GMU:BioArt WS15/Euglena games

Citizen Science

working with organisms, there is always a question of understanding how they behave. We can think of the contemporary ideas of bringing natural sciences closer to society (citizen science) or we can think of interspecies communication: understanding that we are not the only creatures in the world, and that we interact to each other, we have to remain responsible to our environments. Having introduced the interspecies conceptual framework, we will should see what is at stake in citizen science.

a) going into the nature; understanding nature b) Toolkit: petri dishes, jars, notebooks, computer, microscope, basic electronics including arduino microcontroller and sensors in order to record real time data. c) trompetentierchen (stentor/trumpet animalcules; horn-shaped), amoeba, algae, euglena, Daphnia, slime molds

Euglena. Allgemeine Kennzeichen

• (endo)symbiotic creature. protists — between plant and animal;
• description.

die Größe der Euglenen variiert zwischen 0,025 und 0,5 mm.

Die lang gestreckte Zelle schwimmt mit einer Schmalseite voran. Am vorderen Zellpol mündet als flaschenförmige Einstülpung der Pellicula das so genannte Geißelsäckchen (Gs), auch Ampulle genannt, an dessen Basis aus einem so genannten Basalkörper zwei Geißeln (Flagellen/whip-like) entspringen.

Bei den grünen Augenflagellaten vereinigt sich die zweite, kurze Geißel noch innerhalb der Ampulle mit der längeren Schwimmgeißel. An der Vereinigungsstelle wird ein lichtempfindlicher Rezeptor vermutet, der Paraflagellarkörper. Seitlich der Ampulle befindet sich das rote Stigma (St) - fälschlich Augenfleck genannt.

Die Richtungsänderungen sind also als phobische Reaktionen aufzufassen, da sich die Zelle nicht aktiv auf das die Lichtquelle zu bewegt. Nur durch die Summation zufälliger und ständiger Kursänderungen kommt eine scheinbar topische, auf das Licht gerichtete Bewegung zu Stande. Nachts ist ihre Beweglichkeit am geringsten und sie sinken zu Boden. Am Tag steigen die Einzeller wieder auf. Dadurch ist ein deutlicher Tagesrhythmus der Dichte festzustellen.

• reproduction.

Euglenen vermehren sich in Dunkelheit, also vorwiegend nachts durch Teilung entlang der Längsachse. Dieses geschieht entweder im (normalen) Flagellaten - oder im so genannten Palmella-Stadium.

• habitat Euglena ist je nach Art in sauberen bis stark nährstoffhaltigen Stillgewässern zu finden und färbt diese bei einer Massenentwicklung im Sommer oft tief grün. E. viridis wird man ganzjährig in Jauchepfützen (puddle), Drainagegräben, kleinsten, auch periodisch austrocknenden Wasseransammlungen, eutrophen Teichen und schlammigen Uferzonen finden.

In stark verunreinigten Stauseen und Teichen ist sie bei Massenentwicklung oft Ursache der "Wasserblüte" (Algal bloom).

• Euglena in Kultur.

Die Euglenen werden in Petrischalen unter Zugabe von einigen Weizenkörnern (mixotrophe Ernährung, s.o.) an einem hellen Ort, aber unter Vermeidung direkten Sonnenlichts gehalten. In Abständen wird gut durchlüftetes Leitungswasser oder abgestandenes Mineralwasser hinzugefügt. Die Unfähigkeit Euglenas, selbst Vitamin B 12 zu synthetisieren wird in den Zuchtansätzen durch Zugabe eines erbsen- bis halbfingernagelgroßen Stückes Hartkäse oder Käserinde kompensiert.

• sensoric.

Nachweis der phototaktischen Bewegung Obwohl entschieden mehr Euglenen in den Lichtfleck hinein als aus ihm heraus wandern, dauert es recht lange bis eine deutliche Konzentration feststellbar ist. Es empfiehlt sich daher, die Kanten (!) des Deckgläschens mit einem Streichholz unterseits mit etwas Vaseline zu bestreichen. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Präparat austrocknet. Euglena ist für den roten Spektralbereich nicht empfindlich: Bringt man ein Rotfilter in den Strahlengang der genannten Versuche, tritt die Phototaxis nicht ein, die Bewegungen erscheinen ungerichtet und es kommt zu keiner Umkehrreaktion an der Hell-Dunkel-Grenze. Eine Konzentration im Bereich eines Lichtschlitzes tritt nicht ein. Mit einem Grünfilter dagegen sind die genannten Reaktionen gut zu beobachten.

Projects

• Ingmar Riedel-Kruse lab at stanford university. human-biology interaction (HBI). Euglena, physarum and other organisms in collaboration with humans. Trap it!

Museum visitors could use blue, green or red light to draw patterns on the screen and observe how the Euglena reacted. The microorganisms avoided blue light, so drawing a circle around one of the microbes would trap it, which became the name for one of the scientific mini-games http://web.stanford.edu/group/riedel-kruse/publications/CHI517-lee.pdf

• Ingmar Riedel-Kruse lab. Euglena soccer. biotic-games. https://www.youtube.com/watch?v=3lwU9deF8rw start at 27:05
• Thomas Howranke and Lasse Scherffig. Teaching Unreal Euglena Workshop. http://lassescherffig.de/teaching/unreal-euglena-workshop/