Is van groot belang om de autolyse en de afbraak door bacteriën te stoppen en daarmee de rot van het weefsel te voorkomen maar ook om de structuren van de cellen in het weefsel vast te leggen. Het chemisch fixeren Komt neer op het onoplosbaar maken van de eiwitcomplexen in de cellen en weefsels. Stoppen van autolyse Het stabiliseren van de verterings-enzymen door het denatureren van de eiwitten.

Bijeffecten oftewel artefacten door fixeren

Coagulerende fixatieven Maken de eiwitten onoplosbaar door dehydratie en het denatureren zonder de primaire structuur en de molecuulmassa van het eiwit te veranderen.

• Zwellen van het weefsel • Krimpen van het weefsel • Verharding van het weefsel • Problemen met kleuren van het weefsel

24

Dehydratie Het vrije water in de cellen en weefsels wordt opgelost en weggenomen.

membraan (een semi-permeabele wand) stroomt, dat wel de vloeistof doorlaat maar niet de daarin opgeloste stoffen.

Denatureren De secondaire, tertiaire en quaternaire eiwit structuren worden verbroken en de primaire eiwitten klonteren samen tot onoplosbare conglomeraten.

Hypotonisch De cel zal water uit de omgeving opnemen en door de toenemende osmotische druk in volume toenemen en zwellen. Hypertonisch De cel zal aan de omgeving water afstaan en door afnemende osmotische druk in volume afnemen en krimpen.

Additieven Door covalente chemische reacties wordt, met functionele groepen uit de eiwitten en het fixatief door methyleenbruggen, een vernetting gevormd (ook wel crosslinking genoemd).

Osmose Water verplaatsing van een lage- naar een hogere concentratie door een semi-permeabele wand totdat de watervrije energieverdeling aan beide kanten in evenwicht is.

Waterstofbrug Is een niet-covalente binding tussen een electronenpaar op een electronegatief atoom (zuurstof, stikstof of fluor) en een naburig waterstofatoom gebonden aan een ander sterk elektronegatief atoom.

Osmoregulatie Osmoregulatie is de actieve regeling van de osmotische waarde (druk) van de vloeistoffen in een organisme. Het controleert het maximumgehalte van minerale zouten en water en zorgt ervoor dat de vloeistoffen van een organisme niet te verdund of te geconcentreerd zijn.

Covalente bindingen Is een binding tussen atomen waarin de atomen één of meer gemeenschappelijke electronenparen hebben. Met deze vorm van binding worden moleculen opgebouwd.

Heterofagie Bij heterofagie wordt er materiaal dat werd opgenomen van buiten in de cel verteerd

Ionische bindingen is een verbinding tussen ionen welke een gevolg is van de elektrostatische aantrekking tussen een negatief en een positief geladen ion.

Autofagie Bij autofagie wordt er materiaal van binnen de cel verteerd

Osmolyse Is een proces op basis van diffusie waarbij een vloeistof, waarin stoffen zijn opgelost, door een zogenaamd halfdoorlatend

Literatuur: Plant microtechnique and microscopy by Steven E. Ruzin 25

Dino-Lite: Krachtig, Mobiel, Flexibel Digitale microscopen en oculair camera’s in meer dan honderd verschillende uitvoeringen

Aansluitmogelijkheden: USB, TV, VGA of DVI (HDMI) Witte LED’s, polarisatie, UV, IR, fluorescentie of combinaties

www.dino-lite.eu 26 Advertentie A5 05.indd 1

16-09-13 15:47

De microquiz

Ook deze opname werd gemaakt met behulp van interferentiecontrast en dit keer met gebruik van een Jenaval microscoop en een Nikon Coolpix 995 camera.

DOOR HANS VAN EIJK

Het idee van Wim van Egmond om de laatste keer niet een compleet organisme, maar een deel daarvan als wedstrijdobject te laten zien was voor velen misschien een brug te ver, maar desondanks waren er toch vier goede inzendingen. Jan Kros, Joost van de Sande, Cees Flooren en Berend de Vries hadden allen de goede oplossing gemaild: het ging om het raderdier Polyarthra vulgaris. Omdat de eerste twee inzenders op vrijwel hetzelfde tijdstip binnen kwamen is er geloot en Joost van de Sande mag zich de gelukkige winnaar van de cadeaubon van € 25 noemen. Gefeliciteerd dus Joost!

De nieuwe opgave is misschien wel wat moeilijker, maar voor degenen die uit de Microwerelden van enige jaren terug de artikelen van Jan Parmentier kennen, zullen ongetwijfeld weten wat deze foto voorstelt. Omdat gebleken is dat niet iedereen Microwereld op hetzelfde tijdstip in de bus krijgt, is het idee vervallen de eerste goede inzending automatisch de cadeaubon van € 25 te doen toekomen. Er zal ditmaal onder de goede inzenders dus gewoon geloot worden. Graag weer uw oplossing mailen naar onze secretaris, Alphons Smits, [email protected]. n

27

Acetlysalicylzuur DOOR RUUD HERALD

Materiaal

Microkristallen zijn fascinerende materialen om onder een microscoop te bekijken, vooral onder gepolariseerd licht. Een van die stoffen die zeer mooie kristallen laat zien, is acetylsalicylzuur dat men uit aspirine-tabletten kan isoleren1.

• Aspirine® tabletten (500 mg) • Microscoop/polarisatiemicroscoop (Euromex ML2000) Microscoopcamera (Nikon Coolpix 990 3.3 Mp) • Magnetron • Isopropanol (IPA) • Demi-water • Trechter • Filtreerpapier • Objectglaasjes en objectglaasjes met ingeslepen holte

Acetylsalicylzuur kristallen - Objectglaasje met holte - Polarisatiemicroscoop - 100x

28

Uitvoering • Maal 10 Aspirine® tabletten fijn met mortier en vijzel. • Breng het poeder over in een bekerglas en voeg 40 ml isopropanol toe. • Meng goed. • Plaats in de magnetron en verwarm gedurende 10-20 s op half vermogen. • Meng goed en filtreer warm af door een gewoon papierfilter. • Vang het filtraat op in een buis. • Voeg wat water toe en meng • Neem een druppel vloeistof en leg deze op een objectglaasje. • Laat de vloeistof indampen. • Bekijk onder de microscoop.

Indampen

Acetylsalicylzuur kristallen - Objectglaasje met holte - Polarisatiemicroscoop - 40x

29

Acetylsalicylzuur kristallen - Objectglaasje met holte - Polarisatiemicroscoop - 40x

Resultaten

Achtergrondinformatie

Volgens de Merck Index2 zijn de kristallen van acetylsalicylzuur naaldvormig terwijl de kristallen van salicylzuur meer granulair van vorm zijn. De observatie dat we naaldvormige kristallen geproduceerd hebben is dus een aanwijzing dat we inderdaad acetylsalicylzuur geïsoleerd hebben.

In de geschiedenis van aspirine zijn twee hoofdstukken te onderscheiden. In het eerste hoofdstuk speelt de wilgenbast een grote rol. Wilgenbast werd al reeds eeuwen lang gebruikt als geneesmiddel bij ziekten die met koorts gepaard gingen. In 1823 scheidde Leroux uit wilgenbast een stof af die hij Salicine noemde (wilg = salix). Uit het Salicine werd in 1838 het salicylzuur ontwikkeld waarvan de chemische formule in 1853 door Kolbe gedetermineerd werd.

Als we vlakke objectglaasjes gebruiken, krijgen we wel mooie structuren te zien maar bijna geen naaldvorming. Voor kristalvorming is het dus beter om objectglaasjes met ingeslepen holte te gebruiken.

Salicylzuur was dus al bekend als pijnstiller. Door zijn bittere smaak en doordat het

30

Literatuur

maagklachten veroorzaakte werd het echter niet zo vaak gebruikt. Door Bayer werd de ‘azijnzure ester van salicylzuur’ ontwikkeld die beter te verdragen is en de 'zegetocht' van deze pijnstiller begon, met als resultaat dat Aspirine® het meest verkochte geneesmiddel aller tijden is. n

1 Cathy Cobb, Monty L. Fetterolf; ‘The Joy of Chemistry’; 2010; Prometheus Books; ISBN 9781591027713; p. 273-274. 2 ‘ The Merck Index’, 11th Ed; Merck 1989; ISBN 911910-28-X; Items 873, 8301 3 Acetylsalicylzuur – Wikipedia: http://nl.wikipedia.org/wiki/ Acetylsalicylzuur

Acetylsalicylzuur kristallen - Objectglaasje zonder holte - Polarisatiemicroscoop - 40x

31

enorm in vorm GRAFISCH ONTWERPERS Oostdwarsgracht 10 • 2312 PP Leiden T 071 522 03 92 • [email protected] www.endv.nl 32

Bachstraat 39, 2324 GK Leiden T 071 57 66 231 www.roskamoptics.nl [email protected]

Nieuw of gebruikt: Roskam-Optics heeft voor elk wat wils. Grote ervaring in reparatie en service van alle optische apparatuur Dealer van OPTIKA en BRESSER Ruime keus aan alle mogelijke accessoires Gereduceerde tarieven voor leden van het NGM!

Voor prijzen, zie website

Barry Carli

Plastiglas Den Haag Openingstijden winkel dinsdag t/m vrijdag van 12.00 - 17.00 uur zaterdag van 11.00 -16.00 uur. en op afspraak buiten deze tijden. Maandag gesloten.

Zoutmanstraat 56 (winkel) Zoutmanstraat 58 (werkplaats) 2518 GS DEN HAAG

www.plastiglas.nl 33

Arbo & Milieuadvies

Projecten

Bodem advies Arbo advies

Beheersystemen

Asbest advisering Legionella advisering

Social Enterprises Afval inzamel systemen

Projectbegeleiding Aanbesteding beleid begeleiding

Projectmanagement Projectondersteuning Directievoering

Mail: [email protected] www.am-p.nl

Mail: [email protected] Tel: +31 (0)88 4636950 www.nowasteintime.nl

Milieu Metingen

Door samen te werken met overheden, semi­ overheden, marktpartijen en de bewoners in de wijken ontstaat een sociaal­maatschappelijk voordeel voor alle deelnemende partijen.

Asbestidentificaties Visuele inspecties

Asbestluchtmetingen

Hierdoor ontstaat voor één ieder ook een eco­ nomisch voordeel. De in te zetten kandidaten kunnen zonder gebruik te maken van subsidies ingezet worden op werken.

Materiaal Metingen

2de lijns-inspectie afvalinzamelsystemen

Voor advies en invulling van de SROI paragraaf, 5% regeling, mail. [email protected] +31 (0) 88­4636999 www.wwenw.nl

Mail: [email protected] Tel:

Tel. +31 (0)186 619555

+31 (0)187-643933

www.mmlab.nl

34

Bestuur Voorzitter Rob van Es Aart van der Leeuwlaan 247, 2624 PS Delft [email protected] T 06 54 34 41 37 Secretaris Alphons Smits Veulenweide 24, 2727 DP Zoetermeer [email protected] T 06 27 27 53 88 Penningmeester Agnes van Rheenen Leidseweg 147, 3533HD Utrecht [email protected]

Redactie Microwereld Hans van Eijk Wolgastroom 18, 2721 DD Zoetermeer [email protected] T 079 - 342 22 23 Website Mailadres NGVM

www.ngvm.nl [email protected]

Lidmaatschap Contributie Bankrekening IBAN BIC

5 50,- per jaar 1420.52.558. NGVM NL55RABO0142052558 RABONL2U

Het Nederlands Genootschap voor Microscopie stelt zich ten doel de kennis over de microscoop en het gebruik ervan te bevorderen. Deze doelstelling wordt nagestreefd d.m.v. lezingen, excursies, werkavonden, werkgroepen, publicaties, tentoonstellingen en contacten met verwante verenigingen in het buitenland. Het genootschap richt zich zowel op beginners als gevorderden. Ingeschreven bij de Kamer van Koophandel te Den Haag onder nummer V40410614

35

Doorsnede van de huid van een rat waarbij nog juist een haar met schacht is aangesneden. Opname gemaakt met een Olympus BH microscoop en Coolpix 4500 camera. Vergroting ongeveer 100x. Foto: Hans van Eijk 36