The effects of silt and sand on the invertebrate fauna of streams and rivers

Summary Most of the literature concerned with the effects of silt and sand on the invertebrate fauna of streams and rivers has described changes taking place when biotopes are completely smothered by silt and sand. In few of these studies were the kinds of animals found recorded. There have been few studies of the effect of silt and sand on individual species. The invertebrate fauna of two biotopes in the streams and rivers of the Vaal River system, South Africa, changed with the amount of silt and sand in the watercourses. Where there were large amounts of silt and sand the variety of animals recorded from the stones in current biotopes was reduced, but the density of the fauna as a who did not change (Tables I and II, Unstable Depositing Zones, summer). However the density of many groups of animals was affected (Table III). Some of the animals adversely affected by silt and sand appeared in larger numbers below impoundments in which silt and sand would settle. In the sediment biotopes the summer density of the fauna was lowest where there was a lot of silt and sand (Table IV, the two Unstable Depositing Zones). Large amounts of silt and sand were associated with large summer declines in the surface dwelling animals as a proportion of the whole sediment fauna (Table IV). Differences between the summer proportions of surface dwelling forms in fine and coarse sediments were due to faunal differences. Sediments were not studied below impoundments.It is concluded that there may be considerable changes in the composition of the stones in current fauna due to silt and sand without the biotope being smothered, and that increases in the amount of silt and sand in river beds lead to increased instability of the sediments, which adversely affects their fauna.

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Zusammenfassung Die Abhandlungen, die sich mit dem Einflu von Schlamm und Sand auf die Invertebratenfauna von Bächen und Flüssen befassen, haben meistens die Veränderungen beschrieben, die sich ergeben, wenn Biotope ganz von Schlamm und Sand erstickt werden. In wenigen dieser Forschungen werden die Arten der gefundenen Tiere eingetragen. Es gibt wenige Arbeiten über den Einflu von Schlamm und Sand auf einzelne Arten.Die Invertebraten-Fauna zweier Biotope in Bächen und Flüssen des Vaalsystems, Süd-Afrika, hat sich mit der Menge von Schlamm und Sand in den Flüssen geändert. Wo es groe Mengen von Sand und Schlamm gab, ist die Verschiedenartigkeit der Tiere von Steinen in flüssigem Biotop vermindert worden, aber die Dichte der ganzen Fauna ist dieselbe (Tabellen I und II, Unstable Depositing Zones, Summer). Jedoch die Dichte vieler Tiergruppen ist beeinträchtigt worden (Tabelle III). Einige von Schlamm und Sand ungünstig beeinflute Tiere erscheinen in gröerer Anzahl unter Einsperrungen, wo Schlamm und Sand sich niederschlagen können. In Niederschlagbiotopen ist die Sommerdichte der Fauna am niedrigsten, wo es viel Schlamm und Sand gibt (Tabelle IV, Die zwei Unstable Depositing Zones). Groe Mengen von Schlamm und Sand gehen mit groen Sommerabnahmen der oberflächlich lebenden Tiere im Verhältnis zu der ganzen Niederschlagfauna zusammen (Tabelle IV). Unterschiede zwischen den Verhältnissen oberflächlich lebender Formen in feinen und groben Niederschlägen im Sommer sind die Folge faunaler Unterschiede. Niederschläge unterhalb von Einsperrungen sind nicht untersucht worden.Es wird geschlossen, da es beträchtliche Änderungen in der Zusammenstellung der Fauna der Steine in Flüssen wegen Schlammes und Sandes geben kann, ohne da der Biotop erstickt wird, und da Steigerungen der Menge von Schlamm und Sand in Flubetten zu vermehrter Instabilität der Sedimente führt, welche ungünstig auf die Fauna einwirkt.

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This work forms part of a dissertation submitted to Rhodes University Grahamstown, in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy.     

The assay of acid phosphatase activity by means of a laser method

Summary A new method of quantification of the acid phosphatase activity assay by means of laser rays along with spectrography and photometry is described. Calculated S values, representing differences between densities of the spectral bands corresponding to Pb and Ag account for the amount of acP activity.The presented laser method enables a relative evaluation of the acP activity in a given region, yielding results which can be objectively expressed by figures.A special advantage of the presented method is, that it allows to compare the individual acP activities in different regions of the investigated organ, which may be of importance for the quantitative chemoarchitectonic of the brain.     

Autoradiographische Untersuchungen über die Hemmung der Noradrenalin-Aufnahme durch Desmethylimipramin und Normetanephrin

Zusammenfassung Die Aufnahme von i. v. injiziertem ¹⁴C- und ³H- markiertem Noradrenalin (10–400 g/kg Körpergewicht) wurde an Ratten a) nach Verabreichung von Desmethylimipramin und b) von Normetanephrin autoradiographisch untersucht. a) Desmethylimipramin-HCl (2–40 mg/kg Ratte) bewirkte eine starke Hemmung der intraneuralen Aufnahme und Stapelung von Noradrenalin. Trotzdem wurden das Myokard und andere extraneurale Organgewebe radioaktiv markiert. b) Normetanephrin (33 mg/kg Körpergewicht) verminderte lediglich die Aufnahme von radioaktiv markiertem Noradrenalin in die Myokardfasern, während die intraneurale Aufnahme unbeeinflußt blieb. Beide Substanzen verbesserten die periphere Durchblutung nach toxischen Dosen von Noradrenalin.

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Inhibition of the uptake of norepinephrine by desmethylimipramine and normetanephrine, an autoradiographic investigation

Summary The uptake of ¹⁴C- or ³H-labelled norepinephrine (dose 10 to 400 g/kg body weight) injected intravenously into rats was studied after the application a) of desmethylimipramine and b) of normetanephrine by autoradiography. a) Desmethylimipramine-HCl (2–40 mg/kg body weight) caused a strong inhibition of the intraneuronal uptake and storage of norepinephrine. b) Normetanephrine (dose 33 mg/kg body weight) on the other side diminished only the uptake into the myocardial fibers without an effect of the intraneuronal uptake. Both substances, desmethylimipramine and normetanephrine, improved the peripheral circulation after toxic doses of norepinephrine.

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Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung durch das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung durchgeführt. Ein vorläufiger Bericht wurde schon anläßlich der 34. Tagung der Deutschen Physiologischen Gesellschaft (Mainz 27.–29.3.1968) sowie auf der 6. Jahrestagung der Gesellschaft für Nuclearmedizin (Wiesbaden 26.–28.9.1968) gegeben (vgl. Leder u. Harms, 1968 a, b). Wesentliche Teile der Arbeit wurden von Herrn E. Harms der Medizinischen Fakultät i. Br. als Dissertation eingereicht.     

Untersuchungen zur Inkompatibilitt imCulex pipiens-Komplex

Zusammenfassung Bei Kreuzungen zwischenCulex pipiens-Popalationen verschiedener geographischer Herkunft werden drei Kreuzungstypen festgestellt: normale Kreuzbarkeit, reduzierte Kreuzbarkeit und Inkompatibilitt (Nichtkreuzbarkeit). Die drei Kreuzungstypen sind mit Hilfe der Embryonierungsrate, der Schlüpfrate und der entstehenden Nachkommenschaft gegeneinander abgrenzbar. Bei Inkompatibilitt sind 99,9% der Embryonen letal, und etwa 0,1% der Tiere schlüpfen und sind fertile, diploide Weibchen.Die Aktivierung des Eies und der Entwicklungsansto\ erfolgt durch das Spermium. Das Spermium gelangt nicht zur Karyogamie mit dem Pronucleus. Es liegt induzierte, meiotische Parthenogenese vor.Die diploiden, parthenogenetischen Weibchen gehen aus einer Oocyte 2. Ordnung oder aus Teilungsprodukten einer Oocyte 2. Ordnung hervor. Die letalen Embryonen sind haploid. Das Spermium beteiligt sich nicht am Aufbau des Embryos. Nach Aktivierung des Eies wird das Spermium im Eiplasma resorbiert, whrend der haploide Pronucleus einen rein haploiden Embryo aufbaut.Bei einigen Kreuzungen entwickeln sich bis zu 75% der Embryonen bis zum Stadium der histologischen Differenzierung der Organe. Die Embryonen zeigen noch einige Stunden nach dem normalen Schlüpftermin Muskelkontraktionen, vermögen die Eihülle jedoch nicht zu sprengen.Die DNS-Verteilungen von Interphasekernen der letalen Embryonen liegen zwischen den Werten C und 2C für haploide Zellen. ltere Embryonen besitzen in geringem Ma\e höhere DNS-Werte als 2C. Whrend der histologischen Differenzierung der Organe liegen in diploiden Kontrollembryonen und in letalen Embryonen die Ploidiestufen C, 2C, 4C, 8C and 16C vor. Bei inkompatiblen Kreuzungen wird das in das Ei eindringende Spermium cytophotometrisch nachgewiesen. Die Wanderung des Spermiums im Ei wird untersucht.In Normalkreuzungen wird nur ein geringer Grad von Polyspermie festgestellt. Monound Dispermie sind am hufigsten. Es werden die Möglichkeiten diskutiert die zur Blockierung der Karyogamie in inkompatiblen Kreuzungen führen können.

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Investigations on the incompatibility in theCulex pipiens-complex

Summary In crosses between populations of the mosquitoCulex pipiens of different geographical origin three crossing types have been found (1) crosses with normal offspring (2) crosses with reduced offspring and (3) crosses that show almost total incompatibility. In the case of incompatible crosses 99.9% of the embryos are lethal and only about 0.1% of the embryos hatch and develop to fertile diploid females. Based on genetical and cytological data it is argued that induced meiotic parthenogenesis takes place. The sperm does not play any part in the production of the diploid females and the lethal embryos. After the activation of the egg the sperm moves to the center of the egg but it does not succeed in fusing with the pronucleus. As a result the pronucleus starts to develop into a haploid embryo in about 99.9% and only in a few cases the diploidy is restored by a change in the meiotic process in the egg. Up to 75% of the haploid embryos develop to the stage of histological differentiation. The frequency distribution of the DNA in interphase nuclei of these embryos shows a maximum at C and 2 C characteristic for haploid cells. The absence of ploidy classes higher than 2 C in the early embryos is in agreement with the assumption of pure haploidy. After histological differentiation ploidy classes C to 16 C can be found in tissues that show endomitotic growth. The development of the haploid embryos is described. It has been shown through cytophotometric methods that in incompatible crosses entrance of the sperm into the egg takes place. In normal crosses polyspermy is rather rare, monospermy and dispermy are most common. The blocking of the sperm in incompatible crosses is discussed.

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Teil einer Dissertation der Math.-Nat. Fakultt der Universitt Mainz. Herrn Prof. Dr. H. Laven danke ich für die Bereitstellung des Untersuchungsmaterials sowie für die Anregungen bei der Durchführung der Arbeit.     

Synthese der Hämolymphproteine und die Aufnahme der Dotterfraktion in die Oocyte unter Actinomycin-Einflu\ (Untersuchungen anMusca domestica)

Zusammenfassung Mit Hilfe von autoradiographischen und elektrophoretischen Methoden wurde die Dottereinlagerung in den wachsenden Oocyten vonMusca domestica untersucht. Sie beginnt nach 30 min im Autoradiogramm sichtbar zu werden. Durch ihre Färbbarkeit und Markierung konnte die Dotterfraktion im Pherogramm von Ovar und Hämolymphe eines mittleren Wachstumsstadiums (Stadium 3) nachgewiesen werden. Nach Abschlu\ der Vitellogenese tritt sie in der Hämolymphe nicht mehr auf. Die Einlagerung der Dotterproteine wird durch Actinomycin gestört, dagegen läuft ihre Synthese nahezu unbeeinflu\t weiter. Die Transporthemmung kann als bisher unbekannter Nebeneffekt des Actinomycins gedeutet werden.

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Synthesis of haemolymph proteine and the uptake of the yolk fraction in the oocyte during Actinomycin-treatment. (Studies onMusca domestica)

Summary By means of radioautographic and electrophoretic techniques yolk protein uptake in the growing oocytes ofMusca domestica was investigated. After 30 min yolk protein becomes visible in the radioautograms. By stainability and labeling the yolk fraction could be demonstrated in the pherogram of ovary and haemolymph in an intermediate developmental stage (stage 3). After the end of vitellogenesis it does not appear in the haemolymph. The yolk protein uptake is inhibited by Actinomycin, but the synthesis goes on nearly as normal. This inhibition can be interpretated as a new accessory effect of Actinomycin.

     

Blocking phenomena and charge transport through membranes

Summary Substances which uncouple oxidative phosphorylation in mitochondrial membranes usually increase the electrical conductivity of synthetic bimolecular phospholipid membranes. Among these uncouplers is a group characterized chemically as weak acids. For this group the conductivity of synthetic membranes, when measured versus pH at fixed uncoupler concentration, shows a maximum at a pH approximately equal to the pK value of the uncoupler used. Corresponding maxima in membrane electrical potential arising from ion concentration gradients are also observed. To explain such phenomena a model is proposed which assumes charge transport by the direct transfer of either protons or anions of the uncoupler between binding sites located on the membrane boundaries. A fixed surface density of such sites is assumed. The transfer of an ion requires both its presence on an initiating site and the availability of a terminal site which is not already occupied by an ion of the same species. Failure to satisfy both criteria leads to blockage of current flow at both low and high concentrations of the transported ion.On sabbatical leave for the academic year 1968–69 from the University of California, Riverside, California, USA.     

Elektron-Spin-Resonanz-Untersuchungen der Reaktionskinetik strahleninduzierter freier Radikale des Cholesterins

Zusammenfassung Die Reaktionskinetik strahleninduzierter freier Radikale des Cholesterins wurde in flüssiger Phase bei Raumtemperatur mittels ESR-Spektroskopie untersucht. Mit Hilfe eines geeigneten photochemischen Initiationssystems ließen sich in Cyclohexanlösung unter UV-Bestrahlung (235 nm265 nm) genau dieselben freien Radikale des Cholesterins darstellen, die schon früher [9, 7] in röntgenbestrahltem Cholesterinpulver beobachtet worden waren. Bei ausreichendem O₂-Partialdruck (3·10⁴Torr) über der Probenlösung trat das ESR-Spektrum eines Peroxyradikals auf, das mittels der Analyse seiner Reaktionsprodukte (7-Hydroxy-Cholesterin und 7-Keto-Cholesterin) mit dem Cholesteryl-7-peroxyradikal identifiziert wurde. Die Kinetik sowohl der Bildung als auch des Zerfalls des Radikals entsprachen einer Reaktion von 2. Ordnung. Die Geschwindigkeitskonstante für den bimolekularen Zerfall, eine Disproportionierung in Alkohol und Keton unter Abgabe eines Moleküls O₂, wurde bei Raumtemperatur zuk ₂=(1,8 _–0,6 ^+0,9 )·10⁶ sec^–1M^–1·l bestimmt. Ferner wurde gezeigt, daß das Cholesteryl-7-peroxyradikal aus dem freien Radikal Cholesteryl-7 durch Anlagerung eines Moleküls O₂ entsteht. Für die Geschwindigkeitskonstante dieser Reaktion ergab sich eine untere Schranke vonk ₁=0,40·10¹⁰ sec^–1M^–1·l.

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Electron spin resonance investigations on radiation-induced free radicals of cholesterol in liquid phase

Summary The reaction kinetics of radiation-induced free radicals of cholesterol was studied in liquid phase at room temperature by means of e.s.r. spectroscopy on a solution of cholesterol in cyclohexane. Using a convenient photochemical initiation system, just those free radicals of cholesterol could be generated by the filtered u.v. radiation from a Xe high pressure lamp (235 nm265 nm) as were observed already a decade ago by Gordy [9] and by Ehrenberg, Löfroth [7] in X-irradiated cholesterol powder. At sufficiently high O₂-pressures (3·10^–4 Torr) over the sample solution a peroxy radical e.s.r. spectrum arose during u.v. irradiation which was identified by product analysis (7-hydroxy-cholesterol and 7-keto-cholesterol) to be dueto a cholesteryl-7-peroxyradical. The radical'sgeneration and decay kinetics was governed by a second order reaction. The velocity constant for bimolecular decay of the cholesteryl-7-peroxyradical was found to be k₂=(1.8 _–0,6 ^+0,9 )·10⁶sec^–1M^–1·l at room temperature. Furthermore it could be shown that the cholesteryl-7-peroxyradical was built up by the addition of one molecule of O₂ to a cholesteryl-7 free radical. For this reaction a value ofk ₁=0.4·10¹⁰ sec^–1 M^–1·l was estimated as a lower limit of the velocity constant.

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Die Arbeit stellt einen Auszug aus einer Dissertation an der Technischen Hochschule München dar.     

Herring bodies; an electron microscopic study of local degeneration and regeneration of neurosecretory axons

Summary The Herring bodies in the posterior lobe of the bovine hypophysis are very large (2–600 ) and can be classified into three types. The type I Herring body contains an accumulation of neurosecretory granules. These Herring bodies are very scarce and should not be confused with the numerous, but small, axonal swellings which also contain neurosecretory granules.The type II Herring body is characterized by the presence of a varying number of normal, moderately electron dense and empty vesicles, autophagic vacuoles, multilamellate bodies and occasional mitochondria. These Herring bodies are frequently observed.The type III Herring body is typified by the presence of dense vesicles connected to tubular formations which contain material of variable electron density, of filaments, and of long slender and very numerous mitochondria.The presence of multilamellate bodies and autophagic vacuoles suggests that the type II Herring body is in a degenerating phase. This concept is further substantiated by the similarity between this type of Herring body and transected neurosecretory axons in which degeneration is occurring.A similar comparison suggests that the type III Herring body is undergoing a regenerative process. Our current concept of the structure and function of Herring bodies is revised in the discussion.This work was supported by grants 5 RO1 NB 06641 NEUA and 5 R0107492 NEUA from the National Institutes of Health and the Space Sciences Research Center of the University of Missouri. The technical assistance of Mrs. G. Clark and Mr. R. Faup, and the clerical assistance of Mrs. S. Schmidt are gratefully acknowledged.Fellow of the Conséjo National de Investigaciones Científicas y Tecnicas de la República Argentína.     

Etude ultrastructurale de l'endoplasme et des vacuoles chez deux types de Dinoflagellés appartenant aux genres Noctiluca (Suriray) et Blastodinium (Chatton)

Résumé L'ultrastructure des éléments cytoplasmiques de deux Dinoflagellés a révélé des différences fondamentales directement liées à leur mode de vie.Chez Noctiluca (Dinoflagellé libre, incolore), les corps de Golgi jouent un rôle important dans la formation des sphères archoplasmiques au moment des divisions et lors de l'élaboration de l'endoglée. Les mitochondries de grande taille, parfois géantes, ont des crêtes nombreuses et une matrice réduite. Elles offrent souvent des relations de contiguïté avec les granulations lipidiques et l'enveloppe nucléaire; elles sont très abondantes dans le tentacule du trophozoïte. Il n'existe pas de plastes. Les inclusions lipidiques abondent ainsi que les trichocystes fibreux et les poches mucifères dont le contenu est polysaccharidique.Chez Blastodinium (Dinoflagellé parasite, coloré sauf une espèce), les corps de Golgi sont très réduits dans le trophocyte, assez rares mais de structure classique dans les sporocytes. Les mitochondries sont de petite taille, pauvres en crêtes et ont une matrice importante chez le trophocyte; elles sont plus grandes dans les sporocytes. Les plastes bien développés, périphériques, possèdent des lamelles stromatiques formées de trois thylakoïdes chez les sporocytes; par contre, chez l'individu végétatif, le plus souvent incolore et relativement protégé de la lumière par plusieurs rangées de sporocytes, les plastes, de grande taille ont un aspect dégénéré: lamelles stromatiques rares, thylakoïdes tassés et stroma important; ce sont des étioplastes. Le cas de Blastodinium contortum hyalinum toujours incolore, est particulier: les plastes existent encore mais sont totalement dégénérés. Il y a très peu de lipides dans le trophocyte, mais ils sont par contre abondants dans les sporocytes. Il existe des trichocystes fibreux et chez l'individu végétatif, des figures myéliniques.Ces importantes variations structurales illustrent parfaitement, dans l'échelle évolutive des Dinoflagellés, l'exemple de deux modes de vie très différents.

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Fine structure of endoplasm and vacuoles in two types of dinoflagellates of the genus Noctiluca and Blastodinium

Summary The fine structure of cytoplasmic elements of two Dinoflagellates reveals fundamental differences directly linked to their way of life.In Noctiluca, free-living, colourless dinoflagellate, the Golgi bodies play an important role in the formation of archoplasmic spheres at the moment of division and when the endoglea is elaborated. The mitochondria of great size, sometimes giant, have very abundant cristae and a reduced matrix. They often show relations of contiguity with the lipid granules and the nuclear envelope; they are very abundant in the tentacle of the trophozoïd. There are no plastids. The lipid inclusions are very abundant and so are fibrous trichocysts and muciferous bags whose content is polysaccharidic.In Blastodinium, parasitic dinoflagellate, coloured except for one species, the Golgi bodies are much reduced in the trophocyte, rather rare but of classical structure in the sporocytes. The mitochondria are of small size, with rare cristae and have an enlarged matrix in the trophocyte; they are bigger in the sporocytes. The plastids are well developed, peripheral, and have stromatic lamellae formed of three thylakoïds in the sporocytes. On the other hand, in the vegetative individual, usually colourless since it is protected from the light by many rows of sporocytes, the large plastids have a degenerated aspect, rare stromatic lamellae, packed thylakoïds and enlarged stroma; they are etioplastids. The case of Blastodinium contortum hyalinum, always colourless, is special: the plastids still exist but are completely degenerated. There are very few lipids in the trophocyte but abundant ones in the sporocytes. Some fibrous trichocysts occur, and in the vegetative individual, some myelinic vacuoles.These important structural variations illustrate very well the example of two very different ways of life, in the evolutionary tree of dinoflagellates.

Cet article fait partie d'un travail d'ensemble constituant une Thèse de Doctorat d'Etat intitulée: La cytologie et la division de deux types de Dinoflagellés: Noctiluca Suriray (genre libre) et Blastodinium Chatton (genre parasite).     

The fine structure of the newborn rat adrenal cortex

Summary The structural changes of the zona juxtamedullaris of the rat adrenal cortex at birth, have been examined by the light and the electron microscope. In this zone clusters of medullary cells lying among the strands of cortical tissue were observed. In the inner portion of the zona juxtamedullaris two types of adrenocortical cells were found: light and very-dark cells. The latter are smaller than the light cells and are always in close connection with the medullary tissue. The ultrastructural features of the very-dark cells suggest that these elements are in degeneration. This finding supports the hypothesis that at birth there is a partial degeneration of the rat zona juxtamedullaris, i.e. the zone corresponding to the fetal zone of some mammalian species.It is proposed that in all mammalian species at birth there is a partial regression of the zona juxtamedullaris and that the regression of the fetal zone is only the quantitative increase of this phenomenon. This hypothesis is discussed in relation to numerous data demonstrating that there are enzymatic conditions in the rat during fetal life, which permit a discrete hypertrophy of the adrenal cortex.The author wishes to express his appreciation to Dr. A. Gambino and to Mr. G. Gottardo for technical assistance.