Zur Bedeutung der lokomotorischen Aktivität in circadianen Systemen

1. Die circadiane Periodenlange (τ) ist bei nahezu allen untersuchten Organismen im Dauerdunkel (DD) signifikant verschieden von der im Dauerlicht (LL). Haufig geht mit der lichtbedingten Periodenanderung (Δ τ) eine Anderung der Aktivitatsdauer (Δ α) einher; meist resultiert daraus eine negative Korrelation zwischen τ und α. Es wird die Frage gestellt, ob diese Beziehungen auf Eigenschaften des circadianen Systems beruhen — und damit Ruckschlusse auf den circadianen Mechanismus gestatten — oder nicht. 2. Bei verschiedenen Tierarten (besonders Insekten) findet sich, unter dem Einflus verschiedener Dauerlicht-Intensitaten, statt einer negativen Korrelation, eine positive Korrelation zwischen τ und α. 3. Bei der Schabe Leucophaea ist im LL τ im Mittel um 0,56 Std und α um 3,12 Std langer als im DD. Diese positive Korrelation wird als rein exogen bedingt interpretiert, da a) eine entsprechende Korrelation zwischen τ und α im inter-individuellen Vergleich unter gleichen Lichtbedingungen nicht zu erkennen und b) eine Beziehung zwischen den Grosen Δτ und Δα nicht nachweisbar ist. 4. Bei vier Nager-Arten, bei denen τ und α unter dem Einflus verschiedener Lichtintensitaten deutlich negativ korreliert sind, fand sich in 15 Fallen „spontaner“ Periodenanderungen (unter gleichbleibenden Umweltbedingungen) nur ein Fall einer schwachen negativen Korrelation; bei den ubrigen Tieren anderte sich α nicht oder aber gleichsinnig mit τ. 5. Fur zwei poikilotherme Arten werden Messungen an τ und α mitgeteilt, die zeigen, das die Grose α exogen (durch Temperatur) beeinflust werden kann, ohne vergleichbare Anderungen der Grose τ zu bewirken. 6. Am Beispiel der Laufaktivitat von Leucophaea wird auf die Moglichkeit von Anderungen der Aktivitatsdauer hingewiesen, die vorwiegend auf einer zeitlichen Umstrukturierung der Aktivitat (Musteranderung), statt auf einer entsprechenden Anderung der Gesamtaktivitat beruht. 7. Am Beispiel der tagesperiodischen Entladungsfrequenz des elektrischen Fisches Gymnorhamphichtys hypostomus wird die Moglichkeit einer rein exogenen Hemmung (Maskierung) der lokomotorischen Aktivitat durch Dauerlieht und daraus folgenden Anderungen der Aktivitatsdauer diskutiert. 8. Es wird auf die im allgemeinen positive Korrelation zwischen Aktivitatsdauer und Aktivitatsmenge hingewiesen; der enge Zusammenhang dieser Grosen mit dem Gesamtstoffwechsel (dargelegt am Beispel von zwei Insektenarten) rechtfertigt die Bezeichnung der Aktivitatsparameter als „metabolische“ Grosen. 9. Die Ergebnisse weisen darauf hin, das die Grosen der lokomotorischen Aktivitat in weitem Umfang variabel sind und in verschiedenster Weise beeinflust werden konnen. Die Korrelationen zwischen Aktivitat und Periode, auf denen das Schwelle-Niveau-Modell von Aschoff und Wever beruht, kann als Wirkung der Lichtintensitat auf Periode und Aktivitat, d. h. als Spezialfall, interpretiert werden, eine endogene Beziehung zwischen den lokomotorischen Grosen und der circadianen Periodenlange last sich aus den vorgelegten Untersuchungen nicht entnehmen. 10. Eine alternative Interpretation der Beziehungen zwischen circadianem System und lokomotorischer Aktivitat ist nach den Ergebnissen moglich: Die Aktivitat ist mit der endogenen Periodik nur durch einen Trigger-Mechanismus, mit einem Auslosereiz pro Zyklus, verbunden. In diesem Fall kann nur von Periodenwerten und Phasenverschiebungen der Aktivitatsperiodik auf das circadiane System geschlossen werden.