Effects of short-term storage of gametes on fertilization of Pacific herring eggs

A method is described whereby arrays of samples ofClupea pallasi eggs may be stored during their preparation. The high fertilization potential retained by the eggs during short-term storage allows them to be fertilized synchronously when sample preparation is complete. A variation of the dry method of storage retained maximum fertilization potential (80–85%) of the eggs for about 1 hr, and of milt dilution (18 with 17 S sea water), about 7 hr. Following dry storage, eggs fertilized in salinities of 0–45 showed maximum rates of fertilization in salinities of 10–20, and fertilization rates 50% in salinities of 4.5–42. Salinities of fertilization influenced egg diameter, median hatching time, and larval length at hatching in egg samples transferred 21/2 hr after fertilization to an incubation salinity of 17 at 7°C. Fertilization rates were higher (90–95%) for eggs stored in 17 S at 7°C prior to fertilization. Under such wet storage conditions, maximum fertilization pontential was retained for about 2 hr. Highest fertilization rates (95–96%) were obtained for eggs stored and fertilized in salinities of 12–15. For the species and the area of origin considered (British Columbia), wet storage of eggs should result in maximum fertilization when the eggs are stored at 4°C for a period not greater than 2 hr prior to fertilization in the 12–15 S storage medium.Prepared under the auspices of the Canadian-German Scientific and Technical Cooperation Agreement.     

Mechanisms of intracellular isosmotic regulation: Fate of14C-labeled serum proteins in the shore crabCarcinus maenas after changed environmental salinity

Summary 1. Two individuals of the common shore crabCarcinus maenas, which had been maintained for 2 months in 11 S, were injected 100 µCi of¹⁴C-glucose and a¹⁴C-amino acid mixture in physiological saline during 5 days. They were the source of a¹⁴C-labeled serum protein, which was injected into the hemocoel of crabs which had been maintained for more than 2 months in 11 S. Six hours after injection the distribution of label and concentrations of serum proteins and free amino acids were investigated in 13 crabs, transferred to 38 S after the injection, and in 13 crabs (controls) which remained in 11 S.2. In crabs transferred from 11 to 38 S, proteolytic processes in serum increased; this was demonstrated by a decrease in serum proteins 6 hours after transfer. This assumption is confirmed by the fact, that¹⁴C-radioactivity in serum originating from serum proteins decreased by 44.4 % within 6 hours after transfer, whereas in controls it decreased by 32.6 %.3. Serum proteins have been metabolized in favour of low molecular intracellular intermediary products, such as amino acids, sugars, and organic acids, all contributing to the new intracellular osmotic pressure. This is shown by a significant increase in radioactivity of low molecular intracellular intermediary products.

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Mechanismen der intrazellulären isosmotischen Regulation: Das Schicksal von¹⁴C-markiertem Serumprotein der StrandkrabbeCarcinus maenas nach einem Wechsel der äußeren Salinität

Kurzfassung Individuen der StrandkrabbeCarcinus maenas, die zwei Monate in 11 S gehalten worden waren, wurden innerhalb von 5 Tagen 100 µCi¹⁴C-Glucose und eines¹⁴C-Aminosäuregemisches in physiologischer Lösung ins Hämocoel injiziert. Diese Tiere dienten als Quelle der benötigten¹⁴C-Serumproteinlösung, die anderen, über 2 Monate in 11 S gehaltenen Strandkrabben ins Hämocoel injiziert wurde. Eine Gruppe dieser Tiere wurde nach der Injektion in 38 S überführt, die Kontrollgruppe verblieb nach der Injektion in 11 S. 6 Stunden später wurden die Konzentrationen von Serumproteinen und freien Aminosäuren sowie die im Serum verbliebene Radioaktivität und die Radioaktivität in den gesamten niedermolekularen Intermediärprodukten bestimmt. Aus der signifikanten Abnahme des Serumproteins und der im Serum verbliebenen Radioaktivität sowie aus einer signifikanten Zunahme der Radioaktivität in den osmotisch aktiven Intermediärprodukten wird geschlossen, daß die intrazelluläre niedermolekulare organische Substanz, die während der Osmoregulation bis zu 100 % vermehrt werden kann, zu einem erheblichen Teil durch proteolytische Vorgänge im Serum der Tiere entsteht.

     

Über den Einfluß von Nahrung und Substratsalinität auf Verhalten,Fortpflanzung und Wasserhaushalt von Enchytraeus albidus Henle (Oligochaeta)

Zusammenfassung Enchytraeus albidus aus dem Anwurf mariner Algen an der Kieler Förde (Ostsee) erträgt als Nahrung die folgenden dort vorkommenden Pflanzen (Reihenfolge mit abnehmender Verträglichkeit): Fucus — Grünalgen —Seegras (Zostera) — Rotalgen (Delesseria). Diese Reihenfolge gilt für Nahrungsaufnahme, Fortpflanzungsrate und Überlebensdauer.Mit zunehmender Fäulnis des Nahrungssubstrates steigt die Zahl der Tiere, die aus ihm fliehen. Ihre Anzahl wird außerdem bestimmt durch den Salzgehalt des Substrates: Von 15–45 ist sie proportional der Substratsalinität. Bei 60 ist die Aktivität der Tiere bereits stark eingeschränkt.Bei Fucus-Nahrung ertragen auf Sand gehaltene Tiere eine Salinität von 60–70 länger als 4 Wochen, auf Filtrierpapier dagegen nur 50 für durchschnittlich 1 Woche. Die obere Fortpflanzungsgrenze liegt bei 40 Salzgehalt im Substrat. Bei 5 werden die meisten Kokons abgelegt. Die Sterblichkeit im Kokon ist bei 15 am geringsten. Auf den Substratsalinitäten 0–15 ist die Entwicklungsdauer im Kokon signifikant kürzer als auf Substraten von 30 und 40. Enchytraeus hat sich als Rückwanderer zum Meer mit einer sekundär erweiterten Poikilosmotie an den neuen Lebensraum angepaßt. Er kann eine Binnenkonzentration entsprechend etwa 72 längere Zeit ertragen. Auf niedrigen Salzgehalten besitzt er eine ausgeprägte Hypertonieregulation.

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Summary Enchytraeus albidus was fed with Fucus, green algae, Zostera marina and Delesseria. Judging from absorption of food, rate of reproduction and duration of life, the animals preferred the plants in the sequence given above.As the putrefaction of a Fucus substrate advances, more and more enchytraeids leave it. A changing salinity of the substrate also influences the number of emigrating worms, increasing it from 15–45, but decreasing it towards 60. Fed with Fucus E. albidus tolerates a salinity of 60–70 on sand for more than 4 weeks, on filter paper only 50 for about one week.Reproduction is possible at salinities up to 40. Cocoon production is most frequent at 5. The mortality of young worms within the cocoons is lowest at 15. The incubation period is significantly shorter at salinities of 0–15 than at 30 and 40.As a terrestrial immigrant to the seashore Enchytraeus albidus secondarily enlarged its range of poikilosmosis, tolerating a concentration of 72 in its coelomic fluid for some time. At low salinities it maintains a remarkable degree of hyperosmosis.

     

Erbrütung der Eier von Dorsch(Gadus morhua), Flunder(Pleuronectes flesus) und Scholle(Pleuronectes platessa) unter kombinierten Temperatur- und Salzgehaltsbedingungen

Zusammenfassung 1. Die Eier von Dorsch (Gadus morhua L.), Flunder (Pleuronectes flesus L.) und Scholle (Pleuronectes platessa L.) der westlichen Ostsee wurden unter kombinierten Salzgehalts-Temperaturbedingungen (0°–16° C, 7–42 S) erbrütet. Es wurde untersucht, inwieweit die Embryonalentwicklung durch das Zusammenwirken von Temperatur und Salzgehalt beeinflußt wird.2. Die optimalen Temperatur- und Salzgehaltsbereiche für die Erbrütung von Dorsch, Flunder und Scholle wurden festgestellt. Für den Dorsch konnten drei Versuche mit unterschiedlichem Material durchgeführt werden. Die optimalen Temperaturund Salzgehaltskombinationen für die Erbrütung von Dorscheiern betrugen: (a) 6°–8° C bei 25–30 S, (b) 4° C bei 20–33 S und (c) 4°–6° C bei 33 S. Für die Flundereier wurde als optimale Temperatur-Salzgehaltskombination 4° C und 33 S gefunden. Die untersuchten Scholleneier entwickelten sich bei 6° C und 20 S am besten.3. In nicht-optimalen Temperatur- und Salzgehaltsbereichen war ein Absinken der Überlebensrate und verstärktes Auftreten morphologischer Anomalien an Embryonen und Larven zu verzeichnen. Als charakteristische Schädigungen traten Verkrümmungen der caudalen Körperregion auf. Larven, die in schwach salzigem Wasser gehalten wurden (20 und 15 S), litten an Dottersackquellung, was bei den Flunderlarven zu Kieferdeformationen führte.4. Als wahrscheinliche Ursache für die Verkrümmungen und Verwachsungen des Schwanzes wurde ein durch extreme Temperaturen allgemein gestörtes Zusammenwirken der Enzyme diskutiert.5. Die Wirkung hoher und niedriger Salzgehalte wurde in der Diskussion auf eine Störung im embryonalen Stoffwechsel zurückgeführt, die durch Änderung im Ionenmilieu der Zelle hervorgerufen wird.6. Mit zunehmender Aussüßung des Erbrütungswassers konnte bei allen untersuchten Eiern Entwicklungsverlangsamung beobachtet werden. Bei hohen Erbrütungstemperaturen wurden die Unterschiede in der Entwicklungsgeschwindigkeit geringer.7. Der für die Erbrütung optimale Salzgehalt änderte sich in Abhängigkeit von der Inkubationstemperatur. Ebenfalls war die optimale Erbrütungstemperatur in Abhängigkeit vom Salzgehalt des Erbrütungsmediums veränderlich. Extrem niedrige Salzgehalte (15 und 20 S) wurden im Bereich der Optimaltemperaturen oder bei niedrigen Temperaturen besser ertragen.8. Bei allen drei untersuchten Fischarten wurde das Auftreten von Brackwasserrassen in der Ostsee erörtert und für wahrscheinlich gehalten.

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Rearing the eggs of cod(Gadus morhua), flounder(Pleuronectes flesus) and plaice(Pleuronectes platessa) under combined temperature and salinity conditions

Eggs of Baltic cod (Gadus morhua L.), flounder (Pleuronectes flesus L.) and plaice (Pleuronectes platessa L.) have been reared under combined temperature and salinity conditions (0°–16° C, 7–42 S). Combined temperature and salinity influences on embryonic development were investigated. Optimum temperatures for the rearing of cod eggs range from 4° to 8° C, and optimum salinities from 20 to 33 S. Flounder eggs develop best at 4° C and in 33 S, and plaice eggs at 6° C and in 20 S. Suboptimum conditions result in lower percentages of larval hatching and survival, and increased morphological anomalies such as curvature of tail and body. Low salinities (20 and 15 S) cause swollen yolk sacs which, in experiments with flounder eggs, lead to jaw deformities. Rearing at low salinity decreases speed of development. Optimum salinity varies as a function of incubation temperature and influences variations in optimum rearing temperature. Extremely low salinities (20 and 15 S) are tolerated best at optimum or lower temperatures. From the results of these experiments it can be concluded that brackish water races of these fishes are likely to exist in the Baltic Sea.

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Diese Arbeit wurde als Dissertation unter der Leitung von Herrn Prof. Dr.K. Lillelund am Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft der Universität Hamburg angefertigt. Für die Drucklegung wurde die Arbeit geringfügig gekürzt und in ihrem Wortlaut abgeändert.     

Beiträge zur kenntnis der chitonen

F. Zusammenfassung Die Eiablage von Trachydermon cinereus bei Helgoland erfolgt von Ende August bis in den Oktober hinein, also relativ spät. Die Eier werden einzeln abgelegt, ohne jede Schleimmasse.Die Entwicklung der Eier in der Schale dauert im Durschschnitt etwa 80 Stunden bei einer Wassertemperatur von 19–20°C. Die Umdrehungszeit der Embryonen beträgt 30–50 Sekunden pro Umdrehung. Die Schlagfrequenz der Zilien ist etwa 100–120 pro Minute.Der Embryo crzeugt durch krampfartige Streckungen seines Körpers in der Hauptachse einen Riß in der Schale, der in der Regel am apikalen Pol entsteht. Durch weitere Streckungen, unterbrochen durch Ruhepausen von einigen Minuten, schiebt sich der Embryo langsam durch diese relativ kleine Öffnung. Die Dauer des Schlüpfens dürfte im allgemeinen 24–26 Studen betragen.Die Larven schwimmen nur relativ selten und nur für kurze Strecken mit taumeInder Bewegung. Etwa 8–10 Stunden nach beendetem Schlüpfen beginnt die Metamorphose.     

The effects of various temperature-salinity combinations on the body form of newly hatchedCyprinodon macularius (Teleostei)

Summary 1. Spawning groups of the teleostCyprinodon macularius kept at 28° C in air-saturated water of 35 salinity were allowed to spawn at intervals of 3 to 4 days. Their eggs were transferred 4 hours after fertilization into a variety of temperature-salinity combinations and the newly hatched young fixed within 60 minutes. The body form of these young was then examined by measuring 13 different length, depth and width dimensions.2. All 13 dimensions vary as a function of the temperature and salinity conditions effective during incubation. The dimension versus temperature plot results in differently shaped curves in the three test salinities.3. In fresh water, body length decreases above and below 32° to 33° C, while the various depth and width measurements increase. Maximum total length values are therefore correlated with minimum depth and width values; the body tends to become deeper and wider in the lowest and highest temperatures tested.4. In 35 body length decreases progressively with increasing temperature, especially near the upper critical temperature (34°, 35° C). All depth and width dimensions measured tend to decrease more or less harmoniously; hence there is little change in body form (isometry).5. In 70 body length decreases rapidly from 26° to 28° C but changes little in the next higher temperature level (31° C). All depth and width dimensions measured tend to change proportionally (often not quite as harmoniously as in 35 ).6. It seems possible that the increasing degree of disharmony in the order 35 < 70 < fresh water is related to the fact that(a) all eggs tested were laid and fertilized in 35 and remained there for 4 hours before being transferred into the test salinities and(b) 35 affords near optimum conditions for growth and reproduction. It seems possible that the structural consequences of exposure to the different incubation media may be different if spawning took place in fresh water or 70 instead of in 35 .7. Body depth and width tend to increase with decreasing salinity, resulting in rounder fish in fresh water with less surface area per unit volume.8. Body dimensions (length as well as depth and width) are significantly smaller in 70 than in fresh water or 35 .9. Changes in body dimensions of hatching fry may be related to the concomittant changes in the amounts of dissolved gases, especially O₂, in the various temperature and salinity combinations employed.10. Environmental effects during very early ontogeny are of paramount importance for the functional and structural properties of the individual and may modify its ecological capacities.

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Die Wirkungen verschiedener Temperatur-Salzgehalts Kombinationen auf die Körperform frischgeschlüpftercyprinodon macularius (Teleostei)

Kurzfassung Eier des KnochenfischesCyprinodon macularius wurden 4 Stunden nach dem Laichakt in verschiedene Temperatur-Salzgehalts Kombinationen überführt und unter kontrollierten Bedingungen erbrütet. Alle zum Laichen angesetzten Elterntiere besaßen einen ähnlichen genetischen Hintergrund (Nachkommen eines einzigen Ausgangspaares) und waren während ihres ganzen Lebens bei 28° C und 35 S gehalten worden. Die frischgeschlüpften Jungfische wurden möglichst rasch fixiert und 13 ihrer Körperdimensionen vermessen. — Alle vermessenen Dimensionen werden durch Temperatur und Salzgehalt des Inkubationsmediums beeinflußt. Trägt man die Dimensionen gegen die Inkubationstemperatur auf, so ergeben sich in den drei Testsalzgehalten unterschiedliche Kurvenzüge. In Süßwasser nimmt die Körperlänge von 28° bis 33° C zu, verringert sich aber merkbar bei 34° C; Körpertiefe und -breite verhalten sich praktisch umgekehrt; die größte Länge wird also bei einer intermediären Temperaturstufe erreicht und ist korreliert mit Minimalwerten für Tiefe und Breite (v-förmige Kurven); die größte Tiefe und Breite wird in den niedrigsten (28° C) und in den höchsten (34° C) Testtemperaturen erreicht. In 35 verringert sich die Körperlänge mit abnehmender Temperatur und sowohl die Tiefe als auch die Breite des Körpers verändern sich nahezu direkt proportional (weitgehend isometrisches Wachstum). In 70 nimmt die Körperlänge von 26° nach 28° C rapide ab, zeigt aber bei 31° C nur geringfügige Veränderungen; Tiefe und Breite verändern sich harmonisch; das Ausmaß der Isometrie ist jedoch zumeist geringer als in 35 . Mit abnehmendem Salzgehalt verringert sich der Oberflächen/Volumen-Quotient des Körpers. Die Befunde werden im Lichte früherer Untersuchungen anC. macularius und ähnlicher Studien an anderen aquatischen Organismen eingehend erörtert. Zweifellos kommt dem Einfluß der Umwelt — insbesondere während der sehr frühen Ontogenie — eine hervorragende Bedeutung zu für die funktionellen und strukturellen Eigenschaften und damit für die ökologische Potenz des aufwachsenden Individuums.

     

Über die Bindung von Kalzium in Ei und Larve von Paracentrotus lividus

Zusammenfassung Bei der Befruchtung der Eier vonParacentrotus lividus (Roscoff) werden ins Seewasser Substanzen abgegeben, die mit Oxalat in schwach alkalischer Lösung (Seewasser) fällbar sind. In Anschluß an frühere Befunde wird vermutet, daß wenigstens ein Teil dieser Fällung aus Kalziumoxalat besteht, und daß demzufolge Ca bei der Befruchtung ins Seewasser abgegeben wird. Pro ccm Eier beträgt diese Veränderung 0,20 mg Ca. Die Veränderung ist statistisch gesichert.Im Seeigelei sind etwa 66 % des Kalziums in nicht ultrafiltrierbarer Form, d. h. in schwerlöslichen oder kolloidalen Substanzen, vorhanden. Die Bindung von Ca folgt dem Gesetz der Massenwirkung. Die Eier können mehr Ca binden als im Ei vorhanden ist. Normal werden 7,77 Mikromol Ca per ccm Eier gebunden. Graphisch läßt sich berechnen, daß bei 11,7 Mikromol Ca das maximale Bindungsvermögen der Eier bei dem gegebenen pH erreicht ist. In alkalischer Lösung (pH 8,5–9) nimmt das Bindungsvermögen stark zu: die Eier können dann zwei- bis dreimal soviel Ca enthalten als normal. Bei pH 8,5–9 haben die eben befruchteten Eier nach einer Stunde Behandlung etwa zwei- bis dreimal soviel Ca aufgenommen wie die nicht befruchteten.Bis auf die oben beschriebenen bei der Entwicklungserregung eintretenden geringfügigen Veränderungen des Ca-Gehaltes bleibt die Ca-Menge derParacentrotus-Eier konstant auf 0,46 mg Ca per ccm Eier bis 15 Stunden nach der Befruchtung.Dann steigt sie parallel mit dem Auswachsen der Skelettstäbe und beträgt 40 Stunden nach der Befruchtung etwa 5 mg per ccm Eier, zehnmal mehr als bei den unbefruchteten Eiem.     

Vergleichende Untersuchungen zur Atmungsphysiologie euryhaliner Gammariden unter besonderer Berücksichtigung der Salzgehaltsanpassung

Zusammenfassung 1. Der respiratorische Stoffwechsel der euryhalinen AmphipodenGammarus locusta (L.),G. oceanicus Segerstråle,G. salinus Spooner,G. zaddachi Sexton undG. duebeni Lilljeborg wurde in einer Durchflußapparatur auf polarographischem Weg bei einer Temperatur von 15° C untersucht.2. Bei allen fünf Arten wurden die Beziehungen zwischen Sauerstoffverbrauch(y) und Körpergewicht (x) in Abhängigkeit vom Salzgehalt (30 und 10 ) geprüft und die Parameter der allometrischen Funktiony =a · x ^b ermittelt (vgl. Tab. 1).3. Der Regressionskoeffizientb, der die Größenabhängigkeit des Stoffwechsels kennzeichnet, weist artspezifische Unterschiede auf und ist abhängig vom Salzgehalt. Dieser zeichnet sich — mit Ausnahme vonG. duebeni — bei einer Salinität von 30 durch höhere Werte aus als bei 10 und ist in allen Fällen signifikant verschieden. Die Größenabhängigkeit des Stoffwechsels liegt im Bereich zwischen einer Gewichts-und einer Oberflächenproportionalität bzw. sogar darunter (b = 1-0,6).4. Ein interspezifischer Vergleich des Faktorsa, der die aus der Gesamtheit der Meßwerte berechnete Atemgröße von der Gewichtseinheit charakterisiert, ergibt, daß die Stoffwechselintensität in der Reihenfolge vonG. locusta überG. oceanicus, G. salinus, G. zaddachi bis zuG. duebeni fortschreitend abnimmt. Der durchschnittliche O₂-Bedarf von Flohkrebsen mit einem Lebendgewicht von 0,1 g reicht bei 30 von 17,1 mm³/h(G. locusta) bis zu 7,1 mm³/h(G. duebeni).5. Die Veränderungen des O₂-Verbrauchs nach einem sprunghaften Salinitätswechsel und der zeitliche Ablauf der Salzgehaltsanpassung wurden unter vergleichenden Gesichtspunkten untersucht. In Abhängigkeit von der Salinitätstoleranz der einzelnen Arten erfolgte eine Überführung von 10 in 30 , von 30 in 45 , von 30 in 10 und von 10 in 3 .6. Bei einem Wechsel aus verdünnten in konzentriertere Medien geht der Adaptationsprozeß wesentlich rascher vonstatten und ist mit geringeren Änderungen der Atmungsintensität verknüpft als bei Überführungen in umgekehrte Richtung. Die Anpassungszeiten bis zum Erreichen eines neuen, gleichbleibenden Stoffwechselniveaus liegen zwischen 3 und ungefähr 30 Stunden.G. duebeni verfügt über ein besseres Kompensationsvermögen als die anderen Arten, unter denenG. locusta die relativ geringste Regulationskapazität aufweist.7. Bei Nahrungsentzug sinkt die Stoffwechselrate. Messungen anG. oceanicus haben ergeben, daß die Atmungsintensität nach 20–24 Stunden gegenüber den Ausgangswerten um ca. 15 % abfällt und sich auch innerhalb der folgenden 5 Tage nur unwesentlich verringert.8. Der Aktivitätsstoffwechsel adulter Flohkrebse beträgt etwa das 2 1/2–3fache des Ruheumsatzes. Unter Grundumsatzbedingungen kann eine ausgeprägte Rhythmik der Ventilationsbewegungen der Pleopoden zutage treten.9. Während der Häutung nimmt die O₂-Aufnahme um das 2,2- bis 3,9fache des mittleren Normalverbrauchs zu. BeiG. locusta wurden die höchsten, beiG. duebeni die niedrigsten Stoffwechselsteigerungen verzeichnet.10. Verschiedene stoffwechselphysiologische Aspekte, insbesondere das Problem der Salzgehaltsanpassung und der damit verbundenen osmo- und ionenregulatorischen Prozesse, werden diskutiert. Die Stoffwechselleistungen der einzelnenGammarus-Arten werden verglichen und zu ihren Umweltansprüchen in Beziehung gesetzt.

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Comparative investigations on the respiratory physiology of euryhaline gammarids with special reference to salinity adaptation

Metabolic rates were measured of the euryhaline amphipodsGammarus locusta (L.),G. oceanicus Segerstråle,G. salinus Spooner,G. zaddachi Sexton, andG. duebeni Lilljeborg at 15° C by means of flow-through polarographic respirometry. The relationships between oxygen consumption (y) and body weight (x), expressed by the equationy = a · x ^b, under the influence of two salinities (10 and 30 ) were investigated. The regression coefficients (b), which describe the slopes of the regression lines, reveal significant differences for the salinities tested. Except forG. duebeni, higher values were obtained in 30 than in 10 . In the five species, metabolism as a function of size is characterized by regression coefficients ranging from 1 to 0.6. An interspecific comparison of the parametera, representing the intercept on they axis, exhibits a decrease in oxygen requirements in the orderG. locusta, G. oceanicus, G. salinus, G. zaddachi, G. duebeni. The respective values for 0.1 g (fresh weight) animals range from 17.1 to 7.1 mm³ O₂/h (30 ). Experiments on the alterations in metabolic rates following osmotic stress were designed to provide information on time course and capacity of adaptation to salinity. Depending on the salinity tolerances of the species, the responses after abrupt transfers from 10 to 30 , 30 to 45 , 30 to 10 and 10 to 3 were recorded. Changes from more concentrated to more dilute media induce less extensive alterations in respiratory rates and lead to faster adaptation to new salinity levels than transfers in the opposite direction. A new steady state of metabolic rate following salinity stress may be reached after 3 to about 30 hours.G. duebeni exhibits higher capabilities for compensatory adjustments than the other species.G. locusta was shown to be least capable of compensating for salinity changes. Oxygen consumption declines during starvation and attains a fairly constant level, reduced by ca. 15 %, 20 to 24 hours after the beginning of fast, as demonstrated inG. oceanicus by long-term experiments over 6 days. In adult individuals, activity metabolism exceeds standard rates by about 2 1/2 to 3 times. Under basal conditions, distinct respiratory ventilation rhythms of pleopod beating may occur. In addition, the time course of respiratory alterations during moulting was measured. At exuviation, oxygen uptake increases the mean respiratory rates 2.2 to 3.9 times. Some physiological and ecological aspects are discussed, mainly with respect to salinity adaptation and the processes of osmotic and ionic regulation involved. Metabolic rates of gammarid species are compared and related to environmental requirements. The similarity in the functional responses of the sibling speciesG. zaddachi andG. salinus is emphasized.

     

Zur Überwindung der biologischen Grenze Meer—Land durch Mollusken

Zusammenfassung Die Überwindung der biologischen Grenze zwischen Meer und Land durch Mollusken ist bisher nur wenig im Hinblick auf physiologische Umstellungen untersucht worden. Unter diesem Aspekt wurden Experimente durchgeführt an Alderia modesta, einem amphibisch lebenden Opisthobranchier des unteren Supralitorals, und an Ovatella myosotis, einer Pulmonate, die im oberen Supralitoral vorkommt. Alderia zeigt eine relativ enge Salinitätstoleranz. Zu hohe und zu niedrige Salzgehalte hemmen die Entwicklung, führen zu Mißbildungen bei der Embryonalentwicklung und lassen adulte tiere rasch eingehen. In Beziehung zu der Salinität der angrenzenden Gewässer (Brackwasser der Ostsee und der Ästuare, Meerwasser der Nordsee) existieren verschiedene Biotypen, die auf Aussüßung und hohe Salzkonzentration unterschiedlich reagieren.Die weiter ins Supralitoral vorgedrungene Ovatella myositis hat eine wesentlich breitere Salinitätstoleranz. Schädigungen der Adulten treten auf Süßwasser nicht, auf Salzwasser erst oberhalb von 55 auf. Durch schrittweise Adaptation können höhere Konzentrationen ertragen werden. Der Toleranzunterschied zwischen den untersuchten Populationen ist genetisch bedingt. Eiablage, Embryonalentwicklung und Wachstum erfolgen im Bereich zwischen 5 und mindestens 50 Substratsalinität.Physiologisch wird diese große Salinitätstoleranz durch ein fast durchgehendes poikilosmotisches Verhalten ermöglicht. Auf sehr ausgesüßtem Substrat sind die Schnecken stark hypertonisch (auf Süßwasser hat das Binnenmedium auf 7), im ganzen übrigen Bereich weniger stark (3–4 über der Substratsalinität). Im oberen Extrembereich vermögen die Tiere diese Hypertonie offenbar nur schwer aufrechtzuerhalten (vgl. S. 149).Die Veränderungen von Gastropoden auf dem Wege vom Meer über das Supralitoral zum Land werden diskutiert; im Gebiet der Salzwiesen läßt sich ein günstigeres Schema zu dieser Frage aufstellen als bei den bisher meist zitierten Littorinen.

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On the emigration of gastropodes from the sea: Studies on Alderia modesta and Ovatella myosotis

Summary Up to now little attention has been paid to the phylogenetic emigration of gastropods from the sea: almost nothing is known about the physiological changes which enable snails to live in terrestrial habitats. To help solve this question, experiments were carried out on Alderia modesta, an opisthobranch slug of the lower supralittoral, and Ovatella myositis, a primitive pulmonate snail of the upper supralittoral. In each case two subspecies were studied.North Sea Alderias differ from their Baltic counterparts in size and salinitytolerance. The difference in size between Ovatella of the Mediterranean and of the Baltic is very slight. There is a marked difference, however, in the salinity-tolerance. Alderia modesta survives in a comparatively narrow range of different salinities. The optimum is between 10 and 20 for Baltic specimens and between 15 and 35 for those of the North Sea. The results are the same in and out of water. Ovatella can live on a freshwater substratum as well as on 55. Specimens of the Mediterranean can even become adapted to 90. Flooded with water of differrent salinities the tolerated range becomes markedly smaller. Eggs are produced between 5 and 50 (Baltic specimens) or 5 and 65 (Mediterranean specimens). All eggs develop without being damaged between 5 and 40 and 10 and 45 respectively. The optimal salinity-concentration for growth and egg-production is 10. Salinity-concentrations below and above these marks disturb the development. In one spawn-mass some eggs cleave normally, others become deformed, and again others do not cleave at all. This heterogeneous reaction points to the existence of something like a physiological polymorphism in regard to salinity-tolerance. The salinity-concentration of the blood of Ovatella was measured after a long-term acclimatisation. Ovatella is poikilosmotic and slightly hypertonic (3–4) throughout almost the whole range of salinities it tolerates. On extremely low concentrations it becomes more hypertonie; on extremely high concentrations it becomes nearly isotonic.

     

Über den Einfluß des Salzgehaltes auf die photosynthetische Leistung verschiedener Standortformen vonDelesseria sanguinea undFucus serratus

Zusammenfassung 1. Es wurde untersucht, welchen Einfluß kurzfristige und langfristige Salzgehaltsveränderungen auf verschiedene Standortformen der RotalgeDelesseria sanguinea und der BraunalgeFucus serratus haben. Als Kriterium des Lebenszustandes wurde die photosynthetische Leistung gewählt. Die Algen wurden folgenden Salzgehaltskonzentrationen ausgesetzt: 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 S.2. Die Versuche ergaben, daß kurzfristige Konzentrationsveränderungen (30 min) — sowohl Erniedrigung als auch Erhöhung des Salzgehaltes — die photosynthetische Leistung stimulieren. Ein langfristiger Aufenthalt (24 Std) unter den veränderten Bedingungen bewirkt, sofern diese innerhalb der Toleranzgrenzen der Algen liegen, einen Ausgleich der anfänglichen Stimulation. Außerhalb der Toleranzgrenzen liegende Konzentrationen rufen nach der Stimulation eine Leistungsdepression hervor. Bei Rückübertragung in den Ausgangssalzgehalt sind die Depressionen teilweise reversibel.3. Im hypotonischen Milieu verhalten sich die Delesserien der verschiedenen Standorte (Helgoland, Kattegat, Kieler Bucht) gleich: in 5 S treten starke Depressionen auf. Nordsee-Delesserien sind im hypertonischen Milieu weniger empfindlich, sie zeigen noch bei 50 S eine gesteigerte photosynthetische Leistung. In diesem Bereich sind die Ostseeformen schon schwer geschädigt. Am empfindlichsten gegenüber allen Konzentrationsänderungen ist die BrackwasserformDelesseria sanguinea formalanceolata aus der Kieler Bucht.4.Fucus serratus aus dem Litoral von Helgoland zeichnet sich im Gegensatz zu der submers lebenden Form der Ostsee, die sich ähnlich wieDelesseria verhält, in allen untersuchten Konzentrationsbereichen durch eine unveränderte photosynthetische Leistung aus. Die beiden Standortformen vonFucus entsprechen gemäß der Einteilung vonMontfort (1931) dem resistenten Typ und dem Stimulations-Depressionstyp.

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On the influence of salinity on photosynthetic performance of various ecotypes ofDelesseria sanguinea andFucus serratus

The phaeophyceanF. serratus and the rhodophyceanD. sanguinea came from the North Sea (30 S) and the Baltic Sea (15 S). The activity of photosynthesis was taken as a criterion of algae vitality. Experiments were made in salinity concentrations of 0, 5, 10, 15, 20, 30, 40 and 50 S. Thirty-minute exposures to sub- or supranormal salinities stimulate photosynthesis. Within their physiological salinity ranges the algae assume normal photosynthetic rates within 24 hours. Extreme salinities cause a reduction in photosynthetic activity; this reduction mostly disappears, however, after re-transfer into normal salinity conditions. At 5 S all test individuals ofDelesseria from different locations exhibit a reduction of photosynthetic rates. At 50 SDelesseria from the North Sea still show increased activity, whileDelesseria from the Baltic are already severely damaged. The brackish-water formD. sanguinea (formalanceolata) is most sensitive to salinity variations. The photosynthetic activity ofF. serratus from Helgoland does not vary in all salinities employed. The range of test salinities corresponds to that of the habitat in the littoral zone, where high salinities occur during air exposure, and low salinities, during rainfall. By contrast, inF. serratus from the Baltic Sea occurring only in the sublittoral zone, photosynthetic rates are similarly affected by salinity as inDelesseria.

     

Zur Dynamik exploitierter Populationen vonTisbe holothuriae (Copepoda,Harpacticoida)

Zusammenfassung 1. An wöchentlich mit Raten von 0,10; 0,30; 0,50; 0,70 oder 0,90 exploitierten Populationen des harpacticoiden CopepodenTisbe holothuriae Humes wurde unter konstanten Bedingungen (22° C, 30 S) die Abhängigkeit der Reproduktionsleistung, des Geschlechtsverhältnisses, der Entwicklungsdauer und der Überlebenszeit von der Exploitationsrate untersucht.2. Es lassen sich drei Klassen von Eisäcken unterscheiden: (a) Eisäcke mit Entwicklung aller Eier bis zum schlüpfenden Nauplius, (b) Eisäcke mit Entwicklung nur eines Teils der Eier und (c) Eisäcke, aus denen keine Nauplien hervorgehen. Eine Abhängigkeit von der Entnahmerate besteht bei den Anteilen an Eisäcken, bei denen aus allen Eiern oder aus keinem Ei Nauplien hervorgehen.3. Der Anteil an Eisäcken, aus denen keine adulten Individuen hervorgehen, ist bei allen Entnahmeraten größer als der Anteil, aus dem keine Nauplien schlüpfen. Der Unterschied entsteht durch Eisäcke, bei denen unmittelbar nach dem Schlupf sämtliche Nauplien sterben.4. Die Zahl der pro 100 Eisäcke im Mittel produzierten Eier, Nauplien und adulten Individuen ist abhängig von dem Mittel der mittleren Populationsdichten zwischen den Entnahmen.5. Bei allen Befunden wird die durch die Exploitationsrate beeinflußte mittlere Populationsdichte zwischen den Entnahmen als die unmittelbarer wirkende Einflußgröße angesehen.6. Bei höherer Entnahmerate beziehungsweise geringer mittlerer Populationsdichte zwischen den Entnahmen werden im Mittel pro Eisack mehr Eier, Nauplien und adulte Individuen produziert als bei geringer Entnahmerate beziehungsweise höherer mittlerer Populationsdichte zwischen den Entnahmen. Es scheint die Tendenz zu bestehen, unabhängig von der Entnahmerate einen durch die Kulturbedingungen als Führungsgröße vorgegebenen Sollwert der Biomasse zu erreichen und konstant zu halten.7. Die Sterberate der Nauplien ist bei der Entnahmerate von 0,90 herabgesetzt. Das Reproduktionspotential wird allerdings selbst bei dieser Entnahmerate nur etwa zur Hälfte ausgenutzt.8. Außer bei der Entnahmerate von 0,90 werden im Mittel pro Eisack mehr Embryonen gefunden als Nauplien schlüpfen. Die relative Häufigkeit der Eier und Eisäcke, in denen keine Embryonen gefunden werden, zeigt keine Anhängigkeit von der Entnahmerate beziehungsweise der mittleren Populationsdichte zwischen den Entnahmen.9. Bei isolierten zeigt sich unmittelbar nach der Isolierung eine Abhängigkeit der Frequenz der Eisackbildung von der Entnahmerate beziehungsweise der mittleren Populationsdichte zwischen den Entnahmen. Es scheint, als erführen die Individuen durch die Populationen, aus denen sie stammen, eine Prägung, die in der Isolation allerdings bald verlorengeht.10. Das Geschlechtsverhältnis ist abhängig von der Entnahmerate beziehungsweise der mittleren Populationsdichte zwischen den Entnahmen. Bei der Entnahmerate von 0,90 überwiegt die Zahl der , bei der Entnahmerate von 0,10 die der .11. Bei isolierten Brutsätzen konnte eine Abhängigkeit der embryonalen Entwicklungsdauer von der Entnahmerate beziehungsweise der mittleren Populationsdichte zwischen den Entnahmen beobachtet werden. Eine Beeinflussung der Überlebenszeit adulter sowie der Geschwindigkeit der Entwicklung vom geschlüpften Nauplius bis zum adulten Individuum konnte bei den isolierten Brutsätzen nicht festgestellt werden.12. Das mittlere Gewicht eines Individuums im adulten oder Copepoditstadium und die mittlere Länge des adulten stehen in inverser Beziehung zur mittleren Populationsdichte zwischen den Entnahmen.

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On the dynamics of exploited populations ofTisbe holothuriae (Copepoda, Harpacticoida)III. Reproduction, sex ratio, rate of development and survival time

In weekly exploited populations of the harpacticoid copepodTisbe holothuriae Humes, effects of exploitation rate on production of eggs, embryos, nauplii and adults, as well as frequency of egg-sac formation, rate of development of embryos and nauplii and survival time of adult females were studied under conditions of surplus food supply at 22° and 30 S. Three classes of egg sacs could be distinguished: (a) Egg sacs in which all eggs developed until hatching of the nauplii, (b) egg sacs in which only part of the eggs developed, and (c) egg sacs with eggs that did not hatch at all. The fraction of egg sacs giving rise to no adult individual is larger at all exploitation rates than the fraction of egg sacs giving no nauplius. This difference is caused by the fact that some egg sacs produce nauplii, all of which die shortly after hatching. The mean number of eggs, nauplii and adults produced per egg sac depends on the mean average population densities between exploitations. In general, the mean average population densities between exploitations are considered to be a more immediate causal agent than the removal rate. At a higher removal rate or a lower density between exploitations, more eggs, nauplii and adults are produced per egg sac than at a lower removal rate or at a higher density. There seems to be a tendency to reach and to keep constant a set point of biomass, rather than population size, the culture conditions being the controlling variable. Death rate of nauplii is lowered at the exploitation rate of 0.90, and even at this highest removal rate only half of the eggs gave rise to adult individuals. Except at the exploitation rate of 0.90, more embryos per egg sac are found on the average than hatched nauplii, implying death of a certain number of embryos during development. The relative frequency of eggs and egg sacs in which no embryos could be detected shows no dependency upon the removal rate or mean population density between exploitations. In isolated females, an inverse relationship has been found between the frequency of egg-sac formation and the average population density between exploitations shortly after isolation. There seems to be some imprinting by the populations in which the specimens are living. Sex ratio is influenced by the removal rate or the average population density between exploitations in such a way that at the removal rate of 0.90 there is a surplus of males while at the rate of 0.10 a surplus of females is found. In isolated broods an inverse relationship between embryonic developmental rate and average population density between exploitation could be established. No influence of population density on rate of development of juvenile stages and survival time of adult females could be observed in equally isolated broods. The average weight of an individual in the adult or copepodid stage, and the average length of an adult female are inversely related to the average population density between exploitations.

     

The relation between soil water tension and rate of development of the eggs of Tipula oleracea and T. paludosa (Diptera, Nematocera)

The mean incubation time in control conditions (saturated blotting paper with pF less than ) was 6.18 days for T. oleracea and 11.0 days for T. paludosa at a temperature of 20°. Fertile T. paludosa eggs increased their weight by just over half between the ages of two and three days. Both fertile and infertile T. oleracea eggs increased weight by about a fifth in the first ten minutes and fertile ones further increased by just over half between the ages of 36 and 48 hours. Eggs on soil of pF values up to 3.6 developed at a similar rate to eggs in control conditions while development at pF 4.2 took longer. The duration of the mid-incubation swelling was not affected by pF up to the value of pF 3.6 but was longer at pF 4.2. The logarithm of the duration of the initial weight increase of T. oleracea varied in direct proportion to pF between values of pF 0.8 and 4.2.

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Zusammenfassung Eine Methode zur Messung der Entwicklungsgeschwindigkeit der Eier bei 20±5° und einem pF (= log cm Wasserdruck) von wird beschrieben.Die durchschnittliche Entwicklungsdauer der Eier betrug unter Kontrollbedingungen (auf gesättigtem Löschpapier bei pF ) 6,18 (T. oleracea) oder 11,0 Tage (T. paludosa). Befruchtete Eier von T. paludosa vermehren im Alter von 2–3 Tagen ihr Gewicht um ungefähr die Hälfte. Befruchtete und unbefruchtete Eier von T. oleracea erhöhten ihr Gewicht in den ersten 10 Minuten um etwa ein Fünftel und befruchtete vergrößerten es im Alter von 36–48 Stunden weiter um ungefähr die Hälfte.Auf Erde bei pF bis 3,6 entwickeln sich die Eier mit ähnlicher Geschwindigkeit wie unter Kontrollbedingungen. Bei pF 4,2 dauerte die Entwicklung bedeutend länger. Die Dauer der Eischwellung im mittleren Entwicklungsstadium blieb bis zu pF 3,6 gleichfalls unverändert, war aber bei pF 4,2 bedeutend länger. Die Dauer der anfänglichen Gewichtserhöhung der Eier von T. oleracea wechselt mit dem pF. Der Logarithmus der Dauer der Initialgewichtszunahme ändert sich in direkter Abhängigkeit zum pF zwischen den Werten 0,8 und 4,2.

     

Distributional success of the marine seaweedFucus vesiculosus L. in the brackish Baltic Sea correlates with osmotic capabilities of Baltic gametes

To understand the unique success of the marine seaweedFucus vesiculosus L. (PHaeophyceae) in the brackish Baltic Sea, the performance of gametes from Baltic [4.1–6.5S (Salinity)] and marine populations was studied. Sperm from BalticF. vesiculosus swam with a path velocity of c. 30–110 m/s and could fertilize eggs in waters of salinities from 4 to 33S. In their natural water, Baltic sperm were not negatively phototactic, unlike marine sperm in seawater; this should decrease the sperm:egg concentration at the seafloor and reduce the likelihood of polyspermy. Marine (Iceland, Sweden) sperm in seawater had a path velocity of c. 80–100 m/s, but performed poorly and could not fertilize eggs in natural or artificial Baltic water 6S; therefore, Baltic populations have adapted or acclimated to their brackish habitat. Baltic populations appear better adapted to their natural low salinities because, even after culturing Baltic and marine individuals in water from both the Baltic (6.5S) and the marine Skagerrak (21S), Baltic sperm were in both cases still able to swim and fertilize eggs at lower salinities (4S) than marine sperm; fertilization never occurred between marine gametes at 4–6S. However,F. vesiculosus acclimates to some salinities, since sperm from Baltic and marine males that had been cultured at 21S swam better (higher velocity, proportion that were motile and/or linearity) in marine salinities (21–33S) than when they were cultured at 6.5S. The effects of salinity on sperm motility and fertilization were osmolar rather than due to specific ionic requirements, over the tested range. The osmolalities (< c. 100 mmol/kg) at which fertilization success of Baltic gametes decreases nearly to zero correspond to the osmolality of Baltic water at the northernmost limit of distribution ofF. vesiculosus in the Baltic Sea. Therefore, the present range ofF. vesiculosus in the Baltic appears to correspond to the osmotic tolerance of the gametes. Very small natural or anthropogenic increases in ambient osmolality would be likely to cause a substantial expansion of this species into the inner Baltic.     

Biologische Beobachtungen bei der Aufzucht von Heringsbrut

Zusammenfassung Im Frühjahr und Sommer 1960 wurden auf Helgoland die Aufzuchtversuche an Heringsbrut wieder aufgenommen. Als Elterntiere dienten Frühjahrslaicher aus der Elbmündung und der Kieler Bucht und eine Kreuzung Kieler Hering × Clyde-Hering.Erbrütung und Aufzucht erfolgten vornehmlich in kleinen Steinzeug-Bekken (120 1) mit Seewasserdurchfluß in einem temperaturkonstanten Raum mit diffuser, künstlicher Beleuchtung. Bei den Temperaturversuchen wurde die Brut bis zur Resorption des Dotters bei ca. 5°, 8°, 11° und 14° C gehalten. Später wurde in allen Becken die gleiche Temperatur angestrebt, die in den folgenden Monaten von 8° auf 14°C anstieg.Bei Verlassen des Eies waren die kalt erbrüteten Larven länger und verfügten über weniger Dotter als die warm erbrüteten. Am Ende des Dottersackstadiums hatten aber die bei 8°C gehaltenen Larven die größte Körperlänge erreicht.In einer weiteren Versuchsserie wurde die Brut gleicher, konstanter Temperatur, aber verschiedenem Salzgehalt ausgesetzt. Die bei 15, d.h. unter annähernd isotonischen Bedingungen gehaltenen Larven waren sowohl beim Schlüpfen als auch am Ende des Dottersackstadiums am längsten. Bei hohen Temperaturen (> 11°C) war die Schlüpfrate der Eier stark herabgesetzt. Die optimale Befruchtungs- und Schlüpfrate der Brut des Küstenherings lag im Gegensatz zum Nordsee-Bankhering im Bereich niedriger Salzgehalte (15 bis 20).Bezüglich der Größe und der Schlüpfrate konnten keine Unterschiede zwischen den Kiel × Kiel- und Kiel × Clyde-Larven festgestellt werden.Bei der Aufzucht traten zwei Phasen hoher Sterblichkeit auf. Die Mehrzahl der Larven starb bald nach der Resorption des Dotters, wahrscheinlich infolge unzureichender Ernährung. Die besten Überlebensraten wurden bei einem großen Angebot von frischgefangenem Zooplankton vermischt mitArtemia-Nauplien erzielt. Als weitere Todesursache junger Larven wurde das Auftreten von Gas im Darm beobachtet. Durch sorgfältige Beseitigung der Luftblasen von der Wasseroberfläche ließ sich diese Krankheit vermeiden.Nach einigen Wochen trat eine zweite Mortalitätsphase auf, der meist Larven von etwa 16–20 mm zum Opfer fielen. Die Anfälligkeit dieser Larven hängt vielleicht damit zusammen, daß bei ihnen die Kiemen noch nicht funktionstüchtig sind, das Verhältnis von Körpermasse zu -oberfläche aber immer ungünstiger wird.Etwa 5% der Larven überstanden auch diese Mortalitätsphase (0,1 bis 0,3% aller geschlüpften Larven), sie legten bei 25 mm Körperlänge Wirbel an und metamorphisierten, als sie 30–35 mm lang und 3–4 Monate alt waren. Trotz der hohen Verluste konnten die Versuche zeigen, daß es möglich ist, Heringslarven unter kontrollierten Bedingungen in kleinen Becken und bei künstlicher Beleuchtung bis zur Metamorphose aufzuziehen.Abschließend werden einige mögliche Verbesserungen in der Aufzuchttechnik genannt und die biologische Bedeutung der Konditionsunterschiede der Larven aus den verschiedenen Erbrütungsexperimenten kurz diskutiert.

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Summary Rearing experiments on herring were done using eggs and sperm from spring spawing herring of the Elbe estuary and Kiel Bight. A successful cross fertilization was also made between the eggs of a Kiel female and the sperm of a Scottish (Clyde) male herring, the sperm having been frozen for about six weeks.The eggs were incubated and the larvae reared at temperatures of about 5, 8, 11 and 14°C in 120 1 earthenware tanks with a sea water circulation, the apparatus being contained in a constant temperature room with artificial lighting. The temperatures were equalised in the tanks after the larvae had resorbed their yolk sacs and the temperature was then allowed to rise slowly from about 8°C to 15°C during the rearing phase.At high temperatures (greater than 11°C) the percentage hatching was much reduced. At hatching the larvae incubated at the lower temperatures tended to be longer and have less yolk than those larvae hatched at higher temperatures. At the end of the yolk sac stage the larvae kept at 8°C were longest.No differences in size or percentage hatching were observed between the Kiel × Clyde cross and its Kiel × Kiel control.In further experiments eggs and larvae were kept at a constant temperature but at different salinities. The highest percentage fertilization and hatching was found in a salinity of 15–20 (in contrast to that of North Sea Banks herring). The larvae were longest both at hatching and at the end of the yolk sac stage when kept in a salinity of 15 (isotonic conditions).There were two main phases of mortality during rearing. Most larvae died at the end of the yolk sac stage probably due to inadequate suitable food. The best survival was found in tanks where the larvae were fed on wild plankton andArtemia nauplii. Another cause of death was swallowing of air bubbles. This mortality was reduced by careful removal of air bubbles from the water surface and by keeping the surface very clean.After this initial phase of mortality there was good survival for some weeks until the larvae reached a length of 16–20 mm. The cause of death at this stage might have been due to respiratory difficulties caused by the gills not yet being functional and by the increasingly unfavourable relationship between body area and volume.About 5% of larvae which survived beyond the yolk sac stage (or 0,1 to 0,3% of hatched larvae) developed vertebrae at a length of 25 mm and metamorphosed when 30–35 mm long and 3–4 months old.These experiments show that it is possible to rear herring larvae to metamorphosis using controlled conditions in small tanks and with artificial light.Means of improving our rearing techniques are given and the biological implications of the differences in size of herring larvae reared under different conditions are discussed.

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(Mit 6 Abbildungen und 5 Tabellen im Text)

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Die Untersuchungen wurden ermöglicht durch Reisestipendien des Department of Agriculture and Fisheries of Scotland und des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten und durch Sachbeihilfen der Deutschen Wissenschaftlichen Kommission für Meeresforschung.     

Plastommutationen nach R?ntgenbestrahlung vonArabidopsis Thaliana (L) Heynh.

Zusammenfassung Nach Röntgenbestrahlung vonArabidopsis thaliana wurde in der X₁-Generation auf Grund einer intraindividuellen Musteranalyse sowie entsprechender Kreuzungen eine gesicherte Erhöhung der Rate von plasmonisch bedingten Blattfarbveränderungen festgestellt. Bei der Mehrzahl dieser X₁-Pflanzen waren die mutierten, zumeist weißen Gewebe sektorialchimärisch angeordnet; Schecken, wie sie durch eine zufallsgemäße Entmischung erblich verschiedener Plastiden entstehen, fanden sich nur in 8,3% aller Fälle. Verschiedene der induzierten Formen konnten durch einen cytologischen Nachweis von Plastiden-Mischzellen als Plastom-Mutanten identifiziert werden. Insgesamt stieg die Häufigkeit der sicher erwiesenen Fälle von Plasmonabänderungen im Mittel zweier Versuche von einer Spontanrate um max. 0,07 nach Samenbestrahlung auf 1,95 und nach einer Bestrahlung von Zygoten auf 0,95. Damit wurde erstmalig die Möglichkeit aufgezeigt, auchdie Mutationshäufigkeit extrachromosomaler Erbstrukturen durch eine Röntgenbestrahlung zu erhöhen.Mit 5 TextabbildungenHerrn Professor Dr. A.Scheibe zum 60. Geburtstag gewidmet.     

The uptake of water by eggs of the termiteHodotermes mossambicus (Hagen) (Isoptera)

Summary Fertilized eggs ofHodotermes mossambicus took up water progressively during the last 15–16 days of the 24–25 day incubation period. Both the large eggs from founding pairs and the small eggs from mature colonies approximately doubled in weight. Infertile eggs, 50% of which survived for 14 days, showed a lower rate of water uptake.The eggs could take up water when they were in contact with the liquid. Under subsaturated conditions, the reproductives provided the liquid while tending the eggs, but in contact with free water the eggs could still maintain their water balance in the absence of the reproductives. However, tending was essential for the eggs to survive, even in the presence of free water.

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Zusammenfassung Die befruchteten Eier vonHodotermes mossambicus nahmen während der letzten 15–16 Tage der 24–25 tägigen Inkubationsperiode Wasser auf. Sowohl die grossen Eier aus jungen Kolonien als auch die kleinen Eier aus 1-jährigen Kolonien verdoppelten in etwa ihr Gewicht. Unbefruchtete Eier, von denen nur 50 % nach 14 Tagen am Leben blieben, nahmen langsamer Wasser auf.Die Aufnahme von Wasser in den Eieren erfolgte in Berühring mit Flüssigkeit. Bei nicht ganz gesättigter Luftfeuchtigkeit versorgten die Geschlechtstiere die Eier mit Flüssigkeit aus ihren Speicheldrüsen, dagegen konnten die Eier bei Kontakt mit Flüssigkeit auch in Abwesenheit der Geschlechtstiere ihren Wassergehalt aufrecht erhalten. Trotzdem mussten auch bei Kontakt mit Wasser die Geschlechtstiere die Eier versorgen, um deren Ueberleben zu gewährleisten.

     

Zur Brutbiologie und H?henverbreitung der Wasseramsel(Cinclus c. aquaticus) im Harz

Zusammenfassung 1972–1980 wurden im Harz brutbiologische Daten der Wasseramsel gesammelt.Der Nestbau erfordert im Mittel 18 Tage (n=18). Der Legebeginn liegt im Mittel um den 21. 4. (n=83); er zeigt eine vertikale Verzögerung von 5,92 Tagen/100 m. Diese verläuft parallel zur Schneeschmelze bzw. zum Beginn der Vegetationsentwicklung (Entwicklung der Nahrung?).Die Brutdauer beträgt 16,5 Tage (n=16). Die Gelegegröße umfaßt im Mittel 4,86 Eier (n=88), sie sinkt um 0,17 Eier/Dekade und um 0,20 Eier/100 m ab.Der Bruterfolg beträgt im Mittel 3,91 Junge (n=66), das sind 80% der gelegten Eier. Er sinkt um 0,13 Junge/Dekade. Er zeigt ein Maximum bei 4–500 m und sinkt zu niedrigeren und größeren Höhen ab.Der Zweitbrutanteil beträgt 11,8%, Zweitbruten hatten im Mittel 4,38 Eier (n=8) und brachten 3,0 flügge Junge (n=5) zum Ausfliegen.In Bezug auf die Höhe liegt der Verbreitungsschwerpunkt bei 3–400 m; oberhalb sinkt die Besiedlung bei einer Höhenzunahme um jeweils 120–130 m auf die Hälfte, unterhalb ist das Vorkommen durch Talsperren und Städte reduziert.Aus dem Bruterfolg und der Überlebensrate läßt sich in einer Modellrechnung für den Westharz abschätzen, daß die Population der Wasseramsel zwischen 265 und 685 m stabil ist und die Vorkommen unterhalb und oberhalb aus dem Überschuß gestützt werden.

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On the breeding biology and the altitudinal distribution of the Dipper (Cinclus c. aquaticus) in the Harz Mountains

Summary 1972–80, breeding data of the Dipper in the Harz Mountains were collected.A mean of 18 days is required for nest building (n=18). Egg-laying starts on average of April 21 and shows an altitudinal retardation of 5.92 days per 100 m. This runs parallel to the melting of snow and the beginning of vegetation development respectively.The mean breeding period is 16.5 days (n=16). The mean clutchsize is 4.86 eggs (n=88) and decreases by 0.17 eggs per ten-day period and by 0.20 eggs per 100 m.The mean breeding success amounts to 3.91 young (n=66), which is 80% of the eggs laid. This decreases by 0.13 young per ten-day period. It shows a maximum at 4–500 m and decreases at lower and higher altitudes.The amount of second broods is to 11.8%, second clutches consisted of 4.38 eggs (n=8) and 3.0 fledged young (n=5) leave the nest.With reference to the altitude, the main distribution lies at 3–400 m; above this the population density decreases for every height increase of 120–130 m to half and below the occurrence is reduced by dams and towns.A calculation for the West Harz Mountains can be assessed from the breeding success and survival rates, and that is, that the population of the Dipper is stable between 265 and 685 m and the upper and lower occurrences are based on the surplus.

     

Bionomics and control of Tarsonemus myceliophagus (Acarina: Tarsonemidae) in mushroom composts

The life cycle of T. myceliophagus was studied under spawn-running and cropping conditions. At 24^o the egg to egg developmental period, when mating occurs, is 8 days, extending to 12 days at 16^o. Significant damage to mushrooms occurs only when a heavy, initial infestation takes place at, or soon after, spawning. Effective control depends largely on hygiene treatments between crops. Methyl bromide fumigation or cooking-out for several hours at 66^o–71^o, followed by 0.01% dicofol sprays directed at the internal surfaces of the empty building, are satisfactory methods.

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Zusammenfassung Der Lebenszyklus von T. myceliophagus wurde bei 16^o und 24^o untersucht, da diese Temperaturen gewöhnlich in den beiden Hauptphasen der gewerblichen Pilzzüchtung angewandt werden. Eine Generation entsteht innerhalb von 8 bis 12 Tagen. Da die Fruchtbarkeit der einzelnen Weibchen jedoch auf 20–25 Eier beschränkt ist, vermehrt sich die Milbe relativ langsam.Typische Schäden — Braunwerden der Sporenträger und Loslösen der Myzelmembranen — treten nur dann auf, wenn der Kompost bei oder kurz nach der Einführung des Pilzmyzels in das Bett verseucht wird.Eine effektive Kontrolle hängt von der Wirksamkeit der Behandlung zwischen den einzelnen Ernten ab. Ausräuchern des Gewächshauses samt Inhalt nach der Abernte mit Methylbromid oder mehrstündiges Heizen bei 66–71^o sind zufriedenstellende Methoden. Wo dies nicht möglich ist, sollte das leere Gebäude mit 0,01% igem Dicofol ausgesprüht werden.

     

Distribution and abundance of littoral benthic fauna in Canadian prairie saline lakes

The littoral benthos of 18 lakes in Alberta and Saskatchewan ranging in salinity from 3 to 126 (g1^–1 TDS) were investigated twice, in the spring and in the summer of 1986. Multiple Ekman dredge samples were taken at water depths of about 0.5, 1.0 and 2 metres in each transect. Two to three transects were used in each lake according to its estimated limnological diversity for a total of 114 stations. A total of 76 species was present varying from 29–31 species in the three lakes of lowest salinity (means of 3.1–5.55) to only 2 species in lakes exceeding 100. Species richness decreased rapidly in salinities greater than 15.Biomass maximum mean of 10.91 g m^–2 dry weight (maximum 63.0 g m^–2) occurred in culturally eutrophic Humboldt Lake (3.1) but one third as great in other low salinity lakes. However, biomass again increased to about 4.5 gm^–2 in two lakes of 15 As the salinity increased still further biomass declined steadily until a minimum of 0.0212 g m^–2 was recorded in most saline Aroma Lake (mean 119). Summer biomass (11 lakes) was greater than spring biomass (4 lakes) because some groups such as amphipods, corixids and ostracods became more abundant in summer. Wet weight biomass averaged 15.8 of dry weight biomass.Seasonality (spring or summer), sediment texture and organic matter content, water depth, pH, salinity (TDS) and the presence of aquatic plants ( plant cover) were considered in the matrix involving species dry weight biomass at each of 117 stations. TWINSPAN classification of the samples yielded a dendrogram with 18 indicator species. Successive dichotomies divided these indicator species into four main lake groups based on salinity, i.e., Group I: 3–10 (Gammarus, Glyptotendipes I, Chironomus cf. plumosus), Group II: 10–38%. (Hyalella, Enallagma,Bezzia), Group III: 38–63 (Hygrotus salinarius, Cricotopus ornatus), Group IV: >63 (Dolichopodidae, Ephydra hians). Each of these main groups was subdivided into smaller groups of lakes based on factors such as pH, seasonality (spring or summer species dominance), organic matter and plant cover. Depth of samples played no apparent role.     

Analysis of primary food sources and trophic relationships of aquatic animals in a mangrove-fringed estuary,Khung Krabaen Bay (Thailand) using dual stable isotope techniques

Stable carbon (¹³C) and nitrogen (¹⁵N) isotopes were used to elucidate primary food sources and trophic relationships of organisms in Khung Krabaen Bay and adjacent offshore waters. The three separate sampling sites were mangroves, inner bay and offshore. The ¹³C values of mangrove leaves were –28.2 to –29.4, seagrass –10.5, macroalgae –14.9 to –18.2, plankton –20.0 to –21.8, benthic detritus –15.1 to –26.3, invertebrates –16.5 to –26.0, and fishes –13.4 to –26.3. The ¹⁵N values of mangrove leaves were 4.3 to 5.7, seagrass 4.3, macroalgae 2.2 to 4.4, plankton 5.7 to 6.4 , benthic detritus 5.1 to 5.3, invertebrates 7.2 to 12.2 , and fishes 6.3 to 15.9. The primary producers had distinct ¹³C values. The ¹³C values of animals collected from mangroves were more negative than those of animals collected far from shore. The primary carbon sources that support food webs clearly depended on location. The contribution of mangroves to food webs was confined only to mangroves, but a mixture of macroalgae and plankton was a major carbon source for organisms in the inner bay area. Offshore organisms clearly derived their carbon through the planktonic food web. The ¹⁵N values of consumers were enriched by 3–4 relative to their diets. The ¹⁵N data suggests that some of aquatic animals had capacity to change their feeding habits according to places and availability of foods and as a result, individuals of the same species could be assigned to different trophic levels at different places.