Der Einfluss der Lichtintensität auf die Resynchronisation der circadianen Laufaktivität der SchabeBlaberus craniifer Burm. (Insecta: Blattariae)

Zusammenfassung

• 1. Die circadiane Laufaktivität der dunkelaktiven SchabeBlaberus craniifer Burm. wird durch den Licht-Dunkel-Wechsel (LD) synchronisiert. Bei einem Phasensprung des Zeitgebers um 6 oder 12 Std durch Verlängern der Lichtzeit ist die Resynchronisationsgeschwindigkeit um so größer, je höher die Lichtintensität in der Hellzeit, d.h. je stärker der Zeitgeber ist (Abb. 1 und 3).

• 2. Die Phasensprung-Versuche und eine modifizierte Inversion legen ein duales Steuersystem der circadianen Aktivität im LD-Wechsel nahe. Ein Zentrum reagiert unmittelbar auf Beleuchtungsänderungen, während sich das andere wie ein selbsterregter Oszillator verhält.

• 3. Bei der Resynchronisation an den LD-Wechsel nach konstanten Bedingungen zeigte sich: Fällt der Aktivitätsbeginn bei Beginn des LD-Wechsels in die erste Hälfte der Dunkelzeit, erfolgt die Resynchronisation mit einer Periodenlänge τ<24 Std. Der Einfluß der Zeitgeberstärke bei Resynchronisation in der Dunkelzeit ist noch unklar. Fällt der Aktivitätsbeginn in die zweite Hälfte der Dunkelzeit oder in die Lichtzeit, erfolgt die Resynchronisation mit einem τ>Std. Der absolute Betrag von τ wird von der Lichtintensität in der Hellzeit bestimmt.

• 4. Die Untersuchung sog. transient-Zyklen ergab: Beim Übergang vom Dauerdunkel zum Dauerlicht (LL) schießt die erste Periodenlänge meist über den neuen Wert hinaus. Der absolute Betrag hängt von der Lichtintensität im LL ab. Beim Übergang vom LL (1 Lux) zum LL (10 Lux) bzw. vom LL (10 Lux) zum DD übt der Grad der im LL erfahrenen Auflockerung des Aktivitätsblockes und im zweiten Fall die zeitliche Lage des LL-DD-Überganges zum Aktivitätszyklus einen starken Einfluß auf die Änderung der Periodenlänge aus.

• 5. Die unter Punkt 3 und 4 zusammengefaßten Versuche geben weitere Hinweise für das Auftreten von Desynchronisationen im Steuer- system (vgl.Wobus, 1966).

Summary

• 1. In the darkactive cockroachBlaberus craniifer Burm. the circadian rhythm of locomotor activity is synchronized by a light-darkcycle (LD). After a 6 or 12 hr phase jump of the „Zeitgeber“ caused by a prolongation of the light time, the circadian rhythm becomes resynchronized faster with increasing light intensities during light time (Fig. 1 and 3).

• 2. Phase jumb experiments and a modified inversion suggest a dual control system of the circadian rhythm under LD conditions. One system reacts directly to changes in the light regime, the other acts as a self-sustained oscillator.

• 3. A resynchronisation from constant to LD conditions shows the following: if the onset of activity happens to fall into the first half of the darktime of the first LD cycle, resynchronisation is achieved with a periodlength τ<24 hrs. The influence of the light intensity on the resynchronisation in the dark time is not yet clear. If the onset of activity happens to fall into the second half of the darktime or into the lighttime, resynchronisation is achieved with a τ>24 hrs. The exact value of τ is determined by the light intensity during lighttime.

• 4. An analysis of so-called transient cycles reveals that the first cycle after the transition from DD to LL is longer in most cases than the following steady state cycles. The absolute value of τ depends on the light intensity in LL. The degree of dispersal of activity in LL is an important factor in the behaviour of the rhythm after transition from LL (1 lux) to LL (10 lux). The same is true for the phase relationship between the transition from LL (10 lux) to DD and the circadian rhythm.

• 5. The experiments summed up under 3. and 4. give further evidence for the existence of desynchronisations in the control system (cf.Wobus, 1966).