Untersuchungen über das osmotische Verhalten der GrünalgeValonia ventricosa

Abstract

Among the marine Chlorophyta,Valonia ventricosa represents a pantropic species; one of its few extratropical localities is the island Ibiza in the Mediterranean. Our physiological investigations were carried out during several months between 1960 and 1963 in the coastal waters of Venezuela (Mochima Bay near Cumana). The following results were obtained: 1. The osmotic values (measured with the kryoskopic method) are 1 to 3 atm higher than those of the seawater (salinity 36–37 ‰). 2. Neither size nor age of the cells influence the osmotic characteristics of the cell sap. 3. A transfer from marine to distilled water causes a rapid decrease of the osmotic values (within 160 minutes from 26 to 2 atm). Due to the bigger relative surface, this decrease is more rapid in small cells than in the bigger ones. 4. In concentrated seawater with 31 atm the osmotic values of the cells did not change within 3 hours. 5. In more concentrated or in diluted seawater, the cells are irreversibly damaged within a short time.Valonia ventricosa can therefore be considered as a stenohaline aliga without any recognizable osmoregulation. 6. Addition of CaCl₂ delays the decrease of the osmotic value. 7. Chemical analysis of the cell sap demonstrates the well-known prevalence of potassium, which is 66 times more concentrated than in seawater. 8. The cell wall can be easily stained with methyleneblue and in this case the permeability for anorganic ions is probably reduced. 9. Photographs taken with the electron-microscope show in cross section the multilammellate nature of the cell wall and the change of the fibrillar-direction from one lamella to the other, giving the picture of a cross-fibrillar structure. Since the cells — in contradiction to those of otherValonia species — do not burst in distilled water, it must be assumed that the cell wall structure is able to resist high pressures (about 26 atm) or is characterized by a relatively low water-permeability.

Zusammenfassung

1.Valonia ventricosa ist eine pantropisch verbreitete marine Grünalge (einziger Fundort im Mittelmeer: Insel Ibiza). Die hier dargestellten Untersuchungen wurden an der Ostküste Venezuelas durchgeführt.

2. Die osmotischen Werte (kryoskopisch bestimmt) liegen 1 bis 3 atm über dem Wert des Meerwassers.

3. Wachstum und Alter der Zellen ändern den osmotischen Wert nicht.

4. Aus Meerwasser in destilliertes Wasser überführt, tritt sehr rasche Abnahme des osmotischen Wertes des Zellsaftes ein (innerhalb von 160 Minuten von 26 auf 2 atm).

5. Infolge der größeren relativen Oberfläche nimmt der osmotische Wert kleinerer Zellen viel schneller als der größerer.

6. In konzentriertem Meerwasser (31 atm) ändern sich die Zellsaftwerte innerhalb von 3 Stunden nicht.

7. In stärker konzentriertem Meerwasser sterben die Zellen rasch ab. Ihr Zellsaft wird damit zum Spielball der Außenbedingungen.

8.Valonia ventricosa ist somit ein stenohaliner Organismus ohne erkennbare Fähigkeit zur Osmoregulation.

9. Zugabe von CaCl₂ zum destillierten Wasser verlangsamt zunächst die Abnahme des osmotischen Wertes.

10. Die chemische Untersuchung des Zellsaftes zeigt auch bei dieser Art das Vorherrschen des Kaliums, das gegenüber dem Meerwasser 66fach konzentriert ist.

11. Die Zellwand färbt sich mit Methylenblau stark an, ist jedoch für diesen Farbstoff in keiner Richtung permeable. Angefärbte Zellwände scheinen eine geringe Ionenpermeabilität zu besitzen.

12. Elektronenoptische Untersuchnugen der Zellwände zeigen, daß diese aus 40 bis 50 Lamellen bestehen, wobei benachbarte Lamellen eine überkreuzte Paralleltextur (Fischgrätenmuster) besitzen. Da die Zellen — im Gegensatz zu anderenValonia-Arten — nicht in destilliertem Wasser platzen, muß die Zellwand entweder hohe Drucke auszuhalten vermögen oder eine relativ geringe Wasserpermeabilität besitzen.