Correlations between melanin pigmentation and element concentration in feathers of White-tailed Eagles (Haliaeetus albicilla)

Summary The element concentration of moult feathers of White-tailed Eagles was investigated. Using the 2- MeV Hamburg proton microprobe we tried to differentiate between elements incorporated into the feather via the food chain and those which are deposited externally onto the feather vane. Regarding incorporated elements, special attention has been given to a possible correlation between element concentration and feather pigmentation. Concerning the elements detected in this work (S, K, Ca, Ti, Mn, Fe, Cu, Zn, Hg, Pb), calcium, manganese and zinc show a considerable enhancement within the pigmented feather as compared with pigment-free feather sections. On the other hand, no differences were found in concentrations for sulfur, titanium, iron, copper, mercury and lead. Our findings therefore imply a special enrichment of Ca, Mn and Zn within melanin, the source of the feather's pigmentation. The possible role of these elements with regard to melanin formation is discussed.

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Melaninpigmentation und Elementkonzentration in Federn des Seeadlers (Haliaeetus albicilla)

Zusammenfassung Es wurden die Elementkonzentrationen in Mauserfedern von Seeadlern untersucht. Mit Hilfe der Hamburger 2-MeV-Protonenmikrosonde, die die Analyse von Probendetails im Mikrometerbereich ermöglicht, versuchen wir zwischen Elementen zu unterscheiden, die vom Adler mit der Nahrung inkorporiert, verstoffwechselt und während der Mauser in die Feder eingelagert wurden und solchen, die während der etwa einjährigen Verweilzeit der Feder im Gefieder extern aus der Atmosphäre aufgelagert wurden.Im Hinblick auf die eingelagerten Elemente untersuchen wir mögliche Zusammenhänge zwischen der Elementkonzentration und der Federpigmentierung. Von den nachgewiesenen Elementen (Schwefel, Kalium, Calcium, Titan, Mangan, Eisen, Kupfer, Zink, Quecksilber und Blei) zeigen Calcium, Mangan und Zink eine erhebliche Anreicherung in der pigmentierten Feder im Vergleich zu pigmentfreien Federausschnitten. Dagegen wurden keine signifikanten Unterschiede der Elementkonzentrationen von Schwefel, Titan, Eisen, Kupfer, Quecksilber und Blei festgestellt. Die gefundenen Ergebnisse bedeuten eine erhebliche Anreicherung von Calcium, Mangan und Zink im Melanin, das für die Federpigmentierung verantwortlich ist. Die mögliche Funktion dieser Elemente im Hinblick auf die Melaninbildung wird diskutiert.

     

Die normalen Schwermetalle der Niere

Zusammenfassung 1. Anteile der in den Nieren vorhandenen Schwermetallspurenelemente Eisen, Zink, Kupfer, Cadmium, Blei lassen sich durch Schwefelwasserstoff in Sulfide umwandeln und durch physikalische Entwicklung sichtbar machen.2. Das Schwermetallaschenbild veranschaulicht besonders die Verteilung von Zink im Gewebe.3. Die nachweisbaren Anteile der Spurenelemente sind vorwiegend mobile Bestandteile des Gewebes. Sie liegen in den Deckzellen der Glomerula, an den Basalmembranen, in den Tubuluszellen und in den Kanälchenlichtungen. Ein schmaler Wall unter dem Bürstensaum der Hauptstückzellen bindet schwefelaffine Metalle: Zink, Kupfer, Blei, Quecksilber.4. Auf den Zink- und Kupfergehalt der Muskelzellen wird hingewiesen.5. Die Befunde werden diskutiert.Mit 15 TextabbildungenDurchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.Herrn Professor Dr.K. Thomas zum 75. Geburtstag.     

Schwermetalle in Federn von Habichten (Accipiter gentilis) aus unterschiedlich belasteten Gebieten

Zusammenfassung Mit standardisierten Habicht-Mauserfedern läßt sich die Schwermetallbelastung von Landschaftsausschnitten repräsentativ erfassen, wie der Vergleich mit auf physikalisch-technischem Weg ermittelten Depositionsraten aus dem gleichen Untersuchungsgebiet bestätigt. Zwischen den Cadmium-, Blei- und Kupfergehalten in standardisierten Habicht-Mauserfedern und den gemessenen Depositionsraten dieser Elemente besteht eine signifikante Korrelation. Die einzelnen Handschwingen zeigten unterschiedlich hohe Cadmium-, Blei- und Kupfergehalte, abhängig von ihrer Stellung im Flügel. Auch Federfahnen wiesen eine charakteristische Cadmium- und Bleiverteilung auf. Die exogene Auflagerung von Schwermetallen aus der Atmosphäre auf/in die Federfahnen wird diskutiert.

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Heavy metals in Goshawk (Accipiter gentilis) feathers from differently polluted areas

Summary Standardized moulted feathers of Goshawks are used as biomonitors to indicate heavy metal pollution of areas. There is a strong correlation between the cadmium, lead and copper content of this feathers and the wet deposition rate, measured by wet deposition samplers. The distribution of lead, cadmium and copper in different primaries and in other feathers are shown. The exogenous deposition of this heavy metals from the atmosphere on/into the feather vanes are discussed.

     

Atomabsorptionsmessungen von Blei,Cadmium, Kupfer,Eisen und Zink im Seston der Ostsee

Zusammenfassung 1. Auf einer Forschungsfahrt in die Ostsee im April/Mai 1973 wurden 100 Sestonproben entnommen und auf ihren Gehalt an Blei, Cadmium, Zink, Kupfer und Eisen mit Hilfe der flammenlosen Atom-Absorptions-Spektrometrie analysiert.2. Die mittlere Konzentration im Seston der Ostsee beträgt für Blei 123 ppm, für Cadmium 5,8 ppm, für Zink 300 ppm, für Kupfer 61 ppm und für Eisen 3535 ppm.3. Im Vergleich zu Metallanalysen ozeanischen Sestons müssen die Blei- und Cadmiumkonzentrationen als stark überhöht angesehen werden.4. Die Konzentrationen des partikulär gebundenen Eisens, Zinks und Kupfers können bis auf lokal stark erhöhte Eisen- und Zinkkonzentrationen als natürlich angesehen werden.5. Arbeitsweise und Meßgenauigkeit der Metallanalytik werden beschrieben.

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Atomic absorption measurements of lead, cadmium, copper, iron and zinc in seston of the Baltic Sea

During a cruise with R. V. Alkor from Kiel Bight to Finnish Bay, nearly 100 seston samples were taken during April/May 1973. Samples from the 23 stations were analyzed for lead, cadmium, copper, iron and zinc by flameless atomic absorption spectrometry. The mean values for lead and cadmium were 123 and 5.8 ppm, respectively; for zinc, 733 ppm, for copper, 61 ppm, and for iron, 3535 ppm. In contrast to trace-metal analyses of off shore seston, the concentrations for lead and cadmium in Baltic-Sea seston are very high; these results are in good agreement with analyses of the dissolved metals. The concentrations of zinc, copper and iron in the particulate matter from the Baltic-Sea, apart from some local influences, agree well with values published from the concentrations in off shore seston. The distribution and variation of the individual values are discussed. The method for analysing the metals and its precision are briefly described.

     

Empfehlungen zur Analysenmethode von Schwermetallen in Vogeleiern und Federn mit Hilfe der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS)

Zusammenfassung Die Arbeit enthält ausführliche theoretische und praktische Hinweise zur Bestimmung von Schwermetallen (Cd, Cu, Fe, Pb und Zn) in Vogeleiern und Federn mit Hilfe der Atomabsorptionstechnik (Flamme und Graphitrohr). Vor Beginn der Metallanalysen am AAS können bereits bei der Probenvorbereitung und beim Aufschluß beachtliche Fehler entstehen. Da hier die größten Fehlerquellen liegen, müssen diese Analysenschritte äußerst sorgfältig durchgeführt werden. Damit keine Metallspuren in die Analyse eingeschleppt werden, sollen beim Aufschluß geschlossene Quarzgefäße oder Teflonbomben verwendet, sowie geringste Säuremengen hinzugefügt werden. Die Gehalte von Fe und Zn liegen in den zur Diskussion stehenden Matrices so hoch, daß sie mit der leichten Flammentechnik erfaßbar sind. Auch Cd, Cu und Pb werden bei hoher Analyt-Konzentration mit dieser Technik bestimmt. In der Regel aber werden sie mit der problemreicheren Graphitofen-Technik analysiert. Man kann die Probenlösungen nicht ohne weiteres direkt im Graphitrohr vermessen, da Störungen in Form von chemischen und physikalischen Interferenzen entstehen. Viele Matrixeffekte lassen sich durch eine wäßrige Verdünnung fast vollständig beseitigen. Sind aber hierdurch keine reproduzierbaren Resultate zu erzielen, werden diese Elemente nach dem sogenannten Additions- oder Aufstockungsverfahren bestimmt. Auf die Schwierigkeit der Spurenelementanalyse von Cd, Cu und Pb in Eischalen wird besonders hingewiesen und ein Verfahren zur Extraktion dieser Metalle mit MIBK/APDC angegeben.

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Recommendations for analytical methods of heavy metals in bird eggs and feathers with atomic-absorption spectrophotometry (AAS)

Summary Theoretical and practical hints for the detection of heavy metals (Cd, Cu, Fe, Pb und Zn) in bird eggs and feathers with the help of AAS (Flame and Grapite-Furnace), are given. Before starting the metal analysis with AAS, great errors are possible, especially when preparing and digesting the samples. Therefore great care and accuracy is necessary. In order to keep digestion system free of contamination, tightly closed quartzglass flasks and acid digestion bombs (Teflon) must be used. Addition of slight quantities of acids are recommended as well. The concentration of Fe and Zn in the matrices are high enough being determined by the flame atomic absorption. If the concentrations of Cd, Cu and Pb are high enough, they can be determined with this technique as well. However, they are normally analysed by means of the rather complicated flameless operation (Graphite-Tube). The sample solution cannot be measured directly in the graphite cuvette, since chemical and physical interferences do arise. Many matrix effects can be eliminated by using a proper dilution with double dest. water. If the results obtained are not reproducible the addition method must be used. The difficulties of trace element analysis (Cd, Cu and Pb) in eggshells is especially mentioned, and a procedure of extraction with methyl isobutyl ketone/ammonium pyrollidine dithiocarbamate (MIBK/APDC) is indicated.

     

Moults and weights of captive RedpollsCarduelis flammea

Summary The moults and weights in captivity of sixCarduelis flammea cabaret and twoC. f. flammea are described. The birds started to moult on dates between 10 and 31 July, took 46–69 days to moult completely, and 44–58 days to replace their primaries. On average, the secondaries and the inner three primaries ofcabaret each took 14 days to grow, and the outer primaries took progressively longer, the outermost taking 21 days. Growth rates varied for different feathers. Within each race equivalent feathers in different birds took approximately the same time to grow, but those of the largerC. f. flammea took slightly longer, on average, than those ofcabaret. In both races, primaries 4–7 were shed at longer intervals than the rest, and the last three secondaries at shorter intervals than the first three.All the tail feathers are shed over 7–11 days, and incabaret the outer one took 20 days to grow at 2.4 mm per day. Inflammea it is longer and took 21 days to grow at 2.7 mm per day. The number of body feathers dropped varied greatly from day to day, but birds that shed their primaries at comparatively long intervals also dropped their body feathers more slowly.On all aspects on which comparative data are available, the moults of these captive Redpolls are closely similar to those of the wild birds studied byEvans (1966, 1969) andEvans et al. (1967).In contrast, the weights and fat contents of captive birds were much higher than those of free-living Redpolls, both before and after moult, but were similar during moult. Two captive birds killed for analysis a month after moult, contained much more fat (4.6 gm. and 2.0 gm.) than has been recorded from wild Redpolls (maximum 1.9 gm.). It is suggested that the reduction of fat during the moult of captive birds is the result of a distinct physiological condition prevailing at this time that prevented excessive fat-storage. However, fat deposition in captive birds in the autumn (presumably equivalent to premigratory fattening in wild birds) began a few days before the end of moult (whenever this occurred) and took 5–10 days to complete.

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Zusammenfassung Die Mauser und das Gewicht von 6Carduelis flammea cabaret und 2C. f. flammea, alle in Gefangenschaft, wurden untersucht. Die Vögel begannen die Mauser an Daten, die zwischen 10. und 31. Juli lagen. Sie währte 46–69 Tage, davon entfielen 44–58 Tage auf den Ersatz der Handschwingen. Im Durchschnitt wuchsen die Armschwingen und die drei innersten Handschwingen voncabaret je 14 Tage lang, die äußeren Handschwingen zunehmend länger, die äußersten 21 Tage lang. Die Wachstumsgeschwindigkeit war nicht bei allen Federn gleich. Homologe Federn verschiedener Vögel der gleichen Subspezies wuchsen ungefähr gleich lange; bei der größeren Subspeziesflammea verhornten sie etwas später als beicabaret. Bei beiden Rassen fielen die Handschwingen 4 bis 7 in größeren Abständen aus als die übrigen, und die drei äußersten in kürzeren Abständen als die drei innersten.Alle Stuerfedern fielen binnen 7–11 Tagen aus. Beicabaret wuchs die äußerste (S 6) 20 Tage lang, und zwar täglich 2,4 mm. Die Zahl ausgefallener Körperfedern variierte beträchtlich von Tag zu Tag, aber so lange die Vögel ihre Handschwingen mit relativ langen Abständen wechselten, erneuerten sie gleichzeitig auch das Körpergefieder langsamer.In den schon vergleichbaren Einzelheiten stimmt die Mauser dieser gekäfigten Birkenzeisige in jeder Hinsicht gut überein mit der Mauser von freilebenden, die vonEvans (1966, 1969) und vonEvans et al. (1967) untersucht worden ist.Das Gewicht und der Fettgehalt der Gekäfigten waren sowohl vor als auch nach der Mauser viel höher als bei Freilebenden; sie glichen einander aber während der Mauser. Zwei Gekäfigte, die einen Monat nach der Mauser für die Analyse getötet wurden, enthielten viel mehr Fett (4,6 g und 2,0 g) als bei freilebenden Birkenzeisigen gefunden worden ist (bei diesen maximal 1,9 g). Es wird vermutet, daß die während der Mauser der Gekäfigten festgestellte Verminderung des Fettgehaltes bewirkt wird durch einen besonderen physiologischen Prozeß, der zu dieser Zeit eine übermäßige Fettspeicherung verhindert. Aber einige Tage vor dem Ende der Mauser begann bei den Gekäfigten die Fettablagerung; sie war nach 5 bis 10 Tagen beendet. Das entspricht wahrscheinlich der prae-migratorischen Fettspeicherung bei Freilebenden.

     

Die vom Schema der Passeres abweichende Handschwingenmauser des Rohrschwirls(Locustella luscinioides)

Zusammenfassung Von vier im Herbst bei Neusiedl am See (Österreich) die Handschwingen mausernden adulten Rohrschwirlen(Locustella luscinioides) schritt bei dreien deren Erneuerung von einem in ihrer Mitte gelegenen Zentrum aus descendent und ascendent vor. Der vierte Vogel hatte alle proximalen Handschwingen vermausert, H 8 bis 10 waren jedoch noch alt. Es kann nicht entschieden werden, ob dieser Vogel den ganzen Handflügel descendent mauserte oder ob er die ascendent mausernde Reihe vor der descendenten erneuert hatte. Die große Variabilität in der Ablaufgeschwindigkeit von Mauserreihen, Asymmetrien und die große Zahl der gleichzeitig mausernden Schwingen lassen vermuten, daß die Abkehr des Rohrschwirls von der descendenten Handschwingenmauser der meisten Passeres in Zusammenhang mit seiner Lebensweise in dichten Schilfbeständen steht, wo er im Spätsommer offenbar auf die Flugfähigkeit verzichten kann.Die Armschwingen mausern, wie es bei Passeres normal ist: Auf die Schirmfedern folgen A 1 bis 6 in ascendenter Reihenfolge. Die zeitliche Korrelation dieser Mauser mit der der Handschwingen scheint eng zu sein.Die oft große Zahl gleichzeitig wachsender Steuerfedern läßt auf geringen zeitlichen Abstand beim Ausfallen schließen und ist (neben der oft vorkommenden Ersatzmauser?) dafür verantwortlich, daß der beibehaltene zentrifugale Modus nicht streng wirksam wird.Die Kleingefiedermauser beginnt zur Zeit der Schirmfedererneuerung außer am Kopf am ganzen Körper vehement einzusetzen, so daß der Vogel zur Zeit seiner Flugunfähigkeit gleichzeitig den Großteil seines Kleingefieders, bis zu 7 Schwungfedern und wohl den ganzen Schwanz mausert. Da die Mauser kurz nach dem Schlüpfen der letzten Brut beginnt, füttert er während dieser Zeit noch seine heranwachsenden Jungen, was als beachtliche physiologische Leistung betrachtet werden muß.

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Summary In three out of four adult Savis Warblers(Locustella luscinioides) banded in autumn in Neusiedl am See (Austria), the primaries were renewed in an ascending and descending pattern from a centre in their midst. The fourth bird had new inner primaries, the outermost three only being old. It is impossible to decide whether in this case all primaries were replaced in a descending pattern or if an ascending replacement took place prior to the descending. The descending pattern of moult in the primaries of most Passerines is given up in the Savis Warbler in relation with its life in dense reed beds where it is able to live flightless in late summer. So the species can afford a considerable individual variability in speed of moult in various parts of the wing, asymmetry in the pattern of moult, and the renewal of a large number of wing feathers at the same time.Moult in the secondaries occurs as usual with the Passerines: following the renewal of the innermost three, the remaining feathers are replaced in ascending pattern. The time of moult in the primaries and secondaries seems to be well-correlated.The tail feathers are shed at very small intervals and this, together with frequent accidental loss of some of them, is responsible for the fact that the centrifugal plan of moult is not realized exactly.The renewal of all body feathers with exception of the head begins at the time of replacement of the innermost secondaries. Thus the majority of the body feathers, up to seven wing feathers and the whole tail grow at the same time during the period of flightlessness. As moult begins shortly after hatching of the last brood, the growing juveniles are still being fed during this period, and this must be regarded as a remarkable physiological achievement.

     

Der histochemische Nachweis der normalen Schwermetalle der Leber

Zusammenfassung Das SSB der Leber zeigt die durch H₂S im Gewebe entstandenen Sulfide von Eisen, Zink und Kupfer.Eisensulfid läßt sich in Eisenblau umwandeln, so identifizieren und auch in normalen Lebern nachweisen.Kupfer, wahrscheinlich das Reservekupfer, kommt in der Leber in einer besonderen Bindung (Proteid) vor. Dieser Komplex ist argyrophil und löst Dithizon. Er bildet wie andere Kupferverbindungen in der Leber mit H₂S Kupfersulfid, das als säurestabiles Sulfid nachgewiesen werden kann. Im Spodogramm läßt sich Kupfer in der Asche kupferreicherer Zellen als braunes Kupferdithizonat erkennen.Das gleichfalls säurestabilere Bleisulfid unterscheidet sich vom Kupfersulfid durch seine Unlöslichkeit in Kaliumcyanid.Die Lage und Verteilung des Zinks in der Leber ergibt sich aus dem Schwermetallaschenbild.Mit 24 TextabbildungenMit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

The effect of foreign skin on feather pattern in the common fowl (Gallus domesticus)

Summary Experiments with skin grafting in the fowl have shown that a large measure of success is obtainable by means of a very simple technique. When a graft is placed on the back of a newly hatched chick the feathers subsequently developed conform very strictly in color and pattern to the type characteristic of the breed from which the graft was derived, except that occasionally some abnormally colored feathers are produced. These feathers are found to belong to two classes, one of which can be duplicated in unoperated birds, while the other is distinctive and represents a combination of the characteristics of donor and host. The data at hand do not justify anything more than a tentative hypothesis as to the exact mode of interaction in this case, but the fact that such an interaction does occur places the bird in line with some of the lower forms, and opens a new field for the study of regulatory processes in warm blooded animals.

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Zusammenfassung Experimente mit Haut, die Hühnern implantiert wurde, haben gezeigt, daß ein beträchtlicher Erfolg durch eine ganz einfache Technik erreichbar ist. Wenn ein Implantat auf den Rücken eines gerade ausgebrüteten Kükens gepflanzt wurde, entwickelten sich die Federn in der Folge in Farbe und Zeichnung ganz entsprechend dem charakteristischen Typus der Rasse, von der das Implantat genommen wurde, ausgenommen daß gelegentlich einige abnorm gefärbte Federn gebildet werden.Es ergab sich, daß diese Federn zwei Gruppen angehören. Die eine davon kann auch bei nicht operierten Vögeln vorkommen, während die andere besondere Merkmale zeigt und eine Kombination der Charaktere von Geber und Wirt darstellt. Das vorliegende Material rechtfertigt nicht mehr als eine versuchsweise Vermutung über die genauere Art der Wechselwirkung in diesem Falle. Aber die Tatsache, daß solch eine Wechselwirkung vorkommt, stellt den Vogel auf eine Linie mit einigen niedrigeren Formen und öffnet ein neues Feld für das Studium regulatorischer Prozesse bei Warmblütern.

     

Communal roosting in the Magpie (Pica pica)

Summary Why does MagpiesPica pica roost communally rather than solitarily in winter? Most roosts were situated in deciduous trees near water, and they held relatively small numbers of birds. All Magpies roosted communally in winter. Strong winds reduced the height of roost perches, and roosting in leeward conditions increased. Less time was spent at the roost before and following roosting in winter when compared with the autumn and the spring situations. Magpies from high quality territories arrived late in the evening and left early in the morning. Foraging activity increased at the roost as day-length decreased, whereas flying remained constant. Sexual and aggressive behaviour were common in spring. Juveniles were sub-ordinate at the roost. Communal gathering was common at the roost. Several activities occurred frequently either at the pre-roost or at the roost, but aggressive and sexual behaviour had a spatial distribution as expected from the number of birdhours spent in the two sites. Roosting ceased following initiation of nesting activity, but early nesters attended the roost longer than late nesters following start of nest building. Start of breeding was not synchronized within roosts. Predation was rare at the roost and elsewhere in the study area. Roosting seems not to be due to information centre effects, predator avoidance, favourable micro-climate, lack of roost sites, or synchronization of breeding activities. Magpies may monitor the quality of their neighbours including their mating status at the roost. Communal roosting of corvid species seems to be related primarily to the distribution and the abundance of food, species with an unpredictable food supply roosting communally.

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Gemeinsames Übernachten bei der ElsterPica pica

Zusammenfassung Warum ziehen Elstern Gemeinschaftsschlafplätze der Einzelübernachtung vor? Viele Übernachtungsplätze liegen in Laubbäumen am Wasser und werden meist nur von relativ wenigen Individuen benutzt. Im Winter übernachteten jedoch alle Elstern in größeren Scharen (Abb. 1). Starker Wind verringert die Höhe der Sitzplätze und begünstigt leewärts gelegene. Vor und nach dem Übernachten waren die Elstern im Winter weniger lange Zeit answesend als im Frühjahr und Herbst (Abb. 6). Elstern aus Revieren hoher Qualität kamen abends später und flogen morgens früher wieder ab (Abb. 7, 8). Nahrungssuche am Übernachtungsplatz nahm mit abnehmender Tageslänge zu; Flugaktivität blieb konstant. Im Frühjahr waren Anzeichen von Aggressivität und Sexualverhalten häufig. Juv. nahmen an Übernachtungsplätzen niedrigere Rangstellungen ein. Schwarmbildung war häufig. Verschiedene Aktivitäten waren häufig entweder vor oder am Übernachtungsplatz festzustellen, doch Aggressiv- und Sexualverhalten konzentrieren sich meistens auf Plätze außerhalb. Nach Beginn des Nestbaus wurde der gemeinsame Übernachtungsplatz nicht mehr aufgesucht (Abb. 12), doch blieben Frühbrüter relativ länger als Spätbrüter gemessen am Stand des Brutgeschäfts. Innerhalb einer Übernachtungsgesellschaft verlief der Beginn des Nestbaus nicht synchron. Der Feinddruck am Schlafplatz wie im übrigen Untersuchungsgebiet war sehr gering. Gemeinsames Übernachten scheint keine Bedeutung als Informationszentrum oder für Verringerung der Feindeinwirkung zu besitzen, noch ist es wegen günstigen Mikroklimas, des Fehlens geeigneter Übernachtungsplätze oder als Mittel der Synchronisation des Brutgeschäftes erklärbar. Elstern prüfen vielleicht die Qalität ihrer Nachbarn und ob sie verpaart sind. Gemeinsames Übernachten scheint bei Corviden in erster Linie mit der Verteilung und Menge der Nahrung zusammenzuhängen: Arten mit einem nicht vorhersagbaren Nahrungsangebot übernachten gemeinsam.

     

Zur Frage des Einflusses von Spurenelementen auf Bacillus asterosporus

Zusammenfassung Es wurde mittels Trübungsmessung der Einfluß von Chloriden, Nitraten und Sulfaten der Schwermetalle Kupfer, Zink und Kobalt auf das Wachstum von Bacillus asterosporus im Konzentrationsbereich von 1–14·10^-7 mol/ml synthetischer Nährlösung geprüft. Dabei konnte nur durch Kobalt in hoher Verdünnung eine Wachstumsförderung bis zu 100% erzielt werden, während die beiden anderen Schwermetalle toxisch wirkten. Der Einfluß der gleichzeitig vorhandenen Anionen erscheint dabei von untergeordneter Bedeutung. Mit Bor, als Borax dem Nährmedium zugesetzt, konnte im Konzentrationsbereich von 2·10^-7 Mol/ml auch eine Wachstumsförderung erzielt werden.Auf chemischem und radiochemischem Wege wurde schließlich übereinstimmend festgestellt, daß Bac. asterosporus im Bereich der das Wachstum am stärksten anregenden Konzentration von Co(NO₃)₂ eine bestimmte Kobaltmenge adsorptiv oder intracellulär festhält. Die Frage nach dem Sitz des fixierten Kobalt konnte nicht eindeutig geklärt werden.Über Versuche zur Klärung des Kobalteinflusses auf den Abbau von Glucose und die Abgabe von Gärungskohlensäure durch Bacillus asterosporus wird demnächst berichtet werden.     

Das Wachstum der Hefe in synthetischer Nährlösung unter besonderer Berücksichtigung des Eiseneinflusses auf die Eiweißbildung

Zusammenfassung Es wurde für Saccharomyces cerevisiae eine synthetische Nährlösung zusammengestellt, die außer Glucose und Vitaminen keine anderen ausnutzbaren organischen Verbindungen enthält; als Komplexbildner wird Äthylendiamin-tetraessigsäure zugesetzt. Außer Eisen, Kupfer, Zink und Mangan werden keine anderen Spurenelemente für das Hefewachstum benötigt, wenn die zur Einsaat verwandte Hefe bei Labortemperatur aufbewahrt worden ist. Bei fortgesetzter Kultur ausschließlich in dieser Lösung zeigte die Hefe keine Veränderung. Das Wachstum bei Vollernährung erfolgt in zwei großen Abschnitten: einem anaeroben, in dem auch von vorhandenem Sauerstoff nicht Gebrauch gemacht wird, und einem aeroben. Die Vermehrungsgeschwindigkeit im anaeroben Teil ist größer als im aeroben.Das Wachstum der Hefe ist abhängig vom Eisengehalt der Nährlösung; dabei ist gerade die Vermehrungsgeschwindigkeit in der anaeroben Phase spezifisch abhängig von der Konzentration an freien Eisen(III)-ionen.Bei Eisenmangel wird die Bildung von Roheiweiß behindert. In den anaeroben Phasen des Wachstums ist dessen Anteil an der Zelltrockenmasse nach eisenarmer Ernährung sehr viel geringer (42%) als nach eisenreicher Kultur (60%).     

Die Kennzeichnung der Zuwachsstreifen in der Wachsenden Konturfeder mit Hilfe von Radioaktivem Natriumsulfat

Zusammenfassung Hausrotschwänzen (Phoenicurus ochruros Gmelin), Elstern (Pica pica Linné), Wellensittichen (Melopsittacus undulatus Gould), Sonnenvögeln (Leiothrix luteus Scop.) und Dompfaffen (Pyrrhula pyrrhula Linné) wurde trägerfreies Na₂ ³⁵SO₄ in sterilisierter isotonischer Kochsalzlösung mit einer Aktivität von 1,0–2,0 mC/ml beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert oder peroral gegeben.Die Applikation der radioaktiven Sulfatlösung erfolgte zu verschiedenen Zeiten des normalen Gefiederwachstums beim Jungvogel und auch nach der Mauser bzw. künstlichen Entfernung von Einzelfedern während des Wachstums der Sekundärfedern.Deck- und Flugfedern wurden in wechselnden Zeitabständen nach der Applikation der Na₂ ³⁵SO₄-Lösung mit einem Geiger-Müller-Zählrohr und einem Zählrohrverstärker sowie auch autoradiographisch auf ihre radioaktive Strahlung hin mit folgenden Ergebnissen untersucht:Das radioaktive Isotop wird in der Feder je nach der Applikationsmenge und den stoffwechselphysiologischen Gegebenheiten bei den verwendeten Vogelarten in Form schmaler Querzonen oder größerer Areale abgeschieden.Die Winkel der radioaktiven Querzonen zu dem proximalen Schaftteil entsprechen denjenigen der natürlichen Zuwachsstreifen.Auch die Breite der schmalen radioaktiven Querzonen entspricht derjenigen der natürlichen Zuwachsstreifen oder aber unter gewissen Umständen sogar derjenigen, die durch Tag- und Nachtunterschiede oder stoffwechselphysiologische Schwankungen bedingt sind und so auch bei den natürlichen Zuwachsstreifen eine Aufgliederung des 24-Stundenrhythmus verursachen.Bei den Schwung- und Schwanzfedern der Wellensittiche konnte sogar eine mehrfache rhythmische Ablagerung des Isotops entsprechend dem 24-Stundenrhythmus der natürlichen Zuwachsstreifen über mehrere Tage hinaus nachgewiesen werden.Außer diesen schmalen radioaktiven Querzonen waren breitere, nicht so stark strahlende Querbänder autoradiographisch nachweisbar, die einem mehr Zeit beanspruchenden stoffwechselphysiologischen Geschehen zugeordnet werden könnten. Sie werden erst mehrere Tage nach der Applikation des radioaktiven Isotops in der Feder angelegt.Die schmalen radioaktiven Querzonen und auch die distalen Begrenzungen der größeren radioaktiven Areale ließen sich den Applikationsdaten zuordnen. Dabei war in allen Fällen, bei denen die untersuchten Federn sich in vollem Wachstum befanden, ein Emporwandern des radioaktiven Isotops bzw. seiner Derivate über das Oberflächenniveau der Haut nach dem Applikationstermin nachweisbar.Bei Hand- und Armschwingen des Wellensittichs konnte in einem Fall sogar eine Angleichung der proximalen Begrenzung des radioaktiven Areals an die proximale Grenze einer Pigmentzone festgestellt werden.Die im Gegensatz zu den Wellensittichen schnelle Ausscheidung des radioaktiven Isotops bei Elstern ermöglichte eine mehrfache Markierung an der gleichen Feder und eine entsprechende Zuordnung der radioaktiven Querzonen zu den Injektionsterminen sowie einen Vergleich zum Wachstum der Einzelfeder als auch eine vergleichende Betrachtung des Wachstums der Federn untereinander.Bei kleinen Federn des gleichen Federtyps lagen die radioaktiven Querzonen bei gleichen Applikationsdaten und unter der Voraussetzung, daß sich die Federn in der einander entsprechenden Wachstumsphase befanden, näher beieinander als bei großen Federn, relativ aber weiter voneinander entfernt.Vergleichende Messungen an Federn von Vögeln (Wellensittichen) des gleichen Käfigs gaben Veranlassung zu der Annahme zeitweiser gleichsinniger Änderungen der Wachstunisgeschwindigkeiten.Eine Auswertung der Lagebeziehungen der radioaktiven rhythmischen Querzonen bei den Schwungfedern von Wellensittichen ergab einen leicht wellenartigen Verlauf der den Zuwachsraten entsprechenden Querzonenbegrenzungen gleicher Wachstumszeiten.Für die chemische Federanalyse wurden Hydrolysate hergestellt. Eine Verbindung papierchromatographischer und autoradiographischer Methoden sowie das Abtasten von Papierchromatogrammen mit einem quantitativ arbeitenden Zählgerät, ermöglichte den Nachweis für die Ablagerung des radioaktiven Schwefels in der Feder in der Hauptsache als Cystin.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

Effects of lead and cadmium on oxygen consumption and life expectancy of the pupal parasitoid, Pimpla turionellae

The parasitoid Pimpla turionellae L. (Hym., Ichneumonidae) was fed either with Cd, Pb, and Cd+Pb —contaminated food or water. Body concentrations of heavy metal and effects on lifetime and respiration were studied. Cadmium at a concentration of 33 g per gram food or per ml water reduced life expectancy; whereas lead did such at 82 g per ml water only. Differences were found between sexes and modes of contamination concerning body concentrations of Cd and Pb. Lead affected respiration only via water contamination; whereas cadmium did such also via food contamination. Ecological consequences of the observations are discussed.

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Zusammenfassung Pimpla turionellae L. (Hym., Ichneumonidae) wurde mit Blei (82 g/g) und Cadmium (33 g/g) bzw. deren Kombination über Futter oder Wasser belastet. Schwermetallgehalte sowie Auswirkungen auf Lebensdauer und Sauerstoffverbrauch wurden untersucht. Der Einfluß der Schwermetalle war nach Geschlecht bzw. nach Art der Kontamination verschieden. Cadmium wirkt schon bei geringen Konzentrationen verkürzend auf die Lebensdauer, Blei erst bei relativ hohen Konzentrationen. Bei Blei ergab sich eine Abnahme des Sauerstoffverbrauches nur bei Belastung über das Wasser, bei Cadmium hingegen bei beiden Kontaminationsarten. Überlegungen ökologischer Konsequenzen werden angestellt.

     

Bruterfolg, Siedlungsdichte und Raumnutzung der Elster (Pica pica) in unterschiedlichen Habitaten

Zusammenfassung Auf einer Fläche von 128 km² im Raum Rayreuth (Oberfranken) wurde der Einfluß verschiedener Faktoren auf Bruterfolg, Nestbau, Siedlungsdichte und Nistplatzwahl der Elster durch multivariable statistische Methoden geprüft. Größte Bedeutung kam der Lage zur Siedlung zu: Elstern innerhalb von Siedlungen hatten einen vergleichsweise höheren Bruterfolg und eine höhere Siedlungsdichte. Das Habitat (Stadt, Stadtrand, Land) spielte demgegenüber eine geringere Rolle. Ein Einfluß potentieller Feinde (Rabenkrähe, Habicht) war (vermutlich wegen zu geringer Dichte) nicht erkennbar. Die mögliche Beziehung zur Wacholderdrossel wird als gemeinsame Nutzung von Grünland als wichtigste Nahrungsquelle diskutiert. Waldrandnahe Standorte wurden gemieden. Die Höhenlage hatte nur einen geringen Einfluß auf Bruterfolg und Nestbauverhalten. Von verschiedenen das Nest betreffenden Parametern (Baumtyp, Baumhöhe, Exposition, Blattaustrieb, Nestausbau, Nestalter) hatte nur das Nestalter einen deutlichen positiven Effekt auf den Bruterfolg. Bei der Wahl eines Nistplatzes war die Baumhöhe die einzig erkennbare wichtige Größe: Elstern nutzten höhere Bäume als dem durchschnittlichen Angebot entsprach. Die Bedeutung anderer Faktoren (Nistplatzangebot, Jagd) und die Beziehung zwischen den verschiedenen Parametern wird diskutiert.

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Breeding success, density and dispersion of the Magpie (Pica pica) in different habitats

Summary The influence of several factors on breeding success, nesting behaviour, density and selection of nesting sites was investigated on a study plot of 128 km² in northeastern Bavaria (Bayreuth, Oberfranken). The position to human settlement is the most important factor: Magpies within settlements showed a higher breeding success and density than outside (Tab. 5); the habitat (rural, urban, outskirts) was less important. Potential predators (GoshawkAccipiter gentilis, Carrion CrowCorvus corone corone) had no effect, Probably because of its low densities. The relation to colonies of the Fieldfare (Turdus pilaris) is interpreted as a common use of grassland as feeding site during the breeding season (Tab. 5). Magpies seem to avoid the vicinity of forests (Tab. 4). The altitude had only a slight effect on breeding success and nesting behaviour. Among several factors which refer to the nesting site (tree type, height, exposition, period of leaf break, nest type) only the nest age had a clear (positive) effect on breeding success. Magpies preferred higher trees for nest-building (Tab. 4). The influence of other factors (density of nest sites, hunting, character of trees) and the relation between the different factors are discussed.

     

Schwermetalle in Organen und Federn von Graureihern (Ardea cinerea) und Kormoranen (Phalacrocorax carbo)

Zusammenfassung Mittels der Atomabsorptionsspektroskopie wurden Lebern, Nieren und Federn von Graureihern und von diesjährigen Kormoranen auf Cadmium und Blei untersucht.Cadmium war in Geweben der Kormorane höher konzentriert als in gleichaltrigen Graureihern (Leber 0,063 bzw. 0,039, Niere 0,113 bzw. 0.104 mg/kg Frischmasse; Federn 0,077 bzw. 0,025 mg/kg Trockenmasse). Dies könnte auf unterschiedliche Nahrung oder unterschiedliche physiologische Situation der Vögel zurückzuführen sein. Als Maximum wurden in der Niere eines Kormorans 0,375 mg/kg gemessen. Bei den Graureihern konnte in Lebern und Nieren eine Altersakkumulation erkannt werden. Blei war in den Geweben beider Arten unterschiedlich hoch konzentriert. Kormorane enthielten in Lebern 0,124 und in Nieren 0,147 mg/kg Frischmasse sowie in Federn 0,442 mg/kg Trockenmasse, Graureiher 0,110, 0,157 bzw. 0,739 mg/kg. Die höchsten Konzentrationen wurden in Federn gemessen und betrugen bei einem Graureiher 4,525 mg/kg. Eine Altersakkumulation konnte bei Graureihern in Lebern nachgewiesen werden. Zusammenhänge zwischen Feder- und Organbelastungen wurden nur bei diesjährigen Graureiher- erkannt: Federcadmium und Lebercadmium korrelierten positiv miteinander.

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Heavy metals in tissue and feathers of Grey Herons (Ardea cinerea) and Cormorants (Phalacrocorax carbo sinensis)

Summary The livers, kidneys and feathers of 40 Grey Herons and 20 Cormorants were investigated by AAS to determine the extent of contamination with cadmium and lead. The birds had been shot in autumn 1979–1986 in Schleswig-Holstein. All results are given in mg/kg (ppm) wet mass (liver, kidney) or dry weight (feather). On the average, the contamination by cadmium in the livers (0.063), kidneys (0.113) and feathers (0.077) was higher in Cormorants than in Grey Herons (0.039, 0.104 and 0.025). These differences may be the result of different food or physiology. The livers and kidneys of young Grey Herons contained less cadmium than the tissue of older birds. The feathers of male Grey Herons contained more cadmium than feathers of females do. This was also the case in kidneys of male Cormorants as compared to the females. Cadmium values in livers and kidneys were positive correlated. No general tendency was detectable in regards to lead contamination. The results concerning Cormorants were 0.124 (liver), 0.147 (kidney), 0.442 (feather) and concerning Grey Herons 0.110, 0.157 and 0.739. The livers of old Grey Herons were more highly contaminated by lead than livers of young ones. The feathers of male Herons contained two times more lead than the feathers of females do.In general, a concentration of heavy metals in feathers does not indicate a contamination of livers or kidneys. A correlation between the values in feathers and tissue was evident only in one case, where a positive correlation was found between feather- and liver cadmium in young male Grey Herons.

     

Die Mauser der Schopfkuckucke(Clamator)

Zusammenfassung Alle Arten der GattungClamator erneuern die 6 äußeren Handschwingen in der Reihenfolge 6 — 9 — Pause — 7 — 10 — Pause — 8 — 5 (oder 5 — 8). Die 10 oder 11 Armschwingen werden regellos transilient gemausert. Für den Wechsel der 5 Steuerfedern gilt nur die Regel, daß eine der drei langen Federn S 1, S 2 und S 3 an beiden Schwanzhälften so lange stehen bleibt, bis mindestens eine der übrigen ausgewachsen ist. Infolge dieser Regelung hatClamator während der Vollmauser ständig einen langen Schwanz.Alle Flugfedern und die Körperfedern werden bei den Adulten im gleichen Zeitraum erneuert. BeiClamator glandarius läßt sich die Dauer der Vollmauser auf etwa 100 Tage schätzen.Die Jungen beginnen alle Federn zu erneuern, bevor sie 6 Monate alt sind. Nach dem Ende der Jugendmauser tritt die Geschlechtsreife ein.DieClamator- Sequenz der 6 äußeren Handschwingen unterscheidet sich fundamental von derCuculus-Sequenz, die von allen übrigen, geregelt mausernden Schmarotzerkuckucken der Alten Welt (Cuculinae) mehr oder weniger streng befolgt wird. Beide Sequenzen sind offenbar unmittelbar aus der ungeregelt transilienten Mauserweise der nicht-parasitischen und einiger parasitischer Kuckucke (z. B.Caliecbtbrus) hervorgegangen.

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Summary In all species of the cuculine genusClamator, the 6 outer primaries are moulted in the sequence 6–9 — pause — 7–10 — pause — 8–5 (or 5–8). The secondaries, 10 or 11 in number, are replaced in an irregular transilient way. There is only one rule governing the moult of the rectrices. One of the prolonged ones (S 1, S 2, and S 3) on each side is retained until at least one of the others has been renewed to its full length. In this way,Clamator retains a long tail all through the period of complete moult.All flight-feathers and the body plumage are replaced in the adults in the same span of time. The complete moult may last about 100 days inClamator glandarius. The young birds begin to moult all juvenal feathers before being about 6 months old. After this moult they are sexually mature.TheClamator sequence of the 6 outer primaries differs fundamentally from theCuculus sequence. The latter is followed (more or less strictly) by all other parasitic cuckoos of the Old World which have developed a regulation of the primary moult. Both sequences sprung obviously from the irregularly transilient mode which is to be found in all non-parasitic and a few parasitic genera of Cuckoos. This confirms the isolated position ofClamator.

     

The resistance of tubificid worms to three common pollutants

Summary Tubificid worms have been shown to be quite tolerant to toxic materials such as lead, phenol, and zinc. Their median tolerance limit (Tl_m) for pH levels in modified Knop solution has been shown to be 5.8 to 9.7. Their Tl_m for lead was 49.0 pp, at pH 6.5 and 27.5 at a pH of 8.5. For sodium pentochlorophenate (PCP) the Tl_m was found to be 0.31 ppm at pH 7.5, 0.67 ppm at pH 8.6 and 1.4 ppm at pH 9.5. The Tl_m determined for zinc was 46.0 ppm at pH 7.5. The interactions of pH and these substances has been examined and discussed, and the importance of definition of the solution has been shown. The mechanism of toxicity for lead and zinc probably is the mucousmetal complex which precipitates on the body wall blocking the exchange of oxygen and carbon dioxide. This is similar to the reaction of these metals observed in the gills of fish. The toxic mechanism of PCP is possibly a biochemical interruption of oxidative phosphorylation. It is not a mucous-effecting mechanism because no mucous precipitate forms as with the metals. In each instance these experiments show tubificids with a quantitative resistance to lead, zinc and phenol greater than similar resistance recorded for various fish species. This provides a basis for quantitative evaluation of the resistant nature of these organisms that may be valuable in future studies of their association to polluted habitats.

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Zusammenfassung Tubificiden haben sich giftigen Materialen wie Blei, Phenyl-säure und Zink gegenüber ziemlich duldsam gezeigt. Ihre Durchschnitts-Duldsamkeitsgrenze (Tl_m) für pH Werte in modifizierter Knop-Lösung sind, wie gezeigt wurde, 5.8 bis 9.7. Ihre Tl_m für Blei war 49.0 ppm bei pH 6.5 and 27.5 bei pH 8.5. Es wurde gefunden, dass das Tl_m für Natrium Pentochlorophenate (PCP) 0.31 ppm bei pH 7.5, 0.67 ppm bei pH 8.5 und 1.4 ppm bei pH 9.5 war. Die festgestellte Tl_m für Zink war 46.0 ppm bei pH 7.5. Die Wechselwirkungen von pH and diesen Substanzen sind geprüft and diskutiert worden und die Wichtigkeit von Erklärung der Auflösung gezeigt. Der Giftigkeits-Mechanismus für Blei and Zink is wahrscheinlich der Schleim-Metall-Komplex, der, den Austausch von Sauerstoff und Kohlenstoffdioxyd blockend, an der Körperwand verflüssigt. Dieses ähnelt der Gegenwirkung der beobachteten Metalle in den Kiemen von Fischen. Der Gift-Mechanismus von PCP ist möhcherweise eine biochemische Unterbrechung sauerstoffartiger Phosphorilation. Es ist kein Schleim-wirkender Mechanismus, weil sich kein Schleim-Präpicitat formt wie bei den Metallen. In jedem Beispiel zeigen diese Experimente bei Tubifiziden einen grösseren quantitativen Widerstand für Blei, Zink und Phenylsäure als ähnliche Widerstände, die bei verschiedenen Fisch-Species registriert wurden. Dieses bildet eine Basis für quantitative Abschätzung des Widerstandes dieser Organismen, die vielleicht in späteren Studien mit ihrer Verbindung mit verunreinigten Fundorten wertvoll sein kann.

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Supported by Grant WP 00937-02. National Institute of Health.