Lichtabhängige Insektizidwirkungen auf einzellige Algen

Bei der Einwirkung der Insektizide Sevin (Carbaryl) sowie Lindan und Dieldrin in Konzentrationen von 0,1 bis 100 ppm wurden eine Reihe von Schädigungen auf das Wachstum und den Stoffwechsel von Ankistrodesmus braunii und Anacystis nidulans beobachtet Alle drei Insektizide stören die Synchronisation von Ankistrodesmus-Kuturen und erniedrigen Chlorophyllgehalt, Trockengewicht, Photosynthese und Autosporenbildung. Die Autosporenbildung wird aber auch im Dunkeln direkt durch Sevin und Dieldrin gehemmt. Lindan erniedrigt Pigmentgehalt, Trockengewicht und Zellzahl ab 10 ppm, wenn es im Licht gegeben wird. Nach der Dunkelphase, bei der alle bisher untersuchten Größen konstant bleiben, verstärkt sich besonders die Hemmwirkung von 10 ppm Lindan auffällig im Licht. Die Photosyntheseaktivität und die Dunkelatmung zeigen bei niedrigen Lindan-Konzentrationen Förderungen, bei höheren Konzentrationen wachsende Hemmwirkungen. Hemmwirkungen entstehen und verstärken sich nur im Licht. Lindan wird bei Ankistrodesmus gegenüber dem Gehalt in der Nährlösung erheblich akkumuliert. Die Lindan-Konzentrationen sind bei den Lichtkulturen deutlich höher als bei den Dunkelkulturen. Die vorliegenden Untersuchungen wurden durch die finanzielle Unterstützung des Bundesministeriums für Forschung und Technologie ermöglicht. Für die methodischen Hinweise zur Vorreinigung und Extraktion des Lindan aus den Alpen danken wir Frau Dr. D. URBACH sowie Frau E. KAISER für gediegene technische Assistenz.     

Der Einfluß von Phosphat- und Nitratmangel auf die Synthese der Phospho- und Glykolipide bei Impatiens balsamina

Phosphatmangel wirkt sich besonders stark auf den Phospholipidgehalt von Impatiens-Pflanzen aus. Je nach Bezug auf Frischgewicht, Trockengewicht, Chlorophyllgehalt oder Blattfläche liegt der Phospholipidgehalt bei P-Mangel zwischen 20 bis 50% des Gehaltes im Vergleich zu vollernährten Pflanzen. Von den einzelnen Phospholipiden werden GPC, GPG und GPE am stärksten, GPI am wenigsten in der Höhe ihres Gehaltes beeinflußt. Die Bildung der Chlorophylle und Galaktolipide wird unter P-Mangel nur wenig oder gar nicht gehemmt. Auch in isolierten Chloroplasten aus P-Mangel-Pflanzen, in denen die Phospholipide GPG, GPC und GPI und möglicherweise GPE vorhanden sind, bestätigen sich die bereits im Blatt gefundenen Tendenzen. So bleiben auch die funktionellen Relationen der Pigmente und lipophilen Plastidenchinone nahezu erhalten. Dieses spricht dafür, daß durch P-Mangel die Thylakoiddifferenzierung nicht wesentlich behindert wird, und daß die Phospholipide offenbar bei der Formation der Thylakoide keine wesentliche Rolle spielen. Die Möglichkeit, daß die im P-Mangel offensichtlich im Überschuß vorhandenen Galaktolipide in Plastoglobuli gespeichert werden, wird diskutiert Nitratmangel wirkt sich im Gegensatz zum Phosphatmangel besonders stark auf die Synthese der Chlorophylle und Glykolipide aus. Bei Bezug auf Frischgewicht und Blattfläche liegt der Chlorophyllgehalt bei rund 25%, der Galaktolipidgehalt bei rund 50% des Gehaltes von voll mit Nitrat versorgten Pflanzen. Der Gesamtphospholipidgehalt wird dagegen um 35 bis 40% beeinträchtigt. Von den Glykolipiden ist Monogalaktosyldiglycerid, von den Phospholipiden GPC und GPE durch N-Mangel am stärksten in der Höhe ihres Gehaltes beeinflußt. Die Synthese des Sulfolipids und der Phospholipide GPI und GPS wird offenbar durch Nitratmangel gefördert. Von den ausschließlich in Plastiden lokalisierten photosynthetischen Pigmenten und Lipochinonen werden β-Carotin sowie Plastohydrochinon und α-Tocopherol in ihrem Gehalt am wenigsten beeinträchtigt, so daß sich die funktionellen Relationen normal ausgebildeter Chloroplasten unter N-Mangel erheblich verändern. β-Carotin und die reduzierten Lipochinone PQ?H₂ und α-Tocopherol liegen im N-Mangelchloroplasten offenbar infolge gestörter Thylakoidformation im Überschuß vor und werden in den Plastoglobuli des Stroma abgelagert Frau Gertrud Willmann danke ich für zuverlässige technische Mitarbeit, der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Bereitstellung von Sachmittelnz     

Der Einfluß polarisierten Lichtes auf die Chromatophorenanordnung von Dictyota dichotoma

Der bereits für mehrere Organismen beschriebene Aktionsdichroismus in der Piastidenanordnung läßt sich auch bei der Braunalge Dictyota dichotoma nachweisen. Bestrahlung mit polarisiertem Schwachlicht (Weißlicht von 1000 Lux oder Blaulicht von 442 nm, 1,3 Wm^?2) verursacht eine Verlagerung der Chromatophoren an die parallel zum Polarisationsvektor (E-Vektor) liegenden Zellwände. Dabei besteht in der Plastidenanordnung kein grundsätzlicher Unterschied zwischen der lichtzugewandten und der lichtabgewandten Rindenschicht. Eine Serie von Mikroaufnahmen, die sowohl aus fixiertem und geschnittenem Material als auch aus unversehrten Thalli gewonnen wurden, gibt Auf-Schluß über die Lage der Phaeoplasten in den Zellen unter verschiedenen Lichtbedingungen, und zwar im unpolarisierten Schwach- und Starklicht, im längs-und querpolarisierten Schwach- und Starklicht sowie im Dunkeln. Gleichzeitig wurden die Chromatophorenbewegungen als Änderungen der Thallustransmission mit einem registrierenden Mikrophotometer quantitativ erfaßt. Die gemessenen Transmissionsänderungen wurden auf die unpolarisierte Schwachlichtlage mit 0% Transmission und die unpolarisierte Starklichtlage mit 100% Transmission bezogen. Polarisiertes Schwachlicht führt zu einer Erhöhung der Transmission von 0% auf etwa 7%, Dunkelheit dagegen auf einen Wert von 40%. Die Bestrahlung mit polarisiertem Schwachlicht, dessen Polarisationsvektor parallel zur kurzen Achse der Rindenzellen liegt, ergibt nur einen Wert von 5%, d.h. nur etwa 7/10 der Transmissionszunahme, die man bei Einstrahlung polarisierten Schwachlichts parallel zur Längsachse der Zellen erhält. Der direkte Wechsel von der Quer- zur Längspolarisation und umgekehrt ergibt entsprechende Transmissionsänderungen. Während jedoch beim Übergang von der Längszur Querpolarisation die Phaeoplasten direkt an die nunmehr parallel zum E-Vektor liegenden Wände wandern, nehmen die Plastiden beim Übergang aus der quer- in die längspolarisierte Anordnung vorübergehend die Schwachlichtlage ein. Die Dosis-Effekt-Kurve der durch polarisiertes Schwachlicht verursachten Transmissionsänderung zeigt ein Maximum der Polarisierung in dem Intensitätsbereich, der bei Verwendung unpolarisierten Lichtes bereits eine gewisse Starklichtbewegung auslöst (5 bis 10 W × m^?2). Dagegen ergibt sich unter polarisiertem Starklicht (15 W × m^?2 I 120 W × m^?2 bei 442 nm) keine polarisierte Plastidenanordnung, sondern eine normale Starklichtlage. Spektral wirksam ist für die Polarisierung nur der Blaubereich von 365 nm bis etwa 500 nm ohne signifikante Unterschiede in der Wirksamkeit der einzelnen Wellenlängen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die finanzielle Förderung dieser Arbeit. Frau G. Puhe und Frau H. Klappstein gilt unser Dank für gewissenhafte technische Assistenz.     

15. Hartmut K. Lichtenthaler: Verbreitung und Konzentration des α-Tocopherols in Chloroplasten

Das lipophile Redoxsystem α-Tocopherol/Tocochinon ist Bestandteil des Photosyntheseapparates bei Grünalgen, Moosen, Farnen und höheren Pflanzen. Beide Verbindungen kommen in Chloro- und Chromoplasten und in den Pro-plastiden etiolierter Pflanzen vor, jedoch nicht in plastidenfreiem Gewebe. Der α-Tocopherol-Gehalt ist um das 1- bis l, 5 fache höher als jener des Plasto-chinons 45. Der Gehalt an α-Tocochinon beträgt dagegen nur 2 bis 10% des α-Tocopherol-Gehaltes. Auf Grund der Ergebnisse mit etiolierten und abgedunkelten grünen Pflanzen wird im Chloroplasten die Existenz eines ?pools” für den Benzochinonring angenommen, von dem aus die Synthese je nach den physiologischen Bedingungen vorzugsweise zu α-Tocopherol (im Dunkeln) oder zu Plastochinon 45 bzw. Plastochinon 45 und α-Tocopherol (im Licht) führt. Die Beschränkung des lipophilen α-Tocopherol/Tocochinon-Systems auf die Plastiden läßt eine spezifische Funktion bei der Photosynthese vermuten. Da das in den photochemisch aktiven Thylakoiden lokalisierte α-Tocopherol/Tocochinon-System als Redoxkatalyst und als Lipidantioxydans fungieren kann, dürfte seine Hauptfunktion in der Kontrolle und Stabilisierung der lamellaren Chloroplastenstruktur liegen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für die Gewährung von Sachbeihilfen und Fräulein GERTRUD BRUNN für fleißige technische Mitarbeit.     

Soziale Organisation und Verhaltensweisen von Hartmann-und Bergzebras (Equus zebra hartmannae und E. z. zebra)

• 1 Die Hartmann- und Bergzebras sind in Familien und Hengstgruppen organisiert, die wie die der Steppenzebras dauerhafte Einheiten darstellen dürften. Ein Teil der Hengste lebt solitär (Hartmannzebra).
• 2 Die Familiengruppen bestehen aus einem Hengst, 1–4 Stuten und deren Fohlen. Die größte Familie hatte 9 Tiere, der Durchschnitt lag bei 4,7 (Hartmannzebra).
• 3 In den Familien besteht eine Rangordnung; der Hengst ist das ranghöchste Tier. Beim Anmarsch zur Tränke führt im allgemeinen der Hengst; die Stuten reihen sich gemäß ihrer Rangordnung hinter ihm ein. Beim Weggehen führt die ranghöchste Stute und der Hengst übernimmt die Nachhut.
• 4 Die Hengstgruppen bestehen aus erwachsenen und halberwachsenen Hengsten. Es führt ein erwachsener Hengst. Eine Rangordnung unter den erwachsenen Hengsten war nicht nachzuweisen.
• 5 Für eine über die Gruppen hinausgehende Organisation ergaben sich keine Hinweise, ebensowenig für Territorialität.
• 6 4 verschiedene Lautäußerungen konnten festgestellt werden: ein Kontaktruf, 2 Warnlaute und ein Ausdruck des Schmerzes.
• 7 Fohlen und erwachsene Tiere spielen Lauf-, Kampf- und Begrüßungsspiele.
• 8 Die Begrüßung besteht aus naso-nasalem und naso-genitalem Kontakt, woran sich gegenseitiges Auflegen des Kopfes auf die Kruppe anschließt. Bei Begrüßungen zwischen ungleichen Partnern zeigte der schwächere gelegentlich das “Rossigkeitsgesicht”, das als Demutsgebärde zu deuten ist.
• 9 Das Drohen entspricht dem der übrigen Equiden. Beim Kampf können Lauf-, Beiß- und Schlagkämpfe unterschieden werden.
• 10 Die Zebras suhlen im feuchten Sand an den Tränken (Hartmannzebra), nehmen Staubbäder und scheuern sich am Boden und an Felsblöcken. Eine soziale Hautpflege scheint nicht vorzukommen.
• 11 Die Hengste bedecken mit ihren Ausscheidungen die der Stuten und anderer Hengste.
• 12 Die Hartmannzebras graben in Flußbetten nach sauberem Wasser. Diese Wasserstellen werden von vielen anderen Tier-Arten benutzt.
• 13 Zu Artfremden nehmen die Hartmann- und Bergzebras keinen Kontakt auf.
• 14 Die soziale Organisation der Hartmann- und Bergzebras entspricht der der Steppenzebras.

     

Zur Struktur von Reaktionszentren in phototrophen Bakterien: eine Standortbestimmung

Es ist gelungen, bakterielle Reaktionszentren-Komplexe (RC) ohne Lichtsammlerpigmente zu isolieren. Unsere Gruppe bearbeitet zur Zeit die Isolierung und Charakterisierung von Reaktionszentren aus Rhodospirillaceen. Bei phototrophen Bakterien sind 2 bis 4% des Bacteriochlorophylls mit einem Proteinkomplex assoziiert, in welchem sie durch aktinisches Licht oxidierbar sind und sich im Dunkeln wieder zurückreduzieren (P₈₇₀). Am besten untersucht sind RC-Komplexe von Rhodopseudomonas spheroides, R-26. Diese Mutante weist einen geringen Gehalt an Karotinoiden auf. Die RC-Komplexe werden mittels mild wirkender Detergenzien aus der Chromatophorenmembran solubilisiert. Sie enthalten je Mol RC 2 Mole BPhäo a, 4 Mole Bchl a, 1 Mol nichthämartig gebundenes Fe und 1 bis 2 Mole Ubichinon, die mit einem hydrophoben Trägerprotein assoziiert sind. Der Proteinanteil hat ein MW von etwa 7,5 10⁴ Dalton und ist aus drei verschiedenen Untereinheiten aufgebaut. Die größte der drei Untereinheiten kann vom Komplex wegdissoziieren, während die Pigmente an die beiden leichteren Untereinheiten gebunden bleiben und teilweise photochemische Aktivität bewahren. Die primäre, photochemische Reaktion ist ein lichtinduzierter Ladungstrennungsvorgang bei dem die RC-Bchl-Moleküle ein Elektron an einen Elektronenakzeptor abgeben. Als primäre Elektronenakzeptoren werden heute drei Möglichkeiten in Erwägung gezogen: Nichthäm-Eisen, Chinone und Ferrochinon-Komplexe. Es scheint, daß verschiedene Mikroorganismen ungleiche primäre Elektronenakzeptoren aufweisen. Energieübertragung in photosynthetischen Bakterienmembranen ist sehr wirkungsvoll. Weniger als 5% der absorbierten Photonen gehen als Fluoreszenzenergie verloren; der Rest führt zu Ladungstrennungen und Elektronentransport. Der hohe Wirkungsgrad muß durch charakteristische Strukturen, Umgebungsbedingungen und Interaktionen erklärt werden können. Interaktionen der Pigmentmoleküle untereinander, mit der Umgebung in der Chromatophorenmembran und mit den Trägerproteinen werden diskutiert als Standortbestimmung zur Beantwortung der Frage: Was macht die Bchl-Mole-küle des Reaktionszentrums geeignet, als Zentren des photochemischen Ladungstrennungsprozesses zu wirken? Ich danke den Mitarbeitern der Photosynthesegruppe Zürich für die kritischen Diskussionsbeiträge während des Kolloquiums über “Photosynthetische Membranen” an unserem Institut. Unsere Arbeit wird unterstützt durch den Schweizerischen Nationalfonds, NF-3.156-0.73, und die Fritz Hoffmann-La Roche-Stiftung.     

Ammoniak-Entgiftung durch Serotoninbildung in Samen von Juglans regia L

Während der Samenreife von Walnüssen (Julans regia L.) bilden sich in den Cotyledonen Proteinkörper aus, die Globoide, Globoidkavernen, Proteinkristalle und Proteinmatrix enthalten. In den Proteinkörpern wird Serotonin (5-Hydroxytryptamin) angehäuft, wie durch histochemische Analysen und nichtwäßrige Dichtegradientenzentrifugation gezeigt werden konnte. Die vorliegenden und unsere früheren Befunde zeigen, daß die Synthese des Serotonins und seine Ablagerung in den Proteinkörpern einen Mechanismus zur Ammoniakentgiftung darstellen: Ammoniak wird bei der, in den Plastiden ablaufenden, Tryptophansynthese verbraucht. Das Tryptophan wird dann in Serotonin umgewandelt, das die Tryptophansynthese durch ?feedback”-Hemmung der Anthranilat-Synthetase weniger stark beeinflußt. Das Serotonin wird schließlich durch Ablagerung in den Proteinkörpern aus dem Gleichgewicht herausgenommen und kann sich deshalb als Ammoniak-Entgiftungsprodukt anhäufen. Herrn Prof. Dr. Bergmann danken wir für wertvolle Anregungen, Herrn Dr. Kesselmeir für seine Hilfe bei der Herstellung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen, Herrn E. Moll, Leiter des Botanischen Gartens der Stadt Köln, für die Beschaffung des Versuchsmaterials und Fräulein Helga Tiebel für die sorgfältige technische Hilfe bei der Durchführung der Versuche. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei für die gewährte Unterstützung gedankt.     

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.     

Transport in Markstrahlen

Es wird über Ergebnisse und Probleme beim Transport in Markstrahlen, insbesondere beim Siebelement-Baststrahl-Übergang, beim eigentlichen Radialtransport in den Markstrahlen und beim Stoffaustausch mit den Gefäßen berichtet. Zahlreiche Resultate über die Stoffwechselaktivität, die Feinstruktur und den DNA/RNA-Gehalt von Strasburger Zellen weisen auf deren besondere Rolle beim Stoffübertritt zwischen Siebzellen und Baststrahlzellen hin. Die Entstehung der Saccharose in den Strasburger Zellen, das Beladen in Vesikel und die möglichen Transportwege werden anhand eines Modells diskutiert. Aufgrund von Messungen der Stärkedeposition im Holzstrahlgewebe (etwa 5,2 mg/mg TG/Monat) und der zur Verfügung stehenden tangentialen Lumenfläche wird eine radiale Fluxrate von minimal 2,1 bis 4,2 nmol cm^?2 min^?1 (in Glucoseeinheiten) erhalten, die deutlich über den bekannten Membran-fluxraten liegt und damit für das Vorliegen eines symplastischen Transportes in den Holzstrahlen spricht. Cytochemische Befunde und eine deutlich polare Phosphatanreicherung in den Holzstrahlzellen zur Zeit intensiven Radialtransportes führen zu einem hypothetischen Modell, in dem eine polar erfolgende Beladung von Vesikel mit Saccharose aus dem Cytosol als Antrieb eines symplastischen Transportes in die Nachbarzelle erörtert wird. Den Stoffaustausch zwischen Holzstrahlen und Gefäßen beleuchten Ergebnisse über den Eintritt von Zuckern und Aminosäuren in das Gefäßwasser und Experimente über die Zuckeraufnahme aus dem Gefäßwasser sowie bei Gewebsschnitten in vitro. Beide lassen auf eine Trägervermittelte Glucoseaufnahme nach extraplasmatischer Spaltung der Saccharose schließen. Den Kontakttüpfeln als Orte stark erhöhter Nucleosidtriphosphatspaltung kommt dabei möglicherweise eine besondere Rolle zu. Frau Patrizia schekahn danke ich herzlich für wertvolle technische Assistenz bei der Durchführung der Untersuchungen, Frau A. Gabriel und Frau P. Zimmerma nn für die Assistenz bei der Benutzung des Zucker- und Aminosäureanalysators.     

Ontogeny of Behavior in the Crab Instars of the Dungeness Crab,Cancer magister Dana 1852

Schimpansen werden im Gombe-Nationalpark in Tansania seit 1960 beobachtet. Die Tiere bilden soziale Gruppen, die wir “Communities”, die Japaner “Unit-Groups” nennen. Als Faktoren, die von 1965 bis 1980 die Größe und Zusammensetzung der Hauptgruppe beeinflußten, werden erörtert: Pubertätsalter, Fortpflanzungsreife, Fortpflanzungszyklen der Weibchen, Geburtenfolge, Wechsel von Individuen zwischen Gruppen, Geschlechterverhältnis, Alterszusammensetzung und Mortalität. Zwischen 1970 und 1972 teilte sich die Gruppe. In den folgenden 5 Jahren wurden die Männchen und mindestens eins der Weibchen, die sich als Kahama-Gruppe abgespaltet hatten, von den Männchen der größeren Kasakela-Gruppe umgebracht. Eingehend werden Mortalitätsfaktoren (Krankheiten, Verletzungen, Mutterverlust, Alter) sowie der allgemeine Gesundheitszustand besprochen. Die deutlich unterschiedenen Regen- und Trockenzeiten im Gombe beeinflussen die Gesundheit und wohl auch die Fortpflanzung. In der Gruppe gibt es Inzucht, aber der Wechsel von Weibchen in andere Gruppen (der noch einigermaßen rätselhaft bleibt) sorgt für genetische Auffrischung. Die Befunde werden mit der einzigen anderen Langzeitstudie an freilebenden Schimpansen aus den Mahali-Bergen in Tansania verglichen. Der Einfluß künstlicher Fütterung in beiden Gebieten wird erörtert.     

Synthese von Pigmenten und Entwicklung des Photosyntheseapparates in einigen Höheren Pflanzen

Die Synthese von Pigmenten und die Entwicklung des Photosyntheseapparates wurde an Keimlingen von Ephedra distachya und Welwitschia mirabilis untersucht, die im Dunkeln bzw. im Licht angezogen wurden. Zum Vergleich wurden Keimlinge der “typischen” Gymnosperme Pinus silvestris untersucht. Die Chlorophyllbildung bei Keimlingen von Welwitschia gleicht derjenigen der Angiospermen, sie synthetisieren Chlorophyll nur im Licht und entwickeln parallel dazu einen funktionsfähigen Photosyntheseapparat. Ephedra bildet ebenso wie die Gymnosperme Pinus Chlorophyll auch im Dunkeln. Die Dunkelsynthese von Chlorophyllen bei Pinus und Ephedra wird nach Überführung ins Licht (nach einer eintägigen lag-Phase) erhöht fortgesetzt. Dunkelangezogene Keimlinge zeigen keine Photosynthesekapazität. Erst nach 5 bis 10 Minuten Dauerlicht beginnt die Sauerstoffentwicklung. Wird die photosynthetische O₂-Entwicklung während der weiteren Ergrünung auf gleichen Chlorophyllgehalt bezogen, zeigt sich während der ersten beiden Tage im Licht ein steiler Anstieg, gefolgt von einem kontinuierlichen Abfall. Dieser wird hervorgerufen durch bevorzugte Synthese von Antennenchlorophyll, welches für eine bessere Ausnutzung von Licht geringerer Intensität sorgt. In der Chlorophyllbiosynthese und der Entwicklung des Photosyntheseapparates folgt Welwitschia den Charakteristika der Angiospermen, während Ephedra ausgesprochene Gymnospermenmerkmale zeigt. Wir danken Prof. Dr. C. H. Bornman und der Staatsdarre Wolfgang (Hanau) für die Überlassung von Samen von Welwitschia mirabilis bzw. Pinus silvestris und Frau I. Krieger und Herrn H. Becker für wertvolle Hilfe bei der Anfertigung des Manuskriptes.     

Turgoränderungen in Blasenzellen von Mesembryanthemaceen

Die epidermalen Blasenzellen von verschiedenen Mesembryanthemaceen Arten können bei mangelnder Wasserversorgung offenbar kurzfristig als Wasserspeicher für das photosynthetisch aktive Gewebe genutzt werden. Durch die bei der teilweisen Entleerung auftretende Abflachung der Blasenzellen werden bei Mesembryanthemum crystallinum die Abstände zwischen den Blasenzellen verringert, so daB die Flache, die fiir den Gasaustausch der Stomata mit der umgebenden Luft zur Verfiigung steht, 24 h nach Abbruch der Wasserversorgung auf 1/3, reduziert wird. Damit bilden die Blasenzellen beinahe eine “zweite Epidermis”, die bei Drosanthemum-Blättern durch eng aneinandergepreßte Blasenzellen erreicht wird und die die Wasserverluste durch Transpiration verringern könnte. Der Turgor in den Blasenzellen von Drosanthemum ändert sich am natürlichen Standort (südliche Namib) im Tagesverlauf: in der Morgendämmerung sinkt der Turgor urn 2 bar und steigt erst während der Nacht wieder an. Der Turgorabfall läuft parallel zu einer lichtbedingten Malatsynthese im grünen Gewebe, dessen osmotische Aktivität für den Wasserverlust der Blasenzellen verantwortlich sein könnte. Die absolute Höhe des Turgordruckes ist in den Blasenzellen der jüngsten Blätter 5 bis 10 mal größer als in den alteren Blattern.     

Das Gynoeceum der Apiaceae — Modell und Ontogenie

Die früher entwickelte Modellvorstellung über den Aufbau und die vertikale Zonierung des unterständigen synkarpen Magnoliophytina-Gynoeceums trifft auch für den relativ hochentwickelten Formenkreis der Apiaceen zu: auf eine stark ausgeprägte synascidiate Zone folgt der extrem eingeschränkte symplikate Abschnitt, hierauf der asymplikate Bereich, der sich überwiegend aus den Styli aufbaut. Während bei den bisherigen Bearbeitungen vergleichbarer Fragestellungen meist das Konzept der congenitalen Verwachsung als typologischer Erklärungshintergrund angewandt worden ist, werden hier zusätzlich die ontogenetischen Entwicklungsabläufe aufgezeigt, die zum Aufbau des Hypanthialovars führen. Es handelt sich im wesentlichen um die Vorgänge der Meristeminkorporation und -fusion, sowie um das Wirken interkalarer Meristeme (Septum- und Hypanthialovarmeristem). Durch Interaktion dieser Prozesse kann unter Bezugnahme auf die Modellvorstellung die Morphologie des Apiaceen-Gynoece-ums vollständig erklärt werden.     

Energy Sources for the Absorption of Rubidium by Chlorella

Die aktive (stoffwechselabängige) Aufnahme von Radiorubidium aus 8.10^?5 molarer Lösung durch Chlorella pyrenoidosa wurde in Langzeitversuchen (1–2 Tage) untersucht. Die Annahinc ist, daβ die dafür notwendige Energie in Form von ATP bereitgestellt werden muβ. Es wurde gefunden, daβ Gegenwart von Na- Oder Cl-Ionen für die aktive Rb-Aufnahme nicht notwendig ist; die Rb-Pumpe ist also nicht an eine Na- Oder Cl-Pumpe gekoppelt. Vorbeladene Chlorella gibt Rb über längere Zeiten langsam an das Medium ab. Durch Experimente im Licht bzw. Dunkel und in Gegenwart bzw. Abwesenheit von Luft wurde gezeigt, daβ bei 9000 lux die Beleuchtung mehr Energie für die aktive Aufnahme erbringt als die Atmung. Der Ersatz von Luft durch Sauerstoff hat keine Auswirkung. Die Versorgung mit ATP durch Atmung—nicht aber durch (zyklische) Photophosphorylierung—wird durch 5.10^?4 M DNP weitgehend unterdrückt. Die aktive Aufnahme ist klein, wenn sie sich nur auf Glykolyse stützt. Gleichzeitige Einwirkung von Licht, Luft (Sauerstoff) und DNP auf Chlorella führt zu irreversibler Schädigung und Ausbleichung der Algen. Sie hören auf, Rb aufzunehmen und verlieren vorher absorbiertes Rb wieder. Gründe für diesen Effekt werden diskutiert. Die aktive Aufnahme von Rb wird durch 5.10^?2 M Glukose gefördert, u.z.w. im Licht und im Dunkel, in Luft- und in Stickstoffatmosphäre. In dieser Beziehung unterscheidet sich die aktive Rb- von der aktiven Bromid-Aufnahme. Die Förderung durth Glukose wird durch DNP gehemmt, ausgenommen im Dunkel in Stickstoffatmosphäre. In Gegenwart von DNP wird die Rb-Aufnahme durch 1% CO₂ sowohl im Licht als auch im Dunkel stark herabgedrückt.     

Geschichte der Botanik im Naturmuseum und Forschungsinstitut Senckenberg

Die Botanik ist in Frankfurt am Main seit mehr als 400 Jahren von den Ärzten, Apothekern und interessierten Laien betrieben worden. Durch die Dr. Senckenbergische Stiftung hat sie eine feste Heimstatt erhalten, als Johann Christian Senckenberg 1763 seiner Heimatstadt eine Medizinische Akademie stiftete. Senckenberg selbst war stark an der Botanik interessiert, und so war es für ihn selbstverständlich, daß die Akademie neben einem Bürgerhospital auch ein Theatrum anatomicum, ein chemisches Labor und einen Hortus medicus umfaßte. Der Botanische Garten wurde erst 2 Jahre nach dem Tode J. Chr . Senckenbergs (1772) angelegt. Bereits 1782 verfaßte Johann Jakob Reichard , der erste Stiftsarzt der Dr. Senckenbergischen Stiftung, einen Katalog der im Botanischen Garten wachsenden Pflanzen. Reichard war der Verfasser der ersten Flora von Frankfurt am Main (1772 und 1778) und überarbeitete 1778 die 7. Auflage von Linnés Genera Plantarum sowie 1779–1780 eine neue Auflage des Systema Plantarum. Nach dem Tode Reichards wurden die Botanischen Vorlesungen von anderen Ärzten übernommen. Durch die folgenden Kriegszeiten wurden die Einrichtungen der Dr. Senckenbergischen Stiftung stark vernachlässigt. Erst im Jahre 1817 trafen sich eine Anzahl Frankfurter Bürger und begründeten angeregt durch Johann Wolfgang von Goethe eine Naturforschende Gesellschaft, die sie zu Ehren des 45 Jahre zuvor verstorbenen J. Chr . Senckenberg die ?Senckenbergische Naturforschende Gesellschaft” nannten. Unter den Gründungsmitgliedern waren auch Johannes Becker , der zu dieser Zeit den Botanischen Garten leitete, und der Stiftsarzt Christian Ernst Neeff , die beide die Botanik vertraten. In den folgenden Jahrzehnten bestand zwischen der Dr. Senckenbergischen Stiftung einerseits und der Senckenbergischen Naturforschenden Gesellschaft andererseits eine enge Verbindung: Der Lehrer für Botanik an der Stiftung war zugleich Leiter der Botanischen Sektion im Senckenberg-Museum. Auch als der Botanik-Unterricht nicht mehr von einem Stiftsarzt, sondern von einem in der Stadt Frankfurt praktizierenden Arzt durchgeführt wurde, war das der Fall. Zuerst übernahm Georg Fresenius von 1831–1866 diese Aufgaben. Er ist durch die Bearbeitung der von Rüppell in Abessinien gesammelten Pflanzen bekannt geworden, aber auch durch seine Arbeiten an Algen und Pilzen. Mit seinem Nachfolger Hermann Theodor Geyler wurde 1867 zum ersten Mal von der Dr. Senckenbergischen Stiftung ein Botaniker für den Unterricht eingestellt. Geyler besorgte eine Neuordnung des Herbars der Senckenbergischen Naturforschenden Gesellschaft. Seine Veröffentlichungen betreffen jedoch vorwiegend paläobotanische Themen. 1893 übernahm Martin Möbius die Aufgaben an der Dr. Senckenbergischen Stiftung und die Leitung der Botanischen Sektion am Senckenberg-Museum. Während seiner Amtszeit erfolgte der Umzug aller Senckenbergischen Einrichtungen: der Neubau des Museums und die Verlegung des Botanischen Gartens (1907). Als 1914 die ?Königliche Universität Frankfurt am Main” gegründet wurde, war M. Möbius der erste Ordinarius für Botanik; er blieb bis 1933 im Dienst. Seit 1920 arbeitete Richard Kräusel am Senckenberg-Museum, wo er sich fast ausschließlich der Paläobotanik widmete. Unter seiner Leitung wurde 1943 eine eigene Paläobotanische Abteilung gegründet und später zur Botanisch-Paläobotanischen Abteilung erweitert. Bis zu seinem Tode (1966) war R. Kräusel sowohl an der Universität Frankfurt als auch im Senckenberg-Museum tätig. Heute umfaßt die Botanisch-Paläobotanische Abteilung eine größere Anzahl von Sektionen, von denen zur Zeit 4 ständig besetzt sind. Schwerpunkte der Forschung liegen auf dem Gebiet der Algen, der Gramineen, der Pflanzenwelt der Kapverdischen Inseln sowie fossiler Pflanzen aus dem Tertiär.     

83. Jochen Hild1 und Kurt Rehnelt: Öko-soziologische Untersuchungen am Boetzelaerer Meer (Niederrhein)

Das Boetzelaerer Meer, ein alter Rheinmäander, gehört dem eutrophen Gewässertypus an und befindet sich zur Zeit noch in einem völlig unbeeinflußten Zustand. Stärkere Eingriffe sind jedoch in absehbarer Zeit durch Industrieansiedlung und Straßenbau zu erwarten. Das Gewässer hat eine Länge von 1500 m und eine größte Tiefe von 300 cm; im Uferbereich legen Steil- und Flachufertypen mit entsprechenden Übergängen die Verbreitung der Verlandungszonen fest. Die Wasserstände des ?Meeres” werden durch die monatliche Niederschlagsverteilung und über das Grundwasser auch durch den Rheinwasserstand modifiziert und gesteuert. Die Verlandungszonen zeichnen sich durch ein Fehlen von Bruchwaldgürteln und durch eine sehr starke Differenzierung der Glycerieten aus. Teichschlammbestände finden sich vornehmlich in Flachuferbereichen als junge Pionierstadien oder auf höherliegenden Sedimentationsflächen als Zwischenstadien zum Glycerietum maximae. Die Wasserpflanzengesellschaften sind ausgesprochen artenarm und zeigen eine hohe Vitalität. Unterwasserpflanzenbestände fehlen mit Ausnahme einer für den Niederrhein neuen Enteromorpha intestinalis-Gesellschaft. Hydrochemische Untersuchungen ergaben, daß das Meer weitgehend abwasserfrei ist bis auf einige kleinere Zuflüsse im Ostteil, die sich jedoch nicht nachteilig auswirken. Im Gewässerschlamm dominieren die minerogenen Bestandteile; die Sedimente sind als Amphisapropele anzusprechen.     

Die Bedeutung des Phytochroms für die Entwicklung der Kapazität für Photophosphorylierung

Die Entwicklung der Kapazität für Photophosphorylierung in den epi-gäischen Kotyledonen des Senfkeimlings wird durch Phytochrom (P_fr) reguliert. Wird der P_fr-Gehalt sehr niedrig gehalten, bildet sich keine Kapazität für Photophosphorylierung aus, auch wenn sich die Bildung von Chlorophyll normal vollzieht. Phytochrom (P_fr) kann die Kapazität für Photophosphorylierung nur dann ?induzieren”, wenn die Kotyledonen mit dem oberen Teil des Hypokotyls (Haken) verbunden sind. Hingegen ist die Chlorophyllbildung der Kotyledonen mit und ohne Haken gleich. Während sich der Effekt des P_fr auf die Kapazität für Photophosphorylierung relativ schnell (innerhalb von 15 min) ausprägt, ist der Effekt des P_fr auf die Chlorophyllbildung langsam. Er manifestiert sich erst etwa 2 h nach Lichtbeginn. Es wird der Schluß gezogen, daß die multiple Kontrolle von Piastidenfunktionen durch Phytochrom (P_fr) auf verschiedene, voneinander unabhängige Primärwirkungen des Phytochroms zurückzuführen ist. Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (SFB 46). Wir danken Dr. E. Schäfer für die Bestimmung der Photogleichgewichte des Phytochromsystems bei Dichromatbestrahlung und Frau I. Schneider für gewissenhafte technische Mitarbeit.     

Experimentelle analyse der infektion und des entwicklungszyklus vonMalamoeba scolyti inDryocoetes autographus [Coleoptera: scolytidae]

Malamoeba scolyti (Purrini), ein Parasit im Verdauungstrakt des BorkenkäfersDryocoetes autographus (Ratz.), schmarotzt intrazellulär in bestimmten Abschnitten des Mitteldarmepithels und im Epithel der Malpighischen Gefä\e. Sie zerstört die befallenen Epithelzellen, wobei sie sich bis zum zystenstadium entwickeln kann. in umfangreichen Infektionsexperimenten wird gezeigt, daß die Infektion in den vordersten Krypten des Mitteldarms beginnt und sich in mehreren Infecktionswellen bis zu den hintersten Darmdivertikeln und den Malpighischen Gefäßen ausbreitet. Bei 20° Dauertemperatur nimmt die Erstinfektion etwa 6 Tage, der gesamte Krankheitsverlauf bis zum Exitus des Wirtes 5 bis 7 Wochen in Anspruch. Im Gegensatz zu anderen Beschreibungen konnte nur eine einzige Form von Trophozoiten beobachtet werden. Auf die mögliche Bedeutung dieses Umstandes für die taxonomische Identität der Amöbe wird hingewiesen.     

Die Paläo-Ethnobotanik und ihre Stellung im System der Wissenschaften

Bei der Untersuchung ur- und frühgeschichtlicher Pflanzenreste hatten sich im Laufe der Zeit recht unterschiedliche Aspekte entwickelt. Zu den anfangs mehr pflanzengeographisch und kulturpflanzengeschichtlich orientierten Fragestellungen traten in den letzten Jahren besonders ökologisch und ökonomisch ausgerichtete Problemkreise. Entsprechend wurden je nach Schwerpunkt der betreffenden Arbeiten Begriffe wie Archäobotanik, Archäo-Agrobotanik, Paläo-Agrobotanik und Paläo-Ethnobotanik verwendet. Allen Untersuchungen ist eine zentrale, jedoch vielfältig modifizierbare Fragestellung gemeinsam. Es ist dies die Beziehung zwischen dem Menschen und der Pflanze in ur- und frühgeschichtlicher Zeit sowie im Mittelalter; sie bezieht sich auf die einzelne Pflanzenart ebenso wie auf die Flora und die Vegetation. Dabei ergeben sich zahlreiche Aussagebereiche (Tab. 1). Dieser Vielfalt von Aspekten wird der Begriff Paläo-Ethnobotanik am besten gerecht. Er hat sich daher für die Untersuchung und Auswertung prähistorischer und mittelalterlicher Pflanzenreste durchgesetzt. Durch die Art der Fragestellung und einen Teil des Quellenmaterials unterscheidet sich die Paläo-Ethnobotanik von den anderen historisch forschenden Bereichen der Botanik (Tab. 2). Die Vielseitigkeit der paläo-ethnobotanischen Fragestellungen und Aussagegebiete führt zu relativ engem Kontakt mit zahlreichen Wissenschaften aus dem Bereich der Naturwissenschaften, Geisteswissenschaften wie auch der Wirtschafts- und Gesellschaftswissenschaften (Tab. 3).