In situ studies of growth and pigmentation of the phaeophyceanNereocystis luetkeana

Kurzfassung

Nereocystis luetkeana erreicht während einer Wachstumsperiode eine Stiellänge von bis zu 25 m, wobei die durchschnittliche Verlängerungsrate 13 cm/Tag betragen kann. Sobald die Sporophyten die Wasseroberfläche erreichen, endet das Längenwachstum des Stieles, und es beginnt die Ausbildung des Sorus. Mit Hilfe von Felduntersuchungen sollte die Beziehung zwischen Wachstum und Umweltfaktoren geklärt werden. Pflanzen, die vom Tiefen in das Flache versetzt wurden, wiesen eine geringere maximale Verlängerungsrate und kurze Stiele auf. Allerdings entsprach die Stiellänge von Sporophyten, die am Aufwärtswachsen gehindert wurden, mehr der Stiellänge von Pflanzen in größerer als in geringerer Tiefe. An Umweltfaktoren wurden Salzgehalt, Temperatur, Nitratgehalt des Wassers und Spektralverteilung des Lichtes gemessen. Der letzte Faktor dürfte für das Stielwachstum entscheidend sein, möglicherweise wegen des Quotienten Rot/Dunkelrot, der vom Tiefen bis zur Wasseroberfläche hin abnimmt. Außerdem wurde der Einfluß von kurzfristigen Änderungen des natürlichen Unterwasserlichtes auf die Pigmentkonzentration vonN. luetkeana untersucht. Wurden Sporophyten von 4 m Wassertiefe bis nahe unter die Wasseroberfläche gebracht, so nahm der Gehalt an Chlorophyll a und c ab. Bei Pflanzen, die von 2 m Wassertiefe nach 4 m Wassertiefe verbracht wurden, zeigten sich allerdings nur geringfügige Änderungen des Chlorophyllgehaltes. Der Carotinoidgehalt blieb bei diesen Verpflanzungen unbeeinflußt.

Summary

1. Transplant studies ofNereocystis luetkeana indicate that the maximum rate of stipe elongation is a function of depth.

2. Salinity, temperature, nitrate concentrations and spectral irradiance were measured with depth and time, to learn which environmental factor or factors contributed to the pattern of stipe growth. Spectral irradiance showed the greatest and most consistent changes and is considered the principal factor affecting stipe elongation ofNereocystis luetkeana.

3. The depths at which stipes ofNereocystis luetkeana lengthened at a maximum rate corresponded to a decrease in the ratio of red to far-red wavelengths, suggesting the pattern of stipe growth may be a phytochrome-like response.

4. Photosynthetic pigments appear to respond to diurnal radiation with changes in concentration. Chlorophyll a and chlorophyll c in specimens collected at 4 m altered when the plants were kept at different constant depths for four hours. The chlorophylls of specimens from 2 m did not alter their concentrations. Carotenoids inNereocystis luetkeana from neither 4 m nor 2 m changed in concentration in response to altered depths.