Elektrophysiologische Untersuchungen an den Ocellen von Calliphora

Zusammenfassung Aus dem Ocellus von Calliphora erythrocephala Meig. kann bei Belichtung ein Elektroretinogramm abgeleitet werden. Es besteht aus einem Eineffekt, der sich aus einer schnellen positiv gerichteten und einer langsameren negativ gerichteten Spannungsschwankung zusammensetzt, und einem negativ gerichteten Auseffekt. Während der Belichtung treten Belichtungsrhythmen auf.Die relativen Amplituden der einzelnen Spannungsschwankungen hängen von der Lage der differenten Elektrode ab.Bei jungen Tieren (3–9 Tage alt) treten neben den oben angeführten weitere Spannungsschwankungen auf, die beschrieben werden.Aus dem Ocellusnerven werden Impulse von Einzelfasern abgeleitet.Im Dunkeln ist eine stationäre Impulsfrequenz (etwa 40–70 Impulse/sec) vorhanden.Belichtung vermindert die Impulsfrequenz zunächst stark. Bei hinreichender Beleuchtungsstärke wird die Entladung vorübergehend vollkommen gehemmt (silent period). Nach einer Übergangszeit stellt sich eine neue, niedrigere stationäre Impulsfrequenz ein. Verdunklung wird mit einer Frequenzzunahme (Erregungsspitze) beantwortet. Hierauf geht die Frequenz langsam auf ein stationäres Niveau zurück, das höher liegt als das bei Belichtung. Die Übergangsfunktionen sind sowohl bei Belichtung als auch bei Verdunklung Exponentialfunktionen.Es werden zwei Impulstypen beschrieben, die sich in ihrem Erregungsverlauf quantitativ unterscheiden.Die Leistungsfähigkeit der Ocellen von Calliphora erythrocephala wird untersucht. Hierzu werden die Abhängigkeit des Elektroretinogramms und der Impulsfrequenz von der Reizdauer, der Reizintensität und von der Einwirkung von Flimmerlicht, Latenzzeiten und Adaptationsverlauf gemessen.Die Ocellen von Calliphora haben ein ebenso hohes zeitliches Auflösungsvermögen wie die Facettenaugen (Verschmelzungsfrequenz ungefähr 250 Lichtblitze/sec).Es werden 3 Möglichkeiten zur Charakterisierung der Verschmelzungsfrequenz aus der zeitlichen Verteilung der Nervenimpulse vorgeschlagen.Die Erregung im Ocellus steigt mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes.Während der phasische Anteil des Aus-Effektes im Ocellusnerven mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes ansteigt, ist die tonische Erregung gerade im Dunkeln am höchsten. Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, die Ocellen als Dunkelrezeptoren zu betrachten.Die Ocellen von Calliphora sind relativ schnell adaptierende Rezeptoren. Die Adaptation ist nach 30 sec nahezu beendet.Die Untersuchung des Adaptationsverlaufs am Ocellusnerven ergibt, daß die Empfindlichkeitsänderungen während der Hell und der Dunkeladaptation spiegelbildlich zu den Übergangsfunktionen verlaufen. Infolgedessen kann der Verlauf der Adaptation unmittelbar aus der Übergangsfunktion abgelesen werden.Die Impulsfrequenz nach einem Testreiz (Verdunklung) ist unabhängig vom Adaptationszustand.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München. Für die Anregung und die Förderung der Untersuchungen danke ich Herrn Prof. Dr. H. Autrum.     

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.     

Untersuchungen über die Polysaccharidverteilung im menschlichen Dentin,durchgeführt an Zahnschnitten

Zusammenfassung Untersuchungen über die Polysaccharidverteilung im Dentin menschlicher Zähne wurden an Zahnschnitten durchgeführt, die nach der Perjodsäure-Leukofuchsin-Technik, mit Toluidinblau und Azan und nach der Perjodsäure-Silber-Technik gefärbt worden waren.Die Perjodsäure-Leukofuchsin-Färbung ergibt in den äußeren Anteilen des Dentins eine ungleichmäßige Schiff-positive Reaktion, die durch stärker gefärbte Kugelbegrenzungslinien auffällt, während in den pulpanahen Anteilen des Dentins in einigen Fällen schwach positiv hervortretende Kugelformationen zu beobachten sind. Die Frage, ob es sich dabei um ein vermehrtes Auftreten von Polysacchariden oder um eine Depolymerisation der Polysaccharide handelt, wird auf Grund der Befunde bei den restlichen Färbungen entschieden. Die Toluidinblaufärbung zeigt ein Bild, das — analog der Perjodsäure-LeukofuchsinReaktion — metachromatisch hervortretende Kugelbegrenzungslinien in den äußeren Dentinanteilen und metachromatisch hervortretende Kugelformationen in den pulpanahen Dentinanteilen aufweist. Die Metachromasie zeigt also, daß es sich bei den Kugelbegrenzungslinien und den Kugelformationen um das vermehrte Auftreten von hochpolymeren Polysacchariden und damit um eine Anreicherung organischer Kittsubstanz in diesen Bezirken handelt, vorausgesetzt, daß die Polysaccharidkomponente in der Kittsubstanz überall einen annähernd gleich hohen Prozentsatz ausmacht. Diese Voraussetzung erweist sich nach der Färbung der Zahnschnitte mit der Perjodsäure-Silber-Technik als zu Recht bestehend. Der in diesem Falle ausschließlich physikalische Effekt dieser Färbung, der zu den Befunden der beiden anderen Färbungen im direkten Gegensatz steht (Kugelformationen in der Außenzone, kugelbegrenzende Linien in der Innenzone des Dentins), läßt Rückschlüsse auf die Dichte des untersuchten Gewebes zu und zeigt klar, daß das vermehrte Vorhandensein von Polysacchariden mit der Anreicherung von organischer Kittsubstanz parallel läuft.Ferner werden Befunde über die Polysaccharidverteilung im Dentin kariöser Zähne beschrieben. Die Perjodsäure-Leukofuchsin-Reaktion erweist sich im Bereich des Karieseinbruches als stark positiv. Die Färbung mit Toluidinblau ergibt, daß es sich bei den Schiff-positiven Gebieten um den Karieseinbruch herum nicht um ein vermehrtes Auftreten, sondern um eine Depolymerisation der Polysaccharide handelt. In bezug auf das Sekundärdentin wird eine mit Leukofuchsin stark färbbare Grenzezwischen Primär-und Sekundärdentin, das Vorhandensein von metachromatisch hervortretenden Kugelformationen im Sekundärdentin nach Färbung mit Toluidinblau und eine Rotfärbung des Sekundärdentins mit Azan beschrieben, die auf eine erhebliche Dichte der organischen Matrix des neu aufgelagerten Dentins schließen läßt.Der Verkalkungsmodus des Dentins wird mit der Art der Knochenverkalkung verglichen, wobei die Besonderheiten der Verkalkung des Dentins herausgestellt werden. Schließlich wird die Ansicht von der Ausbreitung der Karies entlang der Interglobularräume durch die angeführten Befunde gestützt.Inaugural-Dissertation der Medizinischen Fakultät der Freien Universität Berlin. Arbeit unter Leitung von Prof. Dr. W. Schwarz.     

Elektive Vitalfärbungen im Dienste der Anatomie und Physiologie der Exkretionsorgane von Wirbellosen (Cladoceren als Beispiel)

Zusammenfassung Es wird, eine übersichtliche Darstellung der Anatomie und Physiologie der Bxkretionsorgane von Kladozeren gegeben und an Hand von Beispielen werden die außerordentlichen Vorteile vitaler Elektivfärbungen besprochen.Im Anschluß an frühere Untersuchungen des Autors wird die funktionello Differenzierung der Nephridialschleifen eingehender behandelt. Neben prinzipiellen Untersuchungen zu Problemen der vitalen Elektivfärbung wird darauf hingewiesen, daß sich — unbekümmert um anatomische oder histologische Unterschiede — die Funktionsweise der Nephridien Wirbelloser durchaus gleichartig gestaltet: neben einer Phase der Exkretion, die in anatomisch distinktcn Abschnitten des Nephridiums erfolgt, haben wir eine Phase der Rückresorption, die ebenfalls auf anatomisch distinkte Abschnitte lokalisiert ist. Die funktionellen Verschiedenheiten der einzelnen Bezirke in den Nephridialschleifen sind jedoch histologisch und zytologisch nicht nachweisbar, sondern treten erst bei vitaler Elektivfärbung hervor. Es ist mit dieser Methode möglich, am lebenden Objekt Bau und Funktion der Exkretionsorgane Wirbelloser mit einer befriedigenden Sicherheit und Anschaulichkeit zu studieren.Die vorliegende, als Sammelreferat gedachte Zusammenfassung der Gesichtspunkte und Ergebnisse der Analyse von Nephridien Wirbelloser stützt sich in erster Linie auf Beobachtungen des Autors, wobei erstmalig auch neue, bisher nicht veröffentlichte Beobachtungen verwertet sind. Ebenso sind die Mikrophotographien neu hergestellt worden. Wiederholte Ansätze zur Klärung der Anatomie und Physiologie der Exkretionsorgane von Kladozeren scheinen bei diesen Objekten zu einem befriedigenden Abschluß gebracht, wenigstens insofern, als Vitalfärbungen angewendet werden können.     

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.     

Differenzierungsfähigkeit der Urnierenanlage von Triton alpestris

Zusammenfassung Zur Prüfung der Differenzierungsfähigkeit der Urnierenanlage wurde das kaudale nephrogene Gewebe der Neurula und des Schwanzknospenstadiums einer Larve vonTriton alpestris in das Vornierengebiet und die Augenhöhle einer zweiten Larve vom Stadium der Schwanzknospe verpflanzt.Aus den Experimenten ergibt sich folgendes: Die Urnierenanlage der Neurula bildet im Vornierengebiet Vorniere. Das gleiche Zellmaterial vermag sich in der Augenhöhle zu atypischen gewundenen Harnkanälchen zu entwickeln.Aus der Urnierenanlage des Schwanzknospenstadiums entsteht am Orte der Vorniere typisches Urnierengewebe.Die ältere Anlage bildet in indifferenter Umgebung ebenfalls ein recht typisches Urnierengewebe.Aus diesen Ergebnissen folgt: Im Vornierengebiet des Schwanzknospenstadiums vonTriton alpestris besteht ein Einfluß, der nephrogenes Gewebe kaudaler Gebiete der Neurula zur Vornierenbildung veranlaßt.Die Urnierenanlage durchläuft bei ihrer Entwicklung mindestens zwei Determinationsstufen. Die erste Stufe stellt die Anlage der Neurula, die zweite die des Schwanzknospenstadiums dar.Das Material der jüngeren Determinationsstufe ist zur Bildung von gewundenen Harnkanälchen bestimmt, nicht dagegen zur Bildung von typischem Urnierengewebe.Das Material der älteren Determinationsstufe besitzt die Fähigkeit zur Urnierenbildung.Die lange erhaltene Indifferenz zwischen kranialer und kaudaler Nierenanlage scheint auf besondere Beziehungen zwischen den Vor- und Urniere bildenden Abschnitten der Gesamtnierenanlage hinzuweisen.     

Gegenseitige Beeinflussung der Samenleistung von benachbartem diploiden und tetraploiden Rotklee

Zusammenfassung In einer Reihe von Versuchen wurde der gegenseitige Einfluß von diploidem und tetraploidem Rotklee auf die Höhe des Samenertrages ermittelt. Bereits ein geringer Anteil diploider Teilstücke bzw. Pflanzen senkt den Samenertrag der Tetraploiden. Mit zunehmenden Anteilen Diploider nimmt der Samenertrag der Tetraploiden weiter ständig ab. Hingegen wird der Samenertrag der Diploiden durch zunehmende Anteile Tetraploider nicht beeinflußt. Nur bei einer extremen Überzahl der Tetraploiden können die Diploiden mit Ertragsdepressionen reagieren. Die negative Wirkung diploiden Rotklees auf den Samenertrag des tetraploiden hält mindestens bis zu einer Entfernung von 8 m an.Als Ursache der Fertilitätsstörungen ist das Prävalieren des haploiden Pollens anzusehen. Es kommt zur Bildung triploider Embryonen, die in einem frühen Entwicklungsstadium abortieren.Auf Grund dieser Verhältnisse gestatten in tetraploiden Zuchtgärten eingestreute diploide Standards keine sicheren Rückschlüsse auf die im Reinanbau mögliche Samenleistung der Tetrastämme. Ebenso führen gemeinsame Wertprüfungen von di- und tetraploidem Rotklee zum Minderertrag und damit zu einer Fehlbeurteilung der Tetrastämme. Die Prüfung der Samenleistung tetraploiden Rotklees muß getrennt von diploidem Rotklee durchgeführt werden.Mit 3 Abbildungen     

Chondriosomen-, Sphärosomen- und Proplastidenzahlen in Beziehung zu den Differenzierungsvorgängen bei der Antherenentwicklung

Zusammenfassung In Zusammenhang mit der Entwicklungsgeschichte werden die morphologischen und zahlenmäßigen Veränderungen der Chondriosomen, Sphärosomen und Proplastiden in Archespor-, Pollenmutter- und Tapetumzellen anhand von 7 aufeinanderfolgenden Stadien untersucht. Dabei ergibt sich: Nach Zellteilungen tritt eine Vermehrung von Zellorganellen bis zur Partikelzahl der Mutterzelle auf. Darüber hinaus finden sich erhöhte Organellzahlen (im Gegensatz zu den Tapetumzellen) in den Pollenmutterzellen vor der Meiosis und der Tetradenbildung sowie in den Pollenkörnern nach der 1. Pollenkornmitose. Die Teilung der beiden Organellarten muß nicht gleichzeitig erfolgen, wie aus ihrem Verhalten vor oder während der Furchung zu schließen ist. — Es wird angenommen, daß während der Meiosis keine Organellvermehrung stattfindet. — Die 1. Pollenkornmitose ist nur in bezug auf die Zahl der Plasmapartikel pro Zelle inäqual; die Verteilung letzterer pro Plasmaeinheit wird durch die Cytokinese nicht geändert, und auch das Verhältnis Proplastiden: Chondriosomen und Sphärosomen innerhalb der generativen Zelle entspricht dem in der vegetativen Zelle sowie dem in den Ausgangszellen (sekundäre Archesporzellen). — Der RNS-Gehalt der Tapetumzellen, der anfangs geringer als der der Pollenmutterzellen war, wird zunächst bis zur Ausbildung der vier Gonen erhöht und sinkt dann (z. Z. des Pollenkornwachstums) ab. Der RNS-Gehalt der Pollenmutterzellen steigt kontinuierlich an, der der generativen Zelle ist zunächst niedriger als in der vegetativen Zelle, wird jedoch später erhöht. — Die Kern-Plasma-Mitochondrien-Relation von R. und H.Lettre wird auf die quantitativen Untersuchungen anzuwenden versucht. Dabei werden die zeitliche Aufeinanderfolge der Partikelteilung und des Plasmawachstums und die Relation zwischen Chromatingehalt und Organellzahl berücksichtigt. Die Bedeutung der inäqualen Teilung für die Plasmonumkombination nachMichaelis wird diskutiert.Mit 2 Textabbildungen     

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.     

Das Verhalten der Deckzellen des Meerschweinchennetzes unter dem Einfluss verschiedener Reizmittel

Zusammenfassung Es wird der Einfluß verschiedener Reize auf den Zellverband der Deckzellen des Meerschweinchennetzes unter möglichst physiologischen Bedingungen untersucht.Das Netz reagiert in Form einer Spannungserhöhung oder einer Erschlaffung des ganzen Zellverbandes, formhaft sichtbar durch Enger- und Weiterstellung der Netzmaschen.Adrenalin, Ergotamin und andere Reizmittel bewirken eine Spannungserhöhung durch Kontraktion der Fibrocyten, die im Extremfall die Netzlöcher fast völlig verschließt und im Plasma der Fibrocyten eine feine Querstreifung entstehen läßt.Atropin und Acetylcholin bewirken im Endeffekt eine Erschlaffung des Netzes unter Weiterstellung der Maschen. Dabei fließen kleinere Maschen zu größeren zusammen und das Plasma der Deckzellen verschmälert sich auffallend zu einer den Faserbündeln des Netzes dicht anliegenden Hülle.Es wird der Nachweis geführt, daß die Reaktionen ohne Schädigung des Gewebes verlaufen, sie sind reversibel, am überlebenden Netz beobachtet und am fixierten Präparat soweit morphologisch möglich, analysiert.Die erwähnten Reaktionen sind an das Plasma der Deckzellen gebunden und beruhen nicht auf einer Veränderung des Faserskeletes. Dieses spielt nur eine passive Rolle.Am Mesenterium des Meerschweinchens läßt sich ebenfalls eine kontrahierende Wirkung des Adrenalins nachweisen, die aber hier an den Plattenepithelien auch bei starker Reaktion ohne Querstreifungsbild verläuft, allenfalls nur eine Granulierung im Plasma entstehen läßt.     

Trasformazioni strutturali della cavicchia ossea del corno dello stambecco (Capra ibex) in rapporto al sesso ed all'età

Zusammenfassung Die Wachstums- und Umbauvorgänge am Knochen des Hornfortsatzes vom männlichen und weiblichen Steinbock (Capra ibex) wurden histologisch untersucht.Der Hornfortsatz des Männchens erreicht eine weit erheblichere Größe als der des weiblichen Tieres. Bei dem Bock beginnt das Wachstum des Fortsatzes früher, ist quantitativ intensiver und dauert während des ganzen Lebens fort, während es beim Weibchen im vierten Lebensjahr aufhört.Die Zunahme an Dicke und Länge erfolgt durch die appositionelle Tätigkeit des Periostes. Das Dickenwachstum vollzieht sich ebenso wie bei der periostalen Ossifikation der Röhrenknochen. Jedoch ist die Knochensubstanz, die sich in den verschiedenen Altersstufen bildet, verschieden. Bei jungen Tieren lagern sich Bälkchen von geflechtartigem und parallelfaserigem Knochen ab, beim erwachsenen Steinbock kompakte Schichten von parallelfaserigem Knochen. Der primäre Periostalknochen wird später zu einer kompakten Schicht von sekundärem Osteonknochen umgebaut. Der Umbau schreitet von den tiefen, der Höhlung zugewandten Teilen zur Oberfläche hin fort. Der Ersatz beginnt in den proximalen Abschnitten des Hornfortsatzes und setzt sich distalwärts fort. Der Hornfortsatz nimmt schließlich die Struktur der Substantia compacta eines Röhrenknochens an, obgleich er, im Gegensatz zu den Röhrenknochen, keinerlei Muskeleinwirkung ausgesetzt ist. Das Längenwachstum beruht auf der fortschreitenden Ablagerung von neuem, primärem Bälkchenmaterial in der Spitzengegend. Dieses Gewebe erfährt später das gleiche Schicksal wie jenes, das sich früher in den proximalen Teilen gebildet hatte.Die Wachstums- und Umbauvorgänge der Knochensubstanz sind bei beiden Geschlechtern gleichartig. Die verschiedene Größe des Hornfortsatzes von Männchen und Weibchen beruht auf quantitativen, nicht auf qualitativen Unterschieden der Knochenbildung. Innere Umbauprozesse dagegen spielen sich bei beiden Geschlechtern während des ganzen Lebens lebhaft ab. Beim Weibchen erfolgt der Ersatz des primären Periostalknochens durch sekundären Osteonknochen im Zusammenhang mit dem begrenzten appositionellen Wachstum schneller und ausgedehnter.Vergleicht man gleichaltrige Tiere, so stellt man beim Weibchen einen stärkeren Umbau des Sekundärmaterials fest; auch ist dessen Struktur komplexer. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, daß sich die Umbauvorgänge an einem Material abspielen, das längere Zeit in situ bleibt.Unter den Faktoren, die zu einem erhöhten Umbau der Knochensubstanz, einem gewissen Überwiegen von interstitiellen Abbauerscheinungen und einer größeren strukturellen Heterogenität im Hornfortsatze des Weibchens führen, werden außer der Begrenzung des appositionellen Wachstums auch die geringere funktionelle Aktivität und das Vorkommen von Trächtigkeits- und Säugeperioden in Betracht gezogen.Außerdem wird durch die vorliegenden Untersuchungen bestätigt, was schon für anderes Material angenommen wurde, daß nämlich die aktuellen mechanischen Momente in den Umbauprozessen der osteonischen Strukturen nicht die wichtigste Rolle spielen.

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Parco Nazionale del Gran Paradiso: contributo scientifico N° 22.     

Dimensioni e numero dei neuroni in relazione alla mole somatica

Zusammenfassung In vorliegenden Untersuchungen wurden Vergleiche der Struktur des Nervengewebes hinsichtlich der Größe, der Anzahl und der Form der Neuronen zwei nahe verwandter Nagerarten der Familie der Subungulata (Hydrochoerus capybara und Cavia cobaya) durchgeführt. Diese Arten sind von sehr verschiedener Körpergröße (Verhältnis zwischen den Gewichten 106,61).Das Verhältnis der Mittelwerte der Volumina der Zellen des 7. zervikalen Spinalganglions von H. capybara und des 5. von Cavia beträgt 8,201. Das Verhältnis der Zahl der Zellen des 5. zervikalen Spinalganglions bei den beiden Arten beträgt 3,341. Da das Verhältnis der Oberfläche des Körpers bei den beiden Arten 27,41 beträgt, besteht augenscheinlich ein Mißverhältnis zwischen dem mäßigen Überwiegen der Zahl der Neuronen bei der größeren Art und der enormen Zunahme der Oberfläche des Körpers. Mit anderen Worten wäre die Gesamtmasse der sensiblen Neurone bei unveränderter Größe der einzelnen Neuronen ungenügend zur Innervation einer so ausgedehnten Fläche. Doch wird die ungenügende Zahl der Neuronen durch eine Zunahme der Größe der einzelnen Neuronen ausgeglichen.Die Bedingungen, welche in den einzelnen Fällen die Anzahl und die Größe der Neuronen im Verhältnis zur Körpergröße bei den verschiedenen Tieren, während der Entwicklung des Keimes und während des postnatalen Wachstums bestimmen, werden diskutiert.Die motorischen Vorderhornzellen des Rückenmarkes und die Pyramidenzellen der Hirnrinde beider Arten wurden an Chromsilberpräparaten untersucht. Aus dem Vergleich zwischen gut gelungenen Präparaten des Rückenmarkes und der Hirnrinde beider Arten ergibt sich, daß sehr große Unterschiede besonders hinsichtlich der Dicke, der Länge und der Anzahl der Dendriten bestehen. Bei H. capybara sind die Dendriten dicker, länger, zahlreicher als bei Cavia; auch sind die Dendriten reichlicher verzweigt. Dagegen sind die Größenunterschiede zwischen den Pyrenophoren der zentralen Neuronen bei den beiden Arten nicht so groß wie die zwischen Spinalganglienzellen.     

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.     

Nachweis der Chemilumineszenz spontaner und strahleninduzierter Peroxiradikale

Zusammenfassung Die Autoxydation einiger organischer Verbindungen wird von einer schwachen Chemilumineszenz begleitet, deren Intensität bei Zimmertemperatur in der Grö-ßenordnung von 10³ Photonen/cm³ s liegt. Diese kleinen Lichtmengen werden mit einer Apparatur zur ichtquantenzählung gemessen. Der Einfluß von Licht und ionisierender Strahlung sowie verschiedenen Chemikalien auf die autokatalytische Kettenreaktion bei der Oxydation von Estern ungesättigter Fettsäuren und damit auf den zeitlichen Verlauf der Lumineszenz läßt einige kinetische Aussagen über die untersuchten Systeme zu. Aus der Temperaturabhängigkeit der Lichtemission lassen sich Aktivierungsenergien berechnen, aus dem Spektrum können Angaben über Reaktionsenthalpien gewonnen werden. Die Versuchsergebnisse stützen die Hypothese strahleninduzierter freier Radikale und gleichzeitig die Gültigkeit des klassischen Mechanismus der Kettenreaktion im untersuchten Dosisleistungsbereich. Auf Möglichkeiten des neuen Meßverfahrens bei der Behandlung von Problemen in der Strahlenbiologie wird hingewiesen.     

Untersuchungen über den Einfluß der Außenfaktoren auf die Bildung der Oogonien bei Saprolegnia ferax (Gruith.) Thuret

Zusammenfassung Untersuchungen bei Agarkulturen der parthenogenetischen Art Saprolegnia ferax (Gruith.) Thuret brachten folgende Ergebnisse:Das Temperaturoptimum für die Oogonienbildung liegt etwa zwischen 20 und 25°C. Bei mehr als 27°C treten nur noch Gemmen auf.Die nur während einer bestimmten Reifephase des Mycels mögliche Bildung von Oogonieninitialen wird vom Tageslicht oder Fluorescenz-lampenlicht (Osram HNT, HNW) einer Intensität von mehr als 100 lux für die Dauer der Einstrahlung vollständig unterdrückt. Die weitere Ausdifferenzierung bereits im Dunkeln induzierter Oogonieninitialen zu Oogonien mit reifen Oosporen wird vom Licht nicht beeinflußt.Der blaue und grüne Spektralbereich unterdrückt die Bildung der Oogonieninitialen vollständig, und der rote Spektralbereich hemmt sie auch noch teilweise.Aneurin, Biotin, Nicotinsäureamid, pantothensaures Calcium und Meso-Inosit haben keinerlei sichtbaren Einfluß auf Mycelwachstum und Oogonienbildung. Zugabe von Hefeautolysat zum Nährboden hingegen vermag eine äußerst starke Oogonienbildung im Dauerdunkel auszulösen.Oogonien treten nur imph-Bereich von 5,2 bis 7,2 auf; optimal ist einph-Wert von 5,8–6,9, der mit Hilfe von Phosphat-oder Citratpuffer-gemischen im Agar eingestellt werden kann.Von 8 untersuchten Kohlenhydraten verwertet das Mycel nur die 3 epimeren Monosaccharide d-Glucose, d-Fructose und d-Mannose, sowie das Disaccharid Maltose.     

Über die leukozytären Elemente in der Schleimhaut des Verdauungstraktes bei Salamandrinen

Zusammenfassung Im Verdauungstrakt von Triton taeniatus, Triton cristatus und Salamandra maculosa wurden folgende Arten von Wanderzellen gefunden und beschrieben: Kleine und große Lymphozyten, Polymorphkernige, Eosinophile, Pigmentzellen, Schollenleukozyten und Mastzellen. Morphologisch weisen diese Zellformen gegenüber denen anderer Wirbeltiere keine Besonderheiten auf.Die Häufigkeit der einzelnen leukozytären Zellelemente in den verschiedenen Darmabschnitten wurde zahlenmäßig erfaßt und in einer Tabelle zusammengestellt. Leber und Pankreas wurden in die Untersuchungen miteinbezogen. Die Zahl der Lymphozyten war fast immer bedeutend größer als die der anderen leukozytären Elemente.Bei Wassertieren fand sich im Bereiche des Mitteldarms eine etwas geringere Zahl von Wanderelementen als bei Landtieren. Oesophagus und Magen waren dagegen (wegen der Infektion mit Nematodenlarven) stärker infiltriert. Etwas auffälliger war die geringere Zahl der Wanderzellen bei Hungertieren. Jedoch waren auch hier die Unterschiede zum gut ernährten Landtier nicht allzu groß.Ganz anders lagen die Verhältnisse bei entzündlichen Prozessen. Solche waren bei meinem Material vielfach durch Nematodenlarven hervorgerufen. In ihrer Umgebung traten sowohl kleine Lymphozyten als auch Polymorphkernige und Eosinophile dicht gedrängt auf, so daß diesen drei Zellelementen als Hauptfunktion die des Schutzes zugesprochen werden mußte. Auch die Auswanderung kleiner Lymphozyten und Polymorphkerniger — Eosinophile wurden nur selten beim Austritt aus dem Epithel angetroffen — ist im Sinne der Schutzfunktion zu deuten.Aus der Verteilung der Lymphozyten in den einzelnen Schichten der Darmwand bei Hunger und nach Fütterung zog ich den Schluß, daß die kleinen Lymphozyten am Transport der Nahrungsstoffe beteiligt sein dürften. Dagegen mußte ich eine Teilnahme der Eosinophilen an den Resorptionsprozessen als unwahrscheinlich bezeichnen. Ihre sehr kleine Zahl im normalen Darm, die kaum Schwankungen bei gefütterten oder hungernden Tieren aufweist, spricht dagegen.Die Schollenleukozyten sind besondere Differenzierungen kleiner Lymphozyten und eosinophiler Zellen. Sie sind Untergangsformen, die sich nur im Epithel finden.Pigmentzellen sind durchaus nicht selten. Sie zeigen fast dieselbe Verteilung wie die Eosinophilen. Neben ihrer bekannten Funktion beim Abbau untergehender Erythrozyten konnte ich ihre Schutzfunktion wahrscheinlich machen, wo sie an entzündeten Stellen in großen Mengen aus dem Epithel ins Lumen wandern.Mastzellen finden sich fast nur im Oesophagus und Magen. Im Darm sind sie sehr selten. Weder Hunger noch Infektion haben großen Einfluß auf ihre Zahl. Sie finden sich nicht im Epithel, stellen also eine reine Bindegewebsform dar, deren Funktion keine besondere Beziehung zum Verdauungstrakt hat.Eine Reihe von Larven und Jungtierserien zeigte, daß sich Wanderzellen erst nach und nach in der Schleimhaut des Verdauungstraktes anreichern. Und zwar fanden sich zuerst fast nur kleine und verhältnismäßig viel große Lymphozyten, ziemlich früh auch Pigmentzellen. Die Polymorphkernigen und die anderen granulierten Elemente traten viel später auf.Zusammenfassend bin ich zu der Ansicht gelangt, daß die Wander-elemente in der Darmschleimhaut keine besondere Aufgabe bei den Verdauungsvorgängen erfüllen, abgesehen von der Funktion der kleinen Lymphozyten beim Transport. Lymphozyten und Leukozyten treten nur deshalb so konstant und reichlich in der Tunica propria und im Epithel des Verdauungstraktes auf, weil der Körper hier ziemlich ungeschützt an das Darmlumen, das ist ein Stück Außenwelt, grenzt. Deshalb bedarf er hier besonderer Schutzelemente.Dissertation der Philosophischen Fakultät der Universität Greifswald.     

Gesetzmässiges Flugverhalten der Männchen von Psithyrus silvestris Lep. und einiger solitärer Apiden

Zusammenfassung Die Männchen von Psithyrus silvestris fliegen — ähnlich wie die Hummelmännchen — eine Reihe von arttypischen und duftmarkierten Geländepunkten zu einer geschlossenen Bahn ab. Die einzelnen Punkte der Bahn stellen nicht Anflugpunkte wie bei den Hummeln dar, sondern sind größere Anflugflächen oder Anflugfelder. Der in fast gleichen Abständen wiederholte Flug auf dieser Bahn geschieht immer im gleichen Flugsinn und muß als die Hauptbeschäftigung der Männchen während der ganzen Flugperiode angesehen werden. Mehrere Bahnen zusammen bilden ein Bahnennetz, das meist an einer Stelle ein allen gemeinsames Anflugfeld hat (Sonnenplätzchen). Der biologische Sinn dieses eigenartigen Flugverhaltens ist in der Ermöglichung einer schnellen und artgemäßen Kopulation mit einer in das Bahnennetz einfliegenden Königin zu sehen. Ein ähnliches Flugverhalten wurde gleichfalls bei einer Anzahl solitärer Apidenmännchen entdeckt, wodurch die Erforschung der biologischen Gesetzmäßigkeiten des Apidenfluges eine unerwartete Erweiterung erfährt und zu weiteren Untersuchungen des Flugverhaltens Anlaß gibt.     

Die Temperaturregulierung im Bienenvolk

Zusammenfassung Die zu einem Volk gehörenden Bienen bringen in ihrer Gesamtheit eine Reihe von Leistungen auf, durch welche das Volk den Wert einer in sich geschlossenen Einheit dokumentiert. Auf diese Einheit — als Organismus höherer Ordnungsstufe bezogen — stellen diese Gesamtheitsleistungen Regulationen dar, welche den vegetativen Funktionen höherer Organismen an die Seite zu stellen, sind. Hierzu gehört u. a. der geordnete Wärmehaushalt des Bienenvolkes. Nach dieser Richtung haben wir Untersuchungen ausgeführt, im Sinne vergleichend physiologischer Studien, Es geschah dies unter Anwendung von Thermoelementen, welche in großer Zahl in den Mittelwänden der Waben im Stock verteilt worden waren. Die Temperaturmessungen erfolgten zum Teil mittels der Kompensationsmethode, zum Teil durch photographische Registrierung der Galvanometersausschläge. In bezug auf den brutfreien Zustand des Bienenvolkes kamen wir zu folgenden Ergebnissen: Es besteht ein eng begrenzter Wärmemittelpunkt, von welchem aus schon innerhalb des Volkes die Temperatur nach allen Richtungen — besonders steil nach oben — abfällt. Im Bereiche, wo die Bienen sitzen, besteht eine der physikalischen Temperaturschichtung entgegengesetzte Temperaturordnung (Inversion).Die tiefen Temperaturen dicht oberhalb des Wärmezentrums weisen auf eine Stromrichtung der Atmungsluft hin, die von oben nach unten geht. Die Bedeutung der Luftbahn für die Wärmeökonomie und die Kondensation des Verbrennungswassers wird erörtert. Die tiefste Temperaturlage, in welcher inverse Temperaturschichtung noch beobachtet wird, liegt, zwischen 7 und 8°. Es, wird der Schluß gezogen, daß das in Wärmeschutzstellung befindliche Volk durch Temperaturgürtel von unterhalb 7–8° eingegrenzt wird. Damit steht die Erscheinung im Einklang, daß die reinigungsbedürftigen Bienen zu fliegen beginnen, wenn jene Temperaturgrenze von der Außentemperatur über schritten wird.Die höchste Wintertemperatur im Wärmemittelpunkt des ungestörten Volkes wurde im Zusammenhang mit sehr niedriger Außentemperatur gefunden. Der Temperaturunterschied gegen außen betrug dabei 43°. Die Temperatur im Warmemittelpunkt bewegt sich in der Regel von etwas über 20 bis etwas über 30°. Ihr tiefster Stand des Winters betrug 18°.Der zeitliche Temperaturverlauf des Wärmemittelpunktes und seiner nahen Umgebung zeigt bei Außentemperatur von nur wenig über 0° Neigung zu einer typischen etwa 7° umfassenden Tagesschwankung. Die äußeren Schichten der Bienentraube machen diese innerlichen Temperaturbewegungen nicht mit, ebensowenig aber auch die Fluktuationen der Außentemperatur, soweit sich diese unterhalb 7–8° befindet. Die Temperaturregulierung ist demnach unter winterlichen Verhältnissen darauf gerichtet, die Randbienen der variablen Abkühlung entgegen konstant über der Schädlichkeitsschwelle zu halten.Für das brütende Volk wird folgendes festgestellt: Wo Brut liegt, herrschen Temperaturen zwischen 35° und 36°. Für einzelne Punkte bleiben die Tagesschwankungen oft unterhalb der Grenzen von 0,2–0,4 °. Hier erstrebt die Regulierung die Konstanz auf dem Niveau eines Optimum für die Brutentwicklung. Bei Überhitzungsgefahr kann das Brutgebiet künstlich kühl gehalten werden, wobei unter besonderen Verhältnissen nur das Mittel der Wasserverdampfung wirksam sein kann. Während der Fütterungsperiode werden die mit eingetragenem Futter belegten Wabengebiete kräftig erwärmt, offenbar zum Zwecke eines raschen Eindampfens des überschüssigen Wassers und zur Beschleunigung der fermentativen Verarbeitung des Zuckers.     

Über die Wirkung von Digitalis und anderen Glykosiden auf die Keimung und das Wachstum von Pflanzen

Zusammenfassung Entgegen der Behauptung vonFahrenkamp ergibt eine fehlerstatistisch gesicherte Untersuchung bei keiner Konzentration herzwirksamer Glykoside eine Förderung der Samenquellung, der Keimung, der Katalaseaktivität, des Keimwurzelwachstums und des Ernteertrags von Kulturpflanzen. Das gilt sowohl für die nachFahrenkamp in den Handel gebrachten Viviflor-Präparate, wie fürDigitalis-, Adonis-, Scilla- undConvallaria-Tinkturen,Digitalis-Preßsaft und wäßrige Lösungen von Digitalin und Digitonin. Die bei höheren Konzentrationen auftretenden Hemmungswirkungen gehen auf den Alkoholgehalt der Viviflorpräparate und Tinkturen zurück. Diese Schädigung nimmt mit steigender Temperatur ab; sie beruht nicht auf einer entquellenden Wirkung und auch nicht auf einer Hemmung der Katalaseaktivität, da diese Erscheinungen erst bei viel höheren Konzentrationen auftreten als die Wachstumsschädigungen. Die Schädigung durch wäßrige Digitoninlösung höherer Konzentration nimmt entgegengesetzt der Alkoholschädigung mit steigender Temperatur zu. Auch diese Wirkung geht nicht über die Quellung oder Katalaseaktivität. Abschließend ergibt sich, daß keinerlei Aussicht besteht, auf dem vonFahrenkamp vorgeschlagenen Weg einer Glykosidbehandlung eine Erntesteigerung zu erzielen.Mit 9 Abbildungen.Auszug aus meiner Dissertation: Kritische Untersuchungen über die vonFahrenkamp angegebene Methode einer Wachstumsbeschleunigung und Ernteerhöhung durchDigitalis und verwandte Glykoside, Darmstadt 1945. Den Herrn Professoren Dr.O. Stocker und Dr.L. Schmitt, welche die Arbeit angeregt und in ihren Instituten Betreut haben, bin ich zu großem Dank verpflichtet.     

Physiologischer Zustand und Wachstumsintensität bei Chlorella

Zusammenfassung Es wird zu der Frage Stellung genommen, ob die Ablagerung größerer Fettmengen in Algenzellen als Degenerationsvorgang aufzufassen ist.An Hand einer Reihe von Versuchen wird gezeigt, daß bei Chlorella auch stark verfettetes, in Teilungsruhe befindliches Material bei neuerlichem Überimpfen kein schlechteres, oft sogar besseres Wachstum ergibt als junges mit lebhafter Zellteilung.Gestützt auf die mitgeteilten Versuche und auf Erfahrungen anderer Autoren wird die Verfettung der Chlorellazelle innerhalb weiter Grenzen als reine Reservestoffspeicherung angesprochen, welche die physiologische Leistungsfähigkeit nicht beeinträchtigt und keinesfalls als Degeneration gewertet werden kann.Es wird versucht, das Verhalten von Chlorella und von anderen Formen, welche ein Absinken der Vermehrungsfähigkeit verfetteter Zellen zeigen, von gemeinsamem Gesichtspunkte aus zu verstehen.