Beziehungen Zwischen Chlorophyllgehalt und Chloroplastenstruktur in Einer Chlorina-Mutante von Arabidopsis Thaliana (L.) Heynh

Zusammenfassung In einer chlorina-Mutante (ch ₃) von Arabidopsis thaliana war der Gesamtchlorophyllgehalt auf etwa 1/10 der Menge in der grünen Normalform vermindert und zugleich das Verhältnis der Chlorophylle a/b wesentlich erhöht. Die parallel dazu durchgeführte elektronenmikroskopische Analyse der Chloroplasten zeigte eine starke Reduktion des Membrankörpers und vor allem eine Hemmung der Granadifferenzierung, die in bestimmten Stadien zur Ausbildung völlig abnormer Schichtstapel führte. In Abhängigkeit von der Entwicklung sowie von Umweltbedingungen änderten sich Chlorophyllgehalt und Chloroplastenstruktur in der Mutante in verschiedener Richtung. Diese Änderungen durch endogene und exogene Faktoren wurden vergleichend untersucht, um Einblick in die Beziehungen zwischen Pigmentmangel und Strukturstörung der Chloroplasten zu gewinnen.Das charakteristisch abweichende a/b-Verhältnis (d.h. der relative Chlorophyll b-Mangel) in der Mutante normalisierte sich unter bestimmten Versuchsbedingungen auf zweierlei Weise: 1. Unter dem Einfluß einer Dauerbeleuchtung erhöhte sich mit der Gesamtchlorophyllmenge auch der relative Chlorophyll b-Gehalt, offenbar weil eine Schwellenkonzentration von Chlorophyll a überschritten und damit eine normale Synthese von Chlorophyll b (aus Chlorophyll a?) möglich wurde. 2. Bei Kultur von Keimlingen unter 8:16 Std Licht-Dunkelwechsel oder bei alten, ausbleichenden Rosettenblättern beruhte die Normalisierung des a/b-Verhältnisses auf einem relativ schnelleren Abbau von Chlorophyll a.Im elektronenmikroskopischen Querschnitt nahmen Anzahl, Differenzierung und Schichtung der Thylakoide mit steigender Gesamtchlorophyllmenge zu, während die Membranen bei abnehmendem Chlorophyllgehalt abgebaut wurden. Jedoch ließ sich keine Beziehung der Chloroplastenstruktur zum absoluten oder relativen Chlorophyll b-Gehalt erkennen. Daß Chlorophyll b für den Aufbau einer normalen Chloroplastenfeinstruktur tatsächlich nicht nötig ist, ergab die elektronenmikroskopische Analyse einer anderen, Chlorophyll b-freien Arabidopsis-Mutante (ch ¹), in deren Chloroplasten Membrankörper mit typischen Granastapeln nachgewiesen werden konnten.

---

Relations between chlorophyll content and chloroplast fine structure in a Chlorina mutant of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh

Summary In a chlorina mutant (ch ₃) of Arabidopsis thaliana the total chlorophyll content was reduced to about 1/10 the amount of the green wild-type. At the same time the ratio of chlorophyll a/b was markedly increased. The electron microscopic analysis of the chloroplasts showed a considerable reduction in the membrane formation. Especially an inhibition of the grana differentiation was apparent, leading in some stages to an entirely abnormal thylakoid stacking. Depending on developmental as well as environmental conditions, chlorophyll content and chloroplast structure varied in the mutant in a different manner. These changes induced by endogenous and exogenous factors were comparatively investigated in order to reveal the relations between pigment deficiency and structural disturbances in the chloroplasts.The characteristically deviating a/b-ratio (i.e. the relative chlorophyll b deficiency) in the mutant was normalized under particular experimental conditions in two different ways: 1. Under the influence of continous illumination the relative chlorophyll b content increased together with the total amount of chlorophyll, obviously because a threshold of concentration of chlorophyll a was exceeded and thus a normal synthesis of chlorophyll b (from chlorophyll a?) became possible. 2. In cultures of seedlings under an 8:16 hr light-dark-succession as well as in old bleaching rosette leaves the normalization of the a/b-ratio was due to a relatively more rapid destruction of chlorophyll a.In electron microscopic cross sections the number, differentiation, and stacking of the thylakoids increased with an increasing total amount of the chlorophylls, while with decreasing chlorophyll content the membranes evidently disintegrated. However, no relation between chloroplast differentiation and absolute or relative chlorophyll b content could be established. Indeed, the proof that chlorophyll b is actually not necessary for the formation of a normal chloroplast structure was furnished by the electron microscopic analysis of another, chlorophyll b-less mutant (ch ¹), in the chloroplasts of which a membrane differentiation with typical grana piles could be demonstrated.

---

---

Für die Gewährung eines Stipendiums an den ersten Autor, das diese Arbeit ermöglichte, sei der Alexander von Humboldt-Stiftung, Bad Godesberg, verbindlichst gedankt.     

Untersuchungen zur Synchronisierbarkeit einzelner Pigmentmangel-Mutanten von Chlorella

Zusammenfassung Verschiedene Chlorella-Mutanten, die Chlorophyll a und b (Mutanten 10 und 11), je nach Kulturbedingungen nur Chlorophyll a oder Chlorophyll a und b (Mutante 41) oder nur Spuren von Chlorophyllen (Mutante 31) enthielten, wurden auf ihr Verhalten unter synchronisierenden Kulturbedingungen untersucht.Eine optimale Synchronisation war in einem Licht-Dunkel-Wechsel von 10 Licht- zu 14-Dunkelstunden zu erzielen.Die Synchronisationsschärfe war relativ gering. Unter keiner der angewendeten Kulturbedingungen ließ sich eine Vollsynchronisation erzielen; der Synchronisationstyp war am besten mit einer Gruppen-synchronisation zu vergleichen, bei der laufend Zellen von der einen in die andere Gruppe überwechseln.Unabhängig vom Vorhandensein von Chlorophyll a oder b und vom Ausmaß organischer Zusätze zu den Nährlösungen zeigten alle untersuchten Chlorella-Mutanten den gleichen Synchronisationstyp.Da die untersuchten Mutanten trotz verschiedener Pigmentzusammensetzung bis hin zum praktischen Chlorophyllverlust in gleicher Weise synchronisierbar sind, ist eine Beteiligung der Chlorophylle am Zeitgeber-Mechanismus als sehr unwahrscheinlich anzusehen.

---

Studies on synchronization of some pigment-deficient Chlorella mutants

Summary Four different mutant strains of Chlorella pyrenoidosa were studied under conditions giving rise to synchronized mass cultures. The mutants contained either both chlorophyll a and b, only chlorophyll a or only traces of green pigments.Optimal synchronization was found to occur under a light-dark-regiment of 10:14 hours. It was impossible to achieve a complete synchronization; most of the cells developed autospores only every second cycle. This behavior was independent from the pigmentation of the strain; this was taken as evidence for the assumption, that the chlorophylls are not engaged in the timing process.

     

Untersuchungen über die Wuchs- und Hemmstoffe der Wurzelspitze und der Plumula vonVicia faba

Zusammenfassung Wurzelspitzen und Plumulastückchen vonVicia faba-Keimlingen wurden auf ihren Wuchs- und Hemmstoffgehalt untersucht. Durch die Wuchsstoff-Präparate, die mittels der Agar-Abfangmethode aus Wurzelspitzen gewonnen worden waren, konnte im Haferkrümmungstest (mit unter- und überoptimaler IES-Zugabe zu den Präparaten) neben Wuchsstoff ein Hemmstoff nachgewiesen werden, der vermutlich nicht durch Wuchsstoffverdrängung von den plasmatischen Wirkorten angreift.Die Ergebnisse der Abfangversuche an Plumulastückchen zeigen diesen Hemmstoff nicht, lassen aber auf die Anwesenheit eines von IES verschiedenen Wuchsstoffes schließen.Die in Wurzelspitzen und Plumulae vonVicia faba-Keimlingen vorliegenden Wuchs- und Hemmstoffe wurden papierchromatographisch untersucht. Zur Auswertung der Ergebnisse wurden der Haferkrümmungstest, der Zylinder-Zuwachstest und der Wurzelspitzen-Zuwachstest herangezogen.Übereinstimmend konnte sowohl in Wurzelspitzen als auch in Plumulastückchen bei Chromatographie mit n-Butanol—Aqua bidest.—Ammoniak außer IES ein weiterer Wuchsstoff mit demR _f von 0,65 bis 0,75 nachgewiesen werden. Außerdem ist die Anwesenheit eines Wuchsstoffes mit einemR _f von 0,85–0,9 in beiden Organen zu vermuten. In Wurzelspitzen liegt bei einemRf von 0,1 ein weiterer Wuchsstoff vor, der als accelerator (nachBennet-Clark undKefford 1953) gedeutet wurde und der, im Gegensatz zur IES, eine stark wachstumsfördernde Wirkung auf Wurzelspitzen ausübt.Deutliche Hemmwirkungen auf Koleoptilzylinder wurden bei Plumula-und Wurzelspitzen-Extrakten durch Zonen mit demR _f von 0,45 erzielt. Es dürfte sich hierbei um den vonBennet-Clark undKefford (1953) beschriebenen inhibitor handeln. AufFaba-Wurzelspitzen wirkt dieser Stoff jedoch nicht hemmend.Als weiterer in Wurzelspitzen gebildeter Hemmstoff war eine Substanz mit demR _f von 0,65–0,75 zu vermuten.Mit 8 TextabbildungenTeil einer Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hamburg.     

Regional-vergleichende Untersuchungen von Differenzierungsbewegungen

Zusammenfassung Es wird ein Quellungswachstum der Kambiumschicht des embryonalen Periosts nachgewiesen. Dieses Quellenwachstum führt zu Gleitbewegungen der Osteoblasten entlang den Kollagenfasern, welche die Faserschicht des embryonalen Periosts durch das Kambium hindurch in Form von sogenannten Bogenfasern mit dem Knochengewebe verbinden. Entlang diesen Bogenfasern haben die Osteoblasten an den Enden der wachsenden Knochen regelmäßig zunächst eine Schrägeinstellung zur Knochenoberfläche. Von dieser Topogenese der Osteoblasten ist ihre Form und ihre Struktur abhängig. Die Befunde erlauben, die embryonalen Bindegewebszellen von den embryonalen Knochenbildungszellen, Knochenerhaltungszellen und Knochenzerstörungszellen (Osteoblasten, Osteozyten, Osteoklasten) nach ihremBewegungsverhalten zu unterscheiden. Wenn man den histologischen Begriff Gewebe als Hinweis auf verschiedene Funktionszustände auffaßt, so legen die Befunde nahe, nunmehr auch andere Gewebe durch Untersuchung ihrer Entwicklungsbewegungen auf ihre funktionellen Entstehungsbedingungen zu untersuchen. Die durch Regionalen Vergleich der örtlich verschiedenen Bewegungsvorgänge aufgezeigten funktioneelen Merkmale der Bindegewebsknochen und der Ersatzknochen weisen darauf hin, daß beimnormalen Zahndurchbruch das Knochengewbe im Gebiet der Processus alveolaresaktiv beteiligt ist.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

The effect of kinetin on the photosynthetic apparatus of Sinapis alba

The influence of kinetin during the development of primary leaves of Sinapis alba was investigated. Kinetin treatment (6 ppm) induced an increase of dry weight, of soluble reducing sugars, soluble protein, chlorophylls, carotenoids and cytochrome f; a higher ratio of chlorophyll a to chlorophyll b, higher rates of CO₂ fixation per fresh weight and higher activity of nitrite reductase, were also found. These effects are comparable with strong and blue light adaptations. On the other hand, the Hill activity with ferricyanide as the electron acceptor, the rates of CO₂ fixation per chlorophyll, the ratios of chlorophyll to cytochrome f and of protein to chlorophyll did not change. Therefore we assume that the kinetin induced and the light induced adaptations are brought about by different causal reaction chains.

---

Zusammenfassung Es wurde die Wirkung von Kinetin auf die Entwicklung von Primarblattern von Senfpflanzen untersucht. Die Behandlung mit Kinetin (6 ppm) bewirkte eine Erhöhung des Trochengewichtes, der Gehalte an löslichen, reduzierend wirkenden Zuckern, an löslichem Protein, Chlorophyllen, Karotinoiden und Cytochrom f, sowie eine Erhöhung des Quotienten von Chlorophyll a zu Chlorophyll b, eine verstärkten Einbau von CO₂ pro Frischgewicht und eine Erhöhung der Nitritreduktase-Aktivität. Diese Auswirkungen sind den durch Starklicht und Blaulicht hervorgerufenen Anpassungsreaktionen vergleichbar. Andererseits zeigten die Hill-Reaktion (gemessen als Reduktion von Ferricyanid), die CO₂ Fixierung pro Chlorophyll, der Quotient von Chlorophyll zu Cytochrom f und der Quotient von Protein zu Chlorophyll keire Veränderungen. Dies weist darauf hin, daß die durch Kinetin und durch Licht hervorgerufenen Anpassungsreaktionen durch verschiedene Kausalketten bedingt werden.

     

Weitere Untersuchungen über den nativen Wuchsstoff

Zusammenfassung Eine Fortsetzung unserer Studien über das Vorkommen eines säure- und erbsenenzymfesten Wuchsstoffes, den wir in einer Reihe von Arbeiten beschrieben hatten, machte es wahrscheinlich, daß dieser doch mit IES identisch sei. Dafür sprachen chromatographische Untersuchungen, die einen ähnlichen Rf-Wert ergaben, ferner ein der IES etwa entsprechendes Molekulargewicht und schließlich das Ergebnis einer UV-Absorptionsanalyse. Es handelte sich nunmehr darum, festzustellen, wie sich die bisher beobachtete Resistenz gegen die Einwirkung von HCl und Erbsenenzym erklären lasse. Bezüglich der letzten ergab sich eine überraschende Feststellung. Ein in alkoholischen Extrakten vorhandener Stoff setzt die Wirksamkeit des Erbsenenzyms weitestgehend herab. Dies wird besonders dadurch bewiesen, daß reine IES schon in der Konzentration 10^–5 g/cm³ nach Zusatz wuchsstofffreien Extraktrückstandes durch die IES-Oxydase nur zum geringen Teil zerstört wird. Bei Verwendung von Säure wird Unzerstörbarkeit leicht durch die bei der Einengung der Extrakte entstehende Konzentrationserhöhung vorgetäuscht. Die beschriebene Schutzwirkung des Extraktes war schon, in eigenen früheren Versuchen, sowie vonMayr (1956) gegenüber UV-Licht beobachtet worden. Die Natur des fraglichen Stoffes wäre durch weitere Versuche zu klären.     

Beiträge zur Morphologie der Peripheren Nervenfaser

Zusammenfassung Die Ansicht vonTheodor Boveri (1885), wonach sich dieSchwann-sche Scheide an denRanvierschen Schnürringen von der Außenseite des Markes auf dessen Innenseite umschlägt und so das Axolemm bildet, kann an Hand von formalinfixierten und gefärbten Präparaten (Serienlängsschnitten) bestätigt und durch entsprechende Mikroaufnahmen belegt werden.Der Begriff derSchwannschen Zelle (= Neurolemmzelle) ist demnach insofern jetzt weiter zu fassen, als diese einröhrenförmiges Gebilde darstellt, das die Markscheide in sich einschließt.Es wird deshalb erneut vorgeschlagen, dieSchwannsche Scheide fortan als äußeres Neurolemm und das Axolemm als inneres Neurolemm zu bezeichnen und auch die jeweils zugehörigen, bereits an anderer Stelle (R. Sulzmann 1955) beschriebenen Leisten dementsprechend zu benennen.Die Tatsache, daß die Schnürringe von Fasern nahezu gleicher Stärke in ein und demselben Faserbündel stets auf annähernd gleicher Höhe anzutreffen sind, wird lediglich als eineFolge gleicher Wachstumsgeschwindigkeit ohne besondere funktionelle Bedeutung aufgefaßt. Bezüglich der Funktion der Schnürringe wird vermutet, daß sie in erster Linie derErnährung der jeweils angrenzendenSchwannschen Segmente, insbesondere aber dem Stoffaustausch der betreffenden Achsenzylinderabschnitte dienen.Weiterhin wird angenommen, daß sich die Besonderheiten im Bau desRanvierschen Schnürrings, die zweifelsohne von großer praktischer Bedeutung sind, aus derEntwicklungsgeschichte der peripheren markhaltigen Nervenfaser ableiten lassen.     

Measurements of manganese in thylakoids of Sinapis alba grown under high-light and low-light conditions

The manganese content of thylakoids and tissues was measured in leaves grown under high- and low-light conditions. Especially when grown in a nutrient medium enriched in manganese (20 M), the thylakoids contained large amounts of manganese, which could be removed by EDTA washing without impairment of the Hill reaction. The unremovable content of manganese was almost the same in thylakoids from plants grown in nutrient media of normal (2 M) and reduced (0.2 M) manganese content. Up to this limit of manganese content, Hill activity did not seem to be impaired. 1.2 atoms Mn per 100 molecules chlorophyll were found in low-light thylakoids and 1.6 atoms Mn in high-light thylakoids. This is similar to the behaviour of other electron transport components, the number of which is also decreased under low-light conditions. However, the decrease in the manganese content is not as striking as the decrease in, for example, the cytochrome f and ferredoxin content. This may be attributed to an invariable pool of manganese which is not involved in the oxygen evolving system. Alternatively, if all of our measured manganese is involved in electron transport to PS II, this could indicate that in low-light chloroplasts the ratio of PS II/PS I components may be somewhat increased.

---

Zusammenfassung Der Mangangehalt von Thylakoiden und Gewebe aus Starklicht- und Schwachlichtblättern wurde untersucht. Besonders bei Pflanzen, welche unter erhöhtem Manganangebot (20 M) angezogen wurden, besaßen die Thylakoide sehr viel Mangan, welches durch Waschen mit EDTA entfernt werden konnte, ohne die Hill-Aktivität zu beeinträchtigen. In Thylakoiden aus Pflanzen, welche unter normalem (2 M) und reduziertem (0,2 M) Manganangebot gewachsen waren, unterschied sich der nicht entfernbare Mangangehalt nicht sehr. Dies scheint die untere Grenze des Mangangehalts zu sein, bis zu welchem die Hill-Aktivität noch nicht beeinträchtigt wird. Schwachlicht-Thylakoide besitzen 1,2 Atome Mn pro 100 Chlorophyllmoleküle, während Starklicht-Thylakoide 1,6 Atome Mn pro 100 Chlorophyllmoleküle enthalten. Dies gleicht dem Verhalten anderer Komponenten des Elektronentransports, welche ebenfalls im Starklicht vermehrt vorkommen. Die Unterschiede im Mangangehalt sind jedoch geringer als die Unterschiede im Gehalt von z.B. Cytochrom f und Ferredoxin. Dies könnte auf einen konstanten Anteil von Mangan zurückzuführen sein, welcher nicht am wasserspaltenden System beteiligt ist. Wenn jedoch das gesamte gemessene Mangan am Elektronentransport zum PS II beteiligt ist, könnte dies ein Hinweis sein, daß in Schwachlicht-Chloroplasten sich das Verhältnis der PS II-/PS I-Komponenten etwas vergrößert.

     

Das LängenverhÄltnis der Eu- und Heterochromatischen Abschnitte Riesenchromosomenartiger Bildungen Verglichen mit dem der Prophasechromosomen bei Bryonia Dioica

Zusammenfassung In den 128- und 256-ploiden Kernen der Klebstoffhaare von Bryonia dioica fanden sich im Jahre 1960 riesenchromosomenartige Gebilde, die eine Mittelstellung zwischen Riesenchromosomen und Endochromozentren einnehmen. Sie unterscheiden sich — vorwiegend durch das Vorhandensein von kompaktem Heterochromatin — von den im Jahre 1953 am gleichen Pflanzenmaterial aufgefundenen chromatischen Strukturen.Entsprechend der diploiden Chromosomenzahl sind 20 riesenchromosomenartige Bildungen vorhanden. Zwei Paare von ihnen stehen mit dem Nukleolus in Verbindung; sie werden als SAT I und SAT II bezeichnet, da sie den Nukleolenchromosomen der Mitose entsprechen.Das aus zahlreichen Messungen errechnete Längenverhältnis eu- und heterochromatischer Abschnitte der riesenchromosomenartigen Bildungen SAT I und SAT II ist gegenüber dem der entsprechenden Chromosomen eines mittleren Stadiums der Prophase aus dem Endosperm zugunsten der euchromatischen Abschnitte verschoben. Zu dem gleichen Ergebnis gelangt man, wenn man einige der übrigen, nicht näher bestimmbaren riesenchromosomenartigen Bildungen bzw. Mitosechromosomen vergleicht.Diese Tatsache wird mit der Vorstellung der Tendenz des kompakten Heterochromatins, seine starke Spiralisierung weitgehend unverändert beizubehalten, zu erklären versucht. Lockeres Heterochromatin und Euchromatin von Riesenchromosomen und riesenchromosomenartigen Bildungen strecken sich dagegen im Laufe der Polyploidisierung.Während des Überganges von 128-Ploidie zur 256-Ploidie verlängern sich die riesenchromosomenartigen Bildungen um das 1,26fache. Die Gesamtverlängerung gegenüber den mitotischen Chromosomen ist im Vergleich zu anderen Pflanzen sehr gering (12,54 bei 256-Ploidie).Im Verlauf der Prophase findet im Gegensatz zu Vicia und Rhoeo nur ein einmaliger Abbau des Heterochromatins im sog. Zerstäubungsstadium statt.In den endopolyploiden Kernen der Basalzelle der Haare und in den triploiden Kernen des Endosperms kommen Vakuolen vor, die aus dem Nukleolus in den Kernraum ausgestoßen werden.     

Die Aktivitätsperiodik von Nagern im künstlichen 24-Stunden-Tag mit 6–20 Stunden lichtzeit

Zusammenfassung Die Tagesperiodik der lokomotorischen Aktivität von weißen Ratten und Mäusen ist nicht einfach 24-Std-periodisch. Man beobachtet auch im künstlichen Licht-Dunkel-Wechsel 2 Maxima der Aktivität, die den beiden Umkehrpunkten der Umweltperiode: Licht-an und Licht-aus zugeordnet sind. Veränderungen des Verhältnisses von Lichtzeit zu Dunkelzeit (bei unveränderter Dauer der Periode mit 24 Std) führt zu entsprechenden Verformungen der tierischen Periodik: die Maxima folgen mehr oder weniger streng den Verschiebungen der Umkehrpunkte, wie das auch von den jahreszeitlichen Änderungen der Vogelperiodik unter natürlichen Bedingungen bekannt ist.Wird die Zahl der Lichtstunden im 24-Std-Kunsttag von normal 12 Std um 6 Std herauf- oder herabgesetzt, so folgen die Maxima den Umkehrpunkten nicht in gleichem Ausmaß. Bei der Maus beträgt der Abstand zwischen Morgen- und Abendmaximum im Kunsttag mit 12 Std Licht rund 15,5 Std. Im Kunsttag mit 6 oder 18 Std Licht wird dieser Abstand nur um jeweils 1,5 Std verkleinert oder vergrößert. Das gilt auch für Tiere, die bereits 6 Wochen an das entsprechende Licht-Dunkel-Verhältnis angepaßt wurden. Die endogene Komponente der Tagesperiodik läßt Verformungen durch den Zeitgeber nur im begrenzten Umfang zu.Das Verhältnis der Lichtstundenzahl zur Dunkelstundenzahl übt einen starken Einfluß auf die insgesamt vom Tier entwickelte Aktivität aus. Bei schrittweiser Vergrößerung der Lichtstundenzahl von 12 über 14 auf 16 Std/die Licht versuchen dunkelaktive Tiere durch Steigerung der stündlichen Aktivitätsleistung zumal in der Dunkelzeit die Verkürzung der von ihnen bevorzugten Zeitspanne auszugleichen; sie erreichen im allgemeinen im Kunsttag mit rund 14–16 Std/die Licht die größte Gesamtaktivität je 24 Std. Im Kunsttag mit 18 Std Licht und mehr bricht diese Regulation zusammen — die Gesamtaktivität nimmt stark ab. Dasselbe gilt bei Verkürzung der Lichtstundenzahl auf 6: sowohl in der Lichtzeit wie in der Dunkelzeit wird unter diesen Umständen die je Stunde entwickelte Aktivität auf weniger als die Hälfte der Werte herabgedrückt, die für den Kunsttag mit mittlerer Lichtstundenzahl gelten.Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß je nach Tierart bestimmte Verhältnisse von Licht zu Dunkel eine optimale Umwelt darstellen und daß ganz allgemein nicht nur die Durchschnittswerte der wichtigsten Umweltgrößen sondern auch deren periodische Änderungen entscheidend die Lebensäußerungen der Tierwelt beeinflussen.     

Ultrastrukturen der zellulären Autophagie

Zusammenfassung Im Laufe der Cytoplasmareduktion während der Spermiogenese von Eisenia foetida sind zwei Vorgänge zu unterscheiden: 1. Die Bildung autophagischer Vakuolen. Sie entstehen, indem Teile des Grundcytoplasmas in das Kompartiment des ER verlagert werden. Da sie keine Reaktion auf saure Phosphatase geben, sind sie als nicht lysosomale Anfangstadien der zellulären Autophagie zu betrachten. 2. Die Bildung primärer Lysosomen. Sie entstehen in Form von lytische Enzyme enthaltenden Golgivesikeln, die von einer neu im Cytoplasma entstehenden Membran zu größeren Einheiten zusammengefaßt werden: den multivesicular bodies. Autophagische Vakuolen und multivesicular bodies gelangen ins Cytophor das am Ende der Spermiogenese den Charakter eines ausgedehnten Autophagosoms annimmt. Als Struktureigentümlichkeit entstehen in ihm undulierende Tubulikörper. Der coat an den Hüllmembranen junger multivesicular bodies und am Plasmalemm der Spermatidenverbindung zum Cytophor wird in Zusammenhang mit der Membrandifferenzierung diskutiert.

---

Ultrastructural equivalents of cellular autophagyElectronmicroscopical observations on spermatids of Eisenia foetida during the cytoplasmic reduction

Summary During the cytoplasmic reduction phase in the spermiogenesis of Eisenia foetida two different processes may be defined: 1. The formation of autophagic vacuoles, which arise by the displacement of cytoplasmic portions into the cisternae of the endoplasmic reticulum. Since they exhibit no acid phosphatase activity they are considered to be early stages in cellular autophagy. 2. The formation of primary lysosomes. They originate in Golgi vesicles and are then enveloped by a membrane, formed in the cytoplasm de novo, which transforms them into multivesicular bodies. Autophagic vacuoles and multivesicular bodies subsequently transfer to the cytophor, which contains at the end of the spermiogenesis the characteristics of a large autophagosom, showing aggregates of undulating tubules. The outer coat of the limiting membranes in the early multivesicular bodies and of the cell membrane of the connecting piece between spermatid and cytophor appear to be associated with the membrane development.

     

Veränderungen im Gehalt von Abscisinsäure und Indol-3-essigsäure sowie der Chloroplastenfarbstoffe in Pisumkeimlingen durch Gibberellinsäure

Zusammenfassung 12 Tage alte Erbsenkeimlinge erhielten je 5 l einer wäßrigen GA₃-Lösung (0,05, 0,5 und 5 g GA₃) zwischen die jüngsten Blätter. Nach 2 und 4 Tagen wurden die Sproßspitzen und die im Wachstum nicht beeinflußten Sproßbasen getrennt auf ihren Gehalt an Indol-3-essigsäure (IES) und Abscisinsäure (ABS) untersucht.In Sproßspitzen von gibberellinbehandelten Keimlingen ist ein im Vergleich zu unbehandelten Kontrollpflanzen erhöhter IES-Gehalt nachweisbar, während die basalen Sproßteile weniger IES enthalten. Der Abscisinsäuregehalt ist dagegen in den Sproßspitzen gibberellinbehandelter Keimlinge verringert, in den Basen erhöht. Eine Abweichung von dieser Regel ergibt sich bei Keimlingen, die 2 Tage nach Applikation der für das Wachstum überoptimalen Gibberellinmenge 5 g untersucht wurden. Diese enthalten in apikalen und basalen Teilen sowohl mehr IES als auch mehr ABS im Vergleich mit Kontrollpflanzen.Gibberellinsäure bewirkt auch eine Verminderung des Chlorophyll-und Carotinoidgehaltes. Ein Zusammenhang zwischen der Veränderung des Carotinoidgehaltes und des Abscisinsäuregehaltes wurde nicht gefunden.

---

Changes in the contents of abscisic acid, indoleacetic acid, and chloroplast pigments in pea seedlings treated with gibberellic acid

Summary Twelve-day old pea seedlings were treated with gibberellic acid (GA₃). The hormone was applied to the apical bud in quantities of 0.05, 0.5, and 5 g in 5 l droplets.After 2 and 4 days the contents of indoleacetic acid (IAA) and abscisic acid (ABA) of the apical parts (apical bud including the 5th internode) and of the basal parts (3rd and 4th internode and leaves) were estimated by means of paper chromatography of ether extracts and bioassay with avena coleoptile segments. In addition, the contents of ABA were checked by spectropolarimetric measurement.Apical parts of the gibberellin treated plants contain more IAA, basal ones less IAA than the untreated controls. On the other hand, the contents of ABA are higher in basal parts and lower in apical parts. Only the seedlings treated with 5 g GA₃ and analysed after 2 days do not follow this rule. Their apical parts contain not only more IAA but also more ABA than the untreated plants, and their basal parts contain more IAA than the controls.It is concluded, therefore, that GA₃ causes changes not only in the contents of these hormones but also in the distribution of hormones within the plant.Moreover, GA₃ decreases the contents of chlorophyll a and b and of the carotenoids. The changes in carotenoid contents do not seem to be related to the changes in abscisic acid contents.

     

Plastommutationen nach R?ntgenbestrahlung vonArabidopsis Thaliana (L) Heynh.

Zusammenfassung Nach Röntgenbestrahlung vonArabidopsis thaliana wurde in der X₁-Generation auf Grund einer intraindividuellen Musteranalyse sowie entsprechender Kreuzungen eine gesicherte Erhöhung der Rate von plasmonisch bedingten Blattfarbveränderungen festgestellt. Bei der Mehrzahl dieser X₁-Pflanzen waren die mutierten, zumeist weißen Gewebe sektorialchimärisch angeordnet; Schecken, wie sie durch eine zufallsgemäße Entmischung erblich verschiedener Plastiden entstehen, fanden sich nur in 8,3% aller Fälle. Verschiedene der induzierten Formen konnten durch einen cytologischen Nachweis von Plastiden-Mischzellen als Plastom-Mutanten identifiziert werden. Insgesamt stieg die Häufigkeit der sicher erwiesenen Fälle von Plasmonabänderungen im Mittel zweier Versuche von einer Spontanrate um max. 0,07 nach Samenbestrahlung auf 1,95 und nach einer Bestrahlung von Zygoten auf 0,95. Damit wurde erstmalig die Möglichkeit aufgezeigt, auchdie Mutationshäufigkeit extrachromosomaler Erbstrukturen durch eine Röntgenbestrahlung zu erhöhen.Mit 5 TextabbildungenHerrn Professor Dr. A.Scheibe zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Endomitose und Polytänie in den Nährzellkernen von Calliphora erythrocephala Meigen

Zusammenfassung Das Wachstum der Nährzellkerne (NZK) von Calliphora erythrocephala wurde untersucht. Nach einer Periode reiner Zuckerfütterung wird den Fliegen Eiweißkost im Überschuß gegeben. In 4–6 Tagen danach reifen die Eier zur Ablage heran.Im oktoploiden Interphase-NZK können mittels Phasenkontrast multiple Chromosomen in kryptopolytäner Form nachgewiesen werden.Das Vorkommen der bekannten Polytänchromosomen beschränkt sich auf die 16-ploide Kernphase. Der Auf- und Abbau des polytänen Zustandes erfolgt jeweils in einem Endomitosezyklus. Beim vorzeitigen Zerfall von einzelnen Polytänchromosomen wurden annähernd 16 Chromatidenpaare festgestellt. Der mittlere Wachstumsfaktor der NZK beträgt bis zum 16n-Stadium 2,53.Der heterochromatische Abschnitt des Geschlechtschromosoms bildet sich während der Auflösung der Autosomen zu einem Endochromozentrum um, das während des fortschreitenden Kernwachstums erhalten bleibt und sich später weiter aufteilen kann.Auf den Zerfall der Polytänchromosomen folgen 2 ausgeprägte Endomitosezyklen, danach bilden die Chromosomen ein stark feulgenpositives Kerngerüst, an dem ein Formwechsel der Chromosomen nicht mehr wahrgenommen werden kann. In NZK von 50 an erscheinen oligotäne Fibrillen als Produkt einer Chromosomenvermehrung in polytäner Form.In den NZK vonDrosophila melanogaster ist ebenfalls in fortschreitendem Maße ein Nachlassen der metaphasischen Kontraktion während der Endomitosen höherer Polyploidiestufen festzustellen. Dies führt in der letzten Wachstumsphase in gleicher Weise wie beiCalliphora zur Ausbildung oligotäner Fibrillen.Die homologen oligotänen Fibrillen vonCalliphora zeigen allgemein eine Paarungstendenz, die in 14 von 95 Ovarien dieses fortgeschrittenen Wachstumsstadiums zu hochpolyploiden Chromosomenbündeln führte. In 11 von diesen 14 Eierstöcken waren Riesenchromosomen mit eindeutiger Querbänderung vorhanden. In den meisten Fällen erstreckt sich der Zusammenschluß der oligotänen Fibrillen zu einem einheitlichen Chromosomenkörper nicht über die ganze Chromosomenlänge.Die Lage der Homologen im Kernraum wird mit Hilfe der Anordnung der Nucleolen und der X-Chromozentren untersucht. Nach vollzogenem sekundären Zusammenschluß bildet das X-Chromozentrum die zwei endständigen heterochromatischen Querscheiben, an denen das Geschlechtschromosom zu erkennen ist.Die Bildung der sekundären Riesenchromosomen wird mit den Konjugationsvorgängen bei Rückbildung der Balbiani-Ringe und mit den Paarungen zwischen in diploider Anzahl auftretenden Speicheldrüsenchromosomen verglichen. Als Voraussetzung der Entstehung von Riesenchromosomen aus retikulären Kernen werden eine Polytänisierung der Chromonemen zu oligotänen Fibrillen und eine vorherige Sonderung und Ballung der Homologen im Kernraum angesehen.     

Quantitative Untersuchungen über Kapillaren und Tubuli der Hundeniere

Zusammenfassung Fünf Hundenieren werden so infundiert und fixiert, daß alle ihre Kapillaren gut gefüllt sind. Volumina und Oberflächen der Kapillaren und Tubuli können dann in den mikroskopischen Präparaten mit Hilfe der von A. Hennig (1957) angegebenen Integrationsokulare (Fa. Carl Zeiss) bestimmt werden. Aus diesen, nach Rinde und Mark gesonderten Werten, lassen sich eine große Reihe weiterer quantitativer Daten errechnen.Das Prinzip der beiden Hennigschen Integrationsokulare ist ein statistisches: Volumenanteile werden durch Trefferzahlen in genügend vielen Stichproben ermittelt. Oberflächengrößen werden aus der Zahl von Durchstoßpunkten, ebenfalls in genügend vielen Stichproben, abgeleitet. — In der vorliegenden Arbeit sind erstmalig beide Methoden zugleich auf die Kapillaren eines bestimmten Organs angewandt.Der Schwerpunkt der Arbeit liegt im Methodischen. Das Vorgehen mit den Integrationsokularen, die Fehlerquellen und Fehlergrenzen und die Ansätze für die verschiedenen Ausrechnungen werden ausführlich dargelegt und erörtert.Der Gedankengang dabei ist folgender: Kennt man (mit Hilfe der Integrationsokulare) Gesamtvolumen und Gesamtoberfläche bestimmter Elemente, z. B. aller Kapillaren, so kann man hieraus rein rechnerisch weitere Daten (z. B. Einzeldurchmesser oder Abstände) gewinnen, falls es morphologische Gesetzmäßigkeiten gibt, die als Vereinfachungen in die Rechnung eingehen. Im Fall der Niere sind dies die Gleichartigkeit einer Vielzahl von Elementen (Nephronen), die Röhrenform und Parallelität von Tubuli und Kapillaren und ihre räumliche Anordnung in bestimmten Verteilungsmustern. Das mikroskopische Bild dient zur Kontrolle der errechneten Werte.Alle quantitativen Ergebnisse sind in einer Reihe von Tabellen zusammengestellt. Sie können hier nicht vollständig angeführt werden. Die wichtigsten sind folgende: Das Gesamtvolumen aller Kapillaren einer unter arteriellem Druck infundierten Niere beträgt etwa 1/4 des Gesamtvolumens dieser Niere. Das absolute Kapillar volumen des Markes ist etwa ebensogroß wie das der Rinde. (Das Rinden-Gesamtvolumen verhält sich zum Mark-Gesamtvolumen wie 21). Vom Gesamtvolumen der Niere machen die Rindentubuli etwas weniger als die Hälfte, die Marktubuli etwa 1/10 und das gesamte Interstititum einschließlich aller nichtkapillaren größeren und großen Gefäße zusammen nur etwa 1/4 aus. Das Gesamtvolumen aller Nierenkörperchen beträgt nur etwa 4% des Gesamtnierenvolumens. Die gegen Interstitium und Tubuli gewendete Gesamtaußenfläche aller Rindenkapillaren beträgt an einer großen (150 g schweren) Niere rund 3,5 m ², die der Markkapillaren rund 4 m ², die. Außenfläche der Tubuli (gegenüber Kapillaren und Interstitium) in der Rinde rund 5 m ², im Mark rund 3 m ², wovon nur rund 0,5 m ² auf die dünnen Schleifenteile entfallen. Die Gesamtoberfläche der Markkapillaren ist etwa um 1/3 größer als die Oberfläche der Marktubuli. Dieses Verhältnis wird unter dem Gesichtspunkt diskutiert, daß die Markkapillaren am Haarnadel-Gegenstromprinzip der Harnkonzentrierung im Mark entscheidend beteiligt sein müssen. Auch die Berührungsflächen zwischen Kapillaren und Tubuli, die bei der engen Packung der Nierenelemente ebenfalls Quadratmetergrößenordnung haben, werden bestimmt. Die Faktoren für eine Umrechnung der ermittelten Oberflächen auf Nieren anderer Größe werden abgeleitet und mitgeteilt.Die mittlere Gesamtkapillarlänge je Gramm Nierengewebe ist in Rinde und Mark etwa gleich. Sie beträgt rund 1400 m. Die mittleren Kapillardurchmesser in Rinde und Mark betragen rund 16–18. Die mittlere Gesamttubuluslänge je Gramm Nierengewebe beträgt in der Rinde rund 700 m, im Mark rund 800 m. In der Rinde entfallen je rund zwei Kapillarlängen auf eine Tubuluslänge, im Mark 1,5 Kapillarlängen. Es wird dargelegt, wie aus diesen Verhältnissen auf eine Zuordnung bestimmter Kapillarstrecken zu bestimmten Tubulusstrecken geschlossen werden kann und daß in der Rinde aus der Zuordnung 12 dasselbe Rindenmuster hervorgeht, das die Präparate zeigen.Das Gewichts- und Volumenverhältnis Rinde zu Mark ist ziemlich genau 21. Eine 150 g schwere Niere hat rund 700000 Glomeruli: je Gramm Rinde also rund 7000 Glomeruli, oder je Gramm Niere rund 5000 Glomeruli. Die Gesamtlänge aller Nephrone einer 150 g-Niere beträgt etwa 110km (!), die mittlere Länge eines Nephrons rund 15 cm.Die Dichte der Kapillaren und Tubuli (Anzahl der Querschnitte je Quadratmillimeter) ist folgende: Kapillaren: Rinde 700, Mark 1300. Tubuli: Rinde 340, Mark 790. — Die mittleren Kapillarabstände (in der Rinde ausgerechnet unter Berücksichtigung des Verteilungsmusters der Kapillaren) sind (von Außenwand zu Außenwand gerechnet) in der Rinde: 9, im Mark 14 . Die Zwischenräume zwischen den Kapillaren sind in der Rinde also etwa halb so groß wie die Kapillardurchmesser und im Mark etwas kleiner als die Kapillardurchmesser.Die große Zahl und die hohe Kapazität der Markkapillaren wird im Hinblick auf physiologische Daten über die Markdurchblutung (Thurau 1960) und im Hinblick auf das Haarnadel-Gegenstromprinzip (Wirz 1960) diskutiert. In diesem Zusammenhang wird eine neue Hypothese über einen hydraulischen Mechanismus der Markdurchblutungsregelung vorgetragen, bei welchem die Markgefäße passiv bleiben würden und ihre Durchblutung lediglich von der Steuerung der Rindenarterien abhinge.Aus der rechnerisch erschlossenen und mikroskopisch wahrscheinlich gemachten Parallelität von Kapillaren und Tubuli auch in der Rinde, ferner aus Literaturangaben (Rollhäuser) über Ort und Zeitfolge von Farbstoffausscheidung aus dem Kapillarblut in das Epithel von Rindentubuli, wird folgende weitere Hypothese abgeleitet und diskutiert: Harnstrom und Kapillarstrom der Rinde laufen erstens parallel, sind aber zweitens außerdem gegenläufig. In der Rinde läge dann ein zweites Gegenstromprinzip der Niere vor: ein Tubulus-Kapillar-Gegenstromprinzip.Wir danken Herrn Dr.-Ing. A. Hennig (Anatomisches Institut der Universität München) für freundliche Durchsicht des Manuskriptes.Die Arbeit stützt sich z. T. auf Untersuchungen B. Braungers, die seiner Dissertation: Nierenkapillaren und -tubuli: ihre Volumina und Oberflächen mit dem Integrationsokular an Hundenieren bestimmt, Freiburg i. Br. 1962, zugrunde lagen.     

Untersuchungen über die löslichen Aminosäuren und Zucker von Grünalgen mit natürlichem und erhöhtem Vitamin B1-Gehalt

Zusammenfassung In Massenkulturen von Chlorella pyrenoidosa und mehreren anderen Grünalgen wurde in verschiedenen Entwicklungsstadien der Gehalt an löslichen Aminosäuren und Zuckern bestimmt und der Einfluß eines künstlich erhöhten Aneuringehaltes auf diese beiden Komponenten untersucht.Sowohl die Zusammensetzung der Nährlösung als auch der Aneurinzusatz hat Einfluß auf den Aminosäure- und Zuckergehalt der gebildeten Algenmasse.In den Aneurinkulturen ist eine für die einzelnen Algenarten, Kulturbedingungen und Entwicklungsstadien charakteristische Erhöhung des Aminosäure- und Zuckergehaltes zu beobachten.Die Ergebnisse werden unter dem Gesichtspunkt einer Beeinflussung des physiologischen Alters der Kulturen durch die Erhöhung des Aneurinspiegels in den Zellen diskutiert.Auszug aus einer Dissertation der Fakultät für Landwirtschaft und Gartenbau der T. H. München.     

Untersuchungen am Ovar von Bruchidius obtectus Say. (Coleoptera-Polyphaga) zur Klärung des Oocytenwachstums in der Prävitellogenese

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit werden die Ovariolen adulter Imagines von Bruchidius obtectus licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Durch den Nachweis von Nährsträngen, die die Oocyten mit den Nährzellen der Endkammer verbinden, konnte erstmals gezeigt werden, daß Bruchidius telotroph-meroistische Ovariolen besitzt. Die Nährzellen, deren Kerne kettenförmige Nukleolen aufweisen, bilden bei den Imagines ein Syncytium, das von einem räumlichen Maschennetz aus interstitiellen Zellen stabilisiert wird. In den Oocytenkernen entsteht während der Prävitellogenese eine Karyosphäre, von der aus Nukleolarkörper, Binnenkörper und segmentierte Längsstrukturen gebildet werden. Die Nukleolarkörper und die kettenförmigen Nährzellnukleolen werden als multiple Nukleolen diskutiert.Der zweite Teil der Arbeit stellt eine ontogenetische Untersuchung des Ovariolengewebes dar. Danach entsteht das Nährzellsyncytium in der Phase der Imaginalhäutung aus einem zellulär-fusomalen Verband. Die morphologische Abgrenzung der Ei- und Nährzellen voneinander sowie die Ausbildung von Nährsträngen finden ebenfalls in dieser Entwicklungsphase statt. Die präsumptiven Ei- und Nährzellen durchlaufen auf dem Puppenstadium das Pachytän der Prophase der Meiose. Damit weisen sich die Nährzellen als Keimbahnabkömmlinge aus.Im dritten Teil der Untersuchungen erfolgt eine Analyse der DNA- und RNA-Synthese sowie des RNA-Transports in dem Ovariolengewebe adulter Imagines. DNA Markierungen mit ³H-Thymidin lassen auf einen, wenn auch geringen, Polyploidiegrad der Nährzellkerne schließen. Markierungen mit ³H-Uridin belegen eine hohe RNA-Syntheserate der Nährzellkerne. Mit nahezu gleicher Intensität wie die Nährzellkerne synthetisieren auch die Oocytenkerne RNA, obwohl sie eine Karyosphäre bilden. Mit Hilfe von Markierungsgradienten im Ooplasma sowie von Nährstrangmarkierungen gelang der Nachweis eines RNA-Transportes von Nährzellsyncytium über die Nährstränge in die Oocyten.Abschließend wird das telotrophe Ovar von Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) dem telotrophen Ovar der Heteropteren gegenübergestellt. Der Vergleich legt eine konvergente Entwicklung dieses Ovartyps bei Insekten nahe.

---

The growth of oocytes during previtellogenesis in the ovary of Bruchidius obtectus say. (Colepotera-Polyphaga)

Summary In the first part of the investigation the ovarioles of adult imagines are analyzed by light and electron microscopy. It is shown that nutritive cords connect the oocytes with the apical trophic tissue, demonstrating that Bruchidius has telotroph-meroistic ovarioles. The trophic tissue, in which the nurse cell nuclei contain chain-like nucleoli, is a syncytium stabilized by a three-dimensional network of interstitial cells. During previtellogenesis, a karyosphere is formed in oocyte nuclei in which nucleolar bodies, endobodies, and filament bodies originate. The nucleolar bodies and the chain-like nucleoli of nurse cells are considered to be multiple nucleoli.In the second part, the development of the ovariole tissue during ontogenesis is studied. The syncytial trophic tissue derives from a cellular-fusomal organization during the phase of molting. During the same period, the morphological distinction between nurse cells and oocytes as well as the development of nutritive cords take place. Nurse cells are derived from the germ-line, since, during pupal stages, both the prospective oocytes and the prospective nurse cells undergo the prophase of meiosis up to pachytene.The third part is an investigation of DNA- and RNA-synthesis and RNA-transport in the ovariole tissue of adult imagines. DNA labelling with tritiated thymidine shows a small degree of polyploidisation in nurse cell nuclei. By labelling with tritiated uridine, a high rate of RNA-synthesis could be demonstrated in nurse cell nuclei. A similar amount of RNA-synthesis exists in oocyte nuclei, even if they form a karyosphere. The transport of RNA from the apical trophic tissue via the nutritive cords into the oocytes is demonstrated by silver grain gradients over the ooplasm and by the labelling of nutritive cords.Finally, the telotrophic ovary of Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) is compared with the telotrophic ovary of Heteroptera, suggesting a convergent development of telotroph-meroistic ovaries in insects.

Meinem verstorbenen Lehrer Herrn Prof. Dr. Karlheinz Bier bin ich für die Überlassung des Themas und für die rege Anteilnahme am Fortgang der Arbeit zu großem Dank verpflichtet. Ebenso gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. Klaus Heckmann, der mir die Fortsetzung der Arbeit ermöglichte. Für zahlreiche Diskussionsbeiträge und kritische Anmerkungen danke ich Herrn Prof. Dr. Oswald Hess, Herrn Dr. Udo Mays, Herrn Prof. Dr. Karl Müller und Herrn Dr. Fritz Weber. Frau Marianne Unger danke ich für die technische Hilfe bei der Anfertigung des Schemas.     

Über das regelmässige Auftreten von „Riesenchromosomen” im Chalazahaustorium von Rhinanthus

Zusammenfassung Die hoch endopolyploiden Kerne der Endpspermhaustorien (Mikropylar- und Chalazahaustorium, eingehendere Untersuchung an letzterem) von Rhinanthus enthalten ausnahmslos Riesenchromosomen. Diese stellen so wie die tierischen Riesenchromosomen Bündel aus den endomitotisch vermehrten, beisammen bleibenden und gestreckten Tochterchromosomen eines Ausgangschromosoms dar. Sie treten daher in den haustoriellen Bildungen des Endosperms in triploider Anzahl auf.Der Bau der Riesenchromosomen entspricht dem der mitotischen Chromosomen. So wie diese setzen sie sich zum Großteil aus Heterochromatin zusammen und trägt jedes von ihnen einen kurzen euchromatischen Endteil. Darüber hinaus zeigt sich an den Riesenchromosomen eine Differenzierung zwischen dem offenbar proximalen kompakten Heterochromatin und dem lockeren, chromomerisch gegliederten, das einen längeren Abschnitt einnimmt. An dieses schließt die euchromatische Region an.Es besteht also in den langen Schenkeln der stark ungleichschenkeligen Chromosomen ein Gefalle der Chromasie, aber nur zwischen kompaktem und lockerem Heterochromatin ein allmählicher Übergang.Im Unterschied zu den tierischen Riesenchromosomen besitzen die Riesenchromosomen von Rhinanthus keinen Scheibenbau.Der Streckungsgrad der pflanzlichen Riesenchromosomen nimmt so wie der der tierischen mit steigender Polyploidie zu. Die Länge eines Riesenchromosoms beträgt in einem 96-ploiden Kern das 17fache der Länge eines noch nicht maximal kontrahierten Prometaphasechromosoms, in höher polyploiden Kernen offenbar noch mehr.Während der frühen Entwicklung der pflanzlichen Riesenchromosomen kommt es zu einer Abrollung der im Heterochromatin zunächst erhalten gebliebenen Restspiralen; dann richten sich die ursprünglich in steileren Windungen umeinandergelegten Teilbündel mehr geradlinig aus und schließlich dürfte so wie bei den Dipteren eine Streckung submikroskopischer Spiralen vor sich gehen.Aus der statistischen Auswertung von Volumenmessungen ergibt sich: es erfolgt rhythmisches Kernwachstum und die beiden Kerne des Mikropylarhaustoriums gehören der gleichen oder benachbarten Polyploidiestufen an; sie werden 192-bis 384-ploid. Die 4 Kerne des Mikropylarhaustoriums bleiben vermutlich etwas niedriger polyploid.In den jungen Riesenchromosomen einzelner 12- und 24-ploider Kerne lassen sich 4 bzw. 8 Längselemente auszählen; letztere stellen also Chromosomen und nicht etwa Sammelbildungen dar.Im Vergleich zur Anzahl der SAT-Chromosomen im eigentlichen Endosperm, die 9 beträgt, ist die Zahl der Nukleolen-kondensierenden Riesenchromosomen im Mikropylarhaustorium erhöht, indem sie bis 17 ansteigt; dabei, sowie bei dem Auftreten von Riesenchromosomen überhaupt, handelt es sich offenbar um eine gewebespezifische Abwandlung des Kernbaues.     

Die Lernmatrix

Zusammenfassung Die Lernmatrixd ist eine Schaltungsstruktur, welche Bedingte Reflexe so zusammenfaßt, daß Lernvorgänge verwirklicht werden können. Im Verhalten der Lernmatrix sind zwei Phasen zu unterscheiden, nämlich:Die Lernphase, während welcher der Lernmatrix gleichzeitig Sätze von Signalen (Eigenschaften) {e} und den zugehörigen Bedeutungen b angeboten werden und sich demzufolge die Bedingten Reflexe bilden, unddie Kannphase, während der sich nach Eingabe der Sätze Eigenschaften {e} die Bedeutung b oder nach Eingabe der Bedeutung b die Sätze Eigenschaften {e} ergeben.Die Lernmatrix kann beispielsweise mit Strukturspeichern (z.B. ferromagnetischen Ringkernen oder Transfluxoren) verwirklicht werden. Hierbei muß stufenweise eingeschrieben und nichtzerstörend abgelesen werden. Außerdem kann die Lernmatrix durch elektro-chemische Reaktionen verwirklicht werden.Wichtige Anwendungen der Lernmatrix werden sein: Automatische Zeichenerkennung, automatische Spracherkennung, allgemein Decodierung erlernter und eventuell gestörter Zeichen, Wiederauffinden von Informationen (Information Retrieval).Schließlich scheint die Lernmatrix ein nützliches Modell für die semantische Informationstheorie und für das Verständnis der Nachrichtenverarbeitung im Menschen zu sein.