Normalisierung des Atmungsdefektes bei Hefe

Zusammenfassung Die Reversion des Atmungsdefektes einer RD-Mutante von Saccharomyces cerevisiae zur voll atmungsfähigen Normalform wurde untersucht. Durch Kulturinzwei verschiedenen Vollmedien (Raut-Hebb-und Glucose-Pepton-Hefeextrakt-Medium) bei 23° C gelang es unter Einschränkung der Zellvermehrung innerhalb von 18–30 Tagen bei einigen RD-Zellen die volle Atmungsfähigkeit wieder herzustellen. Eine Erhöhung der Kulturtemperatur auf 40° C verkürzte in Medium 2 die Zeit bis zum Auftreten der ersten Normalzellen auf 11–13 Tage. Zwischen den normalisierten RD-Zellen und denen des unbehandelten Normalstammes konnten keine Unterschiede festgestellt werden. Die Faktoren, die zur Normalisierung führten, werden im einzelnen noch untersucht.

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Summary A stable respiration deficient (RD) mutant of Saccharomyces cerevisiae, cultured in two different nutrient media (Raut-Hebb-and glucose-peptone-yeast extract-medium respectively) was investigated. Under conditions of restricted proliferation at 23° C for 18–30 d in a part of the cells a reversal of the RD-state to the normal respiratory-sufficient state was achieved. A shortening of the reversal time to 11–13 d resulted when the temperature in the second medium was raised to 40° C. No differences were detectable between the normalized RD-cells and wild type cells. The factors leading to this phenomenon are still under investigation.

     

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.     

Nervöse Überträgersubstanzen und ihr fermentativer Abbau

Zusammenfassung In sensiblen Nerven der Wirbeltiere kommen zwei Überträger substanzen vor, Dorsin in den dorsalen Rückenmarkswurzeln, Opticin im Nervus opticus und im Nervus stato-acusticus; von beiden ist es möglich, daß sie auch im Zentralnervensystem vorkommen. Beide sind im Bienentest durch Kreise nach der Seite des angestochenen Auges nachweisbar, im Test am denervierten Kaninchenohr wirkt Dorsin schon wenige Tage nach der Nervendurchschneidung gut, Opticin wirkt in den ersten 2–3 Wochen sehr schwach und erst nach der 4. Woche, evtl. nach einer zweiten Nervendurchschneidung, gut.Durch Kochen der Nerven in wäßriger Lösung erhält man Dorsin und Opticin in gebundener Form, durch Kochen in 75%igem Alkohol und Überführen in wäßrige Lösung in freier Form.Durchleiten von Sauerstoff durch Lösungen von Überträgersubstanzen zerstört Opticin rascher als Dorsin und jeweils die freie Form rascher als die gebundene. 5-Oxytryptamin, das im Bienentest nach der Seite des nicht angestochenen Auges wirkt, wird durch Sauerstoff in eine Substanz verwandelt, die im Bienentest nach der Seite des angestochenen Auges wirkt.Lösungen von Dorsin vertragen kurzes Kochen, Opticin wird in Lösung schon bei 60° C in mehreren Minuten zerstört, wobei freies Opticin empfindlicher ist als gebundenes.Von den freien Überträgersubstanzen wird jede durch ein eigenes Ferment abgebaut. Die Mengen von Dorsinase, die Dorsin abbaut, in den dorsalen Wurzeln und von Opticinase, die Opticin abbaut, im Nervus opticus sind so, daß sie die Überträgersubstanzen unter vergleichbaren Bedingungen in ähnlichen Zeiten abbauen, wie Cholinesterase aus ventralen Wurzeln Acetylcholin abbaut.Gebundenes Dorsin der Wirbeltiere wird durch Pease gespalten, ein Ferment, das man erhält, wenn man eine stark verdünnte, nicht sterile Aufschwemmung aus zerriebenen dorsalen Wurzeln einen Tag lang bei 36° C inkubiert. Die sehr rasche Wirkung dieses Fermentes läßt sich auch mit dem Test am Meerschweinchen-Ileum an der Abnahme der P-Wirkung eines Extraktes aus dorsalen Wurzeln verfolgen.Gebundenes Opticin und andere gebundene Überträgersubstanzen der Wirbeltiere werden durch Dorsinase gespalten. Dorsinase führt diese Spaltung ähnlich rasch durch wie Pease die Spaltungen von gebundenem Dorsin und etwa 50mal so rasch wie den Abbau von freiem Dorsin.Gebundenes Acetylcholin ist als Überträgersubstanz vom Hornhautepithel auf die freien Nervenenden und von sekundären Sinneszellen auf die sensiblen Nerven anzunehmen.Bei der Nervendegeneration erfahren Opticin und Dorsin ähnliche Veränderungen wie Acetylcholin.Bei Mollusken sind als nervöse Überträgersubstanzen wenigstens Opticin, 5-Oxytryptamin und Acetylcholin anzunehmen, bei Arthropoden wenigstens Dorsin, Opticin, Acetylcholin, 5-Oxytryptamin und eine noch kaum untersuchte Substanz, deren fermentativer Abbau durch Strychnin gehemmt wird, bei Anneliden dieselben Substanzen mit Ausnahme von Dorsin.Die Krämpfe lassen sich durch die Hemmung des fermentativen Abbaues von Überträgersubstanzen durch die Krampfgifte erklären. Bei Mollusken und bei Arthropoden hemmen verschiedene Krampfgifte verschiedene Fermente und damit den Abbau verschiedener Überträgersubstanzen. Bei den Wirbeltieren ist die Hemmung der Dorsinase am wichtigsten. Die typischen Krampfgifte hemmen die Dorsinase in denselben gegenseitigen Verhältnissen, in denen sie Krämpfe auslösen. Die Hemmung der Dorsinase bedeutet eine Hemmung des Abbaues von freiem Dorsin und eine Hemmung der Spaltung anderer gebundener Überträgersubstanzen; damit dürfte auch die Wirkung sekundärer Sinneszellen auf die sensiblen Nerven gesteigert werden. Die bei den verschiedenen Krampfgiften verschieden starke zusätzliche Hemmung der Cholinesterase beeinflußt den Charakter der Krämpfe. Als Erklärung für den spezifischen Charakter der Strychninund Brucinkrämpfe bleibt noch die Blockierung der Hemmungen, die bei Wirbeltieren nur durch diese beiden Krampfgifte erfolgt, oder die Hemmung des fermentativen Abbaues von Crosslands Kleinhirnfaktor.Fräulein Ilse Silberbauer und Herrn Helmut Gübitz danken wir für ihre Mithilfe bei einem Teil der Versuche.Wir danken allen Tierärzten des Grazer Schlachthauses für ihr stets freundliches und verständnisvolles Entgegenkommen, welches sie uns bei dieser Arbeit und schon seit 1946 bei den im Literaturverzeichnis genannten Arbeiten von Hellauer und Umrath gezeigt haben.     

The respiratory metabolism of honey-bee colonies at low temperatures

Honey-bee colonies exposed to temperatures between 20° C and -39° C produced less CO₂ at 10° C than at higher or lower temperatures.

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Zusammenfassung Honigbienenvölker wurden im Winter aus ihren Stöcken genommen und in galvanisierten Eisenbehältern (Tanks) Temperaturen zwischen 20 und -39° C ausgesetzt. Das Kohlendioxyd der aus den Behältern abgesogenen Luft wurde absorbiert und gewogen. Die CO₂-Produktion sank, wenn die Temperatur von 20 auf 10° erniedrigt wurde und stieg bei niederen Temperaturen wieder an. Diese Veränderungen verliefen in umgekehrter Richtung, wenn die Temperatur erhöht wurde.

     

The effect of adaptation temperature on the properties of nerve muscle preparations and on the performance of the frograna temporaria L

Summary 1. Comparisons were made between the characteristics of nerve muscle preparations measured at 20° C from 22° and 10° C adapted frogs. In the maximum single isometric twitches no significant difference was found in latent period, contraction time, or relaxation time between the two groups. There was a barely significant difference (P = 0.05) in tension developed/gram muscle but it was thought that with a larger number of experiments no true difference would be found.2. With isometric tetanus again no difference was found between the 10° and 22° C adapted frogs, either in tension developed or in fatigue time.3. The jumping performances were measured in intact 10° and 22° C adapted frogs brought to 18° C for 10 minutes and then measured at this temperature. No significant difference could be found between the two groups. The significance of the results is discussed.

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Die Wirkung der Adaptationstemperatur auf die Eigenschaften von Nerv-Muskel-Präparaten und auf die Leistungsfähigkeit des FroschesRana temporaria L

Kurzfassung Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Beantwortung der Frage, ob sich bei kaltadaptierten und warmadaptierten Fröschen Unterschiede an Nerv-Muskel-Präparationen nachweisen lassen. Die Versuchstiere wurden an 10° bzw. 22° C adaptiert. Danach wurden dann bei 20° C in vitro Messungen am Gastrocnemius-Muskel und den ihn versorgenden Nerven durchgeführt. Weder in den Charkateristika der Einzelkontraktion noch des Tetanus konnten Unterschiede festgestellt werden. Auch hinsichtlich des Springvermögens intakter Individuen ließen sich keinerlei Unterschiede nachweisen. Die Bedeutung dieser Ergebnisse wird diskutiert.

     

Ein Beitrag zur mikrobiologischen Methode der Vitamin B6-Bestimmung speziell im Pansen

Zusammenfassung Eine Vorbehandlung des Testorganismus zeigte, daß durch eine 24stündige Vorkultur in reiner Mineral-Glucose-Lösung die Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit auf steigende Pyridoxinkonzentrationen im Gegensatz zu sofortigem Abimpfen der Zellen vom Agar gesteigert wird. Einfaches Waschen der Zellen hatte im Vergleich zu den Kulturen, deren Zellen nicht vorher gewaschen wurden, keine Wirkung.Die Prüfung verschiedener Aufschlußzeiten mit verschiedenen Säurekonzentrationen zeigte, daß eine 3stündige Hydrolyse bei 120° C mit 2 n H₂SO₄ die beste Ausbeute bei Heu- und Pansensaftaufschluß brachte. In diesem Zusammenhang wird die Verträglichkeit von Aufschluß-lösungen für den Testorganismus diskutiert.Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. August Rippel-Baldes zum 70. Geburtstag gewidmet.     

The effect of salinity and temperature on survival and metamorphosis of megalops of the blue crabCallinectes sapidus

Summary 1. Megalops of the blue crab,Callinectes sapidus Rathbun, reared from hatching through all zoeal stages at 25° C, 30 p. p. m., were maintained in 23 combinations of salinity and temperature until metamorphosis to determine the effect of salinity and temperature and the combined effect of salinity and temperature on survival and rate of development.2. Survival of the megalops stage was similar at temperatures of 20°, 25°, and 30° C with the exception of the larvae maintained at 5 and 10 p. p. m. At 15° C, survival never exceed 50 percent.3. In the lower salinities (5 and 10 p. p. m.) survival decreased with a decrease in temperature.4. The most pronounced effect of temperature in delaying the time of metamorphosis was observed in megalops maintained at 15° C. As the salinity increased from 20 to 40 p. p. m., the duration of the megalops stage was further extended at 150° C. This effect was not observed at other salinity-temperature combinations.5. Statistical analysis of factorical design was used to predict the mortality and duration of the megalops stage which might be expected under a greater number of salinity-temperature combinations than are feasible to observe in the laboratory. The results of the analysis and their possible significance are discussed.6. The hypothesis is presented that survival and duration of the megalops ofC. sapidus in the natural environment are directly associated with the time of hatching, the time at which the megalops stage is reached in relation to seasonal changes in water temperatures, and the salinity of the water in which the final zoeal molt occurs. The delay of metamorphosis in waters of high salinity and low temperature may have contributed to the distribution of this species in the estuaries along a major portion of the Atlantic and Gulf Coasts of the United States.

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Die Wirkung von Salinität und Temperatur auf das Überleben und die Metamorphose der Megalopalarven der Blauen KrabbeCallinectes sapidus

Kurzfassung Larven der Blauen Krabbe (Callinectes sapidus Rathbun) wurden bei 25° C und 30 S (= p. p. m.) gezüchtet, bis das Megalopalarvenstadium erreicht war. Die Megalopalarven wurden sodann in 6 verschiedenen Salzgehalten und 4 verschiedenen Temperaturen gehalten, um die Wirkung von Salzgehalt und Temperatur sowie von deren Kombinationen auf Überlebensrate, Entwicklung und Metamorphose festzustellen. Bei 20°, 25° und 30° C überlebten über 70 % der Megalopalarven in Medien von 10 bis 40 S. Bei 15° C betrug die Überlebensrate 10 bis 50 % in Salzgehalten von 20 bis 40 . Die Megalopalarven metamorphosierten nicht bei 15° C und 10 sowie bei 20° C und 5 . Die Dauer des Megalopastadiums schwankte von 5 Tagen bei 30° C bis zu 67 Tagen bei 15° C. Die Temperatur beeinflußte die Lebensdauer der Megalopalarven stärker als der Salzgehalt. Bei 20° und 30° C wurde die Dauer des Megalopastadiums durch veränderte Salinitätsbedingungen nicht beeinflußt. Bei 15° C bewirkte eine Erhöhung des Salzgehalts jedoch eine Verzögerung der Metamorphose des ersten Krabbenstadiums. Durch statistische Analysen sind die Wirkungen von Salzgehalt und Temperatur auf Sterblichkeit und Entwicklungsrate der Megalopalarven für eine größere Anzahl von Umweltsbedingungen, als sie im Laboratorium geprüft werden konnten, ermittelt worden, so daß die Überlebensrate der Megalopalarven innerhalb eines großen Temperatur- und Salzgehaltsbereiches mit großer Wahrscheinlichkeit vorausgesagt werden kann. Es ist anzunehmen, daß durch die zeitliche Verlängerung des Megalopastadiums und die hohe Überlebensrate in Gewässern mit niedriger Temperatur und hohem Salzgehalt ein Transport der Megalopalarven durch Meeresströmungen über weite Entfernungen ermöglicht wird. Diese Annahme würde unter anderem die Verbreitung dieser Gattung über einen großen Teil der Gewässer entlang der atlantischen Küste sowie im Golf von Mexiko erklären.

     

Untersuchungen über die Natur des Nerveneinflusses auf die retinomotorischen Erscheinungen

Zusammenfassung In den Netzhäuten von mit Physostigmin, Acetylcholin, Atropin, Nikotin oder Adrenalin (Injektion in den Rückenlymphsack) behandelten, zuvor dunkeladaptierten und kurz nach der Injektion belichteten oder helladaptierten und dann dunkelgestellten Fröschen wird die Stellung insbesondere der Stäbchen und Zapfen ermittelt und mit der der Retinae im übrigen gleichbehandelter Kontrolltiere verglichen, die lediglich eine Injektion 0,65%iger Kochsalzlösung gleichen p_Hs wie die jeweilige Wirkstofflösung erfahren hatten.Die Versuche stellen eine erste Inangriffnahme der Frage nach dem Charakter der von Wigger (1937) und Nover (1939) beschriebenen fördernden bzw. hemmenden Wirkung der verschiedenen Nerven auf die retinomotorischen Erscheinungen und insbesondere der weiteren dar, ob im Falle der Möglichkeit, für alle zur Beobachtung kommenden Erscheinungen — Förderung bzw. Hemmung der Zapfenkontraktion und Stäbchenstreckung bei Belichtung, der hivers gerichteten Bewegungen bei Verdunklung — eine chemische Reizübertragung verantwortlich zu machen, die bisher bekannten Neurohormone und die von ihnen ausgeübten Effekte zu einer Deutung ausreichen.Der von den untersuchten einzige auf Stäbchen und Zapfen antagonistisch wirkende Stoff ist das Acetylcholin, in dem es — im Sinne des Lichtreizes — die Zapfen in den beiden angewandten Konzentrationen (10^–4 und 10^–8) bei Belichtung wie Verdunklung zur Kontraktion, die Stäbchen dagegen zur Streckung bringt. Der Förderung der Lichtwanderung der Sehelemente durch die in diesem Sinne wirkenden Nerven könnte danach sehr wohl eine bei Belichtung an ihren Endigungen erfolgende Ausscheidung von Acetylcholin zugrunde liegen.Die Diskussion der Möglichkeiten für die fördernde Wirkung der gleichen Nerven auch bei Verdunklung führt zu der Annahme, daß für diese ein zweiter, unter diesen Adaptationsbedingungen von den gleichen Nervenendigungen ausgeschiedener, auf die Sehzelleninnenglieder ebenfalls antagonistisch, jedoch entgegengesetzt wie das Acetylcholin wirkender Stoff verantwortlich zu machen ist.Es wird auf die verschiedenartige Beeinflussung des Atropins und Nikotins, die bei Belichtung und Verdunklung Stäbchen wie Zapfen gleicherweise zur Streckung bringen, seitens der beiden Förderungshormone hingewiesen: das bei Belichtung aktive Neurohormon hemmt die Atropin- und fördert die Nikotinwirksamkeit auf die Sehzelleninnenglieder, das bei Verdunklung die Wanderungen unterstützende fördert umgekehrt den Atropin- und hemmt den Nikotineinfluß. In ähnlich verschiedener Weise wird möglichermaßen das Eserin in seiner Wirksamkeit auf die Sehzelleninnenglieder von den beiden Neurohormonen beeinflußt. Eine — kontrahierende — Eigenwirkung des Physostigmins zumindest auf die Zapfen ist unverkennbar.Für die Hemmung der retinomotorischen Erscheinungen muß unter der Voraussetzung chemischer Reizübertragung ein weiteres Wirkstoffpaar angenommen werden, innerhalb dessen das Adrenalin bestenfalls eine Teilrolle spielen könnte. Es wirkt je nach Konzentration und Adaptation verschieden, jedoch auf Stäbchen und Zapfen stets in gleichem Sinne: Bei Belichtung stets (Konzentrationen: 10^–4 und 10^–8) kontrahierend, bei Verdunklung in geringer Konzentration (10^–7) deutlich streckend, in höherer (10^–4) ganz gering kontrahierend.     

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.     

Die Anwendung der Dünnschichtchromatographie zum Nachweis von Fett- und Lipoidsubstanzen in Gewebsschnitten

Schlußfolgerungen und Zusammenfassung Aus unseren Versuchen ergibt sich, daß die Dünnschichtchromatographie nach Stahlnicht nur mit Lösungen, sondern auch mit Gewebs- bzw. Zellkomponenten durchführbar ist. Die Stickstoff-Phosphor-Analysen der Phospholipoidfraktionen aus Mitochondrien, welche direkt nach der Ultrazentrifugierung auf die DC-Platte aufgetragen werden, stimmen mit denen von Mitochondrion — extrakt völlig überein (Curri, Rossi und Sartorelli1963). Dieses Ergebnis zeigt, daß während der Laufzeit in der Kammer die Lipoidstoffe aus den Mitochondrien völlig extrahiert werden. Dieses Verfahren ist auch mit kleinen Gewebsschnitten durchführbar: Es besteht die Möglichkeit einer Histochromato-Graphie. Die Anwendungsbreite der Methode auf histochemische Probleme, besonders im Gebiet der Fette und Lipoide, ist beträchtlich. Sie erlaubt auch feinere, qualitative und quantitative Analysen bestimmter Gewebsareale, was besonders, für Untersuchungen am ZNS bedeutsam ist.     

Vergleichende Untersuchungen zur Herztätigkeit bei frei beweglichen dekapoden Krebsen (Astacus fluviatilis Fab., Astacus leptodactylus Eschscholz und Cambarus affinis Say)

Zusammenfassung Mit Hilfe von Pt-Aspirationselektroden wurde das Verhalten des Krebsherzens an frei beweglichen, ungestörten Astacus fluviatilis, Astacus leptodactylus und Cambarus affinis gegenüber Temperatureinflüssen untersucht. Die angewandte Methode erlaubt eine lückenlose Registrierung der Herztätigkeit über einen längeren Zeitraum. Die Herzfrequenzen folgen der R-G-T-Regel bei Astacus fluviatilis zwischen 0 und 26° C, bei Astacus leptodactylus zwischen 0 und 28° C und bei Cambarus affinis von 0–30° C. Die Letaltemperaturen liegen bei ca. 28, 34 bzw. 37° C; der Q ₁₀ bei 1,7, 1,9 bzw. 1,8. An höhere Temperaturen adaptierte Individuen zeigen eine signifikant höhere Herzfrequenz in höheren Temperaturbereichen als die an tiefere Temperaturen adaptierten. Jungtiere geringen Gewichts (2,5 g) weisen eine signifikant höhere Herzfrequenz auf als die schwereren adulten Tiere (ca. 90 g).

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Comparative experiments on the heartbeats of unrestrained decapode crustaceans (Astacus fluviatilis Fab., Astacus leptodactylus Eschscholz, and Cambarus affinis Say)

Summary The temperature influence on the heartbeats of unrestrained Astacus fluviatilis, Astacus leptodactylus, and Cambarus affinis has been studied by means of aspiration electrodes. This method allows a complete and long termed registration of the heartbeats. The rule of van t'Hoff has been proved for the heartbeat frequencies of Astacus fluviatilis between 0 and 26° C, of Astacus leptodactylus between 0 and 28° C, and of Cambarus affinis from 0–30° C. Lethal temperatures have been found at about 28° C, 34° C, and 37° C respectively, the Q ₁₀ was measured as 1.7, 1.9, and 1.8 respectively. Warm adapted specimen show a significant higher frequency at higher temperatures than cold adapted ones. Young individuals of little weight (2.5 g) have been found to posses a marked higher frequency than the heavier adult animals (90 g).

     

Nuove ricerche sull'orientamento e il senso del tempo di Arctosa perita (Latr.) (Araneae lycosidae)

Zusammenfassung Die Uferspinne Arctosa perita (Latr.) verfügt über einen astronomischen Orientierungsmechanismus, durch den die Tiere imstande sind, wenn sie auf dem Wasser ausgesetzt werden, in der Richtung nach dem Ufer zu fliehen. Die Spinnen orientieren sich auf Grund des Sonnenstandes und des polarisierten Himmelslichtes und haben die Fähigkeit, die Tageszeit einzukalkulieren (Papi 1955b und c).Wenn eine Gruppe von Tieren gefangengehalten wird, dann nimmt bei den Fluchtversuchen die Streuung der Fluchtrichtungen zu. Dabei ist die Streuung der gesamten Fluchtversuche — wenigstens während der ersten 16 Tage — statistisch nicht verschieden, ob die Tiere nun a) in den natürlichen Belichtungs- und Temperaturschwankungen, b) im Dauerdunkel und in den Temperaturschwankungen oder c) im Finstern unter konstanter Temperatur gehalten werden. Was die Genauigkeit der Richtungsorientierung betrifft, so bleibt, trotz der stärkeren Streuung, die durchschnittliche Fluchtrichtung bei Gruppe a) bis zu 21 Tage lang korrekt, während sie bei den Gruppen b) und c) von der theoretischen Richtung immer mehr abweicht.Tiere, die im Finstern unter konstanter Temperatur gefangengehalten werden, orientieren sich bezüglich einer unbeweglichen Lampe bei verschiedenen Tageszeiten ungefähr so, wie wenn sie die Sonne wäre.Exemplare, die 3 Tage lang einem gegen den natürlichen Tag um 6 Std verschobenen Belichtungsrhythmus ausgesetzt werden, nehmen Orientierungswinkel an, die zur Zeit ihres künstlichen Tages korrekt wären.Ein innerer Tagesrhythmus (innere Uhr) regelt die Abweichung des Orientierungswinkels der Tiere. Im Laufe des Tages ändert sich der Orientierungswinkel nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit, sondern mit einer solchen, die die Azimutgeschwindigkeit der Sonne auszugleichen sucht.Wenn die Tiere einige Stunden bei einer Temperatur von 4–5°C oder in 2°C gehalten werden, dann orientieren sie sich so, wie es einige Stunden vorher korrekt wäre. Der Gang der inneren Uhr kann also durch sehr niedrige Temperaturen verzögert oder gestoppt werden.Unter experimentellen Bedingungen können die Tiere in 8–10 Tagen neue Fluchtrichtungen erlernen.In der Besprechung werden die Resultate mit jenen verglichen, die bei anderen, einer astronomischen Orientierung fähigen Tieren erhalten wurden.

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Dedicato al Prof. Karl von Frisch in occasione del suo 70 compleanno.     

Der Sauerstoffverbrauch des Facettenauges von Calliphora erythrocephala in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Ionenmilieu

Zusammenfassung Es wird der Sauerstoffverbrauch der Retinula der Schmeißfliege (Mutante chalky) in Abhängigkeit von Lichtintensität und Temperatur sowie vom Ionenmilieu bestimmt.Die Atmungsmessungen wurden mit einem weiterentwickelten Mikrorespirometer nach Prop durchgeführt. Das neue Gerät wird ausführlich beschrieben.Der Sauerstoffverbrauch der Augen (auf Frischgewicht bezogen) ist bei Männchen und Weibchen gleich. Die Atmung steigt (bei 25° C) von 3,9 ml O₂/g × Std im Dunkeln auf maximal 8,9 ml O₂/g × Std bei Belichtung an.Die Höhe des Sauerstoffverbrauchs ist abhängig vom Alter der Imagines. Während der ersten Tage nimmt die Atmung schnell zu und nähert sich dann langsamer im Laufe der 2. Woche einem Höchstwert.Im Temperaturbereich 15–40° C wurden für den Dunkelstoffwechsel und den maximalen Hellstoffwechsel gleiche Q ₁₀- und -Werte ermittelt (Q ₁₀ 1,95, 12000 cal/Mol).Der Sauerstoffverbrauch in Abhängigkeit vom log₁₀ der Lichtintensität aufgetragen ergibt steile S-förmige Kurven, die mit steigender Versuchstemperatur zu höheren Lichtintensitäten parallel verschoben werden.Bei Erhöhung der K⁺-Ionenkonzentration sinkt der Dunkelstoffwechsel, während der maximale Hellstoffwechsel nicht beeinflußt wird. Mit steigender Kaliumkonzentration verlagern sich die S-Kurven (Sauerstoffverbrauch in Abhängigkeit vom log₁₀ der Intensität) nach rechts, mit steigender Natriumkonzentration nach links.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.Mit Unterstützung der Alexander von Humboldt-Stiftung.     

Einflu? der Photoperiode auf das circannuale System des Halsbandschn?ppers (Ficedula albicollis) und des Trauerschn?ppers (F. hypoleuca)

Zusammenfassung Während sich die Brutgebiete des Halsband- und des Trauerschnäppers zum Teil überlappen, sind die Winterquartiere beider Arten weit voneinander getrennt: Der Halsbandschnäpper (Hb) überwintert im tropischen und südlichen Afrika ungefähr zwischen Äquator und 20°S, der Trauerschnäpper (Tr) dagegen in Westafrika, ungefähr bei 5° bis 10°N. Zur Untersuchung der Frage, ob das circannuale System dieser beiden Arten an die unterschiedlichen Photoperio-de-Bedingungen ihrer Winterquartiere angepaßt ist, untersuchte ich die Jahresrhythmik der Gonadengröße, der Mauser, der Zugunruhe und der Körpermasse von Hb und Tr unter Photoperioden, wie sie für Winterquartiere unter 10°N, 0° und 20°S charakteristisch sind. Bei den Hb bestand unter allen drei Bedingungen eine weitgehend normale Rhythmik der untersuchten Aktivitäten fort, bei den Tr aber nur unter den photoperiodischen Bedingungen eines für diese Art charakteristischen Winterquartiers auf 10°N (Abb. 1). Unter den Bedingungen von Winterquartieren auf 0° und 20°S (typisch für den Hb) kam die Jahresrhythmik der Tr dagegen mehr oder weniger vollständig zum Erliegen; insbesondere war die pränuptiale Mauser stark gestört, und die Gonadenentwicklung und Frühjahrszugunruhe blieben aus (Abb. 2). Ein Anschlußversuch ergab, daß dieses Anhalten der Rhythmen unter den Bedingungen von 0° und 20°S die Folge davon ist, daß der Tr — im Gegensatz zum Hb — seine Refraktärphase unter diesen langen Photoperioden nicht brechen kann. Das circannuale System beider Arten ist also auf die normalerweise vorkommenden Photoperiode-Bedingungen so abgestimmt, daß sich aus dem Zusammenwirken der endogenen und exogenen Faktoren das biologisch sinnvolle, bei freilebenden Vögeln beobachtete jahresperiodische Muster ergibt.

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Effects of photoperiod on the circannual systems of the Collared and Pied Flycatcher (Ficedula albicollis, F. hypoleuca).

Summary Collared and Pied Flycatchers (cf and pf, in the German text Hb and Tr) have partly overlapping breeding areas but their wintering quarters differ widely. Cf spend the winter in tropical and southern Africa, from about the equator to 20°S. Pf in contrast, have wintering grounds in western Africa, about 5° to 10°N. To answer the question of whether these two species have adjusted their circannual systems to the different photoperiodic conditions of their respective wintering areas, I investigated the annual cycles of gonadal size, moult, migratory restlessness and body mass of captive cf and pf, held under photoperiodic simulations characteristic for wintering areas at 10°N, 0° and 20°S. The cf showed relatively normal annual cycles under all three experimental conditions (Fig. 1). The pf, in contrast, showed normal rhythms only under the photoperiodic simulation of 10°N, characteristic for the wintering area of that species (Fig. 2). Under the conditions of 0° and 20°S (characteristic for the wintering area of the cf), in contrast, the rhythms of the pf became more or less arrested. Particularly prenuptial moult was heavily disrupted and there was no gonadal growth or spring zugunruhe (Fig. 2). A supplementary experiment showed that the failure of the pf to continue rhythmicity under the conditions of 0° and 20°S was due to their failure to terminate refractoriness under photoperiods that long. In general the results show that the circannual system of these two species of flycatchers is adjusted to the normally occurring photoperiodic conditions such that a biologically meaningful seasonal pattern of reproductive function, moult and migratory condition emerges.

     

Über die Körpertemperaturen und den Wärmehaushalt von Apis mellifica

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

Über 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.     

Über einen neuen Intermedintest und die Intermedinreaktion der Elritze

Zusammenfassung Durch Injektion von Intermedin erhält man bei der Elritze Melanophorenexpansion, niemals Kontraktion. Die von zahlreichen Autoren beschriebene Ballung von Fischmelanophoren durch Hypophysen-hinterlappenpräparate ist nicht nach Przibram mit Hilfe des Schultz-Arndtschen Gesetzes zu erklären, sondern geht anscheinend auf die Wirksamkeit einer vom Intermedin verschiedenen Substanz oder mehrerer solcher zurück. Das typische Farbwechselhormon Intermedin wirkt auf Frosch- und Fischmelanophoren qualitativ gleich.Ein nervöser Mechanismus der Erythrophorenintermedinreaktion, wie ihn Peczenik bewiesen zu haben glaubt, überhaupt jede zentrale Wirkung des Intermedins auf das rote Pigment, wie sie Zondeks Befunde und Anschauungen nahelegen, wird völlig abgelehnt. Einerseits vermag die Zerstörung von Nervensträngen und Nervenzentren die Reaktion nicht zu verhindern, andererseits demonstriert die an isolierten Haut- und Flossenstücken leicht nachweisbare direkte Wirkung des Hormons seine periphere Angriffsweise zur Genüge. Die von Peczenik bestrittene Auffassung Giersbergs, daß Erythrophoren und Xanthophoren der Elritze keine Innervation zeigen, erhält dadurch eine neue Stütze. Dieser Sonderstellung gegenüber den innervierten Fischchromatophoren entspricht ein abweichendes Verhalten zu anorganischen Salzen. Peczeniks Spekulationen bezüglich der Erythrophoreninnervation auf Grund der Wirkung vegetativer Gifte sind daher als verfehlt zu betrachten.Ähnlich wie bei den ebenfalls nicht innervierten Pigmentzellen von Dixippus morosus (Atzler 1930) ist auch bei den Erythrophoren der Elritze eine Expansion bei Sauerstoffmangel unmöglich.Die von Jores und Lenssen erhobene Behauptung, die Erythrophoren der Elritze reagierten auf durch alkalische Extraktion gewonnene Hypophysenauszüge schwächer als auf saure, wird angefochten. Die Intermedinreaktion der Elritzenerythrophoren entspricht weitgehend der der Froschmelanophoren. Kein qualitativer, sondern nur ein quantitativer Unterschied im Verhalten gegenüber den expansionshemmenden Substanzen der sauren Extrakte trennt diese beiden Chromatophorentypen.Ähnlich wie der Froschtest (Trendelenburg, Jores) ist auch der Zondeksche Intermedinnachweis durch Injektion bei Elritzen unspezifisch, da es Stoffe gibt, die durch eine Reizwirkung auf den Zwischenlappen die Hormonreaktion indirekt hervorrufen.Es wird ein neuer spezifischer Test beschrieben, der neben anderen Vorzügen vor den beiden älteren Testmethoden eine leicht herstellbare Einheit bietet, die Elritzenflosseneinheit (E.E.). Unsichere Standardlösungen, wie sie für den Froschtest unentbehrlich sind, werden hierdurch entbehrlich.Die vorliegende Arbeit wurde mit Hilfe von Mitteln der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft ausgeführt.Am Ende meiner Ausführungen möchte ich Herrn Prof. Dr. Giersberg für die Anregung zu dieser Arbeit und sein ständiges Interesse meinen herzlichsten Dank aussprechen.     

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

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