Mite-load function improves precision of feeding damage estimation in Tetranychus urticae

The influence of temperature and light regime on the feeding intensity of Tetranychus urticae (Koch) (Acari: Tetranychidae) was studied on bean plants. A nonlinear relationship was found between temperature and feeding activity of T. urticae. The feeding intensity increased from 10 °C to 35 °C. At 10 °C there was practically no feeding, whereas at 35 °C maximum feeding occurred. above 35 °C the activity of the mites decreased. No difference could be found in the feeding intensity of mites kept at permanent darkness or permanent light. Based on the observed relationship between temperature and feeding activity and intensity of damage symptoms, respectively, we propose the use of a mite-load function to define the mite stress imposed on the plant.

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Zusammenfassung Wir untersuchten den Einfluss von Temperatur und Licht auf die Saugtätigkeit von Tetranychus urticae auf Bohnenpflanzen und fanden eine nicht-lineare Beziehung zwischen Temperatur und Saugaktivität. Die Saugintensität stieg bei Temperaturen über 10 °C an bis zum Saugmaximum bei 35 °C und sank dann relativ rasch ab. Permanentes Licht- oder Dunkelregime übte keinen Einfluss auf die Saugleistung aus. Aufgrund der beobachteten Zusammenhänge zwischen Temperatur, Saugintensität und Intensität der Ausbildung der Schadsymptome entwickelten wir ein verbessertes Mass (mite-load) für die Erfassung des Spinnmilbenstresses auf die Wirtspflanze. Die präsentierten Daten zeigen, dass mit der mite-load Funktion die Saugschäden von T. urticae präziser erfasst werden können als mit den bisher gebräuchlichen Milbendichten pro Blatt oder Milbentagen.

     

Morphologische Veränderungen anAspergillus niger nach Behandlung mit Ultraschall

Zusammenfassung Konidien vonAspergillus niger wurden in Phosphatpufferlösung suspendiert einer Ultraschallbehandlung unterworfen. Die Beschallungsfrequenz war bei sämtlichen Versuchen 20 KHz, während Beschallungsdauer und Intensität variiert wurden.Neben den Veränderungen der Konidienhülle waren vor allem die Unterschiede im Keimungsverlauf zwischen unbeschallten und beschallten Konidien auf Bierwürze-Gelatine-Nährböden interessant. 6 bis 7 Stunden lang mit einer Intensität von 21,2 Watt pro qcm beschallte Konidien bildeten zwei oder mehrere Keimstellen. Bei Ausbildung von zwei Keimschläuchen bildete der eine in kurzen Abständen verdickte Zellen und stellte sein Wachstum ein, während der andere zu einer normalen Hyphe auswuchs. Weiters konnte oftmals beobachtet werden, daß Hyphen, die nach Auskeimung aus beschallten Konidien hervorgegangen waren, plötzlich derart verdickte Zellen bildeten und ihr Längenwachstum einstellten.Beschallungen des Einsaatmaterials mit einer Intensität über 14,5 Watt pro qcm ergaben sowohl elektronen- als auch lichtmikroskopisch erkennbare morphologische Veränderungen der daraus gezüchteten Pilze. Diese Veränderungen waren vor allem in der Gestalt der Zellen, in der Septierung, den Verzweigungen und an der Ausbreitung der Hyphenstränge erkennbar. Bei längerer Beschallung des Impfmaterials trat eine starke Verkürzung der Konidienträger ein.Die durch Ultraschalleinwirkungen hervorgerufenen morphologischen Veränderungen konnten auch in weiteren vegetativen Generationen beobachtet werden, was einen durch Ultraschallbehandlung auftretenden Eingriff in die genetische Substanz der Zelle vermuten läßt.     

Testis development in Pieris brassicae parasitized by Apanteles glomeratus

Testis development in Pieris brassicae (L.) parasitized as 1-day-old larvae by Apanteles glomeratus (L.) is considerably retarded from the second-instar onward. Testicular volume is only one sixth and testicular wall thickness only one quarter that of the normal testes at the end of the fifth larval instar. Nevertheless, bundles of sperm are formed in parasitized larvae. After interrupted oviposition, leading to the lowest possible level of parasitism, the effects are of the same magnitude as in more heavily parasitized hosts at comparable age. No significant correlation between number of parasitoids and retardation inflicted is found. The possible source of the effect of parasitism is discussed.

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Zusammenfassung Bei den unparasitierten Wirten läuft die gesamte Hodenentwicklung während der Larvenzeit ab. Bei parasitierten Wirten ist der Entwicklungszeitplan identisch, aber das Hodenvolumen bleibt in Larvenstadium auf einem Sechstel und die Hodenwand (Peritonealhülle und Follikelwand) auf einem Viertel in der normalen Werte. Die allmählich hervortretenden Veränderungen beginnen bereits beim zweiten Larvenstadium des Wirtes. Trotz der Veränderungen entwickeln sich auch in den parasitierten Hoden zeitplangemäss Spermienbündel, deren Fertilität jedoch nach ihrem histologischen Aussehen fragwürdig erscheint. Durch eine Unterbrechung der Eiablage des Parasitenweibchens nach 3-sekundiger Ablage konnte ein schwacher Parasitismus hervorgerufen werden, bei dem die Anzahl der Parasitenlarven pro Wirt von 1–8 variierte. Die bei diesen Wirten beobachteten Veränderungen der Hoden waren gleicher Art und gleich gross wie bei stark parasitiertem Material. Eine gute Korrelation zwischen der Zahl der Parasitlarven pro Wirt und der Intensität der pathologischen Veränderungen konnte nicht festgestellt werden. Mögliche Gründe der vom Parasitismus verursachten Veränderungen werden diskutiert. Dafür kommen vor allem die Parasitenlarven ersten und zweiten Stadiums in Frage, aber der eventuelle Anteil des eierlegenden Parasitenweibchens wird auch berücksichtigt.

     

Toxicity of organophosphorus systemic pesticides to predator mites and prey

Three systemic OP insecticides, Di-Syston^®, Meta-Systox-R^® and Systox^® were added at six concentrations (0.002–0.032% active ingredient) to nutrient solutions in which bean plants were cultured. On all concentrations the materials were less toxic to the two-spotted spider mite,Tetranychus urticae Koch feeding on the plant than toNeoseiulus fallacis (Garman) preying on theT. urticae. Of the three, Di-Syston was the least toxic to both mite species. WhenT. urticae were cultured on detached bean leaves, placed on cellucotton in nutrient solutions containing the same pesticide concentrations, their eggs were also toxic toN. fallacis. Longevity studies in conjunction with³²P labelled foliage showed thatN. fallacis are incapable of feeding directly on bean leaves.

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Zusammenfassung Drei systemische Phosphorinsektizide, Di-Syston^®, Meta-Systox^® und Systox^®, wurden, in sechs Konzentrationen (0,002–0,032% Wirkstoff) zu Nährstofflösungen hinzugefügt, in denen Bohnenpflanzen kultiviert wurden. Für die SpinnmilbeTetranychus urticae, die an den Bohnenblättern saugte, waren die drei Insektizide in sämtlichen Konzentrationen weniger toxisch als für die RaubmilbeNeoseiulus fallacis, die sich vonT. urticae ernährte. Es ergab sich demnach keine ökologische Selektivität. Von den drei geprüften Mitteln war Di-Syston für die beiden Milben am wenigsten toxisch. Wenn manT. urticae auf abgetrennten Bohnenblättern, die sich auf Cellucotton in Nährstofflösungen mit den genannten Insektizidkonzentrationen befanden, züchtete, wurden ihre Eier fürN. fallacis ebenfalls toxisch. Lebensdauer-Versuche mit Blättern, die³²P enthielten, zeigten, daßN. fallacis nicht fähig ist, sich direkt von Bohnenblättern zu ernähren.

     

Veränderungen des intracytoplasmatischen Membransystems (Thylakoide) von Rhodospirillum rubrum unter Stickstoff-Limitierung

Zusammenfassung Ruhende Zellen von Rhodospirillum rubrum formten in Gegenwart von Substrat nach 1–4 Tagen ihre intracytoplasmatischen Vesikel zu Schläuchen und unregelmäßigen Membran-Aggregaten um. Die Veränderungen traten anaerob und aerob im Licht sowie in aerober Dunkelkultur auf und waren von der Art des Substrats abhängig. Ohne Substratzugabe waren keine Veränderungen im intracytoplasmatischen Membransystem zu beobachten. Auch bei einer völligen Umgestaltung der Thylakoidvesikel blieb der Bacteriochlorophyllgehalt der Zellen nahezu konstant. Da in denselben Zellen sich Speicherstoffe anhäuften, kann angenommen werden, daß die ATP-Bildung nicht limitierend war. Die Rate der anaeroben Photophosphorylierung und die O₂-Aufnahme im Dunkeln verringerten sich jedoch. Auch die Zahl der vermehrungsfähigen Bakterien nahm ab.Es wird diskutiert, ob die Veränderungen der intracytoplasmatischen Membranvesikel nur eine Desintegration der Membranen beim Absterben der Bakterien sind oder ob sie als eine vom Stoffwechsel der Zelle kontrollierte Morphogenese ablaufen.

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Changes in the intracytoplasmic membrane system (thylakoids) of Rhodospirillum rubrum under nitrogen limitation

Summary In resting cells of Rhodospirillum rubrum under N-limitation in presence of a substrate the intracytoplasmic vesicles were transformed within 1 to 4 days into tubes and irregular membrane aggregates. The changes were observed either in the light under aerobic and anaerobic conditions or in the dark under aerobic conditions. They were dependent on the substrate supplied. Without substrate no changes in the intracytoplasmic membrane system occurred. Even after a complete morphological change of the thylakoid vesicles the bacteriochlorophyll content of the cells remained nearly constant. It can be assumed that the ATP production was not limiting, because in the same cells storage material accumulated. On the other hand, however, the rate of the anaerobic photophosphorylation, the O₂-consumption in the dark, and the number of viable cells in the culture decreased.It is discussed, whether the variations of the intracytoplasmic membrane vesicles are only a disintegration of the membranes during death of the bacteria or whether they occur as a morphogenesis which is controlled by the metabolism of the cell.

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Abkürzungen BChl Bacteriochlorophyll - CM Cytoplasmamembran - ICM intracytoplasmatische Membranen     

Moisture gains, losses and equilibria of flour mites, Acarus siro L., in comparison with larger arthropods

Populations of flour mites reared at 95.5 and 75% RH contained respectively about 70 and 66% of water, the equilibrium moisture contents at these humidities. Exposed without food to raised or lowered humidities, populations gained or lost moisture continuously. The increases however did not lead to steady equilibrium levels; instead, they were superseded by decreases after about a day, or less, presumably because fasting weakened the ability to retain moisture. Mites from a given humidity generated about the same humidity in a small impervious cell, until asphyxiation set in and the humidity rose.Compared with larger arthopods, the flour mite has high rates of uptake or loss of water as % of weight, but low rates per unit area of its surface. Such a small animal, with a high surface/volume ratio, and living at humidities down to about 62% RH, needs a relatively impervious cuticle. The high surface/volume ratio should assist cutaneous respiration.

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Zusammenfassung Populationen von Acarus siro, die in 95,5% und 75% Luftfeuchtigkeit (RH) aufgezogen waren, verloren wenig an Gewicht, wenn sie nach der Entfernung des Futters für 15 Std in den gleichen Luftfeuchtigkeiten in Zellen von ausgezogenem Polystyren und Beutelseide gehalten wurden; aber Milben aus 75% RH büßten in 70% RH während dieser Zeit ungefähr 4,7% ihres Gewichtes ein.Nach 15 Std wurden einige Milben höherer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, wo sie infolge aktiver Absorption von Wasserdampf für einige Zeit an Gewicht zunahmen, dann aber etwas langsamer wieder abnahmen; andere wurden niedriger Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, wo sie von Anfang an Gewicht verloren, in 50% RH und darunter schneller als in 65% RH und darüber.Im Vergleich mit größeren Arthropoden hat die Mehlmilbe, bezogen auf Gewichtsprozent, eine hohe Wasseraufnahme- und-abgabegeschwindigkeit, in bezug auf die Oberflächen-Einheit aber schätzungsweise eine geringe. Ein so kleines Tier mit einem so großen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen braucht in Luftfeuchtigkeiten bis hinab zu 62% RH eine relativ wasserdichte Kutikula. Das hohe Oberfläche/Volumen-Verhältnis dürfte die Hautatmung begünstigen.Milben, die in 95,5% oder 75% RH aufgezogen wurden, enthalten ungefähr 70% bzw. 66% Wasser; das entspricht dem Gleichgewicht des Wassergehaltes bei diesen Luftfeuchtigkeiten. Die anfängliche Wasseraufnahme bei erhöhter Luftfeuchtigkeit weist auf die Entwicklung in Richtung eines Wassergehalts-Gleichgewichtes mit den betreffenden Luftfeuchtigkeiten hin; die anschließende Umkehrung des Wassergehaltes ist wahrscheinlich mit der Wirkung des Hungerns auf die Stärke des Wasseraufnahme-und-retensionsvermögens zu erklären.Milben verschiedenen Wassergehaltes wiesen entsprechend verschiedene Gleichgewichte mit der Luftfeuchtigkeit auf. Das ließ sich an Milben zeigen, die—aus verschiedenen Luftfeuchtigkeiten kommend—in kleine wasserdichte Gefäße eingeschlossen wurden, in denen die relative Luftfeuchtigkeit dann gemessen wurde. Diese war jeweils der Luftfeuchtigkeit des Raumes ähnlich, aus dem die Milben genommen worden waren. Blieben die Milben dauernd eingeschlossen, bis sie infolge Luftmangels träge wurden, so stieg die Luftfeuchtigkeit fast bis zur Sättigung an.Es ist wichtig, zwischen Feuchtigkeits-Gleichgewicht im normalen Sinne (wie oben) und dem kritischen Feuchtigkeits-Gleichgewicht zu unterscheiden, nämlich der niedrigsten Luftfeuchtigkeit, in der die Tiere ohne Nahrung durch Wasserdampf-Absorption an Gewicht zunehmen können. Dieses kritische Feuchtigkeits-Gleichgewicht liegt für die Mehlmilbe knapp unterhalb von 75% Luftfeuchtigkeit, aber vielleicht nicht so tief wie der ökologische Grenzwert, der in der Nähe von 62% RH zu suchen ist.

     

Die Gefrier-Fixation lebender Zellen und ihre Anwendung in der Elektronenmikroskopie

Zusammenfassung Der Gefriervorgang in den Zellen hängt in erster Linie ab von der Gefriergeschwindigkeit, der Frosthärte des Objektes und von der Konzentration eines Frostschutzmittels (Glyzerin) im Zytoplasma. Für die meisten Untersuchungen wurde Preßhefe als Testobjekt verwendet. Der Einfluß der Gefriergeschwindigkeit äußert sich auf drei verschiedene Weisen; das Zellwasser kristallisiert entweder extra oder intrazellulär oder es wird amorph verfestigt (Vitrifikation). Die Bestimmung von Gefrierpunkt, Unterkühlbarkeit und Rekristallisationspunkt ermöglicht eine Erklärung dieser drei Wirkungsweisen und führt zu einem physikalischen Verständnis des Phänomens der Frosthärte. Physikalische Untersuchungen zeigen, wie das Frostschutzmittel eine Erhöhung der Frosthärte bewirkt; physiologische Experimente veranschaulichen einige Nebenwirkungen des Glyzerins.Die Verwirklichung des Gefrierens lebender Zellen hängt in erster Linie von der Wahl geeigneter Gefriergeschwindigkeiten und Frostschutzmitteln ab. Die Endtemperatur des Gefriervorganges muß, je nach der Frosthärte des Objektes, d. h. je nach dem tiefsten in den Zellen auftretenden Rekristallisationspunkt, unter –50 bis –70° C liegen.Das Anwendungsgebiet des Gefrierens lebender Zellen ist sowohl auf biologischem wie auch auf medizinischem Gebiete sehr groß, sei es als reine Gefrierkonservierung oder in der Gefrier-Trocknung oder -Substitution. Mit Hilfe der Gefier-Ätzung können hochauflösende, elektronenmikroskopische Bilder der gefrorenen Objekte hergestellt werden, die vollkommen artefaktfrei sind, insbesondere frei von den durch die üblichen Präparationsmethoden eingeführten Veränderungen.Einige Beispiele illustrieren die Anwendung des Gefrierens lebender Zellen in der Elektronenmikroskopie. Die Methode der Gefrier-Ätzung ist besonders geeignet für die Darstellung der auf den Zytomembranen lokalisierten Partikel; z. B. Fibrillen synthetisierende Partikel in der Plasmamembran, Ribosomen auf einer Vakuolenmembran, Elementarpartikel auf den Cristae mitochondriales und Quantasomen auf den Granalamellen eines Chloroplasten. Die vielfältige Anwendbarkeit der Gefrier-Ätzung wird aufgezeigt an Hand von Mikroorganismen (Hefe), pflanzlichen (Wurzelspitze) und tierischen Zellen (Dünndarmepithel).Diese Arbeit wurde durch einen Kredit des Schweizerischen Nationalfonds unterstützt. Den Vorstehern des Institutes für Allgemeine Botanik der Eidgenössischen Technischen Hochschule, Herrn Prof. Dr. A. Frey-Wyssling und des Laboratoriums für Elektronenmikroskopie, Herrn Prof. Dr. K. Mühlethaler, sei für die großzügige Förderung dieser Arbeit bestens gedankt. Herrn Dr. D. Branton und Herrn und Frau Prof. Dr. H. Ruska (Medizinische Akademie, Düsseldorf) danke ich für ihre Mitarbeit und für die Überlassung der Abb. 17, 20 und 21.     

Degenerationsstudien am Nervus pinealis von Rana esculenta L. nach stirnorgannaher und -ferner Durchtrennung

Zusammenfassung Am Nervus pinealis von Rana esculenta wurde der Verlauf der Wallerschen Degeneration nach Durchtrennung des Nervenstrangs unterhalb des Stirnorgans studiert.30 Std nach der Läsion tritt im distalen Stumpf der markhaltigen Nervenfasern eine Anhäufung von Glykogen auf; granulär-vakuolige Veränderungen zeigen diese Faserabschnitte am 4. Tag. Veränderungen der Myelinscheide beginnen am 7. postoperativen Tag an den Innenlamellen und greifen dann auf die ganze Markscheide über. Die Desintegration der einzelnen markhaltigen Fasern eines Nervus pinealis verläuft verschieden schnell; nach 25 Tagen ist sie an den meisten Fasern abgeschlossen.Am 7. Tag sind die ersten Veränderungen an den marklosen Fasern zu beobachten. Dabei werden die peripher in der Hüllzelle liegenden Fasern durch Retraktion des Hüllzellzytoplasmas ins Interstitium ausgestoßen und gehen dort zugrunde. Die mehr zentral in den Hüllzellen lokalisierten Fasern bleiben hingegen vom Hüllplasma umgeben. Die Degeneration dieser marklosen Elemente ist nach 14 Tagen abgeschlossen; es resultiert ein mit homogenem Inhalt geringer Elektronendichte gefüllter Kanal, der auf Querschnittsbildern eine Vakuole vortäuscht.Weiterhin ist für den degenerierenden Nervus pinealis eine starke Fibrosierung sowie der Schwund der intra- und perineuralen Lymphspalten charakteristisch. Nach etwa 60 Tagen treten im distalen Nervenstumpf von Büngnerschen Bändern umgebene marklose Nervenfasern auf. Dieses Auswachsen von Nervenfasern bestätigt elektrophysiologische Ergebnisse von Morita (s. Dodt und Morita, 1967), daß im Nervus pinealis erregungsleitende Elemente in beide Richtungen ziehen (frontofugale und frontopetale Fasern).Bindegewebsstrukturen, Degenerationsablauf und Strukturbild der Hüllzellen lassen den Nervus pinealis als peripheren Nerven erscheinen.

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Degeneration pattern of the pineal nerve of rana esculenta after transection at different anatomical levels

Summary Wallerian degeneration was studied in the pineal nerve of Rana esculenta with the electron microscope after transection of the nerve beneath the frontal organ.30 hours after the operation an accumulation of glycogen was found in the distal stump of the myelinated axons. Four days after interruption these axons displayed signs of granular and vaculoar disintegration. Myelin sheath changes started at the seventh day after the operation at the level of the inner lamellae and were subsequently followed by changes in the outer lamellar systems. The velocity of disintegration varied for individual myelinated fibers. 25 days after transection of the pineal nerve most of its myelinated fibers were completely degenerated.Initial changes of the unmyelinated fibers were recognized at the seventh postoperative day. Fibers located peripherally in the satellite cell were exposed by retraction of the satellite cytoplasm and degenerated rapidly. On the other hand, unmyelinated fibers which were located more centrally remained within the satellite cell and completed their degeneration only after 14 days. The residual structure observed was a channel occupied by a homogeneous material of low electron density.The number of collagen fibers increased and the intra- and perineural lymph spaces were obliterated in the distal nerve stump. Approximately 60 days after the operation chains of satellite cells and unmyelinated nerve fibers reappeared in the distal nerve stump. This result confirms the electrophysiological data of Morita (cf. Dodt and Morita, 1967) that nerve fibers run in both directions within the pineal nerve (i.e. they are frontofugal and frontopetal with respect to the frontal organ).The properties of the connective tissue between the pineal nerve fibers, the pattern of degeneration and the fine structure of the satellite cells suggest that the pineal nerve of Rana esculenta has the structure of a peripheral nerve rather than that of a central nervous tract.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Ein Druckkostenzuschuß wurde aus Institutsmitteln zur Verfügung gestellt.     

Ultrastruktur und Jodaufnahme der Schilddrüse bei Larven des Krallenfrosches (Xenopus laevis Daud.)

Zusammenfassung Ziel dieser Untersuchung war eine physiologische Deutung der Ultrastruktur von Schilddrüsenepithelzellen bei Larven von Xenopus laevis. Dazu wurden elektronenmikroskopische Bilder mit morphometrischen Methoden quantitativ ausgewertet und die Ergebnisse mit Jodaufnahmedaten verglichen. So konnte die Aktivierung der Schilddrüse durch TSH bei kälteblockierten bzw. hypophysektomierten Tieren mit Veränderungen während der spontanen Metamorphose verglichen werden.Ihrer Ultrastruktur nach sind die Schilddrüsen blockierter Prometamorphoselarven in der Entwicklung auf ein früheres Stadium zurückversetzt. Auch zeigen hypophysektomierte Larven keine spontane Jodaufnahme. Eine einmalige TSH-Injektion läßt dann die Größe und Form der verschiedenen Organellen vorübergehend den Zustand der Kontrollen erreichen. Besonders rasch und stark sprechen einerseits die Kernstruktur, andererseits Mikrovilli und Kolloidtropfenvolumen, welche die Resorption von Thyreoglobulin charakterisieren, auf den TSH-Reiz an. Die Jodaufnahme verläuft langsamer. Auch reagieren die an der Synthese beteiligten Organellen später und schwächer.In der spontanen Metamorphose wachsen die Schilddrüsen, nach Totalvolumen, Cytoplasmavolumen einzelner Zellen und Epithelhöhe beurteilt, bis zum Ende der Metamorphose weiter und nehmen entsprechend mehr Jod auf. Ebenso wird während der ganzen Klimax die Kolloidresorption der einzelnen Zellen stärker. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß die TSH-Sekretion schon in der Prometamorphose einsetzt und bis gegen Ende der Metamorphose zunimmt.

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Ultrastructure and iodine uptake of the thyroid gland in larvae of Xenopus laevis daud

Summary The epithelial cells of the thyroid gland in larvae of Xenopus laevis were investigated with the electron microscope. Morphometrical methods yielded quantitative data on the morphology. The uptake of radioactive iodine was studied in order to obtain information on the physiological activity. Thus changes in the thyroid gland following the injection of TSH in tadpoles which had been hypophysectomized or blocked at low temperature were compared with the development of glands during spontaneous metamorphosis.The thyroid glands of blocked prometamorphic larvae resemble those of younger developmental stages as judged by their ultrastructure. In addition no spontaneous accumulation of iodine is observed. Following an injection of TSH the morphology of the various organelles becomes temporarily identical to that of the controls. These changes are most prominent in the nucleus as well as in the microvilli and the colloid droplets, which characterize the resorption of thyroglobulin. Only a minor effect of the TSH stimulus is found on iodine uptake and on organelles concerned with protein synthesis.During normal metamorphosis an increase is observed in the following parameters: (1) volume of the thyroid gland, (2) volume of the cytoplasm and height of single epithelial cells, (3) resorption of colloid, (4) iodine uptake. This increase persists until the end of the climax. Based on the present results TSH secretion is assumed to start in early prometamorphosis and to rise up to the end of metamorphosis.

Herrn Prof. Dr. R. Weber möchte ich für seine Hilfe bestens danken.     

Veränderungen der Blattproteine bei photoperiodischer Induktion

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Zelleiweiß der Kurztag-Crassulacee Kalanchoë Bloßfeldiana wurde eine Methode entwickelt, die es gestattet, Blattproteine auch aus gerbstoffreichen Pflanzen zu isolieren.Die Proteinfraktion der jüngsten Blätter wurde einer sauren Hydrolyse unterworfen; unter den Spaltprodukten konnten 24 ninhydrinpositive Substanzen aufgefunden werden; davon ließen sich 18 Komponenten mit bekannten Aminosäuren identifizieren.Die aus der Spitzenregion derKalanchoë isolierten Blattproteine unterscheiden sich in ihrer Aminosäurezusammensetzung von den von anderen Autoren untersuchten Zelleiweißen aus den Dauergeweben höherer Pflanzen sowie von den bekannten Algenproteinen. Insbesondere ist der Anteil an basischen und cyclischen Aminosäuren gegenüber den Aminodicarbonsäuren deutlich erhöht. Diese Abweichungen sprechen für einen höheren Histongehalt — und damit vermutlich auch höheren Nucleoproteidgehalt — der untersuchten meristematischen Gewebe.Während der photoperiodischen Induktion kommt es in der Spitzenzone zu einer Veränderung der Zelleiweiße die sich durch die quantitative Auftrennung der Hydrolyseprodukte erfassen läßt. Diese unmittelbar nach Induktionsbeginn eintretenden Verschiebungen im Mengenverhältnis der einzelnen Aminosäuren zeigen keine eindeutige Abhängigkeit von der Induktionsdauer; vielmehr durchlaufen die Konzentrationskurven innerhalb weniger Tage zwei mehr oder weniger deutliche Wendepunkte.Die nach 30tägiger Induktion feststellbaren Eiweißveränderungen lassen sich nicht ohne weiteres auf die in den ersten Induktionstagen ablaufenden Prozesse zurückführen.Die möglichen Zusammenhänge der beobachteten Eiweißumsetzungen mit Veränderungen im Enzymbestand der Zellen werden diskutiert.Mit 8 Textabbildungen.Habilitationsschrift der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.     

Über die fungicide Wirkung von Schwermetallchelaten (Kupfer-Dialkyldithiocarbamat)

Zusammenfassung Unterschiedlich konzentrierte Mischungen von Kupfersulfat und Natriumdimethyl- bzw.-diäthyldithiocarbamat zeigen an Conidien von Fusarium decemcellulare einen konzentrationsabhängigen Wechsel im toxischen Verhalten. UV-spektrographische Untersuchungen in Aqua dest.- und in Nährlösungsversuchen haben ergeben, daß der Toxicitätsverlust in keinem Fall von komplexchemischen Veränderungen im Sinne stöchiometrisch ungleichwertiger Schwermetallchelate (1:1 und 1:2) begleitet war. Aufgrund von Versuchen mit Kupfersulfat in subletalen Dosen in Gegenwart von zwei Komplexbildnern oder von Rhodamin B liegen Argumente dafür vor, daß ein toxischer Effekt gegenüber den Mikroorganismen nur dann zu erwarten ist, wenn Cu-Ionen gleich-zeitig mit dem gesättigten 1:2-Chelat auf die Zellen einwirkt. Ob über die nachweisbare Veränderung der Permeabilität das eingedrungene 1:2-Cu-Dithiocarbamat toxisch wirkt oder seine Komponenten, geht aus den Untersuchungen nicht hervor.     

Fluoreszenzmikroskopischer Nachweis der Sexualhormone im Rattenhoden

Zusammenfassung Nach einer kurzen Übersicht über den gegenwärtigen Stand der morphologischen und experimentellen Erforschung der Leydigschen Zwischenzellen des Hodens wird der Beweis dafür erbracht, daß diese Zellen die Produzenten des männlichen Sexualhormons sind. Testosteron läßt sich mit Hilfe einer Fluoreszenzreaktion im Schnitt direkt nachweisen. Bei Rattenmännchen, die längere Zeit von weiblichen Tieren getrennt waren, finden sich die fluoreszierenden Stoffe reichlich in den Zwischenzellen und in einem geringem Ausmaß auch in den Kanälchen (Sertolische Stützzellen). Nach mehrmaligem Coitus sind sie stark vermindert. Serumgonadotropin übt keinen wesentlichen Einfluß auf die Hormonmenge aus, hingegen enthalten die Hoden nach Gaben von Choriongonadotropin 3 Std nach der Injektion nur spärliche Reste fluoreszierender Substanzen, die jedoch 6 Std nach der Injektion bereits wieder im alten Umfang vorhanden sind.     

Inbreeding depression in an arrhenotokous mite (Tetranychus urticae Koch)

Five generations of inbreeding by sibmating in an arrhenotokous mite (Tetranychus urticae Koch) caused depression as measured in the hatchability of the eggs. It appeared that mainly the haploid eggs were affected.

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Zusammenfassung Inzucht über 5 Generationen verursachte bei einer arrhenotoken Spinnmilbe (Tetranychus urticae Koch) eine an der Schlüpffähigkeit der Eier gemessene Depression. Es schien, daß davon hauptsächlich die haploiden Eier betroffen waren.

     

The ecology of cold hardiness in different populations of the black currant gall mite, Cecidophyopsis ribis

Population samples of C. ribis from eastern Norway, western Norway, and England, and cuttings of 5 black currant varieties were exposed for different periods to -18.5°±0.5° C and mites also to 6°. Mite mortality, mite emigration, egg production at 6°, and bud burst of the cuttings, were observed.Marked differences were found between the mite populations both in their ability to produce eggs at 6°, and in cold hardiness at -18.5°. Mortality during cold treatment was inversely related to mite density in different buds as well as in different zones of each bud. Mite emigration was greatly facilitated when the side of the bud touched the twig.When comparing cold hardiness of the mites with that of black currant cuttings, cold treatment of the cuttings as a control measure appeared to be of little promise against the Norwegian populations of C. ribis. With the English population, however, a reasonable safety margin seemed to exist between exposures giving complete kill of the mites, and those which damage the cuttings.

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Zusammenfassung Populationsproben von C. ribis von Rygge, Ost-Norwegen; Hjelmeland, West-Norwegen; und Reading, England, wurden für verschiedene Zeiten Temperaturen von -18.5±0,5° und 6° ausgesetzt. Unbefallene Stecklinge der folgenden fünf Schwarze Johannisbeer-Sorten wurden in ähnlicher Weise mit Kälte von -18.5° behandelt: Bang up, Booskop Giant, Brødtorp, Silvergieter's Zwarte und Wellington XXX. Mortalität, Abwanderung und Eiproduktion der Milben bei 6° und das Knospenaufbrechen der Johannisbeer-Reiser wurden beobachtet.Die Milben von Rygge waren am meisten, die von Reading am wenigsten kälteresistent, während Milben von Hjelmeland eine mittlere Kälteresistenz aufwiesen (Fig. 1). Milben von Rygge, und in geringerem Maße die von Hjelmeland, produzierten bei 6° eine beträchtliche Anzahl Eier, während die Eiproduktion der englischen Population bei dieser Temperatur fast vollständig zum Stillstand gelangte (Tabelle III).Die Mortalität während der Kälte war umgekehrt proportional zur Milbendichte in verschiedenen Knospen (Fig. 2) sowohl wie in verschiedenen Zonen jeder Knospe (Tabelle I). Niedrige Wintertemperaturen wirken demnach nicht als Regulationsfaktor auf die Populationsdynamik dieser Art.Die Wirkung der Kältebehandlung auf die Milbenabwanderung ist in Tabelle II dargestellt. Die Abwanderung der Milben wurde sehr erleichtert, wenn eine Seite der Knospe den Zweig berührte (Fig. 4).Mit einer möglichen Ausnahme von Booskop Giant und Brødtorp konnten die Sorten der Schwarzen Johannisbeeren 16 Tage lang -18,5° ohne sichtbaren Schaden für den Knospenaustrieb unterworfen werden. Milben aus Ost-Norwegen überlebten 16 Tage Kältebehandlung in allen und Milben aus West-Norwegen in einer der Prüfungen. Kältebehandlung der Stecklinge scheint deshalb als Bekämpfungsmaßnahme gegen die norwegischen Populationen von C. ribis wenig erfolgversprechend. In den englischen Milbenpopulationen wurde dagegen nach 9 oder 10 Tagen 100% Mortalität erzielt. Dies scheint einen erträglichen Sicherheitszeitraum zwischen Behandlungen, die vollständige Abtötung der Milben ergeben, und solchen, die den Stecklingen schaden, offenzulassen.

     

Die Differenzierungsgenese der TSH-Zellen von Xenopus laevis unter Normalbedingungen und nach Thiouracilbehandlung

Zusammenfassung Die Strukturveränderungen der TSH-Zellen von Xenopus laevis im Verlaufe der Normalentwicklung und nach Belastung mit Methylthiouracil sind elektronenmikroskopisch untersucht worden. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: Die thyreotropen Zellen lassen sich aufgrund ihrer polymorphen Granulation erstmals bei jungen Larven vereinzelt im Stadium 45, zahlreicher im Stadium 47, nachweisen. Form und Größe der sekretorischen Granula zeigen in verschiedenen Entwicklungs- und Funktionsphasen auffällige Veränderungen. Nach einem Durchmesserminimum im Stadium 49 K (frühe Ausschüttungsphase) erfolget eine Granulavergrößerung und Abrundung der Granulaform bis Stadium 59 K (Speicherphase). Bis Stadium 61 K ist eine Granulaverkleinerung und das Auftreten einer neuen, kleinen, stärker polymorphen Granulapopulation beobachtet worden (Ausschüttung und Neubildung).Nach MTU-Behandlung zeigt sich ein entsprechender Verlauf der Granulaveränderungen, jedoch mit höheren Durchschnittswerten und zeitlich wie stadienbezogenen Verschiebungen gegenüber den Kontrollen. Die funktionelle Deutung der Veränderungen des Granulastatus sowie die übrigen cytologischen Kriterien bestätigen und ergänzen unsere Vorstellungen vom Aktivitätsverlauf des Hypophysen-Schilddrüsen-Systems in der Amphibienontogenese.

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Differentiation of TSH-cells in Xenopus laevis under normal conditions and after thiouracil-treatment

Summary The ultrastructural changes of the TSH-cells in Xenopus laevis have been investigated in the course of normal development and after thiouracil-treatment. Individually at stage 45, and in larger numbers at stage 47, the thyrotropic cells are detected first in young larvae by their polymorph granulation. Significant changes in size and shape of these secretory granules occur during the different developmental and functional periods. The size-minimum at stage 49 K (early discharge period) is followed by an enlargement of the granules and a rounding-off of their shape up to stage 59 K (period of storage). Up to stage 61 K a decrease in granule-size as well as the appearance of a new population of small, more polymorph elements are to be observed (discharge and new formation).After MTU-treatment a corresponding course of granule-modifications is to be found, but if compared with the controls, there are larger granule-sizes as well as variations regarding age and stage of the animals. The granulation and other cytologic criteria confirm and complete current ideas of the functional development of the pituitary-thyroid-system during the ontogeny of the Amphibia.

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Hodenzwischenzellen der Ratte nach Hypophysektomie und nach Behandlung mit Choriongonadotropin und Amphenon B

Zusammenfassung Die Hoden geschlechtsreifer Rattenböcke wurden ohne Vorbehandlung nach Hypophysektomie, nach Verabfolgung von Choriongonadotropin (Primogonyl) und von Amphenon B elektronenmikroskopisch untersucht. Das Cytoplasma normaler Zwischenzellen besitzt ein blasiges, glattes ER, zahlreiche Mitochondrien vom gemischten Typ mit elektronendichten Einschlüssen, freie Ribosomen, einzelne Fetttropfen und eine typische, gut ausgebildete Golgizone. Das bläschenförmige ER wird offenbar von den Golgihohlräumen abgeschnürt. Nach Hypophysektomie sind kaum Veränderungen wahrzunehmen. Nach Choriongonadotropin nimmt die Zahl und Größe der Bläschen zu, die Mitochondrien einzelner Zellen schwellen und die Mitochondrieneinschlüsse verschwinden. Nach Amphenon B-Gabe geht das vesikuläre ER in ein tubuläres über. Die Golgihohlräume zeigen keine Erweiterungen. Diese Veränderungen werden mit den biochemisch faßbaren Hemmungen oder Stimulierung einzelner Syntheseschritte des Testosterons in Zusammenhang gebracht.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Morphologische Veränderungen an motorischen Vorderhornzellen von Frosch und Kröte nach Applikation von Trypaflavin

Zusammenfassung Durch Trypaflavin lassen sich an der plasmanukleotidreichen, der Teilung nicht mehr fähigen motorischen Ganglienzelle des Rückenmarkes von Frosch und Kröte Veränderungen erzielen, die als Eingriff in den Ribonukleotidstoffwechsel gedeutet werden. Charakteristisch ist das gleichzeitige Auftreten von Nukleolusvariationen in Form, Größe und Zahl, Ausbildung von Kernkappen, Variabilität der Kerne bezüglich Form, Größe und Lage und Veränderungen an der Tigroidsubstanz, wobei eindeutig einstufbare Veränderungen der Nissl-Substanz bedeutend schwerer festzustellen sind als solche des Nukleolarapparates.Gleichsinnige Abweichungen können auch durch elektrische Reize erzielt werden, wie sie aus der Literatur bekannt sind.Bei den Trypaflavinversuchen wird eine Abhängigkeit von Zeit und Dosis beobachtet.Es konnte gezeigt werden, daß der Nukleolarapparat, ein nach Caspersson funktionell und chemisch einheitliches System, auch einheitlich auf die Trypaflavineinwirkung reagiert.Der vermutliche Angriffspunkt des Trypaflavins an den Nukleotiden des Kerns und des Plasmas wird diskutiert.     

Der Einfluß der Ernährung auf die Ultrastruktur der großen Zellen in den Mitteldarmdrüsen terrestrischer Isopoda (Armadillidium vulgare,Porcellio scaber)

Zusammenfassung Im Verlauf von 10wöchigem Nahrungsentzug unterliegen die großen Zellen der Mitteldarmdrüsen von Armadillidium vulgare und Porcellio scaber ultrastrukturellen Veränderungen, die denen entsprechen, welche von Ligia oceanica beschrieben wurden.Wiederfütterung mit verschiedenem Futter nach 6wöchigem Nahrungsentzug hat sehr verschiedene ultrastrukturelle Veränderungen zur Folge: Die dominierenden Merkmale sind Glykogen-Felder nach Saccharose-Gabe, elektronendichte Grana und große Vakuolen nach Protein, Lipideinschlüsse nach Butter und Fettkörper von Käferlarven sowie Sambucus-Blättern, Heterolysosomen nach Buchenlaub und Douglasien-Nadeln und elektronendichte Grana nach Bakterien (z.B. Bacillus subtilis). Das vielfältigste Bild zeigen die Zellen der Tiere, welche künstliches Nährmedium aufgenommen hatten.

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The influence of different diets on the ultrastructure of the large cells in the hepatopancreas of land-dwelling isopods (Armadillidium vulgare, Porcellio scaber)

Summary Over a 10-week period of food deprivation the large epithelial cells of the hepatopancreas of Armadillidium vulgare and Porcellio scaber undergo ultrastructural changes that correspond to the conditions described previously from Ligia oceanica. Refeeding with different diets after a starvation period of 6 weeks results in very different ultrastructural aspects of the large epithelial cells. The dominant features are as follows: glycogen deposits (after a sucrose diet), electron dense granules and large vacuoles (protein diet), lipid droplets (butter, fat body of beetle larvae, litter of Sambucus), heterolysosomes (litter of Fagus, needles of Pseudotsuga), and electron dense granules (bacteria, e.g. Bacillus subtilis). The most diversified ultrastructure was obtained 2 days after refeeding with an artificial diet.

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Unterstützt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG Sto 75/4-7)     

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.     

Histologische Studien Über den Zusammenhang der verschiedenen Alterserscheinungen bei Schnecken

Zusammenfassung In der Mitteldarmdrüse von Agriolimax agrestis wird die Gliederung der Lobuli mit fortschreitendem Lebensalter immer größer und zwischen den Lobuli finden sich immer mehr und mehr Bindegewebeszellen.Unter den atrophischen Erscheinungen ist das Verschwinden des Protoplasmas am auffallendsten.In der Körperwand fällt eine Reduktion der Drüsen und Muskelzellen auf.In der Zwitterdrüse ist die auffallendste Altersveränderung eine Verminderung der Zellen und parallel mit dieser Verminderung geht eine Verkleinerung der Lobuli.Beim Altern ohne Gewichtsabnahme ist die markanteste Altersveränderung, nach unseren bisherigen Untersuchungen, die Zunahme der Bindegewebszellen.Beim Altern mit Gewichtsverlust ist die stärkste Altersveränderung die Rückbildung der Parenchymzellen und die Zunahme der Bindegewebszellen.Die histologischen Untersuchungen über die verschiedenartig ablaufenden Altersveränderungen geben uns die Möglichkeit, den Zusammenhang zwischen den einzelnen Veränderungen festzustellen.Die Vermehrung der Bindegewebszellen allein ist keine zureichende Ursache für das Auftreten der Atrophie. Doch könnten durch das Auftreten von Bindegewebszellen in großer Menge atrophische Erscheinungen hervorgerufen werden.