Über den submikroskopischen Bau des Grundhäutchens der Hirnkapillaren

Zusammenfassung Auf Grund der polarisationsoptischen Analyse besitzt das homogene Kapillar-Grundhäutchen eine geordnete Feinstruktur. Es ist ein Eiweiß-Lipoidsystem, in dem die Proteinkomponente als Träger- oder Gerüstsubstanz mengenmäßig überwiegt. Die Proteine zeigen teilweise eine fibrilläre Struktur mit geringer mizellarer Orientierung. In der Fläche der Membran haben die Fibrillen keine bevorzugte Verlaufsrichtung, sie liegen statistisch ungeordnet. Zu der Membranoberfläche verlaufen sie jedoch annähernd parallel, so daß eine folienartige Textur resultiert. In dieses Proteingerüst sind Lipoidmolekeln in radiärer Richtung orientiert eingelagert. Nach einer Näherungsrechnung dürfte es sich um eine bimolekulare Lamelle handeln, wahrscheinlich ist, daß die Lipoide inselförmig in das Proteingerüst eingesprengt sind. Die gefundene Struktur wird in Beziehung zu den Befunden neuerer Arbeiten über die Blut-Hirnschranke und die Blut-Liquorschranke gesetzt. Hierbei wird die Bedeutung der Membranlipoide für die Regulierung des Durchtritts lipoidlöslicher Stoffe, diejenige der Proteinlamellen für die Regulierung der Durchlässigkeit für Wasser und wasserlösliche Stoffe erörtert. Die Endothelmembran, d. h. das Grundhäutchen der Kapillare wird als das morphologische Substrat der Schrankenfunktion angesehen.Die Untersuchung wurde mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgeführt.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den Ernährungsorganellen von Paramecium

Zusammenfassung Der Cytopharynx von Paramecium aurelia wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Aus Befunden und den aus zahlreichen Veröffentlichungen erhobenen lichtmikroskopischen Beobachtungen ließen sich Rückschlüsse auf den Vorgang des Einstrudeins der Nahrungspartikel und die Funktion der Schlundfasern bei der Bildung und Abschnürung der Empfangsvakuole ziehen. Beim Einstrudeln der Nahrungspartikel aus einem durch die Mundfeldbewimperung hervorgerufenen Zirkulationsstrom gelangen die peripher erfaßten Partikel durch die Mundöffnung, die durch Falten der Vestibulum- und Pharynxpellikula gebildet wird, in den Pharynx. Durch die Mundverengung wird sowohl ein Abfiltrieren zu großer Partikel als auch eine Reusenwirkung der in den Pharynx gelangten Nahrungspartikel bewirkt. Die in den Pharynx aufgenommenen Partikel werden von dem Peniculus und der Vierermembran zum Ösophagus befördert, wobei der Peniculus als hauptsächlichstes Schluckorganell angesehen werden muß. Zahlreiche Mikrovilli an den Cilien verhindern ein Zurückströmen der Partikel. Am Endabschnitt des Pharynx inserieren in Rippen die Schiundfasern, die röhrenförmige und in flachen Bändern angeordnete Fibrillen darstellen, denen Kontraktilität zugeschrieben wird. Sie führen am Ösophagus entlang caudalwärts und enden anscheinend blind im Cytoplasma. Im erschlafften Zustand ermöglichen sie eine Dehnung des Ösophagus, an dessen Endabschnitt die Empfangsvakuole gebildet wird. Nach maximaler Anschwellung der Empfangsvakuole erfolgt eine Kontraktion der Schlundfasern, die als Kontraktionswelle von der Ansatzstelle der Fibrillen aus caudalwärts fortschreitet, dabei den Ösophagus verengt, die Empfangsvakuole abschnürt und nach hinten wegbewegt. Am Pharynx gelegene hochgradige Fibrillenkomplexe werden als das von Gelei (1934) beschriebene Neuromotorium gedeutet. Lichtmikroskopische Befunde verschiedener Autoren über eine unterschiedliche Beschaffenheit der Wände (Membranen) in den einzelnen Cytopharynxabschnitten konnten elektronenmikroskopisch nicht bestätigt werden. Eine Klärung der funktionellen Bedeutung von schlauchförmigen Strukturen, die im Endabschnitt des Pharynx an den Rippen in den Pharynx einmünden, steht noch aus.     

Endomitose und Polytänie in den Nährzellkernen von Calliphora erythrocephala Meigen

Zusammenfassung Das Wachstum der Nährzellkerne (NZK) von Calliphora erythrocephala wurde untersucht. Nach einer Periode reiner Zuckerfütterung wird den Fliegen Eiweißkost im Überschuß gegeben. In 4–6 Tagen danach reifen die Eier zur Ablage heran.Im oktoploiden Interphase-NZK können mittels Phasenkontrast multiple Chromosomen in kryptopolytäner Form nachgewiesen werden.Das Vorkommen der bekannten Polytänchromosomen beschränkt sich auf die 16-ploide Kernphase. Der Auf- und Abbau des polytänen Zustandes erfolgt jeweils in einem Endomitosezyklus. Beim vorzeitigen Zerfall von einzelnen Polytänchromosomen wurden annähernd 16 Chromatidenpaare festgestellt. Der mittlere Wachstumsfaktor der NZK beträgt bis zum 16n-Stadium 2,53.Der heterochromatische Abschnitt des Geschlechtschromosoms bildet sich während der Auflösung der Autosomen zu einem Endochromozentrum um, das während des fortschreitenden Kernwachstums erhalten bleibt und sich später weiter aufteilen kann.Auf den Zerfall der Polytänchromosomen folgen 2 ausgeprägte Endomitosezyklen, danach bilden die Chromosomen ein stark feulgenpositives Kerngerüst, an dem ein Formwechsel der Chromosomen nicht mehr wahrgenommen werden kann. In NZK von 50 an erscheinen oligotäne Fibrillen als Produkt einer Chromosomenvermehrung in polytäner Form.In den NZK vonDrosophila melanogaster ist ebenfalls in fortschreitendem Maße ein Nachlassen der metaphasischen Kontraktion während der Endomitosen höherer Polyploidiestufen festzustellen. Dies führt in der letzten Wachstumsphase in gleicher Weise wie beiCalliphora zur Ausbildung oligotäner Fibrillen.Die homologen oligotänen Fibrillen vonCalliphora zeigen allgemein eine Paarungstendenz, die in 14 von 95 Ovarien dieses fortgeschrittenen Wachstumsstadiums zu hochpolyploiden Chromosomenbündeln führte. In 11 von diesen 14 Eierstöcken waren Riesenchromosomen mit eindeutiger Querbänderung vorhanden. In den meisten Fällen erstreckt sich der Zusammenschluß der oligotänen Fibrillen zu einem einheitlichen Chromosomenkörper nicht über die ganze Chromosomenlänge.Die Lage der Homologen im Kernraum wird mit Hilfe der Anordnung der Nucleolen und der X-Chromozentren untersucht. Nach vollzogenem sekundären Zusammenschluß bildet das X-Chromozentrum die zwei endständigen heterochromatischen Querscheiben, an denen das Geschlechtschromosom zu erkennen ist.Die Bildung der sekundären Riesenchromosomen wird mit den Konjugationsvorgängen bei Rückbildung der Balbiani-Ringe und mit den Paarungen zwischen in diploider Anzahl auftretenden Speicheldrüsenchromosomen verglichen. Als Voraussetzung der Entstehung von Riesenchromosomen aus retikulären Kernen werden eine Polytänisierung der Chromonemen zu oligotänen Fibrillen und eine vorherige Sonderung und Ballung der Homologen im Kernraum angesehen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung des Trypanosoma cruzi mit besonderer Berücksichtigung des Periplasten und des Blepharoplasten

Zusammenfassung Der Periplast der begeißelten Trypanosomen (Trypanosoma Cruzi) und der Leishmaniaform besteht aus einer 130 Å dicken, dreigeschichteten Membran und den unmittelbar daruntergelegenen Fibrillen. Jede der beiden osmiophilen Membranschichten des Periplasten ist 45 Å dick; die osmiophobe Mittelschicht mißt 40 Å. Die Fibrillen sind 200–210 Å dick und liegen als wandverstärkende Röhrchen unmittelbar an der Innenfläche der Hüllmembran. Der helle röhrenförmige Innenraum der Fibrillen hat einen Querdurchmesser von 90–100 Å. Der seitliche Abstand der Fibrillen mißt etwa 320 Å.Der Blepharoplast ist ein etwas gekrümmter, scheibenförmiger Körper mit einem Längsdurchmesser von 0,75–1,35 und einem Querdurchmesser von 0,2–0,3 . Er liegt gemeinsam mit dem Basalkörperchen an der Geißelbasis. Der Blepharoplast gibt eine positive Feulgen-Nuklealreaktion und enthält Desoxyribonukleinsäure. Elektronenmikroskopisch finden sich im Innern des Blepharoplasten helixförmig angeordnete 125 Å dicke Fibrillen, die einen 35 Å im Querdurchmesser messenden helleren Innenraum aufweisen. Die Hülle des Blepharoplasten besteht aus einer mitochondrienähnlichen Doppelmembran, die an einigen Stellen auch Cristae bildet. An der zur Geißelbasis gerichteten Oberfläche des Blepharoplasten kommen knospenförmige und länglich ausgezogene mitochondrienähnliche Fortsätze vor, von denen wir vermuten, daß sie Mitochondrien nach Abschnürung vom Blepharoplasten darstellen. In diesen Fortsätzen finden sich zahlreiche Innenmembranen, die manchmal stark ineinander verzahnt sind. Offenbar werden sie von der Hüllmembran des Blepharoplasten gebildet. Es wird angenommen, daß der Blepharoplast ein mit Desoxyribonukleinsäure und Lipoproteinen, möglicherweise auch mit Atmungsfermenten besonders ausgestattetes Zellorganell ist, das sich zu teilen vermag, den Zellkern und die Zellteilung beeinflußt sowie produktiv an der Bildung der Mitochondrien beteiligt ist.Die Zellteilung der Parasiten beginnt mit einer Bildung von Tochterkörperchen durch die Basalkörperchen und der Ausbildung einer zweiten Geißel. Die Filamente der zweiten Geißel werden im Zytoplasma der Mutterzelle gebildet. Danach teilt sich der Blepharoplast quer zur Längsachse. Der Blepharoplast ist vor der Teilung etwa 1,35 lang und schwalbenförmig. Nach der Querteilung des Blepharoplasten erfolgt erst die Kernteilung und die Längsteilung des Zytoplasmas.Die Befunde wurden auf der 28. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie in Düsseldorf am 2. 5. 1961 von H. Schulz vorgetragen.     

Der eilegeapparat der odonaten

Zusammenfassung Der Eilegeapparat mit drei Paar Gonapophysen wind als der ursprünglichste angesehen und vollständiger Eilegeapparat genannt; alle Typen mit weniger als drei Gonapophysenpaaren sind von ihm durch Rudimentation abzuleiten und werden als unvollständiger Eilegeapparat zusammengefaßt.Am vollstandigen Eilegeapparat sind seine Teile durch Gelenke und Muskeln beweglich, am unvollstandigen sind sie starr ; Gelenke und Legemuskeln fehlen. Die fur die Eiablage wichtigen Gelenke und Muskeln werden beschrieben.Die Entwicklung des vollstandigen Eilegeapparates erfolgt bei der Larve in der Reihenfolge, daß zuerst die Gon. laterales, hierauf die mediales und zuletzt die anteriores ausgebildet werden. Die Rudimentation des unvollstandigen geschieht in der gleichen Reihenfolge, indem zuerst die Gon. laterales und als letzte die anteriores zurück-gebildet worden.Die Eiablage erfolgt beim vollstandigen Eilegeapparat primär exophytisch durch Ablage auf dem Boden oder endophytisch durch Einstechen in Pflanzengewebe, beim unvollstandigen Eilegeapparat exophytisch durch Ablage in das Wasser.Es wind angenommen, daß die primär exophytische Ablageart die ursprünglichste ist und alle anderen von ihr abzuleiten sind.Die endophytische Ablage entwickelt an den Gonapophysen verschiedene Anpassungen, die exophytische führt zu ihrer Rudimentation.Anpassungen an die endophytische Ablage sind Verkürzung der Gonapophysen, Entwicklung eines Tastapparates (Styli), eines Schneide-apparate (Gon. mediales), einer Legeröhre (Gon. anteriores) und einer Stützkante an den Gon. laterales, Ablage in Gonaphysenstellung, oder am 10. Sternit, Ablage in Sternitstellung.Ablage in Gonapophysenstellung beansprucht die Gon. laterales und führt bei Ablage in ein Substrat von zunehmender Härte - sie erfolgt in extremen Fallen in Baumstämme — zu verschiedenen Modifikationen ; Ablage in Sternitstellung läßt die Gon. laterales unbeansprucht und könnte bei Ablage in ein Substrat von abnehmender Härte — sie erfolgt in extremen Fallen in Schlamm — zu Rudimentation der Gon. laterales und exophytischer Ablage in das Wasser überleiten.Der unvollständige Eilegeapparat zeigt eine große Formenmannigfaltigkeit, die sich aber auf zwei Grundtypen, einem mit zwei Paar Gonapophysen — es fehlen die Gon. laterales — und einem mit einem Gonapophysenpaar, der Scheidenklappe, einem Rudiment der Gon. anteriores, zurückführen lassen.Der Zweigonapophysentypus ist bei verschiedenen Gruppen erhalten; bei den Cordulegasterinae ist er morphologisch einheitlich, was einen Stillstand des Rudimentationsprozesses andeutet, und an eine bestimmte Eiablageart angepaßt; bei den anderen Gruppen ist er morphologisch sehr verschieden, wobei es sich wohl um verschiedene Rudimentationsstufen handelt, und fur die Eiablage funktionslos geworden.Der Scheidenklappentypus findet sich bei den Gomphidae, Corduliidae und Libellulidae. Ursprünglichere Formen zeigen längere, höher entwickelte, kürzere Scheidenklappen. Bei vielen Arten ist die Scheidenk1appe restlos rudimentiert. Ihre Rolle für die Eiablage ist fraglich, vielleicht nur sinnesphysiologischer Art. Mechanisch zu deutende Formen (Spitzhammerbildung) kommen vor und sind gelegentlich mit Eiablage auf dem Boden verbunden, was als Anklänge an eine primär exophytische Ablage gedeutet wird.Bei den Libellulidae werden vereinzelt sekundäre Apparate aus neuen Elementen entwickelt.Die Eizahl ist bei Formen mit vollständigem Eilegeapparat höher als bei Formen mit ,unvollständigem und bei den Corduliidae und Libellulidae am höchsten.Die morphologische Vielfalt der Eilegeapparate ist das Ergebnis von zwei Verhaltensänderungen, dem Üborgang der Imagines zu einer Ablage durch Einstechen in Pflanzengewebe und dem Übergang der Larven zum Leben im Wasser. Diese Änderungen wurden von den einzelnen Gruppen auf verschiedene Weise und in verschiedenem Ausmaße vollzogen und ließen eine Unzahl von morphologischen Typen entstehen.Das Bestreben, die Eier möglichst nahe dem Wasser abzulegen, führte jene Gruppen, die nicht oder nicht zu weit an die Ablage in Pflanzengewebe angepaßt waren, zur Ablage in das Wasser. Diese Ab lageart führte zur Rudimentation der Gonapophysen und ließ möglicherweise neue, der neuen Ablageart angepaßte Apparate entstehen.Die Rudimentation der Gonapophysen ermöglichte eine Erhöhung der Eizahl und führte these Gruppen zur Besiedlung von neuen Lebensräumen und damit zu ihrer heute dominierenden Stellung innerhalb der Ordnung.     

Über die Drüsenhaare vonSolanum tuberosum,Sorte „Sieglinde“

Zusammenfassung Die vegetativen Teile der Kartoffelsorte Sieglinde haben neben den mehrgliedrigen Deckhaaren noch zwei Arten köpfchenförmiger Drüsenhaare: 1. Mehrzellige, keulen- oder verkehrt birnenförmige Haare mit je einem Eiweißkristall in jeder Köpfchenzelle und 2. Vierzellige, rundliche, bis ellipsoidische, sezernierende Haare mit einem exkreterfüllten zentralen Interzellularraum und Chlorophyllkörnern in den Köpfchenzellen.Während bei ersteren das vielzellige Köpfchen nur auf einem einzelligen Stiel sitzt, ist bei letzteren zwischen dem vierzelligen Köpfchen und dem einzelligen Stiel noch eine Halszelle eingefügt, die entwicklungsgeschichtlich dem Köpfchen zugehört.Eine Unterscheidung der beiden Drüsenhaarformen wird erst nach dem zweiten Teilungsschritt möglich.Die Verteilung der beiden Formen auf Blattober- und Blattunterseite ist verschieden.Die exkretführenden Drüsenhaare zeigen schon frühzeitig, gleich nach Ausbildung des Vierzellenstadiums, bevor noch der zentrale Interzellularraum oder ein Exkret in Erscheinung tritt, sowohl in den Köpfchenzellen als auch in der Halszelle eine netzartige Plasmakonfiguration; die Stielzelle zeigt diese Erscheinung nicht.Das Verhalten des Exkretes gegenüber verschiedenen chemischen Agentien wurde untersucht und das Vorhandensein von ätherischem Öl und einer andersartigen Trägersubstanz als wahrscheinlich angenommen.     

Über die Modifikationen der Schraubenrotation im Protoplasma

Zusammenfassung Bei der Rotation einer Schraube um ihre Längsachse gibt es zwei extreme Möglichkeiten der Verschiebung: Die Schraube bohrt sich entweder durch das Medium (scheinwellenlose Rotation), oder das Medium wird entlang der Schraube verschoben (Rotation mit Scheinwellen). Welche von diesen beiden Möglichkeiten verwirklicht ist, hängt in erster Linie von der Verschiebbarkeit des Mediums ab. Bei der in Modellversuchen untersuchten Rotation mit Scheinwellen kann außerdem eine Schwingung auftreten, die, wenn sie nicht etwa durch eine Berührung gedämpft wird, die Bildung stehender Wellen verursacht. Die Verschiebungsverhältnisse entlang der schwingend rotierenden Schraube erscheinen sehr kompliziert (Glitschbewegungen nach beiden Richtungen).Zwischen den beschriebenen Extremfällen der Schraubenrotation gibt es Übergänge. Es wurde versucht diese in einem Schema gemeinsam zu erfassen (Abb. 4).Angewandt auf die submikroskopischen Schrauben des Protoplasmas führt die Unterscheidung der genannten Rotationsformen zu Erklärungsmöglichkeiten für verschiedene physiologische Phänomene: Das Strekkungswachstum und die periodischen Turgorschwankungen der Pflanzenzellen, die endogen-periodischen Erscheinungen, sowie das Auswachsen von Amöben-Pseudopodien werden als Wirkungen von scheinwellenlosen Rotationen aufgefaßt. Die Formbildung und Reizleitung wird dagegen mit Hilfe der Schwingungen interpretiert, die bei den Rotationen mit Scheinwellen auftreten.Ausgeführt in der Naturkundlichen Station/Linz.     

Zweiter Beitrag zur Kenntnis der Struktur,Entwicklung und Zerteilung der Paramylonkörner

Zusammenfassung Die Spiralstruktur der Paramylonkörner zeigt gewisse Übereinstimmungen mit Strukturen, die in der abiologischen Literatur des letzten Jahrzehntes alsFranksche Wachstumsspiralen bekannt geworden sind und die eine häufige Kristallisationsform in dünnen Plättchen kristallisierender Substanzen darstellen. Während dieFranksche Theorie von der Annahme in submikroskopischen Größenordnungen sich abspielenderBurgersscher Schraubenversetzungen bzw. von Gitterdefekten ausgeht, scheint beim biogenen Wachstum der Paramylonsphärolithe mit der Beteiligung eigengesetzlicher, mit der Protoplasmatätigkeit zusammenhängender Vorgänge als Ursachen der Entstehung von Spiralstrukturen gerechnet werden zu müssen, wobei eine von manchen Autoren als möglich angenommene, auf der Asymmetrie der Kohlenstoffatome beruhende Schraubung der Makromoleküle des Paramylons eine dieser Ursachen bilden könnte.Das Vorhandensein eines langen engen Kanals bei den Paramylonkörnern kann durch die axiale Aneinanderreihung der zentralen Lumina ihrer einzelnen Schichten (Paramyloblaste) erklärt werden, die möglicherweise mit den im Zentrum spiraliger plättchenförmiger Kristalle auftretenden, als holes, hollows oder spots bekannten Hohlräumen verwandt sind.Im Mittelpunkt mancher Paramylonkörner werden durch Tuschebehandlung bisweilen mächtige, auf lytischem Wege entstandene Höhlungen sichtbar, die durch den axialen Kanal mit der Außenwelt in Verbindung stehen.Die Entstehung größerer Paramylonringe ist durch zentrale Abtragung und peripheren Zuwachs von Paramylonsubstanz, nicht etwa durch das Vorhandensein präformierter ringförmiger cytoplasmatischer Strukturen zu erklären. Die Ringform ist als ontogenetisch nicht ursprünglich zu bezeichnen, größere Ringe können nur aus kleineren Körnern (durch Wachstum und nachträgliche Aushöhlung) entstehen.Die Entstehung stabförmiger Paramylonkörner ist phylogenetisch durch die Streckung ringförmiger Körner in der Richtung der längeren Nebenachse und durch Schwund des zuletzt schlitzförmigen Lumens imSchmitzschen Sinne zu erklären.Bei der Zerteilung von Paramylonkörnern muß zwischen einer Zerteilung planparallel den Ebenen der Spaltbarkeit des Kornes, die dessen Plattenbau entspricht, und einer Zerteilung quer zu der Richtung des Hauptfibrillenverlaufes unterschieden werden.Herrn Professor Dr.Josef Schiller in Verehrung zum 80. Geburtstag.     

Über festlegung und einhaltung der mittleren dichte von insektenpopulationen

Zusammenfassung Die Arbeit verzichtet bewußt auf empirische Beweise jeder Art, weil sie sich mit Vorgängen befaßt, die sich über lange Zeit erstrecken und deshalb der Beobachtung und dem Experiment einstweilen nicht zugänglich sind. Alle derartigen Versuche konnen bisher nicht überzeugen.Regulation der Populationsdichte liegt vor, wenn es irgendwelche endlichen Grenzen gibt, die vor ihr auf die Dauer nicht über- bzw. unterschritten werden. Da die Populationsdichte die auf sie ausgeübten Einflüsse im Laufe der Zeit summiert bzw. multipliziert, vermögen Zufallsfaktoren die Einhaltung solcher Grenzen nicht zu garantieren. Die Wetterereignisse konnen in ihrem zeitlichen Ablauf in periodischer und eventuell auch in aperiodischer Art von der Zufallserwartung abweichen, ohne dadurch aber die Überschreitung der Grenzen durch wetterbedingten Massenwechsel zu verhindern oder wesentlich zu verzögern. Auch das Zusammenw-irken mehrerer dichteunabhängiger Faktoren führt nicht zur Regulation.Wanderungen von Insekten können nur darn regulierend wirken, wenn sie in Abhängigkeit vor der Populationsdichte auftreten. Der regulierende Einfluß schützender Stellen im Biotop ist eine Folge intraspezifischer Konkurrenz. Änderungen in der Häufigkeit vor Genen oder Genanordnungen, welche eventuell mit dem Massenwechsel verbunden sind, können ebenfalls höchstens dann eine regulierende Wirkung haben, wenn sie dichteabhängig erfolgen.Alle dichteabhängigen Faktoren werden nicht nur vor der Populationsdichte, sondern auch vor anderen (diehteunabhängigen) Umweltkomponenten beeinflußt. Trotzdem ist die Dichteabhängigkeit das einzig mögliche regulierende Prinzip. Das Begriffssystem der Kybernetik gestattet eine eindeutige Beschreibung der Regulationsvorgänge. Dabei zeigt es sich, daß die Einhaltung irgendwelcher endlichen Dichtegrenzen und die Bestimmung der mittleren Populationsdichte zwei zwar zusammengehörige, aber wesensmäßig verschiedene Prozesse sind. Dichteunabhängige Faktoren (vor allem das Wetter) wirken einerseits als Führungsgröße, andererseits als kausales Agens für die Störgröße, dichteabhängige, vor allem die intraspezifische Konkurrenz, als Regler.Zur Beseitigung der bestehenden begrifflichen Schwierigkeiten wird vorgeschlagen, die Bezeichnung Regulation auf den Vorgang im Regelkreis (Populationsdichte — dichteabhängiger Faktor — dichteabhängige Sterblichkeit und Fruchtbarkeit - Populationsdichte) zu beschränken und die Festlegung der mittleren Populationsdichte als Determination zu bezeichnen. Das Wetter ist kein Regulations-, sondern ein Massenwechselfaktor, das Klima dagegen ist ein Determinationsfaktor.Die bisherigen Meinungsverschiedenheiten haben außer Mißverständnissen hauptsächlich drei Ursachen: 1. die ungenügende begriffliche Trennung zwischen Massenwechsel und Regulation, 2. ungenaue Vorstellungen über die Auswirkung dichteunabhängiger Faktoren, 3. fehlende Unterscheidung zwischen Regulation und Determination.     

Untersuchungen zur Beurteilung optischer Informationsdarstellung in Mensch-Maschine-Systemen

Zusammenfassung Die Untersuchungen haben gezeigt, daß selbst geringfügige Unterschiede in der Art der Informationsdarstellung (AZS II/AZS III) bei der manuellen Regelung anhand geeigneter Kriterien nachweisbar sind.Als geeignet zur Beurteilung von Anzeigesystemen in M-M-Systemen mit kontinuierlichem Signalangebot haben sich neben der unmittelbaren Beurteilung mit Hilfe des bezogenen Regelfehlers{ie112-01} auch die Zeitverschiebung (Totzeit) zwischen Vorgabe und Nachführsignal sowie der Grad der linearen statistischen Kopplung dieser Signale, ausgedrückt als übertragener Informationsfluß{ie112-02}, erwiesen.Die Kriterien Totzeit{ie112-03} und Transinformationsfluß{ie112-04} ergänzen die Beurteilung eines M-M-Systems anhand des Regelfehlers insofern, als die im geschlossenen System vorhandene Totzeit in bezug zur Stabilität des Systems gebracht werden kann, während mit Hilfe des übertragenen Informationsflusses die Linearität des Systems gemessen wird.Die Beurteilung einer manuellen Mehrgrößenregelung erfolgt am besten anhand der Gesamtaufgabe. Die Untersuchungen zeigen, daß trotz relativ starker Abweichungen der Ergebnisse für die einzelnen zu regelnden Achsen über die Summe aller 3 Achsen in etwa gleiche Leistung erbracht wird. In der informationstheoretischen Beschreibung bedeutet dies, daß der gesamte, über die 3 Achsen bei einer bestimmten VP übertragene Informationsfluß von Versuch zu Versuch in etwa der gleiche ist, während die Beiträge der einzelnen Achsen stark unterschiedlich sein können.Zwischen den Größen Regelfehler{ie112-05} und übertragener Informationsfluß{ie112-06} ergab sich für die gegebenen Versuchsbedingungen ein statistischer Zusammenhang. Danach entspricht einer Abnahme des Regelfehlers eine Zunahme des übertragenen Informationsflusses.Die beschriebenen Untersuchungen haben bewiesen, daß die Leistungsfähigkeit eines M-M-Systems in hohem Maße von der Art der Informationsdarstellung abhängig ist. Im Fall der mehrdimensionalen Regelung konnte gezeigt werden, daß durch geeignete örtliche Zusammenfassung optischer Information in integrierten Anzeigen die Regelungsleistung des Menschen infolge besserer Informationsaufnahme erheblich gesteigert werden kann.

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Manual control in man machine systems with visual displays can be considerably improved by displaying the relevant information in a form, adapted to the abilities of man.By means of simple three dimensional control tasks some possibilities of measuring the performance of man machine systems were examined. The investigations were made for three display systems which differed only in the spatial arrangement and allocation of the displayed symbols. The following criteria were found to be appropriate: relative control error, time lag between input and output signals, transinformation flow.Furthermore, some results concerning the behavior of man, integrated into a multi control system will be mentioned.

     

Über Kernstrukturen in den endopolyploiden Antipoden von Clivia miniata

Zusammenfassung Die Antipoden vonClivia miniata wachsen vor der Anthese und in geringem Maß auch noch zu Beginn der Anthese endomitotisch heran und werden 32-ploid.Sie enthalten zum Teil Kerne, in denen die endomitotischen Tochterchromosomen gemeinsamer Herkunft nur in den heterochromatischen proximalen Teilen zu radiären oder stabförmigen, locker gebauten Endochromozentren zusammenschließen und in den euchromatischen Teilen anscheinend getrennt verlaufen; weiter kommen vor: typische pflanzliche Riesenchromosomen aus relativ eng und ihrer ganzen Länge nach gebündelten Einzelchromosomen, diese allerdings nur selten, häufiger dagegen etwas atypische aus lockeren Bündeln bestehende Riesenchromosomen ; zwischen den Kernen mit Endochromozentren und mit Riesenchromosomen gibt es alle Übergänge.Die Zahl der Riesenchromosomen entspricht erwartungsgemäß der haploiden Chromosomenzahl 11; einzelne von ihnen zeigen im Heterochromatin stellenweise Andeutungen eines Scheibenbaues und bei den meisten tritt die Spindelansatzstelle als Einschnürung oder Unterbrechung hervor.Auch Kerne mit einer gleichmäßig feinen körnigen Struktur, die wahrscheinlich dem endomitotischen Formwechsel angehört, wurden beobachtet.Als Arbeitshypothese kann man annehmen, daß das Vorhandensein von viel und von kompaktem Heterochromatin die Bildung von pflanzlichen Riesenchromosomen fördert und bei Clivia meistens nur atypische lockere Riesenchromosomen auftreten, weil kompaktes Heterochromatin völlig fehlt und das lockere hinter dem Euchromatin an Menge stark zurückbleibt.     

Beiträge zur Kronblattmorphologie. VIII Der peltate Bau der Nektarblätter vonRanunculus,dargelegt an Hand jener vonRanunculus pallasii Schlecht.

Zusammenfassung Die Richtigkeit der bereits wiederholt vertretenen, aber keineswegs allgemein anerkannten Ansicht, daß nämlich das Nektarblatt vielerRanunculi mit seiner isoliert stehenden Nektarschuppe eigentlich ein peltat-schlauchförmiges Blatt ist, wird an Hand der Nektarblätter vonRanunculus pallasii Schlecht, neuerlich vor Augen geführt. Obgleich von dieser nordischen Art nur wenige Blüten einiger Herbarbogen untersucht werden konnten, ist es infolge des starken Variierens der Ventralspreite ihrer Nektarblätter möglich, eine geschlossene Formenreihe aufzustellen, die mit völlig schlauchtörmigen Blättern beginnt, an welchen der Spreitenrand ohne Unterbrechnung vom dorsalen in den ventralen Schlauchteil übergeht, und mit solchen endigt, deren Ventralspreite isoliert ist und als freie Schuppe der Lamina des Nektarblattes entspringt. Die Übergangsformen zeigen zudem deutlich, daß der basale Spreitenrand der letzteren Blätter kein echter Blattrand ist, sondern einer randähnlichen, aus der Blattunterseite hervorgegangenen Lamelle entspricht, wie sie an unifazialen und schlauchförmigen Blatteilen nicht selten anzutreffen ist.     

Über experimentelle Atheromatose der Kaninchenaorta

Zusammenfassung Nach einer von Steinbiss (1913) angegebenen Methode wurden Kaninchen mit einer Diät von täglich 15 g Lebertrockenpulver + 150 g Brot + 20 g Frischgemüse gefüttert. Nach einer Versuchsdauer von 109 Tagen zeigten sich erste Lipidflecken in der Aortenintima. Vom 131. Tage ab wiesen die Aorten aller weiteren Kaninchen mittelbis hochgradige Atherombildungen auf. Bei allen Tieren entwickelte sich eine Leberzirrhose.Bei der licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchung der Intimaveränderungen ergaben sich folgende Befunde:Das Endothel bleibt auch über großen Atheromen als geschlossene porenfreie Zellage intakt. Sein Cytoplasma zeigt die Zeichen einer stark erhöhten Stoffpassage in die subendotheliale Intima. Als Einlagerungen finden sich im Endothel lediglich mäßig zahlreiche homogen-osmiophile Einschlüsse, die als Lipoproteidkomplexe gedeutet werden.In der hochgradig verbreiterten subendothelialen Intima ist die Anzahl der Zellen drastisch vergrößert. Man findet vorwiegend Makrophagen (Lipophagen), die sich vor allem aus den Langhans-Zellen, aber auch aus abtropfenden Endothelzellen und unter bestimmten Bedingungen anscheinend auch aus den Mediamuskelzellen entwickeln. In den Makrophagen ist eine zunehmende Aufschließung der Lipoproteidkomplexe und Speicherung einiger ihrer Komponenten zu erkennen.Bei zunehmender Vergrößerung der Intimapolster entsteht in ihrer Tiefe durch Überschreiten der kritischen Schichtdicke eine zunehmende Mangelsituation für die Makrophagen. Es kommt zu Nekrobiosen und Ansammlungen einer pathologischen fettreichen Interzellularsubstanz. In der letzteren zerfällt das elastisch-kollagene Stützgeflecht der subendothelialen Intima. Schließlich wird die Lamina elastica interna zerstört. Mit diesem Zerfall der Lamina elastica interna greift der Prozeß auf die Media über und kann hier zu einer weitgehenden Zerstörung des muskulo-elastischen Spannapparates zumindest der inneren Mediaschieht führen.Diese Veränderungen in der Tiefe der Intimapolster und in der angrenzenden Media werden für irreversibel, die zellulären Reaktionen der oberflächlichen Intimaschichten dagegen für weitgehend reversibel gehalten.Die beschriebene Versuchsanordnung unterscheidet sich von üblichen Fütterungsversuchen mit atherogener Diät vor allem durch die ungewöhnlich geringe Menge des verfütterten Cholesterins; eine allgemeine Cholesterinkrankheit kommt nicht zur Ausbildung. Es bleibt offen, wie weit neben dem erhöhten Fettangebot in der Nahrung andere Faktoren wie das gleichfalls unphysiologisch hohe Eiweißangebot und vor allem die Entstehung einer Leberzirrhose zur gleichen Zeit eine pathogenetische Bedeutung für die Atherombildung haben.Die hier beschriebene experimentelle Aorten-Atheromatose des Kaninchens stellt ein interessantes Modell einer menschlichen Gefäßwandatheromatose dar, kann aber nicht als Abbild einer solchen aufgefaßt werden, da einmal der Zeitfaktor des Schädigungsablaufes ein ganz anderer ist, zum anderen die Normalstruktur der Kaninchenaorta sich wesentlich von der der menschlichen Aorta unterscheidet.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Auxosporenbildungen bei einigen pennaten Diatomeen undNitzschia flexoides n. sp. in der Gallerte vonOphrydium versatile

Zusammenfassung AußerNitzschia subtilis, sigmoidea unddissipata paaren sich mittels eines distinkten Kopulationsschlauchs und ohne über die Schalen vortretende Gallerte auchN. palea, Kützingiana, flexoides n. sp. und zwei unbestimmte Arten. Sie bilden auch Wander- und Ruhegameten, kopulieren also unter dem Bild physiologischer Anisogamie — im Unterschied zu anderenN. -Arten, die nach einem anderen Typus die Auxosporen bilden.Für die extrem naviculoideCymbella cesati ergibt eine umfangreichere Auszählung in natürlichen Populationen neuerlich, daß nicht, wie bei cymbelloiden Arten, Paarung ausschließlich an den Ventralseiten vorkommt, sondern daß auch die beiden anderen noch möglichen Paarungsstellungen realisiert werden, daß diese aber nicht zufallsgemäß auftreten; dabei überwiegt nicht die aus mechanischen Gründen zu erwartende Stellung, sondern eine andere. Die ebenfalls, aber weniger extrem naviculoideCymbella delicatula führt die Paarung ausschließlich an den Ventralseiten durch. Die Lagebeziehung der Achsen der Erstlingszellen zu denen der Mutterschalen ist, zumindest in den beobachteten Fällen, fixiert.Bei zwei Sippen vonNavicula cryptocephala und fast sicher auch bei einer dritten, nicht eigens daraufhin untersuchten erfolgt in der bauchig aufgetriebenen Auxospore vor der Bildung der ersten beiden Theken eine starke, hauptsächlich auf die Ausbauchung gerichtete Kontraktion des Protoplasten (Spontanplasmolyse ?). Die Erstlingszelle erhält dadurch sofort die für die Art charakteristische Form. Das Verhalten ist sonst von keiner Diatomee bekannt.Die Gallerte der Kolonien des CiliatenOphrydium versatile wirkt auf bestimmte, aktiv bewegliche Diatomeen wie eine Falle, was zu ihrer Anreicherung und zu einem sehr charakteristischen Bild der Besiedlung führt.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Fibrillogenese in der Haut menschlicher Embryonen

Zusammenfassung Hautstücke aus der Rückengegend von zwei menschlichen Embryonen mit einer Scheitel-Steißlänge von 62 und 128 mm (Mens II und V) wurden elektronenmikroskopisch untersucht.Das subepidermale Bindegewebe des jüngeren Embryos enthält Fibroblasten mit einem oder mehreren Fortsätzen, zwischen denen einzelne Fibrillen oder kleine Fibrillenbündel liegen. Das endoplasmatische Retikulum dieser Elemente ist stark ausgeprägt. Sein Hohlraumsystem hat in den einzelnen Zellen einen verschiedenen Füllungsgrad. Die Membranen liegen entweder dicht zusammen oder sind mehr oder weniger auseinandergedrängt. Auf diese Weise können große Zisternen mit granulärem Inhalt entstehen. Den Membranen sitzen 80–100 Å und 160 Å dicke Granula auf. Außerdem werden Vesiculae von 150–400 Å Durchmesser an den Membranen beobachtet. Frei im Cytoplasma liegen zahlreiche Vesiculae mit Durchmessern bis zu 6000 Å. Die Dicke der Fibrillen variiert nur wenig; sie beträgt durchschnittlich 200 Å, die Perioden sind 300–400 Å lang.Die Fibroblasten in der Haut eines 5 Monate alten Embryos sind den Fibroblasten des jüngeren Embryos sehr ähnlich, doch ist hier die Zahl der vesikulären Strukturen geringer. Im Interzellularraum verlaufen nunmehr Fasern aus 100 und mehr Fibrillen. Die durchschnittliche Fibrillendicke beträgt 300 Å; die Perioden sind 400–500 Å lang.Das endoplasmatische Retikulum in den Fibroblasten wird für die Kollagensynthese verantwortlich gemacht, die man sich folgendermaßen vorstellen kann : Der Fibroblast liefert wahrscheinlich das Kollagen in Form des monomeren Tropokollagenmoleküls. Dieses Material sammelt sich in den Zisternen an und wird dann nach außen abgegeben. Extrazellulär bauen sich aus diesen Vorstufen Fibrillen auf. Aus diesem Grunde lassen sich Fibrillen auch nur extrazellulär elektronenmikroskopisch nachweisen. Die Zellmembran scheint eine Rolle bei der Ausrichtung der Fibrillenbündel zu spielen. Die vesikulären Strukturen der Fibroblasten werden mit der Mukopolysaccharidsynthese in Zusammenhang gebracht, deren Bedeutung für die Fibrillogenese diskutiert wird.Im Coriumbereich menschlicher Embryonen kommen noch zwei andere Zelltypen vor, die für undifferenzierte Mesenchymzellen und Histiozyten gehalten werden.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Untersuchungen über die Osteon- und Lamellenformen im Extremitätenskelet des Erwachsenen

Zusammenfassung Auf Grund der Untersuchung von Knochenquerschnitten eines gesunden 43jährigen Mannes, bestätigt durch noch zu veröffentlichende Untersuchungen an Tibien verschiedener Individuen, werden die Strukturformen des Knochens nach ihrem Querschnittsbild beschrieben.Es wird zwischen Osteonen und Tangentiallamellen unterschieden. Zu den Tangentiallamellen mit dem mehr oder minder parallelen Verlauf zur Knochenoberfläche gehören die bisher als Generallamellen und Schaltlamellen beschriebenen Systeme.Soweit eine Lamellengliederung vorhanden ist, zeichnen sich die Tangentiallamellen durch den strengen Wechsel zwischen flach und steil gewickelten aus.Auf Grund des Querschnittsbildes werden verschiedene Osteonformen unterschieden. Die Größe des einzelnen Osteonquerschnittes wird mit Hilfe der Lamellenzahl bestimmt. Gleichzeitig wird die Steigungsfolge beachtet, d. h. der Wechsel des Kollagenfaserverlaufs von Lamelle zu Lamelle.Es ergibt sich, daß die kleineren Osteone überwiegend in der peripheren Schnitthälfte, die größeren dagegen in der zentralen liegen. Der regelmäßige Wechsel der Steigungsfolge nimmt von den kleineren zu den größeren Osteonen hin ab, die mehr steile Verlaufsweise dagegen zu. Die kleineren Größenklassen lassen häufiger die lamelläre Gliederung vermissen als die großen.Abschließend wird erörtert, daß sowohl das Osteon wie die Lamelle nur als eine besondere Lagerungsform der Kollagenfasern im Knochen angesehen werden können. Der Begriff Osteon wurde in Anlehnung an die Begriffe der überwiegend zellulären Einheiten Neuron und Chondron bzw. der sog. Entwicklungs- und Funktionseinheit Nephron gebildet. Die zirkuläre Lagerung der Kollagenfasern hat aller Voraussicht nach eine besondere festigkeitstheoretische Bedeutung. Sie ist aber abhängig vom Gefäßbaum, an dessen Verzweigungen Doppelbildungen auftreten. Diese Doppelbildungen teilen sich und begleiten die Gefäßäste. Sie werden damit zum Osteon, das sich nach Querschnittsgröße und Wicklung in benachbarten Querschnitten verschieden verhalten kann. Die zirkuläre Wicklung führt nicht zu individuellen Gebilden, die den Knochen wie Bausteine aufbauen. Sie stellt ein System dar, das den Gefäßbaum im Knochen in mehr oder minder kontinuierlichem Zusammenhang begleitet. Die zirkulären Wicklungen gehen ohne Abgrenzung in die übrigen Lamellensysteme, die Tangentiallamellen, über. Osteone und Tangentiallamellen erscheinen damit als eine übergeordnete Lagerungsform der Kollagenfasern. Die nächstniedere Stufe der Lagerung ist die Lamelle.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Spermatogenese

Zusammenfassung Die Struktur und Genese der oligopyrenen Spermien von Melania libertina Gould wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Die atypischen Spermatiden enthalten außer den bekannten Organellen des Cytoplasmas sehr viele elektronendichte Granula, die innerhalb der erweiterten Zisternen des endoplasmatischen Retikulums zum Vorschein kommen. Ihre Größe und Form schwanken beträchtlich; die rundlichen Granula haben Durchmesser von 20 bis 80 m. Die Granula verschmelzen zu großen, lichtmikroskopisch sichtbaren Körperchen, die RNA-Reaktion geben. Es wurde nachgewiesen, daß die Ribonucleoproteine in partikulärer Form durch die Kernporen in das Cytoplasma und weiter in die Zisternen des endoplasmatischen Retikulums übertreten. Damit ist die Annahme berechtigt, daß die in Zisternen auftretenden Körperchen keine Viren sind, sondern die aus dem Kern in die Zisternen übergetretenen RNP-Komplexe.Eine chemische Umwandlung der RNP in PAS-reaktionpositive Substanz wurde lichtmikroskopisch nachgewiesen.Im Karyoplasma des fertigen, oligopyrenen Spermatozoons ist eine fädige Struktur zu erkennen.Die Untersuchungen wurden durchgeführt mit Unterstützung durch The United States Public Health Service Grant-RG-8327.     

Karyometrische Untersuchungen an Gewebekulturen

Zusammenfassung Durch in bestimmten Zeitabständen aufgenommene Mikrophotographien einzelner Zellkerne von in vitro gezüchteten Osteoblasten und karyometrische Auswertung der so erhaltenen Filme haben wir das intermitotische Kernwachstum untersucht.Besondere Aufmerksamkeit wurde auch dem Studium der möglichen Methodefehler geschenkt.In einer ersten, verhältnismäßig kurz dauernden postmitotischen Phase nimmt der Zellkern sehr rasch an Größe zu und zwar oft in einzelnen Wachstumsschritten, denen jeweilen eine Volumenvergrößerung um den Faktor 2 entspricht. In einer zweiten, stundenlang dauernden Phase, in der das Kernvolumen verdoppelt wird, erfolgt das Wachstum viel weniger schnell, besonders langsam in der Mitte des Verdoppelungsschrittes (also nach einer Volumenzunahme um 2). Die Größenzunahme von Kernen und Nukleolen erfolgt in einzelnen Schüben starken Wachstums, unterbrochen von Perioden verlangsamten oder eingestellten Wachstums (Ruheperioden) und von vorübergehenden Wachstumsrückschlägen.Mit Unterstützung der Schweizerischen Akademie der Medizinischen Wissenschaften.     

Cytologische Untersuchungen an zwergwüchsigen Gartenrosen

Zusammenfassung Die in der Rosenzüchtung auftretenden monströsen Zwergpflanzen haben neben der veränderten Morphologie eine verminderte Vitalität und Blühwilligkeit. Im Extremfall kommt es zu einer Hemmungssterilität. Sie zeigen gegenüber normalwüchsigen Gartenrosen keine Abweichungen in der Chromosomenzahl (2n-28). Auch überschreiten die meiotischen Unregelmäßigkeiten, die im Auftreten von Uni- und Multivalenten bestehen, nicht das von normalwüchsigen Gartenrosen bekannte Ausmaß. Der monströse Zwergwuchs ist somit wahrscheinlich genisch bedingt, beruht jedoch nicht auf der Wirkung dominanter Gene.Die abstammungsmäßig aufR. chinensis var.minima zurückgehenden Zwergbengalrosen sind diploid (2n=14), soweit nicht in neuerer Zeit tetraploide Gartenrosen eingekreutzt worden sind. Der Zwergwuchs dieser Rosen zeigt gegenüber normalem Wuchs Dominanz. Bei einem diploiden Bastard zwischen der Polyantharose Mignonnette und der Zwergbengalrose Peón treten in der Meiosis in geringer Frequenz Uni- und Multivalente auf, bei R. Roulettii wurde Synapsis zu 711 oder 611+21 beobachtet.Sowohl bei den monströsen Zwergpflanzen als auch bei den Zwergbengalrosen beruht die Verkleinerung der Organe nicht auf einer Verringerung der Zellgröße, sondern auf einer Herabsetzung der Zellteilungsrate.Mit 12 Textabbildungen