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.     

A study on hearing in frogs (Rana pipiens and Rana clamitans)

Zusammenfassung Die relative Reizschwellkurve für die Schallempfindung bei den Fröschen Rana clamitans und R. pipiens wurde in dem Frequenzbereich von 30–15000 Hz bestimmt. Die Kurve ist dieselbe für beide Geschlechter. Versuche zeigten, daß Schälle entweder inhibierend oder stimulierend auf die Atmungsbewegungen wirken können. Diese Wirkung wird nicht von der Frequenz oder der Intensität der Schälle bestimmt, sondern von dem physiologischen Zustand des Tieres.Die Latenzzeit zwischen Reiz und Effekt ist unabhängig von der Tonfrequenz, wird aber von den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Reizen beeinflußt; sie wird kürzer, wenn die Intervalle verlängert werden.Dressurversuche mit 18 Tieren, unter Anwendung von Strafung durch elektrische Schläge und einem Dressurton von 300 Hz, ergaben positive Erfolge bei zwei Individuen von R. clamitans.

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Contribution No. 67 of the Department of Biology, Hamilton College, McMaster University, Hamilton, Ontario.     

A systems theoretical approach to biological membranes

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die Eindeutigkeit der Beschreibung erregbarer Membranen mit Hilfe von Ersatzschaltungen untersucht. Bei Voraussetzung der Existenz verschiedener Membrankanäle für den Ionentransport läßt sich unter Berücksichtigung nichtlinearer Eigenschaften eine weitgehend eindeutige Ersatzschaltung für einen Kanal angeben. Als wesentliches Kriterium erweist sich dabei das Vorhandensein eines konstanten Gleichgewichts-potentials für jeden Kanal. Der lonentransport durch die Membran wird durch ein einfaches Elektrodiffusionsmodell beschrieben. Hierin ist der Potentialverlauf in der Membran durch physiko-chemische Eigenschaften der Membran und nicht durch die transportierten Ionen bestimmt. Die Leitfähigkeit eines bestimmten Kanals verändert eine Steuervariable, deren Wert sich mit Hilfe einer algebraischen Beziehung aus den Zustandsvariablen eines linearen Differentialgleichungssystems ergibt (dessen Koeffizienten vom Potential über der Zellmembran abhängen). Die Zusammenfassung mehrerer Kanäle (passives Transportsystem) und die Einführung von Stromgeneratoren für den aktiven Transport (deren Effektivität von der chemischen Zusammensetzung der an die Membran angrenzenden Lösungen abhängt) führt zu einer allgemeinen Ersatzschaltung für die erregbare Membran. Die so gewonnene Beschreibung ist hinreichend allgemeingültig, um als Grundlage für die Analyse von Problemen der Informationsverarbeitung im Nervensystem bzw. für die weitere Aufklärung der in der erregbaren Membran ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse zu dienen.

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Presented in part at the IV. Intern. Biophysics Congress, Moscow, August 1972.     

Versuche zum Problem der Flauschbildung beim Kulturchampignon

F. Zusammenfassung In der Arbeit geht es um die Frage, ob der Nährboden die Entwicklung eines bestimmten Myceltyps beeinflußt. Es handelt sich dabei um den unerwünschten stark flauschigen Typ, der zu Ertragsdepressionen führt. Die Versuche wurden mit zwei verschiedenfarbigen Stämmen, von denen jeweils der Flauschtyp und der Normaltyp vorlagen, und sechs Nährböden durchgeführt. Es wurde ein nachhaltig günstiger Einfluß des Kompost-Agars beobachtet, der allerdings nur beim flauschigen Typ des weißen Stammes in Erscheinung trat. Auch zeigten die Versuche, daß man den flauschigen und den fädigen Typ bis zu einem gewissen Grad von einander getrennt halten kann, wenn man bei der Vermehrung des Mycels durch Teilung stets nur den gewünschten Typ vermehrt.

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Investigations of the problem of development of fluffy mycelium in cultivated mushrooms

Summary The study deals with the question of the influence of the nutrient medium upon appearance of a certain type of mycelium, namely the undesirable strongly fluffy type, which leads to decreased yields. The experiments were carried out with two strains of different color (each with fluffy and normal mycelium respectively). Six different nutrient media were tested. A lasting favorable influence of compost-agar was found, but only in the fluffy type of the white strain. The experiments also showed that it is possible to maintain fluffy and normal stringy types separately to some extent, by propagating only the desired type at each mycelium transfer.

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Für ihre gute Assistenz möchte ich Fräulein Christl Weiß und Fräulein Jutta Klinckmann vielmals danken. Herrn Konrad Engelhardt sei für die Aufnahmen gedankt.

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Angenommen durch W. Seyffert     

Strahlenchemische Untersuchungen zu dem Problem eines Anticodes in der Transfer-RNS

Zusammenfassung Es wurde die biologische Aktivität der t-RNS nach Bestrahlung mit UV-Licht, Röntgenstrahlen und sichtbarem Licht in Gegenwart von Thiopyronin bestimmt. Dabei zeigte sich, daß bei den Aminosäuren Phenylalanin, Serin, Lysin, Leucin und Prolin durch die verschiedenen Strahlenarten die Akzeptor- und Transferaktivität etwa in dem gleichen Ausmaß zerstört werden.Unter Berücksichtigung der spezifischen Basenzerstörung durch die drei Strahlenarten ergibt sich theoretisch eine unterschiedliche Beeinflussung der Akzeptor- und Transferaktivität, die mit der gefundenen gut übereinstimmt. Weiterhin kann man aus den Ergebnissen schließen, daß vermutlich die gleiche Basensequenz sowohl für die Aufnahme als auch Übertragung einer Aminosäure verantwortlich ist.

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Summary The biological activity of transfer RNA after its irradiation with u.v. light and X-rays, and photodynamic treatment with thiopyronine was studied. Our results as a whole indicate that a change or destruction of a base at the template site (anticode) inhibits not only the amino acid transfer activity but also the acceptor functions of t-RNA.The specific destruction of pyrimidines caused by u.v.- and X-ray irradiations and that of guanine alone by the photodynamic action of thiopyronine show that the complimentarity between the baze sequences of m-RNA and t-RNA is unquestionable. Whether there is any correlation between the bases at the recognition — and at the template sites of t-RNA molecule is not sure but the damages at both the sites were found to be parallel.

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Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine Sachbeihilfe.     

Intensitätsmessungen an Röntgen-Bremsstrahlung im Energiebereich von 200 bis 10 eV

Zusammenfassung Die Thermolumineszenz in Lithiumfluorid-Einkristallen läßt sich für die Messung der Intensität von Röntgen-Bremsstrahlung mit Energien bis zu ca. 13,5 eV ausnutzen. Es wurde eine Apparatur entwickelt, mit welcher bei Röhrenspannungen von 600 bis 10 Volt Röntgen-Bremsstrahlung mit hinreichender Intensität erzeugt werden kann. Die hohe Empfindlichkeit von LiF auch für niederenergetische Strahlung ermöglichte die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Intensität ultraweicher Bremsstrahlung und der Erzeugungsspannung, der bisher weder experimentell noch theoretisch eindeutig dargestellt werden konnte. Die Meßergebnisse lassen vermuten, daß die integrale Intensität von extrem energiearmer Röntgen-Bremsstrahlung aus Festkörper-Anoden dem Quadrat der effektiven Erzeugungsspannung bzw. kinetischen Energie der Elektronen beim Eintritt in die Anode proportional ist.

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Intensity measurements of bremsstrahlung in the 200 to 10 eV region

Summary Thermoluminescence in LiF single crystals offers the possibility of measuring the intensity of bremsstrahlung with energies down to about 13.5 eV. An apparatus was developed which permits the production of sufficiently intense X-ray continua with voltages of 600 to 10 V. The high sensibility of LiF also for low-energy radiation made it possible to study the relation between the intensity of the ultrasoft X-ray continuum and the tube voltage. The past experimental and theoretical studies showed varying results in this respect. The results of the present experiments allow the conclusion that the integral intensity of extremely low-energetic bremsstrahlung produced in solid-state anodes is proportional to the square of effective tube voltage,i.e. the kinetic energy of the electrons striking the anode.

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Dedicated to Prof. Dr. Dr. h. c. mult. B. Rajewsky on the occasion of his 80th birthday.

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Herrn Prof. Dr. B. Rajewsky möchte ich an dieser Stelle sehr herzlich dafür danken, daß er mir die Möglichkeit gewährte, diese Arbeit in seiner Arbeitsgruppe durchzuführen. Seine stete Unterstützung und die lehrreichen Diskussionen mit ihm waren mir von großem Wert. Auch den Herren Prof. Dr. W. Pohlit, Dr. G. M. Schmidt-Burbach, Dr. L. Wojtech und Dr. H. Carbajal Aced verdanke ich viele nützliche Anregungen und kritische Hinweise.     

Über die Eignung verschiedener Fixationen und Perchlorsäurehaltiger Lösungen für autoradiographische Untersuchungen des RNS-, DNS- und Proteinstoffwechsels

Zusammenfassung RNS, DNS und Eiweiß von Rattenlebern bzw. Ehrlich-Ascites-Tumorzellen wurden durch Injektion entsprechender radioaktiver Vorläufer (Cytidin, Thymidin und Lysin) 30 min bzw. 60 min vor der Tötung in vivo markiert. Leberepithelien und Tumorzellen wurden mit sechs verschiedenen Fixationsmedien sowie mit 2%, 5% und 10% Perchlorsäure behandelt und anschließend Menge und Radioaktivität von RNS, DNS und Eiweiß mit bekannten Methoden bestimmt.Bei der RNS wurden Verluste an Menge und Radioaktivität in Gewebeproben beobachtet, die mit Methanol bzw. Carnoyscher Lösung fixiert oder mit Perchlorsäure behandelt worden waren. Für die Fixation der RNS eignet sich am besten neutrales Formalin und Formalin mit 0,5% Trichloressigsäure.Der DNS- und Eiweiß-Gehalt des Gewebes war nach Fixation nicht nennenswert vermindert.

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Summary RNA, DNA and protein of rat liver cells and Ehrlich ascites tumour cells resp. are labelled in vivo by injections of suitable radioactive precursors (cytidine, thymidine, lysine). The animals are killed 30 and 60 minutes p.inj. The epithelium cells of the liver and the tumour cells are fixed in 6 different fixation media as well as treated with 2%, 5%, and 10% perchloric acid. The fixation is followed by a determination of the quantity of RNA, DNA and protein, and a measuring of the radioactivity with standard techniques.After fixation with methanol or Carnoy's solution and after treatment with perchloric acid a decrease in the quantity of RNA and in its radioactivity is observed. Neutralized formalin and formalin containing 0.5% trichloracetic acid appear to be the best fixatives for RNA.No remarkable decrease in the DNA and protein content of the tissue is found after fixation.

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Abkürzungen DNS Desoxyribonucleinsäure - RNS Ribonucleinsäure - TCS Trichloressigsäure - PCS Perchlorsäure Frau Ursula Stehe danken wir für die sorgfältige Durchführung aller Radioaktivitäts-Messungen.Die Arbeit wurde durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft und des Bundesministeriums für Wissenschaftliche Forschung unterstützt.     

Die Verlagerungsfähigkeit des Zellinhaltes der Zwiebelschuppen von Allium cepa durch Zentrifugierung

Die Behandlung lebender Zellen mit der Zentrifuge veranlaßt in ihnen eine Verlagerung der toten und lebenden Bestandteile, wofern diese verschiedenes spezifisches Gewicht haben. Eine Verlagerung wird mit um so geringeren Zentrifugalkräften zu erreichen sein, je größer der Unterschied im spezifischen Gewicht benachbarter Teile ist, und je geringer diejenigen Kräfte sind, welche einer Bewegung der Teilchen entgegenwirken. Ihre Bewegung wird durch hohe Viskosität, andererseits durch Adhäsion an anderen Teilen, z. B. an der Membran, beeinflußt.Im folgenden soll von den durch Zentrifugenbehandlung erreichbaren Verlagerungen der Bestandteile lebender Zellen die Rede sein, sowie von den inneren und äußeren Faktoren, welche auf die Verlagerung Einfluß gewinnen können.Alle meine Untersuchungen wurden an den Geweben der Zwiebelschuppen (Allium cepa) ausgeführt. Ich ließ die Zentrifuge zunächst auf dünne, mit einer scharfen Rasierklinge abgeschnittene Epidermislamellen wirken und verfuhr dabei derart, daß ich die Schnitte mit einem Wattebausch in halb mit Wasser oder Lösungen gefüllten Köhren in einem Abstand von ca. 15 cm vom Zentrum in fixe Lage brachte. Weiterhin wurden aus den Zwiebelschuppen Gewebeprismen herausgeschnitten und zentrifugiert. Schließlich wurden auch ganze, intakte Zwiebeln geschleudert und die Zentrifugenwirkung an den aus ihnen angefertigten Epidermisschnitten geprüft.Neben frischen turgeszenten Epidermiszellen wurden in weiteren Versuchsserien Epidermisschnitte, die vorher mit verschiedenen Plasmolyticis behandelt worden waren, der Zentrifugenbehandlung ausgesetzt.Die Zentrifugenschnelligkeit schwankte zwischen 1200 und 3000 Umdrehungen in der Minute, entsprechend einer Fliehkraft von 375 bis 1500 g. Die Wirkungsunterschiede sind innerhalb dieser Grenzen bedeutungslos wie mehrere Versuche gezeigt haben; meistens habe ich mich mit einer Schnelligkeit von 1500 Umdrehungen begnügt.

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Seinem Leiter, Herrn Professor Dr. Küster, möchte ich hiermit meinen herzlichsten Dank für sein stetes Entgegenkommen aussprechen.     

Die Innervation der Krebsschere

Zusammenfassung Es wurden die Funktionen der einzelnen Nerven der Krebsschere festgestellt. Das wurde erreicht durch isolierte Durchschneidung derselben und durch Beobachtung der dabei auftretenden und der nachher noch möglichen Bewegungen und Reflexe. Irgendwelche Anhaltspunkte für die Existenz von Hemmungsnerven wurden dabei nicht gewonnen. Ferner wurde bewiesen, daß die spontanen Bewegungen und die Reflexe ohne Hemmungen irgendwelcher Art verlaufen. Die von früheren Autoren als Hemmungen aufgefaßten Erscheinungen sind entsprechend der von Fröhlich gegebenen Erklärung durch zu starke oder frequente Ströme hervorgerufene Kunstprodukte.Herrn Professor Winterstein bin ich für Überlassung der gemeinsam mit ihm begonnenen Arbeit und für weitere Förderung derselben zu großem Dank verpflichtet; ebenso der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft für den Arbeitsplatz im Kgl. ung. Forschungsinstitut in Tihany, und den Direktoren der Anstalt für die gastliche Aufnahme, die uns dort zuteil wurde.     

Respiration and nutrition of radiation-sterilized female Dacus cucumis (Diptera: Tephritidae)

The oxygen consumption of flies irradiated with between 10 kilorads (krad) and 80 krad was not demonstrably different between doses, or when compared with untreated controls.Carbohydrate intake and initial body weights of irradiated flies were less than normal flies. However, the 10 krad irradiated flies accumulated a greater volume of fat body than normal flies, presumably because of failure of vitellogenesis in the former. Accumulation of fat body by 40 krad flies was initially retarded compared with 10 krad flies, but they later accumulated fat body at the same rate as the 10 krad flies. It is suggested that this was due to an initial hormonal disturbance caused by the higher dose.No degenerative changes were noted in the midgut of the 10 krad or 40 krad flies. The protein intake of these flies was similar to that of normal flies.

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Zusammenfassung Einige Autoren haben wahrscheinlich machen können, daß sterilisierende Strahlendosen bei einigen Insektengruppen den Stoffwechsel beeinflussen. Jedoch sind für die Dipteren wenig Beweise für solche durch Bestrahlung hervorgerufene Störungen veröffentlicht worden. Die in dieser Arbeit beschriebenen Versuche waren darauf gerichtet, die Einflüsse der Bestrahlung auf einige physiologische Systeme von weiblichen Dacus cucumis zu bestimmen.Auf den Sauerstoffverbrauch konnte eine Wirkung von Strahlendosen von 80 Kilorad (krad) nicht festgestellt werden.Beim Vergleich von unbestrahlten Fliegen mit solchen, die 10 oder 40 krad erhalten haben, wurde gefunden, daß in beiden Fällen die bestrahlten Tiere zunächst weniger als normale wogen, daß aber später die Wachstumsrate der bestrahlten Fliegen anstieg, so daß ihr Gewicht sich schließlich dem der normalen anglich.Der Verbrauch von Eiweißlösung durch mit 10 und 40 krad bestrahlten Fliegen war dem der normalen ähnlich. Jedoch verbrauchten die bestrahlten Fliegen eine geringere Menge Zuckerlösung als die normalen. Es wird angenommen, daß darin der Ausfall des Kohlenhydratbedarfs durch die sterilen Ovarien zum Ausdruck kommt.Die mit 10 krad bestrahlten Fliegen bildeten ein größeres Fettkörpervolumen als die normalen. Es wird vermutet, daß dies eine kombinierte Folge der Nicht-Auflösung des pupalen und des gesteigerten. Aufbaus des adulten Fettkörpers bei Ausschaltung funktionierender Ovarien darstellt.Der Aufbau des Fettkörpers war anfänglich bei den mit 40 krad bestrahlten Fliegen gegenüber den mit 10 krad bestrahlten gehemmt, aber nach einer Verzögerung war die Zuwachsrate den mit 10 krad bestrahlten ähnlich. Es wird angenommen, daß das auf einer anfänglichen Hormonstörung bei den mit 40 krad bestrahlten Fliegen beruhen konnte.

     

Über Veränderungen des Nucleinsäurengehaltes von Proteus vulgaris während der durch Penicillin ausgelösten Umwandlung in die L-Phase

Zusammenfassung Suspensionen von Proteus vulgaris wurden in verschiedenen Entwicklungszuständen mit Penicillin versetzt und parallel zur einsetzenden Umwandlung in die Frühstadien der L-Phase (large bodies) wurde der Gehalt an RNS, DNS und Eiweiß-N bestimmt. Durch Verwendung geringer Konzentrationen (4–7 IE/ml) konnte auch in der log-Phase die Umwandlung so schonend geführt werden, daß keine Lysen eintraten.Die Atmungsmessungen zeigten, daß unter Bedingungen, unter denen sich alle Bakterien umwandeln, keine Veränderung des Sauerstoffverbrauches eintritt. Die Hemmung der Sauerstoffaufnahme bei Zugabe hoher Konzentrationen zur log-Phase beruht auf der Lyse eines großen Teiles der Zellen. Mit der Umwandlung in die large bodies ist eine Verschiebung des Quotienten RNS/DNS zugunsten von DNS und eine Erhöhung der Werte für DNS/Eiweiß-N verbunden. Dies beruht aber nicht auf einer Steigerung der DNS-Synthese, sondern nur auf der etwas schwächeren Hemmung derselben gegenüber dem Aufbau von RNS und Eiweiß. Es ergeben sich keine Anzeichen für die auf Grund morphologischer Versuche vermutete Vermehrung des Kernmaterials. Es kann sich demnach nur um eine Aufteilung des vorhandenen Materials handeln.Untersuchungen über die entsprechenden Wirkungen von Arsenat, Monojodessigsäure und Trypaflavin auf die Stoffzusammensetzung von P. vulgaris zeigten, daß es sich bei der erfaßten Penicillinwirkung nicht nur um eine unspezifische Folge einer allgemeinen Stoffwechselhemmung handelt.Die Arbeit ist ein Auszug aus der von J. Müller bei der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München vorgelegten Dissertation gleichen Titels.     

Behavioral influences on food selection in grasshoppers (Orthoptera: Acrididae)

Host plant selectivity has been established for many species of grasshoppers but the mechanisms involved are not completely known. General undirected activity was enhanced by favorable temperature, humidity and illumination. Positive phototactic responses were elicited by directed illumination, color and visual patterns.Orientation to stimuli from food materials generally took place only after contact had been made with the mouthparts. Discrimination among various extracts and extract concentrations from different plant species was demonstrated.Individual grasshoppers in laboratory experiments with artificial diet arrays selected resting sites independent of food location. In some cases feeding was influenced by resting site location.The feeding behavior of grasshoppers will cause them to remain in areas of favorable host plants through a general type of orthokinesis.

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Zusammenfassung Wirtspflanzen-Wahlvermögen ist bei vielen Feldheuschrecken nachgewiesen worden. Jedoch werden die Eiablage-Orte im allgemeinen nicht mit Rücksicht auf die Verfügbarkeit von Wirtspflanzen für die schlüpfenden Larven gewählt. Diese müssen geeignete Wirtspflanzen unter vielen verfügbaren selbst aussuchen.Innerhalb optimaler Temperatur-und Feuchtigkeitsbereiche wird die allgemeine ungerichtete Aktivität durch genügende Helligkeit verstärkt. Es wurden positive phototaktische Reaktionen zu gerichtetem Licht nachgewiesen. Die Reaktion auf gerichtete Beleuchtung war zwischen 3600 und 4750Å am größten. Wellenlängen ober-und unterhalb davon ergaben geringere Reaktionen.Senkrechte Objekte oder Muster riefen positive Taxien hervor.Olfaktorische Anlockung war sehr begrenzt, aber sobald die Nahrung einmal mit den Mundwerkzeugen in Berührung gekommen war, waren die Heuschrecken sehr wählerisch. Bei verschiedenen Arten wurde die Fähigkeit nachgewiesen, zwischen einer ganzen Reihe von verschiedenen Pflanzenextrakten wählen zu können, die in eine künstliche Trägerdiät eingefügt waren. Unterscheidung zwischen geringen Konzentrationsunterschieden der extrahierten Substanzen war nachweisbar.Zeitraffer-Aufnahmen zeigten, daß die Extraktpräparate in der Reihenfolge ihrer Annehmbarkeit ausgewählt wurden. Gewöhnlich wurde der Fraß auf einige wenige Präparate beschränkt, bis sie völlig verzehrt waren. Erst dann wurden die anderen Präparate in der Reihenfolge ihrer Annehmlichkeit gefressen.Mit Zeitraffer-Aufnahmen wurde das Verhalten einzelner Heuschrecken verfolgt, die zusammen mit Serien von künstlichen Nahrungstabletten mit Pflanzenextrakten gekäfigt worden waren. Es zeigte sich, daß die Heuschrecken Ruheplätze wählen, von denen aus sie sich zum Fressen und Trinken bewegen. Bestimmte Bewegungsmuster waren ausgebildet. Die Lage der Ruheplätze wurde von den anwesenden Nahrungsstoffen nicht beeinflußt, aber in einigen Fällen das Fressen von der Nähe der Ruheplätze.Es wurde angenommen, daß visuelle Reize die Orientierung der Feldheuschrecken unterstützen, aber die Wirtspflanzenwahl findet erst nach Berührung mit den Mundwerkzeugen statt. Feldheuschrecken haben die Gewohnheit, Gebiete, die keine geeigneten Wirtspflanzen enthalten, zu durchqueren und sich auf solchen mit geeigneten Wirten mit Hilfe eines allgemeinen Typs von Orthokinese zu scharen. Da die anziehenderen Pflanzen gewöhnlich auch das größte biologische Potential bieten, werden Verteiling und Dichte der Heuschrecken von der Wirtspflanzenwahl beeinflußt.

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Published with the approval of the Director of the North Dakota Agricultural Experiment Station as journal Article No...... Contribution from North Central Regional Project NC-52.     

Einbau markierter Substanz durch Zellen in vitro als Mass für die Nährbodeneignung

Zusammenfassung Explantate embryonaler Rattenleber und von Haut erwachsener Mäuse und Menschen wurden auf unterschiedlichen Nährböden unter Zusatz radioaktiv markierter Substanz angesetzt. Es ergibt sich für die Ermittlung eines optimalen Nährbodens für wachstumsbereite Explantate als Regel, daß, je geeigneter der Nährboden in seiner Zusammensetzung ist, desto höher unter sonst gleichen Bedingungen der Einbau und die Verwertung an radioaktiver Substanz ist. Für die Entwicklung von Konservierungsflüssigkeiten für die Gewebepflege, d.h. für die Aufbewahrung lebensfähiger Explantate (Gewebebank), sind Minimai-Nährböden mit Zusatz entgiftender Substanz ohne Wachstumsreiz notwendig. Für diese Arbeitsweise liefert die Verwertung der Substanzaufnahme nur indirekte Hinweise in dem Sinne, daß hohe Substrataufnahme auch hier intensiven Stoffwechsel und Syntheseleistung anzeigt und damit sozusagen die Nicht-Eignung der gewählten Nährbodenzusammensetzung des Versuchsansatzes beweist.Die Arbeit wurde mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung.     

Traceruntersuchungen zur Abgrenzung von Nestarealen holzzerst?render Rossameisen (Camponotus herculeanus L. und C. Ligniperda latr.)

Summary Die große Regurgitationstendenz im Fütterungsverhalten von Ameisen wurde ausgenützt, um mit Hilfe der Tracermethode (J131 in Honigwasser) die Nestareale holzzerstörender Roßameisen (C. herculeanus) in lebenden Bäumen zu ermitteln. Hierzu wurden vorher im Laboratorium Absorptionsmessungen an verschiedenen Hölzern und mit verschiedenen Detektoren vorgenommen. Hierbei ergab sich für den Szintillationszähler der günstigste Wirkungsgrad. Die Freilanduntersuchungen zeigten, daß die Nestareale einer einzigen Kolonie eine Reihe von Stämmen umfassen können und weit größer sind, als die äußerlich erkennbaren Schadbilder vermuten lassen.

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Summary Regurgitation is important in the feeding behaviour of ants. Iodine¹³¹ in honey-water-solution was fed to colonies of Camponotus herculeanus. A scintillation counter was used to determine the nest area, i.e. that which was radioactive following regurgitation. This apparatus gave the most consistent results with different woods. The nest area of a single colony was found to include several trunks, and covered a much larger area than the external damage revealed.

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Herrn Dr. Karl Hölldobler zum 60. Geburtstag gewidmet.     

The design of a low-speed wind tunnel as an instrument for the study of olfactory orientation in the Colorado beetle (Leptinotarsa decemlineata)

Aerodynamic phenomena relevant to the olfactory orientation of walking adult Colorado beetles are discussed and a low-speed wind tunnel suitable for the study of olfactory orientation is described. It is concluded that in this wind tunnel the beetles respond to attractive plant volatiles by odourconditioned anemotaxis. The presence of potted potato plants in the air stream of the wind tunnel causes positive anemotactic responses of male and female Colorado beetles. The maximum positive anemotactic response of the male beetles is obtained after 6 hours of starvation. Fully grown potato plants are more attractive to male beetles than young plants.

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Zusammenfassung Aerodynamische Phänomene werden diskutiert, die für die geruchliche Orientierung der adulten Kartoffelkäfer von Bedeutung sind, nämlich der Übergang von wirbelfreier zu turbelenter Strömung im freien Strom; die Grenzschicht; der Übergang von wirbelfreier zu turbulenter Strömung in der Grenzschicht und die Dicke der wirbelfreien Grenzschicht. Ein Windtunnel für niedrige Windgeschwindigkeit wird beschrieben, der sich für das Studium der geruchlichen Orientierung des Kartoffelkäfers als günstig erwies. Messungen der Windströmung in diesem Tunnel zeigten, daß der Prozentsatz von Turbulenz im Hauptstrom der Insektenprüfkammer niedrig ist und daß eine einheitliche Lockstoffkonzentration in dieser Kammer vorliegt. Es wird geschlossen, daß die Käfer auf pflanzliche Duftstoffe mit Geruch-induzierter Anemotaxis reagieren. Die Dicke der wirbelfreien Grenzschicht über der Laufplatte in der Prüfkammer wurde ermittelt.Die Einführung von getopften Kartoffelpflanzen in den Luftstrom des Windtunnels löst positive anemotaktische Reaktionen bei Männchen und Weibchen des Kartoffelkäfers aus. Die stärkste positive anemotaktische Reaktion der Männchen wird nach sechs Stunden Hunger erzielt. Ausgewachsene Kartoffelpflanzen sind attraktiver für Männchen als junge.In der Diskussion wird vermutet, daß die Größe der Turbulenz und die Dicke der Grenzschicht unter Freilandbedingungen die geruchlich induzierte anemotaktische Reaktion der Insekten beeinträchtigt.

     

Die Leistungsersparnis beim Verbandsflug

Zusammenfassung Für einen Tragflügel endlicher Spannweite werden die Entstehung der Auftriebskraft und das Auftreten eines Aufwindfeldes in der Umgebung des Flügels beschrieben. Beim Verbandsflug fliegt jeder Flügel in dem Aufwind aller übrigen, wodurch sich eine beträchtliche Leistungsersparnis ergibt. Es wird über ein theoretisches Verfahren berichtet, mit dem diese Leistungsersparnis für beliebig gestaltete Flugformationen mit beliebiger Zahl der beteiligten Vögel berechnet werden kann. Bei diesem Verfahren werden die schlagenden Flügel durch starre Flügel ersetzt. Es wird gezeigt, daß dies eine sinnvolle Vereinfachung darstellt.Die theoretischen Rechnungen ergaben, daß die Leistungsersparnis des gesamten Verbandes nur von der Gesamtzahl der Vögel und von deren seitlichem Abstand abhängt. Die Verteilung dieser Leistungsersparnis auf die beteiligten Individuen hingegen ist von der Form des Verbandes abhängig. Es werden Ergebnisse von Beispielrechnungen mitgeteilt, bei denen die Verteilung der Leistungsersparnis auf die einzelnen Vögel in symmetrischen und unsymmetrischen Winkelflugformationen einschließlich der Schräglinien-Anordnung sowie auch in ganz beliebig geformten Verbänden untersucht wurde. Dabei zeigte sich, daß in Winkelformationen mit geradlinigen Schenkeln das an der Spitze des Verbandes fliegende Individuum die geringste Leistungsersparnis aufzuweisen hat. Durch systematische Veränderungen der Form des Verbandes wurde eine Formation mit nahezu gleichförmiger Verteilung der Leistungsersparnis auf die beteiligten Vögel gefunden. Verschiedene Erscheinungen des Verbandsfluges von Vögeln werden aus aerodynamischer Sicht diskutiert.

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The power reduction in flight formations

Summary For a wing of finite span the generation of lift and the occurrence of an induced upwash field in the vicinity of the wing are described. In formation flight each wing is situated in an upwash field generated by all other wings of the formation, leading to a considerable reduction in flight power demand. A theoretical method is presented to calculate the flight power reduction for arbitrarily shaped flight formations with any number of birds. In this method, the beating wings are replaced by fixed wings, which is shown to be an adequate simplification.Theoretical calculations show, that the total flight power reduction of the whole formation depends only on the total number of birds and on their lateral distance. The distribution of this power reduction on the individuals involved, however, is a function of the actual shape of the formation. Results of numerical examples are presented, which show the distribution of power reduction on the individuals involved in symmetrical and unsymmetrical vee formations including the flight in a straight line as well as in arbitrarily shaped formations. In vee formations with straight sides, the individual at the apex of the formation has the smallest reduction in flight power demand. By systematic modifications of the shape a formation with almost uniform distribution of flight power reduction was found. Some aspects of formation flight of birds are discussed from an aerodynamicist's point of view.

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Vortrag gehalten auf der 84. Jahresversammlung der DO-G zu Saarbrücken.     

Über den Einfluss des Kohlenoxyds auf die Atmung der Hefezelle in verschiedenen Substraten

Zusammenfassung Die Atmung unbefruchteter Seeigeleier wird durch CO beschleunigt, die der befruchteten Eier dagegen gehemmt. Es wurde die Frage gestellt, ob man bei Hefe durch Variation des Substrates ähnliche Verhältnisse erhalten kann. Es stellte sich heraus, daß die Eigenatmung der Hefe und die Veratmung des Formiats durch CO beschleunigt wird, was also den Vorgängen im unbefruchteten Ei gleicht.Die Veratmung von Na-Pyruviat, Na-Laktat, Na-Acetat, Acetaldehyd und Alkohol wird durch CO gehemmt. Mit Ausnahme von Alkohol haben alle diese Substrate Hemmungskurven, die mehr oder weniger der der befruchteten Seeigeleier gleichen. Die Hemmungskurve jedes Substrates ist aber typisch und weicht von der der anderen ab. Wird die Konstante in der Verteilungsgleichung Warburgs ausgerechnet, findet man Werte, die am Anfang der Kurve groß sind, aber später stark sinken. Nur Alkohol zeigt eine gesetzmäßige Hemmung nach der Formel Warburgs.Wird die Konzentration des Substrats variiert, bekommt man für jede Konzentration eine andere Hemmungskurve.Versuche mit KCN haben ähnliche Ergebnisse gegeben wie mit CO.In der Diskussion werden einige Erklärungsmöglichkeiten für die Abweichungen von der Formel Warburgs angedeutet.     

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 Bindungsstellen zweiwertiger Schwermetallionen am Ranvierschen Schnürring

Zusammenfassung Der Effekt von Lipidextraktion, Hitzedenaturierung, Pronase, Hyaluronidase und Neuraminidase auf die Kupferbindung am Ranvierschen Schnürring wurde untersucht. Die Metallophilie wird durch Lipidextraktion vollkommen verhindert, durch Neuraminidase stark reduziert und auch durch Hyaluronidase beeinträchtigt. Hitzedenaturierung zeigt keinen Effekt. Die Abschwächung der Reaktion nach Pronase ist wohl auf die starke Strukturzerstörung zurückzuführen. Diese Befunde legen den Schluß nahe, daß möglicherweise die Carboxylgruppen eines Sialoglykolipids oder eines neuraminsäurehaltigen Lipopolysaccharides für die Bindung metallischer Kationen am Schnürring verantwortlich sind.

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On binding sites of divalent metal cations at the node of Ranvier

Summary The effects of extraction of lipids, of denaturation of protein by high temperature and of some enzymes on the copper-binding at the node of Ranvier were investigated. Copper sulfide staining of the node was totally prevented by extraction of lipids with chloroform/methanol. Denaturing of proteins showed no effect. The reduced copper-binding after pronase probably is due to the severe structural alterations caused by this enzyme. The reaction was markedly reduced by Neuraminidase and by Hyaluronidase too. It is concluded that carboxyl groups of a sialoglycolipid or of sialic acid containing lipopolysaccharides are responsible for the copper-binding at the node.

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Wir sind Herrn Dr. H. Bernheimer vom Neurologischen Institut der Universität Wien, der die benötigten Reinsubstanzen freundlicherweise zur Verfügung stellte, für seine wertvolle Hilfe und Beratung zu großem Dank verpflichtet.     

Observations on the oviposition behaviour of frit fly (Oscinella frit L. dipt. chloropidae)

Two separate groups of stimuli (1) originating from the plant, (2) proprioceptive, have been found to mediate egg laying. An artificial shoot has been devised to investigate oviposition behaviour.

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Zusammenfassung Die Eiablage wird durch eine Anzahl von Reizen ausgelöst, die nacheinander wirken, jedoch im einzelnen nicht genauer identifiziert wurden. Sie lassen sich jedoch in zwei Gruppen trennen: (1) Reize, die von der Wirtspflanze selbst ausgehen und (2) solche, die wahrscheinlich propriorezeptiv wirken und auf der Notwendigkeit einer geeigneten Haltung der Beine und des Legeapparates während des Eiablageaktes beruhen.Die propriorezeptiven Reize scheinen die Fliegen häufig von den Keimpflanzen weg und zur Ablage ihrer Eier auf dem Boden zu führen, was darauf hindeutet, daß die Eier im Freien in ähnlicher Weise in den Erdboden abgelegt werden.Ein Extrakt aus in Wasser zerriebenen Haferpflanzen scheint in Verbindung mit einer geeigneten Oberfläche (z.B. Erdboden oder Sand) Eiablageverhalten auszulösen. Verschiedene Resultate wurden mit glatt oder rauh strukturierten Oberflächen und in Abhängigkeit von Gegenwart oder Abwesenheit des Extraktes erhalten. Die Reaktion der Fliegen scheint mit dem physiologischen Zustand des Gewebes zu variieren, das den Fliegen geboten wird, und das Eiablageverhalten ist schwach, wenn den Fliegen alte oder absterbende Pflanzenteile geboten werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß Reize, welche Nahrungsaufnahme, und solche, die Eiablage hervorrufen, ursprünglich nicht die gleichen sind, ist nur gering.Eine künstliche Keimpflanze, die von den Fliegen zur Eiablage ebenso angenommen wurde wie eine junge, gesunde, lebende, wurde dadurch hergestellt, daß ein dreieckiges Stück Fließpapier mit Haferextrakt befeuchtet und in das Innere einer 2,5×2,5 cm Glastube gesteckt wurde.