Die Sorption und Transpiration des Wasserdampfes bei der Mehlmilbe (Acarus siro L.)

Zusammenfassung

• 1. Die Aufnahme des Wasserdampfes aus der Luft verläuft bei Acarus siro L. teilweise ähnlich wie bei einer hygroskopischen Substanz: Die Sorption steht mit der relativen Feuchte im Zusammenhang; die bis zur Sättigung aufgenommene Wassermenge ist um so größer, je höher die relative Feuchte der Luft liegt; zwischen der relativen Feuchte der Luft und dem Wassergehalt des Tieres stellt sich nach beendeter Sorption ein Gleichgewicht ein; eine Sorption findet immer dann statt, wenn Tiere, die mit der umgebenden Luftfeuchte im Gleichgewicht stehen, in eine höhere Luftfeuchte überführt werden.

• 2. Abweichend von hygroskopischen Substanzen kann die Aufnahme des Wasserdampfes nicht unterhalb einer bestimmten Luftfeuchte erfolgen. Für Acarus siro liegt diese kritische Gleichgewichtsluftfeuchte (krit. Ggf.) bei etwa 71% r. F. Die Gleichgewichte, die sich oberhalb von 71% r. F. zwischen der Luftfeuchte und deim Wassergehalt des Tieres einzustellen vermögen, können von Hungertieren nur für einige Stunden aufrechterhalten werden.

• 3. Die Fähigkeit der Mehlmilbe, Wasserdampf aus der Luft zu sorbieren, steht zu Vorkommen, Vermehrung, Orientierung und Überleben der Art in enger Beziehung: Vorkommen und Populationszuwachs sind nur in Luftfeuchten möglich, die oberhalb der krit. Ggf. liegen. Tiere, deren Wassergehalt auf einen kritischen Wert gesunken ist, zeigen eine Schreckreaktion gegen Luftfeuchten, die unterhalb der krit. Ggf. liegen; sie suchen höhere Luftfeuchten zielgerichtet auf und decken hier ihr Wasserdefizit durch Sorption von Wasserdampf aus der Luft. Der Wassergehalt des Organismus folgt wechselnden Luftfeuchten unmittelbar. Es werden daher Wasserverluste, die bei tiefen Luftfeuchten eingetreten sind, in feuchter Luft kompensiert (Bedeutung der diurnen Luftfeuchteschwankungen).

• 4. Die Transpirationsrate wassergesättigter Mehlmilben ist dem Sättigungsdefizit (SD) der Luft abwärts bis zur krit. Ggf. direkt proportional, wird aber darunter unvermittelt größer.

• 5. Die Lebenslänge ungefütterter Mehlmilben hängt vom Wasserverlust ab. Der Wasserverlust ist dem SD direkt proportional, die Lebenslänge des Tieres ist ihm umgekehrt proportional. Die umgekehrte Proportionalität zwischen Lebenslänge und SD bleibt aber nur solange bestehen, wie die gleichzeitig herrschenden relativen Feuchten nicht unterhalb der krit. Ggf. von 71% r. F. liegen. Unterhalb von 71% r. F. wird, unabhängig von der bei dieser relativen Feuchte herrschenden Temperatur und dem Sättigungsdefizit, die Lebenszeit des Tieres kürzer als es der Erwartung (umgekehrte Proportionalität) entspricht. Dies korrespondiert mit dem erhöhten Wasserverlust, den die Tiere unterhalb der krit. Ggf. von 71% r. F. erleiden.

• 6. Die Einschränkung des Wasserverlustes steht ebenso wie die Aufnahme des Wasserdampfes mit der relativen Feuchte im Zusammenhang. Beide Prozesse sind nur abwärts bis zur krit. Ggf. wirksam.

• 7. Zur Sorption von Wasserdampf aus der Luft mit einer relativen Feuchte von 71% und einer Temperatur von 22° C müssen 460 atm aufgebracht werden. Es werden einige Betrachtungen über Mechanismus, die an dem noch ungelösten Prozeß der Wasseraufnahme beteiligt sein könnten, angestellt.

Summary

• 1. The pattern of removal of water vapor from the air (r. h. 71% and above) by Acarus siro L. is similar to the pattern observed in the case of any hygroscopic substance: The sorption is governed by the relative humidity of the air; the amount of water taken up until saturation is reached is greater the higher the humidity; an equilibrium is established between the humidity of the air and the water content of the animal; sorption always takes place when animals, in equilibrium with the ambient humidity, are transferred to a higher humidity.

• 2. In contrast to hygroscopic substances uptake of water vapor cannot occur below a certain humidity. In Acarus siro this critical equilibrium humidity is approximately 71% r. h. The equilibria between the humidity of the air and the water content of the animal, which can be established above 71% r. h., can only be maintained for a few hours in starving mites.

• 3. The ability of the grain mite to take up water vapor from the air is closely related to its occurrence, increase of population, orientation, and survival: Occurrence in nature and numerical increase of populations are only possible at humidities above the critical equilibrium humidity. Mites in which the water content is reduced to a certain critical level show an avoiding reaction against humidities below the critical equilibrium humidity; these animals exhibit directed movements into higher humidities where their depleted water content is restored by sorption from the air. The water content of the animal varies with fluctuating humidities. Therefore, water losses occurring at low humidities are compensated at high humidities (significance of diurnal humidity fluctuations).

• 4. The rate of transpiration of hydrated grain mites is directly proportional to the saturation deficit of the air down to the critical equilibrium humidity; however, it increases abruptly below this level.

• 5. The longevity of unfed grain mites depends upon the water loss. Water loss is directly proportional to the saturation deficit of the air; longevity of the animal is indirectly proportional to the saturation deficit of the air. The indirect proportionality between longevity and saturation deficit, however, exists only as long as the relative humidities present at the same time are not below the critical equilibrium humidity of 71% r. h. Independent from the temperature and the saturation deficit, the life time of the animal becomes shorter than expected (indirect proportionality) below 71% r. h. This corresponds with the increased water loss shown by the animals below the critical equilibrium humidity of 71% r. h.

• 6. The restriction of water loss and the sorption of water vapor are both governed by the relative humidity of the air. Both processes are efficient only down to the equilibrium humidity.

• 7. Sorption of water vapor from the air with a relative humidity of 71% and a temperature of 22° C requires 460 atm. Some considerations of the mechanisms that may contribute to the as yet poorly understood process of water uptake are presented.