Das sich nach 6 Hungertagen keine signifikanten Unterschiede im Energiegehalt des Gewebes einstellen entspricht nicht den Erwartungen. Zum einen könnte das Ergebnis des statistischen Tests deshalb so ausgefallen sein, da bereits das Fütterungslevel, von dem die Tiere angefangen haben zu hungern, unterschiedlich war durch unterschiedliche Konzentrationen an den untersuchten Substanzen in den Futtermitteln oder im Wasser, wie bereits in der Vorbemerkung erwähnt. Deshalb sind die Ergebnisse möglicherweise nicht wirklich vergleichbar. Eine andere Möglichkeit könnte sein, dass die Schnecken Energie in Form von Kohlenhydraten speichern, bei deren Verbrauch die Schnecke leichter wird, das Energie/Gewichtsverhältnis bleibt gleich. Bei Fetten würden die Schnecken auch leichter, jedoch steckt in Fetten im Vergleich zu Kohlenhydraten soviel Energie, dass man dies messen könnte (Grospietsch 2001).
Der Anstieg der Chloridkonzentration entspricht der Erwartung bis zum 3. Hungertag. Damit bestätigt sich die Annahme eines Hydrogencarbonat/Chlorid- Ionenaustauschsystems, der einem zu starken Anstieg des pH-Wertes entgegenwirkt, zu dem es bei Hunger kommt (siehe Einleitung). Der Eintransport zur pH-Wert- Senkung übersteigt also den Verlust an Chlorid über die Ausscheidung, denn verbraucht wird Chlorid im Stoffwechsel nicht. Es dient nur dem Aufrechterhalt des Elektrolythaushaltes. Dadurch kommt es zu dem beobachteten Anstieg der Chlorid-Konzentration bis zum 3. Hungertag. Der Grund für die Abnahme der Konzentration vom 3. bis zum 6. Hungertag könnte wieder der gleiche sein wie in der Vorbemerkung erwähnt, wodurch es durch andere Ausgangskonzentrationen an Chlorid bei den Hungergruppen am Tag ihrer Abnahme aus dem Futterbecken zu diesen Ergebnissen kommt. Das würde heißen, dass die Tiere die 6 Tage gehungert haben von Anfang an eine geringere Chloridkonzentration in der Hämolymphe hatten als die anderen Gruppen.
Eine weitere Erklärung wäre, dass die Freisetzung von Calciumcarbonat aus der Schale und den Calciumgranulae, die bei Hunger durch Carbonatmangel einsetzt (siehe Einleitung), größer ist als der Verbrauch im Stoffwechsel. Somit wäre nach einer gewissen Zeit zunächst wieder genug Carbonat in der Hämolymphe enthalten, wie auch auf Abb. 11 Tag 6 zu erkennen ist. Das wäre ein Grund dafür, dass die Freisetzung zunächst aufhört bis wieder ein Mangel besteht oder die Reserven erschöpft sind. Das würde dazu führen, dass der pH-Wert sich wieder auf einen Normalwert absenkt und der Chlorideinstrom zur Absenkung nicht mehr erforderlich wäre. Überprüfbar wäre dies mit einer längeren Versuchsreihe bei der demnach mit einem wechselnden Anstieg und Abfall zu rechnen ist bis ein entgültiger Plateauwert als Minimum erreicht ist. Dies gilt für Chlorid und gegenteilig auch für Carbonat.
Die Carbonatkonzentration (Abb. 11), die zunächst fällt und dann wieder steigt lässt sich folgendermaßen erklären: Durch die bei Hunger verringerte Stoffwechselrate kommt es zum Verlust von CO2-Äquivalenten und somit auch von dazu im Gleichgewicht stehenden Hydrogencarbonat- und Carbonationen. Dadurch kommt es zu der sinkenden Carbonatkonzentration in der Hämolymphe. Dies bleibt so bis zum 3. Hungertag. Dann stellt sich vermutlich der Schneckenorganismus darauf ein und wirkt dem Mangel entgegen, indem einerseits aus sowohl den Calciumgranulae als auch der Schale Carbonat freigesetzt wird. Diese Freisetzung bewirkt andererseits wie in der Einleitung erwähnt einen Anstieg des pH-Wertes wodurch sich wahrscheinlich das Gleichgewicht aus Hydrogencarbonat und Carbonat auf die Seite des Carbonat verschiebt, um Protonen für die pH-Wert-Senkung zu gewinnen. Beide Vorgänge erklären den sprunghaften Anstieg der Carbonatkonzentration nach 6 Tagen Hunger um 81%. Die Ergebnisse stimmen also mit den Erwartungen überein.
Die Sulfatkonzentration (Abb. 11) zeigt keine signifikanten Änderungen durch den Hunger. Das liegt vielleicht daran, dass Sulfat nicht essentiell als freies Molekül in der Nahrung nötig ist. Es kann aus den schwefelhaltigen Aminosäuren (Cystein, Methionin) bei deren Abbau H2S entsteht, der zu Schwefelsäure oxidiert wird, gewonnen werden. Somit können die Speicherproteine im Schneckengewebe den Sulfatverlust bei Hunger kompensieren und die Sulfatkonzentration im Gleichgewicht halten, was auch nötig ist, da Sulfat ein lebenswichtiges Makromineral darstellt. Makromineralien wie Natrium, Kalium, Magnesium, Chlorid oder Phosphat werden im Körper weder gebildet noch verbraucht- sie gehen nur über die Ausscheidung verloren, die deshalb geregelt sein muss.
Sulfat ist das einzige Makromineral, dass im Körper selbst gebildet werden kann und deshalb kann die Sulfatkonzentration bei Hunger, solange Proteine vorhanden sind, wahrscheinlich konstant gehalten werden, vorausgesetzt dieser Mechanismus existiert bei Lymnaea stagnalis.
Durch die hohe Standardabweichung der Kontrollwerte kann man nicht sagen ob die durchschnittliche Sulfatkonzentration evtl. weit über denen der Hungertiere liegt oder darunter. Deshalb sind keine weiteren Hypothesen möglich. Da der Durchschnittswert der Kontrolltiere jedoch abgesehen von der Standardabweichung nicht signifikant verschieden von den Versuchstieren ist, wird die obige Annahme unterstützt.
Die Lactatkonzentration zeigt eine signifikante Zunahme nach 6 Tagen Hunger, was darauf beruhen könnte, dass der Abbau der Kohlenhydrate in der Glykolyse mit fortschreitendem Hunger nicht beim Pyruvat stoppt und dieses in den Citratzyklus und weiter in die Atmungskette eingeht, sondern das Pyruvat weiter zu Laktat abgebaut wird wie es auch unter anaeroben Bedingungen der Fall ist. Der limitierende Faktor ist nur hier nicht der Sauerstoff sondern die Kohlenhydrate selbst. Da durch den Hunger weniger Kohlenhydrate vorhanden sind, entstehen im Citratzyklus weniger Reduktionsäquivalente wie NADH+, FADH2 etc., die die Atmungskette speisen können. Dadurch kann rückkoppelnd die Atmungskette dem Citratzyklus keine NAD+ oder FAD+ liefern und die ganze Maschinerie wird stark geschwächt. Stattdessen wird Pyruvat möglicherweise verstärkt zu Laktat abgebaut, da dafür nur 1 NADH nötig ist. Somit kann sich Laktat in der Hämolymphe ansammeln, was dessen steigende Konzentration erklärt. Inwiefern jedoch die Abbauwege von Aminosäuren und Fetten, die ja auch in den Citratzyklus münden, diese Hypothese wiederlegen, wäre zu prüfen. Zumindest ist der Pyruvatabbau eine mögliche Quelle für die Herkunft des Laktat.
Die Succinatkonzentration verhält sich unter Hunger nicht einheitlich. Zunächst kommt es erwartungsgemäß zu einem Abfall der Konzentration, da durch den Nahrungsentzug kein Succinat mehr über sie Nahrung aufgenommen wird. Nach 3 Hungertagen gibt es einen signifikanten Anstieg der Succinatkonzentration, was dadurch zu erklären ist, dass bei Gastropoden ein Endprodukt des anaeroben Stoffwechsels ist. Zum anderen ist es das Abbauprodukt der Aminosäuren Methionin, Valin und Isoleucin. Nach 3 Tagen sind die zuerst unter Hunger angegriffenen Kohlenhydratreserven soweit verbraucht, dass die gespeicherten Proteinreserven angegriffen werden und abgebaut werden. Proteine enthalten neben vielen anderen natürlich auch die 3 oben genannten Aminosäuren. Somit könnte dies eine Quelle für das Succinat sein. Da auch die Proteinreserven irgendwann erschöpft sind, geht der Succinatanteil an der Hämolymphe wieder zurück.
Nitrat scheint sehr abhängig von der Fütterungssituation in der Hämolymphe vorzukommen und bereits nach 1 Tag Hunger fast nicht nachzuweisen (weshalb es nicht in der Grafik berücksichtigt wird). Das heißt, das Nitrat möglicherweise ausschließlich über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen wird. Der Abfall der Konzentration geht sehr schnell, was darauf hinweisen könnte, dass es kaum Speicherreserven von Nitrat bei Gastropoden gibt. Einige Pflanzen können teilweise reinen Stickstoff zu Ammoniak fixieren im Zusammenspiel mit ihren symbiontischen Bakterien. Diesen Ammoniak verwerten die Pflanzen dann zur Aminosäuresynthese. In Form der Aminosäuren bzw. Proteinen gelangt der Stickstoff dann in die Tiere. Und nach deren Tod bauen nitrifizierende Bakterien den bei der Aminosäureverwertung entstandenen Ammoniak dann um zu Nitrit und Nitrat. Auch diese Stickstoffform können die Pflanzen verwerten und bringen den Stickstoff dann wiederum über ihre Aminosäuren in die Pflanzen ein.
Die in den Pflanzenteilen vorhandenen Vorstufen der Aminosäuren Ammoniak und Nitrat gelangen natürlich auch in die Tiere können aber von diesen nicht verwertet werden. Im tierischen Stoffwechsel spielen fast ausschließlich die reduzierten Stickstoffformen eine Rolle wie Ammoniak, Ammonium oder die Aminogruppe. Da Nitrat nicht von den Tieren verwertet werden kann, wird es möglicherweise auch nicht gespeichert. Da Tiere Nitrat zu über 70% aus der Nahrung beziehen ist es klar, das bei Nahrungsentzug die Nitratkonzentration rasch fällt. Trinkwasser dient zwar zu ca. 20% auch als Nitratquelle scheint aber hier nicht den Verlust der Nahrungsquelle zu kompensieren, geringstenfalls zu mindern. Gemüse, zu dem Salat, die Nahrung von Lymnaea, zählt, enthält das meiste Nitrat unter den Nahrungsmitteln und hat deshalb bei Hunger auch eine entscheidende Bedeutung für den Nitratgehalt der Hämolymphe.
Ammonium verändert seine Konzentration bei Hunger nicht signifikant (Abb. 12). Obwohl auch aus Hinweisen anderer Ionenkonzentrationsänderungen, bereits spätestens nach 3 Tagen mit dem Abbau von Proteinreserven begonnen worden sein muss, bei dem als Hauptendprodukt Ammoniak entsteht, ist Ammonium nicht in höherem Maße in der Hämolymphe nachweisbar. Das liegt möglicherweise daran, dass Ammoniak als Zellgift nicht in dieser Form in der Hämolymphe transportiert wird. Es wird vielmehr in Glutamin umgewandelt und so zu den Nephridien transportiert, wo es in Glutamat und Ammonium umgewandelt wird. Ammonium wird dann ausgeschieden und so aus dem Stoffwechsel entfernt wodurch es nur in geringem Maße messbar ist und selbst bei verstärktem Proteinabbau nicht in gesteigertem Maße in der Hämolymphe messbar ist, nur im Harn bzw. Urin. Die Ammoniak bzw. Ammoniumfreisetzung aus dem Proteinabbau übersteigt vermutlich die Menge dieser Stoffe, die als freie Moleküle über die Pflanzen aufgenommen werden, da sie in Pflanzen hauptsächlich in Aminosäuren gebunden vorkommen. Somit hat die Nahrung sicher einen viel geringeren Anteil an der Quelle von freiem Ammonium als der eigene Proteinabbau. Deshalb fällt der fehlende Ammoniumanteil aus der Nahrung bei deren Entzug kaum ins Gewicht, solange noch körpereigene Proteine abgebaut werden können.
Die Magnesiumionenkonzentration schwankt abhängig von der Hungerzeit (Abb. 12). Die Schwankungen sind statistisch jedoch nicht signifikant. Damit können wir die Erwartung aus der Einleitung bestätigen, wonach die Magnesiumionenkonzentration von Hunger nicht beeinflusst wird. Dennoch schwanken die Werte ohne erkennbaren Zusammenhang nach oben und unten, was evtl. nur durch Messfehler zu erklären ist. Eigentlich erwartet man schon eine Abnahme der Konzentration, da Magnesium in grünen Pflanzen als Chlorophyllbestandteil in größerer Menge vorkommt und deshalb bei Nahrungsentzug schlagartig die Hauptmagnesiumquelle wegfällt. Da es aber zu keiner gleichmäßigen Abnahme kommt, könnte man darauf schließen, dass Lymnaea den Mangel aus einem etwaigen Depots kompensieren kann, was uns aber bisher nicht bekannt ist. Da Lymnaea sich fast ausschließlich von grünen Pflanzenteilen ernährt, hätte eine schwankende Konzentration an Magnesium in den verfütterten Salatblättern, wie bereits in der Vorbemerkung angenommen, eine möglicherweise stark verfälschende Wirkung.
Die Natriumkonzentration verhält sich annähernd den Erwartungen entsprechend (Abb. 12). Durch den in der Einleitung erwähnten Anstieg des pH-Wertes durch Hunger, kommt es zu einem verstärkten Austausch mit Protonen über das erwähnte Ionenaustauschsystem, wobei Natrium nach außen abgegeben wird. Bis auf den Wert des 3. Hungertages stimmen die Ergebnisse mit diesen Erwartungen überein, da am 1. und auch am 6. Hungertag signifikant geringere Natriumkonzentrationen in der Hämolymphe gemessen wurden. Woher die hohen Werte, die sich nicht von der Kontrolle unterscheiden, nach 3 Hungertagen kommen ist schwer zu sagen. Entweder handelt es sich um einen Mess- oder Auswertungsfehler oder Pulmonaten besitzen irgendein Depot aus dem Natrium freigesetzt werden kann bei Mangel wie bspw. die Knochen bei den Vertebraten. Die jetzt schon oft angesprochene Verfälschung durch die falsche Versuchplanung bleibt die letzte in Frage kommende Erklärung für den Messwert der Tiere, die 3 Tage gehungert haben. Die Standardabweichung ist hier klein genug, sodass sie als Fehlerquelle ausscheidet.
Die Kaliumionenkonzentration sollte laut Erwartungen auch erheblich sinken, da Kalium ausschließlich über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen wird und keine Depots im Körper bekannt sind. Unsere Ergebnisse (Abb. 12) bestätigen diese Erwartung nicht. Die Kaliumionenkonzentration bleibt bei Hunger unverändert. Das liegt möglicherweise daran, das der größte Teil an Kaliumionen in den Zellen vorkommt und nicht in der extrazellulären Flüssigkeit zu der die Hämolymphe zählt. Deshalb ist sie dort generell nur in geringen Mengen messbar und Schwankungen schlagen sich nicht signifikant nieder. Eine andere Möglichkeit die Erwartung dennoch als bestätigt anzusehen ist die Diskussion über die hohe Standardabweichung. Vielleicht liegt der durchschnittliche Konzentrationswert von Kaliumionen doch um einiges höher, wodurch die Ergebnisse ganz anders interpretierbar wären. Dann könnte man von einem sehr schnellen Abfall der Konzentration auf ein Plateau ausgehen, von dem aus sich die Konzentration nicht mehr verändert. Da Gemüse viel Kalium enthält und bei Nahrungsentzug so die Hauptquelle ausfällt, entspräche ein Konzentrationsabfall eher den Erwartungen. Klären lässt sich das nur in Folgeversuchen.
Die Calciumionen verhalten unter Hunger zunächst wie erwartet in dem ihre Konzentration signifikant sinkt (Abb. 12). Das nach 6 Hungertagen die Konzentration wieder steigt, lässt einige Hypothesen zu. Vielleicht werden Calciumionen doch bei Mangel aus der Schale und den Granulae freigesetzt im Zusammenspiel mit Carbonat. Schließlich ist es dort als Calciumcarbonat gespeichert. Calcium kommt auch zu einem gewissen Anteil (beim Menschen 35% im Plasma) als Bestandteil von Komplexsalzen vor, aus denen es bei Mangel möglicherweise freigesetzt wird. Inwiefern das auch bei Pulmonaten zutreffen könnte wissen wir nicht. Es gibt auch Hinweise in der Literatur, wonach bei Alkalose die freien Formen von Calciumionen verstärkt abnehmen, indem sie an Proteine gebunden werden, was das Ergebnis nicht bestätigen würde. Vielleicht ist aber auch der 6 Tage Wert verfälscht.
Um genauere Ergebnisse zu ermitteln ist es sicher nötig an mehr als nur 3 zeitlichen Marken die untersuchten Parameter aufzunehmen und auszuwerten um evtl. Außreißerwerte besser zu kontrollieren und den Verlauf besser interpolieren zu können.
Zusammenfassend kann man sagen, dass unsere Ergebnisse nur teilweise mit den Erwartungen übereinstimmen. Da der Schwerpunkt des Kurses jedoch auf dem Kennenlernen der Methoden lag, ist dies nicht von erstrangiger Bedeutung. Die Ergebnisse für weitere Fragestellungen als Basis zu verwenden sollte aufgrund der falschen Versuchplanung nicht in Frage kommen, stattdessen sollte das Projekt, wenn Daten mit vergleichbarer Basis ermittelt werden sollen, noch einmal wiederholt werden.
Zu den Methoden ist zu sagen, dass vor allem die Verbrennungskalorimetrie einige Übung erfordert. Die Handhabung ist teilweise etwas schwierig vor allem bei Pulverproben. Diese winzigen Mengen Pulver müssen von der Einwaage bis zur letztendlichen Verbrennung exakt gleich bleiben. Die Pulverproben in der Gelatine-Kapsel ohne Verlust mit dem Draht in der Bombe zu befestigen, ist fast unmöglich. Bei den anderen Methoden gab es keine nennenswerten Probleme, die das Ergebnis hätten verfälschen können.
Somit ist die größte Fehlerquelle in der Versuchplanung anzusiedeln, die in der Vorbemerkung zu den Ergebnissen ausreichend erläutert wurde.