BioEssays 10/2020

Frequent independent origins of environmental sex determination (ESD) are assumed within amniotes. However, the phylogenetic distribution of sex-determining modes suggests that ESD is likely very ancient and may be homologous across ESD groups. Sex chromosomes are demonstrated to be old and stable in endothermic (mammals and birds) and many ectothermic (non-avian reptiles) lineages, but they are mostly non-homologous between individual amniote lineages. The phylogenetic pattern may be explained by ancestral ESD with multiple transitions to later evolutionary stable genotypic sex determination. It is pointed out here that amniote ESD shares several key aspects with sequential hermaphroditism of fishes such as a lack of sex differences in genomes, biased population sex ratios, and potentially also molecular mechanism related to general stress responses. Here, it is speculated that ESD evolves via a heterochronic shift of the sensitive period of sex change from the adult to the embryonic stage in a hermaphroditic amniote ancestor. Also see the video abstract here https://youtu.be/q2mjtlCefu4 .     

Growth and morphogenesis ofBotrytis cinerea. Effects of exogenous calcium ions,calcium channel blockers and cyclosporin A

Calcium channel blockers, verapamil, nitrendipin and nifedipin, and cyclosporin A inhibited growth of colonies ofBotrytis cinerea in a concentration-dependent manner and simultaneously induced morphological changes of its hyphal tips. Exogenous calcium at the concentration of 100 mmol/L decreased the growth-inhibitory effects of channel blockers and cyclosporin A; however, at the concentration of 500 mmol/L Ca²⁺ their inhibitory effects were increased. At the latter concentration, calcium partly reversed the morphogenic effects of the blockers but not of cyclosporin A.     

Inhibition of Aspartate Aminotransferase by Glycation In Vitro Under Various Conditions

Incubation of 50 mM d -glucose with aspartate aminotransferase (AST, EC 2.6.1.1) preparations (purified pig heart enzyme or a rat liver 20,000 × g supernatant) at 25°C had no effect on enzyme activity. 50 mM d -fructose or d -ribose gradually inhibited pig heart AST under the same conditions to zero activity after 14 days. 50 mM dl -glyceraldehyde decreased enzyme activity to zero after 6 days of incubation. The inhibition of pig heart AST by 50 mM d -fructose or d -ribose was marked even at a temperature of 4°C but it was less pronounced than at 25°C. There was no effect of 0.5 mM 2-oxoglutarate on AST activity during incubation, while the presence of 25 mM l -aspartate decreased it rapidly. 0.5 mM 2-oxoglutarate partly prevented inhibition of AST by d -ribose or d -fructose, while an analogous experiment with 25 mM aspartate resulted in a rapid decline similar to that in the absence of sugars.     

Ein Beitrag zur Kenntnis der Regenerationsfähigkeit der Seeigelstacheln

Ohne Zusammenfassung     

Bemerkenswerte Pflanzenfunde aus Bosnien und der Herzegowina

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden Pflanzenarten besprochen, die selten oder neu für das Gebiet Bosniens und der Herzegowina, und meist von allgemeinem pflanzengeographischem Interesse sind. Einige dieser Funde wurden auf Dolomit oder Serpentinunterlage festgestellt, von welchen auch einige neue Sippen beschrieben wurden.     

Über die Beziehungen zwischen Muskelfasern und Bindegewebsfibrillen

Zusammenfassung Es handelt sich um die Frage, wie sich die Muskelfasern mit Bindegewebe — einerseits mit dem interstitiellen Bindegewebe (Endomysium) des Muskels, andererseits mit jenem, an welches sich der Muskel befestigt — verbinden. Unter anderem um die Frage, ob sich die Kraft der sich kontrahierenden Muskelfasern an das Bindegewebe der zweiten Art direkt oder durch Vermittlung des Interstitiums überträgt.Das einfachste Objekt, an dem man diese Frage zu lösen versuchen kann, stellen die lateralen Rumpfmuskeln von Branchiostoma, von Cyklostomen und von Ichthyopsiden. Beim Lösen der Frage berührt man das wichtige Thema vom Ursprung des Bindegewebes — seiner Desmofibrillen — überhaupt.Bei Branchiostoma fehlt in den Myomeren der lateralen Rumpfmuskeln das Bindegewebe, und die einheitlichen, d. i. syncytial gebauten Myomeren sind hier als Ganzes von Sarkolemm begrenzt; ihre kontraktile Substanz hat in den Desmofibrillen der Myosepten Fortsetzung (Studnika, 1920).Bei Petromyzon bestehen die Rumpfmuskeln aus großen, ziegelförmigen Muskelkästchen, die zuerst durch einheitliche (innere) Sarkolemme, nach ihrer Spaltung durch ein spärliches interstitielles Bindegewebe voneinander getrennt sind. Später zerfallen die Muskelkästchen in breite Zonen und dann in Muskelfasern verschiedener Dicke; zuletzt dringt zwischen die oberflächlichsten davon, die parietalen Muskelfasern, das Bindegewebe in dünnen Schichten hinein (Maurer 1891). Das ist jetzt das Endomysium des Muskels, während dasjenige Bindegewebe, welches die Muskelkästchen bisher voneinander trennte, zum Perimysium internum wird. Die zentralen Muskelfasern der Kästchen sind von Bindegewebe nicht umgeben; sie verbinden sich bloß an ihren Enden (wo sie miteinander verschmelzen) mit den Myosepten. Da im Inneren der Kästchen das Bindegewebe überhaupt fehlt und da das innere Perimysium aus reichlich gewundenen, zum großen Teil quer zu der Richtung der Muskelkästchen verlaufenden Fasergebilden besteht, ist es klar, daß es nicht die in den bekannten Theorien der Muskelkraftübertragung (vgl. S. 36, 37) ihnen zugeschriebene Rolle übernehmen kann.Bei Myxine und bei allen Gnathostomen bestehen die Rumpfmuskeln aus typischen, drehrunden Muskelfasern. Einzelne davon sind voneinander durch ein bindegewebiges Endomysium, ihre Gruppen durch ein Perimysium internum getrennt. Das Endomysium besteht einerseits aus festen exoplasmatischen fibrillenführenden, im fertigen Zustande de norma mit sehr spärlichen Zellen besetzten Lamellen, andererseits aus einem ebenfalls Desmofibrillen und sehr spärliche Zellkerne bzw. Zellen führenden interstitiellen Gerüst. Wieder überzeugt man sich davon, daß die stark, stellenweise sogar wie mäanderförmig gewundenen und dazu größtenteils quer zu der Richtung der Muskelfasern angeordneten Desmofibrillen der Lamellen und des Gerüstes, die von einigen ihnen zugeschriebene Aufgabe nicht besorgen können. — Dieses Verhalten fand ich bei allen von mir untersuchten Ichthyopsiden (in einzelnen Fällen, so z. B. bei Esox, waren die interstitiellen Lamellen einfach). Die an ihnen sich befindenden Geflechte waren irgendwo (Esox) sehr dicht und wohl auch fest, anderswo (so bei den Amphibienlarven) äußerst locker gebaut und weich. Bei Selachierembryonen (Torpedo, Spinax) konnte ich mich davon überzeugen, daß alle diese interstitiellen Strukturen auf der Grundlage des Mesostroma-Mesenchyms, also eines Zellbrückennetzes, entstehen. An der Bildung des Mesostromas beteiligen sich offenbar auch die jungen Muskelfasern, doch am fertigen Gewebe läßt sich ein Zusammenhang des Gerüstes mit dem Sarkolemm nicht nachweisen.Sowohl die Muskelfasern (an ihren Enden) wie auch die interstitiellen Lamellen sind mit den Myosepten fest verbunden; die Lamellen bilden zusammen mit ihnen ein interstitielles Muskelgerüst, in dessen Lücken die Muskelfasern sonst ziemlich frei liegen. Man sieht dieses Gerüst in jenen Fällen sehr deutlich, in denen sich die Muskelfasern bei der Fixierung der Objekte stark kontrahierten und sich von dem Myoseptum abgerissen haben, so daß das Muskelgerüst stellenweise leer geworden ist. Das quergestreifte Muskelgewebe ist auf diese Weise ein Beispiel eines nicht aus Zellen gebauten Gewebes mit (im fertigen Zustande) relativ sehr spärlichen Zellen.Die Muskelfasern verbinden sich mit den Myosepten auf verschiedene Weise. In den jungen Entwicklungsstadien der Kranioten gibt es in der Gegend, wo sich später die Myosepten befinden, zuerst bloß Lücken, die von Cytodesmen, von Mesostroma und zuletzt von bindegewebigen Längsfasern überbrückt werden. Die Längsfasern sind Desmofibrillenbündel, welche sich von den Enden der Muskelfasern der einen zu denen der folgenden Myomere ziehen und beide fest miteinander verbinden. In älteren Entwicklungsstadien gibt es in den Lücken auch Bindegewebsfasern, die in anderer Richtung verlaufen, und zuletzt überwiegen hier die Querfasern; solche Bindegewebsfasern nämlich, welche in der Richtung der Lücke verlaufen. Auf diese Weise entsteht an der Stelle der intermyomeralen Lücke im fertigen Körper schließlich ein festes bindegewebiges Myoseptum. Es gibt Myosepten mit verschiedener Anordnung der Desmofibrillen und ihrer Bündel.Da man sich auf das interstitielle Bindegewebe nicht berufen kann, ist es klar, daß sich die Zugwirkung der sich kontrahierenden Muskelfasern durch ihre Enden, welche sich an die Myosepten festsetzen, an diese letzteren überträgt.Wo es in den intermyomeralen Lücken, dann in den Myosepten, die obenerwähnten Längsfasern gibt — und solche fand ich anfangs bei allen von mir untersuchten Formen — stellen diese Fasern gewissermaßen die Fortsetzung der Myofibrillen vor. Entweder sind die Enden der Muskelfasern nackt, und die Myofibrillen gehen unmittelbar in die Desmofibrillen und ihre Bündel über, oder sind die Enden der Muskelfasern durch das Sarkolemm begrenzt, und die Fasergebilde treten dann durch das Sarkolemm hindurch; in noch anderen Fällen muß man annehmen, daß sich auf die eine Seite des Sarkolemms die Myo-, auf die andere (äußere) Seite die Desmofibrillen festsetzen. Das exoplasmatische Sarkolemm stellt dabei keine tote Scheidewand zwischen den beiden Arten der Fibrillen vor. Die Desmofibrillen sind oft zu Bündeln verbunden, und ihre Anzahl ist dann geringer als jene der Myofibrillen.Bei Amphibienlarven entfernen sich gegen das Ende der Schwanzflosse zu die Myomeren voneinander, und aus jenem Materiale, welches in den vorderen Teilen des Körpers die Myosepten baut, entstehen da förmliche Sehnen; in Anbetracht des Umstandes, daß es sich (beim Ende der Flosse) um Fibrillenbündel handelt, welche die einzelnen Muskelfasern miteinander verbinden, sind es eigentlich Mikrosehnen. In diesen Fällen sieht man den Übergang der Desmofibrillen in Myofibrillen besonders deutlich, und man kann ihn — bei Pelobates-Larven — sogar auch an im frischen Zustande untersuchten (zerdrückten) Objekten untersuchen.Dort, wo man den direkten Zusammenhang der Fasergebilde nicht beobachten kann, sieht man an der Stelle des Septums, wo die sich kontrahierenden Muskelfasern von ihm weggerissen haben, manchmal Reste der zerrissenen Desmofibrillen, zum Zeichen, daß hier die Myofibrillen wirklich mit den Desmofibrillen im Zusammenhange standen. In sehr zahlreichen Fällen beobachtet man bei älteren Tieren jedenfalls auch dies nicht; man bekommt dann den Eindruck, als ob die Enden der Muskelfasern mit dem Myoseptum bloß verklebt wären. Es gelang bisher nicht, die zwischen den anders verlaufenden Fibrillen sich befindenden und zur Befestigung der Muskelfasern dienenden Desmofibrillen in allen Fällen zu finden.     

Interaction of ferric complexes with rat liver nuclei to catalyze NADH-and NADPH-Dependent production of oxygen radicals

The production of potent oxygen radicals by microsomal reaction systems has been well characterized. Relatively little attention has been paid to generation of oxygen radicals by liver nuclei, or to the interaction of nuclei with different ferric complexes to catalyze NADH- or NADPH-dependent production of reactive oxygen intermediates. Intact rat liver nuclei were capable of catalyzing an iron-dependent production of .OH as reflected by the oxidation of .OH scavenging agents such as 2-keto-4-thiomethylbutyrate, dimethyl sulfoxide, and t-butyl alcohol. Inhibition of .OH production by catalase implicates H2O2 as the precursor of .OH generated by the nuclei, whereas superoxide dismutase had only a partially inhibitory effect. The production of .OH with either cofactor was striking increased by addition of ferric-EDTA or ferric-diethylenetriamine-pentaacetic acid (DTPA) whereas ferric-ATP and ferric-citrate were not effective catalysts. All these ferric complexes were reduced by the nuclei in the presence of either NADPH or NADH. The pattern of iron chelate effectiveness in catalyzing lipid peroxidation by nuclei was opposite to that of .OH production; with either NADH or NADPH, nuclear lipid peroxidation was increased by the addition of ferric ammonium sulfate, ferric-ATP, or ferric-citrate, but not by ferric-EDTA or ferric-DTPA. NADPH-dependent nuclear lipid peroxidation was insensitive to catalase, superoxide dismutase, or .OH scavengers; the NADH-dependent reaction showed a partial sensitivity (30 to 40%) to these additions. The overall patterns of .OH production and lipid peroxidation by the nuclei are similar to those shown by microsomes, e.g., effect of ferric complexes, sensitivity to antioxidants; however, rates with the nuclei are less than 20% those of microsomes, which reflect the lower activities of NADPH- and NADH-cytochrome c reductase in the nuclei. The potential for nuclei to reduce ferric complexes and catalyze production of .OH-like species may play a role in the susceptibility of the genetic material to oxidative damage under certain conditions since such radicals would be produced site-directed and not exposed to cellular antioxidants.     

Effect of anti-mosquito antibodies on the infectivity of the rodent malaria parasite Plasmodium berghei to Anopheles farauti

The effect of mouse anti-mosquito antibodies, present in the bloodmeal, on the infectivity of Plasmodium berghei Vincke to Anopheles farauti Laveran was investigated. Significantly fewer oocysts developed in mosquitoes feeding on mice immunized with sugar-fed mosquito midgut antigens than in mosquitoes feeding on control mice. Mosquitoes feeding on mice immunized with the midgut antigens derived from sugar-fed mosquitoes also showed reduced mortality and had lower infection rates than those fed on unimmunized mice. Blood-fed midgut antigen was less effective in producing these effects than sugar-fed midgut antigen.