57. R. Knapp: Neue geobotanische Untersuchungen in Afrika und Griechenland

In Afrika finden zur Zeit auf weiten Strecken aus verschiedenen Gründen sehr starke Änderungen im Landschaftsbild und in der Vegetation statt. Aus diesem Grund sind gegenwärtig geobotanische Untersuchungen über die Auswirkungen der neuen anthropogenen Einflüsse sowie über natürliche Pflanzengesellschaften, die durch die gekennzeichneten Veränderungen in ihrer Verbreitung besonders stark zurückgedrängt werden, wesentlich. Vegetationskartierungen sind in verschiedensten Maßstäben ausgeführt worden. Es war das Bestreben, die Karten stets in einer Weise auszuarbeiten, daß sie in vielseitiger Weise ausgewertet und angewendet werden können. Experimentelle Untersuchungen über gegenseitige Beeinflussungen erfolgen vor allem über Kulturpflanzen, Arten verschiedener Sukzessionsstadien, Wirkungen zwischen Savannengräsern und Vertretern anderer Familien sowie zwischen Epiphyten und Bäumen, ferner über Effekte hoher Temperaturen (u.a. wegen ihrer Bedeutung bei Feuereinflüssen). Weitere Arbeitsprojekte behandeln Wechselwirkungen zwischen Savannen und Wäldern, Einflüsse von weidenden Tieren auf die Vegetation, natürliche Pflanzengesellschaften und ihre Erhaltung in Reservaten. Ferner werden die afrikanische geobotanische Literatur und Veröffentlichungen aus Nachbargebieten bibliographisch zusammengestellt, da sie zum Teil sehr zerstreut und an oft schwer zugänglichen Stellen erschienen sind Die Untersuchungen in Griechenland betreffen vor allem den mittleren und südlichen Teil des Festlandes und die Ionische Insel Kephallinia. Außer Analysen der Pflanzengesellschaftcn und ihrer Lebensbedingungen sowie Vegetationskartierungen erfolgen auch experimentelle Untersuchungen über gegenseitige Beeinflussungen von Pflanzen der griechischen Vegetation. Es ergaben sich aus den bisherigen Untersuchungen bestimmte Vorstellungen über die Bedeutung von Wäldern und offenem Land unter natürlichen Verhältnissen sowie über die Entstehung der Segetal- und Ruderalvegetation     

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.     

18. W. S. Iljin: Biochemische Vorgänge während der Kalkchlorose der weißen Lupine

Auf die Trockengewichtseinheit bezogen, enthalten chlorotische Pflanzen mehr Wasser als gesunde. Ber. der Deutschen Bot. Gesellsch. LXI. Erkrankte Lupinen haben einen erhöhten Salzgehalt im Zellsaft; dieser bezieht sich besonders auf Calcium und Mg, in vielen Fällen auch auf Kalium. In den Anfangsstadien der Chlorose ist der Unterschied zwischen gesunden und eben erkrankten sehr gering. Wir wissen jedoch, daß der Salzbestand in der Pflanze kein beständiger ist und erheblichen Schwankungen unterliegt, ohne den äußeren Zustand zu beeinflussen. Wir scheinen daher nicht berechtigt zu behaupten, der Salzüberschuß rufe die Erkrankung an der Chlorose hervor. Diese Theorie gewänne nur dann Grund und Boden, wenn man annähme, daß bei den von mir untersuchten Pflanzen der Salzgehalt sein Höchstmaß erreicht habe, worüber hinaus jede Steigerung der Pflanze schaden und den normalen Gang der physiologischen Vorgänge unterbrechen müsse. Man kann aber auch gerade umgekehrt annehmen, daß ein verstärkter Salzgehalt in der Pflanze durch ihre Erkrankung hervorgerufen werde, die ihrerseits die regulatorische Tätigkeit der Wurzeln beeinträchtigt und den Salzen freieren Zutritt in die Pflanze gestattet. Zugunsten dieser Theorie spricht der Umstand, daß chlorotische Pflanzen bei gleichen Bodenbedingungen mehr Salze absorbieren und daß anfangs der Unterschied zwischen ihnen und grünen Pflanzen unbedeutend ist und erst späterhin größer wird. Die Kurve der grünen Blätter beharrt während der Entwicklung auf gleicher Höhe, während sie bei kranken Blättern rasch ansteigt. Zur endgültigen Lösung dieser Frage bedarf es noch weiterer Untersuchungen. Die Erkrankung der weißen Lupine an Chlorose war in meinen Versuchen von einem stark erhöhten Gehalt an organischen Säuren begleitet, unter denen Apfelsäure die erste Stelle einnahm. Besonders deutlich ließ sich das an jungen Pflanzen beobachten. Bei der Erkrankung trägt auch der Stickstoffwechsel einen ganz eigenen Charakter. Gewöhnlich führen die chlorotischen Pflanzen prozentuell auf das Trockengewicht bezogen anfangs mehr Gesamtstickstoff als die gesunden, späterhin nimmt jedoch seine Menge in jenen ab. Trotz des erhöhten Gehaltes an Gesamtstickstoff führen kranke Pflanzen weniger unlöslichen Stickstoff oder Eiweiß; mit der Zeit wird dieser Unterschied immer größer, so daß die kranken fast zweimal weniger Eiweiß enthalten können als die gesunden. Die beschriebenen Veränderungen in der Beschaffenheit des Stickstoffes sind begleitet von einer Anreicherung des Saftes an Eiweißspaltungsprodukten, wie Aminosäuren, Basenamiden, löslichem Eiweiß und Ammoniak.     

Gegenseitige Beeinflussung von Gerste (Hordeum vulgare L.) und Hafer (Avena sativa L.) in Wasserkulturen bei ergänzter Ernährung

Wir verfolgten die gegenseitige Beeinflussung von in Wasserkultur gezogenen Hafers und Gerste. In den Experimenten wurde die mögliche Konkurrenz um Wachstumsfaktoren entfernt und es wurde die Rolle der Wurzelausscheidungen bei der gegenseitigen Beeinflussung des Wachstums und der NPK-Anhäufung in den Versuchspflanzen geprüft. In einer Variante wurde periodisch stets jeden zweiten Tag auf die Dauer von 6 Stunden die Nährlösung aus den Kultivierungsgefässen geschöpft. Nach 43tägigem Kultivieren wurde eine signifikante Wachstumsinhibition des Hafers und Stimulation der Gerste festgestellt. Im Einklang mit den Wachstumsveränderungen war der N- und K-Gehalt auf 1 g Trockensubstanz erhöht bzw. herabgesetzt. Dagegen war der Gehalt des gesamten P, hauptsächlich in den Wurzeln, beim inhibierten Hafor aus der Mischung höher und bei der stimulierten Gerste niedriger. Wir setzen voraus, dass die Veränderungen durch die Wurzelausscheidungen der mitgezogenen Pflanzen verursacht wurden.     

12. Hans Pfeiffer: Syngenetische Beobachtungen an der Bitterkrautgesellschaft

Am Beispiel verschiedener Pflanzenaufnahmen eines von Doppheide (Erica Tefralix) umgebenen Cicendietums wird das Eindringen gesellschaftsfremder Arten aus der Nachbarschaft verfolgt und durch Auffinden gleichlaufender Veränderungen nur im Lichtgenuß der Vegetation, nicht aber in den andern ökologischen Verhältnissen, die Mitwirkung der Belichtungsänderungen bei der Sukzession wahrscheinlich gemacht. In der Besprechung werden Fragen der Begrenzung von Assoziationen und der Durchführung syngenetischer Untersuchungen erörtert.     

Über den Geschmackssinn des Huhnes VIII: Der Einfluß zusätzlichen Geschimacks auf die Annahmehäuflgkeit fester Futterstoffe durch Zwerghühner

Zwerghühner, die bereits zu zahlreichen Geschmacksversuchen gedient hatten (n = 27500), bekamen Getreidekörner, die in verschiedenen Schmecklösungen (MgCl₂, NaCl und HCl als Geschmackszusatz) gelegen hatten, teils trocken, teils naß neben geschmacksfreien Körnern vorgesetzt. In entsprechender Weise erhielten die Tiere Schrote, die entweder mit den betreffenden Schrnecklösungen angefeuchtet (Zustand trocken-krümelig) oder durchtränkt waren (Zustand naß-breiig), neben mit Wasser versetzten Schroten zur Wahl. Die Hühner verzehrten die trockenen, stark vergällten Körner ohne weiteres, wenn sie sich äußerlich von jenen ohne Geschmackszusatz nicht unterschieden (Versuche mit einer Getreideart). Die Hühner ließen sich vom Geschmack beeinflussen, wenn vergällte und unvergällte Körner optisch deutlich verscbieden waren (Versuche mit zwei verschiedenen Getreidearten). Dabei lehnten die Hühner nicht etwa die vergällte, ursprünglich beliebtere Getreideart (Weizen) ab, sondern sie nahmen nur die unvergällten Körner (Hafer) häufig an, als es deren natürlichen Beliebtheitsgrad entspricht. Bei diesen Versuchen machte sich ein starker Geschmackverlust auf Grund chemischer und mechanischer Vorgänge zwischen Schmecklösung und Korn bemerkbar. Dieser verringerte sich bei Verwendung der feuchteren Schrote, er verschwand gänzlich in den Versuchsreihen mit nassen Körnern und Schroten. Die vergällende Wirkung der drei Geschmacksstoffe ist deutlich verschieden: Magnesiumchlorid wirkte in keiner Weise abschreckend, Natrium chlorid nur in geringem Umfange, während Salzsäure relativ stark vergällt. Die Hühner richten sich vorzugsweise nach Tastsinneseindrücken. Daher hängt die Geschmackswirkung weitgehend von der Stärke gleichzeitig auftretender Tastreize ab: starke taktile Reize unterdrücken selbst starke Geschmacksreize. Verglichen mit taktil wahrnehmbaren Veränderungen der Kornoberfläche (Talkum- und Wasserglasüberzüge) bleibt die Wirkung der Geschmackszusätze gering. In gewissem Umfange scheint das Merkmal „schwacher Geschmack” die Annahme fester Futterstoffe zu erhöben. Es wurden im ganzen 2633 Zweifach-Wahlversuche ausgeführt, womit sich die Zahl meiner bisher durchgeführten Versuche über den Geschmackssinn des Huhns auf 30133 erhöht.     

Hasel-Pollengehalt der Luft in Mitteleuropa

Jahreszeitliche und tageszeitliche Veränderungen des Haselpollengehalts der Luft nach Untersuchungen aus den Jahren 1967 bis 1972 an elf mitteleuropäischen Meßstellen. Vergleich mit einigen anderen europäischen Daten über den Haselpollengehalt der Luft. In Mitteleuropa kamen die meisten Haselpollen zu Beginn oder gegen Ende des Monats März vor. Stündliche Höchstwerte wurden in den Tag- und Abendstunden gemessen. Morgens kamen keine hohen Stundenwerte vor. Temperaturmessungen lassen vermuten, daß für hohe Haselpollengehalte der Luft in Norddeutschland höhere Temperaturen nötig sind als in südwestdeutschen Gebieten.     

Transport in Markstrahlen

Es wird über Ergebnisse und Probleme beim Transport in Markstrahlen, insbesondere beim Siebelement-Baststrahl-Übergang, beim eigentlichen Radialtransport in den Markstrahlen und beim Stoffaustausch mit den Gefäßen berichtet. Zahlreiche Resultate über die Stoffwechselaktivität, die Feinstruktur und den DNA/RNA-Gehalt von Strasburger Zellen weisen auf deren besondere Rolle beim Stoffübertritt zwischen Siebzellen und Baststrahlzellen hin. Die Entstehung der Saccharose in den Strasburger Zellen, das Beladen in Vesikel und die möglichen Transportwege werden anhand eines Modells diskutiert. Aufgrund von Messungen der Stärkedeposition im Holzstrahlgewebe (etwa 5,2 mg/mg TG/Monat) und der zur Verfügung stehenden tangentialen Lumenfläche wird eine radiale Fluxrate von minimal 2,1 bis 4,2 nmol cm^?2 min^?1 (in Glucoseeinheiten) erhalten, die deutlich über den bekannten Membran-fluxraten liegt und damit für das Vorliegen eines symplastischen Transportes in den Holzstrahlen spricht. Cytochemische Befunde und eine deutlich polare Phosphatanreicherung in den Holzstrahlzellen zur Zeit intensiven Radialtransportes führen zu einem hypothetischen Modell, in dem eine polar erfolgende Beladung von Vesikel mit Saccharose aus dem Cytosol als Antrieb eines symplastischen Transportes in die Nachbarzelle erörtert wird. Den Stoffaustausch zwischen Holzstrahlen und Gefäßen beleuchten Ergebnisse über den Eintritt von Zuckern und Aminosäuren in das Gefäßwasser und Experimente über die Zuckeraufnahme aus dem Gefäßwasser sowie bei Gewebsschnitten in vitro. Beide lassen auf eine Trägervermittelte Glucoseaufnahme nach extraplasmatischer Spaltung der Saccharose schließen. Den Kontakttüpfeln als Orte stark erhöhter Nucleosidtriphosphatspaltung kommt dabei möglicherweise eine besondere Rolle zu. Frau Patrizia schekahn danke ich herzlich für wertvolle technische Assistenz bei der Durchführung der Untersuchungen, Frau A. Gabriel und Frau P. Zimmerma nn für die Assistenz bei der Benutzung des Zucker- und Aminosäureanalysators.     

Modalités du déclenchement du comportement de capture chez la larve d‘Agrion (Calopteryx auct.) splendens Harris (Odonatoptères)

Das Fangverhalten der Larven von Agrion splendens wird hauptsächlich durch Schwingungen ausgelöst, die durch den Platzwechsel der Beute entstehen. Ein künstlicher mechanischer Stimulator ermöglichte es, nacheinander den Einfluß der Amplitude, der Dauer und der Frequenz der Reize und der Form der Schwingungen zu untersuchen. Die Latenzzeit des Fangschlages verkürzt sich mit zunehmender Frequenz und Amplitude und mit abnehmender Dauer der Reize. Gleichzeitig erhöht sich die Frequenz der Fangschläge, ohne daß der Köder vorher genau untersucht wird. Ein Köder, der mit einer abklingenden oscillatorischen Bewegung vibriert, ist wirksamer als einer mit halb sinusoidaler Bewegung. Künstliche Reizung mit der Ködermethode erlaubte, die sofortige oder verzögerte Wirkung der durch die Beute erzeugten Schwingungen auf das Auslösen des Fangschlages zu prüfen: Die Fangmaske wird während oder nach den Reizserien ausgeworfen. Beide Wirkungen scheinen abhängig von den unregelmäßig verlaufenden oder sinusoidalen Schwingungen, die der Köder erzeugt, und von den Veränderungen der Amplitude während der Reizung: Das Einstellen auf den Fang scheint durch eine wellenförmige Bewegung mit geringfügigen Amplitudenschwankungen erleichtert zu werden. Wenn eine Welle am Anfang oder während der Reizung besonders groß ist, dann führt dies zu einem sofortigen oder späteren Fangschlag.     

Veränderungen der Holzstruktur als Indikator für Umweltbelastungen bei Bäumen

Bäume sind in industriellen Ballungsgebieten oder in Städten einer Reihe von negativen Umweltfaktoren ausgesetzt, die wesentlich von denen am natürlichen Standort abweichen. Die Wachstumsbedingungen werden dadurch verschlechtert, es treten Schäden auf und ein Absterben der Bäume ist oftmals die Folge. Als Indikator für derartige Schäden kann die Veränderung der Holzstruktur dienen: die Kambiumaktivität ist vermindert, die Jahrringbreite geringer, der Übergang vom Frühholz zum Spätholz, die Zellartenanteile sowie die Zelldimensionen sind verändert. Probleme der histometrischen Analyse werden diskutiert, besonders der Übergang vom Frühzum Spätholz bei Nadelbäumen und die Interpretation von Befunden histometrischer Untersuchungen im Holz von Laubbäumen im Zusammenhang mit der Kambiumaktivität und der Differenzierung der Xylemzellen. Einige Baumarten weisen eine relative Resistenz gegenüber Immissionen auf, mögliche Ursachen werden diskutiert.     

Zur prozentualen Häufigkeit der nächstbenachbarten Nucleotide in Datura-RNS nach einer Röntgenbestrahlung

1. Nach einer vierstündigen Inkubation von crown-gall-Gewebe aus Datura innoxia mit ³²P-Orthophosphat und einer anschließenden Hydrolyse der Ribonucleinsäuren mit 0,3 n KOH oder Schlangengift-Phosphodiesterase kann aus den Radioaktivitäten der entstehenden einzelnen 2′,3′-Nucleotide einerseits und den entsprechenden 5′-Nucleotiden andererseits die prozentuale Häufigkeit nächstbenachbarter Nucleotidpaare erschlossen werden. 2. Die Differenzen zwischen den einzelnen Nucleotidaktivitäten verringern sich mit steigender Applikationszeit von ³²P-Orthophosphat. 3. Unter bestimmten — wahrscheinlichen — Voraussetzungen läßt sich die Häufigkeit des Nucleotidpaares CpG zu 12%, die der Paare ApC, ApU und CpC dagegen zu 3% erschließen. Die prozentualen Häufigkeiten der anderen zwölf möglichen nächstbenachbarten Nucleotidpaare liegen zwischen 10 und 4%. 4. Eine Röntgenbestrahlung der Gewebe mit 3 kR vor der ³²P-Behandlung verändert nicht die Mengen (in μMol) der RNS-Nucleotide. Dagegen ist die Aktivitätsaufnahme nach vierstündiger Inkubationszeit in den einzelnen Nucleotiden unterschiedlich erniedrigt. 5. Eine jetzt — wie bei den unbestrahlten Geweben — durchgeführte Berechnung der Häufigkeit des Auftretens von nächstbenachbarten Nucleotiden in der RNS läßt wesentliche, strahleninduzierte Unterschiede erkennen. Der Anteil des Nucleotidpaares CpG sinkt von 12% auf 9%, der von GpC steigt von 8% auf 12% an. Die kleinen Veränderungen in der prozentualen Häufigkeit von GpU, UpC und CpC liegen an der Grenze der Nachweisbarkeit. 6. Damit hat sich in der Änderung der Primärstruktur von Nucleinsäuren eine experimentell begründete, molekularbiologische Erklärungsmöglichkeit der Wirkung einer Röntgenbestrahlung auf Pflanzengewebe ergeben.     

Die Rolle von Ascorbinsäure und Cytokininen in Pflanzen unter Streßeinwirkungen

Sowohl nach verschiedenen Salzstressen als auch nach einem Wasserstreß oder nach exogener ABA-Behandlung läuft in den Pflanzen (zumindest in Pennisetum typhoides und Phaseolus aconitifolius) ein sehr sinnvoller, gleichartiger Mechanismus ab, der es den Pflanzen ermöglicht, den für sie wertvollen Stickstoff zunächst festzuhalten. Die durch die gehemmte Proteinsynthese oder die geförderte Proteinhydrolyse vermehrt anfallenden Aminosäuren werden zunächst zu Glutaminsäure umgebildet. Von hier aus wird dann Prolin synthetisiert. Für die Prolinakkumulation scheint letztlich dann die gehemmte Prolinoxidation verantwortlich zu sein. Verschiedene Ionen können auf die Prolinsynthese unterschiedlich wirken. Daraus geht hervor, daß neben der endogen gebildeten ABA in gestreßten Pflanzen auch noch spezifische Ionen einen zusätzlichen Effekt ausüben können. Die dargestellten Vorgänge laufen in gestreßten Pflanzen ab. In ungestreßten Pflanzen kann der Mechanismus in der geschilderten Weise nicht stattfinden, da das Verhältnis von Cytokininen zu ABA so ist, daß die durch ABA hervorgerufenen Stoffwechselveränderungen durch die Cytokinine wieder rückgängig gemacht werden. Erst wenn der Cytokininspiegel unter Streßeinfluß absinkt, wird der durch ABA gesteuerte Mechanismus wirksam. Der durch ABA gesteuerte Prolinanstieg führt allem Anschein nach zu einer erhöhten Resistenz von Pflanzen gegenüber einem Streß. Es konnte verschiedentlich gezeigt werden, daß die Resistenz von Pflanzen mit ihrem Prolingehalt korreliert ist (Barnett und Naylor 1966, Hubac und Guerrier 1972). Da nach unseren Ergebnissen die Prolinbildung streng mit dem Abscisinsäuregehalt in gestreßten Pflanzen korreliert ist, und weiterhin gezeigt werden konnte, daß die Trockentoleranz von zwei Maisvarietäten von deren endogenem ABA-Gehalt abhängig ist (larque-saavedra und Wain 1974) — eine trockenresistente Art enthielt viermal soviel ABA wie eine intolerante Art —, ist offensichtlich die ABA in gestreßten Pflanzen für eine erhöhte Resistenz der Pflanzen gegen ungünstige Umweltbedingungen verantwortlich zu machen (siehe auch Boussiba et al. 1975). Ein interessanter Aspekt für zukünftige Arbeiten ergibt sich aus der Tatsache, daß vor allem Kaliumionen die Prolinakkumulation fördern können. Es ist schon lange bekannt, daß Kaliumionen positive Wirkungen auf die Trockentoleranz von Pflanzen haben (cf. Huber und Schmidt 1978). Da Prolin ähnliche Wirkungen hat (siehe oben) und die Prolinbildung wiederum vom ABA-Gehalt der Pflanzen abhängig zu sein scheint, bietet sich mit den erwähnten Maisvarietäten ein System an, bei dem es möglich sein sollte zu prüfen, ob Zusammenhänge zwischen ABA-, Kalium- und Prolingehalt und der Trockentoleranz des Maises bestehen. Die vermehrte Prolinbildung als Reaktion auf Streßeinwirkungen wird auch dadurch begünstigt, daß der Kohlenhydratstoffwechsel, und zwar speziell die Saccharosesynthese, durch ABA oder NaCl gleichermaßen positiv beeinflußt werden. Diese Verflechtung des Kohlenhydratstoffwechsels mit der Prolinakkumulation soll in Zukunft auch in bezug auf die Salze überprüft werden, die schon beim Aminosäurestoffwechsel als Streßfaktoren verwendet wurden. Gleiches gilt für die Photosynthese, bei der ebenfalls weitgehend übereinstimmende Wirkungen von ABA und NaCl festgestellt werden konnten. Gerade die Veränderung des CO₂-Fixierungsvermögens durch Phytohormone oder Streßeinwirkungen vom C₃-Mechanismus zum C₄- oder CAM-Mechanismus ist von erheblichem Interesse. Die Bedeutung liegt vor allem darin, daß solche Umstimmungen eventuell zu Ertragssteigerungen führen könnten. Abschließend soll noch einmal festgestellt werden, daß Phytohormonen — speziell ABA oder Cytokinine — eine wichtige Funktion bei der Ausbildung von Resistenzmechanismen gegenüber Streßeinwirkungen auf Pflanzen zukommt. Dabei erstrecken sich die Wirkungen der Phytohorrnone offensichtlich nicht nur auf die Stornata oder die Wasseraufnahme (siehe oben), sondern es werden auch direkt wichtige Stoffwechselwege über die Regulierung von Enzymen beeinflußt. Die hier genannte Funktion der Phytohorrnone soll in Zukunft vor allem an Pflanzen an natürlichen Standorten überprüft werden, wodurch die Beziehungen zwischen der Ökologie und den biochemischen Untersuchungen im Labor geknüpft werden sollen.     

Kälteresistenz der Fichte

Fichtenchloroplasten durchlaufen während eines Jahres saisonbedingte charakteristische Struktur- und Funktionswechsel: Frühjahrschloroplasten, die in den alten Nadeln kurz vor und während des Knospenaustriebes gefunden werden, sind sehr groß und so sehr mit Stärke erfüllt, daß man sie als Amyloplasten bezeichnen kann. Beim Aufbau der neuen Nadelgeneration wird diese Stärke verbraucht, und es entwickeln sich aus den Amyloplasten wieder die photosynthetisch aktiven Sommerpiastiden mit einem gut entwickelten Membransystem. Während der Frosthärtung und insbesondere während der Frostperiode treten die Chloroplasten in ihrer Winterform auf: amöboide, an einer Stelle der Zelle konzentrierte, stark aufgequollene Plastiden mit einem aufgelockerten und zum Teil reduzierten Thylakoidsystem. Der Strukturwandel der Chloroplasten wird — wie die Frostresistenz selbst — durch exogene Faktoren (Tageslänge, Temperatur) ausgelöst und kann auch durch artifiziell veränderte Umgebung zu unnatürlichen Zeitpunkten ausgelöst werden. Begleitet wird der Strukturwandel von einer Veränderung der CO₂-Fixierungsrate der Fichtennadeln, die ihrerseits auf Veränderungen der photochemischen Aktivität der Chloroplasten zurückzuführen ist. In Frostexperimenten konnte gezeigt werden, daß die Frosthärtung Reaktionen auf zwei verschiedenen Ebenen auslöst: 1. Produktion von kolligativ wirksamen Membranschutzstoffen sowie 2. einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Chloroplastenmembranen; zumindest letztere führt offensichtlich zu einer Verringerung der Photosyntheseleistung. Frostschädigung der Chloroplasten tritt bei nicht entsprechend stark gehärteten Nadeln auf, jedoch nicht durch direkten Einfluß der tiefen Temperatur auf das Thylakoidsystem als vielmehr durch Freisetzung membranschädigender Substanzen durch Permeabilitätsverlust plasmatischer Membranen. Wir danken Herrn Prof. Dr. O. Kandler für anregende Diskussionen und für die kritische Durchsicht des Manuskriptes. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft wird für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit gedankt.     

28. U. Kull: Zum physiologischen Verhalten der Sedoheptulose im Rahmen des Kohlenhydrathaushaltes einiger Crassulaceen

• 1 . Sedoheptulose weist in Sempervivum tectorum deutliche jahresperiodische Gehaltsveränderungen auf. Sie ist am winterlichen Zuckermaximum führend beteiligt. Der Gehalt an Oligosacchariden zeigt ebenfalls ein Maximum im Winter. Dagegen erreicht die Menge der Stärke im Sommer die höchsten Werte.
• 2 . Durch Temperaturerniedrigung im Sommer kann bei Sempervivum und Bryophyllum eine Zunahme der Mengen an Sedoheptulose und anderen Zuckern erreicht werden. An dieser Zunahme ist der Photosynthesegewinn während der Kältebehandlung beteiligt. Temperaturerhöhung im Winter führt zu einer Abnahme der Zuckergehalte. Die Stärke verhält sich jeweils umgekehrt.
• 3 . In Phyllodien von Bryophyllum tubiflorum treten nennenswerte tagesperiodische Veränderungen der Sedoheptulosegehalte nicht auf.
• 4 . Es ist wahrscheinlich, daß die Sedoheptulose — und ebenso die in den Stengeln gefundenen Raffinosezucker — bei Bryophyllum als Transportkohlenhydrate fungieren.
• 5 . Bei Verdunkelung von Bryophyllum-Pflanzen beteiligt sich die Sedoheptulose an der fortlaufenden Abnahme des Kohlenhydratgehaltes nicht.
• 6 . Die Befunde werden in Zusammenhang mit der physiologischen Bedeutung und den möglichen Bildungswegen der Sedoheptulose diskutiert.

Herrn Prof. Dr. A. Arnold sowie Herrn Priv.-Doz. Dr. K. Jeremias danke ich herzlich für Anregungen, die sich aus verschiedenen Diskussionen ergaben. Für die Untersuchungen auf Zuckeralkohole danke ich Herrn S. Seybold . Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie der Vereinigung von Freunden der TH Stuttgart bin ich für Sachbeihilfen zu Dank verpflichtet.     

Der Einfluß des Kalium-Ernährungszustandes der höheren Pflanzen auf die Assimilation von anorganischem Stickstoff

Die Assimilation von markiertem Stickstoff zeigt, daß die gut mit Kalium versorgten Pflanzen wesentlich mehr anorganischen Nitratstickstoff assimilieren als die Pflanzen mit geringerer Kaliumversorgung. Es ist deshalb auch nicht verwunderlich, daß in den höheren Stickstoffversorgungsstufen beachtliche Unterschiede in der Stickstoffassimilationsmenge zwischen reichlicher und unzureichender Kaliumversorgung vorliegen Es zeigt sich weiterhin, daß bei den gut mit Kalium versorgten Pflanzen der Nitratstickstoff mit erhöhter Rate für den Aminosäureaufbau verwendet wird. Kalium begünstigt demnach den Eintritt von markiertem anorganischen Stickstoff in die organische Fraktion Außerdem hat sich die Vermutung bestätigt, daß die vielfach bei unzureichender Kaliumernährung erhöhten Gehalte an löslichen Aminoverbindungen tatsächlich auf einen verminderten Umsatz, besonders auf einen verminderten Stickstofftransfer aus der löslichen Aminofraktion in die Proteinfraktion zurückzuführen ist     

Zum Stickstoffhaushalt alpiner Rasengesellschaften

In Freiland-Lagerungsversuchen mit Bodenmischproben wurden Erhebungen über die Stickstoffmineralisation von Pflanzengesellschaften aus der subalpinen Stufe der Nördlichen Kalkalpen angestellt, über die großenteils bereits ausführlicher berichtet worden ist. Das mittlere Mineralstickstoffangebot liegt danach für eine größere Zahl von Rasenbeständen zwischen 35 und 55 kg/ha in der Vegetationsperiode (Abb. 1), erreicht aber in anderen Fällen trotz etwa gleicher oberirdischer Trockensubstanzproduktion (um 3 t/ha mit etwa 50 kg/ha Stickstoffgehalt) Extreme von etwa 10 bis über 90 kg/ha. Diese Divergenz stellt ein bisher noch nicht gelöstes Problem dar. Es kommen die folgenden, hier diskutierten Erklärungsmöglichkeiten in Betracht Durch direkte Bestimmung der Schwankungen im Gesamtstickstoffgehalt der Biomasse, verbunden mit Messung des aktuellen Mineralstickstoffgehaltes im Boden und der Nitratauswaschung (Bilanzversuche) sowie durch weitere langfristige Lagerungsversuche unter variierten Bedingungen wird eine Klärung des hier aufgezeigten Fragenkomplexes, insbesondere eine Kontrolle der Zuverlässigkeit unserer bisherigen Mineralisationsbestimmungen, angestrebt Die bisherigen Untersuchungen wurden durch Beihilfen vom Deutschen Alpenverein unterstützt

• A ) Im Falle von “zu hohem” Mineralstickstoffangebot:

• 1 . Stickstoffzufuhr durch symbiotische Luftstickstoffbindung
• 2 . Stickstoffzufuhr infolge häufigeren Aufenthaltes von Weidevieh
• 3 . Relativ erhöhter Einbau von Stickstoff in die Wurzelmasse während der Vegetationsperiode

• B ) Im Falle von “zu niedrigem” Mineralstickstoffangebot

• 1 . Anpassung von dominierenden Gräsern und Seggen mit basalen Speicherorganen durch “inneren Stickstoffkreislauf” an träge Mineralisation, insbesondere an verdichtete, humusarme Böden
• 2 . Unzureichende Erfassung des gesamten jährlichen Mineralstickstoffangebotes infolge der zwangsläufigen Beschränkung unserer Freilandversuche auf die Vegetationsperiode. Bei Böden mit sommerlicher “Stickstoff-Festlegungstendenz” kann dieser Fehler eine größere Rolle spielen als anderwärts (vgl. Abb. 2)

Durch direkte Bestimmung der Schwankungen im Gesamtstickstoffgehalt der Biomasse, verbunden mit Messung des aktuellen Mineralstickstoffgehaltes im Boden und der Nitratauswaschung (Bilanzversuche) sowie durch weitere langfristige Lagerungsversuche unter variierten Bedingungen wird eine Klärung des hier aufgezeigten Fragenkomplexes, insbesondere eine Kontrolle der Zuverlässigkeit unserer bisherigen Mineralisationsbestimmungen, angestrebt. Die bisherigen Untersuchungen wurden durch Beihilfen vom Deutschen Alpenverein unterstützt.     

Behavior of Sparrows of the Genus Zonotrichia,in Orientation Cages during the Lunar Cycle

Das nächtliche Zugverhalten verschiedener Zonotrichia-Arten wurde im beschriebenen 8-Stangen-Orientierungskäfig automatisch registriert. Die Tiere blieben einige Tage bis mehrere Monate darin. Ein Index für Gesamtaktivität, mittleres Azimut (Richtung) und Richtungsbevorzugung (Stärke der Orientierung) wurde für jede der 4198 Vogelstunden über den ganzen Lunarzyklus berechnet. Die nächtliche Orientierung wurde auf verschiedene Umweltvariable analysiert, speziell auf Azimut des Mondes und seiner Höhe über dem Horizont. Starke Nachtaktivität ging allgemein mit deutlicher Richtungsbevorzugung einher, solange der Mond nicht störte. In mondhellen Nächten war die Aktivität leicht erhöht und hing bei einigen Vögeln deutlich von Helligkeit und Höhe des Mondes ab und war dann nicht immer vor Mitternacht (im Frühling) am größten. Die Nachtaktivität blieb unbeeinflußt von Umgebungstemperatur, Bewölkung oder Fangen und Wiegen der Vögel am Vortage. Der Mond änderte die Azimutrichtung einiger Vögel, die dann phototaktisch reagierten (ausgenommen wenn der Mond durch Wolken schien oder künstlich nachgeahmt wurde). Meist folgte die Vorzugsrichtung dieser Vögel dem Mond in mäßig großem Winkel im Uhrzeigersinn; vermutlich wurde der Mond als Sonne angesehen. Die Zugrichtung der Vögel wechselte von Nacht zu Nacht, meist um etwa ± 20°; als signifikant gelten Änderungen von 45° oder mehr, die selten ohne, meist mit Mondsicht (großer Mond über mehrere Std.) vorkam. Auch gab es mondabhängige stündliche Richtungsänderungen. Mond-beeinflußte Vögel konnten in Vollmondnächten keine konstante Richtung halten; die meisten von ihnen waren als Jungtiere eingefangen worden. Auch ein anscheinend mondunabhängiger Vogel orientierte sich in manchen Mondnächten schlechter. Bewölkung verschlechterte die Gesamtnachtorientierung, nicht aber die Richtungskonstanz innerhalb der Meß-Stunden. Trotz solcher Störungen wiesen die Vögel im Frühling nach Norden, im Herbst nach Süden, aber mit großer Streuung sowohl zwischen Individuen als auch zwischen verschiedenen Zeiten desselben Tieres. Der einzige am Brutplatz gefangene Vogel bevorzugte die Heimatrichtung. Drehung des Käfigs erzeugte Störungen, die ein heuristisches kybernetisches Modell nahelegen. Daß die Sterne zur Orientierung dienen, ist auch hier nicht bewiesen, es spricht aber manches dafür.     

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.     

Über den Geschmackssinn des Hnhns. VII. Der Geschinack der Bitterstoffe und Zucker

Zwerghühner bekamen in 2385 Einzelversuchen, die die Gesamtzahl meiner Versuche über die Nahrungsauswahl bei Vögeln auf 27 500 erhöhen, mehrere Verdünnungen von Rohrzucker und Magnesiumchlorid nebeneinander vorgesetzt, urn zu prüfen, ob für den Menschen süß bzw. bitterschmeckende Stoffe tatsächlich für das Huhn em und derselben Geschmacksqualität angehören, worauf frühere Versuche hindeuten. Die Hühner nahmen beide Schmeckstoffe so an, wie sie sich bisher qualitativ gleich schmeckenden Flüssigkeiten gegenüber verhalten hatten. lm allgemeinen unterschieden sie die Rohrzuckerlösungen deutlicher, als es ihrem — schwachen — Gesehmack zukam. Wie sich in Anlehnung an frühere Versuchsergebnisse zeigen ließ, richten sich die Hühner bei Beurteilung der Zucker nicht nur nach deren Gesehmack, sondern zugleich auch nach deren Viskosität. Die Zucker sind die einzigen bisher geprüften Schmeckstoffe, die zwei für die Hühner deutlich wahrnehmbare Merkmale besitzen. Das Merkmal „Viskosität” (bei Darbietung gescbmackloser Flüssigkeiten vom Viskositätsgrad der beliebtesten Rohrzuckerlösung) allein senkte die Annahmebäufigkeit des Wassers ebenso, wie Zuckerlösungen es taten. allerdings schwächer als es bei den beliebtesten Zuckerkonzentrationen der Fall war. Durch Verwendung optimal viskoser Flüssigkeiten, denen durcb Zusatz von Magnesiumchlorid Geschmack gegeben wurde, gelang es, Mischungen von der Annahmehäufigkeit der Zuckerlösungen herzustellen. Gegen Ende der Versuche machten Einflüsse psychischer Art es unruöglich, die Hühner zur Ablebnung des Wassers zugunsten der Rohrzucker- oder Mischlösungen zu bewegen. Wiederum traten starre Handlungsweisen wie Seitenstrebigkeit, Ortstreue und erinnerungsgebundene Wahlen auf, jedoch nur, solange die Geschmacksreize sehr scbwach waren. Es scheint, als ob die Hühner auf jeden deutlich wahrgenommenen Geschmacksreiz ablehnend reagieren. Bei höherer Viskosität verringert sich der Wirkungsgrad der Schmecklösungen. In stark viskosen Flüssigkeiten mit geringem Geschmackszusatz (künstliche Mischungen und alle Zuckerlösungen) nehinen die Hühner den Geschmack anscheinend nicht als solchen wahr, sondern als Attribut der Viskosität. Diese ist vermutlich ein taktil wirkendes Merkmal.     

Brdička's Reaktion auf Eiweisstoffe wurde zur Verfolgung der Wirkung einiger Herbizidstoffe benützt

Der Verlauf von Brdi?ka's serologischer Reaktion bildete ein Beschädigungskriterium der VersuchspflanzeSinapis alba L., die durch folgende Herbizidstoffe behandelt wurde: 2,4-D; 2,45-T; MCPA; Atrazin; Aminotriazol; 4-Phenäthylpyridin in den Konzentrationen 10^?3 M, 10^?4 M und 10^?5 M. Während der polarographischen Bestimmung bewirkten die pathologischen Veränderungen der Pflanze verschiedene Höhen der katalytischen Eiweissdoppelstufen. Bei der oszillopolarographischen Bewertung kam es mit steigender Beschädingung zur Ausgleichung der Einschnitte der Kurvenabhängigkeit dE/dt=f(E). Die benützten Methoden zeigten grösste Veränderungen bei den Derivaten der Phenoxyessigsäure—was den stärksten Beschädigungen der Versuchspflanze entsprach.