On the life history of the marine plankton diatomStephanopyxis palmeriana

  • Gerhard Drebes
Article

Summary

1. The cell diameter ofStephanopyxis palmeriana ranges between 19 and 156µ. The pleural structure is considered to be specific for the genus. The interphasic nucleus lies in the discus of the hypovalva.

2. The cell size can be manipulated during the vegetative phase through SiO2-deficiency followed by frustule regeneration.

3. Only 19 to 60µ wide cells are capable of forming gametes and auxospores. Differentiation begins after light intensity is suddenly increased from 400 to 4000 Lux, and temperature from 15° to 21° C.

4. Only 19 to 90µ wide cells are capable of forming resting spores. These are produced in the presence of phosphate-deficiency; maximum production occurs at 12° C. After correction of the phosphate-deficiency, resting spores germinate.

5. Morphologically, the life history (formation of gametes, auxospores, resting spores) conforms essentially with the findings onStephanopyxis turris (v.Stosch &Drebes 1964).

6. The most important factors controlling the life cycle are cell size, temperature, light and nutrients. The effects which these factors produce inS. turris are compared with those observed inS. palmeriana.

Zur Entwicklungsgeschichte der marinen PlanktondiatomeeStephanopyxis palmeriana

Kurzfassung

Im Frühjahr 1964 wurde die zentrische PlanktondiatomeeStephanopyxis palmeriana (Grev.)Grunow — eine aus japanischen Gewässern stammende Warmwasserform und unsererS. turris sehr nahe verwandt — in Kultur genommen. Schon nach kurzer Zeit war es möglich, den gesamten Formwechsel dieser Alge in seinen Grundzügen kennenzulernen. Mit Hilfe von Wasserimmersionen konnten in direkter Lebendbeobachtung Zellteilung, Meiosis, Befruchtung und Auxosporenbildung mit ihren metagamen Mitosen sowie die Bildung und Keimung der Dauersporen studiert werden. Morphologisch stimmt der Formwechsel mit dem vonS. turris (v.Stosch &Drebes 1964) überein; in der Abhängigkeit von Umweltfaktoren bestehen jedoch Unterschiede. So werden Dauersporen bei dieser zwischen 19 und 156µ Zellbreite (= Transversaldurchmesser) vegetativ existierenden Alge nur von schmalen, unter 90µ breiten Zellen in Gegenwart von Phosphatmangel (spärlich manchmal auch bei Nitratmangel) differenziert. Eine Temperatur von 12° C wirkt dabei sehr begünstigend. Die Keimung der Dauersporen setzt nach Beseitigung des Phosphatmangels ein. Zur Sexualisierung sind nur unter 60µ breite Zellen fähig; sie findet statt nach sprunghafter Steigerung der Beleuchtungsstärke (von 400 auf 4000 Lux) sowie einer Temperaturerhöhung von 15° auf 21° C. Wegen der Dickschaligkeit bereitet die Änderung der Zellgröße auf künstlichem Wege durch SiO2-Mangel mit nachfolgender Schalenregeneration einige Schwierigkeiten. Diese Manipulationen sind jedoch notwendig, wenn ein Klon ohne Veränderung seines Idiotypus über die Auxospore für unbegrenzte Dauer zur Verfügung stehen soll.

Literature cited

  1. Cassie, V. &Bertaud, W. S., 1960. Electron microscope studies of New Zealand marine plankton diatoms.Jb. microsc. Soc. 79, 89–94.Google Scholar
  2. Cupp, E. E., 1943. Marine plankton diatoms of the West Coast of North America.Bull. Scripps Instn Oceanogr. tech. Ser. 5, 1–237.Google Scholar
  3. Drebes, G., 1964. Über den Lebenszyklus der marinen PlanktondiatomeeStephanopyxis turris (Centrales) und seine Steuerung im Experiment.Helgoländer wiss. Meeresunters. 10, 152–153.Google Scholar
  4. Geitler, L., 1932. Der Formwechsel der pennaten Diatomeen (Kieselalgen).Arch. Protistenk. 78, 1–226.Google Scholar
  5. Gran, H. H. &Angst, E. C., 1931. Plankton diatoms of Puget Sound.Publs Puget Sound mar. biol. Stn 7, 417–516.Google Scholar
  6. Grunow, A., 1884. Die Diatomeen von Franz-Josephs-Land.Denkschr. Akad. Wiss., Wien 48, 53–112.Google Scholar
  7. Hustedt, F., 1930. Die Kieselalgen ... T. 1.In: L. Rabenhorst's Kryptogamenflora von Deutschland, Österreich und der Schweiz. Akad. Verl. Ges., Leipzig, Bd7, 1–920.Google Scholar
  8. Michailowa, N. F., 1962. On the germination of resting spores ofChaetoceros lauderi Ralfs.Dokl. Akad. Nauk SSSR 143, 741–742.Google Scholar
  9. Stosch, H. A. von, 1951. Entwicklungsgeschichtliche Untersuchung an zentrischen Diatomeen. 1. Die Auxosporenbildung vonMelosira varians.Arch. Mikrobiol. 16, 101–135.Google Scholar
  10. —— 1958. Entwicklungsgeschichtliche Untersuchungen an zentrischen Diatomeen. 3. Die Spermatogenese vonMelosira moniliformis Agardh.Arch. Mikrobiol. 31, 274–282.Google Scholar
  11. —— 1965. Manipulierung der Zellgröße von Diatomeen im Experiment.Phycologia 5, 21–44.Google Scholar
  12. Stosch, H. A. von &Drebes, G., 1964. Entwicklungsgeschichtliche Untersuchungen an zentrischen Diatomeen. 4. Die PlanktondiatomeeStephanopyxis turris, ihre Behandlung und Entwicklungsgeschichte.Helgoländer wiss. Meeresunters. 11, 209–257.Google Scholar

Copyright information

© Biologischen Anstalt Helgoland 1966

Authors and Affiliations

  • Gerhard Drebes
    • 1
  1. 1.Biologische Anstalt Helgoland, MeeresstationHelgoland

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