über die H?henanpassung vonCrotophaga ani undTyrannus melancholicus in den Anden Kolumbiens

Zusammenfassung An Trauertyrann,Tyrannus melancholicus Vieillot, 1819 (Tyrannidae) und Ani,Crotophaga ani L., 1758 (Cuculidae) wird geprüft, wie weit in verschiedenen Höhenlagen der Anden Kolumbiens Veränderungen einzelner Körpermerkmale auftreten, und ob diese bestehenden Klimaregeln entsprechen und als Anpassungen an unterschiedliche Höhenlagen gedeutet werden können.An 114 Trauertyrannen und 138 Anis aus fünf verschiedenen Höhenstufen zwischen 0 und 2300 m über dem Meere wurden jeweils 15 Einzelmerkmale (Maße und Gewichte) registriert.Beide Vogelarten zeigten ein mit der Höhe deutlich ansteigendes Körpergewicht und entsprechend zunehmende Körperlänge.Für Herz und Lungen wurde eine im Verhältnis zum Körpergewicht stark überproportionale Gewichtszunahme mit der Höhe festgestellt.Spannweite und Länge der Flügel wuchsen ungefähr der Körpergröße entsprechend. Die Flächenbelastung blieb mit steigender Höhe gleich, was bei Berücksichtigung der Dimensionsunterschiede eine überproportionale Flügelflächenzunahme in Vergleich zum Gewichtsanstieg bedeutet.Der Schwanz wurde beim Trauertyrann schwach unter-, beim Ani leicht überproportional mit zunehmender Höhe länger.Der Schnabel wurde beim Trauertyrann im gleichen Verhältnis wie der Körper vergrößert, hingegen war er beim Ani in den Stufen IV und V sogar etwas kürzer als auf Meeresniveau.Das Beinskelett (Femur, Tibiotarsus, Tarsometatarsus) der Trauertyrannen wurde mit zunehmender Höhe im Vergleich zum Körper schwach unterproportional verlängert. Das Verhältnis der Einzelknochen änderte sich dabei nicht. Dagegen nahm es beim Ani kaum zu, und sein Tarsometatarsus wurde mit zunehmender Höhe relativ kürzer.Humerus und Ulna wuchsen mit der Höhe gleichmäßig, doch schwach unterproportional zur Körpergröße. Durch überproportionale Zunahme der längsten Schwungfeder glich sich dies Defizit an der Gesamtflügellänge wieder aus.Die meisten Veränderungen lassen sich als Anpassungen an die mit der Höhe abnehmenden Klimafaktoren Temperatur und Luftdruck deuten. So entspricht die Größenzunahme mit abnehmender Temperatur derBergmannschen, die relative Verkürzung der Beine derAllenschen, die überproportionale Zunahme der Herzgewichte derHesseschen Klimaregel. Vergrößerung von Herz und Lungen können als Adaption an notwendig höhere Stoffwechselleistung bei höherem Wärmeverlust, Fliegen in dünnerer Luft und geringeren Sauerstoffgehalt der Atemluft gedeutet werden.Das geringe Alter der Populationen in größeren Höhen und die enge Nachbarschaft zu solchen tieferer Lagen machen es sehr unwahrscheinlich, daß die gefundenen Unterschiede genetisch fixiert sind. Eine Aufgliederung der beiden Arten in Vertikalrassen bleibt daher außer Betracht.

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The adaptation to different altitudes byTyrannus melancholicus undCrotophaga ani in the Colombian Andes

Summary Two species of birds, the tropical kingbird,Tyrannus melancholicus Vieillot (1819) and the smooth-billed ani,Crotophaga ani L., 1758 were studied to determine whether or not some of their morphological characters showed adaptation to different altitudes in the Colombian Andes.Fifteen different measurements and weights were taken from each of 114 tropical kingbirds and 138 anis collected at five different elevations between 0 and 2300 m.Both species showed a clear increase in body weight and a corresponding increase in body length with altitude.The weights of heart and lungs increased at a much higher rate than did body weight.Spread and lenght of wings showed a nearly proportional increase with body length. No significant change was observed in the wing load. This means a relative increase in wing area compared with the increase in body weight.InTyrannus tail length increased rather more slowly with altitude than did body length, in the ani rather more rapidly.InTyrannus the bill increased proportionally with body length whereas in the ani the bill was even shorter at the higher levels IV and V than at sea level.In the kingbird's hind limb a general increase in femur, tibiotarsus and tarsometatarsus size was observed but no significant changes in their ratio could be detected. The same was not true in the ani: its hind limb increased less and its tarsometatarsus became relatively shorter with increasing altitude.Humerus and ulna increased with equal ratios with altitude but rather underproportionally. This was balanced by a larger increase of the longest wing feather.Most of the changes observed may be adaptive to decreasing temperature and atmospheric pressure with increasing altitude. Increasing size with decreasing temperature is in accordance withBergmanns rule, the relative decrease in leg length confirmsAllens, the increase of heart weightHesses eco-geographic rule. Increased weight of heart and lungs may be adaptive to increased heat loss, higher energy consumption during flight in thinner air, and lower oxygen concentration at higher altitudes.The higher altitudes have been settled by anis and tropical kingbirds only recently, and are in close proximity to the lower altitude ranges. Thus it seems unlikely that the variations of the characters between the different levels have a genetic basis, and although these variations may be as large as between verticals subspecies, such taxonomic distructions are not concluded in this instance.

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Meinem verehrten Doktorvater, Herrn Professor Dr.G. Niethammer, in dankbarer Erinnerung     

Freßverhalten und Darminhaltsuntersuchungen bei Sipunculiden

Zusammenfassung 1. Die Rolle der Meiofauna als Nahrung für Sipunculiden wurde anPhascolosoma vulgare (de Blainville),Phascolosoma elongatum (Keferstein) undPhyscosoma granulatum (Leukart) geprüft. Die Sipunculiden konnten zur Beobachtung des Verhaltens bei der Nahrungsaufnahme im Laboratorium gehalten werden. Die Nahrung wurde nach Darminhaltsuntersuchungen an konservierten Exemplaren bestimmt.2. Meiofauna wurde in allen Größenklassen der bearbeiteten Arten gefunden. In der Größenklasse I bei 1,0–2,4 cm und in der Größenklasse II bei 2,5–4,9 cm war die Anzahl der aufgenommenen Individuen auf Grund der Sperrigkeit der Crustaceen und der Beweglichkeit der Nematoden gering. Mit zunehmender Größe der Sipunculiden wird das Verhältnis zur Meiofauna als Nahrung günstiger.3. Bei einem Vergleich der im Darm der untersuchten Sipunculiden gefundenen Meiofauna mit derjenigen Meiofauna aus Sedimentproben wird deutlich, daß in Abhängigkeit von der Individuengröße nur Tiere bestimmter Größenklassen als Nahrung aufgenommen werden können.4. Neben der Meiofauna umfaßt das Nahrungsangebot im Substrat auch Protozoen, Pilze und Bakterien sowie partikuläre abgestorbene und gelöste organische Substanzen. Mit der Größenzunahme der Sipunculiden verändert sich die relative Häufigkeit der aufgenommenen Bestandteile aus dem Nahrungsangebot. Eine quantitative Wertung der einzelnen Nahrungskomponenten konnte bisher noch nicht erfolgen.

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Feeding and studies on the gut content in sipunculids

Three sipunculid species were caught in two different biotopes:Phascolosoma vulgare (de Blainville) as well asPhascolosoma elongatum (Keferstein) from a silt-bottom in Gullmarsfjord (Sweden) andPhyscosoma granulatum (Keferstein) from the coralligène near Banyuls-sur-mer (Mediterranean Sea). Observations on feeding behavior showed that the uptake of food is of a passively selective type. Apparently aimlessly, the sipunculids draw in sediment with food from the surroundings, often leaving starlike traces. Examination of gut contents revealed changes in sediment structure in different gut parts. The changes correspond to the different morphological and physiological functions of the gut. The main meiofauna food of the three species, especially nematodes and crustaceans, dominates also in their biotopes. Comparison of the numbers of the meiofauna specimens in the three different parts of the gut showed the expected decrease of food animals. Such decrease applies to all meiofauna-elements; plantdebris seems to pass the intestines unaffected. In order to examine a possible correlation between food and sipunculid size, the latter were classified according to body lenght. Decrease in average nematode lenght is positively correlated to diminishing body size of sipunculids. The same holds for copepods. The food ingested also comprises other organic particles and probably dissolved organic substances.

     

Vergleichende Untersuchungen zur Atmungsphysiologie euryhaliner Gammariden unter besonderer Berücksichtigung der Salzgehaltsanpassung

Zusammenfassung 1. Der respiratorische Stoffwechsel der euryhalinen AmphipodenGammarus locusta (L.),G. oceanicus Segerstråle,G. salinus Spooner,G. zaddachi Sexton undG. duebeni Lilljeborg wurde in einer Durchflußapparatur auf polarographischem Weg bei einer Temperatur von 15° C untersucht.2. Bei allen fünf Arten wurden die Beziehungen zwischen Sauerstoffverbrauch(y) und Körpergewicht (x) in Abhängigkeit vom Salzgehalt (30 und 10 ) geprüft und die Parameter der allometrischen Funktiony =a · x ^b ermittelt (vgl. Tab. 1).3. Der Regressionskoeffizientb, der die Größenabhängigkeit des Stoffwechsels kennzeichnet, weist artspezifische Unterschiede auf und ist abhängig vom Salzgehalt. Dieser zeichnet sich — mit Ausnahme vonG. duebeni — bei einer Salinität von 30 durch höhere Werte aus als bei 10 und ist in allen Fällen signifikant verschieden. Die Größenabhängigkeit des Stoffwechsels liegt im Bereich zwischen einer Gewichts-und einer Oberflächenproportionalität bzw. sogar darunter (b = 1-0,6).4. Ein interspezifischer Vergleich des Faktorsa, der die aus der Gesamtheit der Meßwerte berechnete Atemgröße von der Gewichtseinheit charakterisiert, ergibt, daß die Stoffwechselintensität in der Reihenfolge vonG. locusta überG. oceanicus, G. salinus, G. zaddachi bis zuG. duebeni fortschreitend abnimmt. Der durchschnittliche O₂-Bedarf von Flohkrebsen mit einem Lebendgewicht von 0,1 g reicht bei 30 von 17,1 mm³/h(G. locusta) bis zu 7,1 mm³/h(G. duebeni).5. Die Veränderungen des O₂-Verbrauchs nach einem sprunghaften Salinitätswechsel und der zeitliche Ablauf der Salzgehaltsanpassung wurden unter vergleichenden Gesichtspunkten untersucht. In Abhängigkeit von der Salinitätstoleranz der einzelnen Arten erfolgte eine Überführung von 10 in 30 , von 30 in 45 , von 30 in 10 und von 10 in 3 .6. Bei einem Wechsel aus verdünnten in konzentriertere Medien geht der Adaptationsprozeß wesentlich rascher vonstatten und ist mit geringeren Änderungen der Atmungsintensität verknüpft als bei Überführungen in umgekehrte Richtung. Die Anpassungszeiten bis zum Erreichen eines neuen, gleichbleibenden Stoffwechselniveaus liegen zwischen 3 und ungefähr 30 Stunden.G. duebeni verfügt über ein besseres Kompensationsvermögen als die anderen Arten, unter denenG. locusta die relativ geringste Regulationskapazität aufweist.7. Bei Nahrungsentzug sinkt die Stoffwechselrate. Messungen anG. oceanicus haben ergeben, daß die Atmungsintensität nach 20–24 Stunden gegenüber den Ausgangswerten um ca. 15 % abfällt und sich auch innerhalb der folgenden 5 Tage nur unwesentlich verringert.8. Der Aktivitätsstoffwechsel adulter Flohkrebse beträgt etwa das 2 1/2–3fache des Ruheumsatzes. Unter Grundumsatzbedingungen kann eine ausgeprägte Rhythmik der Ventilationsbewegungen der Pleopoden zutage treten.9. Während der Häutung nimmt die O₂-Aufnahme um das 2,2- bis 3,9fache des mittleren Normalverbrauchs zu. BeiG. locusta wurden die höchsten, beiG. duebeni die niedrigsten Stoffwechselsteigerungen verzeichnet.10. Verschiedene stoffwechselphysiologische Aspekte, insbesondere das Problem der Salzgehaltsanpassung und der damit verbundenen osmo- und ionenregulatorischen Prozesse, werden diskutiert. Die Stoffwechselleistungen der einzelnenGammarus-Arten werden verglichen und zu ihren Umweltansprüchen in Beziehung gesetzt.

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Comparative investigations on the respiratory physiology of euryhaline gammarids with special reference to salinity adaptation

Metabolic rates were measured of the euryhaline amphipodsGammarus locusta (L.),G. oceanicus Segerstråle,G. salinus Spooner,G. zaddachi Sexton, andG. duebeni Lilljeborg at 15° C by means of flow-through polarographic respirometry. The relationships between oxygen consumption (y) and body weight (x), expressed by the equationy = a · x ^b, under the influence of two salinities (10 and 30 ) were investigated. The regression coefficients (b), which describe the slopes of the regression lines, reveal significant differences for the salinities tested. Except forG. duebeni, higher values were obtained in 30 than in 10 . In the five species, metabolism as a function of size is characterized by regression coefficients ranging from 1 to 0.6. An interspecific comparison of the parametera, representing the intercept on they axis, exhibits a decrease in oxygen requirements in the orderG. locusta, G. oceanicus, G. salinus, G. zaddachi, G. duebeni. The respective values for 0.1 g (fresh weight) animals range from 17.1 to 7.1 mm³ O₂/h (30 ). Experiments on the alterations in metabolic rates following osmotic stress were designed to provide information on time course and capacity of adaptation to salinity. Depending on the salinity tolerances of the species, the responses after abrupt transfers from 10 to 30 , 30 to 45 , 30 to 10 and 10 to 3 were recorded. Changes from more concentrated to more dilute media induce less extensive alterations in respiratory rates and lead to faster adaptation to new salinity levels than transfers in the opposite direction. A new steady state of metabolic rate following salinity stress may be reached after 3 to about 30 hours.G. duebeni exhibits higher capabilities for compensatory adjustments than the other species.G. locusta was shown to be least capable of compensating for salinity changes. Oxygen consumption declines during starvation and attains a fairly constant level, reduced by ca. 15 %, 20 to 24 hours after the beginning of fast, as demonstrated inG. oceanicus by long-term experiments over 6 days. In adult individuals, activity metabolism exceeds standard rates by about 2 1/2 to 3 times. Under basal conditions, distinct respiratory ventilation rhythms of pleopod beating may occur. In addition, the time course of respiratory alterations during moulting was measured. At exuviation, oxygen uptake increases the mean respiratory rates 2.2 to 3.9 times. Some physiological and ecological aspects are discussed, mainly with respect to salinity adaptation and the processes of osmotic and ionic regulation involved. Metabolic rates of gammarid species are compared and related to environmental requirements. The similarity in the functional responses of the sibling speciesG. zaddachi andG. salinus is emphasized.

     

Über den Histochemischen Nachweis der an der Verholzung Beteiligten β-Glucosidasen

Zusammenfassung Die Indican-Methode ist geeignet, die Verteilung von -d-Glucosidasen in lebenden Sprossen festzustellen. In Gewebeschnitten vonAraucaria excelsa, Pinus silvestris, Pinus montana, Picea excelsa, Syringa vulgaris, Forsythia suspensa und anderen Nadel- und Laubhölzern erscheint die durch enzymatische Deglucosidierung des Indicans und anschließende Indigobildung auftretende Blaufärbung nur in solchen Geweben, die im Begriffe sind zu verholzen. Im sekundären Xylem (Holz) bietet sich die Indigozone auf Querschnitten als blauer schmaler Ring zwischen dem Cambiumring und dem bereits verholzten Gewebe. Als Träger der Färbung fungieren vor allem die Membranen der noch unreifen verholzenden Tracheiden, bzw. Tracheen. Es wird die Annahme gemacht, daß der Farbstoff elektroadsorptiv an die Zellwände gebunden ist. In Pflanzen, die zur Zeit der Vegetationsruhe getestet wurden, konnte keine aktive -Glucosidase nachgewiesen werden. Die Zone des primären Meristemringes und der Procambiumstränge unterhalb des Vegetationspunktes ist auch bei wachsenden Pflanzen noch fast frei von Verholzungsglucosidasen. Bei einigen Laubhölzern (Rosaceen, Evonymus) sind keine eindeutigen Ergebnisse erzielt worden.Aus der Cambialregion vonAraucaria excelsa wurden Gewebehomogenate von verholzenden Tracheiden und von jungen Siebröhren hergestellt. Cellobiose wurde als Enzymsubstrat geboten, und die Spaltprodukte wurden papierchromatographisch nachgewiesen. Die Glucosidasen-Aktivität war fast ausschließlich auf die Tracheiden-Homogenate beschränkt.An anderer Stelle veröffentlichte Versuche mit C¹⁴-markierten Ligninvorstufen ergaben, daß die -Glucosidasen nurd-Glucoside einzubauen vermögen.Die topographische Übereinstimmung der untersuchten Vorgänge war bei der vergleichenden Auswertung der Indican-, Cellobiose- und Radio-Kohlenstoff-Methode sehr gut. Das Vorhaben einer exakten Enzymlokalisierung in bestimmten Gewebebezirken ist gelungen. Das weit wichtigere Ziel — die Zuordnung der Fermentaktivität zu bestimmten Zellstrukturen (Plasmagranulationen, Mitochondrien o. ä.) ist mit den geschilderten Methoden nicht zu erlangen gewesen. Vielleicht kann eine verfeinerte Methode, die sich auf die Anwendung der Gefriertrocknung stützt, die bestehenden Schwierigkeiten überwinden helfen. An der Beteiligung spezifischer Glucosidasen am Verholzungsprozeß kann jedenfalls nicht mehr gezweifelt werden.Mit 3 Textabbildungen.     

Multivesikuläre und andere Einschlußkörper in den Retinulazellen der Sumpfgrille Pteronemobius heydeni (Fischer)

Zusammenfassung Die helladaptierten Retinulazellen von Pteronemobius zeigen eine deutliche Zonierung, wobei jedem Bereich typische Strukturen zugeordnet werden können. Im peripheren Teil der Zellen, der Zone D, treten insbesondere folgende Körper zum Teil überaus häufig auf: Golgi-Apparate mit jeweils einem Granum auf der konkaven Innenseite; Multivesikuläre, Multilamelläre und Dichte Körper; coated vesicles; und Lipid-Vakuolen.Zwischen einzelnen Grana und einem oder zwei Multivesikulären, nicht aber Multilamellären Körpern kommt es meist außerhalb des Golgi-Bereichs zu engem Kontakt. Eine Fusion dieser Körper kann dabei nicht ausgeschlossen werden. Außerdem wurden zwischen den Multivesikulären Körpern und den an der Basis der Mikrovilli befindlichen coated vesicles alle Übergangsgrößen gefunden. Die Beziehungen zwischen allen genannten Strukturen werden diskutiert.

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Multivesicular and other inclusion bodies in the retinula cells of Pteronemobius heydeni (Fischer)

Summary Light adapted retinula cells of Pteronemobius (Orthoptera, Gryllidae) show a distinct pattern in which typical structures are assigned to certain regions. In the peripheral part of the cell, called D-zone, inclusions are found very frequently as follows: 1. Golgi bodies with always one granule attached to the inner side. 2. Multivesicular (MVB) and multilamellar (MLB) bodies, and dense bodies. 3. Coated vesicles. 4. Lipid droplets.Single granules meet one or two MVBs for a close contact mostly outside of the Golgi region — this, however, does not occur to MLBs — a fusion of both could be possible. Furthermore, transitional stages are found of both MVBs and coated vesicles located on the base of microvilli. The relations between all the structures mentioned are discussed.

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Herrn Prof. Dr. G. Kümmel bin ich für seine Anregungen zu Dank verpflichtet.     

Weitere elektronenmikroskopische Untersuchungen am kaudalen neurosekretorischen System von Fischen

Zusammenfassung Das kaudale neurosekretorische System von Cyprinus carpio und Channa argus Cantor wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Während in den Golgi-Bläschen von Channa nur eine Art von Elementargranula entsteht, kommen bei Cyprinus zwei Granulatypen verschiedener Größe und Elektronendichte (- und ß-Granula) vor, jedoch nie in ein und derselben neurosekretorischen Zelle zusammen. Bei Cyprinus werden Elementargranula verschiedener Elektronendichte aus der Zelle in die perivaskulären Räume abgegeben.Außer Elementargranula wurden große Tropfen mit verschiedener Struktur in den Perikaryen und in den Basen der Zell-Fortsätze beobachtet. Ein Teil der Tropfen ist durch Verschmelzung der Elementargranula entstanden, die meisten jedoch entsprechen Lysosomen, Myelinfiguren, multivesicular bodies usw.Die neurosekretorischen Zellen sind durch zahlreiche axo-somatische und axo-axonale sowie axo-dendritische Synapsen mit nichtsekretorischen Nervenzellen verbunden. — Da die Wandungen der endozellulären Kapillaren ohne Zwischenschaltung einer gliösen Schranke die Zellmembran der Perikaryen berühren, wird ein unmittelbarer Stoffaustausch zwischen neurosekretorischen Zellen und Blut vermutet.

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Summary The caudal neurosecretory system of Cyprinus carpio and Channa argus Cantor was studied electron microscopically. In the secretory nerve cells of both species the elementary granules are formed in the Golgi complex. In the neurosecretory system of Cyprinus carpio two kinds of neurosecretory cells can be differentiated according to the size and the electron density of their granules (- and ß-granule). Grnules of both types cannot be found in the same neurosecretory cell. In Cyprinus the elementary granules of various density are released into the pericapillary space.Apart from the elementary granules droplets with various structures in the perikarya and bases of the processes were recognized. A part of these droplets consists of accumulated elementary granules, the majority however belongs to inclusions like lysosomes, myelinfigures, multivesicular bodies and so on.The neurosecretory elements are connected with non-secreting nerve cells by numerous axo-somatic, axo-axonic and axo-dendritic synapses. In Channa argus the perikarya of neurosecretory cells are in close contact with the basement membrane of the capillary, i.e. there is no glial barrier between the neurosecretory cell and the blood vessel.

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Frau Professor Dr. B. Scharrer zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Die Spermiohistogenese des Süßwasser-Ostracoden Notodromas monacha O. F. Müller

Zusammenfassung Die Frühstadien der Spermiohistogenese des Süßwasser-Ostracoden Notodromas monacha, ovale und spindelförmige Spermatiden, werden phasen- und elektronenoptisch untersucht. Die ovalen Spermatiden sind gekennzeichnet durch das Auftreten von Caryomeren, die zu einem einheitlichen Nucleus verschmelzen, und durch die Zusammenlagerung aller Mitochondrien zu einem Nebenkern, aus dem sich zwei Derivate differenzieren. Die spindelförmigen Spermatiden gehen aus den ovalen hervor, indem Kern und Nebenkern-Derivate sowie die Zelle selbst Spindelform annehmen. Der Kern ist durch drei hinsichtlich ihrer Größe und Lage unterschiedliche granuläre Körperchen und einen von einer Doppelmembran umgebenen Bezirk ausgezeichnet. Ein Centriol konnte bisher nicht nachgewiesen werden.

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The spermiogenesis of the fresh-water ostracod Notodromas monacha O.F. Müller

Summary In Notodromas monacha the early stages of the spermiohistogenesis (oval and spindle-like spermatids) have been studied by means of phase contrast and electron microscopy. Oval spermatids are marked by the presence of caryomeres, which during development fuse to form a single nucleus. All mitochondria are accumulated in a Nebenkern which is differentiated into two derivatives. The nucleus, the Nebenkern-derivatives and the cell body become spindle-shaped and thereby the oval spermatids are transformed to spindleshaped spermatids. The nucleus of the spindle-shaped forms is characterized by three granulated particles (different in size and position) and by a double-membrane bounded region. No centriole has been found in this study.

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Für die Anregung zu diesen Untersuchungen sowie für Förderung und Diskussion danke ich meinem Lehrer, Herrn Professor Dr. Dr. h. c. W. E. Ankel.     

Über die Bildung der Augenpigmentgranula beiDrosophila v undcn nach Verfütterung von Ommochromvorstufen

Zusammenfassung Bei denDrosophila-Mutantenv undcn, die weder Ommochrom noch leere Pigmentgranula aufweisen, läßt sich durch Verfüttern von Kynurenin, bzw. 3-Hydroxy-kynurenin die Bildung von Pigmentgranula induzieren, die von den Granula des Wildtyps nicht zu unterscheiden sind. Ihr größter Durchmesser beträgt ca. 0,4 , sie sind von einer Membran umgeben und ihre Wachstumsgeschwindigkeit ist identisch.Messung der heranwachsenden Granula in proximalen und distalen Bereichen der Ommatidien erbrachten einen signifikanten Größenunterschied; dieser ist bereits 48 Std nach der Verpuppung erkennbar.

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On the formation of eye pigment granules after feeding ommochrome precursors toDrosophila v andcn

Summary In the mutantsv andcn ofDrosophila, which contain neither ommochrome pigment nor empty pigment granules, feeding of kynurenine or 3-hydroxy-kynurenine causes the formation of pigment granules which cannot be distinguished from wild type granules. Their larger diameter is about 0.4 , they are surrounded by a membrane, and their growth rate is identical.Measurement of growing pigment granules in proximal and more distal regions of the ommatidia has revealed a significant difference in size which can be recognized as early as 48 hours after pupation.

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Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die finanzielle Unterstützung, Herrn Dr. F. G. Barth, Herrn Prof. H. Altner und seinen Mitarbeitern, sowie Frl. H. Tscharntke für Einweisung und Hilfe in der EM-Technik, und Herrn Dr. F. Schwabl für seinen Rat bei der Auswertung der Messungen.     

Zur Züchtung von Erdbeersorten mit Tiefgefriereignung

Zusammenfassung In drei mehrjährigen Serien mit Erdbeerklonen (Fragaria ananassa Duch.) wurden die Erblichkeit im weiteren Sinne und der voraussichtliche Selektionsgewinn sowie die Wiederholbarkeit für zwei Tiefgefriermerkmale, die Saftabgabe nach dem Auftauen und die Formbeständigkeit der Beeren, geschätzt. Es zeigte sich, daß in allen Fällen noch nach 12–15 Jahren Züchtung und Selektion eine große genetische Varianz verfügbar war. Eine Berechnung der Ökovalenz der beiden Merkmale ergab, daß eine Tendenz zu größeren Ökovalenz-Werten in Abhängigkeit von der genetischen Divergenz besteht.

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The breeding of strawberries suited for freezingI. Breeding potential and ecovalence of two freezing characteristics

Summary Heritability in the broad sense, the expected genetic advance with selection and the repeatabilities for two freezing characteristics were estimated in strawberry clones (Fragaria ananassa Duch.) over several years. The freezing characteristics were extravasation of juice and texture of berries after thawing. It could be shown that after 12–15 years of breeding and selection there was still much genetic variance. An estimation of ecovalence for these characteristics showed that ecovalence depends on genetic diversity.

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Herrn Prof. Dr.R. von Sengbusch, dem Begründer der SENGANA-Erdbeerzüchtung, zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Phylogenetische Untersuchungen an Diatomeen

Zusammenfassung In der vorliegenden Abhandlung wird auf Grund der Untersuchung antarktischen und südatlantischen Materials der Nachweis geführt, daß die Arten der DiatomeengattungenPseudoeunotia Grunow undFragilariopsis Hustedt noch mehr oder weniger stark reduzierte Rhaphebildungen zeigen, so daß sie nicht in ihrer bisherigen systematischen Stellung bei den Arhaphideen verbleiben können. Außerdem wird darauf hingewiesen, daß die Struktur der Zellwand beiFragilariopsis keinesfalls als Konvergenzerscheinung zu den Fragilariaceen gewertet werden kann, sondern daß die Zellen dieser Arten einem andern Bauplan unterliegen, der sich in der Abwesenheit der für die Arhaphideen charakteristischen hyalinen Längsrippe in deren Parapikalachse äußert. Die aufgefundenen Rhaphen entsprechen dem Typus der Kanalrhaphe der Nitzschiaceen, so daß sich daraus ein phylogenetischer Zusammenhang der genannten Gattungen mit den Nitzschien ergibt, und zwar besonders mit der SektionPseudonitzschia, die aber nicht als besondere Gattung abgetrennt werden kann. Als Ursache der Rhaphereduktion wird die Koloniebildung aufgefaßt, und zwar Kettenbildung mit Spitzenkontakt beiPseudonitzschia, Bänderbildung beiPseudoeunotia undFragilariopsis. Da die Koloniebildungen dieser Gattungen die Grenzfälle für die Bewegungserscheinungen derBacillaria paradoxa darstellen, wird es für möglich erachtet, daß auch diese bekannte Art sich in einem Übergangsstadium mit Rhaphereduktion befindet und daß demPseudonitzschia-bzw.Fragilariopsis-Stadium ein Bacillaria-Stadium vorausgegangen sein könnte. Als neue Arten werden beschrieben:Fragilariopsis Ritscherii undFr. separanda, außerdem sind folgende neue Kombinationen nötig geworden:Fragilariopsis curta, Fr. linearis, Fr. Vanheurckii. Die Typen und Belege für alle erwähnten Arten befinden sich in der Sammlung des Verfassers.     

Morphologie der Alloxanwirkung bei haien mit besonderer Berücksichtigung der Schäden im Pankreas

Zusammenfassung Mit der Methode nach Hagedorn-Jensen wurde der normale Blut-Zuckerwert bei Scyliorhinus mit 87,3 mg/100 ml, bei Baja asterias mit 74,9 mg/100 ml und bei Torpedo marmorata mit 66,2, mg/100 ml bestimmt. Nach Alloxangaben trat keine signifikante Blutzuckererhöhung auf.Die morphologischen Untersuchungen des Pankreas erbrachte einen für Alloxanexperimente ungewöhnlichen Befund: Bei Scyliorhinus canicula bleibt das Inselorgan auch nach höchster Dosierung (1500 mg/kg) ungeschädigt, während am exokrinen Parenchym schwere Schäden zu beobachten sind. Diese reichen je nach Dosis und Wirkzeit von der einfachen vakuolären Degeneration zahlreicher exokriner Epithelzellen bis zur Nekrose und Nekrolyse großer Parenchymabschnitte.Auch im Interrenalorgan, den Adrenalkörpern und den Hauptstücken der Niere sind regressive Veränderungen bei hoher Dosierung festzustellen. Es wird versucht, die abweichende Reaktion der Haie auf Alloxangaben mit physiologischen Besonderheiten der Elasmobranchier (Harnstoffkonzentration im Blut und Gewebe) zu erklären.

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Summary The normal fasting blood sugar level of three species of elasmobranch (after 14 days starvation) was determined by the Hagedorn-Jensen method as 87,3 mg/100 ml in Scyliorhinus canicula, 74,9 mg/100 ml in Raja asterias and 66,2 mg/100 ml in Torpedo marmorata. The blood sugar did not increase significantly after the application of various doses of alloxan (100 to 1500 mg/kg).The histological investigation of the pancreas revealed a somewhat contradictory result: in Scyliorhinus canicula it was not possible to induce any lesions in the islet organ, even after application of very high doses (1500 mg/kg) of alloxan. We found however severe damage of the exocrine parenchyma in all experimental animals. These lesions in the exocrine tissue varied from simple vacuolar degeneration of many exocrine epithelial cells to almost complete necrosis and necrolysis of whole lobules of the exocrine tissue.Similar regressive degenerations were found in the interrenal organ, the adrenal bodies and in the convoluted tubules of the kidney after application of high doses of alloxan.We try to explain this reaction of sharks to alloxan by some exceptional conditions in the physiology of elasmobranchs (the high concentration of urea in the blood and tissues).

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Herrn Professor Vincenzo Diamare, Neapel, zum 95. Geburtstag (3. April 1966) gewidmet.     

Funktionsentwicklung der Nebenniere beim Goldhamster

Zusammenfassung Adrenalin-Granula lassen sich elektronenmikroskopisch im Mark von Goldhamsterfeten bereits 2 Tage vor der Geburt und damit 3 Tage früher als lichtmikroskopisch-histochemisch erkennen. Sie sind zu Beginn 0,1 m groß und nach Kalium-Bichromatvorbehandlung des Gewebes von den 15 Tage nach der Geburt auftretenden Noradrenalin-Granula gut zu unterscheiden.Im weiteren Verlauf der postnatalen Entwicklung nehmen die beiden Granulatypen unterschiedlich an Größe zu. Der beim erwachsenen Goldhamster gefundene mittlere Durchmesser der Adrenalin-Granula beträgt 0,16±0,05 m.Elektronenmikroskopisch-histochemisch können Adrenalin- und Noradrenalin-Granula auch dann eindeutig unterschieden werden, wenn sich ihre mittleren Durchmesser während eines begrenzten Entwicklungsabschnittes nicht signifikant unterscheiden.Die durch umgekehrte Micropinocytose aus dem Cytoplasma der Markzellen ausgeschleusten Granula konnten im Intercellularspalt, im interstitiellen Bindegewebe, in den Lumina der Markfollikel und Sinus und an Erythrozyten beobachtet werden.

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Summary Adrenaline granules can be seen in the electron microscope 2 days before birth in the adrenal medulla of the fetal golden hamster. This is 3 days earlier than by using histochemical methods in the light microscope. In the first time they are approximately 0.1 m in diameter and can be well differentiated from noradrenaline granules after treatment of tissue with potassium-bichromate.In postnatal development the mean diameters of both adrenaline and noradrenaline granules increase in a different degree. So the mean diameter of adrenaline granules in adult animals is 0,16±0,05 m whereas the one of noradrenaline granules comes to 0,26±0,05 m.Using a histochemical method adrenaline and noradrenaline granules can be well differentiated in the electron microscope regardless if during a period in ontogenesis their mean diameters do not differ significantly.Granules are extruded from the cytoplasma of medullary cells by reversed micropinocytosis. Either the material of granules or granules itself could be observed in intercellular space, at the interstitial connective tissue, at the lumina of medullar follicles and sinus, and adsorbed at erythrocytes.

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Unter technischer Assistenz von M. Tölken und H. Guckes.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Zur Zeit Gast am Anatomischen Institut Tübingen.     

Variability in growth and reproduction of the marine fungus,Lulworthia floridana

Summary 1. Dissimilar response in both vegetative and reproductive development of separate isolates of the marine ascomycete,Lulworthia floridana, demonstrate the heterogeneity of this fungal population. Particular differences are noted in the carbohydrate utilization spectra of the various isolates.2. Striking stimulation of onset and intensity of perithecial development is seen at incubation temperatures of 25° and 30° C. Extrapolation of these experimental observations to field studies of infestation of lignocellulose substrates byLulworthia suggests thatLulworthia isolates from subtropical marine waters are different from those prevalent in northern and arctic marine regions.3. While the genusLulworthia currently has been reduced to a single composite species, in all likelihood, subsequent breakdown of this heterogeneous group will be along physiological lines.

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Variabilität von Wachstum und Reproduktion bei dem marinen PilzLulworthia floridana

Kurzfassung Nahrungsphysiologische Untersuchungen an 10 Lulworthien der mittleren Sporenbereichgruppe, welche durchLulworthia floridana Meyers charakterisiert ist, demonstrieren die Variabilität der Isolate hinsichtlich ihres Wachstums und ihrer Reproduktion (Perithecien-Entwicklung) bei Verabreichung verschiedener Kohlenhydratverbindungen. Eintritt und Intensität der Perithecien-Entwicklung werden durch Inkubationstemperaturen von 25° bis 30° C begünstigt. Unterschiedliche Reaktionen der Isolate bezüglich ihrer vegetativen und reproduktiven Entwicklung illustrieren die Heterogenität der Population. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, daß zukünftige taxonomische Bearbeitungen der Gattung sowohl morphologische als auch physiologische Eigenarten berücksichtigen müssen. Gegenwärtig istLulworthia reduziert zu einer kompositären Art -L. medusa (Ell. & Ev.) Cribb & Cribb; in der Zukunft erscheint jedoch eine Trennung von Isolaten dieser heterogenen Gruppe auf Grund physiologischer Kriterien möglich.

     

Changes in the ecological balance of invertebrate communities in kelp holdfast habitats of some polluted North Sea waters

Summary 1. This paper presents a thirty-one month study of a neotenous invertebrate community which developed inLaminaria hyperborea holdfasts in some polluted waters of the North Sea (northeast England und southwest Scotland).2. Sixty miles of open coastal waters and approximately thirty miles of the Forth Estuary are affected by pollutants.3. Reduction in the species diversity leaves only one possible detritus food chain in the habitat.4. This simple community is not in balance.5. The ecology of the polluted water community is considered and the possible long-term effects of pollution in the kelp forest are discussed.

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Veränderungen des ökologischen Gleichgewichts von Invertebraten-Lebensgemeinschaften in Habitaten der Haftorgane von Tangen einiger verunreinigter Nordseegewässer

Kurzfassung Die durch Wasserverunreinigungen bedingten räumlichen und zeitlichen Veränderungen der Lebensgemeinschaften von Invertebraten, die auf dem Haftorgan der BraunalgeLaminaria hyperborea Gunn. Fosle siedeln, wurden untersucht. Alle Beobachtungen beziehen sich auf die nordöstliche Küste Englands und die südwestliche Küste Schottlands. Die Arbeit schließt sich an eine frühere Veröffentlichung (Jones 1971) an, in der die chemischen, physikalischen und biologischen Faktoren behandelt wurden, welche die verschmutzten Küstengebiete charakterisieren. Dabei wurde unterschieden zwischen der jährlichen Zuwachsrate des Haftorgan-Habitats (gemessen in mm³ ecospace) und der Besiedlungsrate (ecoperiod). Die Ergebnisse zeigen, daß die Entwicklung der Epifauna aufLaminaria hyperborea in einem Radius von ungefähr 50 km um den Firth of Forth und in einem Bereich von 100 km in offenen, verschmutzten Küstengewässern verlangsamt ist. In verunreinigten Küstengewässern entsteht eine wenig stabile Nahrungskette, die sich auf Detritus aufbaut. Der periodische Verlust einiger nur kurzfristig siedelnder Arten scheint zu bewirken, daß sich die Biozönose nicht unabhängig von benachbarten, in unverschmutzten Gebieten vorkommenden marinen Gemeinschaften entwickeln kann. Die möglichen Dauerfolgen der Verschmutzung auf derartige neotene Lebensgemeinschaften werden diskutiert.

     

Neurophysiologische Grundlagen visueller angeborener Auslösemechanismen beim Frosch

Zusammenfassung An Fröschen (Rana esculenta) wurden durch visuelle Schlüsselreize verschiedene angeborene Auslösemechanismen in Freilanduntersuchungen gemessen (Beutefang, Fluchtreaktion). Diese verhaltensphysiologisch gewonnenen Befunde sowie die Reaktion von Fröschen bei optokinetischer Reizung mit bewegten Schwarz-Weiß-Streifenmustern (Birukow) und beim Überspringen von unbewegten Hindernissen wurden mit neurophysiologischen Resultaten verglichen.Die Verhaltensreaktionen sind von einfachen physikalischen Parametern der visuellen Reize abhängig (Größe, Winkelgeschwindigkeit, Kontrast). Das optische Bild auf der Netzhaut wird durch die Funktion des retinalen neuronalen Netzes in den Entladungsmustern von 4 verschiedenen Klassen von Ganglienzellen abgebildet. Bei diesen Abbildungen werden jeweils verschiedene Eigenschaften des visuellen Reizes hervorgehoben. Die Aktivierung retinaler Neurone hängt ab von der Winkelgeschwindigkeit, dem Kontrast, der Winkelgröße der bewegten Reize und ihrer Position im rezeptiven Feld. Die Konstanten in den Funktionen für die 4 verschiedenen Neuronenklassen unterscheiden sich signifikant (Tabelle 1).Der Vergleich der neurophysiologischen und der verhaltensphysiologischen Befunde (Tabelle 2) ergab, daß Attrappen für visuelle Schlüsselreize, die eindeutige Verhaltensreaktionen auslösten, verschiedene retinale Neuronenklassen simultan aktivierten. Damit ist gezeigt, daß die Differenzierung zwischen Schlüsselreizen und irrelevanten Reizen ein weiteres neuronales Netzwerk (im Tectum opticum) benötigt. Bei der Abbildung des visuellen Reizes in den Entladungsmustern der 4 verschiedenen Neuronenklassen läßt sich jedoch eine wahrnehmungskategoriale Ordnung erkennen, welche als erste Stufe des AAM interpretiert werden kann.

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The neurophysiological basis of visual innate releasing mechanisms in frogs

Summary By means of selective visual stimulation various innate releasing mechanisms (catching of prey, flight response) were measured in field experiments with frogs (Rana esculenta). The results obtained with behavioral methods as well as the reactions of frogs to optokinetic stimulation (Birukow) were compared with the neurophysiological data from micro-electrode recordings of optic nerve fiber action potentials (Rana esculenta, Rana pipiens). The behavioral reactions are dependent on simple physical parameters of the visual stimuli (size, angular velocity, contrast). Certain features of the optical image on the retina are replicated by the discharge patterns of four different classes of ganglion cells. Each of these operations stresses somewhat different properties of the visual stimulus pattern. The activation of retinal neurons depends on angular velocity, contrast, angular size of the moving objects and their position in the receptive field. The constants of the functions valid for the four different classes of neurons differ significantly (Table 1).A comparison of the neurophysiological and the behavioral findings (Table 2) showed that visual stimulus patterns resulting in unequivocal behavioral reactions at the same time activate different classes of retinal neurons. It is thus shown that differentiation between behaviorally relevant key stimuli and behaviorally irrelevant stimulation requires an additional neuronal network in the optic tectum. The coding of the visual stimulation into the discharge patterns of the 4 different neuronal classes, however, exhibits retinal filter mechanisms which may be interpreted as the first step of the innate release mechanism.

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Die Untersuchungen an Rana esculenta wurden durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Gr 276) gefördert. Die neurophysiologischen Messungen an Rana pipiens wurden 1962–1963 im Labor von Prof. T. H. Bullock, University of California, Los Angeles, durchgeführt. Prof. Bullock sei auch an dieser Stelle für seine Förderung gedankt.     

Ontogenese und topographische Histochemie der Bernsteinsäuredehydrogenase in der Leber einiger nager

Zusammenfassung Histochemische Untersuchungen über die Verteilung der Bernsteinsäuredehydrogenase (SDH) im Leberparenchym einiger Nager haben gezeigt, daß die Fermentkonzentration während der Fetalperiode sehr gering ist und nach der Geburt innerhalb weniger Wochen auf Werte ansteigt, die denen erwachsener Tiere entsprechen.Das Muster der Fermentverteilung stimmt bei allen untersuchten Arten (Kaninchen, Ratte, Meerschweinchen) grundsätzlich überein und variiert lediglich mit der Läppchengliederung der betreffenden Art. Die Fermentkonzentration ist stets in jenen Parenchymarealen am größten, die terminalen und präterminalen Pfortader- und Leberarterienästen anliegen; von dort sinkt sie in Richtung auf die Zentral- und Sublobularvenen relativ stark ab. Infolge des Kontrastes zwischen fermentreichen periportalen und fermentarmen perivenösen Parenchymbezirken tritt die artspezifische Läppchengliederung deutlich hervor.Auf Grund der histochemischen Befunde ist jener Parenchymanteil als Bau- und Funktionselement des Organs anzusehen, der vom gleichen terminalen Pfortader- und Leberarterienast gespeist und durch die Zentralvenen der umliegenden Läppchen drainiert wird. Dieser Parenchymteil entspricht dem sog. portalen Läppchen nach Mall (1953) oder dem Acinus nach Rappaport (1959). Das Muster von Parenchymschäden stimmt mit dem Muster der Fermentverteilung grundsätzlich überein und wird offenbar von der Gliederung der terminalen Strombahn bestimmt.Nach den vorliegenden histochemischen und mikrochemischen Befunden ist eindeutig erwiesen, daß der Stoffbestand und damit die Funktion der einzelnen Parenchymareale planmäßig mit deren Standort innerhalb der Läppchen variiert. Die funktionelle Heterotopie der Leber (Zeiger 1952) ist damit auch histo- und mikrochemisch belegt. Das lenkende Prinzip, das der histochemischen Stoffverteilung zugrunde liegt und die Folgerungen, die sich aus den neueren Befunden für das Verständnis der funktionellen Gliederung des Organparenchyms ergeben, werden an Hand des Schrifttums und der eigenen Befunde diskutiert.     

Seasonal organization of breeding and molting in the Fiscal Shrike (Lanius collaris)

Summary Free-living Fiscal Shrikes were investigated in Nakuru Kenya for seasonal patterns in breeding, gonadal size, molt and the plasma titers of LH, T in males and E 2 in females. Both breeding and molt were found to be seasonally restricted activities. A complete molt occurred from August to December after breeding had ceased. Although the gonads in some birds were well developed during the dry season, at the beginning of the year, no breeding was found until the onset of the heavy rains. It is proposed that severe drought inhibits reproductive activity and correspondingly the secretion of gonadal steroids (T and E 2) in Fiscal Shrikes without affecting increases in gonadal size.

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Brut- und Mauserzeiten beim Fiskalwürger (Lanius collaris)

Zusammenfassung Der Fiskalwürger ist die häufigste afrikanische Würgerart. Er ernährt sich von Insekten, Reptilien, kleinen Säugetieren und Vögeln. VonBrown &Britton (1980) undMacDonald (1980) wurde wegen dieser Beutevielfalt vermutet, daß er auch unter ungünstigen Umweltbedingungen (Trockenheit) brüten kann. In Nakuru, Kenya, wurde untersucht, ob jahreszeitlich bedingte Unterschiede in Brutaktivität, Gonadengröße, Mauser und in Plasmatitern von LH, T und E 2 vorhanden waren. Brutaktivität und Mauser waren mit der Hauptregenzeit korreliert. Die Brutzeit endete mit Beginn der Mauser, die von August bis Dezember dauerte. Obwohl die Gonaden bei einigen Vögeln schon während der Trockenzeit (Januar bis März) gut entwickelt waren, gab es bis zur Regenzeit keinen Hinweis auf Fortpflanzungsaktivität. Es wird angenommen, daß eine strenge Trockenzeit die Ausschüttung von Testosteron () und Estradiol () verhindert, ohne die Gonadengröße zu beeinflussen. In Gegensatz zu den vorher genannten Autoren wurde keine Fortpflanzungsaktivität in Trockenzeiten festgestellt. Das beruht vielleicht auf dem in einzelnen Jahren unterschiedlichen Ausmaß der Trockenzeit.

     

Über Induktion bei Amphioxus und Ascidien

Zusammenfassung DerAscidienkeim besitzt einen Bezirk, an dem virtuelles Mesoderm, Entoderm und Chorda zusammenstoßen. Das Schicksal der hier entstehenden Zellen wechselt individuell. Die A^7.6-Zellen, welcheConklin für Mesenchymzellen,Ortolani für Chordazellen hielt, liefern in etwa zwei Drittel der Fälle Muskulatur, in einem Drittel der Fälle Chorda. Auch ihre gewöhnlich entodermale Schwesterzellen A^7.5 können in relativ seltenen Fällen Mesoderm liefern.Der VersuchReverberis und seiner Mitarbeiter nachzuweisen, daß die Bildung des Neuralsystems derAscidien auf Induktion von Seiten des bei der Gastrulation invaginierenden Chorda-Entoderms der A^4.1-Zellen beruht, schlug fehl. Die Anwesenheit der A^4.1- oder ihrer Tochterzellen im Keim ist Bedingung für die Ausdifferenzierung des Neuralsystems, nicht Ursache.Aus den VersuchenReverberis und seiner Mitarbeiter läßt sich dagegen entnehmen, daß der Vorgang der Gastrulation als solcher erforderlich ist, damit der neuralvirtuelle Ektodermbezirk sich seiner prospektiven Bedeutung entsprechend zu einem Neuralystem selbstdifferenzieren kann.