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Aquascope: Licht ins Dunkel der Unterwasserwelten

17 giugno 2020 | Bärbel Zierl

Seit Frühling 2018 fotografiert das neu entwickelte Unterwassermikroskop Aquascope im Greifensee die unterschiedlichsten Planktonarten. Erstmals lassen sich so die empfindlichen Organismen in ihrer natürlichen Umgebung ungestört beobachten – ein wichtiger Schritt, um Wasserqualität und aquatische Biodiversität automatisiert zu überwachen.

Die Live-Bilder des Aquascopes enthüllen eine fantastische Unterwasserwelt. Eine Vielzahl an wunderlichen Kreaturen tummelt sich im Greifensee: sternförmige, zylindrische, mit Hörnern oder extravaganten Frisuren. Das im Wasser schwebende Phyto- und Zooplankton regt aber nicht nur die Fantasie an, es ist auch ein Indikator des ökologischen Zustands von Gewässern. Daher ist die Beobachtung des Planktons bei der Überwachung der Gewässerqualität zentral.

Das Aquascope kann hierzu einen wichtigen Beitrag liefern. Es basiert auf der Scripps Plankton Kamera des Jaffe Laboratory of Underwater Imaging der Universität Kalifornien. Dieses besteht aus einer leistungsstarken LED-Lichtquelle und einem bildgebenden Unterwassermikroskop mit zwei Vergrösserungen. Durch einen Hohlraum zwischen Lichtquelle und Kameras strömt das Wasser samt Plankton frei hindurch. So können die Forschenden die Kleinstlebewesen in ihrer natürlichen Umgebung ungestört beobachten. Ein grosser Vorteil, denn die empfindlichen Organismen müssen nicht mehr wie bisher üblich gefangen und aus ihrem Umfeld gerissen werden, was ihre natürlichen Strukturen meist zerstörte.

Scharfe Bilder trotz trüben Wassers

Der Biologe Francesco Pomati der Abteilung Aquatische Ökosysteme hat die Scripps Kamera, die für den Einsatz in maritimen Ökosystemen entwickelt wurde, mit seinen Mitarbeitenden an die Verhältnisse von Seen angepasst. «Wir veränderten die Konfiguration des Instruments, bauten zwei Objektive mit unterschiedlichen Vergrösserungen ein und verkürzten den Abstand zwischen Lichtquelle und Kameras. Nur so erreicht auch im trüben Seewasser genug Licht die Objektive, um scharfe Fotos zu schiessen». Die Kamera nimmt dabei nur das vom Plankton gestreute Licht auf, daher erscheinen die Mikroorganismen hell vor dunklem Hintergrund.

Seit April 2018 befindet sich das Aquascope auf der Forschungsplattform im Greifensee in einer Testphase. Jede Stunde schiesst es während zehn Minuten ein Bild pro Sekunde, das ganze Jahr über. Ein im Aquascope eingebauter Laptop sendet die hochaufgelösten Bilder in Echtzeit zur Eawag. Dort kann das Team von Pomati die digitalen Formate bereits wenige Minuten später am Bildschirm auswerten.