Als ich das erste mal tote, markierte Zellen auf* meinem Mikroskop hatte, habe ich diese Zellen “gemessen”. In meiner Physik-Diplomarbeit war meine Hauptbeschäftigung das Messen. Ich hab mich mit anderen Leuten um Mess-Zeit an Mikroskopen arrangieren müssen, musste Messungen auf Servern hin und her schieben, als Speicherplatz knapp wurde, und die Frage “schreibst du schon oder misst du noch?” hing wie ein Damoklesschwert über meinem Kopf, auf jeden Fall gegen Ende meiner Diplomarbeit. Jeder Experimentalphysiker wird bestätigen: Wenn man im Labor ist, ist man meistens am Messen. Und dann fand ich mich in einem Labor wieder, in dem Biologen “Bilder machen”.
Das mag jetzt irgendwie nach Wortklauberei klingen. Da ist ein Physiker und der sagt “messen”, da ist ein Biologe der sagt “Bilder machen”. So what? Andere Ausbildungen, anderer Wortschatz – nicht wirklich überraschend. Ich habe vermutlich deswegen auch lange nicht darüber nachgedacht, sondern das einfach so hingenommen. Aber da ist noch mehr.
Verständnislos
In meiner Doktorarbeit habe ich ein Mikroskop gebaut, gewartet, programmiert, benutzt, umgebaut und erweitert, aber dann mit dem Kopf geschüttelt, wenn mein Betreuer** vorbei kam und so etwas sagte wie “Ich will mal durchschauen, schalt mir das mal auf die Okulare!”. Der Physiker in mir rebellierte dagegen. Wir hatten eine Kamera an unserem Mikroskop, die einzelne Photonen detektieren konnte, die Optik war für die Ausgabe (fürs messen!) auf den Kamera-Port optimiert, die Lichtquelle leuchtete nur den Bereich aus, den die Kamera auch aufnehmen konnte – es gab keinen Grund durch die Okulare sehen zu wollen. Ich bin manchmal ein sehr starrsinniger Mensch. Natürlich habe ich auf die Okulare geschaltet, aber ich habe meiner Verständnislosigkeit über diesen Wunsch stets Ausdruck verliehen.
Am Anfang meiner Doktorarbeit habe ich nie durch die Okulare geschaut. Wozu auch? Am Kamerabild hatte ich die Kontrolle über den Kontrast, konnte Helligkeiten ablesen, Bilder vergleichen, eine quantitative Aussage treffen. Das Kamerabild war klar, auswertbar und in Graustufen, man wurde nicht beeinflusst von den verschiedenen Färbungen. Egal ob die Probe in blau, grün oder rot angefärbt war, die Bilder der Kamera waren vergleichbar. Das man die Bilder später farbig machte, zur Darstellung in einer Präsentation oder so, war tatsächlich nur etwas, dass man später halt machte.
Messen als Mission
Meine Aufgabe war eine Hochauflösungstechnik zu verbessern, einen Ansatz zu finden, mit dem wir Strukturen in zwei Farben und 3D messen konnten, mit der dSTORM*** Technik. Dabei waren die Bilder aus dem Mikroskop nur die Rohdaten. Mit einer speziellen Lösung, auf den Proben, wurden fluoreszierenden Farbstoffe dazu gebracht zu blinken. Ich machte davon Filme, Belichtung alle 0,03s, 20 000 Bilder waren ein Datensatz. Nach jeder Messung war ich um vier bis acht Gigabyte Speicherplatz, auf meiner Platte, ärmer. Diese Datenmengen wurden dann in frei verfügbare Programme**** gesteckt, die aus dem Blinken der Farbstoffe auf die Position der Moleküle schlossen. Die langen Text-Datein der Postionen steckte ich dann in meine eigene Software, die am Anfang ziemlich langsam und, offen gesagt, sch…schon nicht ganz so effizient war. Ich habe gemessen, den Computer rechnen lassen und dann aus Zahlen ein Bild ausgerechnet. Eigentlich habe ich nicht einmal ein Bild ausgerechnet, ich habe Messdaten dargestellt.
Irgendwann, im laufe der Doktorarbeit, musste ich Dinge in Zellen markieren, die ich bisher noch nie selber angefärbt hatte. “Hier, nimm den Antikörper, der funktioniert ganz gut, macht schöne Bilder wenn du ihn 1:100 einsetzt.” Das machte schon, von der Aussage her, Sinn, aber bei “funktioniert ganz gut” und “macht schöne Bilder” rebellierte der Physiker in mir. Irgendwann lernte ich auch meine eigenen Zellen zu kultivieren. “Nimm einen Milliliter davon um die Zellen abzulösen, wenn die Lösung älter ist, nimm ein bisschen mehr.” Der Physiker rebellierte in mir. “Und? Fühlen sich deine Zellen wohl?” Der Physiker in mir gab auf.
Interdisziplinäres Arbeiten
Nichts hatte mehr mit Determinismus zu tun – das war mein Gefühl. Manche Dinge in einem Biolabor sind eher wie Kuchen backen. Achte darauf, dass du alle Zutaten beisammen hast, schau auf dein Rezept und dann mach einfach nach Gefühl. Das klang schlimm für den Physiker in mir, aber eigentlich war es gar nicht so willkürlich und unwissenschaftlich, wie es sich zunächst angefühlt hat. Meine Proben waren keine standardisierten Objekte, ich habe sie aus Zellen hergestellt, die ich für diesen Zweck züchten musste. Stoffwechsel, anwachsen lassen, vermehren über einige Tage, waschen, fixieren, anfärben und so viele Dinge mehr – man kann bei so vielen Variablen nicht über alles die Kontrolle behalten. Manchmal steckte eine Woche Arbeit in einem kleinen Deckgläschen. Nach jedem Schritt schaute man auf seine Zellen, lernte dazu, wurde erfahrener und bekam ein Gefühl dafür, ob die Zellen gut aussahen.
Schließlich war es meine Aufgabe ein neues Protokoll zum Fixieren von Zellen zu entwickeln. Es gab bisher nur eine Anleitung, die beschrieben hat, wie mit dieser einen, bestimmten Chemikalie, Gewebeschnitte fixiert werden konnten. Ich musste das für ein paar wenige Zellen auf Glas adaptieren. Ich hatte meine Testreihen vorbereitet, verschiedene Konzentrationen angesetzt und eine Liste vorbereitet, auf der stand welche Probe, wie lang in der Lösung bleiben sollte. Nachdem alles getan war, das Experiment abgeschlossen war, ging ich in den Keller zu den Mikroskopen und machte ein paar Bilder.
Eitelkeiten
Ja, ich habe “Bilder gemacht”, und nicht gemessen. Sogar durchs Okular habe ich geschaut. Der Anblick von leuchtenden Zellen, die ich von vorne bis hinten präpariert hatte, war eine Belohnung und schön an zu sehen. Der Physiker in mir rebellierte nicht mehr. Ich hatte verstanden, dass es nicht die eine, klar definierte Herangehensweise an das wissenschaftliche Arbeiten gab, oder besser gesagt: Ich hatte jetzt eine Ahnung davon. Als ich noch Diplomand war, bezeichneten mich meine alten Physiker-Kollegen als “Molekülschubser”, weil ich in die angewandte Laserphysik gegangen bin, und sie in der theoretischen Physik waren. Das war nicht böse gemeint, ein wenig freundschaftliches Necken, könnte man sagen. Aber es gab auch immer kleine Stiche gegen die anderen Disziplinen, etwas, dass wohl jeder Student kennt. Ein Physiker sagt über Chemiker, dass diese Leute ja auch nur “Physik der äußeren Valenzelektronen” betreiben, Mathematiker sind diejenigen, die den Physikern lediglich die Sprache liefern und Biologie ist eher eine Gesellschaftswissenschaft. In der Mathematik wird zwischen angewandter und reiner [sic] Mathematik unterschieden, und die Wissenschaftler beider Teilbereiche denken natürlich, dass jeweils ihre Seite besser ist. Ich glaube auch, dass sowohl Zoologe als auch Molekularbiologe jeweils meinen, ihr Fachgebiet sei die wahre Biologie. Jeder hat so seine kleinen oder großen Eitelkeiten, jeder tut natürlich genau das richtige, jeder betreibt natürlich die einzig wahre Forschung. Wäre dem nicht so, würde man auch nicht für sein Thema brennen, eine Grundvoraussetzung um in der Forschung zu arbeiten. Leidenschaft für sein eigenes Thema ist wichtig. Aber deswegen muss man noch lange nicht alle andere scheiße finden.
Leider ist das nur menschlich. “Nicht die wirklich wahre Wissenschaft” ist eine handliche Schublade, in die man toll andere Menschen, Auffassungen und Professionen stecken kann, und dann Zeit hat über andere Sachen nachzudenken. Ich glaube das jeder irgendwo Schubladen oder irgend ein anderes internes Kategorisierungssystem benutzt. Ich persönlich würde vermutlich durchdrehen, wenn ich nicht ein bisschen vorsortieren würde. Allerdings finde ich es auch besorgniserregend, wenn man nicht ab und zu mal die Schubladen auf macht und über einen Kategoriewechsel nachdenkt.
The big picture
Überall wird das interdisziplinäre Arbeiten verlangt, und es macht vollkommen Sinn. In den Naturwissenschaften verschwimmen die Grenzen. Die Angst vor schwarzen Löchern im LHC am CERN wurde vor ein paar Jahren durchs Dorf getrieben. Man vergisst leicht, dass hier das ganz Große, die Kosmologie, und das ganz Kleine, die Teilchenphysik, plötzlich Hand in Hand arbeiteten. Astroteilchenphysik ist noch kein so altes Feld. Aber hier handelt es sich um Kooperationen zwischen theoretischen Physikern. Die sprechen wenigstens die gleiche Sprache. Ein ebenso spannendes Feld sind die Lebenswissenschaften, da wo Biologie, Biochemie, Chemie, Biophysik***** und Medizin zusammenarbeiten müssen, schaue ich persönlich mit Sorge in die Zukunft. In diesem Bereich gibt es kein CERN, kein IceCube, schlicht kein großes Projekt, dass Bemühungen bündelt, weil sich die Welt halt nur eins dieser Dinge leisten kann. In den Lebenswissenschaften sind es viele einzelne Gruppen, die miteinander im Konkurrenzkampf stehen. Da werden keine Anzeigen im täglich erscheinenden Blätterwald geschaltet, das Marketing dieser Wissenschaft sind Vermarktungsrechte für Bio-Tech Firmen und die Anzahl von wissenschaftlichen Artikeln in Nature, Science, Cell geworden. Marketing, damit eine Gruppe für den nächsten Antrag gut da steht. Nimmt man jetzt noch Befindlichkeiten der beteiligten Fachbereiche hinzu, beginnt man vielleicht pessimistisch zu werden. Biochemiker, die über Chemiker die Nase rümpfen, Biologen die einem Biophysiker mit Pipette nicht trauen, Physiker die sich über Medizinier lustig machen, wenn letztere mal eine Maßeinheit falsch haben. Kann das funktionieren?
Was noch kommt
Man hört es allen Orten: Wir brauchen mehr und bessere Wissenschaftskommunikation. Aber häufig wird vergessen, dass auch die Kommunikation zwischen den Disziplinen nichts anderes als Wissenschaftskommunikation ist. Es wird Interdisziplinarität gepredigt und es gibt so gut wie keine Ausbildung in Wissenschaftskommunikation im Bachelor, im Master oder der Doktorarbeits-Zeit. Wenn man es schafft, eine Gruppe aus Doktoranden der oben genannten Disziplinen, an einen Tisch zu setzen und nicht jeder dieser Gruppe würde zunächst grundsätzlich die Herangehensweise der anderen anzweifeln, wäre viel gewonnen. Ich glaube, dass dies zur Zeit nur in Ausnahmefällen möglich ist – aber vielleicht sehe ich da auch zu schwarz. Wer den Austausch und das Verstehen unter den Disziplinen für nicht wichtig hält, ist kurzsichtig. Wer meint, dass es nicht wichtig ist, seiner Oma erklären zu können, wie Wissenschaft geht, ist herzlos. Wer meint, dass man die Öffentlichkeit über Wissenschaft nicht informieren müsse, der vergisst das die Öffentlichkeit die Steuern zahlt, die die Wissenschaft oft erst möglich machen. Und das traurige ist: Bei vielen Wissenschaftlern liegt die Wissenschaftskommunikation in der Schublade “hinderlich” oder “lästig”. Das sind zwei andere Worte für “scheiße”.
Aber es ist nicht alles aussichtslos. Nicht jeder Wissenschaftler denkt so, nicht jeder Student nimmt einen Scheuklappen-bewehrten Weg durch die eine Disziplin, nicht alles ist reiner Konkurrenzkampf. Beispiele dafür sind die beiden Software-Pakete in den Fußnoten. Menschen mit Kenntnissen der Computerwissenschaften haben in der Biophysik gearbeitet und Programme geschrieben, die einfach jeder benutzen kann. Ein kleiner Schritt, aber in die richtige Richtung. Und ich habe gelernt, dass es Situationen gibt, in denen man messen muss, und andere, in denen man Bilder macht. Das ist keine große Sache, ich bin deswegen nicht weiser als jemand anderes, ich bin höchstens ein bisschen weniger verbohrt als früher.
Abschließendes Wort des Physikers in mir: Man kann nicht alles toll und faszinierend finden. Um diesem Dilemma zu entgehen kann “alles andere scheiße finden” ein gutes Modell sein. Die Messdaten zeigen aber, dass “alles andere” nicht scheiße zu sein scheint. Das lässt nur einen, logischen Schluss zu: “alles andere scheiße finden” ist als Modell scheiße.
Fußnoten:
* Ich habe so gut wie immer an inversen Mikroskopen gearbeitet. Das Objektiv schaut dabei nach oben und ich lege meine Probe darauf.
** Geiler Typ, seit einer Konferenz in Bordeaux “le Boss” genannt.
*** direct STochastic Optical Reconstruction Microscopy
**** Beispielsweise rapidSTORM oder QuickPALM.
***** Biochemie ist fast nur Biologie, Biophysik ist fast nur Physik, physikalische Chemie ist fast nur Chemie, die Sichtweise auf einzelne Fächer ist immer geprägt von den jeweiligen Fakultäten, die klar von einander abgegrenzt sind.
orcid.org/0000-0003-0750-4757
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