Vertikalwanderung von Ciliaten: Untersuchungen zum Vorkommen, zur Kontrolle und als eine Strategie um Fraßdruck zu vermindern.

Rossberg, Claudio Marcelo (2005). Vertikalwanderung von Ciliaten: Untersuchungen zum Vorkommen, zur Kontrolle und als eine Strategie um Fraßdruck zu vermindern. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Heterotrophe Ciliaten spielen eine sehr wichtige Rolle in aquatischen Nahrungsnetzen. Als Konsumenten von Bakterien, Algen und heterotrophen Flagellaten sind sie auch gleichzeitig Beute für höhere Konsumenten. Unter den Strategien, die Beutetiere entwickelt haben, um dem konstanten Räuberdruck auszuweichen, sind Änderungen ihrer Körpermorphologie wie Dornen, Helme usw. und ihres Verhaltens, bekannt als Diel Vertical Migration (DVM) oder Vertikalwanderung während eines Tageszyklus. Es gibt viele Arbeiten, die sich mit dem Phänomen der Vertikalenwanderung befasst haben. Jedoch berücksichtigten viele dieser Arbeiten meistens die höheren Komponenten des Zooplanktons oder autotrophe Arten wie Mesodinium rubrum. Über das Wanderverhalten einer heterotrophen Ciliatengemeinschaft unter natürlichen Bedingungen ist sehr wenig bekannt, insbesondere ob diese Strategie einen Vorteil für das Überleben der Ciliaten bedeutet. Ziel der Arbeit war, die Gründe und Vorteile dieses Verhaltens in einer natürlichen Ciliatengemeinschaft zu beobachten und zu beschreiben. Um dieses Verhalten zu verstehen, habe ich meine Forschung in drei Hauptkapitel eingeteilt; das erste bezüglich primäre Feldbeobachtungen während eines Jahreszyklus, das zweite befasste sich mit Feldexperimente und der dritte mit der jährlichen Zyklus einer heterotrophen Ciliatengemeinschaft in Bezug auf die Resourcenverfügbarkeit und Prädationsdruck in einem eutrophen See. Die Arbeit wurde am Speldroper Baggersee durchgeführt, einem eutropher Baggersee mit monomiktischen Eigenschaften, der zwischen Emmerich und Rees am Niederrhein liegt. Er ist etwa 7 Hektar groß und hat eine maximale Tiefe von 16 Metern. Während der Monate Mai - Juni und Oktober bildet sich eine stabile Schichtung mit einem klar definierten Epilimnion und Hypolimnion. Meine Ergebnisse aus den Freilandbeobachtungen zeigten, dass die Ciliaten vertikale Wanderung unter natürlichen Feldbedingungen durchführen können, und dass diese Wanderung unter dem Einfluss der jährlichen hydrologischen Änderungen innerhalb des Sees sowie aufgrund der biologischen Interaktion unter Individuen stattfindet. Bezüglich der Freilandexperimente konnte ich zeigen, dass Prädation und Umweltbedingungen eine wichtige Rolle in der Bestimmung und Regulierung der Überlebenschancen der Ciliaten spielen. Dabei ist es letztendlich die Wechselwirkung von beiden Faktoren, die von grundlegender Bedeutung ist. Über den jährlichen Zyklus wurde die Ciliatengemeinschaftsstruktur während der Vorschichtungsperiode hauptsächlich von einer Top-Down-Wirkung von Prädatoren kontrolliert. Die hohe Nahrungsverfügbarkeit und die niedrige Räuberabundanz könnten bedeuten, dass die Ciliatengemeinschaft während der Schichtung hauptsächlich von einer Bottom-Up-Wirkung kontrolliert wurde.

Item Type:

Thesis (PhD thesis)

Translated abstract:

Abstract

Language

Heterotrophic ciliates play a very important role in the aquatic food web. As consumers of bacteria, algae and heterotrophic flagellates they are also at the same time prey for higher consumers. Under the strategies which prey animals have developed to reduce predatory pressure are changes of their body morphology like thorns, helmets etc. and their behaviour, known as diel vertical migration (DVM). The purpose of this study was to observe and to describe the advantages and disadvantages of the vertical migration behaviour in a natural ciliate community in the field. To better understand this behaviour, I have separated my research in three main chapters, the first concerning primary field observations during an annual cycle, the second with field experiments and the third with the annual cycle of a natural ciliate community in relation to food availability and predatory pressure. My results for the field observations show that the ciliates do perform vertical migrations under natural conditions and that these migrations are under the influence of the annual hydrologic changes within the lake and the biological interaction among individuals. Regarding the field experiments I conclude by stating that predation and environmental conditions do play an important role in the regulation of the survival chances of the ciliates. Each factor is important, but it is the interaction of both factors which is of basic importance. Concerning the annual cycle the ciliate community structure was controlled by a top down effect from predation during the prestratification period. The high food availability and the low predator abundance could suggest that the ciliate community during stratification was primarily controlled by a bottom up effect.

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