The torque-angle transfer function of the human eye

Zusammenfassung Sinusförmig wechselnde Kräfte werden am Auge angewandt, und die resultierenden Bewegungen werden mit Hilfe eines Beschleunigungsmessers gemessen. Dieser ist an einer Kontaktlinse befestigt. Die Veränderung der Größe und des Phasenwinkels der Augendrehung mit der Frequenz wird in Form eines Bode-Diagramms wiedergegeben. Ein mechanisches Modell, das aus linearen visco-elastischen Elementen besteht, wird verwendet, um das Augapfel-Muskel-System nachzuahmen. Die Parameter des Modells werden nach der Methode der besten Übereinstimmung aus den Übergangs-Charakteristika bestimmt. Die Beschleunigung-gegen-Zeit Kurve der Bewegung, die durch Anwendung einer stufenartigen Verdrehung am Auge verursacht wird, ist in guter Übereinstimmung mit der vom Modell vorausgesagten. Die Drehwinkel-Übergangsfunktion des unbelasteten Auges wird aus dem Modell durch Abzug des Trägheitsmoments der Kontaktlinse und ihrer Anhängsel abgeleitet. Ergebnisse für Horizontal- und Vertikalbewegungen werden gesondert diskutiert. Vier kanonische und eine nicht-kanonische Form des mechanischen Modells sind angegeben. Angesichts der bekannten mechanischen Eigenschaften freiwilliger Muskel wird vermutet, daß die nicht-kanonische Form am ehesten physikalischen Elementen in der Augenhöhle entspricht. Drei Arten der Augenbewegung, die für das Sehen wichtig sind, werden verglichen mit der Mechanik des Augapfel-Muskel-Systems. Es wird vorausgesagt, daß eine Rotationsresonanz des Augapfels in der Pfanne erzeugt werden kann, wenn der Kopf in geeigneter Weise in Schwingungen gebracht wird. Die Natur der Muskelkräfte, die für saccadische Bewegungen und unwillkürliche Fixierungstremore verantwortlich sind, wird aufgeklärt.     

Die Zellstrukturen des Dünndarmepithels in ihrer Abhängigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Darminhalts

Zusammenfassung Die Kenntnis der Mikromorphologie der Saumzellen des Dünndarmepithels wird in einigen Punkten ergänzt (Ausbildung des Terminalgespinsts, Zusammenhang von endoplasmatischem Retikulum und perinukleärer Zisterne, Centrosom).Durch Erniedrigung und Erhöhung des osmotischen Drucks im Darminhalt werden die in den verschiedenen Membransystemen der angrenzenden Zellen eingeschlossenen flüssigen Mischphasen beeinflußt. Die sich hierbei ergebenden Veränderungen von Form, Größe und Dichte der Zelle und ihrer Komponenten werden beschrieben. Der Weg des Wassers führt durch die Epithelzellen über die epithelialen Interzellularräume in den subepithelialen Raum. Einige Eigenschaften der verschiedenen Membranen der Zelle werden besprochen. Die flache Form der Sacculi in den Golgi-Zonen und der Cysternen des endoplasmatischen Retikulums wird darauf zurückgeführt, daß der osmotische Druck in diesen Räumen niedriger liegt als im angrenzenden Cytoplasma. Es wird vermutet, daß aktive Transportleistungen der Membranen des endoplasmatischen Retikulums zu einem Kreislauf von Stoffen zwischen Kern und Cytoplasma führen.

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Teilweise vorgetragen auf der 9. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Freiburg, Oktober 1959.

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Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Some aspects of the biology and population dynamics of Nasonia vitripennis (Walker) (Hymenoptera: Pteromalidae)

Some aspects of the biology and population dynamics of the chalcid Nasonia vitripennis (Walker) are described.The reproduction capacity and the influence of size and age of the females have been studied, using Calliphora erythrocephala Meig. as the host. The females lay a maximum number of about 30 eggs into one host puparium. Fully parasitized puparia are recognized by females as such. This seems to be the major factor in the determination of the area searched for hosts.Changes in sex ratio of the offspring, in relation to the age and the density of the females are described. Also an influence of the age of the females on the number of offspring entering diapause is reported.

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Zusammenfassung Die beschriebenen Experimente zeigen, dass die Eiproduktion von Nasonia vitripennis in grossem Ausmasse durch das Alter des Muttertieres bedingt ist. Insbesondere während der ersten 4 Tage nach dem Schlüpfen steigt die Produktion schnell von sehr wenig bis zu etwa 100 Eiern pro Tag an (Wirt: Calliphora erythrocephala Meig.). Diese Produktion bleibt einige Tage konstant und nimmt dann langsam ab. Obwohl die individuelle Produktion sehr variabel ist, konnte eine positive Korrelation zwischen der Grösse des Tieres und der Anzahl seiner Nachkommen nachgewiesen werden.Wenn ein Teil der vorhandenen Wirte durch Austrocknen unbrauchbar geworden ist, tritt eine Reduktion der Eiablage auf. Diese Reduktion ist nicht eine Folge von Zeitmangel (verursacht durch das Inspizieren unbrauchbare Wirte), sondern entsteht durch die beschränkte Eiablage-Möglichkeit in einen Wirt. Die Weibchen passen ihre Eiablage der Anzahl der verfügbaren Wirte an. Im Mittel werden die wirte mit nicht mehr als rund 30 Eiern belegt. Eine Reduktion der Nachkommenschaft durch Futterkonkurrenz zwischen den Larven findet nicht statt.Ein Einfluss des Alters der Weibchen auf das Verhältnis der Geschlechter ihrer Nachkommen wird nachgewiesen. Das gefundene Verhältnis (10–15% Männchen) entspricht nicht dem Mechanismus, der von King (1961) für die Berfruchtung vorgeschlagen wird.Durch Mangel an Wirten wird die Anzahl abzulegender Eier reduziert. Eiresorption und damit Steigerung des Anteils der Männchen in der Nachkommenschaft ist die Folge; die ersten Resorptionsstadien werden bei der Eiablage nicht befruchtet, wodurch Männchen entstehen. Die Dichte der Wirte hat also einen Einfluss auf das Geschlechtsverhältnis.Ein dritter Einfluss des Alters der Weibchen besteht in einer Zunahme des Prozentsatzes von Diapauselarven. Bei älteren Weibchen wird eine rasche Änderung von normaler Nachkommenschaft in eine fast nur Diapauselarven umfassende nachgewiesen. Diese Änderung ist nicht die Folge von Futtermangel oder Abkühlung.Die Suchaktivität des Parasiten wird zum grössten Teil durch die Wirtsdichte bedingt. Nasonia-Weibchen bleiben in der Nähe eines Wirtes, bis dieser fast vollständig ausgenutzt ist. Die Weibchen können parasitierte und nichtparasitierte Wirte voneinander unterscheiden und nehmen bei ihrer Suche den ersten freien Wirt an, den sie finden. Dadurch wird die Grösse ihres Wandergebietes durch die Populationsdichte des Wirtes bedingt. Eine zwangsläufige Regulation der Dichte von Wirt und Parasit ist damit aber nicht ausgeschlossen.

     

Observations on spike sequences from spontaneously active Purkinje cells in the frog

Zusammenfassung Die Frage wird aufgeworfen, inwiefern man aus der Statistik der Impulsfolgen bei Spontanaktivität einzelner Neurone auf die Funktionscharakteristik des Neurons selbst und auf die Art seiner Einschaltung in das Nervennetz schließen kann. Die Untersuchung der Verteilung der Intervalle verschiedener Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Aktionspotentialen von Purkinjezellen des Froschkleinhirns ergibt, in Übereinstimmung mit den von anderen Autoren bei anderen Neuronentypen erhobenen Befunden, zwei Arten von Histogrammen: einerseits unimodale, vorwiegend bei Neuronen mit höherer Impulsfrequenz, andererseits bi- und trimodale, vorwiegend bei niedriger Impulsfrequenz. Die Form der unimodalen Verteilungen läßt, unter Annahme einer Gaußschen Verteilung der Erregungsniveaus im Eingang des Neurons, die sich aus der Summation einer großen Anzahl voneinander unabhängiger afferenter Erregungen ergibt, auf einen nichtlinearen Zusammenhang zwischen Erregungsniveaus und Dauer der Intervalle schließen; die unsymmetrische Verteilung der Intervalle wäre demnach als eine Verzerrung der statistisch gegebenen symmetrischen Verteilung der Erregungsniveaus zu verstehen. Diese Erklärung hat den Vorteil, kontinuierlich zu den bei niedriger Impulsfrequenz beobachteten unregelmäßigen Verteilungen überzuleiten, die sich einfach aus dem Zusammenbruch der statistischen Regelmäßigkeit im Falle von einer geringen Anzahl aktiver Fasern im Eingang ergeben. Die Untersuchung von Korrelationen innerhalb der Impulsfolgen mit Hilfe einer Verzögerungs- und Koinzidenzschaltung ergibt scharfe Maxima der Impulswahrscheinlichkeit als Funktion des zeitlichen Abstands von vorhergehenden Impulsen. Da diese Autokorrelogramme bei verschiedenen Neuronen derselben Art (Purkinjezellen des Froschkleinhirns) verschiedene Verläufe zeigen, wird zu ihrer Erklärung weniger eine Eigenschaft des Einzelneurons (Schwellenänderung nach em Aktionspotential) herangezogen, als die Rückwirkung des eurons auf sich selbst auf dem Umweg über andere Neurone es Nervennetzes. Die Korrelation zwischen Impulsreihen in erschiedenen Neuronen desselben Nervennetzes, die auf Grund ieser Annahme zu erwarten ist, wird in einigen Beispielen uch gefunden, wovon eines im Anhang gezeigt wird.

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The research reported in this document has been sponsored in part by the U.S.A.F., Grant AF-EOAR 63–89 and by the National Institute of Health, Grant NB 03922-02.

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Laboratori Nazionali di Frascati del C.N.E.N.     

Die Entwicklung der Objektfixierung einiger Verhaltensweisen während der ersten vier Lebenstage bei der Streifengans Anser indicus (Eulabeia indica Latham)*

Frischgeschlüpfte Gössel zeigen Verhaltensweisen wie Grüßen, Unterkriechen und Picken, deren auslösende Objekte noch unspezifisch sind. Die Verhaltensweisen und die Einengung der Eigenschaften der Objekte während der ersten 3 Lebenstage werden beschrieben. Bis etwa zum 1. Drittel des 3. Tages nach dem Schlüpfen bleiben Streifengänse auf dem Nest.

• 1 Grüßen wird durch Objekte von 2—55 cm Ø, die sich etwa 1 m/sec bewegen und durch Laute verschiedener Charakteristik ausgelöst. Die Objekteinengung geschieht in 2 Phasen: In der 1. Phase wird die Art (Typus) des Grußobjekts geprägt; die Phase beginnt zwischen der 12. und 14. Lebensstunde mit Objektfixieren und sehr häufigem Auftreten des Jammerlautes, der das Erscheinen des grußauslösenden Objekts fordert. Das Ende der Phase, spätestens um die 24. Std., zeigt sich durch Aufhören der Jammerlaute, Ansteigen von Stimmfühlungslauten und Ausweichen vor anderen als der geprägten Art an. Die 2. Phase, das Kennenlernen der individuellen Merkmale des Grußobjekts, liegt zwischen der 18. und 56. Std. Das Kennenlernen der Geschwister liegt zwischen der 36. und 40. Lebensstunde und geht einher mit den ersten aggressiven Auseinandersetzungen in der Geschwisterschar. Dabei wird eine Rangordnung aufgebaut. Gössel ohne Geschwister kennen ihre Eltern früher als die, die Geschwister haben. Die Stimmen der Eltern werden vor dem Aussehen der Eltern gekannt.
• 2 Unterkriechen läßt sich als Appetenz nach Schlaf ansehen. Für das Auslösen des Unterkriechens genügt eine Attrappe mit einer dunklen Öffnung, die wenige cm groß und nicht weiter als 30 cm entfernt ist. Für das Schlafen sind Dunkelheit und Druck auf die Halsregion notwendig. Mit fortschreitender Prägung der Art und dem Kennen der Mutter werden auch die Merkmale des Unterkriechobjekts eingeengt. Ab 70 Std. Alter ist Dunkelheit nicht mehr unbedingt notwendig für Schlaf, ab 96 Std. kann auch der Druck auf die Halsregion entfallen.
• 3 Picken erscheint in mehreren Funktionskreisen. Die Entwicklung von Objektwahl, Treffsicherheit und Schnelligkeit wird quantitativ verfolgt.

     

Über die Impulsverarbeitung eines mathematischen Neuronenmodelles

Zusammenfassung Das Membranmodell von Hodgkin und Huxley wurde durch einfache lineare Modelle einer erregenden und einer hemmenden Synapse ergänzt. Die Impulsverarbeitung des so entstandenen mathematischen Neuronenmodells wurde mit Hilfe eines Digitalrechners untersucht. In erster Linie interessierten die Eingangs und Ausgangsbeziehungen, d. h. die Zusammenhänge zwischen den Daten der präsynaptischen Anregung und der postsynaptischen Antwort. Die Modellparameter und damit auch die postsynaptische Antwort hängen von der Intensität und vom Zeitverlauf der Anregung ab. Daher wurde das Modell mit Einzelimpulsen, Impulspaaren und Impulsfolgen sowie mit sprungartig und rampenförmig einsetzender Gleichspannung angeregt. Durch die Gleich- oder Daueranregung wird der Fall nachgebildet, daß viele Synapsen gleichzeitig von verschiedenen Impulsfolgen mit hinreichend hoher Folgefrequenz aktiviert werden.Die Gleichanregungskennlinien geben den Zusammenhang zwischen der präsynaptischen Gleichanregung und der stationären postsynaptischen De- oder Hyperpolarisation an (Abb. 5). Sie zeigen Sättigungscharakter; ihre Steilheit besitzt am Anfang den größten Wert und nimmt mit zunehmender De- und Hyperpolarisation ab. Im unterschwelligen Bereich bis zu Depolarisationen von etwa 4 mV ist das Modell stabil, es können nur lokale Antworten erzeugt werden. Im Zwischenbereich von 4–8,8 mV können je nach Anstiegsart der Dauererregung ein oder mehrere Aktionspotentiale hervorgerufen werden. Im instabilen Bereich von 8,8 mV bis etwa 18 mV ergeben sich in jedem Fall periodische Folgen von Aktionspotentialen, deren Folgefrequenz mit wachsender Depolarisation zunimmt.Die Impulshemmungskennlinien (Abb. 12) geben den Zusammenhang zwischen den Amplituden der Eingangsimpulse und der zugehörigen IPSP an. Sie haben ebenfalls Sättigungscharakter. Überlagert man IPSP und Dauerpolarisation, so erhält man mit zunehmender Depolarisation eine Verstärkung der IPSP.Durch erregende Eingangsimpulse können postsynaptische Antworten mit jeder beliebigen Amplitude zwischen 0 und 100 mV erzeugt werden. Die Impulserregungskennlinien (Abb. 7, 27) beginnen mit einer geringen Steigung, die in der Nähe des Schwellenwertes rasch zunimmt. In der Umgebung des Schwellenwertes, wo die postsynaptischen Potentiale in die Aktionspotentiale übergehen, verläuft sie sehr steil und nähert sich dann rasch einem Grenzwert. Überlagert man EPSP mit einer konstanten De- oder Hyperpolarisation, so erhält man in jedem Fall eine Abschwächung des EPSP.Bei der Überlagerung von postsynaptischen Potentialen können starke Impulsverformungen auftreten. Diese sind besonders ausgeprägt, wenn einem großen Hauptimpuls ein kleiner Testimpuls überlagert wird (Abb. 15–20).Aktionspotentiale werden gewöhnlich durch hinreichend starke erregende Eingangsimpulse ausgelöst. Sie können aber auch durch hemmende Eingangsimpulse hervorgerufen werden, wenn das erste positive Nachpotential des IPSP den Schwellenwert überschreitet (Abb. 30).Bei der Anregung des Modelles mit periodischen Impulsfolgen wurde insbesondere die Frequenz- bzw. Impulsratenteilung untersucht. Das Ergebnis ist in Form eines v-Diagrammes dargestellt (Abb. 32, 33).

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Summary A simple neuron model has been developed by adding simple linear excitatory and inhibitory synapse models to Hodgkin and Huxley's model of the giant axon. Some cases of pulse processing of this model have been investigated by an electronic digital computer. The postsynaptic response of the model depends on the shape and on the intensity of the presynaptic impulses. Therefore, it has been activated by single and double presynaptic impulses, by pulse trains and by DC excitation (inhibition). DC excitation (inhibition) simulates the case that there are very many excitatory (inhibitory) synapses activated alternately by pulse trains of high repetition rate.The characteristic curves of the model for DC excitation (inhibition) represent the relationship between the presynaptic DC excitation (inhibition) and the depolarisation (hyperpolarisation) of the postsynaptic membrane potential (Fig. 5). These curves show saturation. At the beginning they are rather steep. With increasing depolarisation (hyperpolarization) the steepness decreases.With DC excitation four states of different stability can be distinguished. Up to 4 mV depolarisation of the postsynaptic membrane the model is absolutely stable; no actionpotentials can be evoked. A quasi stable state exists for depolarisation between 4 mV and 8.8 mV. In this range single actionpotentials or trains of actionpotentials may be evoked. For depolarisations between 8.8 and 18 mV the model is instable; each displacement of the membrane potential in this range generates a periodic tram of impulses. Another quasi stable state exists for depolarisations above 18 mV. In this range single actionpotentials may be evoked which are followed by a damped oscillation (Figs. 21, 23).The characteristic curve for inhibition by single presynaptic impulses represents the relationship between the amplitude of the IPSP and the intensity of inhibition (in the neuron: number of synchronously activated synapses; in the model: amplitude of presynaptic impulse). Inhibitory impulses have been superimposed on DC excitation or DC inhibition. The amplitude of the IPSP increases with increasing depolarisation and decreases with increasing hyperpolarisation (Figs. 12, 14).The characteristic curve for excitation by single presynaptic impulses gives the relationship between the amplitudes of the postsynaptic response and of the presynaptic impulse (Figs. 7, 27). This curve raises slowly in the subthreshold range, very fast close to the threshold and remains almost constant above threshold (Fig. 27). If subthreshold presynaptic impulses are superimposed on DC excitation or inhibition, the amplitude of the postsynaptic response (EPSP) decreases in both cases (Figs. 9, 10).Because of the nonlinearity of the model there are many eases where postsynaptic responses of single presynaptic impulses cannot been added linearly (Figs. 15–20).In general actionpotentials are evoked by sufficiently high excitatory input impulses. They also may be evoked by sufficiently high inhibitory input impulses. In this case the first positive afterpotential may exceed the threshold and evoke a spike (Fig. 30).The model has been activated by periodic pulse trams. Depending on the input intensities and on the repetition rates the model shows three modes of operation: 1. full (one to one) transmission, 2. partial transmission (division of repetition rate), 3. no transmission at all (subthreshold activation) (Figs. 32, 33).

     

In situ determination of primary production by means of a new incubator ISIS

Summary 1. A new sampler-incubator, ISIS, is described which, by feeding a solution of carbon-14-carbonate into the sample at the moment of sampling, permits a true in situ determination of primary production in a water body.2. Several experiments, which exemplify the ISIS technique, are described in detail.3. The advantages and disadvantages of the new and current standard techniques for measuring primary production are discussed.

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In-situ-Bestimmung der Primärproduktion mittels eines neuen Inkubators (ISIS)

Kurzfassung Die Notwendigkeit, Störungen des physikalischen, chemischen und biologischen Milieus während der Messung biologischer Vorgänge möglichst gering zu halten, hat zu der Konstruktion eines neuen, ISIS genannten und einfach zu handhabenden Inkubators zur Bestimmung der Primärproduktion in situ geführt. Eine ISIS-Einheit besteht aus einem Paar zylindrischer Kammern von 1 l Volumen, die an einem zentralen Schaft befestigt werden, der die Führungen für Auslöser und Befestigung am hydrographischen Draht enthält. Die eine Kammer ist transparent, die andere ist lichtundurchlässig. Die Einheit wird mit geöffneten Kammern in das Wasser herabgelassen und nach einer Anpassungszeit durch Fallgewichte ausgelöst. Hierbei werden beide Kammern gleichzeitig durch Deckel von oben und unten verschlossen. Kurz bevor die Deckel die O-Ringdichtung der Gefäße erreichen, wird eine am oberen Deckel befestigte Ampulle mit dem¹⁴C markierten Carbonat durch einen am unteren Deckel befestigten Stift zerbrochen; dabei wird die Lösung mit dem Wasser in den Behältern schnell vermischt. Der Draht mit den in verschiedenen Wassertiefen hängenden Inkubatoren wird dann an einer Boje oder unter einer Plattform befestigt; das Schiff ist während der Inkubationszeit für andere Zwecke frei. Nach der gewünschten Inkubationszeit wird das Gerät möglichst schnell an Bord geholt. Kleinere Proben werden in vorbereitete Flaschen mit Photosynthese-Inhibitoren abgefüllt und zur Filtration vorbereitet. Die Kohlenstofffixierung wird dann in der gewohnten Weise durchgeführt. Diese neue In-situ-Methode hat unter verschiedenen Versuchsbedingungen sehr präzise und reproduzierbare Resultate erbracht. Versuche, welche die Anwendbarkeit des Verfahrens im offenen Meer sowie in tropischen Aestuarien demonstrieren, werden beschrieben und diskutiert.

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Contribution No. 399, Hawaii Institute of Marine Biology.     

Die erste Protoplastenteilung im Verlauf der ungeschlechtlichen Fortpflanzung beiChlamydomonas

Zusammenfassung Der Verlauf der ersten Protoplastenteilung wird bei den diesbezüglich untersuchtenChlamydomonas-Arten zusammengefaßt und dargestellt. Die bisher bekannten Teilungstypen werden um das Verhalten der Organellen, insbesondere des Chromatophors, des Pyrenoides und des Augenfleckes erweitert. Es wird der Zusammenhang zwischen dem Verlauf der Protoplastenteilung und der Differenzierung der Zellen betont. Bei einfach gebauten Zellen verläuft die Protoplastenteilung gleichzeitig mit einer einfachen Teilung des Chromatophors, Pyrenoides und Augenfleckes. Bei komplizierter gebauten Zellen, vor allem mit stark differenziertem Chromatophor, werden manche Organellen vor der Teilung transformiert und vereinfacht, wobei nicht nur die Gestalt und Struktur des Chromatophors, sondern auch des Pyrenoides und des Augenfleckes aufgelöst werden. Zum Schluß wird ein Überblick über die derzeit bekannten Teilungstypen und ihre Modifikationen gegeben.     

Observations on the oviposition behaviour of frit fly (Oscinella frit L. dipt. chloropidae)

Two separate groups of stimuli (1) originating from the plant, (2) proprioceptive, have been found to mediate egg laying. An artificial shoot has been devised to investigate oviposition behaviour.

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Zusammenfassung Die Eiablage wird durch eine Anzahl von Reizen ausgelöst, die nacheinander wirken, jedoch im einzelnen nicht genauer identifiziert wurden. Sie lassen sich jedoch in zwei Gruppen trennen: (1) Reize, die von der Wirtspflanze selbst ausgehen und (2) solche, die wahrscheinlich propriorezeptiv wirken und auf der Notwendigkeit einer geeigneten Haltung der Beine und des Legeapparates während des Eiablageaktes beruhen.Die propriorezeptiven Reize scheinen die Fliegen häufig von den Keimpflanzen weg und zur Ablage ihrer Eier auf dem Boden zu führen, was darauf hindeutet, daß die Eier im Freien in ähnlicher Weise in den Erdboden abgelegt werden.Ein Extrakt aus in Wasser zerriebenen Haferpflanzen scheint in Verbindung mit einer geeigneten Oberfläche (z.B. Erdboden oder Sand) Eiablageverhalten auszulösen. Verschiedene Resultate wurden mit glatt oder rauh strukturierten Oberflächen und in Abhängigkeit von Gegenwart oder Abwesenheit des Extraktes erhalten. Die Reaktion der Fliegen scheint mit dem physiologischen Zustand des Gewebes zu variieren, das den Fliegen geboten wird, und das Eiablageverhalten ist schwach, wenn den Fliegen alte oder absterbende Pflanzenteile geboten werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß Reize, welche Nahrungsaufnahme, und solche, die Eiablage hervorrufen, ursprünglich nicht die gleichen sind, ist nur gering.Eine künstliche Keimpflanze, die von den Fliegen zur Eiablage ebenso angenommen wurde wie eine junge, gesunde, lebende, wurde dadurch hergestellt, daß ein dreieckiges Stück Fließpapier mit Haferextrakt befeuchtet und in das Innere einer 2,5×2,5 cm Glastube gesteckt wurde.

     

Über den schnabel der ramphastidae

Zusammenfassung Die Schnäbel verschiedener Arten von Selenidera, Aulacorhynchus, Pteroglossus und Ramphastos werden in ihrer Form und Größe miteinander verglichen.Die für das soziologische Verhalten der Tukane bedeutsamen Pigmentfelder der Tukanschnäbel zeigen entweder keine erkennbaren Beziehungen zu den verschiedenen Hornlagen und ihren Bildungsstätten, oder aber sie sind in ihrer Ausdehnung als Wurzelbänder, Firststreifen und Farbdifferenzierungen der Schnabelspitzen und -schneiden an die Schnabelgrundstrukturen angelehnt.Außerdem können die Pigmentfelder in besonderen Hornlagen liegen. Auch in diesem Falle wird ein Farbmuster infolge des Hornflusses in mehr proximal gelegenen Teilen des Stratum gerininativum angelegt. Durch Härteunterschiede in den Hornlagen und durch die Abnutzung wird dann das in der Keimschicht angelegte Farbmuster zu dem artspezifischen Zeichnungsmuster des Schnabels. Die Hornzähne auf den Schnabelschneiden werden bei Selenidera maculirostris und bei Pteroglossus torquatus durch hellere Hornteile, die sich durch eine besondere Festigkeit auszeichnen, gebildet. Die dunklen Hornteile sind infolge ihrer weicheren Beschaffenheit einer stärkeren Abnutzung unterworfen.Der im Vergleich zu der Entfernung von der Schnabelbasis aufgezeichnete Abstand der Hornzähne der Schnabelschneiden zeigt trotz der unterschiedlichen Abnutzung häufig eine gleichartige Tendenz des Kurvenverlaufs sowohl bei verschiedenen Individuen der gleichen Art als auch bei einem Vergleich der rechten und linken Schnabelseite, wenn auch Rechts-Links-Verschiedenheiten in der Ausbildung der Hornzähne und der Querbänder beobachtet werden können. Es werden Kurven für die Abstände der Hornzähne von anderen Tukanarten zum Vergleich herangezogen.Für den Schnabel von Selenidera maculirostris wird in Übereinstimmung mit v. Kripp ein bedeutender Schnabelschub bei relativ kleiner Auswirkung der am Quadratum wirksamen Kraft festgestellt. Jedoch besitzt die Jugalspange keinen drehrunden Querschnitt.     

Construction dirigée chezDolichovespula media

Summary In this paper, we show that the directed building byDolichovespula media is possible. We show the part of natural obstacles in the building of the involucre.Bands of paper can be included in this involucre, to take place of it. The structure of the entrance can be modified by adding oblique bands of paper, and can have a spiral form.

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Zusammenfassung In dieser Arbeit wird gezeigt dass eine Lenkung des Baues beiDolichovespula media möglich ist. Die Rolle der natürlischen Hindernissen im Bau der Hülle wird festgestellt. Papierstreifen können in die Hülle eingebaut werden und sie sogar besetzen. Die Struktur des Eingangs kann auch durch das schräge Einsetzen von Papierstreifen verändert werden und dadurch spiralförmig gestalltet.

     

The effectiveness of Anthocoris nemorum and A. confusus (Hemiptera: Anthocoridae) as predators of the sycamore aphid, Drepanosiphum platanoides 1 the number of aphids consumed during development

Nymphs of Anthocoris nemorum and Anthocoris confusus were reared in the laboratory, using the sycamore aphid Drepanosiphum platanoides as food. Most of the food required for development is consumed during the last three instars. Individuals which developed in the shortest time consumed least food during development, and weighed least at maturation. Comparison of the weights of field and laboratory reared animals indicates that they consume similar amounts of food during development, and the number of sycamore aphids required for development in the field is estimated. It is suggested that under natural conditions, the number of anthocorids which reach maturity is dependent upon the number of young aphids available during the early stages of the anthocorids' development.

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Zusammenfassung Anthocoris nemorum und Anthocoris confusus sind Raubinsekten, u.a. für die Blattlaus Drepanosiphum platanoides. Als Teil einer Untersuchung über die Wirkung dieser Pr?datoren auf die Populationen dieser Blattlaus, wurde in Laborexperimenten die Anzahl der w?hrend der Entwicklung verzehrten Blattl?use ermittelt. Die Larven wurden im Laboratorium mit Blattl?usen gefüttert, A. nemorum bei 24° und 14°, um die Einwirkung der Temperatur auf die Entwicklung zu untersuchen, und A. confusus nur bei 24°. Bei 24° entwickelte sich A. confusus schneller, verbrauchte weniger Nahrung und wog weniger als A. nemorum. Auch A. nemorum entwickelte sich bei 24° schneller, verbrauchte weniger, und wog bei der Reife weniger als Exemplare der Art, die bei 14° aufgewachsen waren. Die Umsatzrate der Blattl?use betrug für A. nemorum sowohl bei 24° wie bei 14° 0.18, und für A. confusus bei 24° 0.16. Ein Vergleich der Gewichte der Anthocoriden nach Aufzucht im Laboratorium bzw. im Freiland zeigt, da? diese Insekten im Freiland quantitativ eine ?hnliche Nahrungsaufnahme wie im Laboratorium haben. Unter Verwendung der gefundenen Umsatzraten werden überschlagsberechnungen über das für die Entwicklung der Anthocoriden bis zur Reife ben?tigte Blattlaus-Lebendgewicht aufgestellt. In der Natur werden nur kleine Blattl?use angegriffen; und das für A. nemorum erforderliche Gesamt-Lebendgewicht der Beute wird auf 99 Blattl?use des ersten oder 50 des zweiten Larvenstadiums gesch?tzt; und für A. confusus entsprechend 69, bzw. 35. Dixon (1963, 1966, 1969) hat gezeigt, da? die Anzahl der Ahorn-Blattl?use schon im Mai gro? ist, jedoch im Juni stark abnimmt, da die Erwachsenen dann in eine reproduktive Diapause eintreten. Es wird hier vermutet, da? die Anzahl von überlebenden Anthocoriden von der Anzahl der kleinen Blattl?use des frühesten Sommers abh?ngig ist. Die Beuteauswahl der Anthocoriden wird im Hinblick auf die Spezialisierung ihrer Nahrungsgewohnheiten besprochen.

     

Simulation of quantitative characters by genes with biochemically definable action

Summary An experimental system has been developed which allows the application of the mathematical model given in Part I of this series. It consists of all possible genotypic combinations of four loci involved in the modification of the anthocyanin molecule structure by oxydation, glycosidation, and acylation in the annual cruciferous garden plantMatthiola incana. These genes are varied against a background which is nearly isogenic with respect to the concentration of flower pigments. The qualitative actions and interactions of the genes and the composition and isogenisation of the genetic background are described.As a simulated quantitative character the total concentration of anthocyanins per petal fresh weight is used and measured in a reading spectrophotometer.The genetic structure of the material is a prerequisite for the analysis by means of the earlier given model, and the knowledge of the qualitative actions and interactions of the involved genes may be useful in the interpretation of the estimations of the parameters and possibly facilitate an improvement of the model.

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Zusammenfassung Es wird ein experimentelles Material entwickelt, auf das das im Teil I dieser Reihe beschriebene mathematische Modell angewandt werden kann. Es besteht aus allen kombinatorisch realisierbaren genotypischen Variationen 4 verschiedener Loci, die in die Modifikation des Anthocyanmoleküls durch Oxydation, Glykosidierung und Acylierung bei der einjährigen CrucifereMatthiola incana R. Br. einbezogen sind.Diese Gene werden vor einem hinsichtlich der Intensität der Blütenfarbstoffe weitgehend isogenen Hintergrund variiert, ihre qualitativen Wirkungen und Wechselwirkungen werden ebenso wie die Zusammensetzung und Isogenisierung des genetischen Hintergrundes beschrieben. Als simuliertes quantitatives Merkmal dient die Gesamtkonzentration der Anthocyane/Petalenfrischgewicht, die im registrierenden Spektralphotometer gemessen wird.Die genetische Struktur dieses Materials ist Voraussetzung für die Anwendung des früher beschriebenen Modells, die Kenntnis der qualitativen Wirkungen und Wechselwirkungen der experimentell variierten Gene kann die Interpretation der Parameter-schätzungen und die Verbesserung des Modells erleichtern.

     

An inexpensive bioassay aimed at the agricultural disposal of waste waters

Zusammenfassung Es wird einfache Methode beschrieben, die von S. Prát (1947) vorgeschlagen wurde. In Petri-Schalen werden Samen des Senfes (Sinapsis alba) auf Silongewebe aufgelegt und mit dem zu untersuchenden Wasser bewässert. Das Keimen der Samen, das Wachstum der Würzelchen sowie das Läangenvehältnis von Würzelchen zu dem Hypokotyl sind als Indikatoren der wasserbeschaffenheit anzusehen. Nicht nur die toxische Einwirkung, sondern auch Wasstumsförderung kann durch diese Testmethode ermittelt werden. Es wird vorgeschlagen, diese Methode besonders bei der Beurteilung des landwirtschaftlichen Zwecken dienenden Wassers und Abwasser anzuwenden, z. B. bei der Berieselung der Felder mit Abwasser, das nicht toxisch sein darf.     

58. G. Wartenberg-Rummeni: Über Lichtwirkungen auf die Redoxpotentiale in Suspensionen von Pflanzengeweben

In Gewebesuspensionen etiolierter Sprosse von Vicia faba kann man mit Platinelektroden konstante und reproduzierbare Redoxpotentiale (ROP) messen. Gewebesuspensionen in Aqua dest. oder Farbstofflösungen (irreversible und reversible Redoxsysteme) ergeben dabei im Dunkeln keine Unterschiede. — Beim Belichten von Halbelementen, die keine Farbstoffe enthalten, steigt das ROP kurz in der Richtung zum O₂-Potential an. Die Veränderung kehrt dann um, und das ROP fällt in der Richtung zu starken Reduktionskräften. — Es wurde die Hypothese aufgestellt, daß ein primärer Lichteffekt oxydierende OH-Radikale und reduzierende H-Radikale verursacht, die zum Teil in der bekannten unmeßbar schnellen Rückreaktion zum H₂O inaktiviert werden. Ein sekundärer Effekt des Belichtens, der sich als Veränderung des ROP im Halbelement auswirkt, muß zustande kommen, wenn OH-Radikale die Rückreaktion zum H₂O nicht mitmachen, weil ihre Oxydationskraft in anderen Oxydationsprodukten inaktiviert wird. Je mehr letzteres geschieht, um so mehr H-Radikale oder aktive Reduktionsprodukte, die sie verursachen, wirken sich in der Bilanz als Reduktionskraft des Halbelementes aus. Die Hypothese konnte durch Zusatz von Pyrogallol, das irreversibel oxydiert wird, oder Janusgrün, das irreversibel reduziert wird, zum Halbelement als richtig bewiesen werden. — Beim Belichten von Halbelementen, denen reversible Redoxsysteme (ROP-Indikatoren) zugesetzt werden, verändert sich das ROP in der Richtung zum Normalpotential des Farbstoffes. Dort wird die vom Licht verursachte Potentialdrift von der statischen Beschwerung des E_o gehemmt. Es wird darauf hingewiesen, wie Abweichungen von dieser Regel zustande kommen können. — Zur Frage, was bezüglich des ROP geschieht, wenn die Gewebesuspensionen wieder verdunkelt werden, kann hier noch nichts berichtet werden     

Über die Kerngebiete des menschlichen Hirnstammes

Zusammenfassung Die räumliche Gestalt der unteren Olive, des Nucleus conterminalis und eines bisher unbekannten Kerngebietes im Corpus restiforme wird beschrieben. Dabei wird eine neue Methode angewendet, die es gestattet, Kerngebiete des menschlichen Gehirnes in sehr dicken Schnitten (1000 ) elektiv anzufärben. Die aufgehellten Präparate werden mit der Stereolupe betrachtet und können zeitraubende plastische Rekonstruktionen ersetzen. Zugleich wird das Pigmentbild der Kerngebiete, als Teil der Chemoarchitektonik, studiert.Die Hauptolive wird in 2, die dorsale Nebenolive in 4 und die mediale Nebenolive in 14 Areale unterteilt. Die komplizierte Kerngestalt wird als Ausdruck funktioneller Unterschiede der einzelnen Areale verstanden. Die von Brodal u. Mitarb. im Tierversuch ermittelten Verteilungsmuster der Afferenzen und Efferenzen innerhalb der unteren Olive werden in einem hypothetischen Schema auf die Untergliederungen der menschlichen Olive übertragen.

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On the nuclei of the human brain stemI. Oliva inferior, nucleus conterminalis and nucleus vermiformis corporis restiformis

Summary The three dimensional shape of the oliva inferior, nucleus conterminalis, and a hitherto unknown nucleus in the corpus restiforme is described. The author applied a new method allowing to stain selectively nuclei of the human brain in thick slices (1000 ). The sections are studied with the binoculars at low magnifications and can substitute time consuming reconstructions. Besides the distribution of lipofuscin as element of the chemoarchitecture of the brain stem is investigated.The nucleus principalis is divided into 2, the dorsal accessory oliva into 4, and the medial accessory oliva into 14 areas. The rather complicated shape of the nuclei is interpreted as an expression of functional differences of the various areas. The distributional patterns of different afferent and efferent fibers in the oliva inferior of the cat, as shown by Brodai and his collaborators is hypothetically transferred to a scheme of the subdivisions of the human oliva.

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Character recognition with incremental rate encoding

Zusammenfassung Es besteht ein Bedarf für einfache billige Mittel zum Austausch graphischer Information zwischen Mensch und Rechner. “Incremental Rate Encoding” besteht in der Quantisierung von Beschleunigung (in x- und y-Richtung) und Zeit w?hrend des Entstehens des Zeichens und erlaubt eine besonders sparsame Codierung für die übertragung und Speicherung von graphischer Information. Eine auf einer Nachfolgesteuerung beruhende Codier-Methode wird beschrieben und mittels eines Rechners simuliert. Eine Reihe handgeschriebener Zahlen wird auf diese Weise codiert. Eine einfache Analyse der so gewonnenen Signalfolgen ergibt gute Resultate der Zeichenerkennung durch den Rechner.      

Histologische,physiologische und serologische untersuchungen über die verdauung bei der zeckengattung Ixodes Latr

Zusammenfassung Die Verdauung ist bei Ixodes intracellular. Im Darm des nüchternen Weibchens gibt es drei Arten von Zellen, degenerierende Zellen, eigentliche Darmzellen and Driisenzellen. Nach dem Saugen findet sofort Hämolyse und Eindickung des aufgenommenen Blutes statt. Der Darminhalt bleibt füissig oder es bilden rich Hämoglobinkrystalle, je nach dem artspezifischen Verhalten des gesogenen Blutes. Die eigentlichen Darmzellen vermehren rich und wölben sich in das Darmlumen hinein. Die Nahrung wird wenig verändert in flüssigem Zustand in die Zellen aufgenommen, sammelt sich hier in Nahrungskugeln an und wird zu Exkreten abgebaut. Wenn alle Nahrung aus dem Darmlumen verschwunden ist, zerfallen die nur noch mit Exkreten erfüllten Zellen und bleiben beim absterbenden Weibchen im Darmlumen liegen. Bei den Jugendstadien werden sic nach der Häutung durch den Enddarm entleert. Eine Anzahl von Zellen macht diesen ProzeB nicht mit, sondern liefert das Darmepithel des nächsten Entwicklungsstadiums oder degeneriert beim Weibchen. Über die Natur der Exkrete konnte nichts ermittelt werden. Bei Ixodes plumbeus wird das Chromatin der Vogelblutkerne innerhalb der Darmzellen abgebaut. Die Wasserstoffionenkonzentration liegt während der ganzen Verdauung zwischen 7,2 und 7,6. Solange noch Nahrung im Darmlumen ist, läßt sick das Wirtseiweiß serologisch nachweisen. Bis auf Degenerationsstadien enthalten alle Darmzellen viel Fett. Symbionten werden bei Ixodes ricinus nicht beobachtet.     

Some aspects of biological and integrated control of pests

Zusammenfassung Der biologische und der chemische Aspekt der nützlingsschonenden Sch?dlingsbek?mpfung werden besprochen. Bezüglich des biologischen Aspektes wird Unterschied gemacht zwischen den Beziehungen zwischen importierten Sch?dlingen und ihre importierten natürliche Feinden einerseits und den Beziehungen zwischen autochtonen Sch?dlingen und ihren Raubfeinden, Parasiten und Hyperparasiten anderseits. Im letzten Falle sind die Hyperparasiten oft so zahlreich dass sie die Prim?r-parasiten fast eliminieren, jedenfalls ihre Wirkung stark vermindern. Wichtig ist weiter die kritische Populationsgrenze für die wichtigsten Sch?dlingsarten fest zu stellen damit wir wissen ob die Nützlinge im Stande sind sich zu behaupten als biologischer Bek?mpfungsfaktor. Der chemische Aspekt umfasst die Applikationen von selektiven Pflanzenschutzmitteln oder — Methoden zum Behalten der Nützlinge. Die integrierte Sch?dlingsbek?mpfung stimuliert und aktiviert die Entwicklung neuer Bek?mpfungsmethoden. Sie erfordert eine andere Einstellung des Forschers als die chemische Bek?mpfung. Zwei Arbeitsgruppen namentlich die Holl?ndische “Arbeitsgruppe für Harmonische Sch?dlingsbek?mpfung? und die ?Internationale Arbeitsgruppe für Integrierte Sch?dlingsbek?mpfung? der C.I.L.B. untersuchen in Holland, resp. in West-Europa und das Mittelmeergebiet die M?glichkeiten für eine integrierte Sch?dlingsbek?mpfung im Obstbau.      

Morphologie und Funktion des Wasserleitungssystems der terrestrischen Isopoden (Crustacea,Isopoda, Oniscoidea)

Zusammenfassung 1. Das Wasserleitungssystem der Oniscoidea wird einer Strukturanalyse unterzogen. Die Teilstrukturen des Systems werden dargestellt. Es wird gezeigt, daß das System seinen Anfang an der Harnöffnung des Cephalothorax nimmt, wo es den aus den Maxillarnephridien stammenden Harn aufnimmt und durch ventrale und dorsale Leitungsstrukturen zum Pleoventralraum leitet. Aus diesem wird der Harn durch den Anus wieder aufgenommen und vom Rectum resorbiert.2. In der Strukturanalyse wird gezeigt, daß innerhalb der Oniscoidea zwei Typen des Wasserleitungssystems unterschieden werden können: der Porcellio-Typ und der Ligia-Typ. Bei grundsätzlicher Gleichheit beider Typen bestehen folgende Unterschiede: der Ligia-Typ hat an den 6. und 7. Pereiopoden Leitungsstrukturen, mit denen Wasser aufgesaugt wird. Im Wasserleitungssystem des Ligia-Typs fließt Harn und Wasser, in dem des Porcellio-Typs nur Harn.3. Da die entwicklungsgeschichtlichen Extreme Ligia und Hemilepistus ein Wasserleitungssystem haben, bei 45 weiteren Arten verschiedener Familien keine Assel ohne ein solches System gefunden werden konnte, muß geschlossen werden, daß dieses System konstitutiv für alle Landasseln ist. Alle untersuchten Arten lassen sich einem der beiden System-Typen zuordnen.4. Die vorgefundenen Strukturen werden auf ihre Funktion hin interpretiert. Es wird die Hypothese vertreten, daß das Wasserleitungssystem ein geschlossenes (Porcellio-Typ), multifunktionales System, vor allem aber integraler Bestandteil des Exkretionssystems ist. Das bei der Ammoniotelie auch terrestrischer Isopoden anfallende NH₃ wird im Harn aus dem Körper entfernt. Aus dem Harn entweicht das NH₃ wegen der enormen Oberflächenvergrößerung der Harnflüssigkeit beim Durchfluß durch die Leitungsstrukturen des Wasserleitungssystems. Der Harn selber wird nach Durchfließen des Pleoventralraumes durch die Endopodite und durch den Anus in den Körper wieder aufgenommen.Der Nachteil der Ammoniotelie, der hohe Wasserbedarf, wird so aufgehoben und der Vorteil, die Energieersparnis, gewahrt. Darüber hinaus gehört das System zu den Funktionskreisen Respiration und Thermoregulation und hat außerdem Funktionen bei der Wasserleitung sowie bei der Feuchthaltung und Reinigung des Integuments.5. Das Wasserleitungssystem wird als im Tierreich einzigartiger Weg erwiesen, die physiologischen Probleme des Landganges zu bewältigen.

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Morphology and function of the water conducting system in terrestrial isopods (Crustacea, Isopoda, Oniscoidea)

Summary In terrestrial isopods there are two types of a water conducting system. The porcellio-type is a recycling system. Out of the maxillar-nephridium urine is secreted, which spreads through the ventral and dorsal structures of the water conducting system. It is then directed along the pleopods and is reabsorbed in the gut. Within this system only urine runs. The ligiatype is an open system. Here urine runs as well as water, which is absorbed by the sixth and seventh pereiopods.In all the species investigated incl. Ligia and Hemilepistus a water conducting system has been found. Apparently this system is constitutive for all terrestrial isopods. Concerning function (hypothesis): the water conducting system is multifunctional, but above all serving excretion. Isopods, also terrestrial isopods, are ammoniotelic. While the urine is spreading through the conducting structures ammonia is vapourizing off the increased surface. A special permeability of the integument needs not be assumed. After the urine having passed the anus, it is reabsorbed in the gut. The disadvantage of the ammoniotelism, the great demand of water, is avoided, the advantage, the economizing of energy, is preserved.Additionally the water conducting system allows an active thermoregulation to a certain extent. Furthermore it has functions in respiration, conducting of water and keeping the integument humid and clean.