Die Beziehung zwischen Mitochondrienmorphologie und Aktivitätsdauer verschiedener Flugmuskelfasern von Locusta migratoria L.

Zusammenfassung

Die indirekten und direkten Flugmuskelfasern der Wanderheuschrecke enthalten parallel und voneinander getrennt verlaufende Myofibrillen. In den interfibrillären Räumen liegen zahlreiche, säulenförmig aneinandergereihte Mitochondrion, ein dichtes endoplasmatisches Retikulum und Tracheolen. In Höhe der A-I-Band-Grenzen befindet sich ein charakteristisches retikuläres System, dessen Queranordnung als Diade zu bezeichnen ist. Die chromatinreichen Kerne liegen peripher dicht unter dem Sarkolemm.

Sowohl bei den indirekten als auch bei den direkten Flugmuskelgruppen kommt es im Verlaufe des Dauerfluges zu Transformationen der Mitochondrien, die sich in einer erheblichen Schwellung und in einer Umwandlung der Cristae zu Tubuli äußern. Diese Umwandlung wird als intramitochondriale Kompensation aufgefaßt, um das Verhältnis von Oberfläche der inneren membranösen Phase zum Volumen der inneren wäßrigen Phase — d. h. die spezifische Oberfläche — möglichst konstant zu halten. Eine Vesikulation der Tubuli könnte der morphologische Ausdruck für eine Dekompensation sein, da dann der Zusammenhang der äußeren wäßrigen Phase verlorengeht.

Die Mitochondrien verschiedener Muskeln reagieren nicht synchron auf die Dauerbelastung, sondern ausgesprochen belastungs- und funktionsspezifisch: Zunächst transformieren sich die Mitochondrien der indirekten, dann erst die der direkten Flugmuskelgruppen, und der anfängliche Schwirrflug geht während fortschreitenden Dauerfluges in einen Flatterflug über. Die unterschiedlichen Erschöpfungszeitpunkte der indirekten Flugmuskeln werden durch die jeweils spezifische Funktion und die ontogenetische Entwicklung erklärt.