DE19930865C2

DE19930865C2 - Verfahren zur Bestimmung des Phytoplanktongehalts natürlicher Wasserproben und zur Unterscheidung verschiedener Algengruppen durch Chlorophyllfluoreszenzmessungen sowie Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19930865C2
Application number: DE19930865A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schreiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: DE19930865A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Phytoplanktongehalts natürlicher Wasserproben mit Hilfe von Chlorophyllfluoreszenzmessungen, mit der besonderen Fähigkeit zur Unterscheidung zwischen Dinoflagellaten und Diatomeen, nachdem deren Summensignal mit einer bereits etablierten Methode gewonnen wurde. Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserprobe in einem zweigeteilten Probenraum untersucht wird, wobei der eine Teil mit einem phototaktisch unwirksamen Fluoreszenz-Meßlicht und der andere Teil mit einem phototaktisch wirksamen Licht belichtet wird, welches nur bei den Dinoflagellaten typische Bewegungen zwischen den beiden Teilvolumina auslöst (positive oder negative Phototaxis). Die dadurch bedingten zeitabhängigen Fluoreszenzänderungen lassen sich durch Exponentialfunktionen der Form F = Fo È e·-t/c· + Fo - DELTAF mit relativen Amplituden DELTAF/Fo und Zeitkonstanten c beschreiben, welche für bestimmte Dinoflagellatenarten charakteristisch sind. Bei Wasserproben mit unbekanntem Gehalt an Dinoflagellaten und Diatomeen kann auf diese Weise Information über Gehalt und Artenzusammensetzung der Dinoflagellaten gewonnen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Phytoplanktongehalts natürlicher Wasserproben und zur Unterscheidung verschiedener Algengruppen durch Chlorophyll fluoreszenzmessungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie aus WO 93/12415 A1 bekannt, sowie eine Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Meßverfahren sind aus der Literatur bekannt (Kolbowski J and Schreiber U 1995. Computer controlled phytoplankton analyzer based an a 4-wavelengths PAM chlorophyll fluorometer. In: Photosynthesis: from Light to Biosphere. Mathis P ed., Vol. V, pp. 825-828, Kluwer Academrc Publishers, Dordrecht, The Netherlands; Schreiber U 1998. Chlorophyll fluorescence: New instruments for special applications. In: Photosynthesis: Mechanisms and effects. Garab G ed., Vol. V, pp. 4253-4258, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands; Beutler M, Wiltshire KH, Meyer B, Moldaenke C and Dau H 1998. Rapid depth-profiling of the distribution of "spectral groups" of microalgae in lakes, rivers and in the sea. In: Photosynthesis: Mechanisms and effects. Garab G ed., Vol. V, pp. 4301-4304, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands).

Der derzeitige Stand der Technik wird durch ein Meßverfahren gekennzeichnet, welches bei dem im Handel erhältlichen PHYTO-PAM Chlorophyllfluorometer verwirklicht ist, welches bei Schreiber (1998) beschrieben ist. Dieses Gerät verwendet lichtemittierende Dioden (LED) zur periodisch-alternierenden Fluoreszenzanregung mit 10 µs Meßlichtpulsen bei vier verschiedenen Wellenlängen. Mit Hilfe eines Computergestützten Dekonvolutierungsprogramms ermittelt diese Einrichtung den Beitrag von drei verschiedenen Algengruppen zum Gesamtfluoreszenzsignal aufgrund der unterschiedlichen Fluoreszenzanregungseigenschaften. Nach geeigneter Kalibrierung kann mit diesem Verfahren innerhalb weniger Sekunden quantitative Information über die Chlorophyllgehalte der in einer Wasserprobe befindlichen Grünalgen, Diatomeen + Dinoflagellaten und Blaualgen (Cyanobakterien) gewonnen werden. Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist in der eingangs genannten WO 93/12415 A1 beschrieben. Da sich die Diatomeen in ihren Photosynthese-Antennenpigmenten nicht wesentlich von den Dinoflagellaten unterscheiden, kann jedoch mit keinem der bekannten Verfahren zwischen diesen beiden wichtigen Phytoplanktongruppen unterschieden werden. In der Praxis bedeutet dies eine beträchtliche Einschränkung der bisher verfügbaren Methodik, da Diatomeen und Dinoflagellaten, welche einen Großteil des marinen Phytoplanktons umfassen, aus ökophysiologischer/ökotoxikologischer Sicht recht unterschiedliche Rollen spielen. So sind für die sogenannten "Roten Tiden" vorwiegend Dinoflagellaten verantwortlich. In Verbindung mit den Roten Tiden tritt ein Massensterben von Fischen und anderen Meeresorganismen auf, welches durch Toxine verursacht wird (vor allem Saxitoxin), die von den Dinoflagellaten ausgeschieden werden. Beim Menschen kann dieses Gift nach Verzehr von infizierten Austern und Muscheln zu Lähmungen und Tod durch Ersticken führen. Zur Vermeidung derartiger Schäden ist die routinemäßige Bestimmung des Dinoflagellatengehalts von Küstengewässern zur Früherkennung eines beschleunigten Wachstums weltweit von großer praktischer Bedeutung. Die bisher übliche Bestimmung durch mikroskopische Auszählung ist sehr zeitaufwendig und im Rahmen eines flächendeckenden Überwachungsprogramms aus Kostengründen kaum realisierbar.

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu ersinnen, das es erlaubt, trotz mangelnder Unterschiede zwischen den Fluoreszenzanregungsspektren von Diatomeen und Dinoflagellaten, dennoch mit Hilfe von Fluoreszenzmessungen auf schnelle und einfache Weise zwischen diesen beiden Phytoplanktongruppen zu unterscheiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine weitere Aufgabe bestand darin, eine Meßeinrichtung zu schaffen, welche die Anwendung dieses neuen Verfahrens in Kombination mit der inzwischen etablierten Algenerkennung auf der Grundlage unterschiedlicher Fluoreszenzanregungsspektren ermöglicht und somit im Prinzip auch in einem modifizierten PHYTO-PAM Chlorophyllfluorometer integriert werden kann.

Diese weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst.

Dadurch, dass gemäß Anspruch 1 nur ein Teilvolumen der zu untersuchenden Wasserprobe zur Messung der Chlorophyllfluoreszenz herangezogen wird und dieses Teilvolumen einer anderen Belichtung als das Restvolumen unterworfen wird, können die bekannten Unterschiede im phototaktischen Verhalten von Dinoflagellaten und Diatomeen zu deren Erkennung und Quantifizierung genutzt werden. Die Dinoflagellaten sind im Gegensatz zu den Diatomeen mit Flagellen ausgestattet, welche ihnen eine hohe Beweglichkeit verleihen. So sind die phototaktischen Bewegungen der Dinoflagellaten erfahrungsgemäß besonders schnell und ausgeprägt. Dagegen sind die phototaktischen Bewegungen der Diatomeen relativ langsam und erfordern außerdem einen festen Untergrund (z. B. Sediment), so dass sie in freiem Wasser praktisch keine Rolle spielen. Weiterhin ist bekannt, dass die meisten Dinoflagellaten im Gegensatz zu den Diatomeen eine besonders hohe Lichtempfindlichkeit aufweisen (Richardson K, Beardall J and Raven JA 1983 Adaptation of unicellular algae to irradiance: An analysis of strategies. New Phytol. 93: 157-191). Bei moderaten Lichtintensitäten werden die Dinoflagellaten, wie andere bewegliche Algen, vom Licht angezogen, welches sie zum Betreiben der lebensnotwendigen Photosynthese benötigen (positive Phototaxis), wobei ein spezieller Lichtrezeptor mitwirkt (Levandowsky M and Kaneta PM 1987 In: Behaviour in Dinoflagellates. Taylor FJR ed. pp. 360-397, Blackwell Scientific Publications, Oxford, UK). Wird die Lichtintensität jedoch so weit erhöht, dass die Gefahr einer Lichtschädigung besteht, wandern die Dinoflagellaten vom Licht weg und können so eine Schädigung vermeiden (negative Phototaxis).

Die vorliegende Erfindung nutzt dieses typische phototaktische Verhalten der Dinoflagellaten zu deren Unterscheidung von den Diatomeen. Das erfindungsgemäße Meßverfahren bedient sich zu diesem Zwecke eines besonderen Probenraums, welcher in zwei Bereiche (Teilvolumina) mit unterschiedlichen Lichtbedingungen gegliedert ist, zwischen denen sich die Dinoflagellaten entsprechend ihrer phototaktischen Eigenschaften verteilen können. Nur eines dieser Teilvolumina wird mit Meßlicht bestrahlt und wird somit bei der Fluoreszenzmessung erfaßt (Meßlichtvolumen). Dagegen wird nur das Restvolumen mit einem phototaktisch wirksamen Zusatzlicht bestrahlt. Wenn dieses Licht eingeschaltet wird, bewegen sich bei positiver Phototaxis die Dinoflagellaten in Richtung des Lichtes. Während vor dem Einschalten des phototaktisch wirksamen Lichts die Zellen in einer anscheinend ungeordneten Bewegung zwischen dem Meßlicht- und dem Restvolumen fluktuieren, werden nach Einschalten dieses Lichtes solche Zellen, die sich zufällig von dem Meßlicht- in das Restvolumen bewegen dort "gefangen", indem sie in Lichtrichtung gelockt werden. In dieser Weise kommt es zu einer Nettobewegung der Dinoflagellaten vom Meßvolumen in das Restvolumen.

Da die Chlorophyllfluoreszenzintensität der Chlorophyllkonzentration und damit der Zelldichte proportional ist, drückt sich eine durch Phototaxis bewirkte Wanderung von Dinoflagellaten zwischen Meßlicht- und Restvolumen in einer entsprechenden Fluoreszenzänderung aus. Das Meßlicht kann so schwach gehalten werden, dass es praktisch keine phototaktische Wirkung ausübt. Dann liegt vor Einschalten des phototaktisch wirksamen Lichts eine weitgehend homogene Verteilung der Dinoflagellaten vor, welcher eine definierte Fluoreszenzintensität entspricht. Durch selektive Belichtung des Restvolumens mit einem Licht, welches bei Dinoflagellaten eine positive Phototaxis auslöst (z. B. Blaulicht mit ca. 500 µ Einstein/m² s), wird mit dem Verschwinden der Dinoflagellaten aus dem Meßlichtvolumen eine entsprechende Erniedrigung der Chlorophyllfluoreszenz hervorgerufen. Die Kinetik dieses Fluoreszenzabfalls folgt in erster Näherung einer exponentiellen Abklingkurve, welche durch eine charakteristische Zeitkonstante und eine charakteristische Amplitude gekennzeichnet ist. Diese Parameter, die bei den einzelnen Dinoflagellatenarten relative Unterschiede aufweisen, können mit Hilfe einer Computer gestützten Signalanalyse, wie sie z. B. bei dem den Stand der Technik beschreibenden PHYTO-PAM Cblorophyllfluorometer routinemäßig erfolgt, problemlos quantifiziert werden. Sie stellen im übertragenen Sinne einen "Fingerabdruck" der Dinoflagellaten dar, welcher zu deren Erkennung und Quantifizierung in gemischten Phytoplanktonpopulationen dienen kann. In der Praxis erfolgt diese Computer-gestützte Signalanalyse im Anschluß an die Abtrennung des Summensignals von Dinoflagellaten + Diatomeen von denen der anderen Algengruppen auf der Grundlage der unterschiedlichen Fluoreszenzanregungs-Charakteristika. Deshalb wird die Quantifizierung der Dinoflagellaten und die Unterscheidung verschiedener Dinoflagellaten-Arten auch nicht durch die Phototaxis anderer Algengruppen (z. B. Euglenophyceen, Chlamydomonadaceen bei den Grünalgen) gestört.

Andererseits kann das gleiche Verfahren im Prinzip auch dazu dienen, innerhalb der Gruppe der Grünalgen verschiedene Arten aufgrund derer unterschiedlichen phototaktischen Verhalten zu unterscheiden und zu quantifizieren. Generell funktioniert das Computer gestützte Meßverfahren im Sinne eines "Experten-Systems", d. h. die Datenanalyse basiert auf gespeicherter Detailinformation über das phototaktische Verhalten der relevanten Algenarten. Diese Information (charakteristische Amplituden und Zeitkonstanten) muß zuvor an Reinkulturen dieser Algenarten unter definierten Bedingungen in derselben Meßeinrichtung gewonnen werden.

Besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind naheliegend, um spezifische Merkmale im phototaktischen Verhalten einzelner Algengruppen zu erfassen und für die Erkennung zu nutzen. So ist das Ausmaß der phototaktischen Bewegung bei jeder Algengruppe durch ein bestimmtes Aktionsspektrum charakterisiert (Halldal P 1961. Ultraviolet action spectra of positive and negative phototaxis in Platymonas subcordiformis. Physiologia Plantarum 14: 133-139). Dementsprechend kann das phototaktische Signal bestimmter Algengruppen durch die Wahl von Lichtquellen mit bestimmten Emissionsmaxima optimiert werden. Dazu bieten sich in einer zur Durchführung des Meßverfahrens geeigneten Meßeinrichtung gemäß Anspruch 2 Gruppen von lichtemittierenden Dioden (LED-Arrays) an, wobei zum Anlocken der Dinoflagellaten die verbreiteten Blaulicht-LEDs mit einem Emissionspeak bei 470 nm optimal sind. Andererseits ist es in der Praxis von Vorteil, das Meßlichtvolumen einem starken, photosynthetisch aktiven Licht aussetzen zu können, wobei normalerweise nicht erwünscht ist, dass dieses gleichzeitig eine phototaktische Wirkung hat. So benutzt das dem Stand der Technik entsprechende PHYTO-PAM Chlorophyllfluorometer sättigende Lichtpulse zur Bestimmung der effektiven photochemischen Quantenausbeute, welche Aussagen über den physiologischen Zustand der Algen erlaubt (Schreiber 1998). Zu diesem Zwecke kann bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung das Meßlichtvolumen mit sättigenden Rotlichtpulsen belichtet werden, da Wellenlängen oberhalb von 550 nm erfahrungsgemäß phototaktisch unwirksam sind.

Es ist naheliegend, in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßverfahrens neben der positiven auch die negative Phototaxis von Dinoflagellaten und anderen phototaktisch aktiven Phytoplanktongruppen zu nutzen. Bei Erhöhung der Lichtintensität im Restvolumen des Probenraums auf einen übersättigenden Wert, bewirkt die Fluchtbewegung in das Meßlichtvolumen eine Fluoreszenzerhöhung, welche analog zur Fluoreszenzerniedrigung bei positiver Phototaxis zur Erkennung und Quantifizierung herangezogen werden kann.

Die Verwendung von Gruppen lichtemittierender Dioden (LED-Array) in der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle gemäß Anspruch 2 ist von Vorteil, weil LEDs in Ausführungen mit phototaktisch wirksamem Blau- und phototaktisch unwirksamem/photosynthetisch wirksamem Rotlicht verfügbar sind. LEDs sind auch aufgrund ihrer trägheitslosen Ansteuerbarkeit, hohen Leuchtdichte und geringen Größe vorteilhaft. Diese Eigenschaften stellen eine wichtige Voraussetzung dafür dar, dass das neue Meßverfahren in Verbindung mit dem bereits etablierten PHYTO-PAM Chlorophyllfluorometer, eingesetzt werden kann, welches die technischen Mittel zur pulsmodulierten Ansteuerung verschiedenfarbiger LEDs aufweist.

Indem gemäß Anspruch 3 für die zweite, phototaktisch wirksame Lichtquelle solche LED-Typen eingesetzt werden, deren Emissionsmaximum dem Maximum des phototaktischen Aktionsspektrums (Peakwellenlänge) der zu erfassenden Algenklasse entspricht, wird bei gegebener Stromstärke die Wirkung des Lichts optimiert. Weiterhin können Unterschiede in den Peakwellenlängen zur Algenklassenerkennung herangezogen werden.

Dadurch, dass entsprechend Anspruch 4 eine phototaktisch unwirksame Intensität des Meßlichts gewählt wird, ist vor der eigentlichen phototaktischen Belichtung des Restvolumens eine homogene Verteilung der beweglichen Zellen in Meßlicht- und Restvolumen gewährleistet. Diese Bedingung stellt eine wichtige Voraussetzung für die quantitative Bestimmung der Dinoflagellaten-Konzentration in der zu untersuchenden Wasserprobe dar.

Indem gemäß Anspruch 5 die als LED-Array ausgestaltete erste Lichtquelle nicht nur schwaches Meßlicht sondern auch starkes, photosynthetisch aktives Rotlicht aussendet, kann mit der gleichen Meßeinrichtung auch die photosynthetische Aktivität der in einer Wasserprobe enthaltenen Mikroalgen untersucht werden. Durch die Verwendung von Rotlicht wird gewährleistet, dass bei Messung der photosynthetischen Aktivität keine phototaktische Reaktion ausgelöst wird.

Nachfolgend wird anhand von Zeichnungen das Prinzip des Meßverfahrens in Verbindung mit einer typischen Ausführungsform der dazugehörigen Meßeinrichtung (Phototaxis-Chlorophyllfluorometer) beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Abb. 1 das Prinzip des Phototaxis-Chlorophyllfluoreszenz-Meßverfahrens in Verbindung mit einer stark schematisierten Meßeinrichtung (Phototaxis-Chlorophyllfluorometer),

Abb. 2 ein Zeitdiagramm der mit einer Ausführungsform des Phototaxis- Chlorophyllfluorometers bei plötzlich einsetzender Belichtung mit phototaktisch aktivem Licht gemessenen Fluoreszenzänderungen.

In Abb. 1 ist das Prinzip des Phototaxis-Chlorophyllfluoreszenz-Meßverfahrens in Verbindung mit einer Meßeinrichtung dargestellt. Zentrale Elemente einer dazugehörigen Meßeinrichtung sind ein Probenraum mit transparenten Wänden 1, welcher in zwei Teilvolumina (Meßlichtvolumen 2 und Restvolumen 3) gegliedert ist, sowie einem ersten ringförmigen LED-Array als erste Lichtquelle 4 zur Belichtung des Meßlichtvolumens 2 mit verschiedenfarbigem schwachen Meßlicht zur Anregung der Chlorophyllfluoreszenz und Rotlicht zum Treiben der Photosynthese, und einem zweiten ringförmigen LED-Array als zweite Lichtquelle 5 zur Belichtung des Restvolumens 3 mit phototaktisch wirksamem Blaulicht. Die im Meßlichtvolumen 2 angeregte Fluoreszenz (schlangenförmiger Pfeil) wird durch eine Linse 6 gesammelt und über ein optisches Filter 7, welches gestreutes Meßlicht absorbiert (gerader Pfeil) und die Fluoreszenz transmittiert, auf einen Photodetektor 8 gebündelt, wo das Fluoreszenzsignal in ein elektrisches Signal umgewandelt und auf eine dem Stand der Technik entsprechende, übliche Weise weiter verarbeitet wird. Der wesentliche Aspekt des Meßverfahrens besteht darin, dass durch die selektive Belichtung mit phototaktisch wirksamem Licht (LED-Array 5) im Restvolumen 3 eine selektive Bewegung phototaktisch aktiver Algen ausgelöst wird, welche die Algenverteilung im Meßlichtvolumen 2 in charakteristischer Weise verändert, was sich wiederum in der mit Hilfe der optischen Elemente 6-8 gemessenen Chlorophyllfluoreszenz widerspiegelt, so dass Rückschlüsse auf die Art und Menge der phototaktisch aktiven Algen möglich sind.

Abb. 2 zeigt den typischen Zeitverlauf der Chlorophyllfluoreszenzintensität F bei plötzlicher Belichtung einer Wasserprobe, welche phototaktisch aktive Dinoflagellaten enthält, mit phototaktisch wirksamem Blaulicht. Vor Beginn der phototaktischen Belichtung erfaßt das schwache Meßlicht im Meßlichtvolumen eine konstante Fluoreszenzintensität Fo, welche ein Maß für die Konzentration des über Meßlicht- und Restvolumen gleichmäßig verteilten Chlorophylls ist. Nach Beginn der plötzlichen Belichtung sinkt die Fluoreszenzintensität um den Wert ΔF ab. Die Abklingkinetik entspricht in erster Näherung einer Exponentialfunktion der Form

F = Fo.e^-t/c + Fo - ΔF.

Die durch die phototaktische Bewegung bewirkte Fluoreszenzänderung wird quantitativ durch die relative Amplituden-Änderung ΔF/Fo sowie die Zeitkonstante c der exponentiellen Abklingkinetik beschrieben.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung des Phytoplanktongehalts natürlicher Wasserproben und zur Unterscheidung verschiedener Algengruppen aufgrund von Chlorophyllfluoreszenzmessungen unter Verwendung von Meßlicht- und Starklichtpulsen unterschiedlicher Intensität, Frequenz, Phase und Wellenlänge gekennzeichnet durch
Anregung der Fluoreszenz mit einem schwachen Meßlicht in einem definierten Teilvolumen als Meßlichtvolumen (2) einer Wasserprobe von reinen Kulturen verschiedener, in der Praxis relevanter Phytoplanktonarten in einem Probenraum (1);
Belichtung des Restvolumens (3) der Wasserprobe mit phototaktisch wirksamem Licht;
sprunghafte Veränderung der Lichtintensität in dem Restvolumen (3) der Wasserprobe relativ zum Meßlichtvolumen (2), so dass bei Anwesenheit phototaktisch aktiver Phytoplanktonarten relative Konzentrationsverschiebungen zwischen den beiden Volumina induziert werden;
Erfassung und digitale Speicherung der auf diese Weise induzierten zeitabhängigen Fluoreszenzänderungen bei den Messungen an den reinen Kulturen der verschiedenen, in der Praxis relevanten Phytoplanktonarten;
Computer-gestützte Beschreibung der gemessenen zeitlichen Fluoreszenzänderungen durch Exponentialfunktionen und Speicherung von deren charakteristischen Zeitkonstanten und relativen Amplituden im Computer;
Messung der unter denselben experimentellen Bedingungen induzierten zeitabhängigen Fluoreszenzänderungen an einer natürlichen Wasserprobe und Computer-gestützte Beschreibung der gemessenen zeitlichen Fluoreszenzänderungen durch die Summe der für die verschiedenen relevanten Phytoplanktonarten zuvor gespeicherten Exponentialfunktionen, mit Bestimmung der relativen Amplituden, welche die relativen Konzentrationen dieser Phytoplanktonarten in der Wasserprobe ergeben.

2. Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Lichtquelle (4), welche als Meßlicht zur Fluoreszenzanregung im Meßlichtvolumen (2) dient und eine zweite Lichtquelle (5), welche zur phototaktischen Belichtung im Restvolumen (3) der zu untersuchenden Wasserprobe dient, vorgesehen sind, die jeweils aus Gruppen von lichtemittierenden Dioden mit unterschiedlichen Emissions-Wellenlängen und Intensitäten bestehen.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lichtquelle (5) zur Belichtung des Restvolumens (3) der Wasserprobe aus einem LED- Array besteht, dessen Emissionsmaximum dem Maximum des phototaktischen Aktionsspektrums der zu erfassenden Algenklasse entspricht.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der ersten Lichtquelle so niedrig gewählt ist, dass deren Licht phototaktisch unwirksam ist.

5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtquelle (4) aus einem LED-Array besteht, das außer verschiedenfarbigen LEDs für die schwache Meßbelichtung auch rote LEDs für eine starke, photosynthetisch wirksame Belichtung aufweist.

6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtquelle (4) und die zweite Lichtquelle (5) ringförmig ausgebildet sind.