The torque-angle transfer function of the human eye

Zusammenfassung Sinusförmig wechselnde Kräfte werden am Auge angewandt, und die resultierenden Bewegungen werden mit Hilfe eines Beschleunigungsmessers gemessen. Dieser ist an einer Kontaktlinse befestigt. Die Veränderung der Größe und des Phasenwinkels der Augendrehung mit der Frequenz wird in Form eines Bode-Diagramms wiedergegeben. Ein mechanisches Modell, das aus linearen visco-elastischen Elementen besteht, wird verwendet, um das Augapfel-Muskel-System nachzuahmen. Die Parameter des Modells werden nach der Methode der besten Übereinstimmung aus den Übergangs-Charakteristika bestimmt. Die Beschleunigung-gegen-Zeit Kurve der Bewegung, die durch Anwendung einer stufenartigen Verdrehung am Auge verursacht wird, ist in guter Übereinstimmung mit der vom Modell vorausgesagten. Die Drehwinkel-Übergangsfunktion des unbelasteten Auges wird aus dem Modell durch Abzug des Trägheitsmoments der Kontaktlinse und ihrer Anhängsel abgeleitet. Ergebnisse für Horizontal- und Vertikalbewegungen werden gesondert diskutiert. Vier kanonische und eine nicht-kanonische Form des mechanischen Modells sind angegeben. Angesichts der bekannten mechanischen Eigenschaften freiwilliger Muskel wird vermutet, daß die nicht-kanonische Form am ehesten physikalischen Elementen in der Augenhöhle entspricht. Drei Arten der Augenbewegung, die für das Sehen wichtig sind, werden verglichen mit der Mechanik des Augapfel-Muskel-Systems. Es wird vorausgesagt, daß eine Rotationsresonanz des Augapfels in der Pfanne erzeugt werden kann, wenn der Kopf in geeigneter Weise in Schwingungen gebracht wird. Die Natur der Muskelkräfte, die für saccadische Bewegungen und unwillkürliche Fixierungstremore verantwortlich sind, wird aufgeklärt.     

A diver-operated quantitative bottom sampler for sand macrofaunas

Summary 1. A new bottom sampler for macrofauna is described which is easily operated by a diver.2. The airlift pump principle is employed firstly to sink a sampling cylinder into the seabed and secondly to operate a suction pipe which is used to excavate sand and animals from within the cylinder.3. The sampler covers an area of 0.1 m² and penetrates to a depth of 60 cm. It is particularly suitable for quantitative studies of deeper burrowing fauna (e. g.Ensis spp. andLutraria spp.).4. The sampler is designed for use in sandy sediments and for studies on the distribution of faunas within small areas where line transects or grids of samples are required.

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Ein vom Taucher betätigtes Gerät zur quantitativen Entnahme der Makrofauna auf Sandböden

Kurzfassung Zur Entnahme quantitativer Proben der Makrofauna aus festem Sandboden gibt es nur zwei Geräte, die beide sehr schwer sind und einer kräftigen Winde auf einem großen Schiff bedürfen: (a) der Knudsengreifer (0,1 m² Fläche, 30 cm Einstichtiefe, 150 kg) und (b) der Kastengreifer von Reineck (20×30 cm Fläche, 40 cm Einstichtiefe, 750 kg). Für Untersuchungen über die Verteilung benthischer Makrofauna innerhalb kleiner Gebiete war jedoch ein Gerät zur Entnahme von Bodenproben erwünscht, das von einem Taucher gezielt eingesetzt werden kann. Eine Sammeltiefe von mehr als 30 beziehungsweise 40 cm war erforderlich, um den Fang der tiefer grabenden Arten, beispielsweise der MuschelLutraria, zu gewährleisten. Das neue Gerät wurde zweiteilig entworfen. Der eine Teil besteht aus einem offenen Stahlzylinder, der eine Länge von 60 cm und eine Grundfläche von 0,1 m² aufweist. Er wird zunächst mit Handkraft senkrecht in den Boden hineingepreßt, damit er vom Sand gut abgedichtet wird. Das obere Ende wird anschließend mit einem Deckel verschlossen, und das Wasser, das sich im Zylinder oberhalb des Sedimentes befindet, wird durch eine Pumpe abgesogen. Der hydrostatische Druck auf den Deckel preßt den Zylinder in den Sand. Wenn der Zylinder völlig in das Sediment versenkt ist, wird der Deckel entfernt und der vom Zylinder umfaßte Sand durch den zweiten Teil des Gerätes ausgesaugt. Dieser besteht aus einer langen Kunststoffröhre von etwa 8 bis 10 cm Durchmesser. Sie wird in senkrechter Stellung völlig unter Wasser gehalten. Wird Luft unter Druck in das untere Ende eingeleitet, so funktioniert die Röhre als eine Lufthebepumpe. Ein speziell gebautes Sieb ist am oberen Ende des Steigrohres befestigt. Der Taucher führt das untere Ende dieser Saugpumpe in den Zylinder und saugt dessen Inhalt in das Sieb hinein. Die Druckluft für die Betätigung des Instrumentes wird von einem Kompressor oder aus Druckluftflaschen (4–5 m³) geliefert. Das beschriebene Gerät ist leicht und kann deshalb mühelos vom Taucher bedient werden. Es kann von Kleinbooten aus eingesetzt werden und benötigt keine Winde.

     

Diver-operated versus remote-controlled chambers used in underwater tracer experiments

Summary 1. Two chambers, one diver-operated and the other remote-controlled, were developed for in situ feeding experiments.2. Both chambers have been used effectively in numerous experiments with vertically migrating copepods fed⁶⁵Zn-labeled microzooplankton.3. Laboratory results demonstrated no significant difference in recovered radioactivity due to differences in material or design of the two chambers.4. Diver-operated chambers are initially much less expensive and are generally more adaptable to changes in experimental design.5. Remote-operated chambers require less personnel and are necessary when determining effects of depth within the entire range common for vertically migrating zooplankton.

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Von Tauchern eingesetzte versus ferngesteuerte Kammern bei Unterwasser-Tracerexperimenten

Kurzfassung Zwei Verfahren, die in situ bei ernährungsbiologischen Untersuchungen an marinen Copepoden angewendet worden sind, werden beschrieben und kritisch verglichen. Die erste Methode erfordert den ständigen Einsatz von Tauchern. Sie bedienen Plastikbeutel, die in bestimmten Abständen von der Oberfläche bis zu 60 m Tiefe angebunden werden. In die Beutel werden die Versuchstiere eingesetzt, vor allemUndinula vulgaris. Mikrozooplankton, mit⁶⁵Zn markiert, dient den Copepoden als Nahrung. Nach Injektion markierter Nahrungstiere in die Plastikbeutel wird das Experiment durch Abtöten der Versuchstiere mit einem Plankton-Fixierungsmittel beendet. Das Maß der Ingestion und Defäkation der Nahrung wird danach anhand der Verteilung der Radioaktivität bestimmt. In einem zweiten Versuchsprogramm wird ein Behälter aus Plexiglas innerhalb eines PVC-Rahmens benutzt, der durch Fernsteuerung bedient werden kann. Dieser dient der Aufnahme der Copepoden und der Nahrungsorganismen. Nach Beendigung des Versuchs wird die Flüssigkeit durch ein Membranfilter abgelassen und die Verteilung der Radioaktivität in den Copepoden gemessen, die auf dem Filter zurückbleiben. Zwischen Oberfläche und 200 m Tiefe wurden mehrere derartige, an einem langen Draht befestigten Behälter eingesetzt. Vor- und Nachteile beider Verfahren werden diskutiert.

     

Histologische Studien Über den Zusammenhang der verschiedenen Alterserscheinungen bei Schnecken

Zusammenfassung In der Mitteldarmdrüse von Agriolimax agrestis wird die Gliederung der Lobuli mit fortschreitendem Lebensalter immer größer und zwischen den Lobuli finden sich immer mehr und mehr Bindegewebeszellen.Unter den atrophischen Erscheinungen ist das Verschwinden des Protoplasmas am auffallendsten.In der Körperwand fällt eine Reduktion der Drüsen und Muskelzellen auf.In der Zwitterdrüse ist die auffallendste Altersveränderung eine Verminderung der Zellen und parallel mit dieser Verminderung geht eine Verkleinerung der Lobuli.Beim Altern ohne Gewichtsabnahme ist die markanteste Altersveränderung, nach unseren bisherigen Untersuchungen, die Zunahme der Bindegewebszellen.Beim Altern mit Gewichtsverlust ist die stärkste Altersveränderung die Rückbildung der Parenchymzellen und die Zunahme der Bindegewebszellen.Die histologischen Untersuchungen über die verschiedenartig ablaufenden Altersveränderungen geben uns die Möglichkeit, den Zusammenhang zwischen den einzelnen Veränderungen festzustellen.Die Vermehrung der Bindegewebszellen allein ist keine zureichende Ursache für das Auftreten der Atrophie. Doch könnten durch das Auftreten von Bindegewebszellen in großer Menge atrophische Erscheinungen hervorgerufen werden.     

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

Zusammenfassung Die Kenntnis der Mikromorphologie der Saumzellen des Dünndarmepithels wird in einigen Punkten ergänzt (Ausbildung des Terminalgespinsts, Zusammenhang von endoplasmatischem Retikulum und perinukleärer Zisterne, Centrosom).Durch Erniedrigung und Erhöhung des osmotischen Drucks im Darminhalt werden die in den verschiedenen Membransystemen der angrenzenden Zellen eingeschlossenen flüssigen Mischphasen beeinflußt. Die sich hierbei ergebenden Veränderungen von Form, Größe und Dichte der Zelle und ihrer Komponenten werden beschrieben. Der Weg des Wassers führt durch die Epithelzellen über die epithelialen Interzellularräume in den subepithelialen Raum. Einige Eigenschaften der verschiedenen Membranen der Zelle werden besprochen. Die flache Form der Sacculi in den Golgi-Zonen und der Cysternen des endoplasmatischen Retikulums wird darauf zurückgeführt, daß der osmotische Druck in diesen Räumen niedriger liegt als im angrenzenden Cytoplasma. Es wird vermutet, daß aktive Transportleistungen der Membranen des endoplasmatischen Retikulums zu einem Kreislauf von Stoffen zwischen Kern und Cytoplasma führen.

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Teilweise vorgetragen auf der 9. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Freiburg, Oktober 1959.

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Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Fanghandlung der Kreuzspinne (Epeira diademata L.).

Zusammenfassung Es wird der Aufenthalt der Kreuzspinne (Epeira diademata) im Schlupfwinkel beschrieben, und einige Bedingungen für den Aufenthalt im Schlupfwinkel werden mitgeteilt.Es wird der Aufenthalt der Spinne in der Warte des Netzes beschrieben.Es wird beschrieben, wie die Spinne eine bewegungslos im Netz hängende Beute aufsucht. Experimentell wird gezeigt, daß die Suchbewegungen durch einen plötzlichen Ruck am Netz herbeigeführt werden können, daß die Spinne aber nur solange nach einer Beute sucht, als das Netz belastet ist. Sie ist imstande, die Belastung durch eine Beute von dem durch Anziehen eines Radialfadens verursachten Zug zu unterscheiden. Auch unterscheidet sie eine schwere Beute von einer leichten an der verschiedenen Belastung des Netzes; sie verhält sich in beiden Fällen verschieden.Es wird beschrieben, wie die Spinne ein vibrierendes Beutetier aufsucht.Zur Untersuchung der Reaktionen auf Vibrationsreize wurde ein Apparat konstruiert, mit dem die Vibrationen eines Beutetieres nachgeahmt werden, und mit dem tote Fliegen und andere Gegenstände in Vibration versetzt werden können.DieGrünbaumsche Hypothese, die dem Abdomen der Spinne bei der Orientierung gegen den vibratorischen Reiz eine wesentliche Bedeutung zumißt, wird widerlegt, besonders durch Versuche, in denen die Aufnahme des Vibrationsreizes durch das Abdomen verhindert wurde.Angaben vonDahl über die Bedeutung eines Farbensinnes beim Aufsuchen der Beute werden widerlegt.Die Reaktionen der Spinne in der zweiten Phase der Fanghandlung (von der Ankunft an der Beute ausschließlieh bis zum Transport derselben zur Warte) werden beschrieben und ihre Bedingungen untersucht. — Für den Fall, daß die Beute bewegungslos und vom Gewicht eines gewöhnlichen Beutetieres ist, gilt folgendes. Ist sie geruchlos (oder hat sie den Geruch eines gewöhnlichen Beutetiere's [Fliege]), so wird sie mit den Palpen betastet; hat sie den Geruch einer Wespe oder riecht sie nach Terpentin, so wird sie sofort, ohne vorheriges Betasten mit den Palpen, umsponnen. Erhält die Spinne beim Betasten mit den Palpen nun einen (mit einem chemischen verbundenen) taktilen Reiz, wie er von einem chitinigen Insektenpanzer ausgeht, so tritt der Reflex des Umspinnens ein; kleine Glaskörper werden in der Regel ebenfalls umsponnen, da von ihnen der nötige taktile Reiz ausgeht. Erhält die Spinne beim Betasten mit den Palpen dagegen einen taktilen (eventuell mit einem chemischen Reiz verbundenen) Reiz, wie er von einem nichtchitinigen Material ausgeht, so wird der Gegenstand sofort entfernt oder gebissen und so auf seine Genießbarkeit untersucht.Vibrierenden Beutetieren wird in der Regel ein langanhaltender Biß versetzt, zu dessen Herbeiführung der Vibrationsreiz allein genügt. Die Dauer des langen Bisses steht mit derjenigen der Vibration in keiner festen Beziehung. Der auf den Reflex des langen Bisses folgende Einspinnreflex wird entweder von dem beim Biß erhaltenen Reiz (chemischer Reiz ?) ausgelöst, oder, wenn ein solcher nicht empfangen wurde, von dem mit den Palpen aufgenommenen taktilen (mit einem chemischen Reiz verbundenen) Reiz. Die während des Umspinnens erfolgenden kurzen Bisse werden von einem von den um die Beute gewickelten Spinnfäden ausgehenden Reiz herbeigeführt.Es wird auch die dritte Phase der Fanghandlung (Transport in die Warte) analysiert und durch Experimente gezeigt, daß ein durch den Biß empfangener chemischer Reiz (Geschmacksreiz?) dazu nötig ist, daß ein Gegenstand aus dem Netz gelöst und in die Warte getragen wird.Der Rundgang der Spinne in der Warte wird beschrieben und als wesentlich für sein Zustandekommen festgestellt, daß die Spinne einen Faden hinter sich herziehend in der Warte ankommt; der Rundgang dient der Befestigung dieses Fadens am Gewebe der Warte. Es werden drei verschiedene Methoden beschrieben, nach denen die Spinne von einem im Netz gelegenen Punkt in die Warte zurückkehrt.Die Frage wird untersucht, wie die Spinne ihre auf Vorrat gefangenen, im Netz hängen gelassenen Beutetiere wiederfindet. Durch Experimente wird ein Gedächtnis nachgewiesen.Die Fanghandlung der Spinne wird als Kette von Reflexen erklärt, deren Aufeinanderfolge durch die Aufeinanderfolge der äußeren Reize zustande kommt     

Über den schnabel der ramphastidae

Zusammenfassung Die Schnäbel verschiedener Arten von Selenidera, Aulacorhynchus, Pteroglossus und Ramphastos werden in ihrer Form und Größe miteinander verglichen.Die für das soziologische Verhalten der Tukane bedeutsamen Pigmentfelder der Tukanschnäbel zeigen entweder keine erkennbaren Beziehungen zu den verschiedenen Hornlagen und ihren Bildungsstätten, oder aber sie sind in ihrer Ausdehnung als Wurzelbänder, Firststreifen und Farbdifferenzierungen der Schnabelspitzen und -schneiden an die Schnabelgrundstrukturen angelehnt.Außerdem können die Pigmentfelder in besonderen Hornlagen liegen. Auch in diesem Falle wird ein Farbmuster infolge des Hornflusses in mehr proximal gelegenen Teilen des Stratum gerininativum angelegt. Durch Härteunterschiede in den Hornlagen und durch die Abnutzung wird dann das in der Keimschicht angelegte Farbmuster zu dem artspezifischen Zeichnungsmuster des Schnabels. Die Hornzähne auf den Schnabelschneiden werden bei Selenidera maculirostris und bei Pteroglossus torquatus durch hellere Hornteile, die sich durch eine besondere Festigkeit auszeichnen, gebildet. Die dunklen Hornteile sind infolge ihrer weicheren Beschaffenheit einer stärkeren Abnutzung unterworfen.Der im Vergleich zu der Entfernung von der Schnabelbasis aufgezeichnete Abstand der Hornzähne der Schnabelschneiden zeigt trotz der unterschiedlichen Abnutzung häufig eine gleichartige Tendenz des Kurvenverlaufs sowohl bei verschiedenen Individuen der gleichen Art als auch bei einem Vergleich der rechten und linken Schnabelseite, wenn auch Rechts-Links-Verschiedenheiten in der Ausbildung der Hornzähne und der Querbänder beobachtet werden können. Es werden Kurven für die Abstände der Hornzähne von anderen Tukanarten zum Vergleich herangezogen.Für den Schnabel von Selenidera maculirostris wird in Übereinstimmung mit v. Kripp ein bedeutender Schnabelschub bei relativ kleiner Auswirkung der am Quadratum wirksamen Kraft festgestellt. Jedoch besitzt die Jugalspange keinen drehrunden Querschnitt.     

Untersuchungen zur Aufnahme und Umwandlung C14-markierter Phenole durch die Pflanze

Zusammenfassung Die Aufnahme durch die Wurzeln und die Verteilung der Aktivität von Carboxyl-C¹⁴-markierter p-Hydroxybenzoesäure, Vanillinsäure sowie Syringasäure wird bei Weizenkeimpflanzen unter sterilen Bedingungen untersucht. Die Versuchsanordnung zur Sterilisation der Samenkörner und sterilen Anzucht wird beschrieben.Die applizierten Phenolcarbonsäuren werden von den Pflanzen aufgenommen, und die Aktivität verteilt sich über die gesamte Pflanze. Aus den Autoradiogrammen der Pflanzen und der Aktivitätsverteilung ist zu sehen, dass die markierten Verbindungen im Sproß besonders in den während der Inkubationszeit gebildeten Organen angereichert sind. Eine Verlängerung der Inkubationszeit führt zu einer vermehrten Aufnahme der markierten Phenolcarbonsäuren in die Pflanze. Die Aufnahme in die Wurzel und die Verlagerung in den Sproß erfolgt maximal bei einem pH-Wert der Nährlösung, der dem pK-Wert der applizierten Substanz entspricht. Aus den Carboxyl-C¹⁴-markierten Phenolcarbonsäuren wird von den Pflanzen ein relativ hoher Anteil an markiertem Kohlendioxid freigesetzt, wobei zwischen dem in die Pflanze aufgenommenen Anteil und dem freigesetzten markierten CO₂ eine Relation besteht. Mit zunehmender Zahl der Sauerstoff-funktionen am aromatischen Ring läuft eine erhöhte Abspaltung der Carboxylgruppe parallel. Eine Erhöhung der Lichtintensität führt zu einer höheren Aufnahme in den Sproß und zu einer erhöhten Abspaltung der Carboxylgruppe.     

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

Zusammenfassung Wirkungen von Chloroform, Diäthyläther, Äthylalkohol und Aceton auf den anschließend mit Osmiumtetroxyd fixierten Dünndarm der Maus werden beschrieben.Auffallende Erweiterungen der inneren Zellräume, vor allem des endoplasmatischen Retikulums, werden mit einem lähmenden Einfluß des Chloroforms auf Transportmechanismen in den Membranen gedeutet. Durch die Reduzierung von Membranvesikulationen an glatten Muskelzellen wird die Schädigung eines Transportmechanismus unter der Einwirkung von Aceton unmittelbar nachgewiesen.Vom Chloroform abweichende Wirkungen des Diäthyläthers werden auf das andere Lipoidlösungsspektrum und auf eine geringere Anreicherung des Diäthyläthers in den Membranschichten zurückgeführt.Auf die Bedeutung des Kern-Plasma-Kreislaufs für das Zellgeschehen und auf seine Beeinflußbarkeit durch die Narkotica wird hingewiesen. Im Zusammenhang damit wird die Glykolyse im Kern und die mögliche Beschränkung glykolytischer Prozesse im Cytoplasma auf das endoplasmatische Retikulum erörtert.Die im Vergleich zu reinem Wasser geringen osmotischen Effekte wäßriger Lösungen der Lipoidlösungsmittel machen eine Abnahme der Membranpermeabilität für Wasser wahrscheinlich.Bei den Versuchen mit Äthylalkohol und Aceton tritt mit steigenden Konzentrationen eine Abnahme der Osmiophilie und schließlich Zerfall der Membranstrukturen ein. Das Problem der Lipoiddifferenzierung durch Extraktion aus den einzelnen Membranen der Zelle wird diskutiert.Es wird darauf hingewiesen, daß die Betrachtung der Grenzflächenspannung zwischen verschiedenen Flüssigkeitsphasen den in der Zelle gegebenen Verhältnissen nicht voll gerecht wird. Statt einfacher Grenzflächen liegen Grenzmembranen vor, die aus mehreren Substanzschichten bestehen und in sich mehrere Grenzflächen enthalten. Zur Erklärung des dynamischen Verhaltens der Zelloberfläche ist mit unterschiedlichen Schichtspannungen in den Plasmamembranen zu rechnen.Auf die Möglichkeit einer gezielten Präparation durch verschiedene Vorbehandlungen der Gewebe oder durch die Art der Zusammensetzung der Fixierungslösung wird hingewiesen.Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Teilweise vorgetragen auf der 10. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Kiel, September 1961.     

Beitrag zur morphologie und optik der schillerschuppen von hoplia coerulea drury und hoplia farinosa linné (col.)

Zusammenfassung Die Schillerschuppen von Hoplia coerulea bestehen aus einer dicken Platte mit verdicktem und aufgewölbtem Rand als Unterseitenlamelle und einer unregelmäßig gerillten und gewölbten Platte als Oberseiten lamelle. Das Schuppenlumen ist — entgegen der Ansicht Biedermanns —mit 3—4 durch Luft getrennte Lamellen ausgefüllt. Die Oberseitenlamelle trägt ein Netzmaschenwerk, das sich den Unebenheiten der Oberseitenlamelle anschmiegt und mit sehr kurzen Trabekeln befestigt ist. Hiermit wird die Auffassung Dimmocks bestätigt. Das Netzmaschenwerk ist formdoppelbrechend und besteht aus dünnen, sublichtmikroskopischen Lamellen mit wechselnden Lagen zur Schuppenplatte. Die Lamellen wirken als Blättchensatz und erzeugen durch Interferenz des weißen Lichtes die Schillerfarben. Die Lamellierung der Schuppenplatte und die Eigenfarbe des Chitins sind für die Farbenerzeugung von geringer Bedeutung.Die Schillerschuppen von Hoplia farinosa sind sehr stark gewölbt und tragen auf der Schuppenplatte, die in ihrem Aufbau der von Hoplia coerulea gleicht, zahlreiche feinste Borsten, die der Erzeuger der Schillerfarbe sind. Die beobachtete Formdoppelbrechung der Borsten weist auf eine lamellöse Struktur hin, die als, Blättchensatz die Interferenzfarben erzeugt. Hinsichtlich des Verlaufs der Lamellen besteht keine volle Klarbeit.Herrn Professor Dr. W. J. Schmidt zum 60. Geburtstag gewidmet.     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Zur Erfassung der dynamischen Vorgänge bei der Muskelkontraktion wurde das System des fibrillären Insektenflugmuskels unter Bedingungen, die eine Linearisierung zulassen, untersucht. Um die Frequenzantwort als das Systemverhalten im sinusförmigen stationären Zustand zu erhalten, wurden die durch aufgeprägte sinusförmige Längenänderungen erzeugten Spannungsänderungen gemessen. Die Frequenzganganalysen beziehen sich auf die Annahme eines zeitinvarianten Systems mit konzentrierten Elementen. Die dominanten passiven Strukturen des Muskels, die Verbindungs-filamente und die Myosinbrücken, können in dem Frequenzbereich, der den Arbeitsfrequenzen des Insektenflugmuskels entspricht, durch ein aus drei Elementen bestehendes viscoelastisches System des Maxwell-Typs mit Zeitkonstanten vergleichbarer Größe beschrieben werden. Für die Frequenzantwort des aktivierten Muskels wurde mit hinreichender Genauigkeit die Übertragungsfunktion eines Phasenminimum-systems ermittelt. Eine theoretische Übertragungsfunktion für aktive Seite der Kontraktion ist durch Differenzbildung experimentell erhaltener Ortskurven bestätigt worden. Auf der Grundlage dieser theoretischen Differenzkurve wurde eine Beziehung zwischen oscillatorischer Arbeit und enzymatischer Hydrolyse des Adenosintriphosphates (ATP) als Energiequelle hergestellt. Bis zur optimalen Frequenz der Oscillation unter den benutzten Bedingungen wird eine Proportionalität zwischen diesen Größen festgestellt, die durch einen konstanten mechanochemischen Kopplungsfaktor bestimmt ist.     

Untersuchungen zur Frage der Glanzstreifen des Herzmuskelgewebes beim Warmblüter und beim Kaltblüter

Zusammenfassung Der Herzmuskel der Wirbeltiere zeigt nach phasenkontrastmikroskopischen und elektronenmikroskopischen Untersuchungen am Hund und am Frosch morphologisch einen cellulären Aufbau. Die Herzmuskelzellen sind an den Längsseiten durch das Sarkolemm begrenzt. Ihre Quergrenzen werden von den Glanzstreifen gebildet, die am Rande einer Herzmuskelfaser direkt in das Sarkolemm übergehen. Die Glanzstreifen zeigen eine besondere Struktur, die von dem Bild einfacher Zellgrenzen abweicht und offenbar als Anpassung an eine besondere funktionelle Beanspruchung angesehen werden kann. Sie bilden eine zottig-faltige Membran, die sich im Schnittpräparat als kontrastarmes, helles, etwa 150–200 Å breites Band darstellt, das beiderseits von einer feinen dunklen Linie begleitet ist. Hierdurch wird eine Vergrößerung der Berührungsflächen und eine innige Verzahnung der einzelnen Herzmuskelzellen bewirkt. Die Höhe der Glanzstreifen und dementsprechend die Verzahnung der Herzmuskelzellen ist bei den einzelnen Tierarten offenbar um so größer, je höher die betreffende Art in der Entwicklungsreihe steht. Der zottig-faltigen Membran ist beiderseits eine kontrastreiche Substanz angelagert, die der Verankerung der an den Glanzstreifen endenden Myofibrillen dient und als intracelluläre Kittsubstanz bezeichnet wird.     

Investigations on the effect of „light break” on the nature of the endogenous rhythm in the flowering response of Biloxi soybean (Glycine,Max, L. merr.)

Zusammenfassung Biloxi-Soja-Bohnen (Glycine max. L. Merr) erhielten photoperiodische Cyclen, die aus 8-oder 9stündigen Lichtperioden und unterschiedlich langen Dunkelperioden bestanden. Die Dunkelperioden wurden zu verschiedenen Zeitpunkten durch halbstündiges Störlicht unterbrochen. Die Wirkung dieser unterschiedlichen Behandlungen wurde durch Messung der Blühreaktionen bestimmt.Ein Störlicht, welches in frühen Abschnitten der langen Dunkelperiode geboten wird, verhindert die Blütenbildung unabhängig von der Länge des Gesamtcyclus, dem die Pflanzen ausgesetzt werden. Diese Unterdrückung erreicht ihr Maximum mit einem Störlicht, welches 8 Std nach dem Beginn der Dunkelperiode wirkt; die Hemmung ist schwächer, wenn das Störlicht früher geboten wird. Ein Störlicht, das gegen Ende der Dunkelperiode geboten wird, reduziert die Blütenbildung ebenfalls. Dieser Effekt erreicht sein Maximum mit einem Störlicht, welches ungefähr 8 Std vor dem Ende der Dunkelperiode geboten wird, er wird mit abnehmender Länge der nach dem Störlicht folgenden Dunkelperiode kleiner. Die Wirkung von Störlicht, das zu anderen Zeiten während der Dunkelperiode geboten wird, hängt von der Länge des Gesamtcyclus ab. Bei Cycluslängen, die für Blütenbildung ungünstig sind, kann solches Störlicht blühfördernd wirken.

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Wit 7 Figures in the Text

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Supported in part by a National Science Foundation grant toKarl C. Hamner.     

A method for the study of housefly DDT-dehydrochlorinase by gas-liquid chromatography

A simple method is described enabling the estimation of low enzymatic activities of DDT-dehydrochlorinase. Acetone powders of the insect material are incubated with DDT-suspensions obtained by adding small amounts of DDT solutions in dimethylsulfoxide to the buffer solutions. After the reaction the mixture is extracted and the remaining substrate and the product formed are measured by gas-liquid chromatography. The sensitivity of the method enables estimation of dehydrochlorinase activity of single susceptible houseflies, or measurement of slow reactions with DDT-analogues.

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Zusammenfassung Es wird eine einfache Methode beschrieben, welche die Bestimmung geringer enzymatischer Aktivitäten der DDT-Dehydrochlorinase ermöglicht. Aceton-Pulver des Insektenmaterials wird mit DDT-Suspensionen angesetzt, die durch Hinzufügen geringer Mengen von DDT-Lösung in Dimethylsulfoxyd zu den Puffer-Lösungen hergestellt werden. Nach der Reaktion wird das Gemisch extrahiert und das zurückbleibende Substrat sowie das gebildete Produkt mittels Gas-Flüssigkeits-Chromatographie gemessen. Die Empfindlichkeit des Verfahrens erlaubt die Bestimmung der Dehydrochlorinase-Aktivität einzelner anfälliger Stubenfliegen oder die Messung langsamer Reaktionen mit DDT-Analogen.

     

Mikroanatomic des Bauchmarks von Lumbricus terrestris L. (Annelida,Oligochaeta)

Zusammenfassung Die Nervenzellen and -bahnen der Bauchmarkganglien von Lumbricus terrestris wurden in osmiumfixierten Serienquersehnitten möglichst vollständig identifiziert and eingehend besehrieben. Folgende Gruppen lassen sich trennen:In jeder Bauchmarkseite wurden 5 Bündel von sensorischen, anscheinend aus den Epidermissinnesorganen stammenden Fasern lokalisiert (SLB). Sie sind mit den von Coggeshall (1965) elektronenoptiseh dargestellten and als Neuropil bezeiehneten Fäserchen von nur 0,I bis 0,3 m Durchmesser identisch.Die Zellsomata der ventralen Riesenfasern (VRF) wurden aufgefunden. Diese Fasern bestehen ebenso wie die dorsalen RF aus unizellulären, rich über eine lange Strecke überlappenden, segmentalen Abschnitten. Sie stehen in enger morphologischer Beziehung zu einem der sensorischen Längsbündel.Die identifizierten Bauchmarkneurone mitperipherwärtsverlaufenden Axonen (PN) wurden in 4 Gruppen unterteilt: Die PN1 Bind hoterolaterale, monopolare Neurone mit Kollateralen im dorsalen Neuropil; ihre Axone verlassen das Bauchmark durch alle 3 Seitennerven-Paare. PN2, PN3 and PN4 sind homolaterale Neurone mit Kollateralen im ventralen Neuropil. PN2 and PN4 sind monopolar ; ihre Axone treten durch die SN3 des gleichen bzw. des vorangehenden Segments aus dem Bauchmark. Die PN3 sind bipolar, gelegentlich tripolar ; ihre Axone verlassen das Bauchmark durch 2 (bzw. 3) SN, eines stets durch den SN3 des gleichen Segments, das (oder die beiden) andere(n) durch den SN1 des gleichen oder (und) des nachfolgenden Segments. Lage, Anzahl und Cytologie der in Gruppen vorkommenden PN-Somata werden eingehend geschildert.Die Interneurone des Bauchmarks (IN; RF nicht einbegriffen) werden drei Hauptgruppen zugeordnet : Der größere Teil der IN (über die Hälfte aller Bauchmarkneurone) besteht aus kleinen Neuronen mit kurzen, sich our in das homolaterale Neuropil erstreckenden Fasern (KIN). Die zweite Gruppe wird von größeren Interneuronen gebildet (GSIN), die anscheinend streng metamer und symmetrisch in beiden Ganglionhälften vorkommen. Sie machen je nach Körperregion aller Neurone des Ganglions aus. Ihre homo- oder heterolateralen Axone können in Längsrichtung intra- oder intersegmental oft über eine Segmentlänge hin verfolgt werden. Die dritte Gruppe wird von polysegmentalen IN (PSIN) gebildet, mit sehr großen Zellkörpern, die weder metamer noch bilateral-symmetrisch angeordnet sind. Die Axone erstrecken sich polysegmental über mindestens 30 Segmente und bilden auffällige Hauptfaserzüge (HFZ) in der Peripherie der Faserregion des Bauchmarks.Zuletzt wird die Anzahl und Verteilung der Neurone in Ganglien verschiedener Bauchmarkregionen angegeben und mit der Anzahl der Nervenfasern in den Konnektiven verglichen. Die Anzahl der kleinen Interneurone (KIN) ist je nach Bauchmarkregion sehr unterschiedlich, während die übrigen Neurone regelmäßig auftreten.In der Diskussion wird einerseits die morphologische und cytologische Konstanz vieler Einzelelemente im Regenwurmbauchmark hervorgehoben und auf die funktionellen Konsequenzen hingewiesen. Außerdem wird versucht, durch Vergleich mit Angaben über andere Tierarten und Gegenüberstellung morphologischer und funktioneller Befunde allgemeine Prinzipien für den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion im Bauchmarkaufbau herauszustellen.

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Microanatomy of the Ventral Nerve Cord of Lumbricus terrestris L. (Annelida, Oligoehaeta)

Nerve cells and tracts in the ventral nerve cord of the earthworm Lumbricus terrestris are thoroughly described and partly individually identified: sensory bundles, ventral giant fibers, central neurons with peripheral axons and various types of interneurons are recognized.

     

Behaviour of Aedes mosquitos in relation to blood-feeding and repellents

About four thousand females of Aedes aegypti (L.) and two thousand of several Canadian species of Aedes were studied in the field and the laboratory. Their behaviour in relation to a host and to repellent chemicals was divided into eight phases and the conditions influencing them as well as the stimuli responsible for the initiation, inhibition, and termination of these phases were investigated; orientation was also considered. The factors studied include surface temperature, convective and radiant heat, light and colour, moisture, wind, odour, taste, gravitation, sound, and movement. The relevance of these results for the development of improved mosquito repellent chemicals is discussed.

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Zusammenfassung Weibchen von Aedes aegypti sowie einiger Kanadischer Aedes-Arten wurden im Freien und im Laboratorium beobachtet. Ihr Verhalten in bezug auf verschiedene Opfer und auf abstossende Substanzen wird in die folgenden acht Phasen unterteilt: Ruhe, Flug, spontanes Suchen im Flug, Landung auf dem Wirt, Suchen zu Fuss, Untersuchung mit dem Rüssel und Stich. Die Hierarchie dieser Verhaltensweisen sowie ihre gewöhnliche Aufeinanderfolge werden diskutiert. Die oben beschriebene Reihenfolge scheint die natürlichste und ist vermutlich am häufigsten. Aber je nach den Umständen kommen auch andere Teilfolgen vor und insbesonders können einzelne Phasen ausbleiben. Unter den für die einzelnen Verhal-tensweisen — oder besser gesagt Verhaltensübergänge — massgebenden Faktoren wurden Oberflächentemperatur, Konvektions- und Strahlungswärme, Licht, Farbe, Feuchtigkeit, Geruch, Geschmack, Schwerkraft, Schall und Bewegung geprüft und in bezug auf ihre Effekte untersucht.Die Bedeutung dieser Ergebnisse und der gesamten Problemstellung für die Ausarbeitung verbesserter Mücken-abstossender Chemikalien wird diskutiert. Offensichtlich ist das Problem des Schutzes gegen Insektenstiche nicht einfach eine Frage der Chemie und kann nicht durch das übliche Herumprobieren mit gekäfigten Mücken gelöst werden. Prinzipiell können die Verhaltensketten sowohl der weiblichen Mücke als auch des Menschen, die gemeinsam zum Stiche führen, an mehreren Stellen und in mannigfaltiger Weise unterbrochen werden, und zwar sowohl im Freien als auch in Häusern oder Zelten. Unter diesen Möglichkeiten ist der Gebrauch abstossender Substanzen nur eine, wenn auch wichtige Hilfe.Aber selbst auf diesem beschränkten Gebiet müssen mehr Variable berücksichtigt werden, als dies gewöhnlich geschieht. Die Entscheidung, ob eine Mücke sticht oder nicht, kann als Ergebnis eines Wettstreits antagonistischer Faktoren verstanden werden. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass die gleichen Substanzen, z.B. in Abhängigkeit von der Konzentration, abstossend oder anziehend wirken können, und dass sie die verschiedenen Verhaltensphasen nicht immer gleichsinnig beeinflussen, sodass etwa eine Substanz, die das Stechen verhindert, nicht auch das Niederlassen unterbinden muss. Endlich muss man in Betracht ziehen, dass sowohl der Stechtrieb der Mücken als auch die Anziehung durch das Opfer mannigfaltigen und komplizierten Schwankungen unterliegen, von denen nur einige bekannt sind.

     

The encoder mechanism of receptor neurons

Zusammenfassung Ausgehend von den elektrischen Vorgängen an der erregbaren Membran wird der Kodierungsprozeß untersucht. Eine Leitwert-Potential-Beziehung als Bedingung für die Impulsauslösung gestattet eine detaillierte Analyse bei verschiedenen Eingangssignalen. Bei der Ansteuerung mit einem Leitwert erfolgt die Sättigung der Umsetzungskennlinie des Kodierers erheblich früher als bei Stromeingang. Auch das Phänomen des over-stretch wird vom Modell erklärt. Zur Kleinsignalanalyse wird die Theorie der Systeme mit zeitvariablen Parametern angewendet. Die Übertragungsfunktion des Kodierers setzt sich in vielen Fällen additiv aus denen mehrerer Leckstrom-Integratoren mit unterschiedlichen Zeitkonstanten zusammen. Auch die teilweise beobachtete Abhängigkeit der Parameter von der Trägerfrequenz wird modellmäßig erfaßt. Die Adaptationsvorgänge im Kodierer beruhen auf einer intracellulären Anhäufung von Natriumionen während der Impulsabgabe. Die Aktivierung der Ionenpumpe bewirkt einen zusätzlichen Stromfluß, wodurch sich die abgegebene Impulsfrequenz verringert. Bei größeren Ansteuerungen trägt die durch langsame Kalium- und Natriuminaktivierung auftretende Verschiebung der Impulsauslösecharakteristik ebenfalls zur Adaptation bei. Die Betrachtungen, obwohl allgemeingültig für den biologischen Mechanismus der Impulsentstehung und Kodierung, wurden im Rahmen der Arbeit nur auf experimentelle Befunde an Receptorneuronen begrenzt. Für das Motoneuron und Neuronen in verarbeitenden Schichten müssen zusätzlich die Summation synaptischer Vorgänge und statistische Verknüpfungen zwischen Eingangs- und Ausgangssignal berücksichtigt werden.

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Presented at the IV. Internat. Biophysics Congress, Moscow, August 7–14, 1972.     

Über das Fächeln der Bienen und dessen Verhältnis zum Fliegen

Zusammenfassung Die Anordnung der vor dem Flugloch stehenden Fächler wird beschrieben und daraus die Arbeitshypothese abgeleitet, daß der aus dem Kasten kommende Fächelstrom das Fächeln der hier stehenden Bienen auslöst.Der durch Wärmereiz hervorgerufene natürliche Fächelstrom wird auf seine physikalischen Eigenschaften untersucht. Es werden folgende Werte gefunden: Geschwindigkeit des flach über das Flugbrett streichenden Stromes bis zu 2 m/sec, Temperatur zwischen 31,0 und 40,4° C, am häufigsten 35–36° C, Schwingungsfrequenz um 120 Hz.Eine Anlage zur Erzeugung eines dem Fächelstrom nachgebildeten Luftstromes wird beschrieben. Es ist möglich, die Bienen in diesem Luftstrom zum Fächeln zu bringen. Durch Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit, der Schwingungsfrequenz und der Temperatur wird die Bedeutung dieser Faktoren untersucht. Wesentlich ist eine den natürlichen Verhältnissen angenäherte Strömungsgeschwindigkeit und eine Schwingung der Luft dieses Stromes, wobei sich eine Sinusform von 140–160 Hz und der natürliche Fächelton mit 120 Hz als am wirkungsvollsten erweisen. Der Volksduft begünstigt anscheinend die Fächelbereitschaft.Die vor dem Flugloch stehenden Fächler sind zum überwiegenden Teil Flugbienen.Mit Hilfe von Hochfrequenz-Filmaufnahmen wird die Flügelbewegung im fixierten Fluge und beim Fächeln ermittelt. Die Unterschiede in der Lage der Flügelschlagebene, der Flügelgeschwindigkeit und der Größe des Flügelanstellwinkels legen nahe, Fächeln und Flug als verschiedene Bewegungsformen der Bienen aufzufassen.Es werden beim Fluge beobachtete Fühler- und Beinbewegungen sowie Fühlerbewegungen beim Fächeln beschrieben. Oszillogramme des Flug- und Fächeltones werden verglichen und an Hand der aus den Filmen gewonnenen Ansichten gedeutet.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die Unterstützung dieser Arbeit.     

An inexpensive bioassay aimed at the agricultural disposal of waste waters

Zusammenfassung Es wird einfache Methode beschrieben, die von S. Prát (1947) vorgeschlagen wurde. In Petri-Schalen werden Samen des Senfes (Sinapsis alba) auf Silongewebe aufgelegt und mit dem zu untersuchenden Wasser bewässert. Das Keimen der Samen, das Wachstum der Würzelchen sowie das Läangenvehältnis von Würzelchen zu dem Hypokotyl sind als Indikatoren der wasserbeschaffenheit anzusehen. Nicht nur die toxische Einwirkung, sondern auch Wasstumsförderung kann durch diese Testmethode ermittelt werden. Es wird vorgeschlagen, diese Methode besonders bei der Beurteilung des landwirtschaftlichen Zwecken dienenden Wassers und Abwasser anzuwenden, z. B. bei der Berieselung der Felder mit Abwasser, das nicht toxisch sein darf.     

Die Rotf?rbung der Flamingos(Phoenicopterus) im Freileben und in der Gefangenschaft

Zusammenfassung Die Analyse der roten Federn der Flamingos und des Roten Sichlers ergeben das Vorliegen von roten Carotinoiden, die weder mit Astaxanthin noch mit anderen pflanzlichen oder tierischen Carotinoiden identifizierbar sind. Sie besitzen in überwiegender Menge keine sauren Eigenschaften.Die Nahrungsbestandteile der Flamingos im Freileben werden in ihrer Bendutung für das Zustandekommen der Rotfärbung diskutiert. Es wird wahrscheinlich gemacht, daß hierbei gelbe Nahrungscarotinoide in rote umgewandelt werden.Die in ausländischen Zoologischen Gärten am Flamingo erzielten Fälle von Rotfärbung durch Zufütterung von Karottensaft, marinem Algenmehl und gemahlenen Hummerschalen werden besprochen und die verschiedenen Möglichkeiten ihrer Wirkung zur Diskussion gestellt.