Versuche über die Abhängigkeit der Atmung vonArenicola marina (Annelides Polychaeta) von Größe und Temperatur

Abstract

A knowledge of the rate of oxygen consumption is very important for the evaluation of many physiological and ecological problems. Among the many factors affecting respiratory rate, water temperature and body size are particularly considered here. The modifying effects of body size may be expressed mathematically by the allometric formula: y=b · w^a, where b represents the rate of O₂ consumption of an individual whose weight is expressed in a chosen metrical weight unity (i. e. in grams, ounces, etc.), anda represents the decrease of metabolic rate during growth. InArenicola the exponent is not the same at all temperatures tested. In most cases it lies between 0.7 and 0.8, i. e., between a weight proportional respiratory rate and a surface proportional one. Minimum values fora were found in experiments conducted in summer at 20° C and in spring at 15° C. They characterize an optimum efficiency of metabolism at these temperatures. Determinations of b demonstrated that metabolic rate ofArenicola is significantly less affected in spring (10° to 20° C) and autumn (10° to 25° C) than is usually known from biological processes. However, the temperature coefficients above and below these temperature ranges are very high. Another break in the temperature-rate curve could be demonstrated below 5° C in spring.

Zusammenfassung

1. Es wird die Größenabhängigkeit des Sauerstoffverbrauchs vonArenicola bei Temperaturen zwischen 2° C und 30° C in Versuchsserien im Frühjahr und Herbst gemessen.

2. Da der Sauerstoffverbrauch je Gewichtseinheit bei den Würmern keine konstante Größe darstellt, werden die Parametera und b der allometrischen Gleichung: y=b·w^a zur Auswertung der Versuchsergebnisse herangezogen.

3. Der Exponentα hat keine konstante Größe, sondern ändert sich mit der Temperatur. Sein Wert liegt fürArenicola im allgemeinen zwischen 0,7 und 0,8, was einer Zwischenstellung zwischen oberflächen- und gewichtsproportionaler Atmung entspricht.

4. Der Faktor b stellt die aus der Gesamtheit der Meßwerte — unter Berücksichtigung der Größenfunktion — berechnete Atmungsgröße eines Tieres von der Gewichtseinheit dar. b hat daher in der quantitativen Versuchsauswertung an die Stelle der einfachen Angabe O₂-Verbrauch : Gewicht zu treten.

5. Die Temperaturabhängigkeit des Sauerstoffverbrauchs vonArenicola ist durch Unstetigkeiten charakterisiert, worunter Temperaturbereiche verstanden werden sollen, in denen der Sauerstoffverbrauch erheblich über oder unter den nach der RGT-Regel zu erwartenden Werten liegt.

6. Aus diesen Unstetigkeiten erklärt sich die geringe Temperaturabhängigkeit des Stoffwechsels vonArenicola in dem Bereich zwischen 10° C und 20° C. Eine zweite Unstetigkeit verhindert bei den Würmern im Frühjahr ein zu starkes Absinken des Stoffwechsels unterhalb von 5° C. In vielen Versuchen findet man hier bei abnehmender Temperatur einen erhöhten Sauerstoffverbrauch.

7. Die Lage und Ausdehnung der Unstetigkeiten verschiebt sich im Verlauf des Jahres im Sinn der Milieu-Temperaturen.