Vom Labor ins Museum: Photosynthese belichtet Fotos von Doris Engelmeier
am 2. November 2017
ungefähr 7 Minuten
Themen: Experimente , Forschende , Lange Nacht der Museen , Pflanzenchemie

Vom Labor ins Museum: Photosynthese belichtet Fotos

Bei der Langen Nacht der Museen am 7. Oktober 2017 waren die Uni Wien Wissenschafterinnen Doris Engelmeier und Elisabeth Silberberger im Museum St. Johann in Tirol zu Besuch. Dort haben sie unterschiedliche Versuche zu den Themen Foto-Synthese sowie Kaligrafie und historische Tinten vorgestellt. In diesem Beitrag berichtet Doris von ihren Erlebnissen vor Ort.

Seinen Anfang nahm unser Projekt während der Pflanzenphysiologischen Übungen an der Universität Wien durch ein Geschenk: Silberglasnegative (Plattenfotografie) vom Museum St. Johann in Tirol. Glasnegative wurden bis in die 1960er-Jahre für die Herstellung von Papierfotos herangezogen, waren also die Vorgänger der Filmnegativstreifen ─ in der Zeit der digitalen Fotografie ─ eine kaum noch bekannte Methode, um Fotos auf Papier zu bringen.

Was hat das alles mit der Photosynthese der Pflanzen zu tun?

Abutilon Pflanze mit Fotonegativen „geschmückt“ (© Doris Engelmeier)
Abutilon Pflanze mit Fotonegativen „geschmückt“ (© Doris Engelmeier)

Prof. Julius Sachs schrieb 1888 an der Universität Würzburg sein berühmtes Buch „Handbuch der Experimentalphysiologie der Pflanzen: Untersuchungen über die allgemeinsten Lebensbedingungen der Pflanzen und die Funktionen ihrer Organe“ und begründete damit die experimentelle Pflanzenphysiologie. Er entdeckte vor 152 Jahren mit seinem Jod-Proben-Experiment, dass Stärke (Zucker) als Produkt der Photosynthese anzusehen ist. (Jod hat eine braune Eigenfarbe, in Kombination mit Stärke kommt es zu einer dunkelvioletten Farbe.) Professor Sachs zeigte in seinem Versuch, dass, wenn Licht auf das Blatt fällt, neue Stärke entsteht. Wird dieses Blatt jedoch abgedunkelt, verschwindet sie wieder – der Beweis dafür, dass Stärke durch Sonnenlicht entsteht. Abgedunkelte Flächen bleiben dauerhaft stärkefrei, da ohne Licht keine Photosynthese mehr betrieben werden kann. „Entwickelt“ man diese Blätter nach dieser Belichtungsphase in Jod, kann man die violette Farbreaktion nur an den belichteten Stellen erkennen, stärkefreie Flächen bleiben weiß.

Abutilon-Blätter werden im heißen Wasser gekocht. li. Elisabeth Silberberger, Doris Engelmeier (© Michael Plöderl)
Abutilon-Blätter werden im heißen Wasser gekocht. li. Elisabeth Silberberger, Doris Engelmeier (© Michael Plöderl)

Dieser Versuch hat Professor Hans Molisch, Pflanzenphysiologe und Rektor an der Universität Wien, von Anfang an sehr fasziniert, daher verfolgte er die Idee, die Stärkereaktion auf einem Blatt in eine Fotografie umzuwandeln. Statt einer einfachen Verdunklungsschablone, verwendete er die damalige Methode, um Fotos herzustellen: die Glasnegative. Es gelang ihm tatsächlich, Portraits in ungewohnter Kontrastreinheit auf Blättern als Fotopositiv erscheinen zu lassen (Molisch H. 1914: Über die Herstellung von Photographien in einem Laubblatte: Sitzber. D. Kais. Akad. d. Wiss. i. Wien, Bd. 123, Abt. I, 923).

Diese Technik wollten meine Tutorin, Elisabeth Silberberger, BSc (Kustodin der naturwissenschaftlichen Sammlung im Museum St. Johann in Tirol) und ich reproduzieren – 80 Jahre nach Prof. Molischs Tod. Wir verfeinerten die Methode, indem wir die schweren Glasnegative durch leichte Transparenzfolien-Ausdrucke ersetzten. Als wir damit Erfolg hatten, entstand die Idee, den Versuch nicht nur in den Praktika an der Universität Wien einzusetzen, sondern auch während der ORF Langen Nacht der Museen im Museum St. Johann in Tirol vorzuführen.

Myriocarpa-Blatt ist mit dem „Tongue and Lips“-Logo der Rolling Stones als Fotopositiv als auch als Fotonegativ zu sehen (© Michael Plöderl)
Myriocarpa-Blatt ist mit dem „Tongue and Lips“-Logo der Rolling Stones als Fotopositiv als auch als Fotonegativ zu sehen (© Michael Plöderl)

Am 7. Oktober 2017, um 20:00 Uhr, war es dann soweit. Nach der Vorbereitung und einem sehr netten Zeitungsinterview (Kitzbühler Anzeiger, am 12.10.2017) begannen wir, die belichteten Blätter in kochendem Wasser zu blanchieren, mit warmen Alkohol den grünen Farbstoff (= Chlorophyll) herauszulösen und die Blätter mit der Jod-Probe einzufärben. Das Publikum war sehr wissbegierig und erstaunt, als auf den ersten entwickelten „Jod-Stärke“-Blättern bekannte Strukturen wie einen Kupferstich von St. Johann in Tirol um 1750, das Wappen der Gemeinde, aber auch ein Portrait von Elvis Presley oder das „Tongue and Lips“-Logo der Rolling Stones als Fotopositiv zum Vorschein kamen, die mit ein „Ohhh“ bestaunt wurden. Das alles nur durch die Kraft der Photosynthese!

Entwickeltes Elvis Presley Bild auf einem Myriocarpa-Blatt (© Doris Engelmeier)
Entwickeltes Elvis Presley Bild auf einem Myriocarpa-Blatt (© Doris Engelmeier)

In der Wissenschaft wird dieser „alte“ Versuch vor allem für pflanzenphysiologische Praktika (Biologie) verwendet, um den Studierenden mit einem einfachen Experiment, die durch die Lichtenergie entstandene Stärke zu zeigen. Aber es gäbe noch viele andere Experimente wo Stärke mit Jod angefärbt und nachgewiesen wird. In folgenden wissenschaftlichen Gebieten wie Biologie, Pharmazie aber auch in der Lebensmittelindustrie, Bierbrauerei aber auch im Schulbetrieb kann man die Jod-Probe im Einsatz wieder finden.

 

Vom Labor ins Museum: Historische Tinten und Staatsvertragstinte

Nach einem kurzen Umbau begann um 21:30 Uhr der nächste Programmpunkt: Lesen alter Schriften, die Herstellung von historischen Tinten und sich selbst im Schreiben alter Schriften zu probieren (z.B. Textura). Nach dem gemeinsamen Entschlüsseln von Texten unter der Leitung des Geschäftsführers und Direktors Mag. Peter Fischer ging es an die Herstellung einer Staatsvertragstinte.

Tintenschriften in roter blauer Tinte und schwarzer Staatsvertragstinte vor dem Wasserbad (© Doris Engelmeier)
Tintenschriften in roter blauer Tinte und schwarzer Staatsvertragstinte vor dem Wasserbad (© Doris Engelmeier)

Tinte bedeutet aus dem Lateinischen übersetzt „gefärbtes Wasser“. Damit wurden früher alle stark gefärbten Flüssigkeiten bezeichnet. Heute denkt man dabei nur an die in kleinen, länglichen Plastikbehälter gefüllte ─ meist blaue ─ Flüssigkeit. Schon im alten Ägypten (3000 v. Chr.) und in China (2600 v. Chr.) war Tinte bekannt als eine Mischung aus Ruß, Wasser und Bindemittel (= Gummi Arabicum). Die wichtigste Entdeckung war jedoch im 3 Jhdt. v. Chr., die Gallapfeltinte, die bis heute ihre Verwendung hat ─ dazu ein wenig später. Im Mittelalter wurden alle möglichen Dinge miteinander vermischt mineralische, tierische und pflanzliche Produkte, um intensive farbige Tinten herzustellen. Z.B. wurde aus Heidelbeersaft oder getrockneten Cochenille-Läusen tiefrote Tinte hergestellt. Man verwendete fast alles, was färbig in der Natur war, vermischte es mit Wasser und gab ein Bindemittel dazu und schon war eine Tinte fertig.

Nun zurück zu unserer Gallapfeltinte, die auch die Bezeichnung Staatsvertragstinte trägt. Diese Tinten haben den Vorteil, dass sie lichtecht sind ─ bei Sonnenlichtbestrahlung nicht ausbleichen ─ fälschungssicher und wasserfest sind. Ein wenig Eichengallapfelpulver und Eisensulfat wurden mit Wasser vermischt und schon war eine „neue“ Staatsvertragstinte hergestellt. Zum Vergleich beschrieb unser Assistent Herr Michael Plöderl ein Blatt Papier mit historischen Tinten in rot und blau, sowie der Staatsvertragstinte. Als Beweis, dass Staatsvertragstinte nicht vom Papier abwaschbar ist, wurde das Blatt in einen Kübel Wasser getaucht: Die rote und blaue Tinte verrann sofort, die schwarze erwies sich als unverwüstlich. Zum Abschluss konnten sich die BesucherInnen selbst davon überzeugen und mit den verschiedenen Tinten schreiben und malen.

Alles in allem war es ein Riesenerfolg und viele BesucherInnen versicherten uns, dass sie bereits gespannt seinen, ob wir bei der nächsten Langen Nacht wieder mit „Naturwissenschaft zum Angreifen“ aufwarten können. Es war für mich eine wunderbare Erfahrung, Lehrbeispiele wie eine Fotoentwicklung auf einem Blatt und historische Tinten, die kaum den Weg aus der Universität finden, nun auch der Öffentlichkeit in diesem Rahmen näherzubringen. Daher möchte ich mich hiermit bei Prof. W. Weckwerth, allen Kollegen und unseren Gärtnern des Departments für die Möglichkeit bedanken, dass ich diesen schönen Beruf ausüben kann.

Der Ausblick?

„Und was dürfen wir bei der nächsten Langen Nacht der Museen erwarten?“ Wir werden wahrscheinlich alte, pflanzliche Gewebefasern (Flachs, Hanf, Brennessel) mit tierischen Fasern (Schafswolle, Seide) vergleichen und damit die alte fast vergessene Technik des Spinnens herzeigen. Diese gesponnen Fasern werden dann mit pflanzlichen Farbstoffen (Färberwaid, Krapp, Walnuss,..) vor dem Publikum eingefärbt. Auch soll der Bezug des ökologischen Nutzen der Färberpflanze, wofür sie solche Substanzen überhaupt produziert, erklärt werden.

Alle Infos zur Langen Nacht der Museen gibt es hier.


Doris Engelmeier

Doris Engelmeier studierte an der Universität Wien Botanik, Pflanzenchemie und organische Chemie und ist seit 2012 Lektorin am Department für Molekulare Systembiologie.
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