Die Atmung des Gräserendosperms

Zusammenfassung Das Endosperm der Caryopsen vonTriticum sativum besteht aus vier verschiedenen Zellarten, den Aleuron-, Amylase-, Stärke- und Quellzellen, von denen nur die Aleuronzellen lebend sind. Die Atmung der Keime (24 Stunden eingeweichte Körner) ist 10–15mal größer als die der Körner ohne Keime. Die Atmung der entkeimten Körner ist temperaturabhängig, wird von Chloroform stark beeinträchtigt und rührt daher von lebenden Zellen her. Als solche kommen nur die Aleuronzellen in Betracht, die Stärkezellen haben keine Atmung. Nach 4tägiger Keimung war die Atmungsintensität der Keime auf ungefähr das 4fache erhöht, die der entkeimten Körner auf das doppelte gegenüber 24 Stunden eingeweichten Körnern.     

Zur Glykolatoxydation einzelliger Grünalgen

Summary O₂-uptake and CO₂-release by a chlorophyll-free, carotenoid-containing mutant of Chlorella vulgaris increase on addition of Na-glycolate by factors of 4–5 and 5–6, respectively (Fig. 1). In an enzyme preparation of that alga (sonification, centrifugation, precipitation with 0–30% (NH₄)₂SO₄, dialysis) activity of glycolate oxidase can be demonstrated by O₂-uptake (Fig. 2a) as well as by reduction of the artificial electron acceptor DCPIP (Fig. 2b). The same holds true for whole cells as well as equally prepared enzyme preparations of heterotrophically or autotrophically grown wildtype Chlorella vulgaris, provided the cells are cracked by a French press instead of a sonicator (Figs. 3a-c and 4a-c). Glyoxylate is the main reaction product (Table). Oxidation of exogenous glycolate is rapidly performed by whole cells of Scenedesmus quadricauda and of Ankistrodesmus convolutus, too, but hardly or not at all by Chlorella pyrenoidosa and Ankistrodesmus braunii. No definite influence of the level of CO₂ applied during growth is found: Chlorella vulgaris and Ankistrodesmus convolutus show a rapid oxidation of glycolate after growth under 0,03 and 1,5% CO₂ in air, whereas Chlorella pyrenoidosa and Ankistrodesmus braunii do not show an enhanced O₂-uptake on addition of glycolate after either condition (Fig. 5). Various developmental stages of Chlorella pyrenoidosa respond differently to addition of glycolate, the extra O₂-consumption varying between about 25% (mature cells) and 50–60% (young cells) of the endogenous rate (Fig. 6). It thus appears that species of unicellular green algae within the same genus have strong or weak glycolate oxidase activity and that several external factors have only a modifying effect on that enzyme.     

Beitrag zur Standortcharakteristik verschiedener Grünland-Pflanzengesellschaften

Zusammenfassung Die Standortcharakteristik verschiedener Grünlandpflanzengesellschaften hat nicht nur für die Grünlandbewirtschaftung große Bedeutung, sondern auch für die Kennzeichnung einzelner Pflanzengesellschaften und für die Ermittlung qualitativer oder auch quantitativer Zeigereigenschaften. Am Untersuchungsmaterial von mehr als 400 untersuchten Grünlandpflanzenbeständen wird gezeigt, daß einzelne Analysenwerte, also Momentaufnahmen ebenso wie die aus einer größeren Zahl von Einzelwerten gebildeten Mittelwerte nur groben Orientierungscharakter besitzen. Daran ändert sich auch durch die Prüfung eines umfangreicheren Analysenmaterials mittels Regressionsanalyse nicht viel.Zeitreihenanalysen, wie sie auf 5 Standorten in zwei Vegetationsperioden durchgeführt wurden, geben einen Einblick in die Dynamik der Meßgrößen. Durch die Anwendung moderner Rechenverfahren konnten sowohl einfache, wie multiple Zusammenhänge verschiedener Standortsfaktoren geprüft werden. Dabei ist zu erkennen, daß die Unterschiede zwischen verschiedenen Pflanzengesellschaften durchweg kleiner sind als die Unterschiede zwischen verschiedenen Jahren. Trotz der teilweise nur sehr geringen Bestimmtheitsmaße ermöglichen die Untersuchungen einen Einblick in das Geschehen am natürlichen Standort und bilden die Basis für weitergehende experimentelle Untersuchungen. Auf die für die Grünlandwirtschaft bedeutenden Zusammenhänge zwischen verschiedenen Standortsfaktoren und der Ertragsbildung der Pflanzenbestände wird hingewiesen.

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Summary The local characterization of different grassland-associations is not only of great significance for the grassland-farming but even to mark special plant-associations and for the determination of possibilities for qualitative and quantitative diagnosis by plants. It is shown by 400 determined locations of permanent grassland that some special analysis taken at a fixed time (moment-pictures) as well as the average values calculated from a great many of single analysis can give only an unexact orientation. The testing of this comprehensive material by regression-analysis brought no better results.Series of analysis carried out during growth on 5 locations in 2 vegetation periods give an impression of the dynamik of the growth-factors.There could be tested simple correlations between locations factors as well as multiple ones by modern mathematic methods. Thereby has been found mostly a smaller distinction between the different plant associations than between the different years. Although the found coefficients of determination are very small, the determinations give an interesting impression of what happens on a natural location and they are a good basis for further experiments. Pointing to the relations between the different location factors and the grass growth of the sward a report is given of the great significance for the grassland farming.

     

Beitrag zur Standortcharakteristik verschiedener Grünland-pflanzengesellschaften

Zusammenfassung Die Standortcharakteristik verschiedener Grünlandpflanzengesellschaften hat nicht nur für die Grünlandbewirtschaftung große Bedeutung, sondern auch für die Kennzeichnung einzelner Pflanzengesellschaften und für die Ermittlung qualitativer oder auch quantitativer Zeigereigenschaften. Am Untersuchungsmaterial von mehr als 400 untersuchten Grünlandpflanzenbeständen wird gezeigt, daß einzelne Analysenwerte, also Momentaufnahmen ebenso wie die aus einer größeren Zahl von Einzelwerten gebildeten Mittelwerte nur groben Orientierungscharakter besitzen. Daran ändert sich auch durch die Prüfung eines umfangreicheren Analysenmaterials mittels Regressionsanalyse nicht viel.Zeitreihenanalysen, wie sie auf 5 Standorten in zwei Vegetations-perioden durchgeführt wurden, geben einen Einblick in die Dynamik der Meßgrößen. Durch die Anwendung moderner Rechenverfahren konnten sowohl einfache, wie multiple Zusammenhänge verschiedener Standortsfaktoren geprüft werden. Dabei ist zu erkennen, daß die Unterschiede zwischen verschiedenen Pflanzengesellschaften durchweg kleiner sind als die Unterschiede zwischen verschiedenen Jahren. Trotz der teilweise nur sehr geringen Bestimmtheitsmaße ermöglichen die Untersuchungen einen Einblick in das Geschehen am natürlichen Standort und bilden die Basis für weitergehende experimentelle Untersuchungen. Auf die für die Grünlandwirtschaft bedeutenden Zusammenhänge zwischen verschiedenen Standortsfaktoren und der Ertragsbildung der Pflanzenbestände wird hingewiesen.

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Summary The local characterization of different grassland-associations is not only of great significance for the grassland-farming but even to mark special plant-associations and for the determination of possibilities for qualitative and quantitative diagnosis by plants. It is shown by 400 determined locations of permanent grassland that some special analysis taken at a fixed time (moment-pictures) as well as the average values calculated from a great many of single analysis can give only an unexact orientation. The testing of this comprehensive material by regression-analysis brought no better results.Series of analysis carried out during growth on 5 locations in 2 vegetation periods give an impression of the dynamik of the growth-factors.There could be tested simple correlations between locations factors as well as multiple ones by modern mathematic methods. Thereby has been found mostly a smaller distinction between the different plant associations than between the different years. Although the found coefficients of determination are very small, the determinations give an interesting impression of what happens on a natural location and they are a good basis for further experiments. Pointing to the relations between the different location factors and the grass growth of the sward a report is given of the great significance for the grassland farming.

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Prof. Dr. N. Knauer — Aht. Grünlandwirtschaft und Futterbau im Institu für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der Christian-Albrechts-Universität Kiel 23 KIEL, Olshausenstr. 40–60.     

Phylogenetische Beziehungen in der GrünalgengattungAcrosiphonia

Zusammenfassung 1. Fakultative Karyogamie konnte bei keiner der untersuchtenAcrosiphonia-Arten nachgewiesen werden. Alle Arten mit geschlechtlicher Fortpflanzung können sich zusätzlich durch zweigeißelige Schwärmer vermehren.2.Acrosiphonia spinescens hat heteromorphen Generationswechsel; der Sporophyt ist Codiolum-artig, der monözische Gametophyt fädig. Unverschmolzene zweigeißelige Schwärmer entwickeln sich ebenfalls zum Codiolum-Stadium, in seltenen Fällen auch direkt zu fädigen Pflanzen.3. Dieser wie auch Punkt 5 sind keine Ergebnisse der vorliegenden Studie, ihr Inhalt ist aber für das Verständnis der Zusammenhänge notwendig. Die isländischeA. grandis hat keinen Generationswechsel, jedoch vereinigt ihr Thallus heteromorphe Bauelemente. Das aus der Zygote zunächst entstehende typischeCodiolum wächst im 16-Kern-Stadium — vermutlich nach vollzogener Reduktionsteilung — unmittelbar zur fädigenAcrosiphonia aus. Die Entwicklung zweigeißeliger Schwärmer zeigt keine morphologischen Unterschiede (Kornmann 1970).4. AuchAcrosiphonia arcta hat keinen Generationswechsel; die zygotische Phase beschränkt sich auf die erste Zelle ihres fädigen Thallus. Nach wahrscheinlich meiotischer Teilung vierkernig geworden, wächst die Zygote zum fädigen Thallus weiter. Keimlinge aus zweigeißeligen Schwärmern werden nach der ersten Kernteilung zweizellig, ihre weitere Entwicklung gleicht der aus Zygoten.5.Acrosiphonia sonderi pflanzt sich ausschließlich durch ungeschlechtliche zweigeißelige Zoosporen in gleicher Weise fort, wie dies beiA. arcta undA. spinescens zusätzlich der Fall ist (Kornmann 1962b).6. DieAcrosiphonia-Arten mit geschlechtlicher Fortpflanzung zeigen eine stufenweise Reduktion der Diplophase von einer absoluten über eine zeitlich begrenzte Selbständigkeit bis zur völligen Einbeziehung in einen einheitlichen Organismus. Die Fähigkeit unverschmolzener Schwärmer, sich direkt zu entwickeln, verbindet diese Arten mit denen ohne geschlechtliche Vermehrung.7. Die Kenntnis der Lebenszyklen derAcrosiphonia-Arten bildet die Grundlage für eine systematische Gliederung der Gattung, deren Arten in vielen Fällen kennzeichnender morphologischer Unterschiede ermangeln.

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Phylogenetical relationships in the chlorophycean genusAcrosiphonia

Plasmogamic parthenogenesis and facultative caryogamy have been introduced as new definitions into literature on algal development byJónsson (1964a, b). In his studies on life cycles ofAcrosiphonia incurva andA. spinescens, he expresses the opinion that mating of gametes must not necessarily be followed by fusion of their nuclei. Only true zygotes give rise to unicellular sporophytes, whereas nuclei of false zygotes are separated by a cross-wall in the germinating cell, resulting in a mictohaplontic gametophyte.Jónsson (1967) described facultative caryogamy also in an Icelandic species, identified by him as Acrosiphonia sonderi. Recently,Jónsson (1968a) interpreted the succession of isomorphic generations in the Helgolandian speciesAcrosiphonia arcta by plasmogamic parthenogenesis, caryogamy being totally suppressed. In my studies on life histories ofAcrosiphonia species, facultative caryogamy has never been observed. Four different types of life-cycles are combined to a most striking example of phylogenetical relationships within a genus. Life-history is heteromorphic inA. spinescens. Zygotes develop into an independent Codiolum-like sporophyte, its zoospores give rise to the filamentous gametophytes. Biflagellate swarmers are able to develop in the same way, but very few of them germinate directly into gametophytes. Alternation of generations is not to be found in the Icelandic speciesA. grandis (Kornmann 1970). Though its zygotes give rise to a free-living, true Codiolum-stage at first, zoospores are not produced. After increasing the number of nuclei up to 16 by simultaneous divisions, the Codiolum-like cell grows out, directly producing a filamentous plant. Unfused swarmers develop in the same way.Acrosiphonia arcta, too, lacks an alternation of generations, but a Codiolum-like stage is brought about no more. The nucleus of the zygote divides twice, a process which is supposed to represent meiosis. The enlarged zygote develops into the filamentous plant, and generations are isomorphic throughout. Germinating biflagellate swarmers behave similarly after the nucleus has divided once. InAcrosiphonia sonderi, finally, sexual reproduction does not occur. Biflagellate zoospores only are produced, which develop in the same way as has been shown in the above-mentioned examples of direct reproduction inA. arcta andA. spinescens. Two trends of phylogenetical relationships become obvious in this series ofAcrosiphonia life cycles: (1) Alternation of the heteromorphic generations is gradually reduced to a succession of isomorphic ones, in which the germinating zygote constitutes the diplontic phase. (2) Direct development of swarmers, occurring exclusively in asexually reproducing species, is rarely found in the diplohaplontic type of cycles. This pattern of life-histories represents an efficient basis for taxonomical classification in the genusAcrosiphonia, whose species often lack clear morphological characters for distinction.

     

Moderne Methoden in der Gräserzüchtung

Zusammenfassung Nach Erörterung der augenblicklichen Lage in der Gräserzüchtung werden, methodische Versuche geschildert, die in Müncheberg an Glatthafer und Knaulgras in den Jahren 1948–1953 durchgeführt wurden. Sie erstrecken sich auf die Anwendung der Auslesezüchtung und des Inzucht-Heterosis-Verfahrens auf Wildmaterial der genannten Arten.Die Ergebnisse der Versuche bestehen darin, daß es möglich ist, mit Hilfe einfacher Auslese zu Stämmen mit höherer Leistung zu gelangen, daß aber in der Anwendung der Heterosiszüchtung sehr viel größere Möglichkeiten liegen. Es wurden einzelne Inzuchtlinien aufgefunden, die nach Kreuzung mit beliebigen anderen Linien eine Ertragssteigerung von 35 und 40% gegenüber dem Mittel der heute im Handel befindlichen Sorten ergaben.Zum Schluß werden als Konsequenz aus den Versuchen Wege aufgezeigt, wie die Gräserzüchtung gestaltet werden muß, um sicher zu ertragreichen neuen Sorten zu kommen.Mit I Textabbildung.     

Untersuchungen zum Kopulationsverlauf bei der GrünalgeSpirogyra majuscula

Zusammenfassung Anlage und Ausbildung der Kopulationskanäle beiSpirogyra majuscula werden nicht durch thigmotropische Reize, sondern durch chemische Substanzen gesteuert, welche zwischen den Algenfäden diffundieren. Die verklebungsbereiten Fäden enthalten Zellen, welche als Progameten zu bezeichnen sind. Die Gametogenese wird durch gegenseitige chemische Beeinflussung der sexuell unterschiedlich determinierten Progametenfäden gesteuert. Sie ist in beiden Geschlechtern an eine einmalige Zellteilung gebunden. Aufschluß über die chemische Natur der hormonartigen Substanzen konnte nicht erlangt werden. Die Geschlechtsbestimmung erfolgt auf phänotypische Weise.

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Studies in the copulation process of the green algaSpirogyra majuscula

Summary Growth of copulation tubes in the green algaSpirogyra majuscula is controlled, not by thigmotropic stimuli, but very probably by chemical substances migrating by diffusion from one filament to the other. Freshly agglutinated filaments do not yet contain gametes but cells which must be termed progametes. These progametes already show different sexual determination. Gametogenesis is controlled by chemical interaction between the filaments and depends on a single division of all cells. It was not possible to receive information about the chemical composition of the hormone-like substances. Sex determination inSpirogyra majuscula follows the phenotypic mode.

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Hindenburgplatz 55, 4400-Münster/Westf.Die vorliegenden Untersuchungen sind Teil einer von Herrn Prof. Dr. G.Reichart angeregten Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der math.-nat. Fakultät der Universität Münster.     

Eine Mutation bei der siphonalen GrünalgeDerbesia marina

Zusammenfassung 1. In einer aus Zoosporen vonDerbesia marina entstandenen Gametophytengeneration trat eine einzelne Pflanze vom Habitus des Sporophyten auf. Ihre Fäden entsprangen einer zentralen kugeligen Anschwellung.2. Diese Mutante erzeugt aus geschlechtlich neutralen Schwärmern immer wieder gleichartige Generationen.3. Die Mutante ist haploid (vgl.Neumann 1969).4. Die Befunde bestätigenFeldmanns (1952) Hypothese der Entstehung neuer Arten durch Trennung und selbständige Entwicklung von Gliedern eines Lebenszyklus.

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Mutation in the siphonaceous green algaDerbesia marina

Over 15 years the heteromorphous alternation of generations inDerbesia marina proved to be obligatory. Only once has a single sporophyte-like plant been found amidst hundreds of gametophytes. Unlike the normal sporophyte, the filaments of this mutant originated from a central globule. Its neutral zoospores re-created the special morphological character of the mother plant. 12Derbesia generations succeeded one another within two years. Characteristic features of theDerbesia mutant are haploidy (Neumann 1969) and absence of sexuality. The observation from the culture experiment is important for our understanding of taxonomic relationships within algal genera, confirmingFeldmann's (1952) hypothesis regarding the origin of new algal species by independent development of life cycle members.

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Herrn Prof. Dr.A. Bückmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Eine neue Methode zur Colchicinbehandlung der Gräser

Zusammenfassung Es wird eine neue Methode der Colchicinanwendung beschrieben, die sich für die Gräser eignet. Gleichzeitig wird ein Verfahren zur Anfertigung der zytologischen Präparate dargestellt, das eine frühzeitige Auslese der mit Colchicinlösung behandelten Sämlinge gestattet.     

Zwei Ausgangskaryotypen bei der Gräser-GattungAira L.

Zusammenfassung Für die Arten der GattungAira L. werden die folgenden Chromosomenzahlen mitgeteilt:A. capillaris Host, 2n=14;A. caryophyllea L., 2n=14 und 28;A. multiculmis Dum., 2n=28;A. praecox L., 2n=14;A. tenorii Guss., 2n=14;A. provincialis Jord., 2n=28 undA. cupaniana Guss., 2n=14. Die Zahlen der letzten drei Arten werden zum erstenmal veröffentlicht.Bei den diploiden Arten kommen zwei unterschiedliche Karyotypen vor: A ist verbreitet, B aufA. praecox beschränkt. Der Karyotyp der tetraploidenA. caryophyllea setzt sich aus A+B zusammen, während es sich beiA. multiculmis um eine Verdoppelung von A handelt. — Über die Verbreitung der Arten und Cytotypen werden einige Hinweise gegeben.

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Two basic karyotypes in the grass genusAira L.

Summary Chromosome numbers of all known species of the genusAira L. are counted:A. capillaris Host, 2n=14;A. caryophyllea L., 2n=14 and 28;A. multiculmis Dum., 2n=28;A. praecox L., 2n=14;A. tenorii Guss., 2n=14;A. provincialis Jord., 2n=28 andA. cupaniana Guss., 2n=14. The numbers of the last three species are published for the first time. Two different karyotypes are found amongst the diploids: A is widespread, B limited toA. praecox. The karyotype of the tetraploidA. caryophyllea can be described as AB, that ofA. multiculmis as AA. — Remarks on the distribution of the species and cytotypes are added.

     

Untersuchungen zum Problem der photochemischen Nitratreduktion in Grünalgen

Ohne ZusammenfassungMit 5 TextabbildungenDiese Arbeit wurde in den Research Institutes (Fels Fund) der University of Chicago durchgeführt. Der National Academy of Sciences und der International Cooperation Administration danke ich für die Gewährung eines Forschungs-Stipendiums, Herrn Prof. Dr.H. Gaffron für mannigfache Anregungen und Diskussionen.     

Über das ätherische Öl von Grünalgen

Zusammenfassung Einzellige Grünalgen der Gattung Chlorella bilden ätherische Öle. Die in einem Teil dieser Öle vorkommenden Guajanolide (Proazulene) haben sich als brauchbares taxonomisches Merkmal erwiesen. Einzelne Arten bilden größenordnungsmäßig ebenso viel ätherisches Öl wie höhere Pflanzen.

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On the essential oil of green algaeI. The oils of the genus Chlorella

Unicellular green algae of the genus Chlorella are able to synthesize essential oils. Some guajanolides (i.e., proazulenes) were shown to be its main components. Certain species produce as much oil as do higher plants. Formation of essential oils can serve as a taxonomic character in the genus Chlorella.

     

Über das ätherische Öl von Grünalgen

Zusammenfassung Das ätherische Öl und seine Hauptkomponenten (Proazulene) erwiesen sich auch bei den Gattungen Ankistrodesmus und Scenedesmus als brauchbare taxonomische Merkmale. Der Ölgehalt licgt in der gleichen Größenordnung wie innerhalb der Gattung Chlorella. Einige Ankistrodesmus-Stämme, die keine Proazulene bilden, müssen offensichtlich anderen Gattungen zugeordnet werden.

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On the essential oil of green algaeII. The oils of the genera Ankistrodesmus and Scenedesmus

The essential oil and its main components (i.e., proazulenes) are useful taxonomic characters also in the genera Ankistrodesmus and Scenedesmus. The amounts of oil in these genera are similar to that of the genus Chlorella. A few strains of Ankistrodesmus, which are unable to synthesize proazulenes, seem to belong to other genera.

     

Untersuchungen über das osmotische Verhalten der GrünalgeValonia ventricosa

Zusammenfassung 1.Valonia ventricosa ist eine pantropisch verbreitete marine Grünalge (einziger Fundort im Mittelmeer: Insel Ibiza). Die hier dargestellten Untersuchungen wurden an der Ostküste Venezuelas durchgeführt.2. Die osmotischen Werte (kryoskopisch bestimmt) liegen 1 bis 3 atm über dem Wert des Meerwassers.3. Wachstum und Alter der Zellen ändern den osmotischen Wert nicht.4. Aus Meerwasser in destilliertes Wasser überführt, tritt sehr rasche Abnahme des osmotischen Wertes des Zellsaftes ein (innerhalb von 160 Minuten von 26 auf 2 atm).5. Infolge der größeren relativen Oberfläche nimmt der osmotische Wert kleinerer Zellen viel schneller als der größerer.6. In konzentriertem Meerwasser (31 atm) ändern sich die Zellsaftwerte innerhalb von 3 Stunden nicht.7. In stärker konzentriertem Meerwasser sterben die Zellen rasch ab. Ihr Zellsaft wird damit zum Spielball der Außenbedingungen.8.Valonia ventricosa ist somit ein stenohaliner Organismus ohne erkennbare Fähigkeit zur Osmoregulation.9. Zugabe von CaCl₂ zum destillierten Wasser verlangsamt zunächst die Abnahme des osmotischen Wertes.10. Die chemische Untersuchung des Zellsaftes zeigt auch bei dieser Art das Vorherrschen des Kaliums, das gegenüber dem Meerwasser 66fach konzentriert ist.11. Die Zellwand färbt sich mit Methylenblau stark an, ist jedoch für diesen Farbstoff in keiner Richtung permeable. Angefärbte Zellwände scheinen eine geringe Ionenpermeabilität zu besitzen.12. Elektronenoptische Untersuchnugen der Zellwände zeigen, daß diese aus 40 bis 50 Lamellen bestehen, wobei benachbarte Lamellen eine überkreuzte Paralleltextur (Fischgrätenmuster) besitzen. Da die Zellen — im Gegensatz zu anderenValonia-Arten — nicht in destilliertem Wasser platzen, muß die Zellwand entweder hohe Drucke auszuhalten vermögen oder eine relativ geringe Wasserpermeabilität besitzen.

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Investigations on the osmotic behaviour of the green algaValonia ventricosa

Among the marine Chlorophyta,Valonia ventricosa represents a pantropic species; one of its few extratropical localities is the island Ibiza in the Mediterranean. Our physiological investigations were carried out during several months between 1960 and 1963 in the coastal waters of Venezuela (Mochima Bay near Cumana). The following results were obtained: 1. The osmotic values (measured with the kryoskopic method) are 1 to 3 atm higher than those of the seawater (salinity 36–37 ). 2. Neither size nor age of the cells influence the osmotic characteristics of the cell sap. 3. A transfer from marine to distilled water causes a rapid decrease of the osmotic values (within 160 minutes from 26 to 2 atm). Due to the bigger relative surface, this decrease is more rapid in small cells than in the bigger ones. 4. In concentrated seawater with 31 atm the osmotic values of the cells did not change within 3 hours. 5. In more concentrated or in diluted seawater, the cells are irreversibly damaged within a short time.Valonia ventricosa can therefore be considered as a stenohaline aliga without any recognizable osmoregulation. 6. Addition of CaCl₂ delays the decrease of the osmotic value. 7. Chemical analysis of the cell sap demonstrates the well-known prevalence of potassium, which is 66 times more concentrated than in seawater. 8. The cell wall can be easily stained with methyleneblue and in this case the permeability for anorganic ions is probably reduced. 9. Photographs taken with the electron-microscope show in cross section the multilammellate nature of the cell wall and the change of the fibrillar-direction from one lamella to the other, giving the picture of a cross-fibrillar structure. Since the cells — in contradiction to those of otherValonia species — do not burst in distilled water, it must be assumed that the cell wall structure is able to resist high pressures (about 26 atm) or is characterized by a relatively low water-permeability.

     

Über die Kern-Plasma-Relation differenzierter Gewebezellen: Vorkommen und Grösse

Zusammenfassung Mit Hilfe neu entwickelter Methodik wurden erstmalig differenzierte Gewebezellen verschiedenster Herkunft dreidimensional vermessen und für jede einzelne Zelle das Kernvolumen, das Plasmavolumen und die sich aus diesen ergebende Kern-Plasma-Relation bestimmt.Für die Kerne konnte das bekannte Verdoppelungsgesetz von Jakobj erneut bestätigt werden, darüber hinaus auch das Vorkommen von Zwischenklassen bei der Leber des Frosches, beim Epithel des Plexus chorioideus, bei den Spermiocyten I. Ordnung und beim Amnionepithel des Menschen nachgewiesen werden. Beim Darmepithel der Maus, dem Pleuraepithel des Meerschweinchens und dem Endothel der vorderen Augenkammer des Rindes trat nur eine Kernklasse auf.Beim hungernden Frosch stellte sich gegenüber einem gut ernährten Frosch in den Leberzellen neben einer Verringerung des Plasmavolumens auch eine solche der Kernvolumina ein, und zwar in dem Maße, daß die Kern-Plasma-Relation konstant und die gleiche blieb.Das Auftreten einer konstanten Kern-Plasma-Relation wurde für die Leberzellen eines gut ernährten wie eines hungernden Frosches, für das Darmepithel der Maus, das Pleuraepithel vom Meerschweinchen, das Epithel des Plexus chorioideus und das Amnion, sowie für die Spermiocyten I. Ordnung vom Menschen nachgewiesen. Für das Endothel der vorderen Augenkammer des Rindes ergab sich eine inkonstante Relation. Der Grad der Konstanz wurde durch die Größe des Korrelationskoeffizienten aus Kern- und Plasmavolumina zum Ausdruck gebracht und somit zahlenmäßig erfaßt.Die bei Konstanz der Kern-Plasma-Relation notwendige Erwartung, daß bei Auftreten von Verdoppelungs- und Zwischenklassen der Kernvolumina sich auch solche der Plasmavolumina ergeben müssen, konnte messend bestätigt werden.Die Arbeit wurde als Dissertation (D 27) unter Leitung von Herrn Prof. Dr. R. v. Volkmann angefertigt. Das gesamte Messungs- und Berechnungsmaterial liegt im Anatomischen Institut der Universität Jena zur Einsichtnahme aus.     

Zur Biochemie und Regulation des heteromorphen Generationswechsels der Grünalge Derbesia-Halicystis

Summary During the life cycle of the green marine alga Derbesia marina-Halicystix ovalis, a diploid filamentous sporophyte called Derbesia alternates with a haploid spherical gametophyte called Halicystis. Beside this wild type a so-called mutant and a parthenogenetic enogenetic form stand at our disposal. The mutant is a haploid form with a Derbesia-like morphology. The morphology of the parthenogenetic form is also very similar to that of Derbesia. Biochemically sporophyte and gametophyte are characterized by a different cell-wall composition and enzyme pattern. The main polysaccharide of the cell wall of the sporophyte (Derbesia) is a mannan, whereas the cell wall of the gametophyte is built up mainly of glucose- and xylose-containing polysaccharides. The cell wall composition of the mutant is nearly identical with that of the Derbesia wild type. On the other hand the parthogenetic form lies to a certain degree between Derbesia and Halicystis with respect to its cell wall composition. Differences in enzyme pattern exist especially in the enzymes of GDPM- and mannan synthesis. These enzymes are present in high activities in Derbesia, the mutant, and the parthogenetic form but are absent or present only with very small activities in Halicystis. From these results we conclude that the differences in morphology, cell wall composition and enzyme pattern between the sporophyte (Derbesia) and the gametophyte (Halicystis) are brought about by a relatively stable pattern of gene activity which is changed only during the formation or the out-growth of the zoospores and the formation or fusion of gametes (see discussion).

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Abkürzungen ADPG-Pyr Adenosindiphosphat-glucose-Pyrophosphorylase E.C.2.7.7.b - F-6-P Fructose-6-phosphat - GDPM Guanosindiphosphat-mannose - GDPM-Pyr GDPM-Pyrophosphorylase E.C. 2.7.7.13 - Gluconat-6-P-DH Gluconat-6-phosphat-Dehydrogenase E.C-1.1.1.44 - G-1,6-P Glucose-1,6-diphosphat - G-6-P-DH Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase E.C. 1.1.1.49 - M-1-P Mannose-1-phosphat - M-1,6-P Mannose-1,6-diphosphat - PGI Phosphoglucose-Isomerase E.C. 5.3.1.9 - PGM Phosphogluco-Mutase E.C. 2.7.5.1 - PMI Phosphomannose-Isomerase E.C. 5.3.1.8 - PMM Phosphomannose-Mutase - TRAP Triäthanolamin-Puffer - UDPG Uridindiphosphat-glucose - UDPG-DH UDPG-Dehydrogenase E.C. 1.1.1.22 - UDPG-4-Epi UDPG-4-Epimerase E.C. 5.1.3.2 - UDPG-Pyr UDPG-Pyrophosphorylase E.C. 2.7.7.9 - UDPXyl Uridindiphosphat-xylose     

CO2-Gaswechsel und Wasserhaushalt der Aerophilen Grünalge Apatococcus lobatus

Zusammenfassung Die Abhängigkeit des CO₂-Gaswechsels der pleurococcoiden Grünalge Apatococcus lobatus von den Außenfaktoren Licht, Temperatur und Luftfeuchtigkeit wurde untersucht, der Wassergehalt in Abhängigkeit vom Dampfdruck bestimmt. Die unbenetzbaren Algenlager setzen sich mit dem Wasserdampfdruck des Luftraumes in ein Hydraturgleichgewicht, so daß die Messung physiologischer Leistungen bei definiertem Wasserpotential möglich ist. Die Abhängigkeit der reellen CO₂-Aufnahme (Photosynthese) vom Wasserpotential bei 10 und 20° wurde bestimmt: 50% der maximalen Leistung werden bei einem Wasserpotential von 142 bar (90% rel. Feuchte), noch 10% bei 370 bar (76% rel. Feuchte) erreicht. Der Grenzwert meßbarer CO₂-Aufnahme liegt bei 520 bar (68% rel. Feuchte). Bei Antrocknung gehen reelle CO₂-Aufnahme und Dunkelatmung nicht proportional zurück, bis 25% (Wasserpotential 252 bar, 83% rel. Feuchte) der Anfangswerte ist die CO₂-Aufnahme begünstigt. Da bei Antrocknung die Atmung zuerst zurückgeht, ist ein Anstieg der apparenten CO₂-Aufnahme zu beobachten. Die Beeinflussung der für das Leben am Standort wichtigen CO₂-Bilanz durch Veränderungen des Verhältnisses app. CO₂-Aufnahme: Dunkelatmung in Abhängigkeit von Temperatur und Hydratur wird diskutiert. Einquellung mit tropfbarem Wasser beeinflußt die Bilanz ungünstig, das Verhältnis app. CO₂-Aufnahme: Dunkelatmung wasserdampfgesättigter Thalli ist nahezu optimal. Bei 20°, 0,025 cal cm^-2min^-1 entspricht das für die Bilanz günstigste Verhältnis einem Wasserpotential von 27–40 bar (97–98% rel. feuchte) und einem Sättigungsdefizit von 35–43%. Der CO₂-Gaswechsel dieser unbenetzbaren Luftalgen scheint demnach an die aerophile Lebensweise bemerkenswert angepaßt.

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CO₂-Exchange and water relations in the aerophillic green-alga Apatococcus lobatus

Summary The relation between CO₂-exchange in the pleurococcoid green alga Apatococcus lobatus and light, temperature and humidity was investigated, and the water-content in relation to vapour pressure was determined. The unwettable thalli achieve hydration equilibrium with the vapour pressure of the air, so that the measurement of physiological capabilities at defined water-potential is made possible. The relation between real CO₂-uptake (photosynthesis) and water-potential at 10 and 20° C was determined. Fifty percent of the maximum capacity is reached at a water-potential of 142 bar (90% r.h.) and 10% is still reached at 370 bar (76% r.h.). The limit of measurable CO₂-uptake is at about 520 bar (68% r.h.). When the algae are being dried photosynthesis and dark-respiration do not decrease proportionally; up to 25% (water-potential 252 bar, 83% r.h.) of the initial values the CO₂-uptake is favoured, since respiration decreases first an increase of the apparent CO₂-uptake is observed. The change in the ratio apparent CO₂-uptake/dark-respiration, that is, the change in the CO₂-balance in relation to temperature and hydration is discussed. The imbibition with liquid water has an unfavourable influence on the CO₂-balance, and the relation between apparent CO₂-uptake and dark-respiration of vapour-saturated thalli is almost optimal. At 20° C and 0,025 cal cm^-2min^-1 the most favourable CO₂-balance corresponds to a water-potential of about 27–40 bar (97–98% r.h.) and to a saturation deficit of 35–43%. The CO₂-exchange in these algae seems to be remarkably adapted to their aerophillic way of life.

     

Nachweis von Enzymen des Galactosestoffwechsels in der Grünalge Acetabularia mediterranea

Summary The reason for interest in the galactose metabolism of the unicellular green alga Acetabularia mediterranea lies in the question of how the different galactose content in the cell wall of the stalk and the cap is formed. The galactose content is low in the cell wall of the stalk and high in the membrane of the cap (Werz, 1963). Progress in this question presupposes information about the enzymes of galactose metabolism in this organism. The occurrence of the whole series of enzymes which are concerned with the synthesis of UDP-galactose from fructose-6-phosphate could be demonstrated. These enzymes are as follows: Phosphoglucose-isomerase [E.C.5.3.1.9], phosphoglucomutase [E.C.2.7.5.1], UDP-glucose pyrophosphorylase [E.C.2.7.7.9], UDP-glucose-4-epimerase [E.C.5.1.3.2], nucleosidediphosphate kinase [E.C.2.7.4.6] and inorganic pyrophosphatase [E.C.3.6.1.1].

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Nachweis von Enzymen des Galactosestoffwechsels in der Grünalge Acetabularia mediterranea

Zusammenfassung In der einzelligen Grünalge Acetabularia mediterranea konnten die für die Synthese von UDP-galactose aus Fructose-6-phosphat notwendigen Enzyme Phosphoglucose-Isomerase, Phosphoglucomutase, UDP-glucose-Pyrophosphorylase und UDP-glucose-4-Epimerase nachgewiesen werden, außerdem Nucleosiddiphosphat-Kinase und anorganische Pyrophosphatase. Der Galactosestoffwechsel von A. mediterranea ist deshalb von Interesse, weil Stiel- und Hutmembran einen unterschiedlichen Galactosegehalt aufweisen.

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Herrn Professor Dr. J. Hämmerling zum 65. Geburtstag gewidmet.