Phosphoraufnahme und Phosphorabgabe bei Paramaecium aurelia
Authors: Kaudewitz Fritz 
Published: February 2015

Herrn Professor Dr. Dr. A. Butenandt zum 50. Geburtstage gewidmet

Es wird eine Methode beschrieben, Paramaecium aurelia mit 32P bis zu einer Aktivität von 0.01 μC pro Einzelzelle und damit der 50 000 - fachen Aktivität der gleichen Raummenge des radioaktiven Kulturmediums zu markieren. Paramaecium nimmt dabei den Phosphor indirekt über radioaktive, in der gleichen Kulturflüssigkeit wachsende Futterbakterien auf. Fortlaufende Messungen einzelner Paramaecienzellen ergeben, daß die Aktivitätszunahme zweier Schwestertiere und damit die Geschwindigkeit der während einer Zellgeneration bestimmten Nahrungsaufnahme entweder gleich ist, oder eine verschieden schnelle Aktivitätszunahme zweier Geschwisterindividuen in enger Korrelation mit ihrer Generationsdauer steht. Stets wird nämlich am Ende der Generation, während deren Gesamtdauer 32P-aktive Bakterien aufgenommen wurden, von den beiden Abkömmlingen einer Mutterzelle dieselbe Aktivität erreicht. Die assimilierte Futtermenge und die daraus erschlossene Endgröße sind somit im Rahmen der Meßschwankungen von ± 3σ oder ± 3,6% gleich. Dieselbe Intensität der Nahrungsaufnahme kann daher bei Geschwisterindividuen von Paramaecium aurelia nicht Voraussetzung zum Erreichen ihrer gleichen Teilungsgröße sein. Im Gegensatz zu der Gleichheit des Verhaltens bei Geschwistern schwankt die Endaktivität von 64 aus einer Mutterzelle hervorgegangenen Individuen nach Einzelkultur bereits um 18% (σ = 1,2%).

Unmittelbar nach Beendigung der während mehrerer Stdn. durchgeführten Fütterung mit 32P-markierten Bakterien findet ein linear mit der Zeit verlaufender Aktivitätsverlust der Paramaecienzelle statt. Er geht nach einer Zeitdauer, die unter sonst gleichen Versuchsbedingungen vom Alter des Tieres abhängt, unvermittelt in eine Phase nahezu gleichbleibender Aktivität der Zelle über. Die Zeitdauer der Aktivitätsabnahme ist identisch mit der Lebensdauer der Nahrungsvakuolen des betreffenden Altersstadiums. Wird die Fütterung mit radioaktiven Bakterien nach einer Zeitspanne beendet, welche kürzer ist als die der Verweildauer von Nahrungsvakuolen in der Zelle während der Cyclose, so beginnt der Aktivitätsverlust des Paramaeciums erst nach Ablauf der Cyclosedauer der ersten zu Beginn der Fütterung mit markierten Bakterien gebildeten Nahrungsvakuole. Aus diesen Zusammenhängen wird geschlossen, daß der linear mit der Zeit verlaufende Aktivitätsverlust, welcher 40% (σ der Einzelmessung = 4,8%) der während einer Cyclosedauer aufgenommenen Radioaktivität beträgt, durch Ausscheidung nicht resorbierter phosphorhaltiger Verdauungsendprodukte am Ende der Cyclose der Nahrungsvakuolen verursacht wird.

Eine Stunde nach Beendigung der anfänglichen, während der Dauer einer Cyclose vor sich gehenden Phosphorausscheidung wurde die fortlaufende Messung der Aktivität einzelner markierter Paramaecienzellen begonnen und bei allen ihren 16 Nachkommen während der folgenden 4 Generationen innerhalb von 44 Stdn. an jeder Zelle einzeln und bei allen Zellen einer Generation, welche einer Mutterzelle entstammten, gemeinsam durchgeführt. Der Aktivitätsverlust der 32P-Ausscheidung betrug während dieser Zeit 3,9% der Aktivität der Mutterzelle (σ der Einzelmessung = 0,69%).

Dieses Ergebnis wird den anderslautenden Befunden von Evans und Pendleton an Paramaecium multimicronucleatum gegenübergestellt und dabei die Versuchs- und Meßtechnik beider Autoren kritisch betrachtet. Die Bedeutung der Messung für die Entscheidung der Frage nach der stofflichen Konstanz oder Inkonstanz einer im Wachstum befindlichen Zelle gegenüber der Umwelt wird diskutiert.