Algenforschung – alte und neue Sicht auf botanische Wunderwerke

Algen werden als Hoffnungsträger der Zukunft angesehen. Die Nutzung als Biokraftstoff oder Geliermittel, als Düngemittel oder Verstärkungsmaterial und nicht zuletzt als Nahrungsmittel ist bereits Realität oder in Vorbereitung und steht dabei im wissenschaftlichen Fokus, um das grosse Potential für spätere Generationen auszuschöpfen. Wichtige Grundsteine für die Algenforschung hat bereits im 19. Jahrhundert Carl Eduard Cramer, Botaniker und Professor am Polytechnikum, gelegt.

Der in seiner Zeit vielgelobte Forscher wird unter anderem für den Aufbau eines umfangreichen Herbars gepriesen, das seit den 1850er Jahren entstanden ist. Der handschriftliche Nachlass Cramers liegt im Hochschularchiv der ETH Zürich. Die Sammlung und Untersuchung von Algen startete der Naturwissenschafter bereits in frühen Jahren.

Abb. 1: Bis nach Palermo führte 1856 die Reise von Carl Eduard Cramer und Heinrich Wettstein – ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv / Fel_029823-RE

«das durchfallende Licht ist roth, das reflectirte grün»

Bald nach der erfolgreichen Habilitation an der Universität Zürich packte der Biologe die Koffer und verreiste für längere Zeit. Cramer machte sich 1856 auf, gemeinsam mit seinem Studienfreund Heinrich Wettstein, dem späteren Direktor des Lehrerseminars Küsnacht, Land und Pflanzen Italiens bis hinab nach Palermo zu erkunden. Er sammelte dabei maritime Algen und hatte zuhause Faszinierendes und im vorliegenden Fall auch Fluoreszierendes über «Rytiphlaea tinctoria Ag. Spec» zu berichten:

«Ich habe die Pflanze bei Palermo in einer Anzahl von Exemplaren gesammelt… Die Pflanze färbt im feuchten Zustand ungemein stark ab… das durchfallende Licht ist roth, das reflectirte grün. Besonders schön ist die Erscheinung, wenn die Sonne auf die Lösung scheint oder gar ihre Strahlen mittelst einer Sammellinse in die Flüssigkeit gelenkt werden. Der Fluorescenzkegel hat dann ganz Farbe und Glanz der Flügeldecken eines Goldkäfers oder einer spanischen Fliege. Auch des Nachts beim Oellicht ist die Fluorescenz wahrnehmbar, nur muss in diesem Falle die Linse angewendet werden.»

Ein Glanz wie auf den Flügeldecken eines Goldkäfers …

Die Beschreibung durch den noch nicht 25jährigen Biologen lassen uns noch heute etwas von der Faszination spüren, die der Forscher bei der näheren Betrachtung der Alge verspürt haben mag. Eine Anwendung daraus zu entwickeln war aber zu Zeiten Cramers ausserhalb seines damaligen Selbstverständnisses. Er war Dozent und Wissenschafter, dabei ein überaus geduldiger und sorgfältiger Mikroskopiker sowie ein systematischer, unermüdlicher Zeichner. Die zusammen mit grundlegenden Werken geschaffenen Sammlungen der Zeit forderten den Wissenschaftern gerade in der Botanik Ergänzung und Detaillierung ab. Diese leistete der Botaniker über 40 Jahre im Laboratorium und als Professor der Hochschule.

Begeisterung gepaart mit ruhiger wissenschaftlicher Skepsis

Er widmete sich beispielsweise der Analyse von fossilen Hölzern aus der Polarregion, die Oswald Heer in seinem monumentalen Werk über die Flora fossilis arctica, erschienen 1868 bis 1883, aufnehmen wollte und deshalb Carl Cramer zur Untersuchung überantwortete. Im ersten Band berichtet Carl Cramer über Vorgehensweise und Ergebnis seiner Beobachtungen. Die auf Banksland gefundenen Hölzer konnte er in vier Fällen als Nadelholz identifizieren, in einem als Birkenholz. Die beigegebenen Tafeln über das Nadelholz zeigen die wissenschaftliche Untersuchungsweise der Fundstücke.

Abb. 2: Carl Cramer beschrieb 1868 seine Analyse im Laboratorium und zeichnete die ihm zugestellten fossilen Hölzer – ETH-Bibliothek Zürich, Alte und Seltene Drucke, Rar 9118 q, Bd. 1, Tafel XXXVI

Die Arbeiten am Mikroskop verlangten Fertigkeit und brachten ihm jene technische Praxis, die auch im Fall eines anderen Forschungskontexts in seinem Leben gefragt war. Diese stellte er unter Beweis, als er 1884 wegen der in Zürich ausgebrochenen Typhusepidemie von den städtischen Behörden angefragt wurde, den Ursachen der Epidemie in Zusammenarbeit mit Medizinern und städtischen Tiefbauingenieuren auf den Grund zu gehen und die Wasserversorgung zweckmässig zu verbessern.

Einsatz für das Allgemeinwohl

Er reiste nach München und konnte sehr schnell und dank der Hilfe von Hans Buchner, Arzt und Bakteriologe ebendort, die Apparaturen organisieren, die in Zürich zur Analyse dringend benötigt wurden.

«Am Tage nach Ihrem Besuche bei mir habe ich für Sie folgendes bestellt: Thermostat-Brutkasten, Dampfcylinder zur Erhitzung auf Siedetemperatur, Heisswassertrichter, eisernes Stativ zur Befestigung der letzteren, Schlangenbrenner zum Heizen des Brutkastens, Thermoregulator zum Reguliren des Brutkastens. – Alles dies, denke ich, werden Sie nach Ablauf einer Woche erhalten.»

Abb. 3: Hans Buchner listete am 6. Mai 1884 zuhanden von Carl Cramer auf, was geliefert werden sollte. – ETH-Bibliothek Zürich, Hochschularchiv ETH Zürich, Hs 100:54, doi: 10.7891/e-manuscripta-1511

Grosse Hoffnungen und ein bisschen den Mut von Schatzsuchenden

Die Forschungen in neuester Zeit setzen besonders auf Mikroalgen, die aber noch lange nicht alle wissenschaftlich untersucht sind. Man vermutet, dass Algen völlig unbekannte Inhaltsstoffe produzieren, die für neue Technologien und Produkte genutzt werden könnten. Aber auch Makroalgen werden in einem gewissen Umfang bereits angebaut und Forschungen in viele Richtungen betrieben.

Die Aufbauarbeit der Sammler und Mikroskopiker, für die hier stellvertretend Carl Eduard Cramer und sein frühes Sammlerexemplar aus dem Mittelmeer steht, ist Aufforderung und Ansporn für die Generation von heute, die Grundlagen weiter zu vermehren. Die aktuellen Forschungsaktivitäten zeigen, wie vielversprechend neue Sphären betreten werden können.

Abb. 4: Die Alge Rytiphlaea tinctoria C. Agardh, die vermutlich in alter Zeit für roten Farbstoff verwendet wurde. So jedenfalls wird in der Geschichte der Botanik, von Ernst H. F. Meyer, 1854-1857, 2. Bd., S. 175 , eine Übersetzungsvariante angegeben. – Bild: Algaebase.org

Weiterführende Quellen und Links:

Korrespondenz und handschriftliches Werk von Carl Eduard Cramer werden als Nachlass im Hochschularchiv der ETH Zürich aufbewahrt. Die Briefe sind auf e-manuscripta online publiziert.

Schröter, Carl: Prof. Dr. C. E. Cramer 1831-1901, Nachruf, Verhandlungen der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft 84/1901, CXIII-CXXXIII.

Rytiphlaea tinctoria Ag.Spec. in: Vierteljahrsschrift der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich 7/4, 1862, S. 365f.

Rytiphlaea tinctoria (Clemente) C. Agardh, in: M.D. Guiry in Guiry, M.D. & Guiry, G.M. 2019. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. http://www.algaebase.org; searched on 18 January 2019.

Trefferliste zur Suche nach «Algae» auf der Homepage www.ethz.ch, zuletzt aufgerufen am 18.1.2019.

Trefferliste zur Suche nach «Alge» auf der Homepage www.pflanzenforschung.de, zuletzt aufgerufen am 18.1.2019.

Trefferliste zur Suche nach «Algen» auf dem Portal «Naturwissenschaften Schweiz». Eine Initiative der Akademie der Naturwissenschaften Schweiz, zuletzt aufgerufen am 18.1.2019.

 

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