Morphologie und Funktion des Wasserleitungssystems der terrestrischen Isopoden (Crustacea, Isopoda, Oniscoidea)

Summary

In terrestrial isopods there are two types of a water conducting system. The porcellio-type is a recycling system. Out of the maxillar-nephridium urine is secreted, which spreads through the ventral and dorsal structures of the water conducting system. It is then directed along the pleopods and is reabsorbed in the gut. Within this system only urine runs. The ligiatype is an open system. Here urine runs as well as water, which is absorbed by the sixth and seventh pereiopods.

In all the species investigated incl. Ligia and Hemilepistus a water conducting system has been found. Apparently this system is constitutive for all terrestrial isopods. Concerning function (hypothesis): the water conducting system is multifunctional, but above all serving excretion. Isopods, also terrestrial isopods, are ammoniotelic. While the urine is spreading through the conducting structures ammonia is vapourizing off the increased surface. A special permeability of the integument needs not be assumed. After the urine having passed the anus, it is reabsorbed in the gut. The disadvantage of the ammoniotelism, the great demand of water, is avoided, the advantage, the economizing of energy, is preserved.

Additionally the water conducting system allows an active thermoregulation to a certain extent. Furthermore it has functions in respiration, conducting of water and keeping the integument humid and clean.

Zusammenfassung

1. Das Wasserleitungssystem der Oniscoidea wird einer Strukturanalyse unterzogen. Die Teilstrukturen des Systems werden dargestellt. Es wird gezeigt, daß das System seinen Anfang an der Harnöffnung des Cephalothorax nimmt, wo es den aus den Maxillarnephridien stammenden Harn aufnimmt und durch ventrale und dorsale Leitungsstrukturen zum Pleoventralraum leitet. Aus diesem wird der Harn durch den Anus wieder aufgenommen und vom Rectum resorbiert.

2. In der Strukturanalyse wird gezeigt, daß innerhalb der Oniscoidea zwei Typen des Wasserleitungssystems unterschieden werden können: der Porcellio-Typ und der Ligia-Typ. Bei grundsätzlicher Gleichheit beider Typen bestehen folgende Unterschiede: der Ligia-Typ hat an den 6. und 7. Pereiopoden Leitungsstrukturen, mit denen Wasser aufgesaugt wird. Im Wasserleitungssystem des Ligia-Typs fließt Harn und Wasser, in dem des Porcellio-Typs nur Harn.

3. Da die entwicklungsgeschichtlichen Extreme Ligia und Hemilepistus ein Wasserleitungssystem haben, bei 45 weiteren Arten verschiedener Familien keine Assel ohne ein solches System gefunden werden konnte, muß geschlossen werden, daß dieses System konstitutiv für alle Landasseln ist. Alle untersuchten Arten lassen sich einem der beiden System-Typen zuordnen.

4. Die vorgefundenen Strukturen werden auf ihre Funktion hin interpretiert. Es wird die Hypothese vertreten, daß das Wasserleitungssystem ein geschlossenes (Porcellio-Typ), multifunktionales System, vor allem aber integraler Bestandteil des Exkretionssystems ist. Das bei der Ammoniotelie auch terrestrischer Isopoden anfallende NH₃ wird im Harn aus dem Körper entfernt. Aus dem Harn entweicht das NH₃ wegen der enormen Oberflächenvergrößerung der Harnflüssigkeit beim Durchfluß durch die Leitungsstrukturen des Wasserleitungssystems. Der Harn selber wird nach Durchfließen des Pleoventralraumes durch die Endopodite und durch den Anus in den Körper wieder aufgenommen.

Der Nachteil der Ammoniotelie, der hohe Wasserbedarf, wird so aufgehoben und der Vorteil, die Energieersparnis, gewahrt. Darüber hinaus gehört das System zu den Funktionskreisen Respiration und Thermoregulation und hat außerdem Funktionen bei der Wasserleitung sowie bei der Feuchthaltung und Reinigung des Integuments.

5. Das Wasserleitungssystem wird als im Tierreich einzigartiger Weg erwiesen, die physiologischen Probleme des Landganges zu bewältigen.