Phylogenie des sekundären Wasserleitsystems

Eine wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Radiation der verschiedenen Gruppen der Kormophyten ist die Entwicklung und Differenzierung eines leistungsfähigen Wasserleitsystems. In allen wichtigen Klassen ist hierbei die Ausbildung des sekundären Xylems von entscheidender Bedeutung. Die Aufmerksamkeit richtet sich in den letzten Jahren insbesondere auf drei Schwerpunkte. Zum einen kann an den durch zahlreiche devonische Funde belegten “Progymnospermen” die mannigfache Erstentwicklung des sekundären Wasserleitsystems besser rekonstruiert und verstanden werden. Dabei zeigt sich insbesondere die strukturell-funktionell hohe Differenzierung des Holzes, z. B. bei Archaeopteris/Callixylon. Zweitens ist es möglich, anhand neuerer Daten zur mesozoischen Differenzierung Beiträge zu einem plausiblen Bild der Phylogenie der modernen Gymnospermen und Angiospermen zu liefern. Bemerkenswert ist auch hier das verhältnismäßig frühe Auftreten moderner Merkmale wie z. B. von eiporigen Kreuzungsfeldtüpfeln. Schließlich sind durch den Einsatz elektronenoptischer Methoden auch in der Paläobotanik eine Reihe neuer Erkenntnisse zur Feinstruktur des Holzes, insbesondere zur Differenzierung des Torus, gewonnen worden, die erneut die Auffassung bestätigen, daß gerade im Bereich des sekundären Wasserleitsystems die wichtigsten Strukturen sehr früh in der Phylogenie der einzelnen Gruppen differenziert werden.     

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.     

Anatomische Studien an den Haustorien (Kontaktorganen) von Thesium-Arten (Santalaceae)

Die Struktur der Kontaktorgane gleichen Entwicklungsstadiums ist bei den untersuchten Thesium-Arten jeweils gleichförmig, unabhängig davon, ob Wirtswurzeln verschiedener Art, Rhizome, Sprosse oder eigene Wurzeln attackiert werden. Vermutlich standortbedingt können an Haustorien manchmal spontan Wurzelhaare gebildet werden. Reaktionen der Wirtswurzeln treten sehr oft in Form von Verholzungen, Seitenwurzelbildung oder Wucherungen verschiedener Gewebe in Erscheinung. Vergleicht man die Haustorial-Strukturen der verschiedenen Thesium-Arten miteinander, so kann man — von Thesium alpinum ausgehend bis hin zu Thesium bavarum — einen zunehmenden Grad der Differenzierung der verschiedenen Haustorial-Gewebe erkennen. Der Haustorial-Kern ist in der Regel nur schwach entwickelt, da sich die Mehrzahl seiner Zellen bereits sehr früh zu Xylem-Elementen differenzieren. Im Zentrum des Haustoriums entsteht ein dreiteiliger “Xylem-Kern”. Von ihm und vom Zentralzylinder aus bilden sich Xylem-Leitbahnen, die später einen “Xylem-Stiel” bilden. Auch die Differenzierung von intrusiven Zellen zu Xylem-Leitbahnen geht über zahlreiche andere Xylem-Elemente vom Xylem-Kern aus. Das Xylem-System besteht aus Tracheen, Tracheiden, “Phloeotracheiden” und Xylem-Leitbahnen, die vermutlich mit Gerbsäure gefüllt sind. Das charakteristische Auftreten kollabierter Zellschichten ist von Haustorium zu Haustorium unterschiedlich. Solche “Trennlinien” kommen nicht nur im Rindenparenchym, sondern auch im zentralen Bereich des Haustoriums und im Endophyten vor. Zwischen den kollabierten Zellschichten entstehen zum Teil sehr große lakunenartige Hohlräume. In ihnen findet man oftmals große Mengen von Bakterien, die in das benachbarte Rindenparenchym vordringen können, und dort Zellen auflösen. Die Funktion des Haustoriums scheint dadurch jedoch nicht beeinträchtigt zu werden. Die Kontaktzellen der Haustorien sind unterschiedlicher Form; oftmals ist die Zellspitze fußartig verlängert, so daß eine Oberflächenvergrößerung erreicht wird. Der Endophyt “spaltet” den Wirts-Zentralzylinder und die noch nicht zu Xylem-Elementen differenzierten Kontaktzellen dringen fadenartig durch die Tüpfel in Wirtszellen und vergrößern sich dort zu “plasmatischen Protuberanzen”, bis der Zellraum vollständig von der intrusiven Zelle eingenommen ist. Erst dann differenziert sich die intrusive Zelle zur Xylem-Leit-bahn und “sprengt” die Wirtszelle. Die bei zahlreichen Santalaceen-Haustorien vorkommenden Drüsen konnten bei den Kontaktorganen von Thesium nicht gefunden werden. Wie bei zahlreichen Rhinanthoideen können auch bei Thesium Meta- und Warzenhaustorien vorkommen.     

Über Mikrofibrillen-Aggregate in langgestreckten Vesikeln und ihre Bedeutung für die Zellwandbildung bei einem Stamm von Penium (Desmidiales)

Bei Feinstrukturuntersuchungen an einem in Kultur gehaltenen Stamm von Penium spirostriolatum var. amplificatum wurden cytoplasmatische Vesikel beobachtet, die von einer einfachen Membran umgeben sind und fast ausschließlich unter dem Plasmalemma liegen. Querschnitte dieser Vesikel erscheinen rund bis oval und zeigen als Inhalt neben einer amorphen Grundsubstanz 8, 10 oder 12 quergeschnittene Fibrillen, die bündelartig einander zugeordnet sind. An Längsschnitten ist zu erkennen, daß die Fibrillen parallel angeordnet sind und die Vesikel in ganzer Länge durchziehen. Da die Sekundärwände der Conjugaten aus Bändern von durchschnittlich 8 bis 10 parallel orientierten Mikrofibrillen aufgebaut sind, wird ein enger Zusammenhang zwischen den fibrillären Innenstrukturen der gestreckten Vesikel und den Fibrillenbändern der Sekundärwand vermutet. Wir danken Frau Christa adami für die Herstellung der Abbildungspositive.     

Isolierung und Charakterisierung von Reaktionszentren aus Rhodospirillum rubrum

Chromatophoren wurden aus der grünen Mutante von R. rubrum (G 9+), die nur wenig Carotinoide enthält, hergestellt. Reaktionszentren (RC) wurden durch Behandlung mit dem zwitterionischen Detergens LDAO aus der Membran herausgelöst. Die Reinigung erfolgte durch Gelfiltration (Sepharose 6 B) und Ionenaustauschchromatographie (DEAE-Cellulose). Die gereinigten RCs zeigen bei der SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese drei Proteinuntereinheiten mit den Molekulargewichten von 21 000, 24 000 und 29 000. Die photochemische Aktivität des Protein-Pigment-Komplexes konnte durch das reversible Ausbleichen der Absorptionsbande bei 865 nm bei seitlicher Beleuchtung mit Licht der Wellenlänge 368 nm verfolgt werden. Die “Außenseite” der Chromatophorenmembran wurde mit Jod 131 markiert. Anschließend wurden die RC herausgelöst. Die Resultate nach der Gelelektrophorese zeigen, daß nur die größte Untereinheit von der Chromatophorenaußenseite her zugänglich ist. Unterstützt durch SNF, Projekt 3.1560.73. Das Spektrophotometer DW-2 konnte dank der Unterstützung durch die Fritz Hoffmann-La Roche-Stiftung angeschafft werden.     

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.     

91. H. J. Reisener: Quantitative Bestimmung einiger Stoffwechselwege am Beispiel der keimenden Uredosporen von Puccinia graminis var. triciti

An Hand von Untersuchungen über den Stoffwechsel der Uredosporen von Puccinia graminis var. tritici werden Möglichkeiten zur quantitativen Erfassung einiger Stoffwechselzyklen, und zwar von Tricarbonsäure- und Glyoxalatzyklus aufgezeigt. Das Verhältnis dieser beiden Zyklen ist erstens durch Bestimmung der Aktivitätsverteilung in der Glutaminsäure nach Applikation ¹⁴C-1 markierter Fettsäuren meßbar. Eine zweite Methode besteht darin, den Gesamtdurchsatz des Citronensäurepools und den Anteil des Gesamtdurchsatzes, der durch Isocitratase umgesetzt wird, direkt zu bestimmen. Dazu muß die ¹⁴C-markierte Fettsäure kurzzeitig appliziert werden. Aus dem Anstieg der spezifischen Aktivitäten und den Poolgrößen ergeben sich die Turnoverraten der Metaboliten. Beide Methoden zeigen, daß von den keimenden Uredosporen der größere Teil des Citrats im Tricarbonsäurezyklus umgesetzt wird.     

Jahreszeitlich und altersbedingte Variationen im Stickstoifhaushalt von Halophyten

An einigen ausgewählten Halophytenarten (Lepidium crassifolium, Triglochin maritimum, Puccinellia distans, Aster tripolium subsp. pannonicus, Suaeda maritima und Plantago maritima) der Salzgebiete am Neusiedlersee wurden im Verlauf von zwei Vegetationsperioden jeweils im Juni, August und Oktober (bei überdauernden Pflanzen auch im Februar) die Gehalte an freien Aminosäuren, Gesamtstickstoff und anorganischen Kationen bestimmt. Nur bei Lepidium bilden die freien Aminosäuren einen wesentlichen Anteil am Gesamtstickstoff. Das von dieser Pflanze in besonders hohem Ausmaß gespeicherte Prolin macht im Verlauf des Jahres immer etwa 20 % des Stickstoffgehaltes aus. In allen anderen Pflanzen finden sich wesentlich weniger freie Aminosäuren bzw. Prolin, wobei der Prolingehalt starken jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt. Diese zeigen keinen Zusammenhang mit Änderungen im Salzgehalt, sondern dürften — da die maximalen Prolinkonzentrationen im Oktober bzw. Februar auftreten — mit der Kälteresistenz in Beziehung stehen. Eine Differenzierung des Pflanzenmaterials in junge und alte Blätter bei Lepidium, Plantago und Phragmites austrails zeigt, daß die Prolinakkumulation vor allem in den jungen Pflanzenteilen stattfindet. Während bei Lepidium in den jungen Blättern etwa doppelt soviel wie in den alten enthalten ist, kann es bei Plantago und Phragmites überhaupt nur in den jungen Blättern festgestellt warden.     

Paläo-ethnobotanische Befunde an mittelalterlichen Pflanzenresten aus Süd-Niedersachsen,Nord-Hessen und dem östlichen Westfalen

In den letzten Jahren wurden aus dem Mittelalter stammende Pflanzenreste an 20 Fundorten Süd-Niedersachsens sowie an sechs benachbarten Fundplätzen der angrenzenden Bundesländer geborgen und der paläo-ethnobota-nischen Bearbeitung zugeführt (Abb. 1). Die Fundplätze befinden sich ausnahmslos im Bereich trockener Mineralböden; allerdings konnten an einigen Fundorten auch Feuchtbodenablagerungen in Brunnen, Gräben, Gruben und Kloaken angeschnitten werden. Daher liegen außer den aus durchlüfteten Trokkenböden stammenden verkohlten Pflanzenresten auch zahlreiche unverkohlte Pflanzenteile vor. Es handelt sich jedoch in jedem Fall um Streufunde und Abfälle; mit ihrer Hilfe läßt sich ein relativ repräsentatives Bild von der Mittelaltersituation gewinnen. Der Aussagewert der einzelnen Fundkomplexe ist jedoch unterschiedlich; er hängt von Entstehungsweise und Beschaffenheit der die Funde führenden Sedimente ab. Bei der Auswertung derartiger Pflanzenreste sind daher zahlreiche, fundplatzspezifische methodische Probleme zu berücksichtigen, die in der vorliegenden Arbeit diskutiert werden (Kap. 3). Entsprechend sind die Erwartungshorizonte, die an die einzelnen Fundkomplexe geknüpft werden können, unterschiedlich. Zu ihrer Kennzeichnung wurde eine Reihe von Signaturen entwickelt, die den Fundstellencharakter anzeigen. Diese Signaturen sind in der Fundplatzkarte (Abb. 1) eingetragen und erläutert. Bei den bisher durchgeführten Analysen konnten etwa 100 Arten mit Hilfe ihrer Früchte und Samen bestimmt werden (Tab. 1). Getreidekörner und Leguminosen-Samen sind ausschließlich verkohlt, die Lein-Nachweise sind es zum Teil. Die Belege von Kultur- und Wildobst sowie die von Unkräutern und Wildpflanzen sind mit wenigen Ausnahmen unverkohlt. Daher kommen Nachweise dieser Artengruppen nur in Feuchtboden-Ablagerungen vor, die daher besonders wertvoll sind (Kap. 4). Pflanzenfunde aus Gräbern zeigen, daß Hopfen und Artemisia im Zusammenhang mit der Bestattung von Bedeutung gewesen sind (Kap. 5.1). Unter den Kulturpflanzen hatten Roggen und Weizen während des Mittelalters die größte Bedeutung im Untersuchungsgebiet erlangt. Der Anteil von Gerste und Hafer war wesentlich geringer. Wildobst wurde im ganzen Zeitraum intensiv gesammelt und genutzt. Die Kulturobstarten haben erst im Hoch- und Spätmittelalter an Bedeutung gewonnen. Wein und Walnuß sind aller Wahrscheinlichkeit nach im Gebiet kultiviert worden. Eßkastanienfunde gehen auf Importhandel zurück (Kap. 5.2 und 5.3). Der größte Teil der nachgewiesenen Mittelalter-Flora ist auch heute noch im Gebiet Süd-Niedersachsens vorhanden. Agrimonia procera, Neslia paniculata und Xanthium strumarium fehlen heute allerdings im Bereich ihrer Mittelalter-Fundorte und sind auch sonst selten geworden. Unter den Lebensformen der nachgewiesenen Arten herrschen Therophyten und Hemikryptophyten vor (Tab. 2; Kap. 5.4.1). Aussagen über die damals vorhandenen Standortsverhältnisse werden mit Hilfe der ökologischen Zeigerwerte Ellenbergs abgeleitet und in einer Tabelle (Tab. 3) sowie in Öko-Diagrammen und vergleichenden Standortsfaktoren-Diagrammen zur Darstellung gebracht (Abb. 2–6). Danach waren die Standorte hinsichtlich des Licht-, Temperatur-, Kontinentalitäts- und Bodenfeuchte-Faktors im Umkreis der vier, in dieser Hinsicht untersuchten Siedlungen weitgehend gleichartig. Deutliche Unterschiede zeigen sich jedoch hinsichtlich der Bodenazidität und des Stickstoff-Faktors (Kap. 5.4.2). Die mittelalterlichen Vegetationsverhältnisse im Umland der Siedlungen konnten unter Berücksichtigung methodischer Probleme auf der Grundlage von Ellenbergs Angaben über das soziologische Verhalten der nachgewiesenen Arten rekonstruiert werden. Ein vergleichendes Sozio-Diagramm (Abb. 7) zeigt, daß es auch in dieser Hinsicht viele Gemeinsamkeiten gegeben hat. Bemerkenswert ist die allgemeine Verbreitung von Zweizahn-Schlammfiuren. Die heutigen Hackunkräuter wuchsen damals offensichtlich in ± lückigen Sommergetreidefeldern. Auf den Wintergetreideäckern gab es bereits Secalinetea-Gesellschaften. Die Ruderalgesellschaften zeigten unterschiedliche Ausbildungen. Hervorzuheben ist die geringe Bedeutung und Ausdehnung von Grünlandgesellschaften. Gebüsche und Hecken im Nahbereich der Siedlungen hatten als Wuchsorte der regelmäßig genutzten Wildobstarten eine erhebliche ökonomische Bedeutung.     

Einfluss der photoperiode auf ackerbohne und gerste sowie entwicklung und vermehrung von Acyrthosiphon pisum Harris und Rhopalosiphum padi L.

Die Ergebnisse zeigen, daß die tägliche Belichtungszeit von 16 Stunden die besten Bedingungen für die Entwicklung und Vermehrung der Erbsen‐ und Haferläuse an Ackerbohnen und Sommergerste bot. Der Einfluß der Photoperiode auf die Erreger‐Wirt‐Interaktion trat am deutlichsten bei den sowohl für den Erreger als auch für die Wirtspflanze günstigen Temperaturbedingungen von 22°C auf. Dabei nahm das Gewicht adulter Aphiden, die durchschnittliche relative Wachstumsrate sowie die Anzahl der Nachkommen einer Mutterlaus nach 3 Wochen Lebenszeit mit Verkürzung der Belichtungszeit drastisch ab.

Im sub‐ und supraoptimalen Temperaturbereich wurde der Einfluß der Belichtungszeit von den Temperaturbedingungen überlagert. Die Ergebnisse weisen darauf hin, daß Lichtmangel über herabgesetzte Photosyntheseleistung zu einem gewissen Streß bei den Wirtspflanzen führen kann und damit eine Verminderung der Wirtseignung gegenüber den Aphiden zur Folge hat. Dabei traten zwischen beiden Modellkombinationen in der Tendenz kaum wesentliche Unterschiede auf.     

Mikrospektralphotometrische Untersuchungen zum Speichermechanismus des kationischen Farbstoffes Chrysoidin durch die lebende und tote Pflanzenzelle

Wie aus Elektrophorese- und spektralphotometrischen Untersuchungen hervorgeht, liegt der kationische Farbstoff Chrysoidin G, je nach dem pH-Wert der wäßrigen Farblösungen, als I-, II-, III- und IV-wertiges Kation und elektroneutrales Farbbasenmolekül vor. Von physiologischer Bedeutung ist nur das I-wertige Kation und das Farbbasenmolekül. Die Unabhängigkeit der Absorptionsmaxima wäßriger Farbstofflösungen mit konstantem pH-Wert von der Farbstoffkonzentration deutet darauf hin, daß Chrysoidin keine Assoziate bildet. In organischen Lösungsmitteln ergibt Chrysoidin G je nach dem Grad der Polarität des Solvens und dem pH-Wert der wäßrigen Phase bei Ausschüttelungs-versuchen unterschiedliche Absorptionskurven. Natriumnucleinat bedingt eine negative Metachromasie; die jeweilige Lage des Maximums wird von der Natriumnucleinatkonzentration bestimmt. Rutin übt keinen wahrnehmbaren Einfluß auf das Absorptionsspektrum aus. Nach einer Vitalfärbung von Oberepidermiszellen der Schuppenblätter von Allium cepa mit Chrysoidin G zeigen das diffus gefärbte Plasma und die darin auftretenden gelben Kugeln übereinstimmende Absorptionsspektren mit einem breiten Bandenmaximum bei ? 420 nm. Der lebende Zellkern färbt sich nicht. Der gefärbte volle Zellsaft der Unterepidermis besitzt ein Maximum bei ? 448 nm. Aus der Lage der Absorptionsmaxima und dem Verlauf der Absorptionskurven kann geschlossen werden, daß die Färbung des lebenden Plasmas auf eine Anreicherung des einwertigen Kations und des Farbbasenmoleküls in polaren Lipoiden beruht, während es sich bei der Färbung des fixierten Zellkerns um eine Bindung des Chrysoidins an Nucleinsäuren handelt. Die Vitalfärbung des vollen Zellsaftes mit Chrysoidin G ist nicht auf den Gehalt der Vakuolen an Flavonolen zurückzuführen, sondern hängt vermutlich vom pH-Wert des Zellsaftes ab.     

Beobachtungen zur Biologie und zum Verhalten der Klippenkrabbe Grapsus grapsus L. (Brachyura Grapsidae) auf Galapagos und am ekuadorianischen Festland1)2

• 1 Während eines einjährigen Aufenthaltes auf den Galapagosinseln wurde die Klippenkrabbe Grapsus grapsus L. unregelmäßig und am ekuadorianischen Festland bei Palmar in der Nähe von Guayaquil fünf Tage lang beobachtet.
• 2 G. grapsus bewohnt die Gezeitenzone von Felsküsten und lebt im wesentlichen von dem hier gedeihenden Algenbewuchs.
• 3 Landlebende Feinde sind auf Galapagos vor allem die beiden kleinen Reiher Butorides sundevalli und Nyctanassa violacea. Im Wasser drohen Raubfische (z. B. Cirrhitus rivulatus) und Kraken. Auf dem ekuadorianischen Festland kommen Kleinbären als Landfeinde vor.
• 4 Die Galapagos-Klippenkrabben sind, verglichen mit den ekuadorianischen Artgenossen, vor allem prächtiger gefärbt und bedeutend größer. Zum Teil variieren sie farblich ein wenig von Insel zu Insel.
• 5 Als bemerkenswerte sekundäre Geschlechtsmerkmale werden Größen-unterschiede und dichte, an den Propoditen der ersten beiden Laufbeinpaare befindliche Bürsten beschrieben, die den ausgewachsenen ♀♀ fehlen.
• 6 An den Oberseiten der Laufbeine stehen Reihen von Haaren, die wahrscheinlich der Wahrnehmung des gegenseitigen Betastens mit den Daktylopoditen dienen.
• 7 Klippenkrabben gehen langsam vorwärts oder etwas schräg, auf der Flucht oder als Verfolger rennen sie seitwärts. Sie springen geschickt von Fels zu Pels und schwimmen mit raschen Schlägen der dorsoventral abgeflachten Laufbeine kürzere Strecken über die Wasseroberfläche hinweg.
• 8 Die Krabben zupfen mit den vorn beißzangenartig verbreiterten Scheren Algenbewuchs ab. Sie fressen gerne Fleisch und verfolgen und ergreifen alles, was klein ist und sich in ihrer Nähe bewegt. Insbesondere die großen ♂♂ überfallen kleinere Artgenossen und fressen sie ganz oder deren autotomierte Beine.
• 9 Vor allem kleine und mittelgroße Tiere halten sich bevorzugt in einer Gruppe mit gleich großen Artgenossen auf und sind meistens alle gleich orientiert.
• 10 In vielfältigen Situationen berühren die Krabben einander mit den Laufbeinen und erteilen dabei anscheinend mechanische und eventuell chemische Signale. Eine kleine Krabbe kann wohl durch seitliches Betasten einen drohenden Angriff eines großen Artgenossen abwenden.
• 11 Kraftproben zwischen ♂♂ werden meist durch einen Kommentkampf entschieden, in dem drei deutlich unterscheidbare Ausdrucksbewegungen auftreten können.
• 12 Bei ungenügender optischer Kontrolle der Umgebung oder auf der Flucht zeigen die Krabben spezielle Abwehrbewegungen.
• 13 In der ersten Phase der Balz verfolgt das imponierende ♂ das ♀, in der zweiten folgt das ♂ dem langsam zurückweichenden, weiter imponierenden ♂ und betastet es. Dann kann es zur Kopulation kommen. Kleine ♂♂ versuchen zuweilen, mit gleich großen und größren ♀♀ zu kopulieren, ohne daß ein Balzspiel vorangegangen ist.
• 14 In bestimmten Situationen spritzen die Krabben Wasserfontänen aus kleinen beweglichen Düsen gezielt auf Artgenossen oder auch spontan geradeaus von sich weg; die Düsen sitzen an den Basen der zweiten Antennen.
• 15 Beim normalen langsamen Gehen führt G. grapsus oft die leere Schere vom Boden zum Mund. Das ♂ zeigt solches ?Scheinfressen” auch bei der Kopula.
• 16 Ruhig sitzende Tiere sieht man zuweilen die Laufbeine aneinander reiben. Zusätzlich hüllen sie manchmal die Unterseite ihres Körpers und die Peraeopoden in Schaum ein, der aus den frontalen Öffnungen der Kiemenhöhlen tritt. Beides dürften Reinigungshandlungen sein.

     

Regulation des photosynthetischen Elektronentransports zwischen Photosystem II und Photosystem I

Synchronkulturen einzelliger Grünalgen stellen ein ausgezeichnetes Untersuchungsmaterial zum Studium von Änderungen im Photosyntheseapparat ohne Anwendung externer Einflüsse dar. Vorausgegangene Untersuchungen legen es nahe, den begrenzenden Faktor für die Photosynthesekapazität im Elektronentransport zwischen PS II und PS I zu suchen. Die Regulation des Elektronentransportes zwischen PS'II und PS I während der Entwicklungszyklen von Scenedesmus und Chlamydomonas ist Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen. Messungen der Poolgrößen des Plastochinons und der Cytochrome ergaben während der Entwicklungszyklen größere Differenzen für Chlamydomonas als für Scenedesmus. Jedoch waren die Differenzen nicht groß genug, um die Schwankungen in der Photosynthesekapazität zu erklären. Aus den Messungen konnte indirekt geschlossen werden, daß die Poolgröße des Quenchers Q während der Entwicklungszyklen konstant bleibt. Experimente mit den Photosynthesehemmstoffen DCMU und DBMIB an ganzen Zellen und photosynthetisch aktiven Partikeln führten zu dem Schluß, daß die Reoxidationskapazität von Plastochinon den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt und somit die Regulation des nichtzyklischen Elektronentransports darstellt. Die Möglichkeit, daß während der Abnahme des nichtzyklischen Elektronentransports die Kapazität von PS I für zusätzliche zyklische Photophosphorylierung genutzt wird, wird diskutiert. Wir danken Herrn Prof. Dr. A. Trebst für die freundliche Überlassung von DBMIB und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für apparative Unterstützung.     

Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Entwicklung der Hydropoten von Nelumbo nucifera

Die Hydropoten von Nelumbo nucifera werden in verschicdenen Entwicklungsstadien einer licht- und elektronenmikroskopischen Analyse unterzogen. Dabei erweisen sie sich als ein den Menyanthaceen-Hydropoten sehr nahcstehender Differenzierungstyp. Sowohl morphologisch-anatomisch als auch in ihrem Verhalten gegenüber den Vitalfarbstoffen Toluidinblau und Methylviolett zeigen sie eine große Ähnlichkeit mit den Hydropoten von Nymphoides peltata. Von den drüsenartigen, hydropotenähnlichen Epidermisdifferenzierungen auf der Blattunterseite der Nymphaeaceen unterscheiden sie sich grundlegend, da ihnen jede feinstrukturelle Andeutung einer Drüsenfunktion fehlt. Die Abglicderung der Gattung Nelumbo von den Nymphaeales erscheint u. a. dadurch gerechtfertigt Die Differenzierungsrichtung der an noch eingerollten submersen Blättern in Form einzelner Zellen auftretenden Hydropotenmeristemoide ist von dem Medium abhängig, in dem sich die Blätter weiterentwickeln. Im Wasser bleiben die jungen Hydropotenzellen in ihrem Streckungswachstum gegenüber den normalen Epidermiszellen stark zurück. Es kommt zu einer Auflockerung des Wandmatcrials in den Zellwandkuppen und zu einem Anstieg des Flavonol- und Gerbstoffgehaltes in den Hydropotenzellsäften. Ferner nimmt die Eigenschaft zu, kationische Farbstoffe elektroadsorptiv in der Zellwandkuppe anzureichern. Die Kutikula über den Hydropoten bleibt elektronenoptisch gut durchstrahlbar. An der Luft wachsen die jungen Hydropotenzellen zu normalen Epidermiszellen aus, wobei die am stärksten differenzierten Hydropotenzentren manchmal degenerieren     

Über die sogenannten Phloeotracheiden in den Kontaktorganen von Cansjera rkeedii Gmel. (Opiliaceae) und einigen anderen parasitischen Angiospermen

Die Granula in den sogenannten ?Phloeotracheiden” können sowohl in der Struktur als auch in der histochemischen Beschaffenheit recht unterschiedlich sein. Im wesentlichen können drei verschiedene Formen von ?Phloeotracheiden” vorkommen, deren Granula allem Anschein nach stärke-, lignin- oder gerbstoffreich sind. Da bei zahlreichen Schmarotzerpflanzen die Xylem-Leitbahnen in den Kontaktorganen jeglicher Granula entbehren, bei anderen die Granula lichtmikroskopisch kaum sichtbar sind, kommen in der Literatur bis in die jüngste Zeit zahlreiche Mißverständnisse vor. Zudem können nicht nur Tracheiden sondern auch Tracheen Granula enthalten. Aus all diesen Gründen möchten wir daher nicht mehr von ?Phloeotracheiden” sprechen, sondern stattdessen den Terminus ?granulahaltige Xylem-Leitbahnen” benutzen. Derartige Leitelemente in Haustorien konnten bisher nur bei Scrophulariaceen und Santalaceen gefunden werden. Bei den Haustorial-Studien an Cansjera rheedii Gmel. wurden granulahaltige Xylem-Leitbahnen nun auch in der Familie Opiliaceae nachgewiesen. Es handelt sich um dieselbe Art der Granula, wie sie bei den Santalaceen beschrieben worden sind. Die zahlreichen kleinen Körnchen (ihr Durchmesser liegt bei etwa 1 μm) weisen eine rauhe Oberflächenstruktur auf. Sie sind wandständig und korrespondieren fädig untereinander und mit der Zellwand. Sehr oft findet man sie zu Ketten oder Klumpen vereinigt. Ontogenetische Untersuchungen lassen vermuten, daß diese ligninreichen Körnchen im Verlaufe der Differenzierung zur Xylem-Leitbahn aus dem Cytoplasma der Haustorialkern-Zelle hervorzugehen könnten. Die Granula in den Tracheiden und Tracheen kommen in allen Cansjera-Haustorien vor. Ihre Entstehung ist jedoch auf bestimmte Xylem-Bereiche im Haustorium festgelegt.     

Veränderungen im stomatären Kaliumgehalt bei Änderungen von Luftfeuchte und Umgebungstemperatur

Der Kaliumgehalt der Schließzellen von Valerianella locusta wird bei Stomataschluß stark reduziert; er erhöht sich bei Spaltenöffnung. Dies gilt nicht nur für Stomatabewegungen, die durch Hell-Dunkel-Wechsel ausgelöst werden, sondern auch für stomatäre Reaktionen auf Temperatur- und Luftfeuchteänderungen. Höhere Temperaturen bedingen größere Porusweiten und höhere K -Gehalte in den Schließzellen. Zwischen 48 C und 50 C zeigen immer mehr Stomataapparate Lethalerscheinungen und sind geschlossen; in solchen toten Schließzellenpaaren ist kein Kalium mehr nachweisbar. Im gesamten physiologisch-relevanten Temperaturbereich besteht zwischen dem Öffnungsgrad der Stornata und ihrem K-Gehalt stets ein lineares Verhältnis. Im Unterschied zu den gleichzeitigen Veränderungen von Spaltöffnungsweite und K -Gehalt der Schließzellen bei Stomatabewegungen, die durch Licht- oder Temperaturänderungen bewirkt werden, erfolgen Änderungen der Porusweite in Antwort auf erniedrigte oder erhöhte Luftfeuchte zeitlich vor einer Ab- oder Zunahme des K+-Gehaltes in den Schließzellen. Dies wird besonders deutlich bei totalem Spaltenschluß nach abrupter, starker Senkung oder — zur vollen Öffnung — Erhöhung der Luftfeuchte. Eine Verzögerung in der Veränderung des stomatären K+-Gehaltes gegenüber der Spaltenbewegung ist aber auch festzustellen bei schrittweisen Luftfeuchteänderungen, die zu intermediären Öffnungsweiten der Stornata führen. Bleiben diese mittleren öffnungsweiten unter längerdauernd unveränderten kleinklimatischen Bedingungen bestehen, so sind auch unverändert intermediäre K+-Gehalte in den Schließzellen zu finden. Zwischen Porusweiten und stomatären K+ -Gehalten besteht dann Proportionalität. Beide Größen sind bestimmt durch das jeweilige Zusammenspiel der Umweltfaktoren. Ein Raumdiagramm veranschaulicht dies für die möglichen Werte von Stomataweite und K+-Gehalt der Schließzellen bei einer Reihe von Temperatur/Luftfeuchte-Kombinationen. Die weitgehende Übereinstimmung der Abhängigkeit beider Wertegruppen von dem jeweiligen Kleinklima läßt die starke Prägung der öffnungsweite der Stornata durch deren K+-Gehalt unter unveränderten Umweltfaktoren klar hervortreten. Ändert sich aber die Temperatur oder die Luftfeuchte, so paßt offenbar jeweils ein anderer Mechanismus die schließzelleninterne Kaliumkonzentration der neuen Bedingung an.     

Morphologisch-anatomische Untersuchungen an den Haustorien einiger Orobanche-Arten.1

Primär- und Sekundärhaustorien von 15 Arten des Wurzelparasiten Orobanche wurden morphologisch und anatomisch untersucht. In der Struktur des intrusiven Organs sind Unterschiede zwischen den Arten zu erkennen, und zwar in der Form, daß das intrusive Organ entweder geschlossen oder fingerförmig in das Wirtsgewebe eindringt. Im Angriffsbereich des intrusiven Organs vermehren sich die Rindenzellen und die Xylemelemente der Wirtswurzel. Das Sekundärhaustorium ist halbkugelig, es wird nach der Kontaktaufnahme mit der Wirtswurzel zu einem zylindrischen Gebilde gestaucht. Der Durchmesser des Sekundärhaustoriums liegt zwischen 0,5 bis 1,7 mm; die Farbe variiert zwischen weißlichgelb bis rötlichbraun. Sowohl die Entwicklung des Haustoriums als auch die Differenzierung zum Haustorialkern und zur Xylembrücke ist anfangs bei allen von uns untersuchten Arten gleich. Sobald das intrusive Organ (Endophyt) die Wirtsleitelemente erreicht hat, ergeben sich jedoch Unterschiede zwischen Orobanche ramosa und den anderen Arten.     

Ein bakterielles Kulturfiltrat mit antiphytoviraler Aktivität an Gurke/Gurkenmosaik-Virus (cucumber mosaic virus) und Tabak/Tabakmosaik-Virus (tobacco mosaic virus): (Kurze Mitteilung)

Es wurde die Intra‐ und Interpopulationsvariation untersucht, die durch Adaptationsreaktionen der Individuen (Klone) der Gemeinen Quecke (Elytrigia repens (L.) DESV.) am Versuchsort zum Ausdruck kommt. Die Klone stammten aus Populationen verschiedener Höhenlagen vom Territorium der östlichen Bundesländer Deutschlands. Die Ergebnisse zeigen, daß sich die Populationen in der Variabilität der Enzymaktivität (saure Phosphatase, Peroxidase, Polyphenoloxidase) sowie in der Variabilität der Isoenzymmuster (Peroxidase, Esterase) unterscheiden. Die höchste Variabilität der genannten Parameter wurde für Populationen nachgewiesen, die aus einer Höhenlage von ca. 400 m ü. NN stammten. Ausgehend von 400 m ü. NN nimmt die Variabilität in Richtung größerer und niedrigerer Höhenlagen von 400 m hin ab. Die Variabilitätsunterschiede, die unter gleichen Bedingungen nachgewiesen wurden, weisen auf die Existenz eines Zusammenhanges zwischen den typischen Adaptationsreaktionen von Populationen und der Gesamtheit der Selektionsfaktoren des natürlichen Milieus hin, von dem sie stammten. Es gibt einen Zusammenhang zwischen der nachgewiesenen Variabilität und der Überlebensrate nach einer Adaptationsdauer von fünf Jahren.     

The work of John Th. Gulick (1832–1923): Hawaiian snails and a concept of population genetics

Das Werk von John Thomas Gulick (1832–1923): Hawaiianische Landschnecken und ein Konzept der Populationsgenetik In den Jahren nach der Veröffentlichung von Darwins “Origin of Species” (1859) entwickelte J. Th . Gulick ein Evolutionsmodell für die Diversifikation, in dem er Mängel in Darwins Theorie zu korrigieren versuchte. Gulicks Modell basierte auf seiner Entdeckung von lokalem Endemismus and Polymorphismus in den Arten and Rassen der Hawaiianischen Achatinellidae. Gulick betonte die Bedeutung der geographischen Separation mehr, als Darwin es getan hatte. Sein zentrales Konzept jedoch ist das der “Segregation”. Segregation ist die Differenzierung und allmähliche reproduktive Isolierung innerhalb einer sich ursprünglich frei kreuzenden Population. Segregation ist der primäre Prozeß bei der Diversifikation and führt zu Speziation and divergenter Evolution. Gulick hatte kein Konzept von Genen, aber es war für ihn offensichtlich, daß das evolutionäre Schicksal einer Population großenteils bestimmt wird durch die Gesamtsumme der erblichen Merkmale in der Population und das Maß der freien Kreuzung zwischen alien Teilen der Population und mit benachbarten Populationen. Aus verschiedenen Gründen blieb Gulicks Theorie weitgehend unbeachtet. Sie kann jedoch als ein frühes Konzept der Populationsgenetik in der Zeit vor der Wiederentdeckung der Mendelschen Gesetze gelten.     

Der Tendenzbegriff: Eine Anschauung gerichtet auf die Evolution im Pflanzenreich

Eine Tendenz findet ihren Ausdruck, im Laufe der Evolution im Pflanzenreich, in gleichartigen Phänomenen, welche aber unabhängig voneinander und bisweilen in verschiedener Weise auftreten, in verschiedenen und nicht notwendig nah verwandten Pflanzengruppen, und außerdem in ganz verschiedenen geologischen Perioden. Einige Beispiele werden gegeben: die Tendenz zur Differenzierung in Stamm, Blätter und Wurzel; die Tendenz zur Heterosporie; die Tendenz zur Angiospermie. Der Tendenzbegriff ist nicht identisch mit Konvergenz oder Parallelismus; er ist nicht die Folge von ökologisch-gleichartigen Lebensverhältnissen (Anpassungsähnlichkeiten), und meistens handelt es sich auch nicht um Gestaltsähnlichkeiten der Totalität des Organismus. Tendenzen beschränken sich meistens auf einzelne Organe. Gegründet auf den Tendenzbegriff wird die Evolution der Landpflanzen zu den Angiospermen beleuchtet, ausgehend von isosporen Pteridophyten. Die in Betracht gezogenen Tendenzen sind nacheinander: 1. die Tendenz zur Heterosporie; 2. die Tendenz einer Reduktion der Zahl der Makrosporen im Makrosporangium bis einer einzigen Makrospore; 3. die Tendenzen zu dem Entstehen von Präovula und Präpollen; 4. die Tendenzen zur Bildung von Samenanlagen und Pollen; 5. die Tendenz zur Angiovulie und Angiospermie. Diese Tendenzen zeigen uns wichtige Evolutionsschritte als zwar gleichartige, aber oft recht verschiedene und unabhängig auftretende Phänomene.