Die verbreitung der kaltwasser- und der warmwasserfauna der Appendicularien im nördlichen Nordatlantischen Ozean im Spätwinter und Spätsommer 1958

Abstract

The Appendicularia caught in vertical hauls during the cruises of R.V. “Anton Dohrn” and R.V. “Gauß” in the northern North Atlantic Ocean, in late winter and late summer of the International Geophysical Year (I.G.Y.), 1958, were investigated. In addition, material caught during spring, 1955 by R.V. “Anton Dohrn” was used (Figs. 1 and 2; Tables 1 and 2). Seasonal differences are revealed in the appendicularian fauna in the open ocean between 40° and 65° northern latitude. Among the species caught (Table 2) in 1955, northwest of the Hebrides, Pelagopleura australis Bückmann 1923 (Fig. 3) is of special interest. This species has hitherto only been found in antarctic and southern waters; it is, however, possible that Sinistroffia scripsii Tokioka 1957 is a synonym. In the same place, a new form of Fritillaria venusta Lohmann was found, which is described as F. venusta f. replicata n.f. (Fig. 4). The hitherto known form should be named F. venusta f. bicornis. In Figs. 5 to 7, the species dominating in single catches are indicated by symbols. A borderline between the areas of cold-water and warm-water forms can be drawn. This line is located farther to the North in late summer than in late winter. In the eastern part of the area investigated, the difference amounts to 5° latitude. Warm-water species prevail over cold-water species or appear in equal numbers in both seasons in places where water with temperatures above 11°C is found within the upper 100 m (Figs. 8 and 9). It is, however, known that Oikopleura dioica thrives also at temperatures of 10°C and below; this was also found in the spring of 1955. Cold-water species exhibited higher frequencies as well as abundances, in the late summer than in the late winter of 1958. This fact is chiefly due to an increase in individual numbers of the most important boreal species, Oikopleura labradoriensis, but also of the arctic O. vanhoeffeni and the boreal Fritillaria borealis typica. Relative to O. labradoriensis, the population of F. borealis typica decreases in late summer. During spring 1955, both species exceeded the 1958 values by far. This is considered to be the result of annual, rather than seasonal, differences. The composition of the warm water fauna (Tables 4 and 5) reveals considerable seasonal differences. In late winter, O. longicauda is the most abundant species; it prevails in almost all warm-water catches. In late summer, it is outweighed by O. dioica and O. fusiformis in the total catch, by O. dioica in many single catches in the whole warm-water area, by O. fusiformis in its north eastern part in a few very rich catches, together with Fritillaria pellucida. For size comparison of the individnals, standard trunk length could not be used because of the generally bad state of preservation. In Oikopleura, the lengths of the left stomach lobe were measured instead. It is, however, to be taken into account that the regression of body length to the stomach length (left side) is different at different stages of maturity. In ripening and ripe individuals, body length increases at a higher rate because of growths in length of the gonads. The regressions were calculated for 3 maturity stages (A, B, C; Figs. 10, 12 and 14) of O. labradoriensis and O. vanhoeffeni. In O. longicauda, the specimens were distinctly smaller during late summer, and the proportion of juveniles (stage A) was much higher (Fig. 11). Possibly, this is caused by a reproduction rate still reduced during late winter, but increasing later in the year. O. labradoriensis shows similar, though less pronounced, differences in the proportion of maturity stages, and no significant differences in size composition (Fig. 13). The 1955 material contains a much higher proportion of mature individuals than either cruise of 1958. Similar conditions as in O. longicauda cannot, therefore, be assumed to be involved in regard to O. labradoriensis, at least not at present. There were more mature O. vanhoeffeni individuals present in spring 1955, but they were much smaller than during late summer 1958. No explanation for this observation can, at present, be offered.

Zusammenfassung

• 1. Die Arbeit behandelt die Appendicularien aus den Vertikalnetzfängen des F. S. “Anton Dohrn” und des F. S. “Gauß” im nördlichen Nordatlantischen Ozean im Spätwinter und Spätsommer des Internationalen Geophysikalischen Jahres (I.G.J.) 1958. Zur Ergänzung sind die Fänge der “Anton Dohrn” im Frühjahr 1955 herangezogen worden (Abb. 1 und 2; Tabellen 1 und 2). Das Ziel der Untersuchungen war festzustellen, welche jahreszeitlichen Unterschiede in der Appendicularienbevölkerung im offenen Ozean zwischen den nördlichen Breiten von ca. 40° und ca. 65° bestehen.

• 2. Bezüglich der Artenzusammensetzung der Fänge (Tabelle 3) ist zu erwähnen, daß 1955 nordwestlich der Hebriden die bisher in den kalten und kühlen antarktischen Gewässern gefundene Art Pelagopleura australis Bückmann 1923 auftrat (Abb. 3). Möglicherweise ist Sinistroffia scripsii Tokioka 1957 ein Synonym dieser Art. Im gleichen Fang wurde eine neue Form von Fritillaria venusta gefunden, die sich durch die Form der Gonaden unterscheidet. Sie wird als F. venusta Lohmann forma replicata der bisher beschriebenen Form gegenübergestellt, die dann F. venusta f. bicornis heißen muß (Abb. 4).

• 3. In den Abb. 5 bis 7 wird durch Symbole kenntlich gemacht, welche Arten in den einzelnen Fängen vorherrschen. Eine Grenzlinie zwischen dem Herrschaftsgebiet det kaltwasser- und Warmwasserarten kann für Spätsommer und Spätwinter gezeichnet werden; sie liegt im Spätsommer deutlich weiter nördlich als im Spätwinter (im Osten des Gebietes etwa um 5 Breitengrade). Warmwasserformen treten in größerer Zahl in beiden Jahreszeiten dort auf, wo in den Temperaturprofilen in den oberen 100 m Wasser von mehr als 11°C vorhanden ist (Abb. 8 und 9). Allerdings ist bekannt, daß Oikopleura dioica auch bei Temperaturen von 10°C und weniger gedeiht. Im Frühjahr 1955 kam sie auch in solchem Wasser vor.

• 4. Die Katwasserfauna ist im Spätsommer 1958 von wesentlich größerer Frequenz und Abundanz als im Spätwinter. Das beruht vornehmlich auf der Zunahme der häufigsten borealen Art, Oikopleura labradoriensis, trifft aber auch für die arktische O. vanhoeffeni und die boreale Fritillaria borealis typica zu. Die letztgenannte Art geht indessen im Verhältnis zu O. labradoriensis im Spätsommer zurück. Im Frühling 1955 ist Material aus dem Gebiet nördlich von 60° vorhanden. Die Kaltwasserarten sind hier um eine Zehnerpotenz häufiger als im Winter und Sommer 1958. Wahrscheinlich beruht das nicht allein auf einem jahreszeitlichen Unterschied, sondern auf verschiedenen Bedingungen der Jahre.

• 5. Die Artzusammensetzung der Warmwasserarten ist jahreszeitlich sehr unterschieden (Tabellen 4 und 5). Im Spätwinter ist fast überall Oikopleura longicauda die häufigste Art, im Spätsommer wird sie in der Gesamtzahl von O. dioica und O. fusiformis übertroffen. Erstere ist in vielen Fängen im ganzen Gebiet vorherrschend, O. fusiformis vornehmlich in wenigen Massenfängen im Nordosten des Gebiets zusammen mit Fritillaria pellucida.

• 6. Zum Vergleich der Größe der Individuen konnten wegen der schlechten Erhaltung nicht die Rumpflängen zugrunde gelegt werden. Statt dessen wurde die Länge des linken Magenlappens der Oikopleuren gemessen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Regression der Gesamtrumpflänge zur Länge des linken Magenlappens je nach der Reife der Tiere verschieden ist. Bei reifenden und reifen Tieren nimmt die Rumpflänge infolge des Anschwellens der Gonaden stärker zu. Die Regressionen wurden hier bei Oikopleura labradoriensis und O. vanhoeffeni für 3 Reifestadien (A-C) berechnet (Reifestadien Abb. 10, 12 und 14). Bei O. longicauda waren die Tiere im Spätsommer deutlich kleiner als im Spätwinter, und der Anteil der Jugendlichen (Reife A) war erheblich größer (Abb. 11). Dies kann dadurch zu erklären sein, daß im Spätwinter die Reproduktionsrate noch geringer ist als später im Jahr. Bei O. labradoriensis finden sich ähnliche, aber weit geringere Unterschiede im Anteil der Reifegrade im Winter und Sommer, dagegen kein signifikanter Unterschied in der Größe (Abb. 13). Das Material von 1955 unterscheidet sich durch viel größeren Anteil von Reifenden und Reifen. Wir können daher vorläufig nicht die gleichen Verhältnisse wie bei O. longicauda annehmen. Von O. vanhoeffeni waren im Frühling 1955 anteilmäßig mehr reife Tiere vorhanden, aber sie waren wesentlich kleiner als die Tiere vom Sommer 1958. Eine Erklärung hierfür kann vorläufig nicht gegeben werden.