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Gezeitenrhythmische und spontane Aktivitätsmuster von Winkerkrabben

I. Ein neuer Ansatz zur quantitativen Analyse von Lokomotionsrhythmen

Tidal and spontaneous activity patterns in fiddler crabs

I. A new approach to a quantitative analysis of locomotor rhythms

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Summary

The East African fiddler crabsUca urvillei andU. annulipes were exposed to artificial tides (cycle 12.5 hrs, tidal range of 1 m). Locomotor activity patterns were recorded by means of a radioactive marker (60Co).

The activity patterns could be synchronized by the artificial tides. Vibrations of the substratum connected with the tides were one of the effective Zeitgebers.

Light-dark cycles also acted as Zeitgebers. An LD of 6.25∶ 6.25 initiated a tidal activity pattern, an LD of 12∶12 a diurnal one. When the crabs were exposed simultaneously with artificial tides and an LD of 12∶12 their activity was distinctly correlated with the tides.

In constant conditions following tidal treatment only one of 15 individuals showed a circadian rhythm. All other animals showed arhythmic activity patterns. Though “circadian” fronts could occasionally be seen on visual inspection, there was no evidence for either circadian or circatidal rhythms when the data were arranged by a periodogram method. Therefore, a new approach was used to analyze these arhythmic patterns, measuring the duration of each activity burst (A) and of each resting period (R) separately.

Activity patterns in constant conditions: The class frequency of both A and R followed exponential functions. No significant correlation was found between the duration of A and the following R. Thus each event (A or R) is terminated by a distinct probability. This principle can be described as a stochastic process.

The probability values found for A and R are such that the resulting duration of A+R is usually in the range of the tidal cycle.

Activity patterns in tidal conditions: There is evidence that the tidal zeitgebers control the duration of the resting period only and that the duration of activity is usually independent of the Zeitgebers.

Zusammenfassung

Die lokomotorische Aktivität der ostafrikanischen WinkerkrabbenUca urvillei undU. annulipes wurde mit Hilfe einer radioaktiven Markierung (Co-60-Draht) in einer Gezeitenanlage (Tidenhub 1 m, 12,5stündige Zyklen) über mehrere Wochen registriert.

Der Lokomotionsrhythmus ließ sich an die künstlichen Gezeiten ankoppeln. Das tidale Muster von Substratvibrationen war ein besonders wirksamer Zeitgeber.

Licht-Dunkel-Zyklen waren gleichfalls als Zeitgeber wirksam: im LD 6,25∶6,25 ergab sich ein tidaler, im LD 12∶12 ein diurnaler Lokomotionsrhythmus. Wurden gleichzeitig Gezeiten und LD 12∶12 geboten, so richteten sich die Tiere nach den Gezeiten.

Nach dem Übergang von Gezeitenbedingungen in Konstantbedingungen (LL, DD) zeigte nur eines von 15 Tieren einen circadianen Lokomotionsrhythmus. Alle anderen hatten arhythmische Muster, in denen nur gelegentlich „circadiane” Fronten angedeutet waren. Auch eine Periodenanalyse ergab keine Hinweise auf circadiane oder circatidale Rhythmen.

Um diese arhythmischen Muster zu analysieren, wurde ein neuer Ansatz gewählt: jeder Aktivitäts- und Ruheschub (A bzw. R) wurde als Einzelereignis betrachtet, ohne nach einer periodischen Folge zu suchen.

Aktivitätsmuster in Konstantbedingungen: Die Häufigkeitsverteilungen der Dauer von Aktivitäts- und Ruheschüben konnten bei der Mehrzahl der Tiere durch Exponentialfunktionen wiedergegeben werden. Zwischen der Dauer aufeinanderfolgender Aktivitäts- und Ruheschübe bestand keine Korrelation. Daraus folgt, daß der einzelne Schub nach seinem Beginn zu allen folgenden Zeitpunkten mit einer bestimmten, gleichbleibenden Wahrscheinlichkeit beendet werden kann. Diese Gesetzmäßigkeit ist als stochastischer Prozeß zu beschreiben.

Aus den ermittelten Wahrscheinlichkeitswerten für A und R ergeben sich für die Dauer von A+R, am häufigsten Werte die mit 9–12 Std in der Größenordnung des Gezeitenzyklus liegen.

Aktivitätsmuster in Gezeitenbedingungen: Die tidalen Zeitgeber kontrollierten die Dauer der Ruheschübe (vermutlich über eine endogene Instanz); die Dauer der Aktivitätsschübe blieb dagegen bei vielen Tieren unbeeinflußt.

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Lehmann, U., Neumann, D. & Kaiser, H. Gezeitenrhythmische und spontane Aktivitätsmuster von Winkerkrabben. J. Comp. Physiol. 91, 187–221 (1974). https://doi.org/10.1007/BF00694273

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