The biology of the cutworm Tryphaena pronuba L. (Lepidoptera: Noctuidae)

Summary Adults of the cutworm Tryphaena pronuba L. fly between June and October and lay about 1,400 eggs. There are seven larval instars, followed by a pre-pupal (diapause) stage in January and pupation in May. The effects of different temperatures on the rate of egg, larval and pupal development are described and discussed.

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Zusammenfassung Die Imagines des Hausmütterchens, Tryphaena pronuba L., fliegen zwischen Juni und Oktober und legen etwa 1400 Eier ab. Auf sieben Larvenstadien folgt ein Präpuppenstadium, das von Anfang Januar bis Mitte Mai diapausiert. Systematische Versuche über den Einfluß der Temperatur auf die Entwicklungsrate von Eiern, Larven und Puppen zeigen, daß die optimale Entwicklungstemperatur für die Eier (90–100% Schlupf) bei etwa 25° liegt. Da sich jedoch die Jungraupen bei dieser Temperatur ebensowenig wie bei 10° normal weiterentweckeln können, ist als optimale Temperatur für Embryonal-und Larvenentwicklung 15–20° zu betrachten. Bei Wechseltemperaturen (zwischen verschiedenen 10°-Intervallen) stimmten Schlupfprozente und Entwicklungszeiten ziemlich genau mit den Werten überein, welche sich bei konstanten Temperaturen in Höhe der Mittelwerte ergeben hatten; nur bei 10° war der Schlupf gegenüber 5-und 15°-Wechsel stärker gehemmt und die Entwicklungszeit verdoppelt. Tiefere, Temperaturen (0,8–5°) erniedrigten-auch im Freiland-schon bei kurzer Einwirkungszeit die Schlupfprozente, obwohl sich die überlebenden bei 25° normal weiterentwickelten. Die Larvalentwicklung dauerte bei 10, 15, 20 und 25° neun, acht, drei bzw. zwei Monate bei einer Entwicklungsrate von 10, 40, 50 bzw. 7%. Das Präpuppenstadium dauerte bei 25° weniger als eine Woche, bei 10° über einen Monat.

     

Susceptibility of Sitophilus granarius and S. Oryzae (Coleoptera: Curculionidae) to high temperature after exposure to supra-optimal temperature

S. granarius and S. oryzae were exposed to 32° and 35° for 2, 7 and 14 days and 1, 2 and 7 days, respectively, and mortality tested at 40°. Under these conditions maximum acclimation of S. granarius was achieved after 14 days at 32° and 2 days at 35°, while S. oryzae maximum acclimation occurred after 2 days at 32° and 1 day at 35°. Longer exposure at 32° for S. oryzae and for both species at 35°, appeared to reverse the process. Rearing S. granarius for three and five generations at 30°, raised its tolerance to the test temperature. Rearing S. oryzae for three generations at 30° did not have any significant effect on that species.

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Zusammenfassung Imagines von S. granarius und S. oryzae wurden physiologisch bei 32° und 35° für 2, 7 und 14 Tage, oder für 1, 2 und 7 Tage akklimatisiert und ihre Sterblichkeit bei 40° geprüft. Unter diesen Bedingungen wurde die maximale Akklimatisierung bei S. granarius nach 14 Tagen bei 32° und nach 2 Tagen bei 35° erreicht, während bei S. oryzae die maximale Akklimatisierung nach 2 Tagen bei 32° und 1 Tag bei 35° erreicht wurde. Längere Akklimatisierungs-Perioden bei 32° für S. oryzae und für beide Arten bei 35° schienen den Prozess umzukehren. Die Züchtung von S. granarius für drei und fünf Generationen, und von S. oryzae für drei Generationen bei 30° vergrösserte die Toleranz von S. granarius gegen die experimentelle Temperatur, hatte aber keinen bedeutsamen Effekt bei S. oryzae.Die Daten beweisen die Fähigkeit von S. granarius und S. oryzae, sich an höhere Temperaturen zu akklimatisieren, wobei der Grad der vergrösserten Toleranz bei den zwei Arten verschieden war. Es zeigte sich auch, dass in diesen zwei Arten der physiologische Akklimatisierungsprozess bei stufenweisem Wechsel zu einer höheren Temperatur effektiver war als der Prozess der Akklimatisierung bei Dauerzucht in einer erhöhten Temperatur. Die gegenwärtigen Daten beziehen sich nur auf die veränderte Empfindlichkeit hinsichtlich der Mortalität bei den akklimatisierten Insekten in hoher Temperatur.

     

Ricerche sulle cause che determinano la ciclopia degli anfibi

Zusammenfassung Durch die Wirkung von Na₂SO₄, NaCl, MgCl₂, Na-Tartrat, Äthylalkohol, Na-Monojodacetat (nur auf Axolotl) und Floridzin auf Embryonen vonRana esculenta undAmblystoma tigrinum, wurden Mißbildungen der cyclopischen Reihe erzeugt (Embryonen mit konvergierenden Nasenlöchern, mit unpaarer Nasenhöhle, mit Augenkonvergenz, mit Cyclopie und mit Anophthalmus), welche mit den durch Behandlung mit LiCl erzeugten Mißbildungen vergleichbar sind.Ohne entsprechende Wirkung blieben: dl Glycerinaldehyd (sowohl in alter als auch in neuhergestellter Lösung), NaF, NH₄F, Na-Monojodacetat (beim Frosch), Na-Citrat und KCN.Jener Abschnitt des Kohlehydratenstoffwechsels, der von NaF, Na-Monojodacetat und dl Glycerinaldehyd verhindert wird, ist deshalb nicht verantwortlich für die normale Bildung des Kopfes. Dabei ist zu bemerken daß die alten Lösungen von dl Glycerinaldehyd den besonderen Kohlehydratenstoffwechsel verhindern, dervon Needham und seinen Mit-arbeitern für den Embryo beschrieben wurde.Die geringe Fähigkeit des Floridzins, Mißbildungen der cyclopischen Reihe, zu erzeugen, führt ebenfalls zu dem Schluß, daß bei der Bestimmung der Cyclopie eine vom LiCl erzeugte Inhibition des Kohlehydratenstoffwechsels keine Rolle spielt.Die Wirkungsintensität der als Chloride gebrauchten Kationen stimmt vollständig mit der ReiheHofmeisters überein; dieselbe Übereinstimmung beobachtet man für die als Na-Salze gebrauchten Anionen. Man kann deshalb den Schluß ziehen, daß die erste Ursache der LiCl-Wirkung bei der Cyclopieerzeugung ein Niederschlag der Kolloiden ist, der die Zellen weniger beweglich macht, so daß Störungen bei der Unteranlagerung eintreten.Das Floridzin bestimmt eine Inhibition während der Entwicklung der Linse.     

Chemische und mikroskopische Untersuchungen über die Ursache des Kotyledonenbruches bei Samen vonPhaseolus vulgaris L.

Zusammenfassung Ausgehend von den Befunden früherer Versuche, nach denen bei Bohnenkotyledonen ein Zusammenhang zwischen geringer Quellungsgeschwindigkeit ihres Zellinhaltes und BruchhÄufigkeit besteht, wurden die Ursachen dieser verlangsamten Wasseraufnahme brechender Kotyledonen untersucht und auf deren Bedeutung bei der Entstehung der zum Kotyledonenbruch führenden Spannungen geschlossen.In den brechenden Kotyledonen treten grö\ere Lipidmengen auf als in den nichtbrechenden. Die geringere Quellungsgeschwindigkeit der lufttrockenen brechenden Kotyledonen beruht wahrscheinlich auf einer Abschirmung der normalerweise stark quellfÄhigen Aleuronkörner gegenüber dem eindringenden Wasser. Für die Abschirmung sind Lipidsubstanzen verantwortlich, die dem Tonoplasten unmittelbar aufliegen. Mit zunehmendem Wassergehalt der Kotyledonen wird diese Lipidbarriere durch EntmischungsvorgÄnge aufgehoben. Die sich daraus ergebende unterschiedliche Quellungsgeschwindigkeit von durchfeuchteten und trockenen Gewebebereichen führt wÄhrend des Quellvorganges zu Spannungen im Kotyledonengewebe. Die Spannungen sind bei den zu Quellbrüchen neigenden B-Kotyledonen mit einem Anfangswassergehalt von 11% auf Grund der sich durch vorübergehende Abschirmung der Eiwei\-substanzen stÄrker Ändernden Quellungsgeschwindigkeit erheblich grö\er als bei den nichtbrechenden F-Kotyledonen. In den B-Kotyledonen wird dabei die Gewebefestigkeit überwunden, und es entstehen Querrisse im Keimblatt.

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Chemical and microscopical investigations of the causes for cotyledonar ruptures in seeds ofPhaseolus vulgaris L.

Summary Results of previous investigations indicated a connection between slow swelling of cell contents and frequency of ruptures in bean cotyledons. This prompted an analysis of delayed water uptake in breaking cotyledons, which led to an evaluation of its role in the bildup of tensions resulting in cotyledonar ruptures.Breaking cotyledons contain higher amounts of lipids than non-breaking cotyledons. The delay in swelling of air-dry breaking cotyledons is likely to be due to masking of the aleuron grains, which are normally capable of pronounced swelling, against penetrating water. Lipid substances immediately apposed to the tonoplast are responsible for this masking. Increasing water content of the cotyledons leads to removal of the lipid barrier through phase separation. A difference in swelling velocities of wet and dry tissue regions results in tensions in the cotyledonar tissue during the swelling process. These tensions are strikingly more pronounced in B-cotyledons with an initial water content of 11%, which are disposed for breaking, because swelling velocities are changing more rapidly here due to transient masking of proteins than in non-breaking F-cotyledons. Tissue strength is thereby overcome, and transverse ruptures in the cotyledon arise.

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Diese Arbeit ist Teil einer Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen FakultÄt der UniversitÄt Hamburg.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. U.Rüge, möchte ich an dieser Stelle für die zahlreichen RatschlÄge und wertvollen Anregungen herzlich danken.

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FrÄulein R.Timm bin ich für die gewissenhafte Ausführung der elektronenmikroskopischen Arbeiten zu au\erordentlichem Dank verpflichtet.

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Herrn Dr. D.Düvel danke ich ebenfalls für seine Unterstützung bei der Durchführung der elektronenmikroskopischen Untersuchungen.     

Bemerkungen zur Planung und Statistischen Auswertung Zytologischer Versuche

Zusammenfassung Eine Versuchsanlage für quantitative zytologische Untersuchungen wird vorgeschlagen. Dabei sollen, um die Varianz der arithmetischen Mittel möglichst klein zu halten, in allen auszuwertenden Pflanzen einer Versuchsserie gleich viel Zellen ausgewertet und die Zahl der Pflanzen möglichst hoch gehalten werden. Bei der Berechnung der Vertrauensgrenzen eines Mittelwertes oder der Differenz zweier Mittelwerte ist zur Berechnung der Zahl der Freiheitsgrade der t-Verteilung die Zahl der Pflanzen maßgebend, wobei die Zahl der in den Pflanzen ausgewerteten Zellen keinen Einfluß auf die Zahl der Freiheitsgrade hat. An Hand eines Beispieles erweist sich Students t-Verteilung ohne Korrektur für die Differenz zweier Mittelwerte — selbst bei ungleichen Varianzen der beiden Stichproben — als anwendbar.Mit 1 Textabbildung.     

Prevention and artificial induction of imaginal diapause in Coccinella septempunctata L. (Col.: Coccinellidae)

Excess food, long photoperiod, and high temperature prevents diapause in Coccinella septempunctata L. after the beetles had been reared through several generations under these conditions. These is an interaction between photoperiod and temperature in induction of diapause, photoperiod being the more important factor. A long photoperiod inhibits diapause even at a low temperature. The proportion of diapausing females in later generations varies inversely with the temperature if the photoperiod is short. Which factor induces diapause in adults of the first generation is not yet known.The physiological condition of beetles artificially induced to enter diapause is apparently similar to that of beetles in diapause in the field.

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Zusammenfassung Die Aufzucht des Marienkäfers Coccinella septempunctata L. unter optimalen Laborbedingungen (Langtag, erhöhte Temperatur, Futterüberfluss) bewirkte eine stufenweise Unterdrückung der Diapause. Demzufolge konnten dann diapausefreie Generationen in lückenloser Folge herangezogen werden. Wenn es aber zu irgendeiner Abweichung von den optimalen Bedingungen kommt (z.B. vom Futterüberfluss), entwickelt sich auch in den nachfolgenden Generationen ein gewisser Anteil inaktiver Käfer.Nach einer mehr als einjährigen Zucht (etwa in der elften oder zwölften Generation) wurde eine erhöhte Mortalität beobachtet. Die Zuchten würden deshalb in jedem Frühjahr durch im Freien gesammelten Imagines erneuert.Versuche mit künstlich aufgezogenen Marienkäfern der späteren Generationen zeigten, dass bei der Diapause-Auslösung die Tageslänge eine entscheidende Rolle spielt. Diesem Befund zufolge verhindern Langtagbedingungen die Auslösung der Diapause sogar bei relativ niedrigen Temperaturen. Durch Kurztagbedingungen wird die Diapause ausgelöst, aber der Anteil der diapausierenden Weibchen steht in direkter Abhängigkeit von der Temperatur, indem dieser bei niedriger Temperatur erhöht, bei höherer Temperatur herabgesetzt ist.Auf Grund vergleichender Sektionen und insbesondere biochemischer Analysen kann man vermuten, dass die physiologischen Verhältnisse bei den künstlich diapausierenden Marienkäfern denen der natürlich überwinternden ähneln.Es fällt auf, dass im Freien bei dem überwiegenden Teile der ersten Generation die Diapause unter allen Bedingungen ausgelöst wird, die sich experimentell als optimal diapausehemmend erwiesen haben. Analoge Resultate haben wir auch in unseren Labor-Versuchen bei den ersten Generationen erhalten. Es ist bisher nicht klar, ob dieser Unterschied durch variable Sensibilität zu den Aussenbedingungen oder eher durch innere genetische Unterschiedlichkeit verursacht ist. Bei der letztgenannten Möglichkeit könnte eine Erklärung darin gesucht werden, dass man für die zentraleuropäischen Populationen von Coccinella septempunctata L. eine heterogene Zusammensetzung annimmt, die zum überwiegenden Teil von Monovoltinen und nur zu einem kleineren von Polyvoltinen gebildet wird.Es zeigt sich, dass man durch präzise experimentelle Zuchten monovoltiner Insekten des gemässigten Klimas unter eindeutig optimalen Bedingungen latente Voltinismus-Tendenzen — wie z.B. potentiellen Polyvoltinismus, obligatorischen Monovoltinismus (verschiedenartig fixiert), bzw. ein Gemisch beider Typen —, welche in der Natur durch die Uniformität des Monovoltinismus verdeckt sind, aufklären könnte.

     

Agathaea coelestis — colchicininduzierte Polyploide als anbauwürdige Zierpflanzen?

Zusammenfassung Durch Behandlung der Plumula mit Colchicin-Tragantschleim gelang es, tetra- und octoploide Pflanzen bei der südafrikanischen CompositeAgathaea coelestis Cass. (2n=18) zu erzielen. Lediglich die Tetraploiden erwiesen sich auf die Dauer als lebensfähig; vergleichend mit der Ausgangsform werden ihr cytologisches Verhalten und ihre habituellen Merkmale geschildert, die die für induzierte Polyploide charakteristischen Eigenheiten zeigen. Besonders erwähnenswert sind die Pollenform—tetraploid 4, diploid 3 Keimporen — und der fast störungsfreie Ablauf der Meiosis mit 18 Bivalenten bei den Tetraploiden. Wenn es gelingt, den in der Tetraploidiestufe bereits um 25% größeren Durchmesser der Blütenkörbchen durch weitere Züchtungsarbeit noch mehr zu steigern, dürfte derAgathaea eine erhöhte Bedeutung als Zierpflanze zukommen.Mit 7 Textabbildungen     

Multiple DNS-Mengen in Zellkernen haploider und diploider Gametophyten bei der LaubmoosgattungDrepanocladus

Zusammenfassung AnFeulgen-gefärbten Zellkernen des Gametophyten vonDrepanocladus exannulatus undD. fluitans (Amblystegiaceae) wurden mikrospektralphotometrische DNS-Messungen durchgeführt. Für die Blattflügel- und Paraphysenzellen konnte ein vervielfachter DNS-Gehalt der Kerne nachgewiesen werden. Bei der haploiden ArtD. exannulatus entsprechen die Maximalwerte 8 C, bei der diploiden ArtD. fluitans mit Sicherheit 16 C, vielleicht sogar 32 C.Die Befunde werden als ein weiterer Hinweis auf Endopolyploidie bei Bryophyten gedeutet. Es wird die Möglichkeit diskutiert, den Endopolyploidiegrad als ein Merkmal der ökotypischen bzw. modifikatorischen Variation heranzuziehen.

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Multiple DNA-amounts in nuclei of haploid and diploid gametophytes of the moss genusDrepanocladus

Summary The DNA content ofFeulgen-stained cell nuclei inDrepanocladus exannulatus andD. fluitans (Amblystegiaceae) was studied microphotometrically. Presence of multiple amounts of DNA has been established for the cells at the basal angles of the leaves and for the cells of the paraphyses. In the haploid speciesD. exannulatus the highest values obtained are equivalent to 8 C. Those found in the diploid speciesD. fluitans are equivalent to 16 C, and possibly even to 32 C.The results can be interpreted as another example of endopolyploidy in the bryophytes. Moreover, the possibility is discussed to use the multiple DNA-amounts as a characteristic of ecotypic and modificatory variation.

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Dem Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung und der Rockefeller Foundation sei für Sachbeihilfen bestens gedankt. Frau Univ.-Prof. Dr.Elisabeth Tschermak-Woess und Herrn H.Greilhuber danken wir für manche Anregung und Unterstützung.     

Die Abhängigkeit des Wachstums verschiedener Markstamm und Futterkohle von einigen meteorologischen Faktoren

Zusammenfassung In den Jahren 1961 und 1962 nahmen wir an 16 Futterkohlformen in 2tägigem Abstand Längenmessungen vor. Die ermittelten Zuwachsraten wurden partiell mit den Werten der Bodenfeuchte, Windstärke und Temperatur korreliert.Auf Grund der Nichtlinearität des Zusammenhanges von Zuwachsrate und en 3 meteorologischen Größen konnten für einige Formen folgende Optimalwerte für den Zuwachs ermittelt werden: Bodenfeuchte unseres Versuchsbodens 15% (75% der Wasserkapazität), Temperatur 17°C Tagesmittel und Windstärke etwa 1 Bfort.Im Jahre 1961 bestimmte die Bodenfeuchte, 1962 die Temperatur vorrangig die Höhe der Zuwachsraten.Bei den Markstammkohlen lag der Regressionskoeffizient für die Lufttemperatur generell niedriger als bei Futterkohlkreuzungen. Daher reagierten sie beiden häufigsten Temperaturen von 14°C in den beiden Vegetationsperioden schwächer negativ als die Futterkohle. Ähnliches gilt für die Bodenfeuchte.Mit 3 AbbildungenHerrn Prof. Dr.R. Schick zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Tiefenabhängige Änderungen von RBW,LET und Energiespektrum bei hochenergetischer Elektronenstrahlung

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit wird als Ursache für die Zunahme der RBW schneller Elektronen mit ihrer Eindringtiefe die Änderung ihres Energiespektrums vorausgesetzt. Über die Ermittlung der Quelldichte der Sekundärelektronen wird, unter Einbeziehung der Primärelektronen, die energieabhängige Elektronenflußdichte für zwei verschiedene Primärelektronen-Energien berechnet. Im Verein mit den auf anderem Wege erhaltenen ähnlichen Resultaten vonHarder wird ein wahrscheinlicher Verlauf der energieabhängigen Elektronenflußdichte für zwei verschiedene Tiefen ermittelt.Im zweiten Teil wird zur Berechnung der RBW die strahlenbiologische Wirkung proportional zum Produkt aus der Elektronenflußdichte und einer der physikalischen Wechselwirkung mit dem biologischen Modell entsprechenden spektralen Empfindlichkeitsfunktion angesetzt. Die Anwendung der im ersten Teil ermittelten Spektralfunktion auf dieses Prinzip liefert für den Fall der Übertragung von Ionisations- und Anregungsenergie auf den Zellkern durch-Elektronen nur für Energien zwischen 5 und 10 keV die richtige Tiefenabhängigkeit der RBW. Dasselbe gilt für die Übertragung von Ionisationsenergie auf den Zellkern durch K-Schalen-Ionisation biologisch wichtiger Elemente mit anschließendem Auger-Effekt (SchrapnellWirkung). Dagegen erhält man bei Annahme der Energieübertragung durch Plasmonanregung oder Einzelionisationen keine den Experimenten entsprechende Zunahme der RBW mit der Tiefe.Herrn Prof. Dr. med. H.-St.Stender, Herrn Priv.-Doz. Dr. B.Markus und Herrn Priv.-Doz. Dr. D.Harder danke ich für wertvolle kritische Anmerkungen und anregende Diskussionen zum vorliegenden zweiten Teil der Arbeit.     

Über den Primärvorgang bei der Polarisierenden Wirkung des Lichtes auf Keimende Equisetum-Sporen

Zusammenfassung Die Lichtreaktion, die schließlich zur Polarisierung derEquisetum-spore führt, erreicht bei kurzen starken Belichtungen schnell einen Sättigungszustand. Eine erneute Reaktion ist bei gleichartiger Belichtung erst nach einer Erholungsphase im Dunkeln möglich. Die volle Reaktionsfähigkeit ist bei 20⁰ nach etwa 20 Minuten, bei 2⁰ nach etwa 4 Stunden wiederhergestellt. Sättigung und Wiederherstellung der Lichtempfindlichkeit beruhen wahrscheinlich auf Verbrauch und Regeneration (oder Neubildung) des die Lichtabsorption vollziehenden Pigments.Aus dem Verlauf der Kurven, die die Abhängigkeit der Induktionswirkung von der Belichtungsdauer darstellen, läßt sich ein zweiter photochemischer Prozeß ableiten, der einen um 2–3 Größenordnungen höheren Energiebedarf besitzt. Für diesen zweiten Prozeß ist nicht das gleiche Pigment verantwortlich wie für den ersten, da die spektrale Empfindlichkeitsverteilung in beiden Fällen verschieden ist; der langwellige UV-Bereich ist für den zweiten Kurvenanstieg relativ wirksamer als für den ersten. Beim zweiten photochemischen Prozeß (der höhere Strahlungsenergien erfordert als der erste) ist eine Sättigung bis jetzt nicht nachweisbar.Die primären Lichtreaktionen sind nicht an die sensible Phase der Sporen gebunden; der Verlauf der Wirkungskurven ist unabhängig vom Zeitpunkt der Belichtung nach der Aussaat, d. h. das Maximum liegt stets bei der gleichen Belichtungszeit, und entsprechendes gilt für das Minimum. Nur die absolute Höhe der Maxima und Minima ist am größten in der Mitte der sensiblen Phase.Mit 11 TextabbildungenHerrn Prof. Dr. Dr. h. c.Wilhelm Ruhland zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Pigmententstehung auf Grund vorgebildeter Tyrosinasen

Zusammenfassung Bei den Kopffüßlern und beim Olm läßt sich eine Tyrosinase gewinnen, die Tyrosin in ein Melanin umsetzt. Es läßt sich also wohl behaupten, daß hier Prozesse vorliegen, die eine Parallele bilden zu den von v.Fürth undSchneider an andern Tieren betreffs der Bildung dunklen Pigmentes aufgedeckten und chemisch analysierten Vorgängen.Wichtig erscheint besonders bei den Kopffüßlern (Loligo) der Nachweis der Tyrosinase selbst in den noch pigmentfreien Eiern. Diese Tyrosinase befindet sich bedeutsamerweise beim erwachsenen Kopffüßler (Eledone) nur in Haut und Augen, nicht in der Muskulatur, parallel zur Anwesenheit oder dem Fehlen einer Pigmentbildung.Für die kaltes Blut aufweisenden Versuchstiere charakteristisch ist es wohl, daß der thermische Faktor innerhalb weiterer Grenzen keine wesentlich verschiedenen Wirkungen hervorruft, während bei den warmblütigen VersuchstierenDurhams sich die Temperatur von 37 C. als unumgängliches Erfordernis der Melaninbildung und der verwandten Pigmentbildungen erwies.Andre Äußere Faktoren, nicht nur Wärme und Kälte, sondern auch Licht oder Finsternis, scheinen beim Prozeß im Reagenzglase geringere Bedeutung zu haben. Dagegen erweist sich das Licht beim Grottenolme als unbedingtes Erfordernis der Pigmentbildung des lebenden Tieres. Das Reagenzglas zeigt allerdings auch hier Melaninbildung ohne Beihilfe des Lichtes, wobei freilich der stärkste Katalysator verwendet werden muß.überhaupt stellte sich als Erfordernis für das Gelingen der Versuche Über Melaninbildung im Reagenzglase bei unsern relativ schwachen Pigmentbildungsprozessen die Gegenwart anorganischer Katalysatoren heraus. Aus den Versuchen mit verschiedenen Katalysatoren ergab sich betreffs der Wirkung derselben, daß Eisensulfat die stärkste Wirkung ausübt; daran reiht sich die Wirkung des auch chemisch nahe stehenden Mangansulfats; Äußerst schwach waren die Wirkungen, des Platinchlorids, sie unterschieden sich recht wenig von den Ergebnissen bei Mangel jeden Katalysators. (Diese Angaben gelten natürlich für gleiche Mengen angewandter Chemikalien).     

Über das Vorkommen von Sexualhormonen bei der Meeresschnecke Littorina littorea L.

Zusammenfassung Es wurde versucht, ein wirksames Prinzip als Ursache für den sexuellen Jahresrhythmus bei Littorina littorea L. zu finden. Die Tiere wurden auf den Gehalt an androgenen und oestrogenen Stoffen untersucht. Die Prüfung auf Extrakte aus Gonaden, Mitteldarmdrüsen und den Rest-Tieren ergab: Littorina littorea enthält keine im Test am Kückenkamm, an der männlichen, kastrierten Maus und papierchromatographisch nachweisbaren Mengen an androgenen Stoffen.Im Allen-Doisy-Test wirksame Substanzen konnten aus den Ovarien extrahiert werden. Aus der Dosiswirkungskurve ergibt sich ein Gehalt von etwa 3 mg Oestradiolbenzoat-Äquivalenten/kg Frischgewebe.Das Vorkommen von oestrogenen Stoffen ist auf die Ovarien beschränkt. Männliche Tiere sowie Mitteldarmdrüsen und andere Gewebe der Weibchen enthalten keine erfaßbaren Mengen an Oestrogenen.Es herrscht Parallelität zwischen der extrahierbaren Oestrogenmenge und dem Ausbildungsgrad der Keimdrüsen.Im Vergleich mit den Sexualhormonen der Wirbeltiere mittels Papierchromatographie zeigt sich, daß das wirksame Agens nicht identisch mit Oestradiol-(3,17) oder Oestron ist.Durch Abkühlungsversuche konnte ein Einfluß der Temperatur auch für die Aufbauphase im Sexualzyklus bei L. littorea wahrscheinlich gemacht werden.Die Injektion arteigener Extrakte bei den Schnecken führte bisher — wegen der Empfindlichkeit der Tiere — zu keinem Ergebnis.Für die mir immer gewährte freundliche Unterstützung bei der Durchführung der Arbeit sage ich meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. H. Giersberg, meinen herzlichen Dank.Für die freundliche Überlassung von Hormonpräparaten und Testsubstanzen bin ich Herrn Prof. Dr. J. Schmidt-Thomé, Frankfurt a. M.-Hoechst, Herrn Dr. J. Hübener, Institut für vegetative Physiologie, Frankfurt a. M., und der Schering AG zu besonderem Dank verpflichtet.Herrn C. Lüders, Seewasseraquarium Wilhelmshaven, danke ich verbindlichst für die Beschaffung der Littorinen.     

La partecipazione del mesenchima alla morfogenesi delle ghiandole. Ricerche sperimentali sulla ghiandola di Harder

Zusammenfassung Durch frühzeitige Zerstörung der ganzen primären Augenblase, bzw. des oberflächlichen Abschnittes der Augenanlage mit dem anliegenden Ektoderm, wurde beim Hühnerembryo die Entwicklung des ektodermalen Bestandteiles derHarderschen Drüse verhindert. Trotzdem legte sich der mesenchymale Bestandteil der Drüse an normaler Stelle an und entwickelte sich normal bis zum Ausschlüpfen; nur war die ausschließlich aus Mesenchym zusammengesetzte Anlage etwas kleiner als die normale Drüse. Vom 10. Tage der Bebrütung ab erscheint bei den operierten Embryonen der bindegewebige Bestandteil der Drüse als eine scharf konturierte, von den anliegenden Geweben gesonderte Masse von länglicher Form. Vom 16. Tage der Bebrütung ab dringen in die bindegewebige Masse kleine runde, stark granulierte Wanderzellen (vielleicht Makrophagen) ein; dasselbe wurde in der normalen Drüse beobachtet.Dadurch wird das Bestehen einer relativen Unabhängigkeit zwischen den beiden Bestandteilen derHarderschen Drüse, dem epithelialen und dem mesenchymalen Anteil, bewiesen; die Vermutung liegt also nahe, daß eine gewisse Unabhängigkeit in der Determination der beiden bestehe.     

Nachweis der Membranspaltung bei der Gefrierätzpräparation an Erythrozytenghosts und die Beeinflussung der Membranstruktur durch Harnstoff

Zusammenfassung An isolierten Erythrozytenmembranen in Aqua dest. lassen sich bei der Gefrierätzung neben den vom Bruch herrührenden Spaltflächen der Membran auch die durch Freiätzen zur Darstellung gelangenden Oberflächen der Membran erkennen. Beide Membranoberflächen sind anders strukturiert als die Membranspaltflächen. Beim Aneinanderliegen von Membranen wechselt der Bruch zwischen beiden Membranen, so daß diese Stellen unregelmäßig gefeldert sind.Unter Einwirkung von konzentrierter Harnstofflösung treten strukturelle Veränderungen an den isolierten Membranen auf. Es kommt zur Vesikelbildung, wobei die Abschnürung nach innen eine Umkehr der Membranorientierung zur Folge hat. Die Asymmetrie der Membran bleibt dabei erhalten. Ein zweiter Effekt ist eine Lageveränderung (Aggregation) der Partikel im Inneren der Membran. Nach einer vorhergehenden Glutaraldehydfixierung unterbleibt sowohl die Vesikelbildung als auch die Partikelaggregation. Es wird angenommen, daß es sich bei den Effekten der Harnstoffeinwirkung um eine Beeinflussung der Strukturproteine der Membran handelt.

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The cleaving of membranes during freeze-etching demonstrated on erythrocyte ghosts and alterations of the membrane structure by treatment with urea

Summary Isolated erythrocyte membranes in aqua dest. have been investigated by freeze-etching. There are different membrane faces: fracture faces produced by freeze fracturing and surfaces which are only revealed after etching. The feature of the membrane surfaces is quite different from that of the fracture faces. In contiguous membranes an irregular pattern is produced during fracturing, because the fracture plane alternate between the two membranes.After treatment with a strong urea solution the isolated membranes have an alterated appearance. Vesicles are produced by pinching off of invaginations. Thereby occurs a reversal of the membrane orientation. The membrane asymmetry is preserved. An additional effect is the aggregation of the particles in the interior of the membrane. A previous fixation with glutaraldehyde prevents the formation of vesicles and the aggregation of particles. It is supposed that the treatment with urea affects the structural proteins of the membrane.

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Herrn Prof. Dr. F. Bolck möchten wir für die Förderung dieser Arbeit danken, für ihre Unterstützung bei den Experimenten danken wir Herrn Dipl.-Biol. W. Richter, Frau I.Herrmann, Frau H.Guttmacher, Frl. R.Kusch, Frau K.Martin und Herrn S.Wammetsberger.     

Mutationsversuche an Kulturpflanzen VI

Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX ₁-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht.Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX ₁-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet.Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten.Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.Mit 22 Textabbildungen     

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.     

Neue Untersuchungen über die Wohnröhren-Bauweise vonLanice conchilega (Polychaeta,Sedentaria)

Zusammenfassung 1. Frühere, von 1950 bis 1951 durchgeführte Untersuchungen über die Lebensweise und speziell über den Röhrenbau vonLanice conchilega Pallas sind mit neueren Hälterungs- und Versuchsmethoden fortgesetzt worden. Für die Freilandbeobachtungen im Eulitoral konnte der für Untersuchungen beiArenicola marina entwikkelte Stechkasten mit Erfolg benutzt werden. Auf verschiedene Anwendungsmöglichkeiten des Stechkasten-Verfahrens für weitereLanice-Untersuchungen am natürlichen Standort wird hingewiesen.2. Anhand von Aquariumsversuchen konnte die Annahme der Paläontologen bestätigt werden, nach derLanice ihre Fransenfächer am oberen Rand der Wohnröhre stets quer zur Hauptrichtung des Wasserstromes anlegt. Der Winkel — im günstigten Falle stehen die beiden Fächer senkrecht zum Strom — weicht in der Schrägstellung nur ausnahmsweise um mehr als 30° ab. Die besten Ergebnisse ließen sich mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 60 mm/sec erzielen.3. Neben der Strömung spielte für die Schaffung der günstigsten Hälterungs- und Versuchsbedingungen die Fütterung und die Beleuchtung eine sehr wichtige Rolle. Die Wirkung der Ästchenkrone beim Nahrungserwerb und die Funktion der Tentakeln bei der Nahrungsaufnahme konnten beobachtet und illustrativ dargestellt werden.4. Die Experimente wurden (a) bei normalem Tag-Nacht-Rhythmus sowie (b) mit dunkel- und (c) mit hell-adaptiertenLanice durchgeführt.5. Bei den hell-adaptierten Würmern gelang die direkte Beobachtung der bisher nur fragmentartig und ungenau beschriebenen Tätigkeiten beim Bau des gesamten über die Bodenoberfläche ragenden Wohnröhrenabschnittes (Lanice-Bäumchen).6. Es wird versucht, die strömungsorientierte Anlage der Fransenfächer im Zusammenhang mit der Bauweise zu interpretieren.

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New investigations on the mode of tube-building ofLanice conchilega (Polychaeta, Sedentaria)

According to references in paleontological literature, the tubicolous polychaeteLanice conchilega Pallas arranges its burrows in a direction corresponding to the water current. The fan-shaped branches of the small tree-like upper end of the tube, which extends over the surface of the ground, lie transverse to the main direction of the water current. This fact is verified by aquarium experiments. The new investigations expand our knowledge on feeding habits ofLanice conchilega and the mode of tube-building hitherto described neither adequately nor correctly.

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Herrn Dr.A. Kotthaus zum 60. Geburtstag gewidmet.     

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.     

Mutant gene frequencies in cats of Southern England

Summary Three areas in Southern England have been sampled for frequency of nine mutant genes among the domestic cat population. The significance of the derived estimates are discussed and a brief comparison is made with the earlier estimate obtained by Searle. The frequencies seem comparable in the two surveys except for genes O and d. The estimates of these from the present study are significantly higher than those found earlier. Tentatively, it is proposed that human preference for orange cats may be responsible for the increase in O. No obvious reason exists for the higher frequency of d.

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Zusammenfassung In drei Gebieten Südenglands wurden Beobachtungen über die Häufigkeit von 9 Genmutanten bei Hauskatzen angestellt. Die Signifikanz der aus den getroffenen Feststellungen abgeleiteten Voraussagen wird besprochen und kurz mit durch Searle vorgenommenen Schätzungen verglichen. Die Häufigkeiten scheinen in beiden Fällen vergleichbar mit Ausnahme der Gene O (orange) und d (dilute). Die Vorhersagen für diese Gene sind nach der gegenwärtigen Untersuchung signifikant höher als die früher gefundenen. Es könnte die Möglichkeit bestehen, daß für die Steigerung der Häufigkeit des Gens O die menschliche Vorliebe für orangefarbene Katzen verantwortlich ist. Für die größere Häufigkeit des Gens d liegt kein offensichtlicher Grund vor.