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Die Bedeutung einiger anorganischer Komponenten des Seewassers für die Turgorregulation vonChaetomorpha linum (Cladophorales)

The importance of some inorganic components of sea water for the turgor-regulation ofChaetomorpha linum (Chladophorales)

Abstract

Some algae of the intertidal zone are capable of regulating their turgor pressure. In 1896Drevs had already shown that this process is affected primarily by accumulation (positive turgor-regulation) or extrusion (negative turgor-regulation) of mineral salts and that transformation of stock material (e. g. starch) into osmotic active substances (e. g. sucrose) and vice versa plays no important role. His results are being confirmed by the present paper. InChaetomorpha linum (Müller)Kützing, lowering of salinity resulted in a significant release of potassium and chlorine (negative turgor-regulation). Changes in sodium content were only small. In algae exposed to a salinity of 30‰, the total sodium concentration was only about 10% that of the external medium. Salinity increase led to a marked accumulation (positive turgor-regulation) of potassium and chlorine. Even in this process sodium was engaged only to a small degree — despite its high concentration in the surrounding medium. In both cases internal changes in sodium content amounted only to about 5% of the total osmotic changes in the external medium. After transfer from 30‰ salinity into isosmotic artificial sea water without Ca··, a rapid loss of potassium and chlorine was observed. The abrupt decrease of the calcium content accompanied by a marked swelling of cell walls, leading to a significant reduction of cell space, is interpreted as ion exchange process changing the cell wall Ca.. against Na..

Zusammenfassung

1. Die negative Turgorregulation vonChaetomorpha linum nach Herabsetzung des Salzgehaltes im Außenmedium beruht in der Hauptsache auf einer Erniedrigung des osmotischen Potentials des Zellsaftes durch Abgabe von K. und Cl′.

2. Während der positiven Turgorregulation nach Erhöhung des Salzgehaltes im Außenmedium konnte umgekehrt eine starke Speicherung von K. und Cl′ beobachtet werden.

3. Das Natrium als wichtigstes Kation des Seewassers ist für beide Prozesse osmotisch kaum von Bedeutung. Die Änderung des Natriumgehaltes im Versuchsmaterial betrug in beiden Fällen nur etwa 10% der Änderung seines Chloridwertes und nur etwa 5% der Änderung seines osmotischen Gesamtpotentials.

4. Kalziummangel im Außenmedium führte zu einer starken Abgabe von KCl durch die Versuchspflanzen, welche dabei einen beträchtlichen Turgorverlust erlitten.

5. Die ebenfalls durch Kalziummangel bewirkte starke Verquellung der Zellwände wird im Zusammenhang mit der sprughaften Abnahme des Kalziumgehaltes der Versuchspflanzen auf einen Ionenaustauschvorgang zurückgeführt, bei dem das Zellwand-Kalzium durch Natrium ersetzt werden dürfte.

Zitierte literatur

  • Biebl, R., 1937. Ökologische und zellphysiologische Studien an Rotalgen der englischen Südküste.Beih. Bot. Centralbl. Abt. A 57, 381–424.

    Google Scholar 

  • Buchheim, A., 1915. Der Einfluß des Außenmediums auf den Turgordruck einiger Algen.Mitt. Naturf. Ges. Bern, 70–113.

  • Collander, R., 1939. Permeabilitätsstudien an Charazeen. III. Die Aufnahme und Abgabe von Kationen.Protoplasma 33, 215–257.

    Google Scholar 

  • Drevs, P., 1896. Die Regulation des osmotischen Druckes in Meeresalgen bei Schwankungen des Salzgehaltes im Außenmedium.Arch. Ver. Freunde Naturg. Mecklenb. 49, 91–135.

    Google Scholar 

  • Eppley, R. W., 1958. Sodium exclusion and potassium retention by the red marine alga,Porphyra perforata.J. gen. Physiol. 41, 901–911.

    Google Scholar 

  • —— &Cyrus, C. C., 1960. Cation regulation and survival of the red algaPorphyra perforata, in diluted and concentrated sea water.Biol. Bull. Woods Hole 118, 55–65.

    Google Scholar 

  • Höfler, K., 1931. Hypotonietod und osmotische Resistenz einiger Rotalgen.Öst. Bot. Z. 80, 51–71.

    Google Scholar 

  • —— 1932. Plasmolyseformen beiChaetomorpha und Cladophora.Protoplasma 16, 189–214.

    Google Scholar 

  • Kesseler, H., 1959. Mikrokryoskopische Untersuchungen zur Turgorregulation vonChaetomorpha linum.Kieler Meeresforsch. 15, 51–73.

    Google Scholar 

  • —— 1960. Morphologische und zellphysiologische Untersuchungen anChaetomorpha linum.Helgol. Wiss. Meeresunters. 7, 114–124.

    Google Scholar 

  • —— 1962. Beziehungen zwischen Atmung und Turgorregulation vonChaetomorpha linum.Ibid. 8, 243–256.

    Google Scholar 

  • Netter, H. 1951. Biologische Physikochemie. Akademische Verlagsges. Athenaion, Potsdam, 325 pp.

    Google Scholar 

  • Pauli, W. &Valkó, E., 1933. Kolloidchemie der Eiweißkörper. Theodor Steinkopff, Dresden-Leipzig.

    Google Scholar 

  • Steiner, M. &Eschrich, W., 1958. Die osmotische Bedeutung der Mineralstoffe.In: Handb. Pfl. Physiol.4, 334–354.

    Google Scholar 

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Kesseler, H. Die Bedeutung einiger anorganischer Komponenten des Seewassers für die Turgorregulation vonChaetomorpha linum (Cladophorales). Helgolander Wiss. Meeresunters 10, 73–90 (1964). https://doi.org/10.1007/BF01626099

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF01626099