Weitere Untersuchungen zur Temperaturadaptation der Sauerstoffbindung des Blutes von Rana esculenta L.

Zusammenfassung Die durch eine rasche Temperatursteigerung allgemein verschlechterte Sauerstoffbeladung des Blutes wird bei Rana esculenta durch eine Temperaturadaptation wieder gebessert. Dieser von Kirberger (1953) bereits bei einem Sauerstoffpartialdruck nachgewiesene Adaptationseffekt bewirkt, daß die durch die Temperaturerhöhung zunächst nach rechts verlagerte Sauerstoffbindungskurve des Froschblutes sich wieder teilweise nach links verschiebt. Dies könnte durch die festgestellte Zunahme von Erythrocytenzahl und Gesamtvolumen der Blutkörperchen und die Abnahme des aus der Größe berechneten Volumens des einzelnen Erythrocyten erklärt werden, alles Erscheinungen, die auftreten, wenn die Frösche in höhere Temperaturen überführt und dort belassen werden. Ob sich auch die Sauerstoffaffinität des Hämoglobins mit der Adaptation ändert, konnte wegen störender Koagulationserscheinungen bei der Untersuchung von Hämolysaten noch nicht entschieden werden.Nach der Überführung in höhere Anpassungstemperaturen steigen die Werte für die Alkalireserve, das p_H, den Natrium- und Chlorgehalt des Plasmas. Diese Erscheinungen haben jedoch keinen direkten Einfluß auf den genannten Adaptationseffekt, da im Vollblut und in Blutkörperchensuspensionen (in Kochsalz oder Ringerlösung) unterschiedlich adaptierter Tiere bei gleichem Sauerstoffpartialdruck hinsichtlich der Sauerstoffbindung das gleiche Adaptationsausmaß nachzuweisen ist.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). Einige der benutzten Apparate stellte die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.     

Der Cocarboxylasegehalt des Aales (Anguilla vulgaris L.)

Zusammenfassung Der Sauerstoffverbrauch des Sommeraales zeigt ebenso wie die Schlagfrequenz des caudalen Lymphherzens eine Temperaturanpassung im Sinne des Typs 3.Der Gehalt des Muskelgewebes an Gesamtaneurin und freiem Aneurin schwankt stark. Exaktere Angaben können über den Cocarboxylasehalt des Muskelgewebes gemacht werden. Er nimmt sowohl im Sommer als auch im Winter in entsprechender Weise bei hohen Adaptationstemperaturen (26°) erheblich zu. Dies wird als eine Anpassung an die erhöhte Muskelleistung bei diesen Temperaturen gedeutet. Die Vitaminbestände werden auch bei längerer Hungerzeit zäh festgehalten.Der Cocarboxylasegehalt des von November bis Anfang April untersuchten Lebergewebes von frisch gefangenen Aalen nimmt laufend ab. Er ist besonders zu Anfang der Winterruhe bei völligem Fehlen von freiem Aneurin sehr hoch und nur durch erhöhte Adaptationstemperaturen etwas herabgesetzt. Wahrscheinlich wird bei der jetzt eintretenden starken Beanspruchung der Muskulatur Cocarboxylase von der Leber in den Muskel verlagert.Der Vitamingehalt des Aales liegt höher als der aller anderen untersuchten Nutzfische. Glykogen-und Aneuringehalt des Muskelgewebes scheinen sich bei Fischen wie bei den Säugetieren umgekehrt proportional zu verhalten. Mit dem Fettgehalt geht eine Änderung des Aneuringehalts parallel.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel, Teil I (Anleitung und Anregung: Prof. Precht). Die photometrischen Messungen wurden mit einem Pulfrich-Photometer ausgeführt, welches die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Precht zur Verfügung stellte.     

Der Jordansche „Halbtierversuch“

Zusammenfassung Mit Hilfe der Kymographionmetguhode und des Galvanometers wurde das mechanische und elektrische Verhalten von Halbtieren von Helix pomatia unter verschiedenen Bedinngen untersucht. Dadurch ließ sich feststellen, daß in den Cerebral- und Pedalganglien außer Erregungsbahnen, die die durch periphere Reize in einer Hälfte erzeugte Erregung auf die andere überleiten, noch Aktivitätserhöhungs- und -verminderungsbahnen bestehen, auf denen Faktoren, die den Tätigkeitszustand der Ganglien erhöhen, von der Peripherie oder von bestimmten Stellen der Ganglien selbst den motorischen Zentren zu oder von ihnen weg geleitet werden.Peripher oder propriozeptiv (durch Be- oder Entlastung) erzeugte Erregung kann in den elastischen Fibrillenanteilen des Muskels Spannungszunahme hervorrufen. Derartige in einer Fußhälfte auftretende Erregungen werden auf Nervenbahnen durch die großen Ganglien auf die andere Hälfte übertragen, in deren elastischen Fibrillenanteilen sie auch Spannungsänderungen verursachen. Die Größe dieser Spannungsänderungen richtet sich außer nach der Größe des Reizes nach der Größe der Spannungsänderungen in der direkt gereizten Hälfte; sie wird wahrscheinlich in den Ganglien (wohl mit Hilfe der Aktivitätserhöhungs- und-Verminderungsbahnen) reguliert.Die Jordansche Ausgleichshypothese wurde für die plastischen Fibrülenanteile des Helixfußes bestätigt und erweitert: Durch passive Dehnung der plastischen Anteile wird das Zentralnervensystem (Pedalganglien) in den Zustand des Zentraltonus versetzt, durch den der passiven Dehnung erhöhter Widerstand entgegengesetzt wird. Bei hoher Belastung der einen Hälfte eines Halbtieres in diesem Zustand entzieht diese hoch belastete Hälfte dem Zentralnervensystem einen Teil des Zentraltonus, was Tonusverminderung (und daher Dehnung) in den plastischen Anteilen der anderen bedingt, da das Zentralnervensystem jetzt nicht mehr ihren Tonus aufrechterhalten kann.Peripher oder propriozeptiv verursachte Spannungszunahme der elastischen Fibrillenanteile kann in den plastischen Tonuserhöhung oder tonische Kontraktion hervorrufen. Findet dies in der einen Hälfte statt, so kann der hierzu benötigte Tonus der anderen Hälfte entzogen werden, so daß in ihr Tonusfall eintritt.Diese Untersuchungen wurden mit Hilfe eines Stipendiums der Rockefeller-Stiftung ausgeführt.     

Über die hormonale Beeinflussung der Temperaturadaptation beim Grasfrosch (Rana temporaria L.)

Zusammenfassung Sauerstoffverbrauch und Kohlensäureabgabe von Rana temporaria zeigen eine Temperaturanpassung im Sinne einer partiellen Kompensation (Typ 3).Die Adaptation ist reversibel und unabhängig von der erhöhten Wasseraufnahme kühl gehaltener Frösche.Thyreoidektomie senkt den respiratorischen Stoffwechsel kaltadaptierter Tiere auf das Atmungsniveau warmgehaltener Frösche. Die Entfernung des Hypophysenvorderlappens verringert im Sommer und im Winter das Ausmaß der partiellen Atmungskompensation bedeutend.Der Sauerstoffverbrauch des Muskelgewebes wird durch die Adaptationstemperatur nicht beeinflußt.Der Einbau C¹⁴-markierten Glycins in die Muskulatur der Grasfrösche sinkt mit steigender Anpassungstemperatur. Bei Tieren ohne Hypophysenvorderlappen ließen sich keine Unterschiede in diesen Einbauprozessen nachweisen. Der Aminosäuregehalt der Leber lag bei warmadaptierten Fröschen höher. Diese Erscheinung dürfte durch ein unterschiedliches Hungern bedingt sein. Der Einfluß der Hormone auf Adaptationsphänomene beim Grasfrosch wird diskutiert.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel (Anleitung und Anregung: Prof. Dr. H. Precht). Es wurden mehrere Apparate benutzt, welche die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung stellte.     

Die Harnstoffpermeabilität der Schliesszellen

Zusammenfassung Es wird eine Methode mitgeteilt, die einen Versuch darstellt, die Permeabilität der Schließzellen quantitativ zu erfassen. Aus der Öffnungsbewegung, die in den Schließzellen in einer hypertonischen Harnstofflösung einsetzt, wird die Zunahme der Turgordehnung im Laufe einer bestimmten Zeitspanne festgestellt. Mit Hilfe einer vorher ermittelten Kurve, die die Beziehung der Druckdifferenz zur Turgordehnung festhält, läßt sich aus dem Grad der Zunahme der Turgordehnung die Drucksteigerung im Inneren der Zelle und somit die Menge des eingedrungenen Stoffes annähernd bestimmen. Die Anwendbarkeit dieser Methode soll durch weitere Versuche auf breiterer Grundlage geprüft werden. Vor allem soll dabei festgestellt werden, inwieweit sich mit ihrer Hilfe Permeabilitätsunterschiede für verschiedene Stoffe feststellen lassen.Karl Höfler zum 50. GeburtstagDie vorliegenden Untersuchungen wurden im pflanzenphysiologischen Institut der Universität Wien durchgeführt. Herrn Prof. Höfler möchte ich auch an dieser Stelle meinen besten Dank aussprechen für das große Entgegenkommen, mir in seinem Institut und vor allem im Versuchsgarten des Institutes im Augarten einen Arbeitsplatz zur Verfügung gestellt zu haben.     

Untersuchungen über die Temperaturabhängigkeit von Lebensprozessen bei Insekten unter besonderer Berücksichtigung winterschlafender Kartoffelkäfer

Zusammenfassung Winterschlafende Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata) verfügen über zwei Sicherungen gegen einen zu raschen Stoffwechsel. Der Sauerstoff verbrauch der intakten Tiere sowie der des Gewebes wird wie bei anderen echten Winterschläfern unter den Insekten gegenüber dem Fraßzustand erheblich herabgesetzt. Ferner zeigen Sauerstoffverbrauch der intakten Tiere, des Gewebes sowie die Aktivität der Fermente Succinodehydrase, Katalase und Glycerophosphatase eine Temperaturadaptation im Sinne des Typs 3. Der Winterschlafende Pappelblattkäfer (Melasoma populi) besitzt als weitere Sicherung gegen eine Stoffwechselsteigerung bei einem plötzlichen Temperaturanstieg im biologisch besonders wichtigen niederen Temperaturbereich auffallend niedrige Temperaturkoeffizienten. Sowohl Sauerstoffverbrauch wie auch die CO₂-Abgabe zeigen den Adaptationstyp 3; der respiratorische Quotient ist von der Adaptationstemperatur unabhängig.Die Temperaturadaptation ist als echte Regulationserscheinung reversibel.Bei zu großen, plötzlichen Temperatursprüngen können Schockwirkungen auftreten. Beim winterschlafenden Kartoffelkäfer machten sie sich in einer Erhöhung des Sauerstoffverbrauchs bemerkbar. Die Gewebsatmung zeigte diese Erscheinung nicht.Nicht alle eurythermen Tiere verfügen über das Mittel der Temperaturadaptation entsprechend den häufigsten Typen 2–3. Sie fehlte (Typ 4) bei dem Sauerstoffverbrauch der intakten Larven und Puppen des Mehlkäfers (Tenebrio molitor), dem des Gewebes der Larven und der Dehydrasenaktivität beider Stadien, wahrscheinlich auch beim Sauerstoffverbrauch der im Fraßzustand befindlichen intakten Kartoffel- und Pappelblattkäfer. Kartoffelkäfer, die gerade aus dem Winterschlaf erwacht waren, zeigten eine viel geringere Abhängigkeit der Gewebsatmung von der Adaptationstemperatur als während des Ruhestadiums.Bei den Larven von Tenebrio molitor ist die Aktivität der Dehydrasen während der Häutung bedeutend geringer als zwischen den Häutungen.Die Untersuchungen an Larven der Weidenblattwespe (Pteronus salicis) in Diapause können deshalb schlecht eingeordnet werden, weil bei den hohen Adaptationstemperaturen im Gegensatz zu den niedrigen anscheinend eine latente Entwicklung einsetzte.Allgemein betrachtet kann man einer Adaptation des Sauerstoffver brauchs eine entsprechende fermentative Temperaturadaptation zuordnen.Gekürzte Wiedergabe einer Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). — Die photometrischen Messungen wurden mit einem Pulfrichphotometer ausgeführt, welches die Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft Herrn Prof. Precht zur Verfügung stellte.     

Über die Temperaturadaptation der Sekretion von Verdauungsfermenten und deren Hitzeresistenz

Zusammenfassung Magensaft von kaltadaptierten Weinbergschnecken zeigt eine höhere proteolytische Aktivität als der von warmadaptierten Tieren. Selbst bei gegenläufigem Hungereinfluß ist eine deutliche Adaptation im Sinne von Typ 3 festzustellen. Der reichlich vorhandene Magensaft eingedeckelter Wintertiere enthält keine eiweißspaltenden Fermente.Die Lipasenaktivität des Verdauungssaftes ist auch bei gedeckelten Wintertieren leicht nachweisbar. Eine Abhängigkeit von der Adaptationstemperatur besteht jedoch nicht.Die Hitzeresistenz der proteolytischen Fermente im Magensaft der Kalttiere ist vermindert. Die Proteasen der Warmtiere zeigen Hitzeaktivierungen, wenn sie Temperaturen von 40–44° C ausgesetzt werden. Eine Aktivitätsverminderung durch rasches wiederholtes Gefrieren der Fermentlösungen konnte nicht beobachtet werden. — Die Hitzeresistenz der Lipasen ist unabhängig von der Anpassungstemperatur.Die proteolytische Aktivität des Verdauungssaftes weiblicher Wollhandkrabben ist bei den warmadaptierten Tieren höher als bei den länger hungernden kaltadaptierten Exemplaren (Hungereffekt ?).Die Sekretion der eiweißspaltenden Fermente bei Karauschen weist eine Adaptation nach Typ 5 auf (ansteigende Werte mit steigender Anpassungstemperatur). Im sauren Bereich findet keine Eiweißspaltung statt.Papierchromatographische Analysen der Spaltprodukte ergeben keinen Anhalt für einen qualitativ unterschiedlichen Verlauf der Proteolyse nach verschiedener Temperaturvorbehandlung.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel, Teil I (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). Herrn Dozent Dr. F. Bramstedt, Hamburg, danke ich für freundliche Beratung bei der Herstellung von Papierchromatogrammen. Einige Apparate stellte die Deutsche Forschungs gemeinschaft zur Verfügung.     

Vergleichende Untersuchungen an der Niere des Siebenschläfers (Glis glis L.) im Winterschlaf und im sommerlichen Wachzustand

Zusammenfassung Substrathistochemische Untersuchungen an der Niere des Siebenschläfers (Glis glis L.) haben gezeigt, daß die von Petry, Amon, Herzog und Kühnel (1964) beschriebene Proteinnephrose in der Hibernation durch eine zusätzliche Lipoid- und Pigmentspeicherung zu einem komplexen nephrotischen Bild ergänzt wird. Im Gegensatz zur siderotischen Pigmentablagerung sind Eiweiß- und Lipoidspeicherung reversibel und weitgehend auf den Winterschlaf beschränkt. Die enzymhistochemischen Ergebnisse zeigen, daß es sich bei der Pigment- und Eiweißphanerose zum Teil um intramitochondriale Einlagerungen handelt, wodurch die Succinodehydrogenase einen Aktivitätsverlust erleidet. Bei den Pigmenten handelt es sich um vorwiegend eisenhaltige Sideringranula, deren Ablagerung in der Niere auf die erhöhte glomeruläre Permeabilität zurückgeführt wird. Die abgelagerten Proteine werden substrat- und enzymhistochemisch charakterisiert. Die zur Speicherung führende Rückresorption aus dem Tubuluslumen dürfte auch im Winterschlaf voll erhalten bleiben, wie Vergleichsuntersuchungen an der Rattenniere im hypothermen Milieu (+3°C) gezeigt haben. Dagegen sind unter den gleichen Bedingungen die zur Energiebereitstellung erforderlichen Enzymsysteme — repräsentiert durch die Succinodehydrogenase und die Adenosintriphosphatase — in der Tubuluszelle und in intertubulären Kapillaren in ihrer aktuellen Aktivität herabgesetzt, so daß die ernergiefordernden Prozesse des Abbaues und transzellulären Transportes durch einen distinkten thermischen Fermentblock stark reduziert sind. Die Stoffspeicherung in der Niere des Siebenschläfers beruht somit auf einer im Winterschlaf bestehenden Hemmung des funktioneilen Stoffwechsels, die im Sommer weitgehend aufgehoben ist.Herrn Prof. Dr. med., Dr. phil. nat., Dr. med. h. c. A. Dabelow zum 65. Geburtstag.Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über die Körpertemperaturen und den Wärmehaushalt von Apis mellifica

Zusammenlassung Die Körpertemperaturen von Bienen (Apis mellifica) wurden an Einzeltieren innerhalb und außerhalb des sozialen Verbandes mit Thermoelementen geringer Wärmekapazität (2,68·10^–6 cal·grd^–1) und unwesentlicher Wärmeableitung (3,5·10^–7 cal·grd^–1·sec^–1) bestimmt. Bei der Sammeltätigkeit liegt die Thoraxtemperatur der Tänzerinnen außerhalb des Stockes durchschnittlich 10° über der Umgebung. Im Stock hat sie einen etwas höheren Betrag. Bei Erreichen einer Temperaturzone um 36° tritt eine Regulation der Thoraxtemperatur ein, die bewirkt, daß die Thoraxtemperatur bei weiter ansteigender Außentemperatur den Bereich um 36° nicht verläßt.Der Einfluß der Transpiration auf diese Regelung der Temperatur kann nur gering sein: Nach dem Wasserverlust während des Fluges kann bei einer Temperaturdifferenz von 10° zwischen Thorax und Umgebung durch die Transpiration maximal 8,7% der erzeugten Wärme abgeleitet werden. Eine kutikuläre Transpiration, die das von Wigglesworth (1946) beobachtete Phänomen einer sprungartig erhöhten Transpirationsrate im Bereich um 30° aufweisen könnte, findet nicht statt. Bei Stocküberhitzung zeigt das Einzeltier keine Ansätze zu einer Erniedrigung der Körpertemperatur durch Erhöhung der Transpiration. Die beobachtete Regelung der Körpertemperatur muß im wesentlichen auf eine Reduzierung der Stoffwechselintensität zurückgeführt werden.Nachläuferinnen im Tanz erhöhen ihre Thoraxtemperatur sehr stark, ähnlich den Tieren bei der Flugvorbereitung.Bei der Konstanthaltung der Brutnesttemperatur zeigt das Einzeltier das Verhalten eines Thermostaten: Bei Erreichen einer unteren Grenztemperatur von 36° setzt ein Heizvorgang im Thorax ein, der diesen um einige Grad erwärmt. Nach Aussetzen der Heizung sinkt die Thoraxtemperatur langsam auf die Grenztemperatur zurück.In der Wintertraube herrschten Temperaturen zwischen 20° und 36° im Thorax der gemessenen Tiere. Auslösung des Heizvorganges im Einzeltier durch einen Kältereiz und rhythmisches Aufheizen der ganzen Wintertraube konnten nicht beobachtet werden. Anlaß der Heiztätigkeit war die Futteraufnahme im Inneren der Traube. Die relative Aufenthaltsdauer mehrerer Bienen ergab bei einer Mittelung über 146 Std eine Normalverteilung um 28–29°. Wenn man von der relativen Aufenthaltsdauer auf die Zahl der Bienen bei den einzelnen Temperaturen schließt, muß das Wärmezentrum in der Wintertraube klein sein.Auch außerhalb des Stockes können einzelne Bienen (wenn ihnen genügend Futter zur Verfügung steht) größere Temperaturdifferenzen gegen die Umgebung aufrechterhalten.Die Wärmeabgabe des Thorax einer in Ruhe befindlichen Biene an die Umgebung liegt bei Temperaturdifferenzen von 0–20° zwischen Thorax und Umgebung im Bereich von 0–0,6 cal·min^–1. Die Wärmekapazität des Tieres ist außerordentlich klein; man kann daher aus der Körpertemperatur auf die Stoffwechselintensität schließen.Die Heizquelle liegt in allen Fällen im Thorax. Die Aktionspotentiale, die man aus der Thoraxmuskulatur ableiten kann, zeigen nur in Heizperioden eine Impulsfolge in Höhe der Flugfrequenz.Der Wärmehaushalt des Einzeltieres kann als heterotherm bezeichnet werden.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Würzburg.Herrn Prof. Autrum danke ich für sein Entgegenkommen, durch das er diese Untersuchungen ermöglicht hat.Die Arbeit wurde mit Mitteln durchgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Über einen gelappten Chromatophor beiChlamydomonas geitleri nova spec., seine Entwicklung und Vereinfachung während der Fortpflanzung

Zusammenfassung Es wird eine neue Chlamydomonade,Chlamydomonas geitleri, beschrieben, die durch einen stark gelappten Chromatophor charakterisiert ist. Die Beschreibung der Morphologic sowie der Feinstruktur und der Fortpflanzung wird gegeben. Das wichtigste Merkmal ist der kompliziert gebaute Chromatophor, der durch tiefreichende quer und längs verlaufende Einschnitte stark geteilt wird. Bei der ungeschlechtlichen und geschlechtlichen Fortpflanzung wurde eine Vereinfachung des Plastidenapparates beobachtet. Besonders in den Gameten wird der Chromatophor in einen topfförmigen umgewandelt, durch den sie morphologisch differenziert werden. Der gelappte Chromatophor ermöglicht mit seiner großen aktiven Oberfläche eine maximale Assimilationstätigkeit der vegetativen Zellen, wogegen die Umwandlung der Chromatophoren in den Gameten mit der sexuellen Funktion in Einklang gebracht wird. An Hand von Beobachtungen an anderen Arten wird die Vermutung ausgesprochen, daß der einheitliche topfförmige Chromatophor der ursprünglichere Chromatophortypus ist. In diesem Zusammenhang wird auch das Problem der centroplastiden Typen berührt.Herrn Prof. Dr. L.Geitler zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Struktur und Funktion von Synapsen und synaptischen Grana in Gastropodennerven

Ohne ZusammenfassungTeilergebnis aus der gleichlautenden Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.Die Untersuchungen wurden durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Herrn Prof. Dr. G. Birukow danke ich für die Überlassung eines Arbeitsplatzes, Herrn Priv.-Doz. Dr. Fr. W. Schlote für die Anregung zu dieser Arbeit. Für die Anfertigung von einem großen Teil der Zeichnungen danke ich Fräulein Mechthild Hülsse.     

Der Einfluß der Salzkonzentration auf die Temperaturabhängigkeit verschiedener Lebensvorgänge

Zusammenfassung Bei verschiedenen Vorgängen und verschiedenen Tieren (Vakuolenpulsation bei Paramecium caudatum, Membranabhebung beim Ei von Rana temporaria, Herzschlag von Limneenembryonen und Clavellina lepadiformis) wird gezeigt, daß Vergrößerung der Salzkonzentration des umgebenden Mediums eine Verschiebung des Geschwindigkeitsoptimums und -maximums der betreffenden Vorgänge nach niedereren Temperaturen hin zur Folge hat.Bei dem Herzschlag der Limneenembryonen und von Clavellina ist das gleiche auch bei unteroptimalen Konzentrationen der Fall.Als Grund für die Erscheinung wird die erhöhte Permeabilität der lebenden Zelle und die verstärkte Fällungswirkung der Salze bei höheren Temperaturen angenommen.Der Aufenthalt an der Zoologischen Station Neapel wurde mir ermöglicht durch ein mir durch die Universität Heidelberg verliehenes Stipendium aus der Askenasy-Stiftung. Dem Leiter der Zoologischen Station Neapel, Herrn Prof. R. Dohrn, möchte ich herzlich danken für die mannigfache Förderung meiner Arbeit an der Station.     

Über die Temperaturadaptation der eiweissspaltenden und -synthetisierenden Zellfermente von Fröschen

Zusammenfassung Die Aktivität der proteolytischen Zellfermente des Muskelgewebes von Gras- und Wasserfröschen zeigt eine Temperaturadaptation nach Typ 3. Die Anpassung erfordert eine längere Zeit (etwa 14 Tage).C₁₄-markiertes Glykokoll gelangt nach Injektion in den Rückenlymphsack sehr schnell in das Blut, dessen Gehalt an C₁₄ jedoch nach 1 Std bereits wieder stark abgenommen hat.Lebergewebe von Grasfröschen zeigt einen besonders intensiven Einbau des Glykokolls in Eiweiß. Es ergab sich eine absicherbare Abhängigkeit von der Adaptationstemperatur im Sinne des Typs 3. Im Eiweiß der weiblichen Tiere war mehr C₁₄ nachzuweisen als in dem der Männchen.Im Muskelgewebe geht der Einbau langsamer vor sich. Eine Abhängigkeit von der Anpassungstemperatur (Typ 3) war nur bei den Männchen nach längerer Versuchszeit deutlich erkennbar.Dissertation bei der Philosoph. Fakultät der Universität Kiel, Teil II (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). Die Untersuchungen mit dem radioaktiven Glykokoll wurden im Institut für physiologische Chemie und Physikochemie ausgeführt. Herrn Prof. Dr. H. Netter danke ich für freundliche Beratung und großzügige Unterstützung der Versuche. Einige Apparate stellte die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.     

Die Zellstrukturen des Dünndarmepithels in ihrer Abhängigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Darminhalts

Zusammenfassung Am Dünndarmepithel der Maus werden die Wirkungen von blutisotonischen Elektrolytlösungen untersucht. Einleitend werden einige physikalisch-chemische Grundlagen über den Einfluß der Elektrolyte auf lyophile Emulsionskolloide des Protoplasmas besprochen.Blutisotonische NaCl-Lösung führt nach 10 min Einwirkungsdauer im elektronenmikroskopischen Bild zu keiner morphologischen Veränderung der Dünndarmepithelzellen des Dursttiers. Verschiedene Zustandsformen im Fixierungsbild des Kerns werden auf einen wechselnden Hydratationszustand zurückgeführt. KCl führt in blutisotonischer Konzentration zur osmotischen Schwellung der Zellen. Es wird versucht, die Verbindung mit einer von Conway, Küsel und Netter entwickelten Theorie zu schaffen, nach der die osmotische Stabilität der Zellen durch zwei gegeneinandergeschaltete Donnan-Systeme gesichert wird. Ein Zusammenhang zwischen Spannungsveränderungen an Membranen und Depolarisation sowie zwischen dem Auftreten niedermolekularer Stoffwechselprodukte im Zytoplasma und der Stoffwechselwirkung des K⁺-Ions wird vermutet.In Verbindung mit den Befunden nach der Gabe von blutisotonischem MgCl₂ werden die verschiedenen Ursachen für eine Schwellung von Mitochondrien besprochen. Die von diesem Erdalkaliion differenten Wirkungen des CaCl₂ werden teilweise auf die konträre Stoffwechselwirkung des Ca²⁺ zurückgeführt. Dabei wird ein Einfluß auf kontraktile Proteine vom Actomyosintyp in den Mitochondrienmembranen diskutiert.Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über die chemische Regulierung der Atmung bei den Cephalopoden

Zusammenfassung Die Cephalopoden (Octopus) zeigen eine vorzüglich entwickelte chemische Atmungsregulation. Sowohl O₂-Mangel wie CO₂-Anhäufung verursachen eine Hyperpnöe, die (bei meist wenig geänderter Frequenz) eine Zunahme des Atemvolumens bis auf das Zehnfache zu bewirken vermag.Die gute Durchlüftung des Atmungsapparates in Zusammenhang mit dem hohen CO₂-Bindungsvermögen des Seewassers bewirken, daß der CO₂-Druck des Ausatmungswassers normalerweise praktisch gleich Null ist. Damit steht jedenfalls die große Empfindlichkeit gegen Kohlensäure in Zusammenhang, die schon bei sehr niederem Drucke lähmend zu.wirken beginnt. Auch die CO₂-Tension des Blutes beträgt normalerweise höchstens wenige Zehntel vH.Die Reaktion des Blutes dürfte für gewöhnlich zwischenph 7,4 und 7,5 liegen (gegenüberph 8,0–8,1 des Aquarienseewassers). Asphyxie durch Aufenthalt an der Luft erzeugt ein beträchtliches Ansteigen der c_H. Die Änderungen des Atemvolumens gehen normalerweise anscheinend jenen der Reaktion parallel, auch wenn keine meßbaren Änderungen der CO₂-Tension feststellbar sind; doch reichen die vorliegenden Versuche nicht aus zu einer sicheren Entscheidung über die Gültigkeit der Reaktionstheorie bei der Atmung der Cephalopoden, die auch von dem Gleichgewicht anderer Ionen wesentlich beeinflußt wird.Die Ausnutzung des Sauerstoffs bei dem Durchgange des Atemwassers durch den Kiemenapparat kann über 70 vH. betragen.Der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft, die mir die Mittel zum Aufenthalt in Neapel bewilligte, und dem Leiter der Zoologischen Station, Herrn Prof. R. Dohrn, der mir einen Arbeitsplatz zur Verfügung gestellt und alle meine Wünsche in liebenswürdigster Weise erfüllt hat, möchte ich auch an dieser Stelle meinen aufrichtigsten Dank sagen.     

Über Ruhestadien erwachsener Insekten

Zusammenfassung Der Vitamin B₁-Haushalt von Kartoffelkäfern wurde während der Winterruhe und zum Vergleich auch im Verlauf der Fraßzeit untersucht, wobei die Probleme der Temperaturadaptation und des Hungers besondere Berücksichtigung fanden. Die Käfer gehen mit erheblichen Vitaminvorräten in Form von freiem Aneurin und Cocarboxylase in das Ruhestadium hinein. Das Sparprinzip steht während dieser Zeit im Vordergrund. Gedrosselte Atmung, eine Temperaturadaptation entsprechend dem Typ 3 und die vorherrschende Fettverbrennung verhindern einen stärkeren Vitaminschwund. Die gesteigerte Atmung nach dem Erwachen hat trotz hoher Temperatur ebenfalls nur geringe Vitaminabnahme zur Folge. Diese Anpassung ermöglicht es dem Käfer, die Zeit bis zur ersten Nahrungsaufnahme zu überbrücken. Im Gegensatz dazu haben die hungernden Sommerkäfer bei hohen Temperaturen äußerst starke Vitaminverluste, die offenbar die Gesamtatmung limitieren. Der relativ konstante und im großen Überschuß auftretende Cocarboxylasegehalt der winterruhenden Tiere läßt die fehlende Temperaturadaptation dieses Fermentanteils verständlich erscheinen. Es sind aus den Versuchen jedoch keine Rückschlüsse auf eine etwaige regulierende Tätigkeit des Apoferments möglich. Durch Thiaminase aus Muschelgewebe kann man den Cofermentanteil der Carboxylase weitgehend abbauen, ohne den stark gedrosselten Sauerstoffverbrauch der Wintertiere zu beeinflussen.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel, Teil III (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). — Das benutzte Stufenphotometer stellte die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.     

Die Temperaturregulation des Bienenvolkes unter regeltheoretischen Gesichtspunkten

Zusammenfassung Es werden zwei Anlagen beschrieben, die es ermöglichen, einen Temperaturreiz auf das Bienenvolk auszuüben und den Temperaturverlauf selbsttätig zu registrieren.Ein thermoelektrisches Psychrometer zur Messung der relativen Feuchte innerhalb der Beute wird beschrieben.Es wird gezeigt, daß die Temperaturregulation des Bienenvolkes im Sinne der Regeltheorie erfolgt. Das für ein Regelsystem typische Überpendeln bei Regelstörung und Sollwertverstellung sowie Balanceschwankungen werden nachgewiesen.Unter normalen Verhältnissen ist der Wasserdampfgehalt der Beutenluft in der ganzen Beute gleich, und zwar so hoch, daß bei der im Brutnest vorliegenden Temperatur hier etwa 40% relativer Feuchte herrschen. Das Brutnest ist der trockenste Teil der Beute. Die Luftströmung erfolgt im Versuchskasten von unten nach oben.Bei einem Wärmereiz wird durch Herausfächeln der Luft aus dem Flugloch die Luftströmung umgekehrt. Durch Wasserverdunstung im Brutbereich, vorzugsweise am Brutnestrand, wird die Temperatur auf 36–37° C gehalten. Im Gegensatz zu den Verhältnissen vor dem Reiz sind jetzt die Kastenaußenbezirke trockener als der Brutbereich.Die Regulation wird durch unzureichende Wasserzufuhr oder schlechte Ventilationsmöglichkeit behindert. Im Falle einer unvollkommenen Regulation wird für das ganze Brutnest eine höhere Gleichgewichtstemperatur eingestellt.Die Bedeutung der Luftzirkulation für das Klima der Beute wird dargelegt.Kältereize bis zu 10° C können von einem normal starken Volk ohne Beeinträchtigung des Wärmehaushaltes ertragen werden. Bei einem schwachen Volk sinkt bei starken Kühlreizen die Brutnestrandtemperatur im beobachteten Falle bis auf 25° C ab. Durch die verstärkte Atmung steigt die relative Feuchte im Brutbereich bis auf 50–70%. obwohl bei stärkeren Reizen durch die Kondensation des Wasserdampfes in den Kastenaußenbezirken dem Brutnest Feuchtigkeit entzogen wird.Auf die Beziehungen zwischen Brutnestgröße und Wasserhaushalt wird hingewiesen.Bei gleichzeitigem Kühl- und Feuchtereiz hat bei schwachen Kühlreizen die Feuchteregulation den Vorzug, solange die Temperatur im Brutbereich nicht unter 33° C absinkt. Bei stärkeren Kühlreizen wird der Feuchtereiz durch physikalische Umstände aufgehoben.Es wird ein Temperaturindifferenzbereich zwischen 33 und 36° C festgestellt. Seine Bedingtheiten und seine Bedeutung für die Temperaturregulation des Bienenvolkes werden dargelegt.Für die Anregung zu dieser Arbeit danke ich Herrn Prof. Neuhaus, Herrn Prof. Stammer für die Unterstützung durch Mittel des Institutes. Ferner danke ich Herrn Dr. Böttcher, Bayerische Landesanstalt für Bienenzucht Erlangen, für den Arbeitsplatz an seinem Institut.     

Über die wirkung der sonneneinstrahlung auf aktivität und position der larven von Euroleon nostras fourcr. (-Myrmeleon europaeus McLachl.) in den trichterbodenfallen

Zusammenfassung Die Larven von Euroleon nostras Fourcr. legen ihre Fangtrichter im Regenschutz überhängender Geländestrukturen an. Nach Überwinterung begann der Trichterbau dieser Art in vitro bei einer mittleren Sandtemperatur von 11°C. Trichterbau- und Beutefangaktivität nehmen mit ansteigenden Temperaturen zu und erreichen etwas unterhalb 40°C optimale Ausprägung. Den während der Mittagsstunden wolkenloser Sommertage eintretenden Temperaturen von >400°C weichen die Ameisenlöwen im allgemeinen durch tieferes Eingraben in den dann stets kühleren Sandboden unterhalb des Trichters aus. Bei einer Trichtergrundtemperatur von 48° C; die einer Bodenoberflächentemperatur von 49° C entsprach, war keine der Larven trotz zweifelsfrei vorhandenen Hungers zum Beutefang zu bewegen. Aus der Tatsache, daß an solchen Tagen die tageszeitlichen Maxima der Temperatur in der Trichterböschung von West über Nord bis Ost bzw. Süd dem Sonnengang entsprechend nacheinander erreicht werden, ergibt sich die unterschiedliche Lage der Ameisenlöwen am Trichtergrund in Abhängigkeit von der Tageszeit. An trüben Tagen zeigen die Temperaturwerte insgesamt wesentlich geringere Amplituden, so daß die Aktivität der Larven mittags keine Unterbrechung erfährt und die Helioregulation während des ganzen Tages überflüssig wird.Herrn Prof. Dr. Paul Buchner in tiefer Verehrung und Dankbarkeit zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Der Fixierbereich des Insektenauges

Zusammenfassung Durch die Analyse phototaktischer Orientierungsreaktionen einseitig geblendeter Versuchstiere wurden die Fixierräume verschiedener Insektentypen in vertikaler Richtung bestimmt. Es ließen sich verschiedene Augenzonen unterscheiden. Nur die mittleren Augenpartien sind für ein Fixieren geeignet.Die photomenotaktischen Läufe von Dixippus morosus wurden zur Festlegung des horizontalen Fixierbereiches benutzt. Auch hier sind eine vordere und eine hintere Randpartie zum Fixieren ungeeignet.Zum Vergleich der experimentell ermittelten Werte wurden Schnittserien in den entsprechenden Ebenen durch die Augen der Versuchstiere gemacht. Für ein Fixieren kommt nur der mittlere Bereich mit verhältnismäßig kleinen Ommatidienwinkeln in Frage. Sobald diese ansteigen, ist ein Fixieren nicht mehr möglich.In der Schlußbetrachtung wurde eine biologische Ausdeutung der Versuchsergebnisse versucht.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel, Teil II. (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht).     

Die Leistungen des Hämoglobins beim Regenwurm

Zusammenfassung Zusammenfassend können wir sagen, daß unsere Untersuchungen die Meinung von Bea Schwarz bestätigt haben, daß die Bedeutung des Hb für den Stoffwechsel des Regenwurms nicht gegeben ist durch einen Sauerstoffbedarf des Tieres, der bei höheren Sauerstoffspannungen nicht durch den physikalisch im Blutplasma gelösten Sauerstoff gedeckt werden könnte. Das Eingreifen des Farbstoffes wird erst bei niederer Sauerstoffspannung nötig. Die Grenzspannung, bei der die Hb-Funktion zur Notwendigkeit wird, bestimmten wir zu 7–8%. Als eine besondere Anpassung des Regenwurms an das Leben bei niederer Sauerstoffspannung ergab sich die konstante Einstellung des Sauerstoffbedarfes der Gewebe auf eine Sauerstoffmenge, die bis zu ungefähr 7,5% durch physikalische Lösung, bis zu 2,5% durch Lösung und Bindung an das Hb gedeckt werden kann. Endlich fand sich, daß das Hb eine derartige Leistungsfähigkeit besitzt, daß noch bei 0,4% Sauerstoffdruck in der Umgebung 50% des benötigten Sauerstoffes aufgenommen werden kann.Herrn Prof. Dr. H. J. Jordan danken wir bestens für seine freundliche Unterstützung bei der Ausführung dieser Arbeit.