im Süsswasser.
Von Dr. =C. Apstein= in Kiel, Zoolog. Institut.
In seinem Werke[103][LXXIX] „Über die Bestimmung des Planktons oder
des im Meere treibenden Materials an Pflanzen und Tieren“ bezeichnet
+Hensen+ mit +Plankton+ „+Alles, was im Wasser treibt+“. Es sind also
darunter alle Organismen, sowohl Pflanzen wie Tiere, zu verstehen,
die +willenlos+ der Wellenbewegung und den Strömungen folgen. Der
Begriff ist enger gefasst als „Auftrieb oder pelagische Organismen“,
denn zu letzteren gehören beispielsweise die freischwimmenden Fische,
die aber nicht zum Plankton zu zählen sind, da sie vermöge ihrer
Grösse und Stärke nicht machtlos im Wasser treiben, dagegen bilden die
schwimmenden Fischeier und junge Fische einen Teil des Plankton. Ebenso
könnte es scheinen, als ob die Copepoden ausscheiden müssten, die
bekanntlich einer ziemlich energischen Bewegung fähig sind; doch ist
dieselbe zu wenig ausgiebig, um den bewegenden Agentien irgend einen
nennenswerten Widerstand entgegensetzen zu können.
[LXXIX] Die Zahlen verweisen auf das Litteraturverzeichnis.
Schon im Jahre 1884 hat +Hensen+ in seiner Arbeit[102]: „Über das
Vorkommen und die Menge der Eier einiger Ostseefische, insbesondere
der Scholle, des Flunder und des Dorsch“ ein Problem in Angriff
genommen, an dessen Lösung niemand vor ihm gedacht hatte, nämlich die
+quantitative Bestimmung+ der im Meere treibenden Organismen.
Nur einmal ist, unabhängig von Hensen[LXXX], jedoch nach diesem,
dieselbe Art der Forschung versucht worden von +Asper+ und
+Henscher+[95] 1886, welche die Organismen aus einer bekannten
Wassermenge sammelten und dann die Zahl der Individuen bestimmten,
die sich in einem Tropfen Flüssigkeit, von denen fünfzehn auf 1 _ccm_
gingen, befanden. Dadurch erhielten sie einen ungefähren Überblick über
die Menge der pelagischen Tiere in dem untersuchten Süsswasserbecken.
Doch ist dieser Versuch nicht in eine Reihe zu stellen mit den
sorgfältigen Methoden der Hensenschen Forschungen. Hensen blieb nicht
bei den einfachen quantitativen Bestimmungen stehen, sondern zeigte
auch, warum diese von so hoher Wichtigkeit sind. In letzter Linie kam
es ihm darauf an, den Stoffwechsel des Meeres näher kennen zu lernen.
Bekanntlich vermögen nur die chlorophyllführenden Wesen, also Pflanzen
und Peridineen, von denen letztere noch von manchen zu den Flagellaten
gerechnet werden, aus anorganischen Stoffen organische Verbindungen
herzustellen; die Kraft, durch die diese Umbildung geschieht, liefert
das Sonnenlicht. Dieses dringt bis höchstens 400 _m_ in das Wasser ein
und soweit finden wir auch nur chlorophyllhaltige Organismen. Dieser
Fähigkeit wegen können wir auch die pflanzlichen Wesen mit Einschluss
der Peridineen +Nahrungsproduzenten+[96] nennen. Ihnen stehen die
+Nahrungskonsumenten+ gegenüber, welche die oben erwähnte Fähigkeit
nicht besitzen, also ganz von den Pflanzen abhängig sind; es sind,
um es kurz zu sagen, die Tiere. +Wo keine Pflanzen sind, können also
auch keine Tiere sein!+ Da, wie oben erwähnt, die Sonne die Kraft den
Pflanzen giebt, organische Verbindungen zu bereiten, so hätten wir ein
Mass für die Produktion des Wassers an belebter Substanz, wenn wir alle
unter einer bekannten Oberfläche -- als Einheit 1 _qm_ -- vorhandenen
Pflanzen bestimmen könnten. In dieser Richtung hat +Hensen+[LXXXI]
zur ersten Orientierung eine Anzahl analytischer Gewichtsbestimmungen
gemacht, denen wir folgende Daten entnehmen.
[LXXX] +Hensen+ hat schon im Jahre 1885 mehrere Mitteilungen
über sein Verfahren veröffentlicht, so in den
Sitzungsberichten des physiologischen Vereins in Kiel,
in den Mitteilungen des Vereins schleswig-holsteinischer
Ärzte, im 8. Jahresbericht des Centralfischereivereins
für Schleswig-Holstein, dann 1886 im Tagesberichte der
Naturforscher-Versammlung in Berlin.
[LXXXI] Planktonwerk S. 34. (Siehe Litteraturverzeichnis 103.)
Ein ganzer Fang (aus der Ostsee) vom Februar 1885, der reich an einer
Diatomeenart (_Rhizosolenia_) war, enthielt unter 1 _qm_ Oberfläche
1608.3 _ccm_ Plankton. Davon wurden 70 _ccm_ weiter verarbeitet.
Diese enthielten 0.18 _gr_ organische Substanz = 42.1% und 0.2575
_gr_ = 57.9% Asche. Der ganze Fang würde also 4.296 _gr_ organische
Substanz geliefert haben. Dies ist sehr wenig, aber da die Diatomeen
so zahlreich waren, so ist der beträchtliche Aschenanteil durch die
Kieselsäureskelette verständlich.
Zu ferneren Analysen wurden einzelne Bestandteile des Plankton
verwendet, so die Ceratien und Copepoden. Von ersteren fanden sich in
7.25 _ccm_ Fang 12.45 Millionen. Diese enthielten 0.389 _gr_ organische
Substanz = 96.05% und nur 0.016 _gr_ Asche = 3.94%.
Auf 1 Million Ceratien käme also 0.031245 _gr_ organische Substanz.
Von Copepoden wurde einmal _Rhinocalanus gigas_ zur Bestimmung benutzt.
4 _ccm_ davon = 321 Stück ergaben 0.0527 _gr_ = 99.4% organische
Substanz und nur 0.0003 _gr_ = 0.6% Asche.
Diese Zahlen benutzt +Hensen+ weiter, wobei hervorzuheben ist,
dass alle Angaben nur Minimalzahlen sind. +Hensen+ hat nun nach
Versuchen[LXXXII] -- denen er selbst nur einen vorläufigen Wert
beimisst -- berechnet, dass ein Copepod zu seiner Ernährung täglich
12 Ceratien, das ist pro Jahr 4370 Ceratien bedarf. Da nun auf 1 _qm_
Oberfläche (also einer Wassersäule, die 1 _qm_ zur Grundfläche und die
Tiefe des Wassers[LXXXIII] zur Höhe hat) ungefähr 1 Million Copepoden
lebt, so bedürfen diese zur Nahrung 4370 Millionen Ceratien, welche
4370 × 0.031245 = 133.35 _gr_ organische Substanz liefern.
[LXXXII] ibid. S. 95.
[LXXXIII] Hier in der Ostsee etwa 20 _m_.
Die Jahresproduktion an Diatomeen[LXXXIV] berechnet +Hensen+ auf 6570
_ccm_ pro Quadratmeter Oberfläche, diese enthalten 14.8 bis 17.7 _gr_
organische Substanz. Es würden also in Summa pro Jahr von Diatomeen
und Ceratien 133 + 17 _gr_ = 150 _gr_ organische Substanz pro
Quadratmeter Oberfläche erzeugt werden.
[LXXXIV] ibid. S. 96.
Nach Berechnungen von +Rodewald+ erzeugt 1 _qm_ bebauten Landes
(in Form von Heu) 179 _gr_ organische Substanz. Es ist also die
Produktion des Plankton nur um 20% geringer als die der gleichen Fläche
Ackerlandes[LXXXV]. Da jedoch für die Berechnungen des Wassers nur
Minimalzahlen genommen sind, so wäre es möglich, dass in der That die
Produktion des Wassers gleich ist der des Landes. Hiermit ist also ein
Mass für die Ertragsfähigkeit des Wassers gewonnen und zugleich ein
Ausdruck für die belebende Wirkung des Sonnenlichtes.
[LXXXV] Dasselbe erwähnt +Seligo+[107] in seinen „Hydrobiologischen
Untersuchungen“. Er sagt: „Wie eine Wiese ist die
Wasserfläche gleichmässig bewachsen. Allerdings liegen
die Pflänzchen normal nicht dicht an einander, aber dafür
beschränkt sich ihre Anwesenheit und ihr Gedeihen nicht auf
die Wasseroberfläche, sondern die oberen Wasserschichten bis
zu mehreren Metern Tiefe sind davon durchsetzt, sodass die
Gesamtmenge der unter einem bestimmten Teil der Oberfläche
wachsenden Pflänzchen ungefähr so viel Pflanzenmenge sein
dürfte, wie auf einer gleichgrossen Fläche einer dünn
bewachsenen Wiese sich findet“.
Die oben gewonnenen Zahlen lassen sich jedoch noch weiterhin benutzen,
z. B. für praktische Zwecke der Fischerei, wie +Heincke+[101] dargethan
hat. Jedoch würde es uns zu weit führen, auf alle diese interessanten
Berechnungen weiter einzugehen, wir müssen auf die Originalwerke
verweisen.
Ein Punkt ist jedoch noch von Wichtigkeit, der es klarlegen soll, dass
die Planktonmethode zu den vorhin dargelegten Schlüssen berechtigt.
Haben wir ein Recht, von der Beobachtung, die wir aus einem kleinen
Wasserquantum gewonnen haben, auf die Zusammensetzung des Plankton
eines ganzen Wasserbeckens zu schliessen? Da hat sich nun gezeigt bei
Untersuchungen in der Ostsee, dass die Verteilung des Plankton eine
+ziemlich+[LXXXVI] gleichmässige ist. Diese gleichmässige Verteilung
ist von +Hensen+ in seiner Arbeit[102]: „Über das Vorkommen und die
Menge der Eier einiger Ostseefische, insbesondere der Scholle, des
Flunder und des Dorsch“ so erklärt. Trifft ein Stoss, z. B. eine
Welle, ein schwimmendes Ei, so können zwei Fälle in Betracht kommen:
erstens, ist der Stoss senkrecht, so wird das Ei in der Richtung
des Stosses fortbewegt; zweitens, ist der Stoss unter einem Winkel
auf das Ei gelangt, so schiebt eine Komponente des Stosses das Ei
weiter, während die andere es dreht. So werden die Eier nach und nach
auseinandergetrieben, wenn sie auch an einer Stelle der Oberfläche sich
befanden, da ein Stoss nicht alle Eier in derselben Richtung trifft.
Was für die Eier gilt, ist auch für die anderen Organismen des Plankton
anzuwenden. So wird durch die Wellen, welche wie eine Schüttelbewegung
wirken, die Zerstreuung besorgt. Diese Thatsachen hat +Hensen+ auch
noch direkt durch Experimente (siehe die gleiche Arbeit) erhärtet,
indem er mehrere versilberte Glaskugeln, die so beschwert waren, dass
sie gerade noch schwammen, in das Wasser versenkte und nach einiger
Zeit wahrnahm, dass sie weit auseinandergetrieben waren.
[LXXXVI] In einer neuen Arbeit +Hensens+[104]: „Einige Ergebnisse
der Plankton-Expedition der Humboldt-Stiftung“ heisst
es: „... Die Expedition ging von der rein theoretischen
Ansicht aus, dass in dem Ozean das Plankton gleichmässig
genug verteilt sein müsse, um aus wenigen Fängen über das
Verhalten sehr grosser Meeresstrecken sicher unterrichtet zu
werden, und diese Voraussetzung hat sich weit vollständiger
bewahrheitet, als gehofft werden konnte“.
Nachdem wir gesehen haben, was für weitgehende Schlüsse +Hensen+
mit Hilfe seiner Planktonmethode, d. h. der Art und Weise der Gewinnung
und Verarbeitung eines Planktonfanges, zu ziehen imstande war, wollen
wir diese Methode[LXXXVII] näher ins Auge fassen.
[LXXXVII] Diese Methode hat in neuester Zeit von +E. Häckel+ eine
sehr absprechende Beurteilung erfahren; da jedoch schon von
anderer Seite die Missverständnisse und Entstellungen der
Häckelschen Schrift richtiggestellt sind, so gehe ich nicht
weiter auf dieselbe ein, sondern verweise auf die Arbeiten
Brandts[102] und Hensens.
Ich möchte daher den Leser bitten, mich auf einer Exkursion zu
begleiten und nachher den Arbeiten am Lande beizuwohnen. Wir besteigen
einen Dampfer und haben Zeit, ehe wir an Ort und Stelle anlangen, die
Ausrüstung zu der „Planktonfahrt“ in Augenschein zu nehmen.
Vor allem fällt uns das grosse +Vertikalnetz+[LXXXVIII] auf (Fig.
45 S. 262): An ihm können wir drei Teile unterscheiden, erstens das
eigentliche konische Netz (_A_), dann den ebenfalls konischen Aufsatz
(_B_) und drittens den Blecheimer (Fig. 48 S. 265).
[LXXXVIII] Ich habe in folgendem die Masse des Netzes nach denen
von der Plankton-Expedition auf dem Atlantischen
Ozean verwendeten Apparaten wiedergegeben. Da, wo auf
Süsswasserseen kein Dampfer zur Verfügung steht, müssten
die Netze verkleinert werden, denn vom Boote aus ist es
unmöglich, mit den fast 2 _m_ hohen Netzen zu fischen.
Das eigentliche Netz ist folgendermassen gebaut:
An einem starken Eisenringe (_S_), der 90 _cm_ Durchmesser hat, ist
innen eine 5 _cm_ grosse Falte von Barchent befestigt (_r_), deren
äusserer Teil eine grössere Anzahl Knopflöcher trägt. Von hier soll
nach dem untern Ringe (_K_) das weiterhin zu beschreibende Netzzeug
ausgespannt werden. Dieser untere Ring (_K_) trägt drei gabelartige
Vorsprünge, an welchen durch Überfallschrauben der Blecheimer befestigt
werden kann. Auf diesem Ringe ist ein zweiter Ring (_K₁_) durch
mehrere mit Ösen versehene Schrauben (_m_) befestigt.
[Illustration: Fig. 45.]
Das Gazenetz (_i_) trägt an seinem obern Rande einen Leinwandstreifen
(_l_), welcher mit Knöpfen versehen ist, die in die oben erwähnten
Knopflöcher der Barchentfalte hineinpassen[LXXXIX], unten ist das Netz an
einen Barchentring angenäht, welcher an dem Messingringe (_K_) durch
mehrere Schrauben (_n_) befestigt werden kann. Damit das feine Gazenetz
nicht allein den Druck der filtrierenden Wassermasse auszuhalten hat,
ist an seiner Aussenseite ein einfaches Fischernetz (_f_) ausgespannt,
das oben an dem Ringe _S_ mit Bindfaden angebunden ist und unten
zwischen die beiden Ringe _K_ und _K__{1} geklemmt wird. Die beiden
erwähnten Netze sind aber zu schwach, den an den Ringen _K_ und
_K__{1} hängenden Eimer zu tragen, es sind daher zwischen _S_ und den
Schraubenösen (_m_) einige starke Schnüre (_g_) ausgespannt.
[LXXXIX] Es ist daher jederzeit möglich, das Netz herabzunehmen und
auszuwaschen.
Bei der Wahl des +Netzzeuges+ handelt es sich einerseits darum, dass
die Löcher möglichst fein und gleichmässig sind, damit auch die
kleineren Organismen nicht hindurchgehen können, anderseits auch darum,
dass die Fäden des Gewebes nicht quellen und sich nicht verschieben
können. Diese Bedingungen werden allein durch die Müllergaze erfüllt,
die in mehreren Sorten in den Handel kommt, und sich durch die Grösse
der Löcher unterscheidet. Diese Gaze ist aus Seidenfäden verfertigt
und wird in Mühlen zur Trennung des Mehles nach der Korngrösse
benutzt. Dieses Gewebe (Müllergaze Nr. 20) ist von solcher Feinheit,
dass auf einen Quadratcentimeter Fläche 5926 Löcher kommen[XC], von
denen jedes eine Seitenlänge von 0.053 _mm_ hat. Mit diesem Netzzeug
werden fast alle Organismen gefangen, nur wenige Diatomeen, die mit
ihrer Längsachse auf ein Loch treffen, werden hindurchschlüpfen. Einen
grossen Vorzug besitzt dieses Gewebe noch durch seine grosse Glätte, es
bleiben einmal wenig Organismen daran hängen, dann auch fasert es nicht
aus, so dass der Fang nicht durch Fäden verunreinigt wird.
[XC] Planktonwerk S. 4.
Ein aus diesem Seidengewebe gefertigtes Netz soll nun zwischen den
beiden Ringen so ausgespannt werden, dass es keine Falten schlägt. Es
ist dazu nötig, ein Muster zu entwerfen[XCI], nach dem das Netzzeug
zugeschnitten wird. Bei dem vorliegenden Netze beträgt der Radius
des obern Ringes _R_ = 45 _cm_, der des untern _r_ = 10 _cm_, die
Mantelhöhe des abgestumpften Kegels _i_ = 150 _cm_.
[XCI] Die Berechnung weicht von der von Hensen im Planktonwerk S. 6
angeführten ab, da statt der Sehnen der Winkel an der Spitze
benutzt ist.
Vervollständige ich den abgestumpften Kegel (Fig. 46), so kann ich mit
Hilfe der Mantelhöhe des abgeschnittenen Stückes (_x_) den Winkel an
der Spitze (α) (Fig. 47) berechnen.
[Illustration: Fig. 46.]