Über die Atmung synchron kultivierter Chlorella

Zusammenfassung

• 1. Die periodischen Schwankungen der respiratorischen Aktivität synchroner Populationen von Chlorella fusca (Stamm 211-8b der Göttinger Sammlung von Algenreinkulturen) sind nicht unmittelbar vom Licht-Dunkel-Wechsel (16 : 8 Std) abhängig.

• a) Wird die Generationsdauer bei unverändertem Licht-Dunkel-Wechsel von 24 Std auf 48 Std verlängert, so tritt das “Hauptmaximum” der endogenen Atmung erst auf, nachdem die Zellteilung definitiv induziert und in Gang gekommen ist.

• b) Phasenverschiebungen der Zellentwicklung in bezug auf den synchronisierenden Licht-Dunkel-Wechsel sind von entsprechenden Verschiebungen der Atmungsrhythmik begleitet.

• 2. Die beobachteten Schwankungen der respiratorischen Aktivität sind großenteils nicht durch entsprechende Veränderungen des allgemeinen Substratpegels in der Zelle erklärbar.

• a) Es besteht keine feste Beziehung zwischen der Höhe der Atmungswerte und dem entwicklungsabhängigen Verlauf der Atmungskurven von Einzelproben.

• b) Die Höhe der Atmungswerte hängt nicht direkt von der Dauer der unmittelbar vor der Messung gebotenen Lichtphase ab. Hohe Atmungswerte treten während der normalen Dunkelphase des Licht-Dunkel-Wechsels erst auf, nachdem bei einem großen Prozentsatz der Zellen die Zellteilung eingesetzt hat. Dies setzt unter autotrophen Bedingungen einen Lichtgenuß von mehr als 10 Std Dauer voraus.

• c) In der 2. Hälfte der Dunkelphase des Licht-Dunkel-Wechsels sinkt die endogene O₂-Aufnahme vom “Hauptmaximum” auf etwa 50% des Maximalwerts ab. Dies erfolgt bei durchgehender Belichtung in der gleichen Weise wie während der normalen Dunkelphase.

• 3. Alle unsere Befunde sprechen dafür, daß die respiratorische Aktivität des untersuchten Systems weitgehend entwicklungsabhängig im Sinne einer gegebenen Definition ist. Die Koppelung zwischen Entwicklungszustand und respiratorischer Aktivität ist zu Beginn der Zellentwicklung offenbar weniger strong als bei deren Abschluß.

Summary

• 1. The periodic changes of respiratory activity in synchronous populations of Chlorella (strain Göttingen 211-8b) are not directly dependent on the light-and-dark cycle (16 hrs light to 8 hrs dark under our standard conditions).

• a) If the life cycle is prolonged from about 24 hrs to about 48 hrs, the major maximum of endogenous respiration does not occur unless cell division is definitely induced and started.

• b) Phase shifts of cell development in relation to the light-and-dark cycle are accompanied by corresponding shifts of the respiratory rhythm.

• 2. The observed changes of respiratory activity can not be explained by the assumption of changes in the amount of available substrate.

• a) There is no general correlation between the initial respiratory rate and the subsequent course of oxygen uptake.

• b) The respiratory rates are not directly dependent on the duration of the light period preceding the measurement. High respiration rates are not observed during the normal dark period of the cycle unless a conspicuous portion of the cells has begun dividing.

• c) Autospores show the same steep decline of endogenous respiration to about 50% of its maximal value regardless of whether or not the cells are given the normal dark period of the cycle.

• 3. It is concluded that the respiratory activity of synchronous Chlorella cells is mostly correlated with their development, especially during the later stages of the life-cycle.