Deutsche Gesellschaft für Protozoologie

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Einzeller des Jahres 2007

 

Flyer Einzeller des Jahres 2007

Paramecium: als Bioindikator

 

Berger H. & Foissner W.
Technisches Büro für Ökologie und Universität Salzburg

 

Drei Paramecium-Arten und ein Art-Komplex sind wichtige Indikatoren bei der biologischen Gewässeranalyse. Die "farblosen" Arten zeigen starke Verschmutzungen an, wenn sie in größeren Mengen vorkommen. Das grüne Paramecium (P. bursaria) indiziert dagegen reines bis leicht verschmutztes Wasser. Paramecien fehlen in zeitweise austrocknenden Gewässern und in terrestrischen Lebensräumen, da sie keine Dauercysten bilden. Die folgenden kurzen ökologischen Charakterisierungen sind dem praktischen Bestimmungsbuch von Berger, Foissner & Kohmann (1997) entnommen. Ausführliche Beschreibungen der Morphologie, Ökologie und Verbreitung dieser Paramecium-Arten sowie vieler anderer in Fließgewässern weit verbreiteter Ciliaten-Arten finden Sie im sogenannten Ciliaten-Atlas (Foissner et al. 1991, 1992, 1994, 1995).

Paramecium bursaria (Ehrenberg, 1831) Focke, 1836: Ganzjährig weit verbreitet im Aufwuchs, Detritus und Plankton krautreicher, eutropher stehender (Tümpel, Uferzone von Seen) und langsam fließender (Altarme, lenitische Bereiche eutropher Bäche und Flüsse) Gewässer; ausgeprägtes Maximum von April bis Juni, hohe Abundanzen werden aber selten erreicht. Typisch für moorige und anmoorige Gewässer. Sitzt meist regungslos mit abgespreizten Wimpern im Detritus oder zwischen Algenfäden. Verträgt geringe Mengen an Fäulnisgiften und erreicht in sauerstoffreichen Gewässern auch während intensiver Abbauprozesse mittlere Abundanzen. Selten im Belebtschlamm und in Tropfkörpern. Oligo- bis meso-euryhalin. Kosmopolitisch.
Paramecium bursaria frißt Bakterien, Diatomeen und andere Algen, Hefen und Stärkekörner. Eine P. bursaria enthält bis zu 1000 symbiotische Algen der Gattung Chlorella. Zoochlorellenfreie Populationen wurden im Freiland bisher nicht beobachtet; bei erhöhter Temperatur (30°C), Nährsalzmangel und guter Fütterung lassen sich jedoch algenfreie Stämme züchten. Bei Nahrungsmangel ernährt sich P. bursaria von den Photosyntheseprodukten (überwiegend Maltose) ihrer Symbionten. Generationszeit unter Laborbedingungen bei 8,5°C etwa 87 h, bei 15°C etwa 35 h und bei 20°C etwa 20 h. Positiv phototaktisch, negativ geotaktisch. Reagiert empfindlich auf größere pH-Schwankungen, niedrigen Sauerstoffgehalt und höhere Schwefelwasserstoffkonzentrationen.
Saprobiologische Einstufung: betamesosaprob bis alphamesosaprob; Saprobienindex = 2,5.

Paramecium aurelia-Komplex: Ganzjährig weit verbreitet und manchmal zahlreich (184 Individuen pro cm2) im Detritus, gelegentlich auch im Pelagial (Freiwasser) stehender Gewässer (Tümpel, Weiher, Seen, Stauseen, Altwässer, Moore). In Fließgewässern seltener als Paramecium caudatum und bei geringer bis mittlerer Belastung meist nur sporadisch und mit niedriger Abundanz. Die Schwesterarten haben ziemlich unterschiedliche ökologische Ansprüche, und sogar die Populationen einer Schwesterart zeigen erhebliche Abweichungen, zum Beispiel in der Toleranz von Schwermetallen. Es gibt mehrere Nachweise aus Belebtschlammanlagen, Tropfkörpern und Klärteichen (bis 75000 Individuen pro ml). Auch im Brackwasser; oligo- bis meso-euryhalin. Verbreitung des Komplexes kosmopolitisch, einzelne Arten endemisch.
Arten des P. aurelia-Komplexes fressen Bakterien und sind auch axenisch kultivierbar. Generationszeit unter Laborbedingungen bei 8,5°C etwa 111 h, bei 15°C etwa 30 h, bei 20°C etwa 17 h und bei 27°C 5-6 h.
Saprobiologische Einstufung: alphamesosaprob bis betamesosaprob; Saprobienindex = 2,9.

Paramecium caudatum Ehrenberg, 1833: Ganzjährig zahlreich (120 Individuen pro cm2 und mehr) in stehenden und fließenden Gewässern mit hohem Gehalt an leicht abbaubauren organischen Substanzen und daher hohen Bakteriendichten. Typisches, mikroaerobes Mitglied der polysaproben Ciliatengesellschaft Colpidietum colpodae. Zahlreich bis massenhaft in Sphaerotilus-, Cyanobakterien-, Beggiatoa- und Leptomitus-Rasen, zwischen faulenden Algen und Makrophyten, in der verschlammten Uferzone stark verunreinigter Fließgewässer, auf der Oberfläche von Faulschlamm und im Pelagial stark verschmutzter stehender und fließender Gewässer. Verbreitet im Belebtschlamm (zahlreich besonder während der Einarbeitungsphase und bei hoher Belastung und/oder permanenter Sauerstoffarmut), in Emscherbrunnen, in Tropf- und Scheibentauchkörpern, in Stabilisierungsteichen, Rieselfeldern und in der Kahmhaut von stehendem, grauschwarzem, stark nach H2S riechendem Abwasser (bis 40000 Individuen pro ml). Sporadisch und mit geringer Abundanz auch in bakterienreichen Mikrohabitaten reinerer Fließ- und eutropher Stehgewässer, in Thermal- und Schwefelquellen und in Brunnen und Trinkwasserfiltern. Läßt man solche Proben einige Tage stehen ("Aufgüsse"), vermehrt es sich bei einsetzender Fäulnis meist sehr stark. Oligo- bis meso-euryhalin. Kosmopolitisch.
Paramecium caudatum frißt überwiegend Bakterien, gelegentlich Algen und Hefe; auch axenisch kultivierbar. Generationszeit bei 25°C etwa 10 h, bei 0°C erfolgt nur alle 19-20 Tage eine Teilung. Paramecium caudatum ist negativ geotaktisch und negativ phototaktisch. Schwimmgeschwindigkeit bei 15°C etwa 0,5 mm/s, bei 30° etwa 1,25 mm/s. Ziemlich unempfindlich gegenüber großen Sauerstoff- und pH-Schwankungen.
Saprobiologische Einstufung: polysaprob bis alphamesosaprob; Saprobienindex = 3,6 (Foissner et al. 1994) bis 3,4 (Berger et al. 1997).

Paramecium putrinum Claparède & Lachmann, 1859: Besonders im Winterhalbjahr weit verbreitet und manchmal massenhaft im Detritus stark bis sehr stark verschmutzter Gewässer aller Art (Tümpel, Teiche, Altwässer, Bäche, Flüsse, Staugewässer). In Fließgewässern - besonders in stark strömenden Bereichen - oft in größerer Dichte als P. caudatum. Paramecium putrinum bevorzugt bakterienreiche, kühle Gewässer mit hoher Sauerstoffzehrung, fehlt aber bei höheren H2S-Konzentrationen. Spärliches Vorkommen auch in der Oligosaprobie, dort wahrscheinlich in bakterienreichen Mikrohabitaten. Typisches Mitglied der polysaproben Ciliatengemeinschaft Colpidietum colpodae und daher charakteristisch für Sphaerotilus-, Beggiatoa- und Leptomitus-Rasen. Zahlreiche Nachweise aus Emscherbrunnen, Belebtschlammanlagen (besonders bei hoher Belastung und/oder permanenter Sauerstoffunterversorgung), Scheibentauchkörpern und Tropfkörpern (vor allem in der oberen, poly- bis alphamesosaproben Zone, bei schlecht arbeitenden Anlagen auch weiter unten). Auch in Ästuaren; oligo- bis meso-euryhalin. Fehlt vermutlich in den Tropen, wo es durch andere Arten (z. B. Paramecium pseudotrichium) vertreten wird.

Paramecium putrinum frißt Bakterien (Schwefelbakterien, Cyanobakterien, Rhodobakterien etc.), kleine Grünalgen, Kieselalgen, Hefe, heterotrophe Flagellaten und Stärkekörner. Im Freiland ingestiert ein Individuum etwa 48000 Bakterien pro Tag. Generationszeit im Freiland zwischen 15 und 336 h, im Mittel bei 103 h. Fakultativ anaerob.
Saprobiologische Einstufung: polysaprob; Saprobienindex = 3,6.

 

Literatur

Berger H., Foissner W. & Kohamnn F. (1997): Bestimmung und Ökologie der Mikrosaprobien nach DIN 38 410. G. Fischer, Stuttgart, Jena, Lübeck, Ulm. 291 Seiten. Restbestände noch erhältlich bei H. Berger
Berger H. & Foissner W. (2003): Illustrated guide and ecological notes to ciliate indicator species (Protozoa, Ciliophora) in running waters, lakes, and sewage plants. Handbuch Angewandte Limnologie, 17. Erg. Lfg. 10: 1–160. Details
Foissner W., Blatterer H., Berger H. & Kohmann F. (1991): Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems - Band I: Cyrtophorida, Oligotrichida, Hypotrichia, Colpodea. – Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, 1/91: 1–478. Details
Foissner W., Berger H. & Kohmann F. (1992): Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems - Band II: Peritrichia, Heterotrichida, Odontostomatida. – Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, 5/92: 1–502. Details
Foissner W., Berger H. & Kohmann F. (1994): Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems - Band III: Hymenostomata, Prostomatida, Nassulida. – Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, 1/94: 1–548 (enthält die Gattung Paramecium). Details
Foissner W., Berger H., Blatterer H. & Kohmann F. (1995): Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems - Band IV: Gymnostomatea, Loxodes, Suctoria. – Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, 1/95: 1–540. Details