Kunzmann, Andreas (1986) Kiemenmorphometrie von zwei antarktischen Fischarten Pleuragramma antarcticum und Notothenia gibberifrons . (Diploma thesis), Christian-Albrechts-Universität Kiel, Kiel, Germany, 84 pp.

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Abstract

Der Gasaustausch über die Kieme unterliegt im wesentlichen den physikalischen Gesetzen nach Hagen-Poiseuille und Fick. Morphometrische Untersuchungen an Kiemen dienen unter anderem zur Bestimmung einzelner Größen dieser Gesetze, wie Gesamtkiemenoberfläche (TGA) oder 02-Diffusionsstrecke (WBD). Dazu ist eine systematische Erfassung einzelner Parameter wie Filamentlänge, räumliche Dichte der Lamellen oder Fläche der lamelen notwendig. Sowohl aus der Endgröße TGA als auch aus den einzelnen Parametern sind Rückschlüsse auf den 02 - Bedarf und die Lbeensweise der Fische möglich.
Die Arten P. amtarcticum und N. gibberifrons wurden ausgewählt wegen ihrer großen ökologischen Bedeutung in ihren südpolaren Verbreitungsgebieten. Die dort herrschenden extremen Umweltbedingungen lassen Anpassungen auch im Bereich der Atmungsphysiologie erwarten.
Für die Untersuchungen wurden juvenile und adulte Tiere verwendet, die gleichmäßig über das natürliche Längen-Gewichtsspektrum verteilt waren. Besonderer Wert wurde auf die Wahl des Fixiermediums gelegt, um Schrumpfungen zu vermeiden. Die Messungen erfolgten nach bekannten Methoden, die auf die individuellen Unterschiede der beiden Arten angepasst wurden. Parameter wie Gesamtfilamentmenge (TFL, Anzahl der Lamellen pro mm Filamentlänge (NL/mm), Lamellenfläche (LA), Kiemenoberfläche (TGA, UGA) und 02-Diffusionsstrecke wurden bestimmt und zum Gewicht in Relation gesetzt. Anhand von Vergleichen mit Daten für Arten unterschiedlicher Lebensweise wurden Rückschlüsse auf das Aktivitätsniveau der untersuchten Arten gezogen.
Aus der pelagischen Lebensweise von P. antarcticum kann, wie gezeigt wird, nicht auf aktives Verhalten geschlossen werden. Obwohl die Werte der einzelnen Parameter noch trägen Arten zugeordnet werden können, zeigen sich erhebliche Unterschiede zu N. gibberifrons, beispielsweise die höhere UGA (75 - 167mm²/g). Die im Durchschnitt kleineren Lamellen (~1/3 der Fläche) sind wesentlich dichter gepackt (21/mm) und deuten als einzige Größe aktiveres Verhalten an. Eine relativ dicke WBD, ebenfalls typisch für träge Arten, führt zu niedrigen Diffusionsraten und läßt daher geringe 02- Verbrauchswerte erwarten.
Die für N. gibberifons vermutete äußerst träge Lebensweise bestätigte sich übereinstimmend in allen Parametern. besonders die extrem niedrige Einheitskiemenoberfläche UGA (39-118mm²/g), sowie große, weit auseinanderstehende Lamellen (13/mm) belegen dies eindrucksvoll. Die insgesamt kompakte und robuste Kieme ist typisch für benthische Arten.
Die aufgestellten Hypothesen zur Lebensweise der Arten werden durch verschiedenen Ergebnisse aus der Literatur bestätigt.
Für beide Arten wurde für die Beziehung TGA zum Gewicht ein Exponent dg größer 0.9 ermittelt (0.91 und 0.98). Eine mögliche Erklärung für das fast gewichtsproportionale Wachstum der Kiemenoberfläche liegt im Aufenthalt der älteren Tiere in sauerstoffärmerem Tiefenwasser.
Da bisher keine zuverlässigen Wachstumsdaten für P. antarcticum vorliegen, wurde in Anlehnung an Pauly (1979, 1981) der Versuch gemacht, aus dem Zusammenhang zwischen Kiemenoberfläche und Wachstumsleistung eine Längenwachstumskurve zu erstellen. Empirisch gewonnene Vergleichsdaten bestätigen den Verlauf der Kurve.
Anhand einer Zusammenstellung von bisher ermittelten Kiemenoberflächen und Exponenten dg und dq ergibt sich eine Sonderstellung antarktischer Fische.

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