Vergleichende elektronenmikroskopische Untersuchungen im Vegetationskegel von Selaginella martensii Entwicklungsstadien der Chloroplasten in Meristemen

Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen an Selaginella martensii erbringen den Nachweis, daß sich die Chloroplasten in der Sproßspitze und den jüngsten Blättern unterschiedlich entwickeln:

• 1 . Die Proplastidenform ist einheitlich.
• 2 . In der Sproßspitze und dem jüngsten Stamm entstehen von der Höhe des dritten Blattansatzes abwärts eiförmige Chloroplasten (6 μ) mit Thylakoidstapeln ohne Zwischenstadien. Das Gebiet hat die geringste Belichtung im gesamten Beobachtungsraum.
• 3 . Im gleichen Gebiet wird im Problattspurmeristem die Entwicklung der Chloroplasten zurückgehalten: Das wird erkennbar in der Größe der Proplastiden (2 μ) und in einer geringen Membranausbildung.
• 4 . Die Entwicklung der becherförmigen Chloroplasten in den jüngsten Blättern weist ein Etioplasten-Zwischenstadium (16 μ) auf. Im fünften und sechsten Blatt sind zahlreiche Prolamellarkörper in den Chloroplasten vorhanden. Diese jungen Blätter erhalten eine höhere Lichtmenge als die Sproßspitze, aber eine niedrigere als die Außenblätter.

Daraus ergibt sich die Feststellung, daß ein Lichtmangel für das Auftreten von Prolamellarkörpern in Selaginella martensii nur bei einem Chloroplastentyp wirksam wird. Die determinierende Steuerung der Entwicklung erfolgt durch den Gewebezustand. Die Formenvielfalt der Merkmale der Selaginellaceae wird diskutiert. Für das stete Entgegenkommen und die Bereitstellung der Mikroskope im Institut für Elektronenmikroskopie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft danken wir Herrn Prof. Dr. Ing. E. Wiesenberger und für Vergleichsaufnahmen am Elmiskop 102 Frau Dr. C. Weichan . Das Pflanzenmaterial erhielten wir aus dem Berliner Botanischen Garten von Prof. Dr. Th . Eckardt .     

Skandinavische Mitglieder in den ersten 50 Jahren des Bestehens der Deutschen Botanischen Gesellschaft,ihre wissenschaftliche Bedeutung und Interaktion mit deutschen Fachkollegen

Insgesamt gehörten in den ersten fünfzig Jahren ihres Bestehens ca. 60 Mitglieder aus skandinavischen Ländern der DBG an, wobei der Anteil der schwedischen Botaniker sowohl unter den korrespondierenden als auch unter den ordentlichen Mitgliedern besonders groß ist. Wie sehr man die meisten dieser Kollegen aus den nordischen Ländern schätzte, geht auch daraus hervor, daß man auch ihnen in den ?Berichten der DBG” anläßlich hoher Geburtstage sogenannte Grußadressen widmete, so z. B. zum 70. den Schweden Dahlgren , Arrhenius und Nathorst , dem Finnen Collander und dem Dänen Warming ¹¹¹). Für fast alle erwähnten skandinavischen Botaniker gilt, daß ihre wissenschaftlichen Beziehungen zu deutschen Fachkollegen bereits seit längerer oder kürzerer Zeit bestanden, bevor sie für eine der Mitgliedskategorien vorgeschlagen wurden. Oft wurden auf Studienreisen zu führenden deutschen Botanikern, besonders im letzten Drittel des 19. Jahrhunderts, die ersten persönlichen Kontakte hergestellt. Wegen der international führenden Rolle experimenteller Pflanzenphysiologen aus der Schule von Sachs bemühten sich skandinavische Botaniker um einen Arbeitsplatz in ihrem Praktikum. Die größte Anziehungskraft übte dabei Pfeffer aus, zunächst in Tübingen, später in Leipzig. Neben der Physiologie interessierten zunächst vor allem die Pflanzenanatomie und Entwicklungsgeschichte, später die Zellforschung von Strasburger und die Genetik in der Schule von Baur . Als Anwendungsfach war die Mykologie, die am besten bei de Bary in Straßburg gelehrt wurde, attraktiv, weil die Bekämpfung der Parasiten unter den Pilzen zunehmende Bedeutung erlangte. Manche neuartigen botanischen Einrichtungen an Hochschulen und Forschungsinstituten in Skandinavien sind ohne das deutsche Vorbild historisch nicht zu verstehen. Dieser Beitrag steht deshalb im Zusammenhang mit einem bislang von der ?Stiftung Volkswagenwerk” geförderten Forschungsvorhaben zur Geschichte der besonders auf biologischem Gebiet bedeutsamen deutschskandinavischen Wissenschaftsbeziehungen. Viele Aufschlüsse über Ausmaß und Intensität dieses gegenseitigen Gebens und Nehmens dürften gerade aus den persönlich gehaltenen Briefwechseln¹¹²) zu erwarten sein. Im Interesse einer auch für die Gegenwart wertvollen Vertiefung des wissenschaftlichen Austausches zwischen den deutschen und nordischen Biologen nehme ich gerne Hinweise auf Briefe und andere autobiographische Quellen zum Thema entgegen.     

9. H. Kugler: UV-Male auf Blüten

Auf Grund des bisher untersuchten Materials läßt sich folgendes Bild über die UV-Musterung von Blüten entwerfen: Die Blütenmusterungen beruhen auf Pigmenten, deren Reflexionsspektren nur im kurzwelligen (UV-Male) oder nur im langwelligen oder in beiden Bereichen (sichtbare Male) liegen. Bei radiär entwickelten Scheiben-, Trichter-, Glocken- und Stieltellerblumen treten auch im UV-Bereich nur radiäre Zeichnungen, Strich- und Fleckenmale, ferner bei Sternfiguren auch radiale Musterungen, wenn der Stern aus verschieden stark reflektierenden Kelch- und mit ihnen alternierenden Kronblättern zusammengesetzt ist (z.B. Acer platanoides), auf. Bei den genannten Formen komomen Nur-UV-Male in 26%, sichtbare in 30% der Fälle, also fast ebenso oft vor, so daß bei ihnen die Blütenmusterungen unter Einschluß des UV gewaltig erhöht werden. Dies gilt besonders für die Stieltellerblumen mit ihrem engen und sicherlich nicht leicht aufzufindenden Röhreneingang. Köpfchenblumen zeigen ihrer radiären Struktur entsprechend ein ungefähr gleich häufiges Auftreten von UV-freien Malen wie die genannten radiären Einzelblüten. Bei ihren Pseudanthien entsteht der Kontrast dadurch, daß die zentralen Blüten UV nicht, die peripheren dagegen ± stark reflektieren. Bei Tubifloren mit zungenförmigen Randblüten können deren Petalen in ganzer Erstreckung oder nur apikal UV reflektieren. Bei den dorsiventralen Lippen- und Schmetterlingsblumen sind auch die UV-freien Zeichnungen dorsiventral entwickelt. Bei den Lippenblumen finden sie sich vornehmlich in Form eines UV-freien Flecks auf der Unterlippe, dem Anflugplatz der Insekten. Doch treten reine UV-Male bei ihnen selten auf, in nur 9% der Fälle, während sichtbare bei 61% der untersuchten Arten vorkommen. Offensichtlich werden bei diesen Verwandtschaftskreisen bei der Malbildung hauptsächlich Farbstoffe verwendet, deren Spektrum in den sichtbaren Bereich reicht. Bei Schmetterlingsblumen tritt das UV-freie Mal zunächst als Basalfleck auf der Fahne auf, von dem Linien (Adern) ausstrahlen können. Doch kann es auch auf die Flügel und die Schiffchenspitze übergreifen. Gelegentlich sind Flügel und Schiffchen in ganzer Ausdehnung UV-frei. Hinsichtlich der Häufigkeit von UV- und sichtbaren Malen lassen sich drei Gruppen unterscheiden: die Scheiben-, Trichter- und Glockenblumen mit etwa 50%, die Stielteller-, Köpfchen- und Lippenblumen mit etwa 70% und die Schmetterlingsblumen mit dem höchsten Prozentsatz an Malträgern (88%). Es besteht so eine Beziehung zwischen Blütengestalt und Malbäufigkeit im Sinne der SPRENGELschen Theorie, indem die Häufigkeit der Male mit der Kompliziertheit der Blütenausbeutung zunimmt. Unter den untersuchten Pinselblumen spielen auffällige Kontrastfärbungen keine Rolle. Wohl aber sind bei den zehn untersuchten Fallenblumen Zeichnungen verbreitet. Allerdings wurde ein reines UV-Mal nur bei Ceropegia fusca gefunden. Da auch hier die Male an Stellen liegen, die für das Eindringen in die Falle wesentlich sind, dürften sie ökologisch von Bedeutung sein, soweit hier beim Anflug überhaupt optische Faktoren eine Rolle spielen. Dagegen ist der Anteil von UV-Musterungen bei den 15 untersuchten Ornithogamen recht gering, was mit dem Farbensinn der Vögel in Einklang stehen mag. Tüpfelmale, die nur im UV auftreten, konnten auch unter dem neuen Material nicht gefunden werden. Die untersuchten Pflanzen sind größtenteils an natürlichen Standorten, der Rest im Botanischen Garten München gewachsen. Herrn Prof. Dr. BRAUNER bin ich für die freundliche überlassung dieser Formen zu bestem Dank verbunden.     

Behavior of Sparrows of the Genus Zonotrichia,in Orientation Cages during the Lunar Cycle

Das nächtliche Zugverhalten verschiedener Zonotrichia-Arten wurde im beschriebenen 8-Stangen-Orientierungskäfig automatisch registriert. Die Tiere blieben einige Tage bis mehrere Monate darin. Ein Index für Gesamtaktivität, mittleres Azimut (Richtung) und Richtungsbevorzugung (Stärke der Orientierung) wurde für jede der 4198 Vogelstunden über den ganzen Lunarzyklus berechnet. Die nächtliche Orientierung wurde auf verschiedene Umweltvariable analysiert, speziell auf Azimut des Mondes und seiner Höhe über dem Horizont. Starke Nachtaktivität ging allgemein mit deutlicher Richtungsbevorzugung einher, solange der Mond nicht störte. In mondhellen Nächten war die Aktivität leicht erhöht und hing bei einigen Vögeln deutlich von Helligkeit und Höhe des Mondes ab und war dann nicht immer vor Mitternacht (im Frühling) am größten. Die Nachtaktivität blieb unbeeinflußt von Umgebungstemperatur, Bewölkung oder Fangen und Wiegen der Vögel am Vortage. Der Mond änderte die Azimutrichtung einiger Vögel, die dann phototaktisch reagierten (ausgenommen wenn der Mond durch Wolken schien oder künstlich nachgeahmt wurde). Meist folgte die Vorzugsrichtung dieser Vögel dem Mond in mäßig großem Winkel im Uhrzeigersinn; vermutlich wurde der Mond als Sonne angesehen. Die Zugrichtung der Vögel wechselte von Nacht zu Nacht, meist um etwa ± 20°; als signifikant gelten Änderungen von 45° oder mehr, die selten ohne, meist mit Mondsicht (großer Mond über mehrere Std.) vorkam. Auch gab es mondabhängige stündliche Richtungsänderungen. Mond-beeinflußte Vögel konnten in Vollmondnächten keine konstante Richtung halten; die meisten von ihnen waren als Jungtiere eingefangen worden. Auch ein anscheinend mondunabhängiger Vogel orientierte sich in manchen Mondnächten schlechter. Bewölkung verschlechterte die Gesamtnachtorientierung, nicht aber die Richtungskonstanz innerhalb der Meß-Stunden. Trotz solcher Störungen wiesen die Vögel im Frühling nach Norden, im Herbst nach Süden, aber mit großer Streuung sowohl zwischen Individuen als auch zwischen verschiedenen Zeiten desselben Tieres. Der einzige am Brutplatz gefangene Vogel bevorzugte die Heimatrichtung. Drehung des Käfigs erzeugte Störungen, die ein heuristisches kybernetisches Modell nahelegen. Daß die Sterne zur Orientierung dienen, ist auch hier nicht bewiesen, es spricht aber manches dafür.     

Zweiphasenaktivität bei der Schleiereule (Tyto alba)

Für die Schleiereule (Tyto alba) wird während der Fütterungszeit eine nächtliche Zweiphasenaktivität beschrieben. An zwei verschiedenen Brüten wurde in der Nacht eine vormitternächtliche Aktivitätsphase von etwa 2 Std. Länge und eine etwas kürzere Morgenaktivitätsphase beobachtet. Ein solcher Bigeminus war von vielen Säugetierarten, nicht aber von nachtaktiven Vögeln bekannt. Bei drei etwa 1 Monat alten Jungen muß jeder Altvogel, binnen 3 bis 3,5 Stunden, also während der Hälfte der Dunkelperiode, mindestens 5 Stück mäuse- bzw. sperlingsgroße Beutetiere erspähen und erbeuten. Die Analyse von Schädelresten aus dem Gewöllmaterial der Jungeulen ergibt kein reales Bild des Speisezettels, da die Altvögel den Kopf der Beute nicht selten abreißen, wodurch diese in den Speiballen nicht aufscheinen.     

Neu: Das Moletomics™‐Modell

Die räumliche Struktur von Molekülen war und ist eine große Herausforderung für die Forschung. Entsprechend hilfreich sind Modelle von wichtigen Molekülen. In vorigen Veröffentlichungen wurden zwei Modellkonzeptionen für die DNA‐Helix vorgestellt. Ein Wettbewerb regte an, weitere einfache und kostengünstige Möglichkeiten zu entwickeln. Nun hat der Autor selbst noch eine Variante gefunden. Bei den Moletomics – der Name wurde aus den Worten molecular and atomic structures abgeleitet – spielt Drahtgitter eine entscheidende Rolle.     

Methylenblauspeicherung von Kartoffel-, Weizen- und Cassavestärkekörnern bzw. deren Komponenten in Abhängigkeit vom pH-Wert

Die pH-Abhängigkeit der Methylenblauspeicherung bei den drei untersuchten Stärkesorten dürfte auf einen vorwiegenden elektroadsorptiven Speichercharakter (insbesondere bei der Kartoffelstärke) zurückzuführen sein. Infolge der starken H-Ionenkonkurrenz um die negativ geladenen Gruppen der Stärkekörner bei den niedersten pH-Stufen könnte das kationenaktive Methylenblau im Vergleich zu höheren pH-Werten nur geringfügig gespeichert werden (bei den höheren pH-Stufen läßt dieser Konkurrenzeffekt stark nach bzw. verschwindet). In Übereinstimmung mit den Ergebnissen von Samec und Blinc (1942) und Hölzl und Bancher (1959) wird Methylenblau von Kartoffelstärkekörnern am stärksten, vermutlich elektroadsorptiv, gespeichert, was wohl auf einer größeren Anzahl negativ geladener Gruppen im Stärkekorn beruhen dürfte, die insbesondere als freie Phosphatgruppen in den Stärkekornschichten — wie deren starke Anfärbung mit Methylenblau (vgl. Bancher und Hölzl 1964) zeigt — auftreten. In diesem Zusammenhang sei auch auf eine Arbeit von Hofstee (1959) verwiesen, der eine direkte lineare Beziehung zwischen dem Phosphatgehalt von Kartoffelstärke und ihrem Absorptionsvermögen für Methylenblau feststellen konnte. Andererseits wäre es aber durchaus möglich, daß, besonders durch den starken Aciditätsgrad der Methylenblaulösung, die Struktur der Stärkekörner aufgelockert (eine Beschädigung der Stärkekörner konnte mikroskopisch nicht nachgewiesen werden) wurde und so eine weitaus schwächere Inklusionsfärbung erfolgte. Diese Ansicht scheint auch der starke Sprung in der Speicherfähigkeit für Methylenblau zwischen pH 2 und 3 zu stützen. Nach welchen der beiden genannten Mechanismen Methylenblau gespeichert wird, kann nicht entschieden werden. Allerdings weisen frühere Untersuchungen (vgl. Hölzl und Bancher 1959) nach Zusatz von CaCl₂ zur Farbstofflösung mehr in Richtung eines elektroadsorptiven Speichercharakters hin. Die Methylenblauspeicherung von Kartoffel-, Weizen- und Cassavestärke in Abhängigkeit vom pH-Wert zeigt, daß zwar mengenmäßig die Reihenfolge Kartoffel-, Cassave- und Weizenstärke ist, daß in allen drei Fällen die größte prozentuale Zunahme der Farbstoffspeicherung im pH-Bereich 2,00 bis 3,00 liegt und ab pH 5,00 eine Verringerung der Farbstoffakkumulation festzustellen war. Wie ferner aus den Kurven der beiden Abbildungen 2 und 3 ersichtlich ist, zeigt lösliches Kartoffelamylopektin (auch im Vergleich zu allen anderen Stärkefraktionen) bei den höheren pH-Stufen ein wesentlich größeres Speicherungsvermögen für Methylenblau als lösliches Weizenamylopektin, während bei höherem Aciditätsgrad, infolge der Konkurrenz von H⁺ und dem kationenaktiven Methylenblau, nicht ein solch stark ausgeprägter Unterschied erkennbar ist. Dies beruht vermutlich auf einer wesentlich stärkeren Anhäufung negativ geladener freier, an den Kohlenhydratanteil fest gebundener Phosphatgruppen der Kartoffelstärkefraktion (vgl. dazu Hölzl , Washüttl und Bancher 1967). Außerdem wurde schon früher nachgewiesen (Washüttl und Bancher 1966), daß die Methylenblaufärbung des löslichen Kartoffelamylopektins in erster Linie einen elektroadsorptiven Charakter aufweist. Die schwächere Anfärbung des löslichen Weizenamylopektins dürfte auf einer überwiegenden Blockierung der sauren Gruppen, vermutlich durch Weizenphosphatide (Samec 1927; Posternak 1953; Hölzl , Washüttl und Bancher 1967) oder Eiweißkoazervate (H. G. Bungenberg de Jong 1932; Przylecki et al. 1934; Samec 1934) beruhen. Weiter zeigt das unlösliche Kartoffelamylopektin gegenüber jenem der Weizenstärke bei höheren pH-Stufen eine zwar geringe, aber doch deutlich erkennbare erhöhte Speicherfähigkeit, was wohl ebenfalls auf eine vermehrte Anzahl nicht blockierter saurer Phosphatgruppen (Washüttl und Bancher 1966) der Kartoffelstärkefraktion schließen läßt. Bei Amylose liegen die Verhältnisse umgekehrt, denn Weizenamylose speichert etwas mehr Methylenblau als Kartoffelamylose. Dieses Verhalten läßt sich damit erklären, daß Weizenamylose mehr freie Phosphatgruppen als Kartoffelamylose besitzen dürfte. Interessant scheint auch die Tatsache zu sein, daß sich die Methylenblauspeicherung einerseits für lösliches Weizenamylopektin und Weizenamylose, andererseits für unlösliches Kartoffelamylopektin und Kartoffelamylose nahezu gleich verhält. Schließlich soll noch erwähnt werden, daß insbesondere bei den sehr niederen pH-Stufen (pH 2,05) die mizellare Lockerstruktur der Stärkefraktionen beeinflußt werden könnte und dadurch auch die eventuell auftretende Inklusionsfärbung unterschiedlich beeinträchtigt wird. Es erscheint dies aber insofern unwahrscheinlich, als das Speichervermögen einiger Stärkekomponenten (wie z. B. Kartoffelamylopektin und Weizenamylose) bei höheren pH-Stufen von dem der anderen Fraktionen erheblich abweicht, während dies bei pH 2 bis 2,5 nicht oder nur in geringem Ausmaß der Fall ist. Auch sprechen gegen ein Überwiegen der Inklusionsfärbung die vorhin kurz gestreiften chemischen Resultate bei Weizen- und Kartoffelstärkekomponenten.     

Blei im Eichenholz vom Autobahnrand

Die weltweite Verwendung von Bleialkylen in Motortreibstoffen seit 1923 führte bis heute insgesamt zu einer mittleren Blei-Immission von 20 mg·m^?2 auf der nördlichen Hemisphäre. Die höchsten Bleibelastungen durch den Verkehr treten in Straßennähe auf. Anhand von Bohrkernen aus Eichen (Quercus robur L.) und anderen Bäumen wurde untersucht, ob die Bleigehalte von Jahresringen die Blei-Immission am Baumstandort widerspiegeln. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die gesenkte Blei-Emission infolge der Benzinbleigesetze von 1972 und 1976 gelegt. Bei der Untersuchung wurden einzelne Jahresringe nach ihrer dendrochronologischen Zuordnung mit Hilfe der AAS-Graphitrohrtechnik auf ihren Bleigehalt analysiert. Es erwies sich, daß nicht alle Baumarten für diese Untersuchungen geeignet waren. Bei Eiche ließ sich am besten die Bleizunahme seit 1955 im Holz erkennen. Sie ergab bis 1972 eine stark positive, ab 1972 (erstes Benzinbleigesetz) aber keine Korrelation mehr mit den steigenden Verkehrszahlen. Die Auswirkungen der Benzinbleigesetze sind erkennbar. Die Jahrringe der Eiche geben, mit gewissen Einschränkungen, Aufschluß über die Historie der Blei-Immission an ihrem Standort. Nach unseren Untersuchungen und nach Auswertung der Literatur sind für dendrochronologische Analytik zur Herleitung von Belastungsfaktoren nur ringporige, kernholzbildende Hölzer geeignet.     

Gegenseitige Beeinflussung von Gerste (Hordeum vulgare L.) und Hafer (Avena sativa L.) in Wasserkulturen bei ergänzter Ernährung

Wir verfolgten die gegenseitige Beeinflussung von in Wasserkultur gezogenen Hafers und Gerste. In den Experimenten wurde die mögliche Konkurrenz um Wachstumsfaktoren entfernt und es wurde die Rolle der Wurzelausscheidungen bei der gegenseitigen Beeinflussung des Wachstums und der NPK-Anhäufung in den Versuchspflanzen geprüft. In einer Variante wurde periodisch stets jeden zweiten Tag auf die Dauer von 6 Stunden die Nährlösung aus den Kultivierungsgefässen geschöpft. Nach 43tägigem Kultivieren wurde eine signifikante Wachstumsinhibition des Hafers und Stimulation der Gerste festgestellt. Im Einklang mit den Wachstumsveränderungen war der N- und K-Gehalt auf 1 g Trockensubstanz erhöht bzw. herabgesetzt. Dagegen war der Gehalt des gesamten P, hauptsächlich in den Wurzeln, beim inhibierten Hafor aus der Mischung höher und bei der stimulierten Gerste niedriger. Wir setzen voraus, dass die Veränderungen durch die Wurzelausscheidungen der mitgezogenen Pflanzen verursacht wurden.     

Formenkreise von Prunus domestica L. von der Wikingerzeit bis in die frühe Neuzeit nach Fruchtsteinen aus Haithabu und Alt-Schleswig

Bei den großflächigen Ausgrabungen im Bereich der Wikingersiedlung Haithabu (9.—10. Jahrhundert n. Chr.) und in der Altstadt von Schleswig (11.—17. Jahrhundert) kamen Fruchtsteine von Prunus domestica in Mengen zutage, wie sie bisher in prähistorischen Grabungen unbekannt waren. Damit war die Möglichkeit gegeben, eine Aufgliederung in Sorten bzw. Formenkreise zu versuchen, über die aus dieser frühen Zeit kaum schriftliche Quellen vorliegen. Aufgebaut wurde dabei vor allem auf die eingehenden Untersuchungen von Röder (1940), der an rezenten Pflaumen und Zwetschen gezeigt hatte, daß die Merkmale der Fruchtsteine außerordentlich konstant und sortenfest sind. Als Kriterien für die Trennung alter Formenkreise werden zum einen die Morphologie der Fruchtsteine und zum anderen metrische Werte, insbesondere Indexberechnungen herausgestellt. Wenn die zur Benutzung der letztgenannten Methode notwendigen statistisch ausreichenden Steinmengen zur Verfügung stehen, können Formenkreise objektiv und mit großer Sicherheit getrennt werden. Auf dieser Basis wurden aus den genannten Grabungen drei Formenkreise (A, B und D) und ein weiterer (statistisch nicht ausreichend erfaßter) Typ (C) der Pflaumen s. 1. (P. domestica ssp. insititia) beschrieben. Wo es notwendig war, wurden Signifikanzprüfungen vorgenommen. Die fossilen Formenkreise werden mit Steinen rezenter Sorten verglichen. Die Vorlage des Materials in dieser Form soll die Grundlage liefern für ähnliche Untersuchungen, um zunächst an den Fruchtsteinen die Entwicklung und Ausbreitung der Sorten von P. domestica seit prähistorischer Zeit zu verfolgen. Die Verteilung der Steine der ermittelten Formenkreise über den Zeitraum zwischen dem 9. und dem 16/17. Jahrhundert ist sehr unterschiedlich. Sicher ist, daß schon in der Wikingerzeit in diesem Raum zwei verschiedene Pflaumensorten kultiviert wurden. Im 12. Jahrhundert erhöhte sich die Zahl auf vier Sorten, hinzu kam ebenfalls im 12. Jahrhundert die Zwetsche, die jedoch bis ins 16./17. Jahrhundert keine wèsentliche Bedeutung erlangte. Die Entwicklung der neuen Sorten fand nicht in Haithabu und Schleswig statt, sondern diese wurden von außerhalb in dieses Gebiet gebracht und hier weiterkultiviert. In der Zeit des 9. und 10. Jahrhunderts wurden die Funde von kultivierten Pflaumen mengenmäßig noch weit übertroffen von gesammelten Wildobst (Schlehe, Prunus spinosa), erst seit der frühen Neuzeit tritt das Wildobst hinter dem Kulturobst zurück. Bei der Durchführung der vorliegenden Arbeit unterstützten den Verfasser die bereits genannten Ausgräber Dr. K. Schietzel und Dr. V. Vogel. Die technischen Arbeiten führten die Damen E. Schulz und M. Isensee durch, und die fotografischen Aufnahmen machte Frau Dipl.-Biol. D. Ku?an. Ihnen allen gilt mein Dank. — Der Deutschen Forschungsgemeinschaft bin ich für die finanzielle Förderung dieser Arbeiten ebenfalls zu Dank verpflichtet.     

Modalités du déclenchement du comportement de capture chez la larve d‘Agrion (Calopteryx auct.) splendens Harris (Odonatoptères)

Das Fangverhalten der Larven von Agrion splendens wird hauptsächlich durch Schwingungen ausgelöst, die durch den Platzwechsel der Beute entstehen. Ein künstlicher mechanischer Stimulator ermöglichte es, nacheinander den Einfluß der Amplitude, der Dauer und der Frequenz der Reize und der Form der Schwingungen zu untersuchen. Die Latenzzeit des Fangschlages verkürzt sich mit zunehmender Frequenz und Amplitude und mit abnehmender Dauer der Reize. Gleichzeitig erhöht sich die Frequenz der Fangschläge, ohne daß der Köder vorher genau untersucht wird. Ein Köder, der mit einer abklingenden oscillatorischen Bewegung vibriert, ist wirksamer als einer mit halb sinusoidaler Bewegung. Künstliche Reizung mit der Ködermethode erlaubte, die sofortige oder verzögerte Wirkung der durch die Beute erzeugten Schwingungen auf das Auslösen des Fangschlages zu prüfen: Die Fangmaske wird während oder nach den Reizserien ausgeworfen. Beide Wirkungen scheinen abhängig von den unregelmäßig verlaufenden oder sinusoidalen Schwingungen, die der Köder erzeugt, und von den Veränderungen der Amplitude während der Reizung: Das Einstellen auf den Fang scheint durch eine wellenförmige Bewegung mit geringfügigen Amplitudenschwankungen erleichtert zu werden. Wenn eine Welle am Anfang oder während der Reizung besonders groß ist, dann führt dies zu einem sofortigen oder späteren Fangschlag.     

Die Entwicklung der Zellforschung

Obwohl erst im 17. Jahrhundert begonnen, hat die Zellforschung doch bald zur Formulierung allgemein-biologischer Theorien geführt und trägt auch heute ständig weiter zu fundamentalen Theorienbildungen bei. Die Entwicklung der Zellforschung verdient daher als Paradigma für die Gewinnung naturwissenschaftlicher Einsichten besonderes Interesse: An ihr können Grundbedingungen wissenschaftlichen Erkenntnisfortschrittes gut verdeutlicht werden als Wechselspiel von Methodenerweiterung und Konzeptualisierung des Neuentdeckten. Erst eineinhalb Jahrhunderte nach der Erstbeobachtung von Zellen gelang die Formulierung der “Zellentheorie”. Auf der durch sie geschaffenen, konzeptionellen Grundlage war es vielen biologischen und medizinischen Disziplinen möglich, von einem beobachtend-beschreibenden (“induktiven”) zu einem experimentierenderklärenden (“deduktiven”) Status vorzustoßen. Ein außergewöhnlicher Erfolg war dabei der Cytogenetik beschieden. Dagegen war der Versuch, in den subzellulären und submikroskopischen Bereich vorzudringen, nur teilweise erfolgreich (Polarisationsmikroskopie, Nägelis Micellartheorie). Ein breiter Durchbruch gelang in diesem Sektor erst um 1950 durch eine beinahe einmalige zeitliche Kumulierung methodischer Fortschritte, wobei vor allem Zellfraktionierung und Elektronenmikroskopie eine entscheidende Rolle spielten. Zusammen mit der vorausgegangenen Entwicklung “flankierender” Wissenschaften (insbesondere der Makromolekularen Chemie) wurde so die Etablierung der modernen Zellbiologie möglich. Einige ihrer bedeutendsten Aussagen werden diskutiert (Zellkompartimentierung und genetische Kontinuität ohne Nucleinsäuren; Zweiteilung der Organismenwelt nach der Zellorganisation; Evolution zellulärer Organismen und Symbiontentheorie). Abschließend wird versucht, Bedingungen und Erfordernisse von wissenschaftlichem Fortschritt allgemein zu formulieren und daran die heutige Wissenschaftswirklichkeit kritisch zu messen.     

Vergleiche der lichtabhängigen Änderungen von Membranwiderstand und Membranspannung bei Nitella

Lichtabhängige Änderungen von Membranwiderstand und -Spannung von Internodienzellen der Alge Nitella wurden in einer Drei-Teich-Meßkammer gemessen. Um diese Änderungen miteinander vergleichen zu können, braucht man eine quantitative Beschreibung der Effekte. Dies wurde dadurch versucht, daß die Zelle mit sinusförmig moduliertem Licht einer Lumineszensdiode (λ = 680 ± 40 nm) beleuchtet wurde und der Frequenzgang des Lichteffekts im Bereich von 16 Schwingungen min^?1 bis eine Schwingung je vier Stunden aufgenommen wurde. Der so gewonnene Frequenzgang wurde mit Hilfe eines Computers durch eine komplexe gebrochen rationale Funktion, die Übertragungsfunktion, angenähert. Dieser relativ komplizierte Typ von Funktionen wurde gewählt, weil dabei die Nullstellen des Nenners (Polstellen der Übertragungsfunktion), soweit sie reell sind, den Zeitkonstanten der Reaktionen entsprechen, die den Lichteffekt bewirken. Die Untersuchungen brachten bisher folgende Ergebnisse:

• 1 . Der Spannungseffekt wird am besten durch drei Null- und sechs Polstellen genähert, dabei ist ein Paar konjugiert komplex und zeigt die Existenz einer Regelung.
• 2 . Bei der Wirkung auf den Widerstand tauchen mindestens je eine Null- und eine Polstelle mehr auf, wobei zwei oder mehr Pol-Paare konjugiert komplex sind.
• 3 . Der Vergleich der Polstellen ergibt, daß zumindestens die hochfrequenten reellen und die konjugiert komplexen jeweils in den gleichen Streubereich fallen. Eine Aussage, ob sie jeweils identisch sind, kann aufgrund der geringen Zahl der Messungen noch nicht erfolgen.
• 4 . Möglicherweise überdeckt die Verschiedenheit der Transportzonen den Zusammenhang zwischen Spannung und Widerstand.

     

Wahlen zwischen zwei überschaubaren Labyrinthwegen durch einen Schimpansen

Mit einer bei Versuchsbeginn etwa 5 Jahre alten Schimpansin wurden im Laufe von 17 Monaten 2215 Versuche durchgeführt, die dazu dienten, Abläufe genauer zu prüfen, die weitgehend dem menschlichen “Nachdenken” entsprechen. Die Äffin lernte, die vertieften weißen Bahnsysteme eines sonst dunklen, auf einem Brett montierten und mit Plexiglas überdeckten Labyrinths erst eine Zeitlang zu überblicken und den zum Ziele führenden Weg auszuwählen, ehe sie mit Hilfe eines Magneten einen Eisenring in dieser Bahn entlangführte. Bei Versuchsbeginn lag der Ring auf einer Erhöhung, von der aus er nach rechts oder links herab in die Gangsysteme gezogen werden konnte. Jeweils nur auf einer Seite führte ein Weg zu einem Brettausgang, wo der Ring hervorgeholt und dann in einem Pseudoautomaten gegen eine Futterbelohnung umgetauscht werden konnte. Auch wenn der richtige Bahnbeginn gewählt war, mußte die Schimpansin bei den zunehmend schwieriger werdenden Labyrinthanordnungen vermeiden, in eine der abgehenden, oft gewinkelten und verzweigten Sackgassen einzubiegen. Die Lösung derart komplizierter Aufgaben wurde dadurch ermöglicht, daß diese stufenweise vielgestaltiger wurden. Die Schimpansin lernte erst, einen Eisenring in einem Pseudoautomaten gegen Futter umzutauschen sowie den Ring mit Hilfe eines Magneten in einem Gangsystem zu bewegen und am Brettrande herauszuziehen. Dann hatte sie an einem kleinen Labyrinth (50 cm × 50 cm) zwischen zwei einfachen, meist spiegelbildlichen Bahnen zu wählen, von denen eine eine Unterbrechung zeigte. In anschließenden Versuchsserien wurden die Bahnen immer stärker gewinkelt und mit geraden, gewinkelten oder verzweigten Sackgassen versehen. Weiterhin griffen die Bahnen dann auch auf die andere Labyrinthhälfte über, so daß ein komplexes Gesamtbild entstand. Schließlich wurde das Labyrinth auf die doppelte Breite vergrößert (50 cm mal 100 cm) und das Gangsystem enger gestaltet, so daß sehr komplizierte Bahnanordnungen entstanden, die auch oft mehrere Ausgänge am Brettrande zeigten, von denen aber jeweils nur einer mit dem Ring erreichbar war. Für das Gelingen der Experimente war es wesentlich, daß jeder Versuch vom vorhergehenden abwich, so daß das Tier gezwungen war, stets neu zu planen. Bei 86 der letzten 100 komplizierten Labyrinthanordnungen schlug die Schimpansin den richtigen Weg ein und zog dabei nur in 4,5% der abzweigenden Sackgassen hinein. Für die Zeit des Abwägens und Planens vom Niedersitzen neben dem Labyrinth bis zum Beginn des Ringziehens benötigte die Schimpansin bei schwierigen Bahnverläufen bis zu 75 Sek. Für die meist zügige Bewegung des Ringes bis zum Brettrande brauchte sie bis zu 61 Sek. Beobachtungen der Blick- bzw. Kopfbewegungen der Schimpansin lehrten, daß die Äffin bei der Beurteilung der Gangsysteme teils von den Ausgängen am Brettrande her, teils vom Startpunkt her den Wegelauf verfolgte, d. h. anscheinend Wahrnehmungs- und Vorstellungskomplexe kombinierte. An Stellen, an denen mehrfach gewinkelte oder gegabelte Sackgassen von der eingeschlagenen Bahn abgingen, zögerte sie manchmal einen Augenblick. 6 Studenten, denen die komplizierten Labyrinthaufgaben 61 bis 69 der 12. Serie (Abb. 11) geboten wurden und die sich dabei rechts neben dem Labyrinth niederknien mußten, brauchten im Durchschnitt etwas weniger als die halbe Zeit als die Schimpansin, um den richtigen Bahnverlauf herauszufinden. Bei 2 Aufgaben benötigten sie aber durchschnittlich 3 bzw. 6 Sek. mehr. Die Planungszeiten einzelner Studenten waren sogar in 10 Fällen um 1 bis 58 Sek. länger als bei der Schimpansin, deren Leistungen mithin denen des Menschen recht nahe kommen. Das Durchziehen des Ringes durch die jeweils als richtig erkannte Bahn erforderte bei den Studenten nicht viel weniger Zeit als bei der Schimpansin.     

Beiträge zur Kenntnis südosteuropäischer und anatolischer Bart-Iris-Arten (Iridaceae)

In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse von Karyotypanalysen an Bart-Iris-Arten (Subgenus Iris) aus der Türkei und aus Jugoslawien mitgeteilt. Die untersuchten Pflanzen gehören zwei Series der Sect. Pogiris Tausch/ Subsect. Pogoniris (Spach) Benth. an. Zur Ser. Pumilae Lawr. zählen Lattica Boiss. & Heldr. (2n = 16) sowie I. mellita Janka, I. glockiana Schwarz und I. reichenbachii Heuffel (jede mit 2n = 24), während I. illyrica Tommas. (2n = 24) und Iris spec. (2n = 46, 48) die Ser. Elatae vertreten. I. glockiana wird dem Vorschlag von O. Schwarz (1934) folgend auf Grund morphologischer und karyologischer Eigentümlichkeiten wieder als eigene, jedoch näher mit I. mellita verwandte Art behandelt. Die nach einer modifizierten C-banding-Technik gefärbten Kerne enthalten 3,5 bis 4,3% Heterochromatin, das entweder in Form von NO-Bandenkomplexen ausschließlich auf die SAT-Chromosomen beschränkt ist (I. attica, I. reichenbachii, I. illyrica, Iris spec.) oder aber auch in parazentrischen bzw. telomerischen Banden sowohl von SAT- als auch von Nicht-SAT-Chromosomen in Erscheinung tritt (I. mellita, I. glockiana). Die zuletzt erwähnten Banden zeichnen sich häufig durch schwächere Färbung aus; in den meisten Fällen verschwindet die Farbe innerhalb von Wochen vollständig aus den Präparaten. Mögliche Gründe werden diskutiert. Gestützt auf die Bänderungsmethode ließen sich die bereits früher in konventionell gefärbten Präparaten gefundenen (ungeraden) SAT-Zahlen bestätigen; überdies konnte der Verdacht auf “verborgene” Satelliten an Chromosomen mit anderen sekundären Konstriktionen ausgeräumt werden. Im Gegensatz zu Feulgen-gefärbten Kernen tendieren die Chromosomen nach Giemsa-Behandlung im allgemeinen zu stärkerer Quellung, welche in den meisten Sippen (ausgenommen I. reichenbachii!) eine Längenzunahme des gesamten Chromosomensatzes zur Folge hat; ferner werden die Unterschiede zwischen den extremen Chromosomenlängen eines Komplements herabgesetzt und die Ausbildung stärker symmetrischer Karyotypen begünstigt. Diese Befunde wurden an Hand umfangreicher statistischer Erhebungen belegt. Für mannigfache Hilfe während eines Türkei-Aufenthalts des einen von uns (W.S.) wie auch für die Beschaffung von Lebendmaterial seltener Iris-Sippen danken wir insbesondere Frau Prof. Dr. A. Baytop und Herrn Prof. Dr. T. Baytop , Istanbul, sowie Herrn Dr. H. J. Leep , Wuppertal. Die Kultur des Materials hat uns Herr Prof. Dr. H. Merxmüller im Botanischen Garten München-Nymphenburg ermöglicht, wofür wir ihm bestens danken. Unser Dank gilt ferner Herrn Pfrof. Dr. G. Röbbelen und Herrn Dr. T. Attla , Göttingen, für wertvolle methodische Anregungen. Vor allem möchten wir Herrn Dr. H. Formanek , München, dafür danken, daß er uns in schwierigen Fragen der Makromolekular-Chemie stets bereitwilligst beraten hat. Die Arbeit wurde von Seiten der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert, wofür wir der Deutschen Forschungsgemeinschaft unseren besonderen Dank aussprechen.     

Paläo-ethnobotanische Befunde an mittelalterlichen Pflanzenresten aus Süd-Niedersachsen,Nord-Hessen und dem östlichen Westfalen

In den letzten Jahren wurden aus dem Mittelalter stammende Pflanzenreste an 20 Fundorten Süd-Niedersachsens sowie an sechs benachbarten Fundplätzen der angrenzenden Bundesländer geborgen und der paläo-ethnobota-nischen Bearbeitung zugeführt (Abb. 1). Die Fundplätze befinden sich ausnahmslos im Bereich trockener Mineralböden; allerdings konnten an einigen Fundorten auch Feuchtbodenablagerungen in Brunnen, Gräben, Gruben und Kloaken angeschnitten werden. Daher liegen außer den aus durchlüfteten Trokkenböden stammenden verkohlten Pflanzenresten auch zahlreiche unverkohlte Pflanzenteile vor. Es handelt sich jedoch in jedem Fall um Streufunde und Abfälle; mit ihrer Hilfe läßt sich ein relativ repräsentatives Bild von der Mittelaltersituation gewinnen. Der Aussagewert der einzelnen Fundkomplexe ist jedoch unterschiedlich; er hängt von Entstehungsweise und Beschaffenheit der die Funde führenden Sedimente ab. Bei der Auswertung derartiger Pflanzenreste sind daher zahlreiche, fundplatzspezifische methodische Probleme zu berücksichtigen, die in der vorliegenden Arbeit diskutiert werden (Kap. 3). Entsprechend sind die Erwartungshorizonte, die an die einzelnen Fundkomplexe geknüpft werden können, unterschiedlich. Zu ihrer Kennzeichnung wurde eine Reihe von Signaturen entwickelt, die den Fundstellencharakter anzeigen. Diese Signaturen sind in der Fundplatzkarte (Abb. 1) eingetragen und erläutert. Bei den bisher durchgeführten Analysen konnten etwa 100 Arten mit Hilfe ihrer Früchte und Samen bestimmt werden (Tab. 1). Getreidekörner und Leguminosen-Samen sind ausschließlich verkohlt, die Lein-Nachweise sind es zum Teil. Die Belege von Kultur- und Wildobst sowie die von Unkräutern und Wildpflanzen sind mit wenigen Ausnahmen unverkohlt. Daher kommen Nachweise dieser Artengruppen nur in Feuchtboden-Ablagerungen vor, die daher besonders wertvoll sind (Kap. 4). Pflanzenfunde aus Gräbern zeigen, daß Hopfen und Artemisia im Zusammenhang mit der Bestattung von Bedeutung gewesen sind (Kap. 5.1). Unter den Kulturpflanzen hatten Roggen und Weizen während des Mittelalters die größte Bedeutung im Untersuchungsgebiet erlangt. Der Anteil von Gerste und Hafer war wesentlich geringer. Wildobst wurde im ganzen Zeitraum intensiv gesammelt und genutzt. Die Kulturobstarten haben erst im Hoch- und Spätmittelalter an Bedeutung gewonnen. Wein und Walnuß sind aller Wahrscheinlichkeit nach im Gebiet kultiviert worden. Eßkastanienfunde gehen auf Importhandel zurück (Kap. 5.2 und 5.3). Der größte Teil der nachgewiesenen Mittelalter-Flora ist auch heute noch im Gebiet Süd-Niedersachsens vorhanden. Agrimonia procera, Neslia paniculata und Xanthium strumarium fehlen heute allerdings im Bereich ihrer Mittelalter-Fundorte und sind auch sonst selten geworden. Unter den Lebensformen der nachgewiesenen Arten herrschen Therophyten und Hemikryptophyten vor (Tab. 2; Kap. 5.4.1). Aussagen über die damals vorhandenen Standortsverhältnisse werden mit Hilfe der ökologischen Zeigerwerte Ellenbergs abgeleitet und in einer Tabelle (Tab. 3) sowie in Öko-Diagrammen und vergleichenden Standortsfaktoren-Diagrammen zur Darstellung gebracht (Abb. 2–6). Danach waren die Standorte hinsichtlich des Licht-, Temperatur-, Kontinentalitäts- und Bodenfeuchte-Faktors im Umkreis der vier, in dieser Hinsicht untersuchten Siedlungen weitgehend gleichartig. Deutliche Unterschiede zeigen sich jedoch hinsichtlich der Bodenazidität und des Stickstoff-Faktors (Kap. 5.4.2). Die mittelalterlichen Vegetationsverhältnisse im Umland der Siedlungen konnten unter Berücksichtigung methodischer Probleme auf der Grundlage von Ellenbergs Angaben über das soziologische Verhalten der nachgewiesenen Arten rekonstruiert werden. Ein vergleichendes Sozio-Diagramm (Abb. 7) zeigt, daß es auch in dieser Hinsicht viele Gemeinsamkeiten gegeben hat. Bemerkenswert ist die allgemeine Verbreitung von Zweizahn-Schlammfiuren. Die heutigen Hackunkräuter wuchsen damals offensichtlich in ± lückigen Sommergetreidefeldern. Auf den Wintergetreideäckern gab es bereits Secalinetea-Gesellschaften. Die Ruderalgesellschaften zeigten unterschiedliche Ausbildungen. Hervorzuheben ist die geringe Bedeutung und Ausdehnung von Grünlandgesellschaften. Gebüsche und Hecken im Nahbereich der Siedlungen hatten als Wuchsorte der regelmäßig genutzten Wildobstarten eine erhebliche ökonomische Bedeutung.     

Ein bakterielles Kulturfiltrat mit antiphytoviraler Aktivität an Gurke/Gurkenmosaik-Virus (cucumber mosaic virus) und Tabak/Tabakmosaik-Virus (tobacco mosaic virus): (Kurze Mitteilung)

Es wurde die Intra‐ und Interpopulationsvariation untersucht, die durch Adaptationsreaktionen der Individuen (Klone) der Gemeinen Quecke (Elytrigia repens (L.) DESV.) am Versuchsort zum Ausdruck kommt. Die Klone stammten aus Populationen verschiedener Höhenlagen vom Territorium der östlichen Bundesländer Deutschlands. Die Ergebnisse zeigen, daß sich die Populationen in der Variabilität der Enzymaktivität (saure Phosphatase, Peroxidase, Polyphenoloxidase) sowie in der Variabilität der Isoenzymmuster (Peroxidase, Esterase) unterscheiden. Die höchste Variabilität der genannten Parameter wurde für Populationen nachgewiesen, die aus einer Höhenlage von ca. 400 m ü. NN stammten. Ausgehend von 400 m ü. NN nimmt die Variabilität in Richtung größerer und niedrigerer Höhenlagen von 400 m hin ab. Die Variabilitätsunterschiede, die unter gleichen Bedingungen nachgewiesen wurden, weisen auf die Existenz eines Zusammenhanges zwischen den typischen Adaptationsreaktionen von Populationen und der Gesamtheit der Selektionsfaktoren des natürlichen Milieus hin, von dem sie stammten. Es gibt einen Zusammenhang zwischen der nachgewiesenen Variabilität und der Überlebensrate nach einer Adaptationsdauer von fünf Jahren.     

Atmungsdifferenzen nach Röntgenbestrahlung von Karyopsen bei unterschiedlich strahlensensiblen Weizensorten

An ruhenden und keimenden Karyopsen der Winterweizensorten “Bayro” und “Walthari” wurde die Wirkung einer Röntgenbestrahlung auf die Atmungsintensität untersucht. Bei Bestrahlung lufttrockener Karyopsen liegt die Atmungsintensität von “Bayro” unabhängig von der Höhe der applizierten Dosis wie bei unbestrahlten Karyopsen stets über dem entsprechenden Wert bei “Walthari”. Auch bei Bestrahlung der Karyopsen beider Sorten nach gleichlanger Einquellzeit weist “Bayro” die stärkere Atmung gegenüber “Walthari” auf. Bei Bestrahlung der gequollenen Karyopsen zum Zeitpunkt gleicher Atmungsintensität ergeben sich umgekehrte Verhältnisse. Schon eine Stunde nach der Bestrahlung liegt die Atmungsintensität von “Walthari” über der von “Bayro” und ist auch am Ende der dreistündigen Meßzeit noch mehr als 30% höher. Es werden Möglichkeiten für die Wirkungsweise von Röntgenstrahlen auf die Atmung und der Einfluß unterschiedlicher Strahlensensibilität diskutiert. Frau Marion Kielbasa danke ich für sorgfältige technische Assistenz.     

Kinetik des Aufbaus einer Proteinmembran. Untersuchungen an Gasvakuolen der blaugrünen Alge Microcystis aeruginosa

In wachsenden Kulturen der blaugrünen Alge Microcystis aeruginosa nimmt die Anzahl der Gasvakuolen pro Zelle ab und erreicht bei einer Zellzahl von 1,2 × 10⁷ pro ml eine Zahl von 4,5 × 10³ Vakuolen pro Zelle. Die Gasvakuolen können in den Zellen durch Ultraschall zerstört werden, danach regenerieren sie. In beschallten Kulturen wurde die Zeitabhängigkeit der Gasvakuolenbildung untersucht, indem die Anzahl und die Größe der neugebildeten Vakuolen bestimmt wurde. Innerhalb der ersten halben Stunde nach Ultraschallbehandlung werden 120 Gasvakuolen pro Zelle gebildet, nach 24 Stunden enthält jede Zelle durchschnittlich 2300 Vakuolen. Die Größe der Gasvakuolen nimmt ebenfalls mit der Zeit zu. In der ersten halben Stunde erreichen die bis dahin isodiametrischen Vakuolen eine Größe von 70 nm, dann wachsen sie nur noch in die Länge und haben 24 Stunden nach Ultraschallbehandlung eine durchschnittliche Länge von 286 nm. Rifampin und Chloramphenicol bewirken eine teilweise Hemmung der Gasvakuolenbildung. DCMU und Hydroxylamin blockieren die Vakuolenbildung völlig. Auch im Dunkeln werden keine Gasvakuolen gebildet     

Einfluß von DEAE-Dextran auf den Elektronentransport in Chloroplasten von Dunaliella marina

Die lytische Wirkung des polykationischen Makromoleküls DEAE-Dextran (Mol.-Gew. 500 000) auf Membranen wurde zur Isolierung von Chloroplasten aus der zellwandlosen, einzelligen Grünalge Dunaliella marina ausgenutzt. Derartig isolierte Chloroplasten waren morphologisch (Phasenkontrastmikroskopie) und biochemisch (Enzymausstattung) intakt. Es zeigte sich jedoch, das Kriterien funktioneller Intaktheit, wie photochemische Reduktion von 3-Phosphatglycerat oder CO₂-abhängige O₂-Entwicklung (CO₂-Fixierung) nicht erfüllt waren. Zur Klärung dieses scheinbaren Widerspruchs wurde der Einfluß von DEAE-Dextran auf Chloroplasten untersucht; von anderen Polykationen (Histone, Polylysin) war bekannt, daß sie mit Funktionen von biologischen Membranen interferieren und den Elektronentransport in Chloroplasten beeinträchtigen. DEAE-Dextran inhibierte in Konzentrationen, die zur Lysis der Zelle nicht ausreichten, die Photosyntheseaktivität ganzer Zellen vollständig. Die Inhibition wurde durch Magnesiumionen effektiv verhindert. Mit artifiziellen Elektronendonatoren und -akzeptoren ließ sich die Stelle der Inhibition in der Elektronentransportkette lokalisieren. Während die Photoreduktion von Ferri-cyanid an Photosystem II durch DEAE-Dextran nicht beeinträchtigt war, wurde der Elektronentransfer auf Methylviologen über beide Photosysteme inhibiert. Nach Ausschalten von Photosystem II mit 3-(3′, 4′-Dichlorphenyl)-1, 1-dimethylharnstoff erfuhr die Photoreduktion von Methylviologen mit 2, 6-Dichlorphenol-indophenol als unspezifischem Elektronendonator für Photosystem I zwar eine Steigerung durch DEAE-Dextran, aber die Reaktion mit dem spezifischen Elektronendonator N,N,N',N'-Tetramethyl-p-phenylendiamin wurde gehemmt. Die Ergebnisse zeigen, daß DEAE-Dextran nicht nur eine offensichtliche Schädigung der äußeren Membran der Chloroplasten hervorruft, sondern auch, wie andere Polykationen, selektiv die Aktivität von Photosystem I im Bereich des Plastocyanins inhibiert. Die Untersuchungen wurden durch ein Stipendium des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) für E. K., von der Adolf-Haeuser-Stiftung und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB 103/A5) gefördert.