Im Jahre 1674 spähte 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 man erst viel später erkannte, wird diese Kahmhaut, die auf nährstoffhaltigen 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 Blütezeit der wissenschaftlichen Optik schliff er eigenhändig 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 (Bild 2b), Einzeller, Rädertierchen, diverse Pflanzenzellen und Pilze. (Sogenannte einfache, da einlinsige Mikroskope waren den ebenfalls existierenden zusammengesetzten damals überlegen, weil deren optisches System schwer zu zentrieren war und störende 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 erwärmen. Erst Mitte des 19. Jahrhunderts, zu Zeiten eines Louis Pasteur (1822 bis 1895), wurde die Existenz von Mikroorganismen weithin anerkannt. Noch heute aber behaupten manche Wissenschaftler, Leeuwenhoek könne mit seinen einfachen, einlinsigen Geräten (Bild 3) nicht alles von ihm Beschriebene gesehen haben. Sie stützen sich auf neuzeitliche Untersuchungen, wonach die Auflösung hierfür nicht gereicht hätte; rote Blutkörperchen etwa waren bei einem der Experimente mit einem Leeuwenhoek-Mikroskop nur als verschwommene Flecken erschienen.

Ähnliche 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 Pollenkörnern. Zu Puder vermahlene organische und anorganische Substanzen, die er in Wasser aufschwemmte, verhielten sich ähnlich. Es handelte sich um die nach ihm benannte Brownsche Molekularbewegung.

Einige Jahre später machte Brown mit Hilfe eines einlinsigen Mikroskopes eine weitere Entdeckung: Von einer Forschungsreise nach Australien hatte er 1805 eine Fülle exotischer Pflanzen zurückgebracht; besonders die Orchideen hatten es ihm 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 heute geläufige Bezeichnung: Nucleus, Zellkern (Bild 1 rechts).

Auch Brown wurde – ebenso wie Leeuwenhoek – oftmals unterschätzt. In manchem modernen Lehrbuch steht sogar, der Botaniker habe nur die Bewegung von Pollenkörnern beobachtet, nicht die von weitaus kleineren Teilchen innerhalb der Zellen. Eine Einschätzung seines einlinsigen Mikroskops in einem Bericht der dreißiger Jahre besagte, es sei wohl eine nützliche Präparierhilfe gewesen, seine Auflösung könne aber nicht für winzige Objekte von der Dimension eines Zellkerns gereicht haben.

Mit den jeweiligen Originalgeräten der beiden Forscher (Bilder 3 und 4) – sowie mittels selbstgeschliffener Einzellinsen – habe nun auch ich viele der historischen Experimente nachvollzogen. Leicht ist das nicht, weil 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 Brownsche Molekularbewegung beobachten können. Mit Browns Mikroskop werden sogar Mitochondrien sichtbar: Diese Kraftwerke tierischer wie pflanzlicher 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.

An den hier gezeigten Bildern wurde nichts nachgebessert. Sie vermitteln eine Vorstellung davon, wie spannend und ästhetisch diese frühen Einblicke in die Welt 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.





Aus: Spektrum der Wissenschaft 6 / 1998, Seite 68
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