Untersuchung über den Wasserwechsel der Seeigel und seine Bedeutung für Atmung und Exkretion

Abstract

Measurements of the quantities of sea water taken in by the mouth and expelled by the anus show thatEchinus esculentus L. drinks water at more or less regular intervals. The amounts of water taken in through the mouth increase allometrically in relation to body volume. Upon stimulation, drinking rate may rise to more than ten times the basic rate. Since the amount of water leaving the body through the anus exceeds that entering through the mouth, additional water must be absorbed through the body surface and excreted by the gut. The amount of water influx via body surface is especially high in smaller individuals. Drinking, influx and excretion of water are discussed with regard to respiration and excretion: hasty drinking, caused by stimulation, can increase the supply of oxygen to the perivisceral cavity, and subsequent excretion supports the removal of metabolic wastes. The following mechanism of water influx is proposed and discussed: As a consequence of excess K⁺ and Ca⁺⁺ ions in the ambulacral system, due to an ion pump, there exists a small inward directed osmotic gradient causing water to enter the lumina of the expanded tube feet. When the tube feet contract, most of the absorbed water is forced through the ampulla walls into the perivisceral cavity, from where it is actively excreted by the gut, together with metabolic wastes.

Zusammenfassung

1. BeiEchinus esculentus L. wurde die über den Mund aufgenommene und durch den After ausgeschiedene Wassermenge gemessen.

2. Die durch Trinken einverleibte Wassermenge nimmt allometrisch mit der Körpergröße zu. In erregtem Zustand ist eine Steigerung der Trinkrate um mehr als das 10fache möglich.

3. Die durch den After ausgeschiedene Wassermenge ist größer als die über den Mund aufgenommene. Das bedeutet, daß über die Körperoberfläche zusätzlich Wasser absorbiert und durch den Darm wieder ausgeschieden wird. Diese zusätzliche Wasseraufnahme ist bei den kleinen Individuen besonders ausgeprägt.

4. Die Bedeutung des Trinkens, des Wassereinstromes über die Körperoberfläche und die Ausscheidung durch den Darm wird im Hinblick auf Atmung und Exkretion diskutiert. Dabei ergeben sich folgende Schlußfolgerungen: Das hastige Trinken in erregtem Zustand kann die Sauerstoffversorgung im Körperinneren verbessern, die Wasserausscheidung über den Darm die Exkretion von löslichen Stoffwechselendprodukten fördern.

5. Für die Wasseraufnahme durch die Körperoberfläche und den Weg des Wassers durch den Körper wird folgender Mechanismus vorgeschlagen und diskutiert: Infolge eines mit einer Ionenpumpe verbundenen K⁺- und Ca²⁺-Überschusses in der Ambulacralflüssigkeit besteht ein geringer, einwärtsgerichteter osmotischer Gradient, der einen Wassereinstrom in die Lumina der expandierten Füßchen bewirkt. Durch Kontraktion der Füßchen wird das eingedrungene Wasser zum größten Teil über die Ampullenwände in das Metacoel gepreßt und vom Darm aktiv, zusammen mit Stoffwechselendprodukten, wieder ausgeschieden.