16. Okt. 2018
Martin Kirchner vom Museum für Naturkunde in Berlin scannt den Schädel von Diademodon im neuen Computertomographen.

Martin Kirchner vom Museum für Naturkunde in Berlin scannt den Schädel von Diademodon im neuen Computertomographen.

Die Objekte in den Sammlungen der Naturkundemuseen geben viele Geheimnisse erst preis, wenn sie mit den richtigen Instrumenten bearbeitet werden. Das Museum für Naturkunde in Berlin hat jetzt einen hochmodernen Computertomographen für die Durchleuchtung seiner Fossilien und Nasspräparate in Betrieb genommen. Das Gerät kann Objekte bis 50 Zentimeter Größe und 35 Kilogramm Gewicht durchleuchten. Es wird zunächst für zwölf Monate im Probebetrieb laufen. Die Museumsbesucher können den Wissenschaftlern von Dienstag bis Freitag, jeweils von 13 bis 16 Uhr, über die Schulter blicken.

Langsam dreht sich hinter zentimeterdicken Bleiabschirmungen der dicht in Plastik verpackte Schädel von Diademodon, eines triassischen Säugetierverwandten, auf dem Objektträger. Vom Geschehen in der Belichtungskammer ist von außen nichts erkennbar, auf dem Bildschirm erscheint allerdings Schicht um Schicht ein detailliertes Röntgenbild des mehr als 200 Millionen Jahre alten Fossils. "Wir wissen immer noch gar nicht so viel über typische evolutionäre Strukturen, die an der Basis der Säugetiere entstanden, mit dem Computertomographen können wir zerstörungsfrei in den Schädel hineinschauen, ihn uns virtuell darstellen lassen", erläutert Johannes Müller, Professor für Paläozoologie und Leiter Micro-CT-Labors am Museum für Naturkunde in Berlin.

Nur mit großem Aufwand konnte der neue Computertomograph in den Erdgeschossraum des Museums für Naturkunde in Berlin transportiert werden.

Nur mit großem Aufwand konnte der neue Computertomograph in den Erdgeschossraum des Museums für Naturkunde in Berlin transportiert werden.

Bild: Museum für Naturkunde/Carola Radke
Ungewöhnlich ist die Aufstellung des Computertomographen im Museum für Naturkunde, Berlin. Sie ist den statischen Verhältnissen im alten Gebäude geschuldet.

Ungewöhnlich ist die Aufstellung des Computertomographen im Museum für Naturkunde, Berlin. Sie ist den statischen Verhältnissen im alten Gebäude geschuldet.

Bild: Museum für Naturkunde/Carola Radke
CT-Scan einer in Alkohol eingelegten Schlange im Museum für Naturkunde, Berlin.

CT-Scan einer in Alkohol eingelegten Schlange im Museum für Naturkunde, Berlin.

Bild: Museum für Naturkunde/Carola Radke
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Nur mit großem Aufwand konnte der neue Computertomograph in den Erdgeschossraum des Museums für Naturkunde in Berlin transportiert werden.

Bild: Museum für Naturkunde/Carola Radke

Ungewöhnlich ist die Aufstellung des Computertomographen im Museum für Naturkunde, Berlin. Sie ist den statischen Verhältnissen im alten Gebäude geschuldet.

Bild: Museum für Naturkunde/Carola Radke

CT-Scan einer in Alkohol eingelegten Schlange im Museum für Naturkunde, Berlin.

Bild: Museum für Naturkunde/Carola Radke

Diademodon gehört zu den Gattungen, die parallel zu den eigentlichen Säugetiervorfahren entstanden, sozusagen zu dem Buschwerk, das rings um den Stamm der Säugetiere wucherte. In den Schädel, der seit Jahrzehnten in der Sammlung des Naturkundemuseums liegt, hat man bislang nicht blicken können. Dabei wäre es zum Beispiel interessant, wie bei diesem ehemals zwei Meter langen Allesfresser das Gehör aussah. "Säugetiere haben ein spezielles Gehör, die Gehörknöchelchen haben sich speziell entwickelt, mit dem CT-Modell können wir einen virtuellen Ausguss des Gehirns machen und uns zum Beispiel ansehen, wie bei Diademodon das Gehör ausgesehen hat", so Müller.

Standplatzsuche war schwierig

Das Gerät, mit dem das gelingt, hat in der vergangenen Woche offiziell seinen Betrieb aufgenommen. Ein Sieben-Tonnen-Tomograph des Hamburger Röntgenspezialisten Yxlon, der vor allem Geräte für die Automobil- und Luftfahrtindustrie produziert. Nur mit Mühe konnten die Arbeiter des tonnenschwere Gerät in einen Saal des Erdgeschosses im Museumshauptgebäude bugsieren. Vom Nachbargrundstück musste es vorsichtig durch ein Seitenfenster gehievt und auf seinen sorgfältig ausgewählten Standplatz transportiert werden. Jetzt steht die aufwendige Anlage unorthodox schräg mitten im Raum. "Das ganze Gebäude ist unterkellert, diese Stelle ist eine der wenigen, die die 7,5 Tonnen Gesamtgewicht tragen können", berichtete Kristin Mahlow, CT-Technikerin am Museum für Naturkunde, die das Projekt von Museumsseite betreut.

Der Tomograph verfügt über zwei Röntgenröhren. Eine produziert Strahlen mit hoher Energie, die eine Auflösung von maximal sechs Mikrometern liefert, die Strahlung der zweiten ist schwächer, stellt dafür aber Details im Nanometermaßstab dar. Das rund 600.000 Euro teure Gerät steht die kommenden neun bis zwölf Monate im Rahmen einer Forschungspartnerschaft zwischen Museum und Hersteller im Erdgeschoß des historischen Museumsgebäudes. In dieser Zeit sollen die Möglichkeiten der Anlage ausgetestet werden. Vor allem soll sie an die Bedürfnisse der Naturwissenschaften angepasst werden, denn außer der Industrie hat Yxlon bislang nur Archäologen und Kunsthistoriker mit ihren Schätzen als Kunden gehabt. "Wir haben aber gesehen, wie riesig der Markt in den Naturwissenschaften ist", begründet André Beerling den Vorstoß seiner Firma. Das Museum für Naturkunde soll den Hamburgern als Referenz dienen.

Herausforderung für die Durchleuchtungstechnik

Dessen Bestände sind allerdings wirklich eine Herausforderung für die Durchleuchtungstechnik, denn sie bestehen eben nicht nur aus Fossilien. Ein zentraler Bestandteil der Berliner Sammlung sind die Nasspräparate von zahllosen Tieren, darunter etliche sogenannte Holotypen, also Präparate, auf denen die Erstbeschreibung einer Art basiert. Diese in Alkohol oder Formaldehyd eingelegten Objekte sind schwierig abzubilden. "Sie sind nicht sehr stabil und fallen auf dem Objektträger in sich zusammen", berichtet Kristin Mahlow, "wir entwickeln gerade die Tools, um zu erkennen, ob das Objekt in sich zusammengefallen ist." Die Software soll die Veränderung der Präparate nicht nur erkennen, sondern den Fehler auch in einem Arbeitsgang direkt beheben. "Das ist schwierig", so Mahlow  "so etwas gibt es noch nicht in einem Workflow."

Doch auch die Fossilien sind offenbar schwieriger zu scannen als gedacht. "Sie sind stark mineralisiert", erklärt Yxlon-Vertreter Beerlink, "da mit hoher Auflösung Details zu erkennen, aber auch durch das Objekt hindurch zu kommen, ist eine Herausforderung." In den kommenden zwölf Monaten soll diese Herausforderung mit Optimierung der Hardware, vor allem aber mit Software-Anpassungen gemeistert werden. Gleiches gilt für Metallteile in den Objekten, etwa bei den vielen Insekten-Präparate, die auf Metallnadeln aufgespießt sind und nicht von ihnen gelöst werden können, oder bei vielen Skeletten, die mit Metall stabilisiert wurden.

Die Wissenschaftler und Ingenieure haben bereits einen recht vollen Arbeitsplan für die zwölfmonatige Testphase. Schließlich soll der Tomograph in dieser Zeit zeigen, dass er die gewaltige Investition wert ist. Am Ende könnte er aber eine wertvolle Ergänzung bei der Digitalisierung der MfN-Sammlungen sein.