ISSN:
1432-1793
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Biology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung 1. Die zellulären Gefrier-und Abkühlungsresistenzen mariner Lamellibranchier aus verschiedenen Regionen zeigen deutliche Beziehungen zur geographischen Verbreitung der Arten und deren Exposition im Litoral. Boreale Muschelarten, die in exponierter Lage im Eulitoral überwintern, weisen eine größere zelluläre Gefrierresistenz auf als im Boden geschützter lebende Formen oder solche, die auf sublitorale Wasserschichten beschränkt sind. Gewebe von tropischen eulitoralen Muscheln ist ähnlich frostempfindlich wie das von Arten aus dem Sublitoral der gemäßigten. Zone. Untersuchungen der zellulären Gefrierresistenz an geographisch weit voneinander entfernten Populationen derselben Arten (Crassostrea virginica, Mytilus edulis, Macoma balthica) ergaben nur so geringe Abweichungen, daß bei ihnen nicht auf erbliches unterschiedliches Resistenzverhalten (Rassenbildung) geschlossen werden kann. Unter den litoralen Arten ein und desselben Expositionsgrades erweisen sich im Experiment solche als empfindlicher gegenüber Abkühlung und Gefrieren, bei denen in der freien Natur Massensterben in kalten Wintern bei extrem niedrigen Temperaturen beobachtet wird. 2. In normalem Meerwasser treten bei Lamellibranchiern aus dem oberen Litoral der temperierten Zone große jahreszeitlich bedingte Unterschiede der zellulären Gefrierresistenz auf. Dabei fällt das Resistenzmaximum jeweils in den Winter, das Minimum in den Sommer. Die geringe zelluläre Gefrierresistenz bei Muscheln aus dem Brackwasser weist dagegen, verglichen mit Werten von Exemplaren aus normalem Meerwasser, nur sehr kleine jahreszeitliche Schwankungen auf. 3. Ein ähnlich unterschiedliches zelluläres Resistenzverhalten, wie es sich bei Muscheln aus der freien Natur ergab, wird im Experiment durch Vorbehandlung der Tiere mit verschiedenen Temperatur-Salzgehalts-Kombinationen erreicht. Dabei haben niedrige Temperaturen zusammen mit hohen Salzgehalten die relativ größte zelluläre Gefrierresistenz zur Folge. 4. Die Anpassungsdauer bis zur endgültigen Einstellung der zellulären Gefrierresistenz ist nach Erniedrigung der Temperatur und gleichzeitiger Erhöhung des Salzgehaltes länger als bei alleiniger Änderung der Anpassungstemperatur. Die Zunahme der zellulären Gefrierresistenz nach Temperaturerniedrigung benötigt einen längeren Zeitraum als ihre Abnahme nach Temperatursteigerung. 5. Die erheblichen Steigerungen der zellulären Gefrierresistenz, die durch Exposition der Muscheln an der Luft, durch Hälterung in O2-armem Meerwasser sowie durch sog. Gefrierschutzsubstanzen (Glycerin, DMSO) erreicht werden können, werden im einzelnen sehr durch die Temperatur-und Salzgehaltsbedingungen während der Vorbehandlung modifiziert. 6. Bei Veränderung der Anpassungstemperatur im Bereich von 10° bis 23,5°C zeigt die subtropischtropische Art Chione cancellata eine, “sinnvolle” Adaptation der zellulären Abkühlungsresistenz, dagegen keine erfaßbare Änderung der geringen zellulären Gefrierresistenz. 7. auch Erhöhung des Ca-Gehaltes im Außenmedium wirkt sich auf die zelluläre Abkühlungs-und Gefrierresistenz mariner Muscheln unterschiedlich aus. Bei Abra alba hat sie eine erhöhte zelluläre Abkühlungsresistenz zur Folge, die zelluläre Gefrierresistenz wird dadurch bei Mytilus edulis aus dem Brackwasser nicht deutlich beeinflußt, bei Mytilus aus normalem Meerwasser dagegen erniedrigt. 8. Der nach Einfrieren und Auftauen isolierter Kiemen zunehmende Austritt von Aldolase (aus dem Cytoplasma) und von saurer Phosphatase (aus den Lysosomen) läßt auf frühzeitig eintretende Membranschädigungen schließen. Teilweise Inaktivierung von saurer Phosphatase wurde erst nach “Absterben” des Gewebes festgestellt.
Notes:
Abstract Cellular freezing and chilling resistances of different marine bivalve species have been measured comparatively, using isolated pieces of gill tissues. The species-specific resistance values correspond to the ecological behaviour and the geographical distribution of the species. Among marine animals from subarctic and boreal regions, cellular freezing resistance is significantly higher in species living, during the whole year, in the upper littoral than in bottom dwellers or sublittoral forms. Tissues of tropical littoral bivalves are very sensitive to freezing. Similar responses are obtained in deepwater species of the temperate zone. Studies on geographically separated populations of species from both sides of the Atlantic Ocean demonstrate small differences in cellular freezing resistance; no genetically fixed distinctions could be recognized. Among species within the same littoral habitat, those suffering from mass mortalities in extremely severe winters also exhibit comparatively lower cellular chilling and freezing resistances. In littoral bivalves from normal sea water, considerable seasonal variations of cellular freezing resistance occur; such variations are very small in specimens from brackisk waters. Maximum freezing resistance results from adaptation to low temperature combined with high salivity. The adaptation time required for reaching the final level of resistance depends on temperature and salinity. Also, the considerable increases in cellular freezing resistance caused by exposure to air, or to oxygen-deficient water, or by different organic compounds, are modified by temperature and salinity conditions during pretreatment. The subtropical-tropical species Chione cancellata, exhibits “meaningful” adaptation of cellular chilling resistance when the adaptation temperature is changed from 10° to 23.5°C; however, no comprehensible change in cellular freezing resistance occurs at the same time. Increased calcium contents of the external medium affect cellular chilling and freezing resistances of marine bivalves differently. Quick effluxes of aldolase (from cytoplasm) and of acid phosphatase (from lysosomes) after freezing and thawing of isolated gills indicate damage to membranes before cellular injuries are recognized by microscopical observations. Partial inactivation of acid phosphatase by exposure to freezing and thawing is only found after “death” of the tissue.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF00353644
Permalink