Advertisement

Marine Biology

, Volume 6, Issue 4, pp 281–290 | Cite as

Der einfluß von temperaturänderungen auf den Ionen- und Wassergehalt in blutplasma und geweben von Tinca tinca

  • K. F. Meincke
Article

Zusammenfassung

  1. 1.

    An zweijährigen Schleien Tinca tinca L. wird untersucht, wie sich ein langsamer (in 24 Std) und schneller (in 2 Std) Temperaturwechsel von 13,5° nach 26°C innerhalb von 504 Std sowie zwischen 6° und 16°C in beiden Richtungen innerhalb von 288 Std auswirken auf den “coefficient of condition” (p. 284), den Gehalt an Na, K, Ca und Cl im Plasma, und den Gehalt an H2O, Na und K in Muskel und Leber. Ferner wird die Auswirkung eines Temperaturwechsels nach 26°C auf die Kiemendeckelfrequenz analysiert.

     
  2. 2.

    Wechsel von Adaptationstemperatur (AT) 13,5° nach 26°C verursacht starke Zunahmen im Gehalt an K und Cl im Plasma, an H2O in der Leber und — nur beim schnellen Temperatursprung — an H2O in der Muskulatur; ferner wesentliche Erniedrigungen des coefficient of condition und des K-Gehalts der Leber. Der Na-Gehalt der Leber ist beim schnellen Temperatursprung zunächst stark erniedrigt, später erhöht.

     
  3. 3.

    Wechsel von AT 6° nach 16°C verursacht erhebliche Zunahme an Ca im Plasma und — bei langsamer Temperaturänderung — Na-Abnahme in der Muskulatur. In der Leber sinkt der H2O-Gehalt bei langsamer Temperaturänderung. Bei rascher Temperaturänderung sinken Leber-Na und Plasma-K ab, steigen dann aber wieder stark an.

     
  4. 4.

    Besonders häufige und große Änderungen im Ionen- und Wassergehalt kommen bei schneller Temperaturerniedringung von AT 16° nach 6°C vor; die Anpassung ist nach 288 Std meist noch nicht beendet, und die beobachteten Abweichungen sind oft deutlich verschieden von denen bei der langsamen Temperaturänderung. Beim schnellen Temperatursprung nimmt in Muskel und Leber der Gehalt an Na und K ab, an H2O zu. Im Plasma ereignet sich ein erheblicher Verlust an Na und Cl und nur beim schnellen Temperatursprung eine Zunahme an K sowie Ca.

     
  5. 5.

    Bei einer längeren Anpassung an AT 6° und 16°C nehmen bei der höheren AT der coefficient of condition, Na, Ca und Cl im Plasma ab, während H2O, Na und K in der Leber zunehmen; Plasma-K und -H2O sowie Muskel-Na und -K bleiben unverändert.

     
  6. 6.

    Das Ausmaß der Streßwirkung auf Ionen- und Wassergehalt ist besonders bei Überführung in 6°C bei der schnellen Temperaturänderung größer als bei der langsamen. Es wird diskutiert, wie man Streßfolgen und Phänomene der Leistungsadaptation unterscheiden kann. Die Werte langangepaßter Tiere werden während der Versuchszeit—besonders bei niedrigen Temperaturen—oft nicht erreicht. Die Kontrollwerte für die verschiedenen Zeitabstände sind bisweilen wenig konstant.

     

Abstract

Two-year old Tinca tinca L. (previously acclimated for at least 3 weeks to defined temperatures) were subjected to slow (24 h) and fast (2 h) temperature changes from 13.5° to 26°C (observational period 504 h) and from 6° to 16°C and vice versa (observational period 288 h). Effects on coefficient of condition, Na, K, Ca and Cl content of plasma, H2O, Na and K content of muscle and liver, and rates of movements of gill-covers, when the temperature rose to 26°C, were recorded. After temperature change from 13.5° to 26°C, sharp increases occur in the amount of K and Cl in the blood plasma, of H2O in the liver and, if the temperature rise is effected quickly, of muscle H2O content. Substantial reductions were recorded in coefficient of condition and K content of the liver. With a fast rise in temperature, liver Na content decreases sharply at first, but rises again later. After temperature change from 6° to 16°C, Ca increase in blood plasma and (if the temperature is raised slowly), decline in muscle Na content are considerable; drop of liver H2O content is less marked. If the temperature change is effected rapidly, then liver Na content and plasma K diminish initially and, thereafter, rise sharply. In the case of quick temperature change from 16° to 6°C, particularly frequent and marked changes in ion and water contents occur; in most cases adjustment is not complete after 288 h, and the observed variations are often clearly different from those observed in the case of slow temperature change. If temperature is lowered rapidly, the amounts of Na and K in muscle and liver fall and the amount of H2O increases. There is a considerable loss of Na and Cl contents and, after rapid temperature change, also in plasmatic K and Ca contents. The responses of fishes acclimated to 6° and 16°C are compared; at 16°C the coefficient of condition and plasmatic Na, K and Cl contents decrease, and H2O, Na and K contents of the liver increase. The amount of K in the plasma and of H2O, Na and K in the muscle remains unchanged. The stress effect upon ion and water contents during transfer to 6°C is significantly greater during fast than during slow temperature change. The problem of proper differentiation between biological consequences of stress and adaptation phenomena is discussed. Complete adaptation was frequently not attained during the course of our experiments, especially not at low temperatures.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Zitierte Literatur

  1. Braun, K., H. Künnemann und H. Laudien: Der Einfluß von Temperaturänderungen auf Enzyme der Fischmuskulatur. Versuche an Bitterlingen (Rhodeus amarus Bloch). Mar. Biol. (1970). (Im Durck).Google Scholar
  2. Carlander, K. D.: Handbook of freshwater fishery biology. 281 pp. Jowa: Brown 1950.Google Scholar
  3. Erchinger, H.: Zur Frage der Brackwasseranpassung mariner Knochenfische. Untersuchungen über die Frage der Inonenregulation im Muskelgewebe von Cottus bubalis. Int. Revue ges. Hydrobiol. 49, 563–610 (1964).Google Scholar
  4. Fagerlund, U. H. M.: Plasma cortisol concentration in relation to stress in adult sockeye salmon during the freshwater stage of their life cycle. Gen. comp. Endocr. 8, 197–207 (1967).Google Scholar
  5. Gordon, M. S.: Observation on osmoregulation in the Arctic char (Salvelinus alpinus). Biol. Bull. mar. biol. Lab., Woods Hole 112, 28–33 (1957).Google Scholar
  6. —: Ionic regulation in the brown trout (Salmo trutta L.). J. exp. Biol. 36, 227–252 (1959).Google Scholar
  7. Hallmann, I.: Klinische Chemie und Mikroskopie. 663 pp. Stuttgart: Thieme 1966.Google Scholar
  8. Hane, S., O. H. Robertson, B. C. Wexler and M. A. Krupp: Adrenocortical response to stress and ACTH in Pacific salmon (Oncorhynchus tsharysha) and steelhead trout (Salmo gairdneri) at successive stages in the sexual cycle. Endocrinology 78, 781–800 (1966).Google Scholar
  9. Heinicke, E. A. and A. H. Houston: Effect of thermal acclimation and sublethal heat shock upon ionic regulation in the goldfish, Carassius auratus L. J. Fish. Res. Bd Can. 22, 1455–1476 (1965).Google Scholar
  10. Herrmann, R. und C. T. H. Alkemade: Flammenphotometrie. 394 pp. Berlin-Heidelberg: Springer 1960.Google Scholar
  11. Hickman, C. P. Jr., R. A. McNabb, J. S. Nelson, E. D. van Breemen and D. Comfoet: Effect of cold acclimation on electrolyte distribution in rainbow trout (Salmo gairdnerii). Can. J. Zool. 42, 577–597 (1964).Google Scholar
  12. Hoar, W. S. and M. K. Cottle: Some effects of temperature acclimatization on the chemical constitution of goldfish tissues. Can. J. Zool. 30, 49–54 (1952).Google Scholar
  13. Houston, A. H.: Osmoregulatory adaptation of steelhead trout (Salmo gairdneri Richardson) to sea water. Can. J. Zool. 37, 729–748 (1959).Google Scholar
  14. —: Variations in the plasma-level of chloride in hatcheryreared, yearling Atlantic salmon during parr-smolt transformation, and following transfer into sea-water. Nature, Lond. 185, 632–633 (1960).Google Scholar
  15. — and J. A. Madden: Environmental temperature and plasma electrolyte regulation in the carp, Cyprinus carpio. Nature, Lond. 217, 969–970 (1968).Google Scholar
  16. —, R. S. Reaves, J. A. Madden and M. A. DeWilde: Environmental temperature and the body fluid system of the fresh-water teleost. — I. Ionic regulation in thermally acclimated rainbow trout, Salmo gairdneri. Comp. Biochem. Physiol. 25, 563–581 (1968).Google Scholar
  17. Huggel, H., A. Kleinhaus et M. Hamzehpour: Composition du sang de Salmo gairdnerii irideus et Squalius cephalus. Revue suisse Zool. 70, 286–290 (1963).Google Scholar
  18. Künnemann, H., H. Laudien und H. Precht: Der Einfluß von Temperaturänderungen auf Enzyme der Fischmuskulatur. Versuche an Goldorfen (Idus idus L.). Mar. Biol. (1970). (Im Druck).Google Scholar
  19. Lehmann, J.: Über Veränderungen der Enzymaktivitäten nach einem Wechsel der Adaptationstemperatur, untersucht am Seitenrumpfmuskel des Goldfisches. Int. Rev. ges. Hydrobiol. (1970). (Im Druck).Google Scholar
  20. Mahon, E. F., W. S. Hoar and S. Tabata: Histophysiological studies of the adrenal tissues of the goldfish. Can. J. Zool. 40, 449–464 (1962).Google Scholar
  21. Meyer, D. K., B. A. Westfall and W. S. Platner: Water and electrolyte balance of goldfish under conditions of anoxia, cold and iniation. Am. J. Physiol. 184, 553–556 (1956).Google Scholar
  22. Parry, G.: Osmotic adaptation in fishes. Biol. Rev. 41, 392–444 (1966).Google Scholar
  23. Parvatheswararao, V.: Some mechanisms underlying thermal acclimation in a freshwater fish, Etroplus maculatus (Teleostei). Comp. Biochem. Physiol. 21, 619–626 (1967).Google Scholar
  24. Peecht, H.: Der Einfluß “normaler” Temperaturen auf Lebensprozesse bei wechselwarmen Tieren unter Ausschluß der Wachstums- und Entwicklungsprozesse. Helgoländer wiss. Meeresunters. 18, 487–548 (1968).Google Scholar
  25. Prosser, C. L. (Ed.): Molecular mechanisms of temperature adaptation. Publs Am. Ass. Advmt Sci. 84, 1–390 (1967).Google Scholar
  26. Reaves, R. S., A. H. Houston and J. A. Madden: Environmental temperature and the body fluid system of the freshwater teleost. II. Ionic regulation in rainbow trout, Salmo gairdneri following abrupt thermal shock. Comp. Biochem. Physiol. 25, 849–860 (1968).Google Scholar
  27. Remane, A. und C. Schlieper: Die Biologie des Brackwassers (Binnengewässer), 348 pp. Stuttgart: Schweitzerbart 1958.Google Scholar
  28. Toews, D. T. and C. P. Hickman Jr.: The effect of cycling temperatures on electrolyte balance in skeletal muscle and plasma of rainbow trout Salmo gairdneri. Comp. Biochem. Physiol. 29, 905–918 (1969).Google Scholar
  29. Weatherley, A. H.: Some features of the biology of the tench Tinca tinca (L.) in Tasmania. J. Anim. Ecol. 28, 73–87 (1959).Google Scholar
  30. —: Thermal stress and interrenal tissue in the perch Perca fluviatilis (L.). Proc. zool. Soc. Lond. 141, 525–555 (1963).Google Scholar
  31. Wedemeyer, G.: Stress-induced ascorbic acid depletion and cortisol production in two salmonid fishes. Comp. Biochem. Physiol. 29, 1247–1251 (1969).Google Scholar
  32. Woodhead, P. M. J. and A. B. Woodhead: An effect of low temperature on the osmoregulatory ability of the cod (Gadus callarias) in the arctic waters. I. Proc. Linn. Soc. Lond. 169, 63–66 (1958).Google Scholar
  33. — and A. B. Woodhead: The effect of low temperature on the physiology and distribution of the cod, Gadus morhuc L., in the Barents sea. Proc. zool. Soc. Lond. 133, 181–199 (1959).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1970

Authors and Affiliations

  • K. F. Meincke
    • 1
  1. 1.(Lehrstuhl für vergleichende Physiologie und Tierpsychologie)Zoologisches Institut der Universität KielKielGermany (FRG)

Personalised recommendations