Die Cholinesterase während der Eientwicklung von Bombyx mori und die ovicide Wirkung von Phosphorsäureester (E 600 u. E 605)

Zusammenfassung Mittels der Warburg-Methode wurde die Cholinesteraseaktivität der Eier von Bombyx mori vom Ende der Diapause bis zum Schlüpfen fortlaufend untersucht.Fünf Tage vor dem Schlüpfen konnte erstmals eine Fermentaktivität nachgewiesen werden. Von diesem Zeitpunkt ab stieg die Aktivität bis zum Schlüpfen gleichmäßig stark an.Auf Grund der Untersuchungen der Abhängigkeit der Fermentaktivität von Substratkonzentration liegt eine echte Cholinesterase (Cholinesterase I nach Augustinsson) vor.50%-Hemmung ergab eine 0,6 · 10^–6 m Eserinlösung.Ein Zusammenhang zwischen den zeitlichen Eintritt der Giftwirkung von E 605 wie auch von E 600 und der Entwicklung der Cholinesteraseaktivität konnte nicht gefunden werden. Nachtrag bei der Korrektur: Während der Drucklegung dieser Arbeit erhielt ich Kenntnis von einer Arbeit von K. A. Lord und C. Potter (Organo-phosphorus insecticides-insecticidal and anti-esterase activity of organophosphorus compounds, Chemistry a. Industry 1954, 1214–1217). Die Autoren fanden bei Diataraxia oleracea (= Mamestra) ebenfalls eine Cholinesterase-Aktivität der Eier erst kurz (etwa 3 Tage) vor dem Schlüpfen derselben. Auch konnten sie keinen Zusammenhang zwischen der Fermentaktivität und der Giftwirkung von Tepp feststellen.Herrn Prof. Dr. H. Schanderl, dem Vorstand des Instituts für Botanik, Gärungsphysiologie und Hefereinzucht der Lehr- und Forschungsanstalt in Geisenheim, bin ich zu Dank verpflichtet, daß er mir erlaubte, außerhalb meiner eigentlichen Dienstzeit mit dem Instrumentarium des Institutes diese Arbeit durchzuführen.     

Die Aktivitätsperiodik von im 18- und 36- Stunden-Tag erbrüteten Eidechsen

Zusammenfassung Eier von 4 Arten der Gattung Lacerta (L. viridis, L. agilis, L. sicula und L. taurica) wurden unter verschiedenen Bedingungen erbrütet. Die Eier wurden gleich nach der Ablage in Thermostaten überführt. Eine Gruppe wurde dort in konstanten Bedingungen (Dauerdunkel und konstant 30° C) erbrütet, eine zweite Gruppe in einem 99stündigen Wechsel von höherer und niedrigerer Temperatur sowie Licht und Dunkelheit, so daß eine Periodenlänge von insgesamt 18 Std resultierte. Eine dritte Gruppe schließlich wurde einem 1818stündigen Wechsel der Außenbedingungen ausgesetzt.Sofort nach dem Schlüpfen wurden die jungen Eidechsen in Aktographen überführt und ihre lokomotorische Aktivität in Dauerdunkel und bei konstanter Temperatur registriert. Es ergab sich in allen Fällen eine gut ausgeprägte tagesperiodische Aktivität mit Periodenlängen von 21,1 bis 24,7 Std.Ein Unterschied zwischen den 3 Gruppen oder ein Einfluß der Vorbehandlung war nirgends zu erkennen.Eidechsen aus dem gleichen Gelege, die in der gleichen Schale erbrütet wurden und deren Aktivität im gleichen Raum gleichzeitig aufgezeichnet wurde, zeigten in Frequenz und Phasenlage der Aktivitätsperiodik starke Unterschiede.Die Ergebnisse werden diskutiert, und die Herkunft der Tagesperiodik wird besprochen.Dem Andenken an meinen verehrten Lehrer Dr. Gustav Kramer, gewidmet.     

Studies on a bacteriolytic enzyme of Archangium violaceum (Myxobacteriales)

Summary The bacteriolytic enzyme which is released by Archangium violaceum into the growth medium was purified 650-fold by precipitation with acetone, followed by fractionated precipitation with acetone and chromatography with Sephadex G200. The fractionation with gel chromatography separated three proteolytic enzymes from one with bacteriolytic activity. The bacteriolytic enzyme has a pH optimum of 6 in universal buffer, is more stable in the alkaline than in the acidic region, and has an optimal activity in 0.025M Tris-buffer at pH 7.1. The lytic activity of the enzyme against Micrococcus lysodeikticus is stimulated by low concentrations of certain bivalent cations and decreased by higher concentrations of the same reagents. The activity is inhibited by EDTA. p-Mercuribenzoic Acid and N-acetyl-glucosamine have no influence on the activity. The kinetics of the reaction follow the law of Michaelis and Menten, is of zero order reaction, and the activation energy of the rate determining step is 10.7 kcal.

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Zusammenfassung Das bakteriolytische Enzym, das aus der Nährlösung von Archangium violaceum isoliert wurde, konnte durch Aceton-Fällung, fraktionierte Aceton-Fällung und Chromatographie an Sephadex G-200 650 fach gereinigt werden. Bei der Fraktionierung durch Gelchromatographie wurde gezeigt, daß 3 proteolytische Enzyme, neben dem bakteriolytisch aktiven, an die Nährlösung abgegeben werden. Das bakteriolytische Enzym hat ein pH-Optimum in Universalpuffer bei pH 6, ist im alkalischen Bereich stabiler als im sauren und hat eine optimale Aktivität in 0,025M Trispuffer pH 7,1. Die lytische Aktivität gegenüber Micrococcus lysodeikticus wurde durch geringe Konzentrationen von Erdalkali-Ionen erhöht und durch höhere Konzentrationen derselben Ionen erniedrigt. EDTA verringerte die lytische Aktivität während p-Mercuribenzoesäure und N-Acetylglucosamin ohne Einfluß auf dieselbe waren. Die Reaktionskinetik folgt dem Gesetz von Michaelis u. Menten und ist in Übereinstimmung mit einer Reaktion nullter Ordnung. Die Aktivierungsenergie des geschwindigkeitsbestimmenden Schrittes beträgt 10,7 kcal.

     

Die durch Röntgenstrahlen induzierte elektrische Leitfähigkeit in dem PVC-Kunststoff „Trovidur“

Zusammenfassung An dem Kunststoff Trovidur, einem Erzeugnis auf der Grundlage von Polyvinylchlorid, wurde die Änderung der Leitfähigkeit bei der Bestrahlung mit hohen Dosisleistungen untersucht. Als Strahlenquelle diente eine im Max Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt a. M. konstruierte Hochleistungsröntgenanlage. Während der Bestrahlung mit Dosisleistungen von 3,5.10³ bis 3,8.10⁵ rad/min konnte zwischen dem strahleninduzierten Stromi und der DosisleistungL eine Abhängigkeit gemäß der Beziehung iL^0,75+-0,02 festgestellt werden. Die spezifische Leitfähigkeit nahm bei einer Bestrahlung mit 3,8·10⁵ rad/min um den Faktor 1,3·10⁴ von 8·10^–19 Ohm^–1cm^–1 auf 1·10^–14 Ohm^–1cm^–1 zu. Das zeitliche Abklingen des strahleninduzierten Stromes nach Beendigung der Bestrahlung konnte durch eine Überlagerung zweier hyperbolischer Funktionen mit den Zeitkonstanten 0,1 bzw. 38 min angenähert werden. Zur Deutung der Ergebnisse sind Modellvorstellungen und theoretische Überlegungen vonRose sowie vonBroser undBroser-Warminsky herangezogen worden. Wesentlich ist im vorliegenden Fall die Annahme einer besonderen (exponentiellen) Haftstellen verteilung.Gewidmet Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. Dr. h. c. B.Rajewsky zum 25jährigen Bestehen des Max Planck-Instituts für BiophysikHerrn Professor Dr. B.Rajewsky möchte ich für die Anregung zu dieser Arbeit und für deren stete Förderung meinen herzlichen Dank aussprechen. Den Herren Dr. K.Heuss und Dr. A. P.Lotz bin ich für gute Ratschläge, wertvolle Hilfe und Diskussionen zu großem Dank verpflichtet. Dank schulde ich auch Herrn G.Manthey für seine tatkräftige Unterstützung bei den Bestrahlungen.     

Über die Stütz- und Zwischenzellen des Froschhodens während des spermatogenetischen Zyklus

Zusammenfassung Hoden, Hypophysen und Daumenschwielen von Fröschen (Rana temporaria) wurden während eines Jahres, d.h. während eines spermatogenetischen Zyklus, untersucht. Der Zyklus wurde in die Stadien Involution, Vermehrung, Zystenbildung, Reifung (Spermiogenese), Ruhe und Brunst eingeteilt.Während der aktiven Spermatogenese (Mai bis August) zeigen die Leydigschen Zwischenzellen das Bild von inaktiven Zellen: Zellkern und Zytoplasma sind geschrumpft, im Zytoplasma befinden sich cholesterinhaltige Fettvakuolen, wenig Mitochondrien und ein spärliches ER. Dagegen scheinen die Zwischenzellen im Herbst wieder zu neuer Aktivität zu erwachen: Kern und Zytoplasma nehmen an Umfang zu, die Zahl und Größe der Fettvakuolen nimmt ab, das ER ist gut entwickelt und es erscheinen osmiophile Granula im Zytoplasma. Diese Aktivitätsphase dauert bis zur Brunst. Zu diesem Zeitpunkt verschwinden die osmiophilen Granula, während die Fettvakuolen wieder vermehrt auftreten. Übergangsformen zwischen Bindegewebszellen und Zwischenzellen oder Zellteilungen von Zwischenzellen wurden nicht beobachtet. Der Aktivität der Leydigzellen läuft eine Entwicklung der Daumenschwielen parallel.Während der relativen Funktionsruhe der Zwischenzellen im Sommer dürften die-Zellen des Hypophysenvorderlappens vermehrt Gonadotropine (FSH) ausschütten. Zur gleichen Zeit bieten die Stützzellen in den Samenkanälchen Zeichen erhöhter Aktivität. Letztere äußert sich u. a. im Auf- und Abbau von cholesterinhaltigen Fettvakuolen und einer anschließenden Glykogenbildung. Da die Stützzellen alle morphologischen Merkmale von steroidhormonproduzierenden Zellen tragen, wird angenommen, daß hypophysäres FSH spezifisch auf die Stützzellen der Samenkanälchen wirkt. Die Stützzellen könnten ihrerseits den Zustrom von Nährstoffen zu den Samenzellen regulieren und so einen direkten Einfluß auf den Ablauf der Spermatogenese ausüben.Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Herrn Prof. Dr.W. Bargmann und Herrn Prof. Dr.A. von Kügelgen danke ich für die Überlassung von Arbeitsplätzen, Herrn Priv.-Doz. Dr.A. Oksche für Material, FrauGuttenberger für die Anfertigung lichtmikroskopischer Präparate.     

Untersuchungen über den Einfluß der Adaptationstemperatur auf die Resistenz und Aktivität der Transaminasen von Hefezellen

Zusammenfassung Die Hitzeresistenz und Aktivität von Transaminasen aus Candida pseudotropicalis wurde nach Adaptation der Kulturen an 20 und 40°C untersucht. Mit Anpassung an die höhere Temperatur nahm die Hitzeresistenz der Asparaginsäure--Ketoglutarsäure-Transaminase (AKT) zu. Die Substrate der AKT, Asparaginsäure, Pyridoxalphosphat und besonders -Ketoglutarsäure, verliehen dem Enzym aus beiden Adaptationstemperaturen eine höhere Hitzeresistenz. Durch weitere Aminosäuren wurde dagegen keine nennenswerte Resistenzsteigerung hervorgerufen. Der Hitzedenaturierung ging eine Aktivierung voraus, die bei Anwesenheit der stabilisierenden Substrate besonders ausgeprägt war/Die Aktivität der AKT war bei der an 40°C adaptierten Hefe erheblich höher als bei der 20^o-Hefe, dagegen konnte eine Leucin-Oxalessigsäure-Transaminase nur bei der tieferen, Adaptationstemperatur beobachtet werden. Zugabe von Pyridoxalphosphat steigerte die AKT-Aktivität in zellfreien Extrakten, und zwar am stärksten bei der weniger aktiven 20^o-Hefe. Die durch die unterschiedlichen Adaptationstemperaturen bedingten Leistungsunterschiede konnten durch das Coenzym teilweise ausgeglichen werden.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir, für die Gewährung einer Sachbeihilfe.     

Ricerche istochimiche e biochimiche su alcuni enzimi del Nefrone del Tritone crestato (Triturus cristatus carnifex Laur.) in seguito ad ipofisectomia

Zusammenfassung Es wurde eine vergleichende bio- und histochemische Prüfung des Einflusses der Hypophysektomie auf die Aktivität der alkalischen unspezifischen Nieren-Phosphatase und der Lipase von Triturus cristatus carnifex Laur, angestellt. Außerdem haben die Autoren die Wirkung der Hypophysektomie auf die Aktivität der sauren unspezifischen Phosphatase, der Glucose-6-Phosphatase, der Adenosin-Triphosphatase und der Succino-Dehydrogenase untersucht, aber nur histochemisch. Zur histologischen Kontrolle wurden Gehirn- und Schilddrüsen-Präparate angefertigt.Die Ergebnisse der biochemischen Bestimmungen wurden statistisch überprüft.Die biochemischen und histochemischen Befunde ergaben, daß: 1. die Aktivität der alkalischen Phosphatase nach der Hypophysektomie abnimmt. Der Unterschied zwischen der Aktivität bei Kontroll- und hypophysektomisierten Tieren (nach Student-t berechnet) ist statistisch signifikant für P=0,02.2. Die lipolytische Aktivität nach der Hypophysektomie zunimmt. Der Unterschied zwischen der Aktivität bei Kontroll- und hypophysektomisierten Tieren (nach Student-t berechnet) ist statistisch signifikant für P=0,02.Nach der Hypophysektomie wurde histochemisch festgestellt, daß sich die saure Phosphatase und die Glucose-6-Phosphatase ähnlich verhalten wie die alkalische Phosphatase, während die Aktivität der Adenosin-Triphosphatase und die der Succino-Dehydrogenase sich nicht zu verändern scheinen.Auf Grund der dargestellten Ergebnisse glauben die Verfasser annehmen zu dürfen, daß bei Triturus cristatus carnifex die Aktivität der alkalischen Nieren-Phosphatase, und wahrscheinlich auch die der sauren Phosphatase, von der Nebenniere geregelt werden.Der Regulierungsmechanismus der anderen Enzyme (Lipase, Glucose-6-Phosphatase, Adenosin-Triphosphatase und Succino-Dehydrogenase) ist hingegen nicht klar erkenntlich.

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Le operazioni e le ricerche istochimiche e istologiche sono dovute ad A. Peyrot; l'impostazione della premessa e delle conclusioni e le ricerche biochimiche sono dovute ad E. Ferreri. L'analisi statistica dei risultati delle prove biochimiche e la stesura definitiva del lavoro sono state elaborate insieme.     

Quantitative Beziehungen zwischen Temperaturreiz und Aktionspotentialen der Lorenzinischen Ampullen

Zusammenfassung Es wurden die Aktionspotentiale der afferenten Nervenfasern aus den Lorenzinischen Ampullen des Katzenhaies (Scylliam) untersucht, während an den Ampullen definierte und thermoelektrisch registrierte Temperaturreize gesetzt wurden. Versuche in situ und an isolierten Präparationen ergaben keinen Unterschied. Die Entladung der Ampullen erwies sich als unempfindlich gegen mechanische Reize, dagegen äußerst empfindlich gegen thermische Einwirkung. Temperaturregistrierungen in den Ampullen zeigten, daß bei thermischen Reizen an der unverletzten Haut starke Temperaturänderungen il den Ampullen ablaufen.Bei konstanter Temperatur zeigt die Einzelfaser eine Dauerentladung, deren Frequenz zwischen 15 und 23° ein Maximum bis zu 65 Impulsen · sec^–1 hat und nach den wärmeren und kälteren Temperaturen stetig bis zum Nullwert abfällt; die äußersten Grenzen sind 2 und 34°. Das Frequenzmaximum des Gesamtnerven liegt bei etwa 20°. Die höchste statische Unterschiedsempfindlichkeit der Einzelfaser erreicht im Bereich des positiven Temperaturkoeffizienten +7 Imp · s^–1 · grad^–1, im Bereich des negativen — 20 Imp · s^–1 · grad^–1. Kältesprünge führen im gesamten Aktionsbereich der Einzelfaser zu einer vorübergehenden Frequenzerhöhung bis 180 sec^–1 mit anschließender Adaptation auf einen niedrigeren Dauerwert; die überschießende Frequenzerhöhung hängt dabei neben der Temperatur vor allem auch von deren Änderungsgesehwindigkeit d/dt ab. Die dynamische Unterschiedsempfindlichkeit erreicht dabei bis—90 Imp·s^–1 · grad^–1, wobei der Receptor auch außerhalb des statischen Aktionsbereiches noch dynamisch erregbar ist. — Bei Wärmesprüngen verhält sich die Entladung genau spiegelbildlich zur Abkühlung; nach vorübergehender partieller oder völliger Hemmung der Entladung stellt sie sich wieder auf einen Dauerwert ein.Isolierte Einzelampullen zeigen dieselben Erregungsgesetze, nur gehen hier die Spikes bei Abkühlung in regelmäßige Wellen über, die schwebungsartig moduliert sind und vermutlich durch Synchronisation von Fasern innerhalb der Ampulle zustande kommen.Das Verhalten der Lorenzinischen Ampullen entspricht qualitativ in allen Punkten dem der Kältereceptoren der Warmblüter; quantitativ sind die Ampullen noch etwas empfindlicher.Die Versuche wurden mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgeführt. Den Kollegen an der Zoologischen Station Neapel, insbesondere Herrn Prof. Dr. Reinhard Dohrn, möchte ich an dieser Stelle meinen aufrichtigen Dank für ihre freundliche Hilfe zum Ausdruck bringen.     

Untersuchungen über Beziehungen zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese

Zusammenfassung An der einzelligen GrünalgeChlorella pyrenoidosa und an Systemen mit isolierten Spinat-Chloroplasten wurde das Problem einer möglichen Beziehung zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese (unter Ausschluß der Photophosphorylierung) bearbeitet.Eine Erhöhung des intracellulären Ascorbinsäure-Spiegels derChlorella pyrenoidosa konnte bei Dauerlichtkulturen erst bei einer Ascorbinsäure-Konzentration des Außenmediums von5·10^–2 Mol/l nachgewiesen werden. An Synchronkulturen ergab sich eine Phase im Entwicklungscyclus der Algen (18. Std), in der bereits bei einer Ascorbinsäure-Konzentration des Außenmediums von 1·10^–3 Mol/l eine signifikante Aufnahme erzielt werden konnte.In Versuchen anChorella-Zellen mit künstlich erhöhtem intracellulären Ascorbinsäure-Spiegel wurde weder bei Gaswechsel-Messungen noch bei der¹⁴CO₂-Fixierung eine Wirkung der Ascorbinsäure auf die Photosynthese festgestellt. Untersuchungen an Synchronkulturen ergaben keine Korrelation zwischen Ascorbinsäure-Gehalt und Photosynthese-Leistung im Verlauf der Zellentwicklung.Der Ascorbinsäure-Gehalt von Spinat-Chloroplasten nach Isolierung in nicht-wäßrigem Medium wurde bestimmt.Versuche an Systemen mit isolierten Chloroplasten ergaben keine Abhängigkeit der Hill-Reaktion mit NADP⁺ als Elektronenacceptor von der Ascorbinsäure. Ein positiver Effekt der Ascorbinsäure zeigte sich nur bei gealterten Chloroplasten-Bruchstücken sowie bei deren Gewinnung bei p_H 8,0. Er wurde im Sinne einer Stabilisator Wirkung der Ascorbinsäure gedeutet.Die Untersuchungen dieser Arbeit und die anderer Autoren zu einer möglichen Beziehung zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese wurden hinsichtlich der Versuchsproblematik und der Ergebnisse diskutiert.Aus den Versuchsergebnissen an Synchronkulturen vonChlorella pyrenoidosa wurde auf eine mögliche Funktion der Ascorbinsäure für die Vorbereitung oder Auslösung der Teilung hingewiesen.Mit 9 TextabbildungenDissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Tübingen 1963.     

Der Einfluß dünner luftäquivalenter Zwischenschichten auf die Druckabhängigkeit der mittleren Ionendosisleistung

Zusammenfassung Die in der praktischen Dosimetrie unerwünschte Volumen- bzw. Druckabhängigkeit der mittleren Dosisleistung bei Messungen mit Hohlraum-Ionisationskammern kann durch eine luftäquivalente Schicht zwischen der Luft im Meßvolumen und dem Umgebungsmaterial unterdrückt werden. Aus den Messungen der Druckabhängigkeit der mittleren Dosisleistung mit einer HohlraumIonisationskammer bei¹³⁷Cs- und⁶⁰Co--Strahmng sowie 30 MV- und 45 MV-Röntgenstrahlung konnte gezeigt werden, daß praktisch unabhängig von der Photonenenergie eine luftäquivalente Zwischenschicht mit einer Dicke von etwa 10^–3 g/cm² ausreicht, um die mittlere Dosisleistung druckunabhängig zu machen. Im Photonenenergiebereich oberhalb von etwa 1 MeV ist diese erforderliche Dicke sehr klein gegen die Reichweite der Sekundärelektronen. Mit einer für die praktische Dosimetrie ausreichenden Genauigkeit kann bei beliebigem Umgebungsmaterial B die druekunabhängige mittlere Ionendosis im Photonenenergiegebiet oberhalb von etwa 1 MeV mit Hilfe der Bragg-Gray-Beziehung in die Energiedosis am Meßort im Umgebungsmaterial umgerechnet werden.Wir danken den Herren Professor H.Fränz und Professor W.Hübner für das Interesse an dieser Arbeit und den Herren W.Fricke und G.Trautmann für die sorgfältige Ausführung der Messungen.     

Bau und Innervation der Lorenzinischen Ampullen und deren Bedeutung als niederes Sinnesorgan

Zusammenfassung An Serienschnitten, die nach Bodian-Ziesmer silberimprägniert sind, wurden die Lorenzinischen Ampullen von Scyllium canicula und Mustelus laevis nach Darstellung in plastischer Rekonstruktion und Berichtigung des bisher ungenau geschilderten Baues auf die Form ihrer Nervenausbreitungen untersucht.Die Ampullen, welche nach elektrophysiologischen Untersuchungen durch Hensel als Kälterezeptoren ähnlich denen der Warmblüter gelten, sind an ihren Endaussackungen reich innerviert. Nahe dem Epithel überzieht ein feinmaschiges Flächennetz mit intraepithelialen Ausläufern jede der sackförmigen Ausbuchtungen. Die Anordnung der Nervenelemente wird mit jenen verglichen, die man an kälteempfindlichen Stellen beim höheren Tier und beim Menschen beobachtet. Eine Faserspezifität (im Sinne der Physiologie) räumen die Untersucher ein; eine Spezifität peripherischer Nervenausbreitungsformen, also der intraepithelialen Fasern, der Netzformationen und der Nervenkörperchen bestreiten sie erneut.Herrn Prof. Dr. W. Kindler zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Über die spontane Mutation von Phagenresistenz nach Phagensensibilität

Zusammenfassung Für die spontane und von Phagen unabhängige Mutation von Phagenresistenz Phagensensibilität (1. Reversion) wurde bei Bac. megaterium M 30/C 1 Gl eine Mutationsrate von (4,93±0,17)·10^–8 pro Bakterium und Bakterienzellteilung ermittelt. Da der Mutationsschritt zur Phagensensibilität mit einer Änderung des Koloniecharakters eng gekoppelt war, konnte die Anzahl der sensiblen Mutantenklone in resistenten Bakterienpopulationen (Kolonien) direkt bestimmt werden. Bei der Resistenzmutation sensibler Mutanten (2. Reversion) wurde festgestellt, daß an die Rückmutation zur Phagenresistenz nicht unbedingt die Wiederherstellung des morphologischen Merkmals der ursprünglich resistenten Bakterien gekoppelt sein muß.Herrn Professor Dr. Dr. h. c. A. Rippel zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Enzyme der Elektronentransportpartikel aus Rhodospirillum rubrum: Eigenschaften von NADH- und Succinat-Cytochrom c-Reduktase

Zusammenfassung Es werden einige Eigenschaften von NADH- und Succinat-Cytochrom c-Reduktase aus R. rubrum beschrieben. Beide Aktivitäten sind ausschließlich in der durch Ultrazentrifugation erhaltenen Partikelfraktion lokalisiert. Aerob im Dunkeln und anaerob im Licht gezüchtete Zellen zeigen keine Unterschiede in ihren spezifischen Aktivitäten.Das Optimum der Reaktion liegt für beide Aktivitäten bei 8,3; das von Succinatdehydrogenase bei 7,7. K _Mfür NADH ist 7,1·10^-6 m, für succinat 1,1·10^-4 m. NADPH wird nicht umgesetzt. Die Partikel zeigen unterschiedliche Affinität zum Elektronenacceptor Cytochrom c. K _Mfür Cytochrom c bei NADH 9,5·10^-6 m, bei Succinat 4,5·10^-6 m.NADH-Cytochrom c-Reduktase wird durch Verdünnung inaktiviert. Durch Serumalbumin kann das Enzym nur begrenzt geschützt werden. Das Substrat und der Acceptor sind wirkungslos.Succinat und Fumarat, jedoch nicht Malonat inaktivieren Succinat-Cytochrom c-Reduktase, wenn das Enzym in verdünntem Zustand vorliegt. Die beiden Substanzen zeigen unterschiedliche Inaktivierungskinetik. Serumalbumin bewirkt hier weitgehenden Schutz des Enzyms.Succinat-Cytochrom c-Reduktase wird durch Phosphat aktiviert.NADH- und Succinat-Cytochrom c-Reduktase werden durch steigende Phosphatkonzentrationen verschieden stark gehemmt.Detergentien (Triton X-100) inaktivieren beide Aktivitäten; NADH-Cytochrom c-Reduktase ist sehr viel empfindlicher als die Succinat-oxydierende Aktivität.Inhibitoren des Elektronentransports wirken auf beide Aktivitäten. NADH-Cytochrom c-Reduktase wird besonders durch Rotenon stark gehemmt.Succinat-Cytochrom c-Reduktase wird durch Malonat, Fumarat und durch Oxalacetat gehemmt. Oxalacetat ist bei R. rubrum ein sehr starker Inhibitor.

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Enzymes of the electron transport particles of Rhodospirillum rubrum: Properties of NADH- and succinate-cytochrome c-reductase

Summary Some properties of NADH- and succinate-cytochrome c-reductase from R. rubrum are described. Both activities are predominantly located in the particlefraction obtained by ultracentrifugation. No differencies in specific activities of the enzymes are observed between aerobic darkgrown and anaerobic lightgrown cells.The optimum pH of both reactions is at 8,3, the optimum for Succinicdehydrogenase at 7.7. K _M for NADH is 7.1×10^-6 m, for succinate 1.1×10^-4 m. NADPH is not oxidized. The particles also show different affinities for the electronacceptor cytochrome c. K _Mfor cytochrome c with NADH 9.5×10^-6 m and with succinate 4.5×10^-6 m.NADH-cytochrome c-reductase is inactivated by dilution. Serumalbumine can protect the activity to a limited extent. Substrate and acceptor are without effect.Succinate and fumarate but not malonate inactivate succinate-cytochrome c-reductase, when the enzyme is in a diluted form. Succinate and fumarate exhibit different kinetics of inactivation. There is a large protection by serumalbumine against the inactivation.Succinate-cytochrome c-reductase is activated by phosphate.Increasing concentrations of phosphate inhibit NADH- and succinate-cytochrome c-reductase to a different degree.The activities also show different sensitivities to inactivation by treatment with detergents (Triton X-100), NADH-cytochrome c-reductase being much more sensitive than succinate-cytochrome c-reductase.Inhibition of both activities by inhibitors of the electron transport chain is observed, notably a strong inhibition of the NADH-enzyme by low concentrations of rotenone.Succinate-cytochrome c-reductase is inhibited by malonate, fumarate and also by oxalacetate. In R. rubrum the latter substance is a potent inhibitor.

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Verwendete Abkürzungen NADH reduziertes Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid - DCPIP 2,6-Dichlorphenol-indophenol     

über die Natur der deuterenkephalen Leistung in der embryonalen Induktion

Zusammenfassung Jungen Gastrulen oder Epidermisexplantaten von Trituras wurde simultan Leber- und Knochenmarkgewebe des Meerschweinchens implantiert. Es war bekannt, da\ das erstgenannte Gewebe ausschlie\lich kephale, das letztere wiederum hauptsächlich mesodermale Gebilde induzierte. Auf Grund der Resultate wurde eine Schema des die Normogenese steuernden Induktionssystems ausgearbeitet, nach welchem die Regionalität des Keimes von zwei Induktionsfaktoren (N undM) bewirkt würde. Diese Faktoren sollen auf der Dorsalseite des Keimes Wirkungsfelder bilden, die einander teils überschneiden und als Gradienten in verschiedener Richtung schwächer werden.Das genannte, anfänglich als Arbeitshypothese bestimmte Schema wurde später kontrolliert, indem als Induktoren rein archenkephal induzierende, wärmebehandelte HeLa-Zellen sowie nichtvorbehandelte HeLa-Zellen, die sowohlN- wieM-Faktor enthielten, benutzt wurden. Diese Zellen wurden entweder für sich als Induktoren benutzt, oder sie wurden in verschiedenem Verhältnis miteinander vermischt. Die Resultate zeigten, da\ die im Induktor enthaltene unterschiedliche Quantität desM-Faktors das Zentralnervensystem dazu bestimmt, sich zu Deuterenkephalon oder Neuralrohr zu entwickeln, während wiederum bei fehlendemM-Paktor die Leistung rein archenkephal ist.Bei den Versuchen wurden Epidermisexplantate 24 Std lang neuralisiert oder mesodermalisiert und danach disaggregiert. Durch Reaggregation der Zellen zweier auf verschiedene Weise induzierter Blasen konnte ein Explantat zustande gebracht werden, in dem sich Deuterenkephalon und Ohrblasen entwickelten, die keiner der beiden Induktoren allein hervorzurufen vermöchte. Die Resultate wurden so gedeutet, da\ derN- und derM-Faktor primär die Zellen zur Differenzierung in neuraler bzw. mesodermaler Richtung determiniert. Die verschiedene Regionalität des Zentralnervensystems würde später durch die Einwirkung einer Interaktion zwischen den inM- und N-Richtung determinierten Zellen bestimmt, wobei die Natur der Regionalität von einem bestimmten quantitativen Verhältnis derN- undM-Zellen abhängig wäre.Verschiedene Hypothesen, die zur Deutung der Primärinduktion vorgebracht worden sind, werden diskutiert sowie ferner auch die Ergebnisse, in denen der Masseneffekt und die Spätinteraktion zwischen Zellen und Geweben behandelt wird.Zum Andenken an den am 9. 11. 62 gestorbenen Prof. Dr.Hermann Bautzmann, den berühmten Vertreter der entwicklungsmechanischen Schule vonSpemann, gewidmet. — Die Untersuchungen sind von der Sigrid Juselius-Stiftung und von The National Cancer Institute, National Institutes of Health, Public Health Service (C-5347) finanziell unterstützt worden.     

Über die Aufnahme von radioaktivem Schwefel in die wachsende Vogelfeder nach Applikation von 35S-Methioninlösungen

Zusammenfassung Wellensittichen (Melopsittacus undulatus), Elstern (Pica pica) und Haustauben (Columba livia) werden 0,1c1 ml einer isotonischen ³⁵S-DL-Methioninlösung mit Aktivitäten von 0,05–1,2 mC beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert.Die Lokalisation des in den heranwachsenden, primären Konturfedern, aber auch nach natürlicher Mauserung oder künstlicher Entfernung derselben in den folgenden Federgenerationen abgelagerten radioaktiven Isotops erfolgt mit einem Methan-Durchflußzähler oder autoradiographisch.An den Deck- und Flugfedern kann ein proximales, stark strahlendes Areal mit einem bogenförmigen Verlauf seiner apikalen Begrenzung von einem oder mehreren distalen Strahlungsbändern schwacher Aktivität unterschieden werden.Die distalen Strahlungsbänder treten häufig in einer rhythmischen Folge auf, wobei ihr Winkel zu dem proximalen Schaftteil in etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit diesem entspricht. In der rhythmischen Folge dieser Zuwachsstreifen ist nicht selten noch ein weiterer Unterrhythmus erkennbar.Die Breitenunterschiede der distalen Strahlungsbänder bzw. die Amplituden ihrer Rhythmen sind nicht ausschließlich korreliert mit der jeweiligen definitiven Federlänge, sondern auch abhängig von der Wachstumsphase der Feder am Applikationstermin und in gewisser Weise kennzeichnend für den Federtyp.Für das Ausbreitungsvermögen des radioaktiven Isotops bzw. der dasselbe enthaltenden Verbindungen kann auch eine gewisse Individualität der Einzelfeder festgestellt werden.Auch in dem proximalen, stark strahlenden Areal ist bisweilen (Pica pica) eine rhythmische Ablagerungsfolge des radioaktiven Isotops zu beobachten. Der Winkel dieser radioaktiven Streifen entspricht ebenfalls etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit dem proximalen Schaftteil.Bei einmaligen Injektionen von Methioninlösungen nicht zu hoher Strahlungsdosen wird bei Applikation in einer frühen Wachstumsphase der Feder eine proximalwärts abnehmende Strahlungsintensität auf der Fahne und dem Schaft gefunden. Dabei nimmt die Aktivität der Fahnen schneller ab als die des Schaftes, d. h. dieser schwärzt den Röntgenfilm weiter proximal als die Außen- und Innenfahne.Bei den Autoradiographien der Dorsal- und Ventralseiten der Konturfedern ergibt sich ein deutlicher Unterschied. Die Dorsalseite zeigt an der distalen Grenze des stark strahlenden Areals auf dem Röntgenfilm im Gebiet des Federschaftes eine strahlungsschwache Kerbe, die Ventralseite dagegen eine die distale Grenze des stark strahlenden Areals überragende Strahlungsspitze.In verschiedener Höhe durch den Federschaft markierter Federn geführte Querschnitte zeigen bei entsprechender junger Wachstumsphase im Spulenbereich eine radioaktive Strahlung der Spulenwand und der Federscheide, sowie weiter apikal auch eine solche der Hornsepten, der Schaftschenkel und der Markzellen des Schaftes (Columba livia).Bei hohen applizierten Strahlungsdosen kann eine langsame Abnahme der Aktivitäten über mehrere Federgenerationen verfolgt werden. Mehrfache, in 24stündigem Abstand folgende Injektionen nicht zu hoher Aktivitäten markieren sich auf dem Federschaft in der Form tütenartig ineinandergeschachtelter, oval ausgebuchteter Strahlungsrhythmen (Columba livia).Eine zeitmäßige Zuordnung der distalen Grenzen der distalen Strahlungsbänder und des proximalen Areals hoher Aktivität zum Applikationstermin ergibt für Federn einer frühen Wachstumsphase ein Emporwandern des radioaktiven Isotopes über das Oberflächenniveau der Haut nach der Applikation.Die natürlichen Zuwachsstreifen decken sich zuweilen (Pica pica) mit wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen auf der Federfahne. Diese können auch auf die Dorsalseite des Schaftes übergreifen. Ebenso können die Ansätze der Rami an den Schaftseiten in einer wellenartigen Folge inserieren. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Wellen der Federfahne mit den rhythmischen Schwankungen der Strahlungsintensität zusammenfallen, und unter gewissen Umständen können Fehlstreifen als extreme Ausschläge eines stoffwechselphysiologischen Rhythmus, wie er in der Folge der radioaktiven Querbänderung zum Ausdruck kommt, angesehen werden. Die auf dem Röntgenfilm in Erscheinung tretende Querbänderung der Federfahne kann durch quantitative Ablagerungsunterschiede des radioaktiven Isotops und, wenn auch in wesentlich geringerem Maße, durch Änderungen der Hornstruktur bedingt sein. Eine autoradiographische Auswertung von ein- und zweidimensionalen Papierchromatogrammen von Hydrolysaten markierter Federn läßt eine radioaktive Strahlung im Bereich des Cystin, Cystein, Taurin und Lanthionin erkennen. Dabei ist aber zu bedenken, daß Cystein und Lanthionin und insbesondere das Taurin durch die chemische Aufbereitung entstanden sein können. ³⁵S-Methionin konnte sowohl autoradiographisch as auch mit dem Methandurchflußzähler nicht erfaßt werden.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich auch diesmal wieder für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

Identificazione plastica per coerosione dei manicotti lienali pericapillari: (Hülsenkapillaren) in Sus scrofa (Linn)

Zusammenfassung Die Verfasser haben die Hülsenkapillaren der Schweinemilz (Sus scrofa, Linn.) durch Verwendung des Lactis Geon 576 plastisch sichtbar gemacht. Sie vervollständigen die Studien von Loreti (1934) und von Loreti und Sabbia (1942) an Erinaceus und Homo, aus denen die histiocytäre Natur der den Hülsen eigenen, zum Gefäßbaum in Beziehung stehenden Zellen klar hervorgeht. Die Hülsenkapillaren der Milz sind daher als perivasculäre Anhäufungen der Histiocyten und der retikulären Fasern des Pulparetikulums (rote Pulpa) aufzufassen.Anhand der Ergebnisse stellen die Verfasser Betrachtungen bezüglich der Permeabilität der Hülsen und der Wände des Kapillargefäßes der Hülsen an. Die Permeabilität der Blutzellen, besonders der Erythrocyten, ist beim Schwein hoch.Das Studium der Präparate läßt den spiraligen oder gewöhnlichen Verlauf der penizillierten kleinen Arterie feststellen, die den Hülsen vorgeschaltet ist und das Vorhandensein von zusätzlichen Hülsen distal von der Haupthülse, deren Volumen stets geringer ist.Außerdem schließen die Verfasser aus der reichhaltigen Innervation der Milzhülsen auf deren Funktion als Druckempfänger, die im Dienste der Blutauspressung aus dem Pulparetikulum stehen.

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L'allieva Sig. na C. Vogliotti ha partecipato all'allestimento delle preparazioni sia mioroscopiche sia per corrosione.     

Die periodisch strukturierten Körper im Subcommissuralorgan der Ratte

Zusammenfassung Die erstmals von uns im Subcommissuralorgan adulter Ratten mit dem Elektronenmikroskop aufgefundenen periodisch strukturierten Körper (PSK) werden ausführlich beschrieben. Sie liegen extracellulär in der Umgebung von Kapillaren; mithin kennzeichnet das angioarchitektonische Muster des Subcommissuralorgans bei der Ratte ihre Fundorte: sie finden sich im Hypendym oder zwischen den basalen Polen der subcommissuralen Ependymzellen. Die Mehrzahl der PSK liegt der Basalmembran der Kapillaren unmittelbar nach außen an; dabei läuft das Linienmuster der Körper meist steil auf die Basalmembran zu. Daneben werden PSK auch weiter entfernt von Gefäßen gefunden; sie zeigen dann häufig eine Beziehung zu frei im Gewebe endenden Abzweigungen der Basalmembran.Das Muster der PSK ist im Schnittbild durch osmiophile Linien, die in konstantem Abstand parallel laufen, charakterisiert; bei Osmiumfixierung und Einbettung in Epon 812 beträgt die mittlere Periode 940 Å. Zwischen je zwei dieser Hauptlinien (Linien I. Ordnung, etwa 140 Å breit) verläuft eine schwächere Zwischenlinie (Linie II. Ordnung, etwa 60 Å breit); drei feinere Linien (III. Ordnung) sind innerhalb der Periode asymmetrisch angeordnet und geben ihr eine polare Orientierung. Sonderbefunde an den Systemen werden mitgeteilt und diskutiert. — Es werden Argumente für die Auffassung vorgetragen, daß die PSK aus linearen Elementen aufgebaut sein müssen. Diese Filamente verlaufen senkrecht zu den Linien; sie sind die eigentlichen Träger der periodischen Zeichnung und stehen so gut in Register, daß sie in ihrer Gesamtheit das periodische Strukturmuster ergeben.Lichtmikroskopisch lassen sich die den PSK entsprechenden Objektstellen mit Bindegewebsfärbungen und Silberimprägnationen homogen darstellen; dagegen liefern Amyloid- und elektive Sekretfärbungen negative Ergebnisse. Aus histochemischen Reaktionen ist der Gehalt der PSK an Protein als sicher, der an sauren Mucopolysacchariden als wahrscheinlich anzunehmen. Die Filamente werden als Proteinstrukturen aufgefaßt, die in einer Matrix von Mucopolysacchariden eingebettet liegen können. In-vitro-Ergebnisse der Kollagenforschung und erste bekannt gewordene in-situ-Beobachtungen von ungewöhnlichen Kollagenformen im Auge und bei bestimmten Tumoren des Hörnerven stützen die dargelegte Vorstellung, daß die Filamente der PSK eine nicht faserige Kollagenformation darstellen, bei der die Tropokollagenmoleküle möglicherweise um ihre halbe Länge gegeneinander versetzt sind.Für die Entstehung der PSK scheint die Basalmembran der Kapillaren von wesentlicher Bedeutung zu sein. Ganz junge Ratten, bei deren Kapillaren die Basalmembran noch nicht voll ausgebildet ist, enthalten keine PSK im Subcommissuralorgan.Herrn Professor Dr. Benno Romeis zum 75. Geburtstag gewidmet.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Für präparatorische und photographische Arbeiten schulden wir Frau H. Asam großen Dank; des weiteren danken wir Frl. B. Fielitz und Frl. R. Beck. Die Schemata wurden von Herrn cand. med. A. Meinel gezeichnet. — Den Herren Prof. Dr. W. Grassmann, Prof. Dr. F. Miller, Dozent Dr. Dr. H. Hager, Dr. K. Blinzinger, München, und Dr. W. Schlote, Tübingen, verdanken wir wertvolle Anregungen und Diskussionen.     

Temperaturregulation und Tagesperiodik des Stoffwechsels bei Winterschläfern

Zusammenfassung o1.Das Temperaturregulationsvermögen von Myotis myotis Borkh. ist im Sommer besser entwickelt als im Winter. Die Höhe der Körpertemperatur ist im Sommer unabhängig von der Ruhe-Aktivitätsperiodik.Während die Tiere im Sommer selbst bei hoher Kältebelastung — bei täglich ausreichender Nahrungsaufnahme — zu Beginn ihrer Aktivi tätsperiode spontan erwachen, tritt im Winter unter gleichen Bedingungen nach viertägiger Kälteeinwirkung Winterschlaf ein.Der HVL zeigt deutliche jahresperiodische Veränderungen, hervorgerufen durch eine Verminderung der A-Zellen, besonders im äußeren Bereich der Adenohypophyse im Winter. Die Schilddrüsenfunktion und das Differentialblutbild sind deutlich vom jeweiligen Aktivitäts- bzw. Belastungszustand der Tiere abhängig.Der Eintritt des Winterschlafs wird durch erhöhte Schlafbereitschaft während der Ruheperiode (tiefe Tagesschlaflethargie) bestimmt. Temperaturen unter 10° C verkleinern die Amplitude des Stoffwechselanstiegs zu Beginn der Aktivitätsperiode.Das Fortbestehen tagesperiodischer Stoffwechseländerungen unter konstanten Umweltbedingungen konnte in den ersten Wochen des Winterschlafs nachgewiesen werden. Nach längerem natürlichem Winterschlaf war keine sichtbare Stoffwechselperiodik mehr zu erkennen. Für ein Weiterbestehen der endogenen Rhythmik (inneren Uhr) im tiefen Winterschlaf liegen Hinweise vor.Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf schwankt unregelmäßig zwischen 15 und 90 min.In der Höhe von Körpertemperatur und Stoffwechsel konnten deutliche Unterschiede bei Myotis myotis und Barbastella barbastella Schreb festgestellt werden. 2.Bei einjährigen Siebenschläfern (Glis glis L.) wurden in den Sommermonaten Absinken der Körpertemperatur und Lethargie während des Ruheschlafs beobachtet. Als primäre Ursache wird eine durch die Gefangenschaft bedingte, zeitlich verschobene Winterschlafbereitschaft verantwortlich gemacht.Stoffwechsel und Atmung beim Eintritt und im Verlauf des Winterschlafs des Siebenschläfers zeigen keine prinzipiellen Unterschiede gegenüber Myotis myotis. Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf variiert unregelmäßig zwischen 5 und 60 min. Eine Fortdauer der sichtbaren Stoffwechselperiodik konnte nicht festgestellt werden.Bei konstant niederer Temperatur (6° C) und Dauerdunkel konnte die Winterschlafbereitschaft der Buche trotz Fütterung bis in den Frühsommer verlängert werden. 3.Eine jahresperiodisch eintretende innere Winterschlafbereitschaft ist die Voraussetzung für den Eintritt des Winterschlafs beim Goldhamster (Mesocricetus auratus Waterh.).Konstant tiefe Temperatur verlängert die Dauer der Winterschlafperioden. Der Eintritt der Lethargie erfolgt während der normalen Ruheperiode, unabhängig von der Temperatur.Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. F. P. Möhres, danke ich für die Überlassung des Themas und wertvolle Anregungen und Hinweise. Ebenfalls zu Dank verpflichtet bin ich Herrn Dr. H. Löhrl für die Beschaffung der Siebenschläfer und Herrn H. Frank und dem Heimat- und Höhleverein in Laichingen (Württemberg) für die freundliche Unterstützung beim Besuch der schwäbischen und slowenischen Höhlen. Die Arbeit wurde gefördert durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die Prof. MÖhres zur Verfügung standen.     

Embryologische und histogenetische Studien an „monokotylen Dikotylen“. I. Claytonia virginica L

Zusammenfassung Es wird über das von der allgemein verbreiteten Auffassung abweichende Ergebnis einer Nachprüfung der AngabenCooks über die Embryogenese der nur ein Keimblatt ausbildenden Portulacaceen-ArtGlaytonia virginica L. berichtet.Vom Tetraden- bis zum Kugelstadium gleicht die Embryoentwicklung derjenigen der zweikeimblättrigenClaytonia perfoliata. Mit der relativ frühen Anlegung des einzigen Keimblatts beiC. virginica hängen folgende Abweichungen vom Verhalten der dikotylen Arten zusammen: Dauernd kreisrunder Querschnitt der Embryo-Achse, Förderung der Kotyledonarregion gegenüber den übrigen Teilen des Embryos, Periklinalteilungen auch in der peripheren Zellschicht des Keimblattprimordiums und Einbeziehung auch der Zellen des Embryo-Scheitels in dessen Anlage. Infolgedessen entwickelt sieh eine seitlich, aber noch im Terminalsegment gelegene Zellgruppe zum SproßVegetationspunkt. Dieser wird später von der Keimblattbasis scheidig umhüllt.Von der Anlage eines zweiten Kotyledos fehlt jede Spur. Auf die Fehldeutungen von Längsschnitten, dieCook zur entgegengesetzten Ansicht führten, wird eingegangen. Entgegen den VermutungenGoebels ist es nicht immer nur der äußere (auf der Konvexseite des gekrümmten Embryos gelegene) Kotyledo, der allein entwickelt ist, sondern man findet gelegentlich auch Samen mit einer umgekehrten Embryoorientierung.Auch die Keimungsvorgänge (vorherrschende Aktivität der Keimblattbasis) und die anatomischen Verhältnisse der Sämlinge (direkter Anschluß des ersten Plumularbündels an einen Teil der Wurzelstele) gleichen auffallend denjenigen vieler Monokotylen (z. B.Allium).Die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Theorie der Systematik wird diskutiert.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei für die Unterstützung der vorliegenden Untersuchungen der verbindlichste Dank ausgesprochen.