Zur Dosimetrie solarer Protonenstrahlenfelder im Raum

Zusammenfassung Im Gefolge großer chromosphärischer Eruptionen der Sonne treten starke Erhöhungen des Protonenfluxes im gesamten Planetenraum auf. In der Umgebung der Erde folgt der Aufbau und Zerfall eines solchen solaren Protoneneinbruchs sehr verwickelten Gesetzen. Die absolute Intensität des Teilchenstromes sowohl wie sein Energiespektrum erleiden fortlaufende tiefgehende Veränderungen, die sich vorwiegend auf Reichweiten beziehen, die für die Tiefendosisverteilung in einem Objekt von der Größe des menschlichen Körpers von Einfluß sind. Vergleichende Messungen einer Reihe großer Eruptionen erlauben die Aufstellung eines synthetischen Maximalereignisses, das die Berechnung der Dosisleistung und Gesamtdosis und deren Tiefenverteilungen in einem Gewebephantom erlaubt. Die Ergebnisse einer solchen Berechnung werden im einzelnen vorgelegt. Sie zeigen die großen Veränderungen, denen die Dosisleistung und Tiefendosis im zeitlichen Ablauf unterworfen sind. Die Abschätzung der tatsächlichen Strahlenbelastung für solche Ganzkörperbestrahlungen mit stark abfallender und sich fortwährend ändernder Tiefendosis erscheint auf Grund des derzeit verfügbaren experimentellen Materials in der Radiobiologie nicht möglich. Die Kilogrammröntgendosis im besonderen ist für diesen Zweck ungeeignet, da sie die für die in Frage stehenden Strahlenfelder charakteristischen starken Änderungen der Strahlenbelastung in oberflächlichen Schichten des Körpers nur sehr unvollkommen wiedergibt.Herrn Professor Dr. Dr. h. c. Dr. h. c. B.Rajewsky zum 70. Geburtstag am 19. Juli 1963 gewidmet.     

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

Zusammenfassung Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden ²-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden ²-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.     

Energie-Bilanz eines Poikilothermen(Lacerta vivipara)

Zusammenfassung 1. Die Energiebilanz eines Tieres ist quantitativ im wesentlichen durch seinen Wärmehaushalt bestimmt oder mindestens in Wärmeäquivalenten ausdrückbar.2. Der Energiewechsel beruht auf zwei Hauptgruppen von Prozessen: Stoffwechselprozessen im Körperinneren und Wärmeaustausch zwischen Tierkörper und Umwelt.3. In beiden Gruppen treten regulative und nicht regulative Vorgänge auf. Die Regulation beim Wärmeaustausch zwischen Tierkörper und Umwelt beruht auf entsprechenden Verhaltensweisen.4. Der Unterschied zwischen Homoiothermen und Poikilothermen liegt nicht darin, daß die Regulationsmöglichkeit der Körpertemperatur nur den ersteren vorbehalten wäre (beide zeigen eine gewisse — und nur eine gewisse — Regulationsmöglichkeit), sondern darin, daß die Energiebilanz der Poikilothermen zum wesentlichen Teil durch den Wärmeaustausch mit der Umwelt beherrscht wird und daher auch die Regulation der Körpertemperatur wirksam nur durch Verhaltensweisen — die den Wärmeaustausch in die gewünschte Richtung lenken — erreicht werden kann.5. Aus der Beherrschung der Energiebilanz durch den Wärmeaustausch mit der Umwelt folgt auch, daß die Regulationskapazität der Poikilothermen weit geringer ist als die der Homoiothermen — obwohl natürlich auch deren Regulationskapazität begrenzt ist.6. Ein weiterer charakteristischer Unterschied zwischen Homoiothermen und Poikilothermen liegt darin, daß bei den ersteren die Überforderung der Temperaturregulation meist katastrophal endet, bei den letzteren hingegen eine normale Reaktion auslöst, nämlich den Übergang zu einer mehr oder weniger inaktiven, mindestens nicht vollaktiven Lebensweise. Aus verschiedenen Anzeichen läßt sich sogar schließen, daß Poikilotherme ein ständiges Leben im Aktivitätstemperaturbereich nicht ertragen könnten.7. FürLacerta vivipara wird eine möglichst komplette Energiebilanz gegeben.

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Energy balance of a poikilothermic animal(lacerta vivipara)

The main differences between homoiothermic and poikilothermic animals are considered on the basis of information from literature and results obtained by the author. It is not the occurrence of thermoregulation per se which constitutes the main differences between representatives of these two groups, but rather the manner in which this thermoregulation is performed. Whereas homoiothermic animals regulate by means of metabolic processes and changes in behaviour, poikilothermic animals employ the latter mechanism almost exclusively. InLacerta vivipara the close relationship between thermal balance and environmental factors is demonstrated on the basis of experimental results and calculations.

     

Untersuchungen über tages- und jahresperiodische Änderungen im Energiehaushalt gekäfigter Zugvögel

Zusammenfassung Die Jahresperiodik des Körpergewichtes (KG) von Dorngrasmücken (Sylvia communis), Rotkehlchen (Erithacus rubecula) und einigen anderen Arten wird beschrieben. Während das KG der Dorngrasmücken im Herbst das Jahresmaximum erreicht, bildet es das Rotkehlchen erst im Frühjahr aus. Beide Arten erhöhen das KG auch zu Beginn der entsprechenden anderen Zugphase.Die Futteraufnahme ist bei beiden Arten im Frühjahr am stärksten, doch auch im Herbst deutlich erhöht. Bei gefütterten Tieren steigt der RQ in den Phasen der Zugdisposition und der nächtlichen Zugunruhe (a) im Mittel von 13–17 Uhr über 1. In den Ruhephasen (b) überschreitet er dagegen im Laufe der Hellphase nur schwach 0,9 (höchster Mittelwert). Ein Vergleich der Futteraufnahme während der Stoffwechselversuche von Tieren in Phase a mit solchen in b ergibt keine Unterschiede. Die Höhe des RQ schlafender Tiere in der Dunkelheit wird von der zugunruhiger Vögel nur wenig überschritten. Der RU zugunruhiger Vögel konnte nicht exakt erfaßt werden. Eine Stütze für die Annahme, daß seine Absenkung eine der Ursachen für die Depotbildung ist, fand sich nicht. Der RU im Winter dürfte jedoch tiefer als der des Sommers sein.Die KT der Hellzeit unterliegt einer Jahresperiodik. Kommt es zu einem Anstieg des KG, fällt sie ab.Echte positive oder negative Korrelationen zwischen den einzelnen Werten ließen sich nicht nachweisen. Sie sind jedoch auch kaum zu erwarten, da augenscheinlich eine Vielzahl von Faktoren die Ausbildung des KG bestimmt.Ebenso wie aus den Untersuchungen der tages- und jahresperiodischen Aktivitätsänderungen (Merkel 1956) geschlossen wurde, deuten die mitgeteilten Befunde darauf hin, daß eine endokrine Umstellung in der Hellzeit vor und während der Zugphasen auftritt. Diese Sparregulation ist für die Depotbildung verantwortlich zu machen. Sie löst den erhöhten Kohlenhydrat-Fettumbau und die Hyperphagie aus, senkt die Aktivität und die Wärmeproduktion und stellt so die Energiedepots bereit, die dann dem Vogel in der Dunkelzeit für die Durchführung des nächtlichen Zuges zur Verfügung stehen, der überdies im Vergleich zum Zuge in der Hellzeit ökonomischer sein dürfte.     

Zur Frage des Zusammenhanges zwischen Austrocknungsresistenz und Frosthärte bei Immergrünen

Zusammenfassung Im Gegensatz zu den immergrünen Coniferen und Ericaceen der Waldgrenze und zum Efeu vertragen die Blätter des Ölbaums (Olea europaea) im Sommer und Winter gleiches Maß von Austrocknung, aber verschieden große Kälte (s. Abb. 2); daher gehen Austrocknungs- und Kälteresistenz beiOlea nicht parallel.Das hängt zweifellos damit zusammen, daß Ölbaumblätter auch im Winter, wenn sie ohne Schaden um 4 bis 5° C tiefere Temperaturen überleben als im Sommer, gegen Eisbildung im Gewebe empfindlich bleiben. Sie sind im Winter nur deshalb gegen Kälte resistenter, weil ihr Gefrierpunkt tiefer sinkt. Der Jahresgang der Kälteresistenz vonOlea ist also eigentlich ein Jahresgang des Gewebegefrierpunktes (Abb. 4). Echte Frosthärte, nämlich die Fähigkeit, Eisbildung in den Geweben zu überstehen, erwerben die Ölbaumblätter nie; diese ist offenbar den Immergrünen kälterer Regionen vorbehalten. Deren Blätter sind zwar im Sommer ebenso eisempfindlich wie Ölbaumblätter, im Herbst aber entwickelt sich zunehmend eine Eisbeständigkeit, die die Zellen auch bei großer Kälte vor Schaden schützt. Der Gefrierpunkt der Blätter indessen bleibt bei den periodisch eisresistenten Pflanzen das ganze Jahr über ziemlich konstant (Abb. 4 und 5).Wenn wir voraussetzen, daß das im Gewebe ausfrierende Eis die Zellen vielleicht mechanisch, vor allem aber durch den plötzlichen und intensiven Wasserentzug schädigt, müssen wir annehmen, daß das Protoplasma im eisbeständigen Zustand gegen Wasserentzug widerstandsfähig wird. Dann ist es nicht verwunderlich, wenn periodisch eisresistente Immergrüne einen gleichläufigen Periodismus der Austrocknungsresistenz aufweisen und wenn ganzjährig eisempfindlichen Immergrünen ein solcher fehlt. Ein Zusammenhang zwischen Austrocknungs- und Kälteresistenz darf somit nur erwartet werden, wo die Kälteresistenz auf echter Frosthärte, d. h. Eisbeständigkeit beruht.     

Zellteilungsfolge und Variabilität bei Diatomeen

Zusammenfassung An einigen Arten der Diatomeen-Gattung Eunotia E. wird statistisch nachgewiesen, daß bei Formen mit gewellter Dorsallinie die transapikalen Einschnürungen an den Sporangialzellen nicht vorhanden sind und erst im Laufe der Zellteilungen in steigendem Maße ausgebildet werden. Bei mehrwelligen Arten verringert sich dabei infolge der Verkleinerung der Zellen die Anzahl der Wellen, während die Wellenweite keine Verkürzung erleidet. Unterhalb einer bestimmten Größe tritt bei manchen Formen eine Rückbildung der Einschnürungen ein, die zu abweichend gestalteten Kümmerformen führt. Die sich aus der Zellteilungsfolge ergebenden Formveränderungen sind weder Varietäten in genetischem Sinne noch ökologische Formen und daher nicht zu benennen. Als neue Art wird die in Brasilien lebende Eunotia distinguenda beschrieben.     

Cold hardiness of some beetles living in grass tussocks

Zusammenfassung Es wurde die Kälteresistenz von drei in Süd-England an Grasbüscheln vorkommenden Käferarten untersucht. Die zur Untersuchung benützten Arten waren der Kurzflügler Stenus clavicornis (Scop.) und die Laufkäfer Dromius melanocephalus Dej. und D. linearis (Ol.). Um die für die Käfer augenblicklich tödlichen Temperaturen zu ermitteln, wurden Bestimmungen des Unterkühlungspunktes ausgeführt. Zur Abkühlung der Insekten wurde ein thermoelektrischer Apparat benutzt. Der Unterkühlungspunkt von S. clavicornis lag deutlich niedriger als der der Dromius-Arten. Die Unterkühlungspunkte der drei Arten wurden nicht verändert, wenn die Käfer drei Wochen lang bei + 10° gehalten wurden und blieben den ganzen Winter konstant bis April, wenn sie anstiegen. Inokulatives Gefrieren, hervorgerufen durch die Berührung mit feuchten Blättern, liess den Unterkühlungspunkt von S. clavicornis ansteigen.Die Überlebensrate von S. clavicornis, der im Laboratorium auf feuchtem Filtrierpapier konstanten niedrigen Temperaturen ausgesetzt war, erwies sich als ähnlich derjenigen, die man unter trockenen Bedingungen erwarten würde, so dass vermutlich nur wenig Inokulation stattfand. Jedoch tratt inokulatives Gefrieren augenblicklich ein, wenn die Käfer im Freiland tiefen nächtlichen Temperaturen ausgesetzt wurden. Bei allen drei Arten setzte die Sterblichkeit bei ungefähr –4° ein, hervorgerufen durch inokulatives Gefrieren, jedoch kann S. clavicornis niedrigere Temperaturen aushalten als Dromius, weil nicht-inokulierte Insekten niedrigere Unterkühlungspunkte haben.Ein Vergleich mit früher veröffentlichten Daten der Wintertemperaturen in und zwischen den Grasbüscheln zeigt, dass die Sterblichkeit im Grasse zwischen den Büscheln dann einsetzt, wenn die Standard Gras-Minimum Temperatur niedriger als –10° ist während die Käfer in den Grasbüscheln geschützt sind, bis die Temperatur auf -17° fällt.Da –10° seit 1952 in allen, ausgenommen zwei, Wintern registriert wurde (während —17° nur selten gemessen wurde) ist der Schutz, der den drei Arten von den Grasbüscheln gewährt wird, genügend, um den Tod durch Erfrieren zu verhindern.

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Cold hardiness of some beetles living in grass tussocks

The cold hardiness of three species of beetle which are commonly found in grass tussocks was investigated by determination of their supercooling points, and by exposure of specimens to low temperatures, both in the laboratory and in the field. Supercooling points were measured by cooling the insects thermoelectrically.Mortality of all three species in the field starts at about –4°, but the proportion killed at lower temperatures depends on the supercooling point of each species. Comparison with microclimatic measurements shows that shelter such as that given by grass tussocks is needed to prevent any mortality by freezing in most winters.

     

Metabolic changes in some acclimation phenomena

Summary 1. Acclimation to constant cold also causes in mice a decrease in the intensity of muscle shivering in cold and an increase in the metabolic rate of the animal and in the succinic dehydrogenase complex activity in the liver and skeletal muscles.2. The succinic dehydrogenase complex activity in the liver depends on the acclimation temperature at least over a range from 5° to 32° C.3. Acclimation of mice to short-term exposures to cold does not affect metabolic rate of the animals or the succinic dehydrogenase complex activity in the liver but causes an increase in the metabolic response to injected l-noradrenaline.4. The induced tolerance to the hypothermisant effect of promazine in mice develops slower in a thermoneutral environment than at room temperature.

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Stoffwechselveränderungen bei einigen Akklimatisierungsphänomenen

Kurzfassung Schon in früheren Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß die Akklimatisierung von Ratten an konstante niedrige Temperaturen von stoffwechselphysiologischen Veränderungen im Bereich der Zellen begleitet werden. Nach unseren Untersuchungen verursacht Anpassung an konstante niedrige Temperaturen auch bei Laboratoriumsmäusen eine Abnahme der Intensität des Muskelzitterns in der Kälte, einen Anstieg der Stoffwechselrate des Tieres sowie der Aktivität des Sukzinodehydrogenase-Komplexes in Leber und Skelettmuskeln. Die Sukzinodehydrogenaseaktivität in der Leber männlicher Mäuse zeigt eine Abhängigkeit von der Anpassungstemperatur, zumindest über den Bereich von 5° bis 32° C. Mäuse können ferner daran angepaßt werden, daß sie wirksamer auf kurzfristige Kälteeinwirkungen reagieren. Derartige Anpassungen beeinflussen jedoch nicht die Stoffwechselrate oder die Aktivität des Sukzinodehydrogenase-Komplexes in der Leber, sondern verursachen eine gesteigerte stoffwechselphysiologische Reaktion auf injiziertes 1-Noradrenalin. Die induzierte Widerstandsfähigkeit gegenüber der temperatursenkenden Wirkung des Phenothiazinderivates Promazin entfaltet sich bei Mäusen in einer thermoneutralen Umgebung langsamer als bei Zimmertemperatur. Dieser Umstand deutet auf Ähnlichkeiten hin, welche bei den ersten Stadien der Promazintoleranz und der Akklimatisierung an kurzfristige Kälteeinwirkungen bestehen.

     

Temperaturregulation und Tagesperiodik des Stoffwechsels bei Winterschläfern

Zusammenfassung o1.Das Temperaturregulationsvermögen von Myotis myotis Borkh. ist im Sommer besser entwickelt als im Winter. Die Höhe der Körpertemperatur ist im Sommer unabhängig von der Ruhe-Aktivitätsperiodik.Während die Tiere im Sommer selbst bei hoher Kältebelastung — bei täglich ausreichender Nahrungsaufnahme — zu Beginn ihrer Aktivi tätsperiode spontan erwachen, tritt im Winter unter gleichen Bedingungen nach viertägiger Kälteeinwirkung Winterschlaf ein.Der HVL zeigt deutliche jahresperiodische Veränderungen, hervorgerufen durch eine Verminderung der A-Zellen, besonders im äußeren Bereich der Adenohypophyse im Winter. Die Schilddrüsenfunktion und das Differentialblutbild sind deutlich vom jeweiligen Aktivitäts- bzw. Belastungszustand der Tiere abhängig.Der Eintritt des Winterschlafs wird durch erhöhte Schlafbereitschaft während der Ruheperiode (tiefe Tagesschlaflethargie) bestimmt. Temperaturen unter 10° C verkleinern die Amplitude des Stoffwechselanstiegs zu Beginn der Aktivitätsperiode.Das Fortbestehen tagesperiodischer Stoffwechseländerungen unter konstanten Umweltbedingungen konnte in den ersten Wochen des Winterschlafs nachgewiesen werden. Nach längerem natürlichem Winterschlaf war keine sichtbare Stoffwechselperiodik mehr zu erkennen. Für ein Weiterbestehen der endogenen Rhythmik (inneren Uhr) im tiefen Winterschlaf liegen Hinweise vor.Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf schwankt unregelmäßig zwischen 15 und 90 min.In der Höhe von Körpertemperatur und Stoffwechsel konnten deutliche Unterschiede bei Myotis myotis und Barbastella barbastella Schreb festgestellt werden. 2.Bei einjährigen Siebenschläfern (Glis glis L.) wurden in den Sommermonaten Absinken der Körpertemperatur und Lethargie während des Ruheschlafs beobachtet. Als primäre Ursache wird eine durch die Gefangenschaft bedingte, zeitlich verschobene Winterschlafbereitschaft verantwortlich gemacht.Stoffwechsel und Atmung beim Eintritt und im Verlauf des Winterschlafs des Siebenschläfers zeigen keine prinzipiellen Unterschiede gegenüber Myotis myotis. Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf variiert unregelmäßig zwischen 5 und 60 min. Eine Fortdauer der sichtbaren Stoffwechselperiodik konnte nicht festgestellt werden.Bei konstant niederer Temperatur (6° C) und Dauerdunkel konnte die Winterschlafbereitschaft der Buche trotz Fütterung bis in den Frühsommer verlängert werden. 3.Eine jahresperiodisch eintretende innere Winterschlafbereitschaft ist die Voraussetzung für den Eintritt des Winterschlafs beim Goldhamster (Mesocricetus auratus Waterh.).Konstant tiefe Temperatur verlängert die Dauer der Winterschlafperioden. Der Eintritt der Lethargie erfolgt während der normalen Ruheperiode, unabhängig von der Temperatur.Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. F. P. Möhres, danke ich für die Überlassung des Themas und wertvolle Anregungen und Hinweise. Ebenfalls zu Dank verpflichtet bin ich Herrn Dr. H. Löhrl für die Beschaffung der Siebenschläfer und Herrn H. Frank und dem Heimat- und Höhleverein in Laichingen (Württemberg) für die freundliche Unterstützung beim Besuch der schwäbischen und slowenischen Höhlen. Die Arbeit wurde gefördert durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die Prof. MÖhres zur Verfügung standen.     

Inversionen und chromosomale Strukturtypen bei Drosophila subobscura Coll

Zusammenfassung 1. Auf Grund der Untersuchung von zahlreichen Stämmen von Drosophila subobscura, die aus Köderfängen in der Natur an verschiedenen Orten in Österreich, Oberitalien, der Schweiz, England und einigen außereuropäischen Ländern abgeleitet worden waren, wurde ein Verzeichnis aller bisher bei dieser Art festgestellten natürlichen Inversionen gegeben, wobei die Anordnung des strukturell homozygoten Stammes Küsnacht als Standardanordnung diente.2. Durch den Vergleich von Stämmen, durch deren Kreuzung mit dem Standardstamm, durch die Ableitung von Inzuchtlinien aus verschiedenem Ausgangsmaterial und deren Kreuzung mit bestimmten Stämmen wurde die Zahl und der Bau der chromosomalen Strukturtypen ermittelt, auf deren Koexistenz in der Population die Mannigfaltigkeit der beobachteten Inversionsbilder beruht.3. Die Verteilung der Inversionen auf die verschiedenen Chromosomen des Satzes ist nicht zufällig. Auch die relative Länge der Inversionen scheint nicht rein zufallsmäßig zu sein.4. Bei den Bruchstellen der Inversionen finden sich auffallend oft Koinzidenzen, bis zu 5 Bruchstellen an einem Ort eines Chromosoms. Wie eine statistische Überlegung zeigt, können diese nicht zufallsmäßig bedingt sein. Es werden einige hypothetische Deutungsmöglichkeiten dieses Phänomens vorgelegt.5. Es wird die phylogenetische Ableitung der Strukturtypen der verschiedenen Chromosomen diskutiert.Mit 7 Textabbildungen.     

Über festlegung und einhaltung der mittleren dichte von insektenpopulationen

Zusammenfassung Die Arbeit verzichtet bewußt auf empirische Beweise jeder Art, weil sie sich mit Vorgängen befaßt, die sich über lange Zeit erstrecken und deshalb der Beobachtung und dem Experiment einstweilen nicht zugänglich sind. Alle derartigen Versuche konnen bisher nicht überzeugen.Regulation der Populationsdichte liegt vor, wenn es irgendwelche endlichen Grenzen gibt, die vor ihr auf die Dauer nicht über- bzw. unterschritten werden. Da die Populationsdichte die auf sie ausgeübten Einflüsse im Laufe der Zeit summiert bzw. multipliziert, vermögen Zufallsfaktoren die Einhaltung solcher Grenzen nicht zu garantieren. Die Wetterereignisse konnen in ihrem zeitlichen Ablauf in periodischer und eventuell auch in aperiodischer Art von der Zufallserwartung abweichen, ohne dadurch aber die Überschreitung der Grenzen durch wetterbedingten Massenwechsel zu verhindern oder wesentlich zu verzögern. Auch das Zusammenw-irken mehrerer dichteunabhängiger Faktoren führt nicht zur Regulation.Wanderungen von Insekten können nur darn regulierend wirken, wenn sie in Abhängigkeit vor der Populationsdichte auftreten. Der regulierende Einfluß schützender Stellen im Biotop ist eine Folge intraspezifischer Konkurrenz. Änderungen in der Häufigkeit vor Genen oder Genanordnungen, welche eventuell mit dem Massenwechsel verbunden sind, können ebenfalls höchstens dann eine regulierende Wirkung haben, wenn sie dichteabhängig erfolgen.Alle dichteabhängigen Faktoren werden nicht nur vor der Populationsdichte, sondern auch vor anderen (diehteunabhängigen) Umweltkomponenten beeinflußt. Trotzdem ist die Dichteabhängigkeit das einzig mögliche regulierende Prinzip. Das Begriffssystem der Kybernetik gestattet eine eindeutige Beschreibung der Regulationsvorgänge. Dabei zeigt es sich, daß die Einhaltung irgendwelcher endlichen Dichtegrenzen und die Bestimmung der mittleren Populationsdichte zwei zwar zusammengehörige, aber wesensmäßig verschiedene Prozesse sind. Dichteunabhängige Faktoren (vor allem das Wetter) wirken einerseits als Führungsgröße, andererseits als kausales Agens für die Störgröße, dichteabhängige, vor allem die intraspezifische Konkurrenz, als Regler.Zur Beseitigung der bestehenden begrifflichen Schwierigkeiten wird vorgeschlagen, die Bezeichnung Regulation auf den Vorgang im Regelkreis (Populationsdichte — dichteabhängiger Faktor — dichteabhängige Sterblichkeit und Fruchtbarkeit - Populationsdichte) zu beschränken und die Festlegung der mittleren Populationsdichte als Determination zu bezeichnen. Das Wetter ist kein Regulations-, sondern ein Massenwechselfaktor, das Klima dagegen ist ein Determinationsfaktor.Die bisherigen Meinungsverschiedenheiten haben außer Mißverständnissen hauptsächlich drei Ursachen: 1. die ungenügende begriffliche Trennung zwischen Massenwechsel und Regulation, 2. ungenaue Vorstellungen über die Auswirkung dichteunabhängiger Faktoren, 3. fehlende Unterscheidung zwischen Regulation und Determination.     

Frosthärtegradienten entlang der Knospenfolge auf Eschentrieben

Zusammenfassung Die Manna-Esche,Fraxinus ornus, weist eine deutliche akrotone Knospenförderung auf. Die Terminalknospe ist stets die größte Knospe, zwei kleinere Beiknospen, die normalerweise nicht austreiben, sitzen ihr unmittelbar an. Die übrigen Seitenknospen sind entsprechend der dekussierten Blattstellung paarweise auf jedem Knoten inseriert und nehmen in ihrer Größe von oben nach unten ab. An der jeweiliger Triebbasis befinden sich außerdem noch winzige Ersatzknospen.Dieser Knospenfolge entspricht ein Gradient in der Kälteresistenz. Die Terminalknospe ist immer die kälteempfindlichste Knospe, die Ersatzknospen sind immer am resistentesten. Im zeitigen Frühjahr, wenn die Pflanze ihre Aktivität aufzunehmen beginnt, geht die winterliche Kälteresistenz in jenen Knospen am schnellsten verloren, die am frühesten zum Austrieb kommen. Nicht austreibende Knospen, wie beispielsweise die subterminalen Beiknospen und die basalen Ersatzknospen, verlieren ebenfalls etwas von ihrer Resistenz, bleiben aber während der ganzen Vegetationsperiode der Pflanze deutlich widerstandsfähiger als jene Knospen, die sich entwickeln.

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A gradient in cold-resistance of ash bud sequences

Summary Terminal buds of ash (Fraxinus ornus L.) twigs are more developed than the two additional subterminal buds and the axillary buds inserted lower on the twig. The lateral buds gradually decrease in size from the tip to the base of the twig.A gradient of cold-resistance was established in the bud sequence of ash twigs. The terminal bud is the most frost-sensitive, and the inactive substitutional buds are the most resistant. As soon as the trees become active at the beginning of spring, the high degree of cold-resistance achieved during winter is reduced first in those buds which are the earliest to burst. The subterminal and the most basal buds, which, as a rule, do not open, partially lose their cold-resistance in spring and summer, however they remain markedly more resistant during this time than growing buds.In conclusion: InFraxinus ornus the more a bud is developed, the less it becomes cold-resistant and the sooner it loses the resistance it had.

     

Das sogenannte Alveolarplasma und die Schleimbildung beiVacuolaria virescens

Zusammenfassung FürVacuolaria virescens ist das Vorkommen, regelmäßig verteilter kugeliger Trichocysten in einer peripheren Plasmaschichte kennzeichnend. Auf äußere Reize hin werden sie ausgeschleudert und verquellen zu einer der Zelle anhaftenden Gallerte. Außerdem kann vermittels der pulsierenden Vakuolen Schleim erzeugt werden.Das Vakuolensystem besteht aus einer Hauptvakuole, die zunächst kegelförmig ist, sich dann abkugelt und schließlich in den Schlund entleert. Die Vakuolenbildung geht von einer zwischen der Hauptvakuole und dem abgeplatteten Zellkern hegenden Schichte zähen Plasmas aus, an deren oberem Rand zahlreiche Tröpfchen entstehen, die heranwachsen, zusammenfließen und sich schließlich zur Hauptvakuole vereinigen.In den Chromatophoren finden sich dünn scheibenförmige Körper; möglicherweise handelt es sich um Pyrenoide.Während der Drucklegung stieß ich auf eine Veröffentlichung von B.Fott [Mikroflora oravských raelin (Mikroflora der Orava-Moore), Preslia24, 1952], in der er das Vakuolensystem vonGonyostomum ovatum sp. n. genau beschreibt und angibt, daß andre Chloromonadinen, darunterVacuolaria virescens, sich wieGonyostomum verhalten. Meine Beobachtungen stimmen mit seinen im wesentlichen überein. Die von ihm in diesem Zusammenhang zitierten Abhandlungen vonKorikov, Hovasse undPoisson etHolland sind mir leider nicht zugänglich.     

Effects of hostplant age on phytophagous insects

In Colorado beetle females fed with physiologically aged potato leaves, an inhibition or even a standstill of reproduction occurs, followed by diapause.In such beetles, the volume of the corpora allata is reduced and the medial cerebral neurosecretory cells do not transport their neurosecretory material. In feeding tests, it is shown that the beetle can detect the age of its hostplant.

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Zusammenfassung Wenn weiblichen Kartoffelkäfern zwei Arten bevorzugter Wirtspflanzen zur Verfügung stehen, ändert sich ihr Wirtswahlverhalten mit dem Ansteigen der Temperatur, während das nicht der Fall ist, wenn abgelehnte mit angenommenen Pflanzen verglichen werden.Die Käfer können zwischen alten und jungen Blättern bevorzugter Wirtspflanzen unterscheiden.Bei Kartoffelkäfern, die mit physiologisch gealtertem Laub gefüttert werden, tritt eine Hemmung oder sogar ein völliger Stillstand der Reproduktion ein, worauf eine Diapause folgt. Es scheint, daß die Corpora allata beeinflußt werden und aufhören zu arbeiten; die Käfer zeigen histologisch die charakteristischen Anzeichen diapausierender Käfer genauso wie hungernde Käfer: einen völligen Stillstand des Transportes von Neurosekret und eine dichte Anhäufung neurosekretorischen Materials innerhalb der Zellen. Nachfolgende Nahrungsaufnahme der hungernden Käfer bewirkt den Transport neurosekretorischen Materials entlang der Neurosekretbahnen und die Dispersion desselben innerhalb des Zellplasmas.Es scheint also, daß die jahreszeitlichen Veränderungen im Zustand der Wirtspflanze dem neuro-endokrinen System angezeigt werden und für die Nahrungswahl sowie für die Synchronisation von Bedeutung sind.

     

Effects of a sudden, transient fall in air temperature on the winter body mass of five species of tits (Parus)

Summary Individuals of five tit species (Parus major, P. caeruleus, P. ater, P. palustris andP. montanus) which, at Klaebu in central Norway, regularly visited a feeder provided with sunflower seeds and suet during the winter of 1987/88, were suddenly exposed to a –20 °C fall in the ambient temperature in February. The cold spell lasted for only 4 days, whereafter the temperature rose once again. Several of the birds had been weighed in the early morning and in the late evening just prior to, during and after the fall in temperature. With the possible exception of 2–4 of the Willow Tits, i. e. the species which ranks lowest in the interspecific hierarchy, the birds were clearly able to compensate appropriately for the increased energy requirement during the cold spell and replenish the daily fat reserves. It is thus likely that they had benefitted from the extra food supply available to them, although they had to compete strongly for it, with the exception of the most dominant species, the Great Tit. None of the tits disappeared during the cold spell, indicating that this meterological event had not caused any mortality.

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Zusammenfassung Im Februar 1987/88 waren bei Klaebu/Mittelnorwegen einzelne Kohl-, Blau-, Sumpf- und Weidenmeisen, die regelmäßig eine mit Sonnenblumenkernen und Talg versehene Futterstelle anflogen, einem plötzlichen Fall der Lufttemperatur auf –20 °C ausgesetzt. Der Kälteeinbruch dauerte nur 4 Tage; anschließend stieg die Temperatur wieder an. Einige Individuen waren jeweils früh morgens und abends kurz vor, während und nach dem Kälteeinbruch gewogen worden. Mit der möglichen Ausnahme von 2–4 Weidenmeisen — die Art nahm die unterste Stufe der interspezifischen Rangordnung am Futterplatz ein — waren alle Vögel während der Kälteperiode in der Lage, den plötzlich erhöhten Energiebedarf voll auszugleichen und die täglichen Fettreseven aufzufüllen. Wahrscheinlich profitierten sie von der Zusatzfütterung, obwohl mit Ausnahme der dominierenden Kohlmeise für alle strenge Konkurrenzbedingungen herrschten. Keiner der Meisen verschwand während der Kältewelle; die Witterungsverhältnisse hatten also zu keinen Todesfällen geführt.

     

Einflüsse von Licht und temperatur auf den Winterschlaf des Siebenschläfers Glis g. glis (Linnaeus 1766)

Zusammenfassung Vom Sommer 1956 bis zum Frühjahr 1959 wurden mit Siebenschläfern (Glis glis L.) Licht- und Temperaturversuche durchgeführt. Jede Versuchsgruppe war in einem besonderen Versuchsraum untergebracht. Daneben wurden Beobachtungen an wildlebenden Bilchen durchgeführt.Eine Gruppe von Siebenschläfern lebte in einer Voliere im Freien, eine zweite in einem Tierstall mit natürlichen Lichtverhältnissen ohne UV, 2 Tiere waren in einem ähnlichen Raum untergebracht und wurden täglich 1 Std UV-bestrahlt. Diese beiden Tierräume wurden im Winter geheizt (meist über 20° C). Eine Gruppe lebte in einem Klimaraum (wechselnde Temperaturen), in dem täglich 18 Std lang Kunstlicht brannte. Einer letzten Gruppe wurde im Frühsommer die Tagdauer rasch verkürzt, so daß im Hochsommer schon Kurztag herrschte (Raumtemperatur über 20° C).Es wurden untersucht: das Körpergewicht, das Haarkleid, die motorische Aktivität und die Körpertemperatur.Auf Grund der Versuche wurde folgendes festgestellt: Das Körpergewicht bildet bei Tieren, die unter natürlichen Lichtverhältnissen leben, einen ausgeprägten Jahreszyklus. Bei Bilchen im ständigen Langtag war dieser nicht mehr zu erkennen; die Gewichte blieben gleich. Es fand demnach keine Fettspeicherung im Herbst statt. Obwohl das Haarkleid oft gewechselt wurde, blieb stets ein Sommerpelz erhalten. Ebenso war die motorische Aktivität dieser Bilche stets die gleiche, während Normaltiere ein Absinken der Aktivität im Herbst und ein Wiederansteigen im Frühjahr zeigten. Durch frühzeitige Verkürzung der Tagdauer konnten die Tiere schon im Juli veranlaßt werden, Fett zu speichern und ihr Haarkleid zu wechseln.Die Außentemperatur hat nicht den Einfluß auf den Winterschlaf, den man ihr meist zuschrieb. Im Winter schliefen Normaltiere bei Temperaturen um 24° C noch verhältnismäßig tief. Die Schlaftiefe ist allerdings bei niederen Temperaturen größer als bei hohen. Demnach stellt die Temperatur einen wichtigen, sekundären Faktor dar. Normale Sommertiere und Bilche aus dem ständigen Langtag blieben auch bei Kälte wach, wenn genügend Nahrung vorhanden war.Es wird der Schluß gezogen, daß durch die jahreszeitlichen Veränderungen der Tag-Nachtdauer eine endokrine Umstellung stattfindet, die Reservenspeicherung sowie die Winterschlafbereitschaft auslöst. Die Temperatur greift dann erst sekundär ein, indem sie die Tiefe der Lethargie steuert. Trotzdem erfolgt in gewissen Zeitabständen ein spontanes Erwachen.Das Problem Winterschlaf — Torpidity wird an Hand eigener Ergebnisse sowie Untersuchungen anderer Autoren diskutiert und dabei festgestellt, daß ersterer ein komplexes Phänomen darstellt, das vom Organismus wohl vorbereitet wird, während die Torpidity einer Kältestarre vergleichbar ist. Letztere ist daher nicht mit Winterschlaf gleichzusetzen.     

Verlauf der Körperwärme von Frettchen (Putorius furo L.) während der Trächtigkeit bei verschiedener Aussentemperatur

Zusammenfassung In fünf Fällen von Trächtigkeit bei Frettchen, die unter konstant 10, 20 und 35° gehalten wurden, konnte die Rektaltemperatur in 2 cm Tiefe von Tag zu Tag gemessen werden. Zusammenfassend läßt sich heute folgendes sagen:Man kann nach dem Verhalten der Körpertemperatur zwei Abschnitte der Trächtigkeit unterscheiden. Im ersten hält sich die Rektaltemperatur im Durchschnitt über dem Mittel des nichtträchtigen Zustandes (0,25 bis 0,41°), im zweiten sinkt sie unter dasselbe (um 0,11–0,41°). Im ganzen genommen zeigt die durchschnittliche Rektaltemperatur während der Trächtigkeit keinen nennenswerten Unterschied gegenüber der im nichtträchtigen Zustand.Der Abfall wird ziemlich genau um die Mitte der Tragdauer bemerkbar. Er ist am stärksten bei hoher Außentemperatur (im Mittel rund 0,7° bei 35°), am geringsten vermutlich bei tiefer (rund 0,2°- bei 10°). Übereinstimmend damit fand sich die größte Schwankungsbreite (2,7°) der Rektaltemperatur (während der Trächtigkeit) bei hoher Außentemperatur.In der vorletzten Trächtigkeitswoche ist ein leichter Anstieg der Körpertemperatur zu erkennen (im Mittel 0,06–0,52°); er hält bis etwa 3 Tage vor der Geburt an.Darauf folgt abermals eine deutliche Senkung der Körpertemperatur bis auf eine vorher kaum erreichte Tiefe.Während des mehrtägigen Wiederanstiegs findet die Austreibung statt. Dieser Anstieg dürfte bis nahe an die obere physiologische Grenze der Körpertemperatur führen und kann — offenbar ohne Beziehung zur Außentemperatur — Sprunghöhen bis zu 3,2° erreichen.Ein Auszug dieser Arbeit erschien unter dem Titel: Mitteilungen aus der Biol. Versuchsanstalt usw. Nr. 180 im Akad. Anzeiger Wien, Nr. 26, vom 10. Dez. 1931.     

Abnorme struktur einer eischale von Arenaria Interpres

Zusammenfassung Eine Eischale von Arenaria interpres bot als einzige eines normalen Geleges stellenweise einen krustenartigen Belag aus kleinen Körnern dar. Schliffe lehrten, daß an solchen Stellen — nach Ausbildung einer normalen Kegelschicht — die Entwicklung der Säulenlage mehr oder minder unvollständig ist. Die so bedingten Vertiefungen der Schalenoberfläche füllen in einfacher oder mehrfacher Schicht die Körner aus, untereinander und mit der Unterlage fest verbacken, derart, daß sie die fertige Oberfläche der normalen Schale überragen. Eire Korn besteht aus einem Calcitindividuum oder mehreren, besitzt meist einen aufgehellten Kern und darum einen durch die Anwesenheit zahlreicher Gaseinschliisse undurchsichtigen Mantel und schließt reach außen mit einem hellen Saum ab. Das Wachstum der Körner erfolgt konzentrisch. Gemäß der zeitlichen Folge von klarem, dann getrübtem und schließlich wieder klarem Kalk besteht Übereinstimmung der Entwicklung der Körner mit jener der normalen Schale. Nach dem Gesagten sind die Körner wesentlich verschieden von solchen Auflagerungen, wie sie bei mancherlei Vogeleiern in der normalen Entwicklung auf der fertigen Sphärokristall-schale auftreten.     

Chill-coma and cold death temperatures of Apis mellifera

Worker bees have a lower chill-coma temperature than drones or queens, which is influenced by their acclimatisation temperature as is their food consumption at a given temperature. Most bees die after 50 hrs. in chill coma, and survive longer at 5° C than at 0 or 10° C. Cold death occurs between –2 and –6° C and is unaffected by acclimatisation. Winter bees have lower chill-coma temperatures than summer bees but after acclimatisation to 35° C there is no difference. The chill-coma temperature of summer bees decreases with age irrespective of acclimatisation.

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Zusammenfassung Arbeitsbienen haben eine niedrigere Kältestarretemperatur als Drohnen und Königinnen. Akklimatisierung der Arbeiterinnen an verschiedene Temperaturen beeinflußt ihre Kältestarretemperaturen und die Zeit, die sie zur Erholung von der Kältestarre benötigen. Die Akklimatisation ist nach 24 Stunden vollständig. Die Stoffwechselrate der Bienen bei einer gegebenen Temperatur wird ebenfalls von der Akklimatisationstemperatur beeinflußt.Die meisten Bienen sterben nach 50stündiger Kältestarre und wenige überleben mehr als 80 Stunden. Bei 5° C ist die Überlebensrate größer als bei 0° oder 10°. Der Tod tritt zwischen –2° und –6° C ein und ist von vorangegangener Akklimatisation unbeeinflußt.Bienen vom Rande einer Wintertraube haben niedrigere Kältestarretemperaturen als Bienen aus der Mitte. Winterbienen haben eine niedrigere Kältestarretemperatur als Sommerbienen, doch nach Akklimatisation an 35° C besteht kein Unterschied mehr. Die Kältestarretemperatur nimmt im Sommer mit dem Alter ab, ob die Bienen an 35° C akklimatisiert sind oder nicht. Es wird vermutet, daß dies auf Unterschieden in der Stoffwechselrate der betreffenden Bienen beruht.