Physiologisch-chemische Charakteristik verschiedener Thallusbereiche vonFucus serratus

Abstract

Segments of five different thallus regions of the marine brown algaFucus serratus L. are physiologically and biochemically characterized with emphasis on certain aspects of their chemical composition and metabolism. Fresh weight, dry weight, and surface area values are intimately correlated. Fresh weight of the apical parts amounts to 1/3 of the basis, whereas dry weight of the same regions is only 1/5. The content of soluble and insoluble N-constituents shows characteristic differences between single thallus areas. Percentage of soluble nitrogenous compounds is least in thallus base. Pigment composition varies markedly with the age of the segments: pigment amounts are distinctly different in younger and older parts of the thallus, and even the relative proportions of the main pigments (chlorophylls and fucoxanthin) undergo measurable alterations. The content of carbohydrate constituents in different regions of the thallus is rather uniform; mean values for mannitol and alginate are 6.3 % and 28%, respectively. The content of laminarin is highest in the younger parts. All parts of theFucus thallus are photosynthetically active. A comparison of rates of photosynthesis indicates that the younger parts, especially the regions of growth and reproduction, are most active in carbon fixation. The¹⁴C-pattern of assimilates shows the general features of Phaeophyceae in all parts. In basal parts, however, remarkable amounts of¹⁴C-sucrose are additionally found. This is due to CO₂-fixation by the endophyticAcrochaete parasitica Oltm, which lives exclusively within the basal segments. The significance of these findings is discussed.

Zusammenfassung

• 1. Segmente aus verschiedenen Thallusbereichen der BraunalgeFucus serratus L. werden physiologisch-biochemisch in Teilbereichen ihrer chemischen Zusammensetzung und ihrer Stoffwechselleistungen charakterisiert.

• 2. Frischgewicht, Trockengewicht und Thallusoberfläche verschiedener Thallusbereiche sind in jeweils festgelegtem Rahmen korreliert. Das Frischgewicht der Thallusbasis beträgt bei Bezug auf die Flächeneinheit ca. das 3fache der apikalen Zuwachszonen, das Trockengewicht jedoch annähernd das 5fache.

• 3. Der Gehalt an löslichen und unlöslichen N-Verbindungen weist charakteristische Unterschiede zwischen den Thallusbereichen auf. Der Anteil der löslichen Stickstoffkomponenten ist an der Thallusbasis am geringsten.

• 4. Die Pigmentzusammensetzung ändert sich mit dem ontogenetischen Alter der Thallusegmente. Dabei unterliegen auch die relativen Verhältnisse der Hauptpigmente bemerkenswerten Veränderungen.

• 5. Die Kohlenhydratverteilung verhält sich vergleichsweise einheitlich und schwankt nur innerhalb geringer Grenzen. Der mittlere Gehalt an Mannit und Alginat beträgt 6,3 % bzw. 28 %. Das polymere Reservekohlenhydrat Laminarin ist in nachweisbaren Mengen nur in den jüngeren Thallusregionen enthalten.

• 6. Alle Teile desFucus-Thallus sind photosynthetisch aktiv. Beim Vergleich der Photosyntheseraten erweisen sich die jüngeren Thallusregionen als die stoffwechselaktivsten Abschnitte der Pflanze.

• 7. Die¹⁴C-Assimilatmuster entsprechen den bekannten Eigenheiten der Phaeophyceen. In den basalen Thallusregionen tritt dagegen zusätzlich¹⁴C-Saccharose auf. Der Nachweis dieses Assimilats findet seine Erklärung im regelmäßigen Vorkommen der endophytischen GrünalgeAcrochaete parasitica Oltm. in den älteren Thallusteilen.