Studie: Biophotonenmessung

Biophotonenmessung mit der Grünalge Acetabularia acetabulum

Die Studie wurde durchgeführt von Professor F.-A. Popp vom International Institute of Biophysics e.V. in Neuss.

Versuchsdurchführung

Die Messungen wurden mit dem Photomultiplier-Messgerät 3 (PMS 3) durchgeführt.

Es wurde eine Grünalge Acetabularia acetabulum in eine optische Plastik-Küvette (10x10x25 mm) gesetzt und diese mit Salzlösung (1g Salz / 100 ml destilliertes Wasser) aufgefüllt (Abb. A). Nachdem die Küvetten in das Messgerät gestellt worden waren erfolgte die Messung. Die Proben wurden von einer Xenonlampe mit Weißlicht angeregt. Die anschließende verzögerte Lichtemission (verzögerte Lumineszenz) der Alge (Abb. B) wurde von dem Photomultiplier gemessen und die Daten von einem Computer aufgezeichnet. Die Messungen dauerten insgesamt ungefähr zehn Stunden, in unserem Fall 585 Minuten, während dessen die Acetabularia-Proben 40 Mal angeregt wurden.
Jede Salzlösung und Kontrolle wurde dreimal getestet.

Messdaten

Messintervall:	10 ms
Anregungsdauer:	5 s

Messergebnisse

Die Alge Acetabularia acetabulum ist ein Salzwasserbewohner und stirbt im Süßwasser langsam ab. Mit höherem Mineralgehalt des Wassers verlangsamt sich dieser Prozess, kann aber auch durch weitere Bestandteile oder Veränderungen der Lösung empfindlich beeinflusst werden. Die Biophotonenemission der Alge gibt Auskunft über ihre Überlebensfähigkeit im untersuchten Wasser, woraus sich Rückschlüsse für eine Bewertung der Wasserqualität ergeben (in diesem Fall Salzlösungsqualität).
Wird ein biologisches System mit Licht angeregt, so speichert es dieses Licht und gibt es mit Verzögerung ab (verzögerte Lumineszenz). Der erste Wert dieser verzögerten Lumineszenz = NB1-Wert ist eine wichtige Größe. Er gibt Aufschluss über die Fähigkeit zur Energiebereitstellung eines Systems und wurde hier zur Auswertung herangezogen. Zur Vergleichbarkeit der Daten, die von den einzelnen Algen erhalten wurden, erfolgte eine Nominierung dieses Wertes, d.h. alle nachfolgenden NB1-Werte wurden durch den ersten NB1-Wert der jeweiligen Alge dividiert. Für die Auswertung wurden die Mittelwerte der drei Messungen pro Versuchsansatz gebildet und grafisch wiedergegeben. In der folgenden Abbildung sind die nominierten NB1-Werte der Messung dargestellt.

Interpretation

Eine Biophotonenmessung kann nur in vivo, das heißt an lebenden Zellen vorgenommen werden. Die untraschwache Zellstrahlung, dieses Licht aus Zellen, ist heute weltweit unter dem von Professor Fritz Popp geprägten Begriff „Biophotonen“ bekannt und messbar.
In unserem Versuch gibt die Lichtstrahlung der Algen Auskunft über den Zustand der Algen. Die Acetabular-Alge kann nur im Salzwasser überleben und stirbt deshalb schnell im Süßwasser ab.

Die Süßwasserkurve (schwarz)

Dieser Süßwasserversuch wurde als Kontrolle gewählt. Durch den unterschiedlichen osmotischen Druck führt die Wasseraufnahme der Zelle zu einem raschen Zelltod.

Die Kochsalzkurve (grau)

Auch im Fall von Kochsalz kommt es trotz der einprozentigen Salzlösung in der die Alge schwimmt zum Zelltod, der aber gegenüber dem Süßwasserexperiment verzögert ist.

Die Kristallsalzkurve (rot)

In der einprozentigen Kristallsalzlösung überlebten die Algen.
Der Unterschied zwischen Kochsalz und Kristallsalz bei der Acetabular-Alge ist eklantant: Tod gegenüber Leben!
Das Ergebnis dieses Experimentes lässt sich natürlich nicht eins zu eins auf den menschlichen Organismus übertragen, aber es zeigt den deutlichen Unterschied auf, wie sensibel lebende Organismen auf unterschiedliche Salzqualitäten reagieren.
Weitere Untersuchungen sind notwendig um diesen Phänomen auf den Grund zu gehen.
Diagramm Acetabula