Incompatible races of European cherry fruit fly,Rhagoletis cerasi (Diptera: Tephritidae), their origin and potential use in biological control

International investigations on the unidirectional incompatibility between two races ofRhagoletis cerasi discovered in 1972 have yielded a new distribution map of the observed phenomenon. Genetic, cytoplasmic and symbiote-induced incompatibility can be proposed as possible mechanisms but increasing evidence indicates that the observed sterility is caused by extra-chromosomal factors. Three hypotheses are suggested to explain the possible origin and mode of action of the observed trait. The potential use of incompatible races ofR. cerasi for novel control methods are discussed.

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Zusammenfassung Die 1972 entdeckte Univerträglichkeit verschiedener geographischer Herkünfte vonRhagoletis cerasi wurde in internationaler Zusammenarbeit weiter untersucht und die bis heute bekannte Verbreitung der beiden Rassen in einer neuen Karte dargestellt. Die zum ersten Mal bei einem wirtschaftlich bedeutenden Landwirtschaftsschädling festgestellte Inkombatibilität manifestiert sich in einer sehr tiefen Schlüpfrate von Eiern, welche in Kreuzungen zwischen südlichen Männchen und nördlichen Weibchen produziert werden, während die reziproke Kreuzung normale Nachkommenschaft erzeugt.Drei Mechanismen stehen zur Zeit für die Erklärung dieser unilateralen Inkombatibilität zur Verfügung: Genetische (chromosomal bedingte), zytoplasmatische und symbionteninduzierte Unverträglichkeit. Erste Hinweise deuten darauf, dass beiR. cerasi kein Fall von genetischer Inkombatibilität vorliegt.Aufgrund der Verbreitungsmuster und der möglichen Wirkungsmechanismen werden bezüglich des Ursprungs des beobachteten Phänomens drei Hypothesen aufgestellt, welche in laufenden Untersuchungen auf ihre Richtigkeit überprüft werden.Ein abschliessender Teil ist der Möglichkeit gewidmet, unverträgliche Rassen für neue Bekämpfungsmethoden für die Kirschenfliege auszunützen. Während in den laufenden Feldversuchen mit der Sterilen-Insektentechnik anwendbare Erfahrungswerte für die Massenaufsammlung von Freilandmaterial und die Auswahl geeigneter Aktionsgebiete gewonnen worden sind, ist auch der Aspekt der mechanischen Trennung der Geschlechter für die notwendige Bereitstellung reiner männchenpopulationen mit erfolgversprechenden Resultaten bearbeitet worden. Internationale Experimente im Laboratorium und unter Freilandbedingungen zur Prüfung des möglichen Einsatzes unverträglicher Rassen zu Bekämpfungszwecken sind in Ausführung begriffen.

     

Mutationsversuche an Kulturpflanzen VI

Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX ₁-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht.Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX ₁-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet.Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten.Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.Mit 22 Textabbildungen     

Über die Aufnahme von radioaktivem Schwefel in die wachsende Vogelfeder nach Applikation von 35S-Methioninlösungen

Zusammenfassung Wellensittichen (Melopsittacus undulatus), Elstern (Pica pica) und Haustauben (Columba livia) werden 0,1c1 ml einer isotonischen ³⁵S-DL-Methioninlösung mit Aktivitäten von 0,05–1,2 mC beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert.Die Lokalisation des in den heranwachsenden, primären Konturfedern, aber auch nach natürlicher Mauserung oder künstlicher Entfernung derselben in den folgenden Federgenerationen abgelagerten radioaktiven Isotops erfolgt mit einem Methan-Durchflußzähler oder autoradiographisch.An den Deck- und Flugfedern kann ein proximales, stark strahlendes Areal mit einem bogenförmigen Verlauf seiner apikalen Begrenzung von einem oder mehreren distalen Strahlungsbändern schwacher Aktivität unterschieden werden.Die distalen Strahlungsbänder treten häufig in einer rhythmischen Folge auf, wobei ihr Winkel zu dem proximalen Schaftteil in etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit diesem entspricht. In der rhythmischen Folge dieser Zuwachsstreifen ist nicht selten noch ein weiterer Unterrhythmus erkennbar.Die Breitenunterschiede der distalen Strahlungsbänder bzw. die Amplituden ihrer Rhythmen sind nicht ausschließlich korreliert mit der jeweiligen definitiven Federlänge, sondern auch abhängig von der Wachstumsphase der Feder am Applikationstermin und in gewisser Weise kennzeichnend für den Federtyp.Für das Ausbreitungsvermögen des radioaktiven Isotops bzw. der dasselbe enthaltenden Verbindungen kann auch eine gewisse Individualität der Einzelfeder festgestellt werden.Auch in dem proximalen, stark strahlenden Areal ist bisweilen (Pica pica) eine rhythmische Ablagerungsfolge des radioaktiven Isotops zu beobachten. Der Winkel dieser radioaktiven Streifen entspricht ebenfalls etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit dem proximalen Schaftteil.Bei einmaligen Injektionen von Methioninlösungen nicht zu hoher Strahlungsdosen wird bei Applikation in einer frühen Wachstumsphase der Feder eine proximalwärts abnehmende Strahlungsintensität auf der Fahne und dem Schaft gefunden. Dabei nimmt die Aktivität der Fahnen schneller ab als die des Schaftes, d. h. dieser schwärzt den Röntgenfilm weiter proximal als die Außen- und Innenfahne.Bei den Autoradiographien der Dorsal- und Ventralseiten der Konturfedern ergibt sich ein deutlicher Unterschied. Die Dorsalseite zeigt an der distalen Grenze des stark strahlenden Areals auf dem Röntgenfilm im Gebiet des Federschaftes eine strahlungsschwache Kerbe, die Ventralseite dagegen eine die distale Grenze des stark strahlenden Areals überragende Strahlungsspitze.In verschiedener Höhe durch den Federschaft markierter Federn geführte Querschnitte zeigen bei entsprechender junger Wachstumsphase im Spulenbereich eine radioaktive Strahlung der Spulenwand und der Federscheide, sowie weiter apikal auch eine solche der Hornsepten, der Schaftschenkel und der Markzellen des Schaftes (Columba livia).Bei hohen applizierten Strahlungsdosen kann eine langsame Abnahme der Aktivitäten über mehrere Federgenerationen verfolgt werden. Mehrfache, in 24stündigem Abstand folgende Injektionen nicht zu hoher Aktivitäten markieren sich auf dem Federschaft in der Form tütenartig ineinandergeschachtelter, oval ausgebuchteter Strahlungsrhythmen (Columba livia).Eine zeitmäßige Zuordnung der distalen Grenzen der distalen Strahlungsbänder und des proximalen Areals hoher Aktivität zum Applikationstermin ergibt für Federn einer frühen Wachstumsphase ein Emporwandern des radioaktiven Isotopes über das Oberflächenniveau der Haut nach der Applikation.Die natürlichen Zuwachsstreifen decken sich zuweilen (Pica pica) mit wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen auf der Federfahne. Diese können auch auf die Dorsalseite des Schaftes übergreifen. Ebenso können die Ansätze der Rami an den Schaftseiten in einer wellenartigen Folge inserieren. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Wellen der Federfahne mit den rhythmischen Schwankungen der Strahlungsintensität zusammenfallen, und unter gewissen Umständen können Fehlstreifen als extreme Ausschläge eines stoffwechselphysiologischen Rhythmus, wie er in der Folge der radioaktiven Querbänderung zum Ausdruck kommt, angesehen werden. Die auf dem Röntgenfilm in Erscheinung tretende Querbänderung der Federfahne kann durch quantitative Ablagerungsunterschiede des radioaktiven Isotops und, wenn auch in wesentlich geringerem Maße, durch Änderungen der Hornstruktur bedingt sein. Eine autoradiographische Auswertung von ein- und zweidimensionalen Papierchromatogrammen von Hydrolysaten markierter Federn läßt eine radioaktive Strahlung im Bereich des Cystin, Cystein, Taurin und Lanthionin erkennen. Dabei ist aber zu bedenken, daß Cystein und Lanthionin und insbesondere das Taurin durch die chemische Aufbereitung entstanden sein können. ³⁵S-Methionin konnte sowohl autoradiographisch as auch mit dem Methandurchflußzähler nicht erfaßt werden.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich auch diesmal wieder für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

Bemerkungen über die botanische Zugehörigkeit von Pollenformen aus den Braunkohlenschichten

Zusammenfassung Die vorstehende Abhandlung betrachtet Pollenreste der tertiären Schichten. Ihre botanische Zugehörigkeit kann gegenwärtig nur selten bestimmt werden, da die Möglichkeit des Vergleiches mit dem Blütenstaub von Vertretern der heutigen Flora durch verschiedene Umstände sehr eingeschränkt ist. Jedoch ist zu versuchen, die Pollenreste auf die nach den Großfossilien (Früchte, Samen, Blätter usw.) sicher erkannten systematischen Einheiten zu beziehen. Aber auch dieses Verfahren kann besonders für die Exinen der alttertiären Schichten nicht ohne Bedenken durchgeführt werden. Denn es ergibt sich, daß die ähnlichkeit der Mikrofossilien mit dem Pollen einer bestimmten heutigen Gattung für die Zugehörigkeit nicht unbedingt beweisend ist. Daher können aus den nicht durch sonstige Funde in ihrer systematischen Stellung bestätigten Pollenformen keine allgemeinen Schlüsse abgeleitet werden, wie dies z. B.Thiergart vorgenommen hat. Einblick in die Schwierigkeiten der Methode eröffnet der näher untersuchte Pollenbestand von Braunkohlenschichten, die zahlreiche Großfossilien der für das Mittel- bis Oberoligozän bezeichnenden Mastixioideenflora führen.Mit 8 Textabbildungen (18 Einzelbildern).     

Korrelationsanalyse von gemittelten und ungemittelten evozierten Potentialen

Zusammenfassung Es wird eine Möglichkeit beschrieben, wie mit Hilfe der Korrelationsrechnung die Beiträge der einzelnen EEG-Potentialabschnitte zu dem gemittelten evozierten Potential abgeschätzt werden können. Am Beispiel der akustisch evozierten Potentiale mit Berücksichtigung des Gleichspannungsanteils wird festgestellt, daß die gemittelten Ergebnisse als repräsentativ für das ungemittelte Potential anzusehen sind. Weiter wird gezeigt, daß es bei Kenntnis des Reizzeitpunktes weitgehend möglich ist, Potentiale mit Reizantwort von solchen ohne Reizantwort zu trennen.

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Summary A possibility is described to determine the contribution of the single eeg-potential to the averaged evoked potential by calculation of the correlation coefficient. Application on acoustic evoked potentials including the dc-component shows that the averaged results are representative for the unaveraged potential. In addition it is possible to separate with high statistical probability single potentials with stimulus response from those without response.

     

Über den Auslösungsreiz des Umdrehreflexes bei Seesternen und Schlangensternen

Zusammenfassung Die erste Phase der Umdrehbewegungen der Seesterne besteht in einer Dorsalkrümmung der Arme. Die Dorsalkrümmung erfolgt mit unveränderter Latenzzeit auch bei Tieren, deren Rückenhaut und Darm völlig entfernt ist, sowie bei Tieren, die in beliebiger Orientierung im Raum frei im Wasser schwebend aufgehängt sind. Infolgedessen können weder mit Mangold die Receptoren für den Umdrehreflex in sensiblen Elementen der Rückenhaut erblickt werden, noch kann mit Wolf der Darm als statisches Organ aufgefaßt werden. Da die Dorsalkrümmung immer eintritt, wenn die Füßchen nicht an einer Unterlage festgesogen sind, ist der Auslösungsreiz des Umdrehreflexes in dem Mangel an Berührung für die Saugfüßchen zu erblicken. Als Receptoren füngieren die Füßchen.Für Schlangensterne gilt alles, was hier über Seesterne berichtet ist, mit dem wichtigen Unterschied, daß auch nach Abschneiden des größten Teils der Füßchen der Umdrehreflex in unveränderter Weise erhalten bleibt. Die Frage der Auslösungsreize und Receptoren des Umdrehreflexes muß deshalb noch ungelöst bleiben.Vorliegende Untersuchung wurde im Oktober und November 1927 in der zoologischen Station zu Plymouth durchgeführt. Zu höchstem Dank bin ich dem hochverehrten Direktor der Station für die Überlassung des Arbeitsplatzes verpflichtet, sowie dem Personal der Station für die Beschaffung des Materials. Der Aufenthalt in Plymouth war mir durch eine Spende der Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft ermöglicht, wofür ich dieser Organisation aufrichtigsten Dank sage.     

Experimentelle Untersuchungen übfr den Geschmackssinn der Reptilien

Zusammenfassung Diese Versuche zeigen also, daß ein Geschmacksvermögen bei den zum Experiment verwandten Tieren für alle vier Qualitäten vorhanden ist. Verglichen mit dem menschlichen Geschmack kann die Geschmacksempfindung als relativ fein bezeichnet werden; jedenfalls ist sie feiner, als wohl bisher angenommen wurde. Ebenso ist die Gefühlsbetonung mit Ausnahm von bitter durchaus dieselbe wie beim Menschen. Auch süßer Geschmack wirkt positiv gefühlsbetonend, eine Erscheinung, für die bislang noch jede Erklärungsmöglichkeit fehlt.Die Reizschwelle für bitteren Geschmack liegt bei den Reptilien höher als beim Menschen. Wahrscheinlich werden Konzentrationen, die beim Menschen eine negative Gefühlsbetonung hervorrufen, gar nicht geschmeckt. Es ist dies eine interessante Parallelerscheinung zu den Versuchen von Rensch an Vögeln, die ebenfalls stark unterempfindlich für bitter sind. Auch hier ist bislang der einzige Erklärungsversuch die Annahme der Gewöhnung, da ja viele als Nahrung aufgenommene Insekten bitter schmecken.Zum Schluß sei auch auf die vollkommene Übereinstimmung der Abwehrbewegungen (Schüttelreflex) nach dem Genuß schlechtschmeckender Stoffe bei Säugetieren, Vögeln Und Reptilien hingewiesen.     

Further studies on the reproductive isolation of geographical strains in the Tetranychus telarius complex

Cross breeding experiments with British and North American colour forms of the mites included in the Tetranychus telarius complex suggest that T. urticae Koch is the correct name for the green form, and T. cinnabarinus Boisd. for the reddish form. Different strains, with different degrees of incompatibility, occur in each species.

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Zusammenfassung Es würden Kreuzungsversuche durchgeführt, um die Verwandtschaft zwischen britischen und nordamerikanischen Farbformen des sogenannten T. telarius Komplex zu prüfen.Paarungen zwischen Vertretern der grünen Form ergaben F₁ Hybriden, die voll fortpflanzungsfähig waren, obgleich sie unterschiedliche Grade von Unverträglichkeit zeigten.Solche zwischen den rötlichen Formen ergaben vollständige Unverträglichkeit; die F₁ Weibchen waren steril oder hatten sehr geringe Fruchtbarkeit. Wenn Nachkommen von derartigen Weibchen erzeugt wurden, waren sie männlichen Geschlechts.Die unterschiedlichen Verwandtschaftsverhältnisse, die zwischen Farbformen verschiedener geographischer Verbreitung bestehen, werden besprochen, und es wird daraus geschlossen, dass alle Angehörigen einer jeden Farbgruppe als gleiche Arten betrachtet werden müssen. Es wird vorgeschlagen, dass T. urticae Koch der korrekte Name ist, der jetzt für die grünen Formen angewendet werden sollte, und T. cinnabarinus Boisd. für die rötlichen Formen beizubehalten.

     

Corticoidgehalt in den Nebennieren röntgenbestrahlter Ratten

Zusammenfassung Zusammenfassend kann gesagt werden, daß nach Ganzkörper-Röntgenbestrahlung von Ratten mit 1000 R starke Veränderungen im Gewicht und im Corticoidgehalt der NN auftraten. Der Corticoidgehalt zeigte Perioden gehemmter und gesteigerter NNR-Aktivität an. Kurz vor dem Tod der Tiere, der in unseren Versuchen meistens am 7. Tag nach der Bestrahlung eintrat, war der Hormongehalt der NN am größten. Diese Versuchsergebnisse stehen mit den einleitend erwähnten Ergebnissen der Literatur, die mit Hilfe indirekter Methoden zur Bestimmung der NNR-Aktivität erhalten wurden, in guter Übereinstimmung. Sie geben jedoch, soweit wir bisher sehen, einen klareren Einblick in die Reaktionsweise der NNR nach Röntgenbestrahlung als es mit indirekten Methoden möglich ist. Wir beabsichtigen deshalb, die begonnenen Untersuchungen zu ergänzen und fortzusetzen.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für eine Forschungsbeihilfe.     

Über die Wirkung von Fungiziden auf Cladosporium fulvum Cooke und die Aussichten einer chemotherapeutischen Bekämpfung des Pilzes

Zusammenfassung Da die fungizide Wirkung von Giften auf Pilzsporen bzw. die Resistenz von Pilzsporen gegenüber Giften bei gegebener Giftmenge von der Anzahl der Sporen abhängig ist, besitzen die bei Laboratoriums-versuchen gefundenen Werte nur relative Bedeutung und können auf die praktische Schädlingsbekämpfung nicht unmittelbar übertragen werden. Je mehr Sporen eben auf eine bestimmte Giftmenge treffen, desto resistenter erscheinen die Sporen, bzw. desto schwächer zeight sich die Giftwirkung der Fungizide und umgekehrt.Aus diesem Grunde müssen bei Untersuchungen vorliegender Art neben den Sporen des zu prüfenden Pilzes auch Sporen anderer Pilze mit herangezogen werden, um eine Vergleichsmöglichkeit zu haben, d. h. um zu sehen, wie sich die Sporen des einen Pilzes, verglichen mit denen anderer Pilze, in ihrer Resistenz verhalten. Nur auf diesem Wege war es möglich, zu zeigen, daß die Sporen von Cladosporium fulvum bedeutend widerstandsfähiger sind als die der übrigen untersuchten Pilze.Sollte nun der Pilz mit chemischen Mitteln erfolgreich bekämpft werden, so müßte man die Fungizide in einer Konzentration anwenden, für die der chemotherapeutische Index bedeutend größer als 1 ist. Dann aber würde die Wirtspflanze (Tomate) selbst durch das Fungizid so stark geschädigt werden, daß sie wahrscheinlich absterben würde. Somit ist die Bekämpfung von Cladosporium fulvum mit chemischen Mitteln als aussichtslos zu betrachten.Betreffs der Unzulänglichkeit der Methoden der reinen Botanik für die Methoden der angewandten Botanik verweise ich auf die Kritik S. 548 f. vorliegender Arbeit.Die mit Cladosporium fulvum gemeinsam auftretende Botrytis spec. ist offenbar eine noch nicht beschriebene Art, die wahrscheinlich auf Cladosporium fulvum parasitisch lebt.     

Aufbau der Forstpflanzenzüchtung in Hessen

Zusammenfassung Die züchterischen Arbeiten in Hessen haben das Nahziel, durch Erstellen von Samenplantagen die Versorgung der Praxis mit Saatgut sicherer zu gestalten. Begründet werden sie mit Klonen von Plusbäumen, die aus den im vorigen Jahrhundert entstandenen beständen ausgelesen wurden. Bei der Auslese entscheidet in erster Linie die Zugehörigkeit des Stammes zu einem in dem betreffenden Wuchsgebiet bewährten Ökotyp. Die als Mischungen der verschiedensten Formenkreise anzusehenden Bestände werden also als im 19. Jahrhundert angelegter Großversuch betrachtet. Es ist zu erwarten, daß das in den Plantagen erzeugte Saatgut dem aus anerkannten Beständen mindestens gleichwertig, wahrscheinlich aber überlegen ist, weil in den Plantagen die wünschenswerten Ökotypen angereichert und die ganz ungeeigneten Formen ausgeschlossen sind. Das Saatgut ist nur für das Wuchsgebiet bestimmt, aus dem die Plusbäume stammen. Es werden demnach nicht ökologische Universalsorten, sondern den einzelnen Standorten besonders angepaßte Spezialsorten angestrebt.Die Samenerträge aus den Plantagen dürften im Vergleich zu denen aus Althölzern höher liegen, weil der Blütenansatz stimuliert werden kann, die Erfassung von Sprengmasten wirtschaftlich möglich ist und Schädlinge (Megastigmus) bekämpft werden können; auch bereitet bei geringen Erntekosten das rechtzeitige Ernten der Zapfen (Douglasie, Strobe) keine Schwierigkeiten.Da trotz der besonderen Gegebenheiten die Auslese nur nach dem Phänotyp unsicher bleibt, sollen Klonabsaaten und auch Keimlinge getestet werden, damit möglichst schnell Anhaltspunkte für die genetische Beschaffenheit der Plusbäume erlangt werden. Die Versagersollen durch wertvollere Klone ersetzt werden.Mit 6 TextabbildungenNach einem Vortrag, gehalten auf der Arbeitstagung für forstliche Samen-Plantagen vom 24.–26. Okt. 1955 in Waldsieversdorf.     

Physiologische Untersuchungsmethoden zur Bestimmung des Schädlichkeitsgrades von Abwassergiften in Süß-, Brack- und Salzwasser

Zusammenfassung 1. Es werden verschiedene physiologische Methoden beschrieben, um den Schädlichkeitsgrad von Abwässern in Süß- und Salzwasser zu untersuchen. Die Veränderung des physiologischen Verhaltens eines Lebewesens in einem abwassergeschädigten Milieu ist ein gutes Kriterium für den Grad der Verunreinigung eines Gewässers. Es lassen sich dabei folgende Phasen unterscheiden: (a) Die Letalitätsgrenze, bei der ein Tier nicht lebensfähig ist. (b) Die Störungsschwelle, in der stärkere physiologische Schwankungen eintreten, die nicht unmittelbar, aber auf die Dauer gesehen, zum Tode führen. (c) Die Erträglichkeitsgrenze, bei der sich geringe Schwankungen noch kompensieren lassen. Die Störungsschwelle ist bei der Beurteilung besonders wichtig, da sie den biologisch-normalen vom pathologischen Bereich trennt. Die Konzentration eines Abwassers, die als Belastung des Vorfluters noch zulässig ist, muß also in jedem Falle unterhalb der Konzentration liegen, die als Störungsschwelle festgestellt wurde.2. Folgende Methoden können verwendet werden, um diese drei typischen Bereiche zu erfassen: (a) Der Stoffwechseltest. Hierbei werden Sauerstoffverbrauch, Atemfrequenz und Darmtemperatur der Versuchstiere untersucht. Der O₂-Verbrauch wird chemisch, die Atemfrequenz und Darmtemperatur werden nach einer elektrischen Methode untersucht. Außerdem wird der Gewebestoffwechsel in derWarburg-Apparatur gemessen. (b) Die reizphysiologische Untersuchung. Reizphysiologische Veränderungen werden einmal durch Untersuchung der Reaktion der Versuchstiere im elektrischen Feld registriert. Zum anderen werden die Reizbeantwortungen eines freipräparierten Nerven mit Hilfe eines Kathodenstrahloszillographen gemessen. Die Höhe der abgegebenen Potentiale ist dann ebenfalls ein Maß für die erfolgte Beeinflussung der nervenphysiologischen Funktionen. (c) Die Untersuchung des Blutbildes. Es werden Anzahl und Oberfläche der roten Blutkörperchen sowie die Hämatokritwerte untersucht. (d) Die Untersuchung des Kalium- und Natriumgehaltes im Serum und Ganztier. Die Bestimmungen werden mit Hilfe eines Flammenphotometers vorgenommen. (e) Die Messung des Fischwiderstandes. Diese Untersuchung erfolgt nach dem Prinzip des Spannungsabfalls mit Hilfe eines Zweistrahloszillographen. (f) Die histologische Untersuchung, die nur indirekt auf eine funktionelle Veränderung bestimmter Organe schließen läßt.3. Mit diesen Methoden wurde das Mischabwasser einer chemischen Fabrik auf seinen Schädlichkeitsgrad hin untersucht. Das Abwasser wurde in Süß-, Brack- und Salzwasser getestet. Die Ergebnisse zeigten, in welcher Verdünnung das Abwasser eingeleitet werden kann, um eine Schädigung der im Wasser lebenden Tiere weitgehend zu verhindern.

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Methods of physiological research for assessing the degree of injury of waste water poisons in fresh, brackish and salt water

Changes in the physiological behaviour of animals exposed to a polluted medium are a good criterium for the grade of the water. The following categories can be distinguished: (a) the limit of lethality, (b) the disturbance limit, (c) the tolerance limit. The disturbance limit is especially important for critical examination, as it separates the biologically normal responses from the pathological ones. The following methods can be used in order to find out to which category the fish belongs: studies of metabolism, responses to stimuli, investigations of the blood status, determinations of potassium and sodium contents in serum and in the total organism, measurement of electrical resistance of fishes and of their gut temperature, and histological examinations. Research has been carried out by these methods with regard to the amount of damages caused by the mixed waste water of a chemical factory. The waste water was tested in fresh, brackish and sea-water. The results showed how much poisonous water could be added to the pure water without injury to the animals living in it.

     

Biochemical and dynamic circulation of nutrients in the Oslofjord

Summary 1. Concentrations of different compounds of silicium, iron, nitrogen and phosphorous have been determined at different seasons, places and depths in the Oslofjord.2. The concentrations of various compounds of nitrogen and phosphorous in the fjord depend on the sewage amounts released.3. Close relations were found between (a) concentrations of nitrate-nitrogen and phosphate-phosphorous in the surface layers and (b) the inverse values of turbidity, a measure of the planktonic plant production in these layers.4. At the present stage, phosphorous compounds released with the sewage have the greatest importance as factors regulating plant growth.

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Biochemische und dynamische Zirkulation der Nährstoffe im Oslofjord

Kurzfassung Die Rolle der Nährsalze, die mit dem städtischen Abwasser dem Oslofjord zugeführt werden, ist im Hinblick auf ihre Bedeutung für die Eutrophierungsvorgänge untersucht worden. Das Vorkommen verschiedener Verbindungen von Stickstoff und Phosphor, Gesamt-Eisen und Silizium wurde analytisch festgestellt. Andere Nährsalze, die zu den natürlichen Bestandteilen des Meerwassers gehören und deren Konzentration die des Abwassers nur wenig beeinflußt, wurden nicht berücksichtigt. Die Analysen wurden mit Wasserproben, die an verschiedenen Stellen, aus verschiedenen Tiefen und zu verschiedenen Jahreszeiten gewonnen worden waren, durchgeführt. Dem quantitativen Gehalt an Eisen und Silizium ist keine entscheidende Rolle bei der Eutrophierung im Jahresablauf zuzuschreiben. Vielmehr bestehen enge Beziehungen zwischen dem Gehalt an Stickstoffverbindungen und dem als Phosphat gebundenen Phosphor zur Phytoplanktonproduktion, so daß wahrscheinlich diese Nährsalze die Pflanzenproduktion im Oslofjord regulieren.

     

Untersuchungen zur Entwicklung von Gehölz-Aufforstungen auf Bergbaukippen in der Dübener Heide (DDR)

Zusammenfassung Der Braunkohlentagebau führt zu beträchtlichen Eingriffen in die Kulturlandschaft. Durch Wiederurbarmachung und Rekultivierung der Tagebauareale werden beträchtliche Bodenflächen der gesellschaftlichen Nutzung wieder zur Verfügung gestellt. In Landschaften mit von Natur aus fruchtbaren Böden steht dabei die Kippenrekultivierung für eine landwirtschaftliche Nutzung und in Gebieten mit von Natur aus weniger fruchtbaren Böden für eine forstliche Nutzung im Vordergrund. Die Tagebaurestlöcher werden häuftig zu Naherholungsgebieten umgestaltet oder für wasserwirtschaftliche Zwecke bzw. für eine geordnete Mülldeponie verwandt. In der Arbeit wird die syngenetische Entwicklung von aufgeforsteten achtjärigen Monokulturen des Populus-Artemisia vulgaris-Typs über etwa 30 jährige Bestände des Populus-Taraxacum officinale-Typs und Populus-Calamagrostis epigeios-Typs bis zu etwa 60 jährigen Baumbeständen des Populus-Carpinus betulus-Typs unter pflanzensoziologischen, ökologischen und pflanzengeographischen Aspekten untersucht. Die Arbeit schließt mit einer Darstellung der landeskulturellen Bedeutung der Kippenaufforstung für die gesamte Kulturlandschaft.

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In der Untersuchung wurden Ergebnisse, darunter Vegetationstabellen der zu erwähnenden Vegetationstypen der Lehrer-Diplomarbeit von Herrn Frenzel (1976) mit einbezogen, dem wir an dieser Stelle für seine Mitarbeit recht herzlich danken möchten.     

Zur Histologie des Tuber cinereum des Menschen

Zusammenfassung Das Tuber cinereum des Menschen enthält neben kolloidhaltigen Ganglienzellen nervöse Elemente mit teils unregelmäßig gebauten Kernen, wie sie bereits für die sog. Drüsennervenzellen bekannt sind, ferner Nervenzellen, deren Kerne Einschlüsse vom Typ der in den Pinealzellen nachzuweisenden Kernkugeln beherbergen. Das morphologische Verhalten der Kerne mit Kernkugeln läßt sich im Sinne der Lehre von der sekretorischen Tätigkeit des Zellkernes vegetativer Ganglienzellen deuten (Neurokrinie). Kernsekretionsbilder können somit nicht nur in den Pinealzellen (Dimitrowa, Krabbe, Collier u. a.), in den Pituicyten der menschlichen Neurohypophyse (Bargmann), sondern auch im Tuber cinereum nachgewiesen werden, dessen gonadotrope humorale Wirksamkeit durch Spatz und seine Mitarbeiter, insbesondere Bustamante, im Tierversuch experimentell erwiesen wurde. Es ist denkbar, daß die Kernsekretion im Tuber den Ausdruck humoraler Tätigkeit darstellt. Der mitgeteilte morphologische Befund unterstreicht die Sonderstellung des Zwischenhirnes als Sammelstätte vegetativer Zentren (neurokrines System, Roussy). Beachtung verdient meines Erachtens der Umstand, daß unter den bisher bekannt gewordenen Beispielen von Kernsekretion die Zellen inkretorischer Organe eine beachtliche Zahl ausmachen.Die vorgelegten Befunde reihen sich zahlreichen morphologischen Untersuchungen verschiedener Forscher über den Austritt von Kernsubstanzen aus dem Kernraum bzw. aus dem Zelleibe an. Soweit diese Angaben sich auf den Austritt von Nukleolen aus dem Zellkern beziehen, wird man sie nach wie vor mit großer Vorsicht aufnehmen müssen, da mit der Möglichkeit von Artefakten der histologischen Methodik zu rechnen ist. Die von G. Hertwig (1919) seinerzeit durchaus mit Recht vertretene Ansicht, der Abgabe geformter Stoffe aus dem Kernraume komme eine allgemeinere Bedeutung nicht zu, erfährt indessen durch den Nachweis der Kernsekretionsbilder im Zentralnervensystem eine Einschränkung.     

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.     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Als bestimmend für die Dynamik des Langzeitvorganges des Spannungsabfalles im Muskel nach aufgebrachten stufen- und rampenförmigen Längenänderungen ist das Übertragungsverhalten eines s ^k -Elementes mit einer elastischen Komponente ermittelt worden. Vergleichende Betrachtungen über die Veränderung der H-Zonenlänge und des Exponenten k haben zu einer Lokalisierung der Übertragungseigenschaften in der in der Mitte des Sarkomers befindlichen H-Zone geführt. Es wird vorgeschlagen, daß die elastische Rückstellkraft des Muskels in den parallel zur H-Zone befindlichen m-Filamenten generiert wird; diese Strukturen stellen zusätzliche Verbindungen zwischen den Myosinfilamenten in den beiden Halbsarkomeren dar. Aus der Modellierung mit einem Analogrechner folgt, daß das s ^k -Element physikalisch einer Kombination einer stark nichtlinearen Feder mit einem konventionellen Dämpfertopf entspricht. Durch vektorielle Subtraktion des s ^k -Anteiles mit elastischer Komponente von der Ortskurve der Dehnbarkeit des entspannten Insektenflugmuskels ist mit sehr guter Genauigkeit die Übertragungsfunktion von zwei in Serie befindlichen viskoelastischen Elementen des Maxwell-Typs ermittelt worden. Durch die Annahme, daß in einem der drei bereits früher postulierten Maxwell-Elemente, die als konzentriert in den dominanten passiven Strukturen — den Verbindungsfilamenten, den Myosinfilamenten und der H-Zone — angenommen wurden, die Feder in Serie mit dem Dämpfertopf eine stark nichtlineare Kraft-Längen-Charakteristik hat, wird es möglich, die Gültigkeit eines schon früher formulierten Modelles auf Langzeitveränderungen ausdehnen.Die Möglichkeit der Beschreibung von Spannungsabfällen, gemessen für verschiedene andere Muskeln, durch die Übertragungseigenschaften eines s ^k -Gliedes läßt eine Allgemeingültigkeit der am Insektenmuskel erzielten Ergebnisse als wahrscheinlich erscheinen. Die Möglichkeit ist diskutiert, daß die für Dehnungsreceptoren abgeleitete Übertragungsfunktion das im Muskel lokalisierte s ^k -Glied mit einbezieht.     

Über Chemo- und Pressoreceptorenfelder am Coronarkreislauf

Zusammenfassung Durch Tusche-Injektionen in die Coronararterien konnte gezeigt werden, daß das Glomus pulmonale dem Coronarkreislauf angeschlossen ist. Zusammen mit den supracardialen Paraganglien (Penitschka) ist das Glomus pulmonale als ein Chemoreceptorenfeld für die Herzkranzgefäße zu betrachten. Licht-und elektronenmikroskopische Untersuchungen der Glomuszellen (Glomus pulmonale) und ihrer synaptischen Verknüpfung mit dem Nervensystem ergaben eine morphologische Übereinstimmung mit dem Glomus caroticum. Auf Grund von Durchschneidungsversuchen (Exstirpation des Ganglion nodosum) ließ sich die Innervation des Glomus pulmonale durch den N. Vagus nachweisen.Jene das Glomus pulmonale versorgende Arterie des Coronarkreislaufes besitzt an ihrer elastischen Wegstrecke zahlreiche pressoreceptorische Nervenendigungen. Demnach ist auch der Coronarkreislauf wie der Große Kreislauf mit Chemo- und Pressoreceptorenfeldern ausgestattet.Auch durch physiologische Untersuchungen konnte die funktionelle Bedeutung der Chemoreceptoren im Glomus pulmonale und in den supracardialen Paraganglien für den Coronarkreislauf nachgewiesen werden. Ihre Stimulierung durch örtliche Natriumsulfitapplikationen bzw. durch eine intravenöse Persantininjektion bewirkt eine coronare Mehrdurchblutung. Die Folge der coronaren Mehrdurchblutung ist eine Erhöhung der Sauerstoffspannung im venösen Blut des Sinus coronarius.Der bisher unbekannte Mechanismus der hypoxämischen Coronarerweiterung und die maximalen Coronardurchblutungen bei Anämien wurden als Folge einer Reizung der coronaren Chemoreceptoren unter Hinweis auf die bekannte große Sauerstoffmangelempfindlichkeit der Chemoreceptoren diskutiert: Es besteht eine auffallende Parallelität zwischen dem Grad der Sauerstoffsättigungsminderung, der einerseits eine coronare Mehrdurchblutung verursacht und andererseits eine erhebliche Zunahme der Chemoreceptorenimpulse bewirkt.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Auszugsweise vorgetragen 1. auf der 59. Versammlung der Deutschen Anatomischen Gesellschaft, München, April 1963, 2. auf der Naturw.-med. Gesellschaft, Münster/W., Juli 1963 und 3. in Diskussionsbeiträgen auf der 47. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Pathologie, Basel, Juni 1963.     

Effects of hostplant age on phytophagous insects

In Colorado beetle females fed with physiologically aged potato leaves, an inhibition or even a standstill of reproduction occurs, followed by diapause.In such beetles, the volume of the corpora allata is reduced and the medial cerebral neurosecretory cells do not transport their neurosecretory material. In feeding tests, it is shown that the beetle can detect the age of its hostplant.

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Zusammenfassung Wenn weiblichen Kartoffelkäfern zwei Arten bevorzugter Wirtspflanzen zur Verfügung stehen, ändert sich ihr Wirtswahlverhalten mit dem Ansteigen der Temperatur, während das nicht der Fall ist, wenn abgelehnte mit angenommenen Pflanzen verglichen werden.Die Käfer können zwischen alten und jungen Blättern bevorzugter Wirtspflanzen unterscheiden.Bei Kartoffelkäfern, die mit physiologisch gealtertem Laub gefüttert werden, tritt eine Hemmung oder sogar ein völliger Stillstand der Reproduktion ein, worauf eine Diapause folgt. Es scheint, daß die Corpora allata beeinflußt werden und aufhören zu arbeiten; die Käfer zeigen histologisch die charakteristischen Anzeichen diapausierender Käfer genauso wie hungernde Käfer: einen völligen Stillstand des Transportes von Neurosekret und eine dichte Anhäufung neurosekretorischen Materials innerhalb der Zellen. Nachfolgende Nahrungsaufnahme der hungernden Käfer bewirkt den Transport neurosekretorischen Materials entlang der Neurosekretbahnen und die Dispersion desselben innerhalb des Zellplasmas.Es scheint also, daß die jahreszeitlichen Veränderungen im Zustand der Wirtspflanze dem neuro-endokrinen System angezeigt werden und für die Nahrungswahl sowie für die Synchronisation von Bedeutung sind.

     

Eine Methode zur colorimetrischen Bestimmung von Ammoniak in Meerwasser

Zusammenfassung 1. Es wird eine Methode zur Bestimmung von Ammoniak im Meerwasser beschrieben, die statt des Oxidationsmittelverbrauchs eine direkte Farbstoffbildung mit dem Ammoniak colorimetrisch zu messen erlaubt.2. Die Methode beruht auf der Bildung eines chinoiden blauen Farbstoffs mit Natrium-Salicylat als phenolischer Komponente und Natrium-Dichlorcyanurat als Halogenträger. Die meisten im Meerwasser anwesenden Substanzen stören die Reaktion nicht und werden auch nicht erfaßt. Die Methode ist vom Salzgehalt in weiten Bereichen (ca. 25 bis 40) unabhängig.3. Da nur eine veränderliche Lösung gegen eine konstante Gegenlösung photometriert wird, läßt sich die Messung auch gut mit einem Autoanalyzer durchführen. Dazu wurde die Vorbereitung der Reagenzien für die Messung auf See stark vereinfacht.4. Während bei der manuellen Methode streng auf eine lineare Abhängigkeit zwischen Konzentration und Extinktion geachtet werden muß, kann bei der automatischen Bestimmung die Ammoniak-Konzentration direkt durch die Peakhöhe ausgedrückt werden. Diese Unabhängigkeit von der Linearität gibt die Möglichkeit einer genaueren Bestimmung des Ammoniaks im Bereich geringerer Konzentrationen.5. Streuung und Reproduzierbarkeit liegen bei ca. ± 3% im untersuchten Meßbereich zwischen 0,35 und 16,60µg-at NH ₄ ⁺ -N/l. Wichtig für die Bestimmung ist die genaue Einhaltung der Temperatur und Reaktionszeit; dies ist bei der Analyse mit dem Autoanalyzer ohne Schwierigkeiten möglich.

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A method for colorimetric determination of ammonia in sea water

A method is described which measures the amount of an ammonium compound colorimetrically, instead of measuring the consumption of oxidizing matter. The method is based on the formation of a blue quinoid dye, with sodium salicylate as phenolic, and sodium derivative of dichlorcyanuric acid as halogenic reagent. Most non-ammonium compounds occuring naturally in sea water do not interfere with this reaction. The method is applicable within a wide salinity range manually as well as automatically. Manual determination requires strict linear interdependence between concentration and extinction. In the automatical determination, concentration is expressed by the peak level; this independence from linearity facilitates more exact measurements at lower ammonia concentrations. For shipboard investigations the preparation of reagents is simplified to eleminate handling errors. Exact control of temperature and reaction time is essential. The reproducibility of the method is approximately 3% within the range investigated: 0.35 to 16.60µg-at NH ₄ ⁺ -N/l.