Salzgehaltstoleranz von Meereisturbellarien und -nematoden

Die Meereisturbellarien und -ncmatoden wurden fü die unterschiedlichen Experimente ausgewählt d a sie zum einen dominante Vertreter der Meereismeiofauna sind und zum anderen leicht zu hälter und zu beobachten sind. Wegen der begrenzten Anzahl an Ver- suchstieren wurde das Experiment in zwei Phasen durchgeführ (siehe Tab. 2.3, Kapitel 2.8.3). Im ersten Teil wurden die Tiere in 12 Ansätze auf Salinitäte von 10 bis 6 5 % ~ getestet. Im zweiten Teil wurden dieselben Tiere einem weiteren Salinitätsspektru von 1 bis 1 0 0 % ~ ausgesetzt.

Acoela Acoela

3

. .

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 Zeit (Tage)

Abb. 3.64: CJberlebende acoele Turbellarien (%) im zweiten Teil des Experiments zur Salinitätstoleran bei Saiinitäte von 1 bis 45% (A) und 55 bis 100%0 (B). Die unterschiedliche Verweildauer bei ver- schiedenen Salinitaten ist durch den Versuchsaufbau bedingt.

Beide Taxa tolerierten ein weites Spektrum an Salzgehalten. Die acoelen Turbellarien Ÿberlebte Salinitäte von 5 bis 65% (Abb. 3.64). Bei 1 % ~ waren schon nach dem ersten Versuchstag Tiere gestorben und am 12. Tag lebten weniger als ein Drittel der Turbella- rien. Auch bei 75% war die Sterblichkeit deutlich erhtiht, hier lebten am 17. Tag nur noch 21 % der Tiere. Bei Salinitaten von 85 und 9 5 % ~ Ÿberlebte die acoelen Turbellari- en nur wenige Tage und bei Erreichen von 1 0 0 % ~ waren alle Tiere gestorben.

Von den Nematoden starben bei bei allen Salinitiiten einzelne Tiere. Variable aber ins- gesamt weniger als 50% Sterblichkeit zeigten die Nematoden bei Salinitäte von 5 bis 100%~ (Abb. 3.65). Lediglich bei 35% lebten am 13. Tag nur noch etwa ein Drittel der Nematoden. Bei 1 % ; ~ überlebte nach zwei Tagen noch 67% der Tiere und obwohl nach dem dritten Tag die Salzgehalte wieder erh6ht worden sind, waren nach fün Tagen alle Nematoden gestorben.

Nernaloda Nernatoda

-

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6 0

z f 4 0 D 0 0 2 0

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0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0

Zeit (Tage) Zeit (Tage)

Abb. 3.65: t'krlebende Nematoden (%) im zweiten Teil des Experiments zur Salinitätstoleran bei Sali- nitäte von l bis 45%; (A) und 5 5 bis 100%<. (B). Die unterschiedliche Verweildauer bei verschie- denen Saiinitätc ist durch den Versuchsaufhau bedingt.

Währen bei beiden Taxa jeweils ein 25%" Ansatz übe die ganze Versuchsdauer beibe- halten und beobachtet wurde, wurde das Überlebe der Eistaxa bei Salinitäte von 1 5 bis 65%0 sowohl im ersten als auch im zweiten Teil des Experiments in verschiedenen Ansätze untersucht (siehe Tab. 2.3, Kapitel 2.8.3). Hierbei konnte kein deutlicher Unterschied hinsichtlich der Überlebensrat im ersten und zweiten Teil des Experiments festgestellt werden. Lediglich von den Turbellarien Überlebte im 65%" Ansatz im ersten Teil des Experiments nach 12 Tagen 60%, währen im zweiten Teil alle Tiere überleb ten. Bei den Nematoden überlebte in den 35 und 55%0 Ansätze mit 38 bzw. 64% nach

12 Tagen im zweiten Teil des Experimens deutlich weniger Tiere als mit 80 bzw. 100%

im ersten Teil des Experiments. Insgesamt sind nach diesen Ergebnissen aber die Effek- te einer längere Hälterun in den Kulturen im zweiten Experimentteil sowie eine unter- schiedlich gute Anpassung an die verschiedenen Salinitaten in den beiden Versuchspha- Sen zu vernachlässigen Somit ktinnen die Ergebnisse beider Versuchsphasen miteinan- der verglichen werden.

In Abbildung 3.66 ist der relative Anteil der überlebende Turbellarien und Nematoden bei allen Salinitäte nach 12 Tagen dargestellt. Fü die in beiden Experimentteilen ein- gesetzten Salinitäte sind die Mittelwerte der Überlebende (in %) angegeben. Von den Turbellarien wurden Salinitäte von 5 bis 65%0 toleriert (79-100% Überlebende) Ober-

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100

Abb. 3.66: h r l e b e n d e acoele Turbellarie11 (A) und Nematoden (B) nach 12 Tagen bei Salinitaten von l bis 100700. Die Ergebnisse aus dem ersten und zweiten Teil der Experimente wurden gemittelt.

halb von 60% zeigten die acoelen Turbellarien bereits morphologische Veränderunge wie eine Schrumpfung des Körper und Abnahme der (Freß- Aktivität Bei Salinitäte von 1 bzw. 75%0 überlebte nach 12 Tagen nur wenige Turbellarien und bei Salinitäte oberhalb von 75% waren nach 12 Tagen alle Tiere gestorben. Bei Salinitäte ab 65%0 traten ungerichtete Bewegungen, wie z.B. schnelle Drehbewegungen auf der Stelle und eine deutliche Verminderung der Bewegungs- und Frefiaktivität auf. In einigen Fälle konnten die Turbellarien nur anhand mikroskopischer Beobachtung der Bewegungen ihrer Epidermiscilien als lebend eingestuft werden, währen die Tiere im Binokular völ lig reglos erschienen. Bei l%o überlebte nach 12 Tagen nur 27% der Turbellarien. Bei geringen Salinitäte von 1 bis 15 ^%O waren die Tiere g r o k r , heller und durchsichtiger (Bildtafel 3, Abb. C), zeigten aber bis 5%0 ein normales Freflverhalten und unvermin- derte Aktivität Bei 1960 waren die Bewegungen verlangsamt und die K6rperoberfläch einzelner Tiere wirkte beschädigt Einige Turbellarien überlebte 11 Monate bei 5 bis 15%0.

Die Nematoden zeigten nach 12 Tagen im Vergleich zu den Turbellarien eine etwas g r à ¶ k r Sterblichkeit bei allen Salinitäten Sie tolerierten aber einen weiteren Bereich an Salzgehalten von 5 bis 100%~, (56 bis 93% Ãœberlebende als die Turbellarien. Sichtbare morphologische Veränderunge traten bei den Nematoden nicht auf, sie zeigten jedoch bei extrem hohen und niedrigen Salzgehalten z.T. fü mehrere Tage keine Bewegungen.

Die Nematoden reproduzierten währen der Experimente, und bei Salinitäte von 5 bis 85%0 wurden juvenile Nematoden beobachtet. In den 9 5 und 1W%o Ansätze wurden sechs bzw. acht Tage nach Versuchscnde und einer Rückführu auf niedrigere Salinitä

ten bei 75%0 juvenile Nematoden beobachtet.

In den Versuchsgefäfle überlebte verschiedene Ciliaten, die entweder aus den Proti- stenkulturen stammten oder bereits zu Beginn der Experimente beim Einsetzen der Metazoen in die Zellkulturschalen pipettiert worden sind. Es handelte sich dabei vor- wiegend um die Arten Diophry sp. und die Gattung Euplotes, die bei 5, 45 und 95%0 beobachtet wurden (siehe Kapitel 3.5). Daneben traten in den 5% Ansätze zwei ver- schiedene Tintinnen auf, die nicht niiher bestimmt wurden.

Im Verlauf des Experiments wurden per Videobildanalyse die Konzentrationen an Algen erfa§t In dem Experiment zur Salinitiitstoleranz der Turbellarien wurde dabei ein Bereich von 1 bis 100% untersucht und bei den Nematoden ein Bereich von 5 bis 70%.

Die Gesamtabundanzen aller Algen mit Chloroplasten betrugen 8000 bis 93000 Zel- len/cm2 Kammerfläch (Tab. 3.19 und 3.20). Bei Salinitäte von 10 bis 65%0 war die Zellzahl (mit Chloroplasten) im Turbellarienansatz mit 63(KK) im Mittel etwas höhe als im Nematodenansatz mit 56000 ~ e l l e d c m ~ . Die Konzentration an Zellen ohne Chloro- plasten in den Turbellarienansatzen war mit 4300 im Mittel ebenfalls etwas h6her als im Nematodenansatz mit VW) ~ c l l e n l c m ~ .

Median

Tab 3.20: Abundanz der Algen (Zellen/cm*) mit Chloroplasten (+) und ohne Chloroplasten (-) im Experi- ment zur Salzgehaltstoleranz der NematOtien.

Chaetoceros sp. - Niizschia ingida +

Niizschia ingida - Navicula cuspidaia+

Navicuia cuspidafa- Niizschia iongissima+

Niizschfa iongissfma- Niizschia closterium + Nitzschia closterium - Naviwia sp.+

Navicuia sp:

Nilzschia arctica +

Navicula lransitans +

Navicula frensitans - Niizschia sanate +

Summe (+)

5 10 15 25 30 40 45 50 55 6 0 65 70 Mediar

8033 22785 12983 26485 60857 47063 70108 77898 52797 57255 63616 6 4 2 6 5 55026

Minimum Maximui 8033 1 77898

Die häufigst und bei allen Salinitiiten vorkommende Algenart war Chaefoceros sp.

(Abb. 3.67). Hohe Konzentrationen wurden bei Salinitäte von 15 bis 100%0 erreicht.

Bei geringeren Salinitäte nahmen die Konzentrationen von Chaetoceros sp. bis auf 8000 2ellen/cm2 ab. Die zweithäut'igst Algenart war Nitzschia frigidu (Abb. 3.67).

Währen im Nematodcnansatz die htichsten Konzentrationen dieser Art bei Salzgehal- ten von 30 bis 60% erreicht wurden, wurden im Turbellarienansatz die höchste Kon- zentrationen bei 60 bis 95x0 erreicht. Bei 100%0 trat Nitzschiufrigicla nicht auf. Die übri gen Algenarten erreichten mittlere Konzentrationen von bis zu 100 (0 bis 1500) Zel- len/cm2. In den Ansätze mit Turbellarien traten neben den in beiden Ansätze vorkom- menden Arten außerde noch Navicula ulgidu (bei 1 bis 95%0), Nitzschia cylindrus (bei 95%0), Gyrosigtna sp. und P1euros;gm sp. (bei 55%0) auf. Nitzschia seriata war im Nematodenansatz häufige als im Turbellarienansatz und kam insgesamt bei Salinitäte von 5 bis 75% vor. Nitzschia arctica und N. closterium traten bei verschiedenen Sali- nitäte von 1 bis 100%0 auf.

1 105

Salinilal (L) Salinilal (%)

Nilzschia frioida mit Chloroplasten 1500

Salinilä ( L ) Salinital ( L )

Abb. 3.67 A bis D: Zellzahl der dominanten Diatomeenarten im Turbellarienansatz (links) und Nemato- denansatz (rechts) des Experiments zur Salinitätstoleran bei Salinitäte von l bis 100760 bzw. 5 bis 70%0.

3.8.3 Salzgehalts- und Temperaturtoleranz von Meereisturbellarien und -