Enteric helminths of perch (Perca fluviatilis L.) and yellow perch (Perca flavescens Mitchill): stochastic or predictable assemblages?

Component communities of perch (Perca fluviatilis L) in Eurasia and the North American yellow perch (Perca flavescens Mitchill) were examined to determine the nature of their parasite communities. The scale of this investigation is continental and includes data collected across the distribution of each host species. Data were compiled from the literature and from 5 sample sites in North America. Four parasite species were found to occur frequently in the helminth component communities of P. flavescens. The cestodes Bothriocephalus cuspidatus and Proteocephalus pearsei, the digenean Crepidostomum cooperi, and the nematode Dichelyne cotylophora comprised a suite of species of which some or all occurred in most samples. Similarly, a group of 4 predictable parasite species was identified for P. fluviatilis in Eurasia, the digenean Bunodera luciopercae, the nematode Camallanus lacustris, the cestode Proteocephalus percae, and the acanthocephalan Acanthocephalus lucii. Specificity was not a requirement for predictability. Despite geographical isolation for millions of years, and different fish species interactions within and between continents, the predictability of these parasite assemblages indicates they are shaped by a biology, especially feeding patterns, common to both perch species. This is evidence that parasite assemblages comprised of nonhost-specific parasites in freshwater fishes are not merely stochastic assemblages but have key components that are predictable at this broad continental scale.     

Bau und Funktion des SüßwasserschwammsEphydatia fluviatilis L. (Porifera).

Zusammenfassung Einzelexemplare vonEphydatia fluviatilis können fusionieren, sofern diese miteinander verträglich sind. Wenige Tage alte Jungschwämme verwachsen nach der Kontaktaufnahme vollständig. Haben die jungen Schwämme ihr ausführendes Kanalsystem vor der Berührung bereits angelegt, dann bleibt die Verwachsung unvollständig, d.h., sie erfaßt nur das Pinacoderm, das einführende Kanalsystem und das Mesenchym der Partner, nicht aber das ausführende Kanalsystem. Prinzipiell unterscheidet sich die vollständige Verwachsung jedoch nicht von der unvollständigen.Bei der jahreszeitlich oder durch Gemmulabbildung bedingten Rückbildung größerer Exemplare können autonome Teilschwämme anfallen, die noch eine Zeitlang lebensfähig sind.Alle Anzeichen sprechen dafür, daß die Individuen der SchwammartEphydatia fluviatilis jeweils in einer Vielzahl von Einzelexemplaren in räumlicher Trennung leben, nach zufälligem Kontakt fusionieren, aber auch in autonome Exemplare zerfallen können.Die Individualitätsschranke verschiedener Individuen vonEphydatia fluviatilis ist unüberwindbar und vergleichsweise normal.Setzt man Individuum nicht gleich Exemplar, was ratsam erscheint, dann ist beiEphydatia fluviatilis die Individualität nicht niedrig, sondern extensiv zu veranschlagen.

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Structure and function of the fresh water spongeEphydatia fluviatilis L. (Porifera).VI. The problem of individuality

Summary Specimens ofEphydatia fluviatilis can fuse if they are compatible. Sponges only a few days old fuse completely after contact. If the young sponges have already laid down the excurrent canal system before touching one another, fusion is incomplete; if comprises only the pinacoderm, the incurrent canal system and the mesenchyme of the partner, but not the excurrent system. In principle, however, there is no difference between complete and incomplete fusion.During the seasonal disintegration or period of gemmula formation by larger specimens, parts of the body may form small autonomous sponges capable of living for some time.All the evidence indicates that individuals of the speciesEphydatia fluviatilis live in the form of many spatially distinct single specimens, which can fuse after accidental contact, and can also separate into autonomous specimens.The individuality barrier between different individuals ofEphydatia fluviatilis is insurmountable and comparatively normal.If as appears advisable, one does not equate individual with specimen , then the individuality ofEphydatia fluviatilis should be regarded as extensive rather than the opposite.

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Abkürzungen A Atrium (Abb. 1 u. 2) - A Amöbocyt (Abb. 9) - aK ausführender Kanal - DP Dermalpore - E Egestionsöffnung - eK einführender Kanal - EnP Endopinacocyten - ExP Exopinacocyten - G Gemmulaschale (Abb. 1, 2, 4, 11) - G Gemmulaanlage (Abb. 3, 7, 10) - GK Kragengeißelkammer - M Mesenchym - N Nadel - OR Oskularrohr - PD Pinacoderm - S Schwamm - S Substrat (Abb. 8) - Sp Spongin - SR Subdermalraum - VZ Verwachsungszone Die Arbeit wurde durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert. Für technische Assistenz danke ich Frau M. Geis, Frau U. Müller und Fräulein I. Nüssle.     

Vorkommen und Eigenschaften der Carbonsäureesterasen im Hepatopankreas und Magensaft des Flußkrebses Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say)

Zusammenfassung Es wurden die Esteraseaktivitäten in wäßrigen Mitteldarmdrüsenextrakten und in Magensaft(MS)-Sammelproben mehrerer Flußkrebse [Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say)] quantitativ bestimmt. Die höchsten Aktivitäten enthält das Astacus-Hepatopankreas (HP), das, gemessen an der Hydrolyse der optimalen Substrate, 10- bis 23mal aktiver ist als das Cambarus-HP und 171-bis 247mal aktiver als der Magensaft beider Krebsarten. Das pH-Optimum der HP-Esterase-Wirkung liegt zwischen pH 8 und 9, das der sehr gering aktiven Magensaftesterase bei pH 6,0 (für Tributyrin) bzw. 7,5–8,5 (für Phenylacetat und-butyrat). Die unter Verwendung von 21 Estersubstraten näher untersuchte Substratspezifität der Astacus-HP-Esterase ergab eine Affinität für aliphatische und Phenyl sowie Naphthyl-Ester der C₃- bis C₅-Fettsäuren. Die Esterase ist relativ thermostabil, durch E 600, NaF und Eserin stark hemmbar und zeigt keine Cholataktivierung. Durch Sephadex-Gelfiltration wird die HP-Esterase in zwei Aktivitätsgipfel aufgetrennt (K _d -Werte von Sephadex G-200: 0,083 bzw. 0,5–0,52), die die gleiche Substrat und Inhibitor-Spezifität aufweisen. Im Agargelelektropherogramm des HP sind vier Esterasezonen, im Pherogramm des MS nur eine schwache Esterasezone mit -Naphthylbutyrat als Substrat nachweisbar. Die MS-Esterase besitzt die gleiche Wanderungsgeschwindigkeit wie die am weitesten anodisch wandernde schwächste HP-Esterasebande.

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Occurrence and properties of the carboxylic esterases in hepatopancreas and gastric juice of the crayfish Astacus astacus (L.) and Cambarus affinis (Say)

Summary The esterase activities of hepatopancreas extracts and gastric juice from the crayfish Astacus astacus (L.) and Cambarus affinis (Say) were determined quantitatively. Astacus-hepatopancreas contains the highest activities. It is 10 to 23 times more active than Cambarus-hepatopancreas and 171 to 247 times more active than gastric juice of the two species. The pH-optimum of the hepatopancreas esterase action was found to be between pH 8 and 9, that of the very weak gastric juice esterase at pH 6.0 and pH 7.5 to 8.5 with tributyrin and phenyl acetate and butyrate respectively. Substrate specifity studies with 21 ester substrates showed that the Astacus-hepatopancreas esterase posseses a high affinity towards phenyl, naphthyl and aliphatic esters of C₃- to C₅-chain fatty acids. The esterase is relative thermostabil, E 600, NaF, and eserine sensitive and was not activated by cholate. By means of Sephadex gelfiltration the hepatopancreas esterase was separated in 2 fractions (K _d -values on Sephadex G-200: 0,083 and 0.5 to 0.52 respectively) with identical substrate and inhibitor specificity. About four zones of esterase activity may be detected in hepatopancreas extracts and only one weak esterase zone in gastric juice by agar-gel electrophoresis (substrate: -naphthylbutyrate). The electrophoretic mobility of the gastric juice esterase is identical with that of the fastmoving anodal and weakest esterase component of hepatopancreas.

     

Über Regeneration des dritten Maxillipedes beim Flußkrebs (Astacus fluviatilis)

Ohne Zusammenfassung     

Bau und Funktion des Süßwasserschwamms Ephydatia fluviatilis L. (Porifera)

Zusammenfassung Die Kragengeißelkammern von Ephydatia fluviatilis entstehen frei im Mesenchym. An den Entstehungsorten trifft man auf Anhäufungen rundlicher Zellen, die allem Anschein nach von Archäocyten stammen, jedoch kleiner sind als diese und einen nukleoluslosen Kern besitzen. Hierbei handelt es sich um Choanoblasten, die zunächst eine Geißel, später den Kragen ausbilden und sich als Choanocyten zu Kragengeißelkammern zusammenfügen.Die im Mesenchym vorläufig fertiggestellten Kragengeißelkammern gelangen an das Endopinacocytenepithel des ausführenden Kanalysystems. Daraufhin bilden sich die tangierten Choanocyten zu Konuszellen um. Das Endopinacocytenepithel antwortet seinerseits mit der Ausbildung einer Poruszelle pro Kragengeißelkammer. Die Porocyten gehen mittels der konfrontierten Konuszellen dauerhafte Verbindungen mit den zugehörigen, nunmehr funktionstüchtigen Kragengeißelkammern ein.

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Structure and function of the fresh-water sponge Ephydatia fluviatilis L. (Porifera)VIII. The origin and development of the flagellated Chambers and their junction with the excurrent canal system

Summary The flagellated chambers of Ephydatia fluviatilis arise at scattered sites within the mesenchyme. Each such site is marked by an accumulation of rounded cells, which appear to be derived from archaeocytes in most respects except that they are smaller than the latter and have no nucleoli in the nucleus. These are choanoblasts, which first develop a flagellum and later a collar; eventually, as choanocytes, they become arranged so as to form a flagellated chamber.Having reached this preliminary stage of completion in the mesenchyme, the flagellated chambers migrate to the endopinacocyte epithelium of the excurrent canal system. Then the choanocytes at the contact point are converted to cone cells. The endopinacocyte epithelium in turn responds by developing one pore cell for each flagellated chamber. The porocytes become permanently joined to the chamber by way of the adjacent cone cells, and from this time on the flagellated chamber is functional.

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Abkürzungen A Archäocyte - aK ausführender Kanal - B Bakterien - Ch Choanocyte - eK einführender Kanal - G Geißel - GK Kragengeißelkammer - GK-A Anlage von Kragengeißelkammern - K Zellkern - Kr Kragen - KZ Konuszelle - M Mesenchym - N SiO₂-Nadel - PC Endopinacocyten - PD Pinacoderm - PV pulsierende Vakuole - PZ Porenzelle - S Gemmulaschale - Sk Skleroblast - Sp Spongin - SR Subdermalraum     

Bau und Funktion des Süßwasserschwamms Ephydatia fluviatilis L. (Porifera)

Zusammenfassung Ein in Styrolmethacrylat eingebetteter Schwamm (Ephydatia fluviatilis L.) wurde mit der Laubsäge in Stücke zerlegt. Ein Teilstück wurde dann in Xylol vom Polymerisat befreit, im Critical Point Dryer getrocknet, mit Gold bedampft und schließlich rasterelektronenmikroskopisch betrachtet. Die erzielten Aufnahmen stellen das Zellengefüge des Schwammes von der Schnittfläche ausgehend dreidimensional dar.

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Structure and function of the fresh-water sponge Ephydatia fluviatilis L. (Porifera)

Summary A sponge (Ephydatia fluviatilis L.) embedded in styrol methacrylate was cut into pieces with a fretsaw. One piece was then soaked in xylene to remove the polymer, dried in the critical-point dryer, gold-coated and finally examined in the scanning electron microscope. The pictures obtained reveal the three dimensional arrangement of the cells in the sponge, through the openings in the cut surface.

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Abkürzungen A Archäocyte - AF Achsenfaden - At Atrium - aK ausführender Kanal - a Seitenast des aK - BP Basalplatte - Ch Choanocyt - De Detritus - eK einführender Kanal - e Seitenast des eK - FP Filopodium - G Geißel - GK Kragengeißelkammer - Kr Kragen - KZ Konuszelle - M Mesenchym - MV Mikrovilli - N SiO₂-Nadel - Nu Nukleolus - OR Oskularrohr - PC Pinacocyten - PD Pinacoderm - Py Pyle - PZ Porenzelle - pV pulsierende Vakuole - Sp Spongin - SR Subdermalraum - ZA Zellapex     

Anatomie und Histologie der Schwimmblase des Flussßarsches (Perca fluviatilis) mit besonderer Berücksichtigung des Ovals

Ohne Zusammenfassung     

Vorkommen und Eigenschaften der proteolytischen Enzyme des Magensaftes und der Mitteldarmdrüse des Flußkrebses Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say)

Zusammenfassung Es wird die Proteinasewirkung des Magensaftes und des Hepatopankreas vom Flußkrebs (Astacus astacus L. und Cambarus affinis Say) mittels 5 spezifischer Trypsin- und 6 spezifischer Chymotrypsinsubstrate quantitativ bestimmt und seine kinetischen Eigenschaften eingehend untersucht. Magensaft enthält eine hochaktive Trypsinwirkung, die eine besonders hohe Affinität zu Toluolsulfonylargininmethylester (TAME) besitzt. Chymotrypsinaktivität findet sich im Magensaft nur in Spuren (1,1% der Benzoylargininäthylester (BAÄE)- bzw. 0,13% der TAME-Spaltung; Substrat: Acetyltyrosinäthylester). Auf Grund der mit Pankreastrypsin gut übereinstimmenden K _M-Werte, pH-Optima, Temperaturcharakteristica, der 100% igen Inhibierung durch TLCK und K _d-Werte (auf Sephadex G-100 bestimmt) wird die Krebsmagensaftproteinase als ein trypsinähnliches Enzym (Magensafttrypsin) angesehen. Unterschiede zum Rindertrypsin bestehen in seiner Säurelabilität und Alkalistabilität, seiner relativen Unempfindlichkeit gegenüber Sojabohnentrypsininhibitor (gemessen an der TAME- oder BAÄE-Hydrolyse) und 2- bis 3mal stärkeren Hemmbarkeit durch Trasylol (Bayer), sowie seiner großen Zeitstabilität und schwachen Hemmbarkeit durch Ca⁺⁺. Gelfiltration des Magensaftes auf Sephadex G-100 oder G-75 ermöglicht vollständige Abtrennung der Arylamidase-, jedoch nicht der Carboxypeptidase-Wirkung vom Magensafttrypsin, das hierbei um das dreifache angereichert wird. Im Gegensatz zum Magensaft finden sich im Hepatopankreas nur Trypsinspuren (0,26% der Magensaft-TAME-ase). Die besonders im Hepatopankreas nachgewiesene Tyrosinäthylesterspaltung (33mal höher als im Magensaft) wird auf die ebenfalls im alkalischen Bereich optimal wirksame Carbonsäureesterasewirkung zurückgeführt.

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Occurrence and properties of proteolytic enzymes in the gastric juice and hepatopancreas of the crayfishes Astacus astacus (L.) and Cambarus affinis (Say)II. Endopeptidases

Summary The proteinase action of the gastric juice and hepatopancreas of the crayfish (Astacus astacus L. and Cambarus affinis Say) was quantitatively determined by means of 5 specific trypsin substrates and 6 specific chymotrypsin substrates; furthermore the kinetic properties of this enzyme were determined exactly. Gastric juice contains a high activity towards p-toluenesulfonyl-l-arginine methyl ester (TAME). In contrast, chymotrypsin activity (substrate: N-acetyl-l-tyrosine ethyl ester) was very weakly (1,1% of the N-benzoyl-l-arginine ethyl ester (BAEE)- and 0,13% of the TAME-splitting activity). The gastric juice proteinase was considered as a trypsin-like enzyme (gastric juice trypsin) because of its good accordance with pancreas trypsin with respect of K _M-values, pH optima, temperature characteristics, completely inhibition by TLCK, and K _d-values (determined on sephadex G-100). Differences to bovine trypsin exist in its acid lability and alkali stability, its relative insensitiveness to soy bean trypsin inhibitor (measured with TAME or BAEE as substrates), its 2 to 3 times stronger inhibition by Trasylol (Bayer), and its remarquable time-stability. The enzyme was slightly inhibited by Ca⁺⁺. Gelfiltration on Sephadex G-100 or G-75 of the gastric juice results in a complete separation of the arylamidase activity from the trypsin activity. By this procedure trypsin was 3 fold purified. No resolution between carboxypeptidase and trypsin was achieved. In contrast to gastric juice the hepatopancreas contains only traces of trypsin activity (0,26% of gastric juice TAME-ase). The tyrosine ethyl ester splitting activity occurs predominantly in hepatopancreas (33 times more active as in gastric juice). This activity was referred to the carboxylic acid esterase which is also optimal active in the alkaline region.

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Für die Durchführung der kolorimetrischen Bestimmungen möchte ich der med.-techn. Assistentin Frl. Johanna Hahn meinen herzlichsten Dank aussprechen.     

Vorkommen und Eigenschaften der proteolytischen Enzyme des Magensaftes und der Mitteldarmdrüse des Flußkrebses Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say)

Zusammenfassung Es werden die Exopeptidase- und Dipeptidaseaktivitäten des Hepatopankreas und Magensaftes von Astacus astacus (L.) und Cambarus affinis (Say) quantitativ bestimmt (Durchschnittswerte von ca. 90 Tieren). Die besonders im Magensaft vorkommende Carboxypeptidase hydrolysiert Carbobenzoxyglycyl-l- phenylalanin und Carbobenzoxy-l-glutamyl-l-tyrosin ungefähr gleichstark (pH-Optimum 7,6 bzw. 7,0). Im Vergleich zur kristallisierten Pankreascarboxypeptidase wird das Magensaftenzym stärker durch Hydrozimtsäure als durch o-Phenanthrolin gehemmt. SH-Gruppen sind für die Wirkung nicht nötig. Die Leucinamid- und Leucin--naphthylamid-Hydrolyse ist nicht auf die klassische Leucinaminopeptidase, sondern auf eine metallionenunabhängige und puromycinempfindliche Arylamidase-ähnliche Wirkung (pH-Optimum 7,7–8,0) zurückzuführen. Amidase- und Dipeptidase (Substrat: Glycyl-l-lencin)-Wirkung sind besonders im Hepatopankreas aktiv.

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Occurrence and properties of proteolytic enzymes in the gastric juice and hepatopancreas of the crayfishes Astacus astacus (L.) and cambarus affinis (Say)I. Exopeptidases

Summary The exopeptidase and dipeptidase activities of the hepatopanereas and gastric juice of Astacus astacus (L.) and Cambarus affinis (Say) were determined (mean values from approximately 90 exemplares). The carboxypeptidase which was highly active in the gastric juice hydrolyzes carbobenzoxyglycyl-l-phenylalanine and carbobenzoxy-l-glutamyl-l-tyrosine at about the same rate (pH-optimum at 7,6 and 7,0 respectively). Compared with the crystalline pancreas carboxypeptidase the gastric juice enzyme was stronger inhibited by hydrocinnamic acid than by o-phenanthroline. Sulfhydryl groups are not essential for the enzyme action. The observed hydrolysis of leucine amide and leucine--naphthyl amide could not be attributed to the classic leucine aminopeptidase but to an arylamidase like action (pH Optimum 7,7 to 8,0) which was independent of metal ions and puromycin-sensitive. The amidase and dipeptidase (substrate: glycyl-l-leucine) are mainly localized in hepatopanereas.

     

Spaltungen bei Folgen von Bastardierung und von spontaner Variabilit?t

Ohne Zusammenfassung     

Protein- und RNS-Gehalt des Hypokotyls beim stationären Wachstum im Dunkeln und unter dem Einfluß von Phytochrom (Keimlinge von Sinapis alba L.)

Zusammenfassung Das Wachstum des Hypokotyls wurde an Restkeimlingen ohne Kotyledonen (Abb. 1) untersucht. Die Wachstumsgeschwindigkeit ist in dem von uns untersuchten Zeitraum sowohl im Dunkeln als auch unter dem Einfluß von P₇₃₀ (Dauer-Dunkelrot) praktisch konstant. Obgleich sich die Wachstumsgeschwindigkeiten im Dunkeln und im Dauer-Dunkelrot um den Faktor 4 unterscheiden, hat das Dunkelrot keinen signifikanten Einfluß auf den Gesamt-Proteingehalt des Hypokotyls (bzw. der durchschnittlichen Hypokotylzelle). Der Proteingehalt nimmt im Dunkeln und im Licht kontinuierlich ab. Auch der Gesamt-RNS-Gehalt zeigt innerhalb des Versuchszeitraums eine Abnahme, die unter dem Einfluß von Dunkelrot früher einsetzt als im Dunkeln. — Man kann aus den Daten der vorliegenden Arbeit schließen, daß nur ein kleiner Teil des Gesamt-Proteins und der Gesamt-RNS einer Zelle mit dem Zellwachstum unmittelbar in Verbindung gebracht werden kann.

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Protein and RNA contents of the hypocotyl during steady state growth lengthening in the dark and under the influence of phytochrome (seedlings of sinapis alba L.)

Summary Inhibition of hypocotyl lengthening by phytochrome can be regarded as a prototype of a negative photoresponse. The hypothesis has been advanced (Schopfer, 1967) that negative photoresponses are the consequence of a differential gene repression which is exerted by P₇₃₀, the active phytochrome. This hypothesis is mainly based on experiments with specific inhibitors of RNA- and protein synthesis. —The present paper is part of an experimental program which has been designed to check this hypothesis.—Continuous irradiation with standard far-red has been used to establish a virtually stationary concentration of P₇₃₀ over the whole period of experimentation (36–60 hours after sowing). To correlate more strictly the growth response of the hypocotyl with molecular changes in this organ the axis system without cotyledons has been used (Fig. 1). Even under these conditions the growth rate of the hypocotyl is nearly constant in light (continuous far-red) and dark during the whole period of experimentation (36–60 hours after sowing) (Fig. 2, 3). It is known from earlier experiments that cell division in the hypocotyl are very rare during this period and that there is virtually no increase in the DNA contents of the organ during the period of our experimentation (Weidner, 1967). Obviously the number of cells per hypocotyl is virtually constant between 36 and 60 hours after sowing. Organ (i.e. hypocotyl) lengthening is nearly exclusively due to cellular lengthening.—If we follow the protein contents of the hypocotyl we find (Fig. 4) that the total protein of the organ decreases steadily in spite of the fact that the organ grows at a constant rate. There is no significant difference in protein contents between dark-grown and far-red grown systems although the growth rates differ by a factor of 4 (Fig. 2, 3).—The situation is some-what different with respect to total RNA (Fig. 5). The RNA contents eventually decrease in far-red as well as in dark-grown systems but the decrease is significantly faster in the far-red treated systems than in the dark controls.—It is concluded that only a very small part of the total RNA and total protein of a cell can be related to the control of cellular growth. Changes in bulk RNA and bulk protein obviously do not necessarily reflect changes in the growth rate or growth capacity of an organ or a cell.

     

Der Einfluß von Zwischenhirndefekten auf die Visuomotorik im Beute- und Fluchtverhalten der Erdkröte (Bufo bufo L.)

Zusammenfassung Eine Erdkröte (Bufo bufo L.), die sich in Beutestimmung befindet, antwortet auf ein kleines, in der Horizontalen um sie herum bewegtes visuelles Muster S _zmit orientierenden Wendereaktionen R _z, S_z R_z. Die Reaktivität im Zuwenden R _zist von verschiedenen Parametern des visuellen Reizes S _zabhängig: u. a. von der Winkelgeschwindigkeit, der Gestalt, der Flächengröße und dem Vorzeichen des Reiz-Hintergrund-Kontrastes. Die Winkelgeschwindigkeit. Für Sehwinkelgeschwindigkeiten von 30–60°/sec ist R _zmaximal; R _z=0, wenn die Geschwindigkeit=0 oder >200°/sec. Die Gestalt. Die Auslösewirkung einer Rechteckfläche ist von ihrer Horizontal-(h) und Vertikalausdehnung (v) abhängig. Verlängerung der Vertikalkante wirkt auf R _zgrundsätzlich hemmend, Verlängerung der Horizontalkante dagegen stimulierend. So wird R _zz.T. durch das Kantenlängenverhältnis h/v bestimmt: R _zsinkt, wenn h/v<1 und steigt, wenn h/v>1. Die Flächengröe. Für h/v=1 ist die Reaktivität R _zauf Flächen von h·v=4°·4° bis 8°·8° maximal. Wenn h·v>32°·32°, antworten die Kröten oft mit Bewegungen, die ein Abwenden R _avom Reiz S _azum Ziele haben, S _a R _a (Funktionskreis: Flucht). Die Reaktivität im Abwenden R _aist ebenfalls von der Bewegungsgeschwindigkeit und der Flächengröße des visuellen Musters abhängig. Das Vorzeichen des Reiz-Hintergrund-Kontrastes (weiße Fläche auf schwarzem Hintergrund oder umgekehrt). Bei schwarzen Flächen ist die Abhängigkeit der Reaktivität R _zvom Kantenlängenverhältnis h/v deutlicher ausgeprägt als bei weißen. Dementsprechend lösen weiße Flächen allgemein stärker aus als schwarze. Die Reaktivität im Abwenden R _aist dagegen auf schwarze Flächen sehr viel höher als auf weiße.Durch Erhöhung der Beutestimmung bei zusätzlicher olfaktorischer Reizung (Mehlwurmkotduft) wird die h/v- und h·v-abhängige Spezifität von R _zreduziert.Beutefangbewegungen (Zuwenden, Schnappen) lassen sich auch durch punktförmige elektrische Reizung des retinalen Projektionsfeldes im Tectum opticum auslösen. Fluchtbewegungen (Abwenden, Ducken, Springen) werden dagegen überwiegend durch elektrische Reizung der praetectalen Region oder des caudalen dorsalen Thalamus aktiviert.Nach Ausschaltung der praetectalen Region und des dorsalen Thalamus fällt das visuelle Fluchtverhalten aus; die Visuomotorik im Beutefang ist dagegen enthemmt. Die Tiere beantworten dann auch große visuelle Bewegungsmuster mit Beutefangreaktionen (S _a R_z), die vor der Operation Flucht ausgelöst hatten (S _a R_a). Unabhängig vom Verhältnis h/v steigt R _zmit zunehmender Flächengröße h·v an und nähert sich dabei einem Sättigungswert.Die Versuchsergebnisse geben weitere Einblicke in die Reizverarbeitung der Visuomotorik im Beute- und Fluchtverhalten der Anuren. Die verhaltensphysiologischen Ergebnisse werden mit neurophysiologischen Befunden an der Froschnetzhaut verglichen (Grüsser et al.). Der mutmaßliche Reiz-Reaktionsmechanismus wird diskutiert.

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The influence of diencephalic lesions on visually released movements in prey-catching and escape behaviour of the common toad (Bufo bufo L.)

Summary The prey-catching behaviour of Anura is released by small visual patterns. When toads (Bufo bufo L.) are about to catch food, their first action is turning movement (R _z) towards prey (S _z), visual stimulus pattern): S _z R_z. It was found that the following stimulus parameters determine the reactivity R _z: angular velocity, stimulus size, and direction of the contrast. Angular Velocity. For angular velocities of 30 to 60°/sec is R _zat a maximum. R _z=0 if the velocity=0 or >200°/sec (Fig. 3). Angular Size. Horizontally moved horizontal rectangular patterns have a greater releasing value than vertical rectangular patterns (Figs. 5A–7A). The releasing effect of a rectangular pattern depends on its horizontal h and vertical v expansion. On principle, an elongation of the vertical edge has inhibiting effects on R _z(Fig. 6A), an elongation of the horizontal edge, however, has stimulating effects (Fig. 5A). R _zpartly is determined by the proportion of the edge lengths h/v; R _zis decreasing if h/v}<1 and it is increasing if h/v>}1 (Fig. 8). For h/v=1 R _zis at a maximum, if h·v = 4°·4° to 8°·8° (Fig. 4A). If h·v}>32°·32° the toads often react by movements aiming at turning away (R _a) from the stimulation locality (S _a): S_a R_a (escape behaviour). The reactivity of turning away R _adepends as well on the angular velocity and the angular size of the visual pattern (Figs. 3 and 10). Direction of Contrast (white pattern on black background or vice versa). In case of black patterns (Figs. 4A, b to 7A, b) the reactivity R _zdepends to a far greater extent on the ratio h/v than in case of white patterns (Figs. 4A, a to 7A, a). Consequently white patterns have in general a greater releasing value than black ones. The reactivity of turning away R _a, however, is much stronger in case of black patterns than in case of white ones.In stimulation the prey-catching behaviour by motivational factors (additional olfactory stimulation) the characteristic depending on h/v is reduced (Fig. 9a and b).Prey-catching movements (turning towards prey, snapping) can be also released by electrical point stimulation of the projection area of the retina in the tectum opticum. Escape movements (turning to flight, crouching, jumping), however, are mainly activated by electrical stimulation of the pretectal region or the caudal dorsal thalamus (Fig. 13).After disturbing the pretectal region and the dorsal thalamus, TP-Iesion (Figs. 2, 11 and 12), escape behaviour fails, whereas the visually released movements in prey-catching behaviour are disinhibited (Fig. 10). The animals then respond also to great moving patterns by prey-catching reactions (S _a R _z), which before the operation would normally have caused escape (S _a R_a). Independent of the ratio h/v R _zis increasing with growing area h·v and approaching to a saturation value (Figs. 4B–7B).The data obtained in behavioural experiments are compared with findings of corresponding neurophysiological experiments with the frog's retina (Grüsser et al.). The presumable stimulus/reaction mechanism is discussed (Fig. 15).

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft Ew 7/1b, 7/2 und 7/4.

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Herrn Dr. O.-J. GRÜSSER (Dozent am Physiologischen Institut der Freien Universität Berlin) danke ich für kritische Durchsicht des Manuskripts.     

Intrazelluläre Lokalisation von Enzymen des Flußkrebses

Zusammenfassung Es werden Eigenschaften von Mitochondrien des Flußkrebses untersucht. Als bestes Isolationsmedium erwies sich eine gepufferte 0,1 M KCl-Lösung mit 0,001 M EDTA und 0,001 M ATP. Flußkrebsmitochondrien sind sehr viel empfindlicher gegenüber mechanischer Beanspruchung als Mitochondrien der Mäuseleber.Unterschiede zwischen sehr schonend isolierten und durch inadäquate Isolierungsmethoden geschädigten Mitochondrien werden im elektronenmikroskopischen Bild gezeigt.Die intrazelluläre Verteilung folgender Enzyme wurde mit Hilfe der successiven Enzymextraktion aus unzerstörten Zellen untersucht: Lactatdehydrogenase, Glucose-6-phosphatdehydrogenase, Malatdehydrogenase, Glutamatdehydrogenase, Hydroxyacyl-Coenzym A-dehydrogenase, Ketoacylthiolase, Hydroxymethylglutaryl-Coenzym A-synthase, Succinyl-Coenzym A-transferase und Proteasen der Mitteldarmdrüse.Durch leichte Extrahierbarkeit sind Lactatdehydrogenase und Glucose-6-phosphat-dehydrogenase auch beim Flußkrebs als cytoplasmatische Enzyme charakterisiert.Glutamatdehydrogenase, Hydroxyacyl-Coenzym A-dehydrogenase, Thiolase und Hydroxymethylglutaryl-Coenzym A-synthase werden erst nach agressiver Homogenisation freigesetzt, sind demnach wie bei Säugetieren offenbar partikelgebunden.Succinyl-Coenzym A-transferase und Malatdehydrogenase werden zum Teil in den ersten Extraktionsschritten, zum Teil erst nach der Homogenisation freigesetzt. Die nach der Homogenisation freigesetzte MDH (M-MDH) unterscheidet sich von der in den ersten Extraktionsschritten freigesetzten (C-MDH) durch starke Hemmbarkeit mit überschüssigem Oxalacetat. Bei der Succinyl-Coenzym A-transferase besteht kein Unterschied in der Hemmbarkeit durch Acetoacetyl-CoA oder Succinat zwischen den einzelnen Fraktionen. Die scheinbare K_m für Succinat liegt bei 30 mM.Enzymmessungen an Homogenaten der Mitteldarmdrüse werden gestört durch Proteasen. Diese Proteasen werden zur Hauptsache beim ersten Extraktionsschritt herausgelöst. Es wird angenommen, daß hierbei vor allem Verdauungssaft aus den feinen extrazellulären Tubuli dieses Organs extrahiert wird. Methoden werden geschildert, die zu einer Abschätzung der wahren Aktivitäten anderer Enzyme in Mitteldarmdrüsen-Homogenaten führen.

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Intracellular localization of enzymes in the crayfishEnzymes of fatty acid oxidation, and of ketone body metabolism, dehydrogenases of energy yielding metabolism, and proteases of hepatopancreas

Summary Properties of the mitochondria from the crayfish have been investigated. Buffered 0,1 M KCl with 0,001 M ATP proved to be the best medium for the isolation. Mitochondria of the crayfish are much more sensitive to mechanical stress than mitochondria of mouse-liver.Differences between carefully isolated mitochondria of the crayfish and those damaged by an inadequate method are demonstrated electron microscopically.The intracellular localization of the following enzymes has been investigated by successively extracting them from non-disrupted cells: Lactate-dehydrogenase, glucose-6-phosphate-dehydrogenase, glutamate-dehydrogenase, hydroxyacyl-coenzyme-A-dehydrogenase, ketoacyl-coenzyme A-thiolase, hydroxymethylglutarylcoenzyme A-synthase, succinyl-coenzyme A-transferase and proteases of the hepatopancreas.Lactate-dehydrogenase and glucose-6-phosphate-dehydrogenase are characterized as cytoplasmatic enzymes because of their easy extraction.Glutamate-dehydrogenase, hydroxyacyl-coenzyme A-dehydrogenase, thiolase and hydroxymethylgmtaryl-coenzyme A-synthase are soluble only after agressive homogenization and therefore are believed to be particle-bound.Succinyl-coenzyme A-transferase and malate-dehydrogenase are partly extracted in the first extraction step and partly after homogenization. The malate-hydrogenase delivered after homogenization (M-MDH) is different from the enzyme extracted in the first steps (C-MDH) in its inhibition by excess oxaloacetate. There is no difference between the fractions of succinyl-coenzyme A-transferase in the inhibition by excess acetoacetyl-coenzyme A or succinate. The apparent K _mfor succinate is 30 mM.Measurements of enzymes in homogenates of the hepatopancreas are disturbed by proteases. These proteases are mainly removed in the first extraction-step. It is believed that in this step for the most part extracellular gastric juice of the fine extracellular tubuli of hepatopancreas is extracted. Methods for estimating the real activities of enzymes in homogenates of the hepatopancreas have been described.

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Herrn Prof. Dr. G. Kümmel und Fräulein H. Claassen danke ich sehr für die elektronenmikroskopische Präparation und die freundliche Überlassung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen. Fräulein C. Kretschmer sei gedankt für ihre zuverlässige Mitarbeit beim biochemischen Teil dieser Arbeit.     

Licht- und Temperaturabhängigkeit der CO2-Assimilation von Fichte (Picea excelsa Link), Zirbe (Pinus cembra L.) und Sonnenblume (Helianthus annuus L.)

Ohne ZusammenfassungMit 11 TextabbildungenHerrn Prof. Dr.Adolf Sperlich zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Visual conditions and habitat shape the coloration of the Eurasian perch (Perca fluviatilis L.): a trade‐off between camouflage and communication?

In theory, selection for effective camouflage (i.e. dull coloration) in fish should be strongest when the conditions for visual predation are most favourable, such as in structurally simple pelagic habitats. By contrast, in more sheltered (e.g. littoral) habitats, selection may favour effective intra‐specific communication (i.e. bright coloration) (at the expense of crypsis). Poor transparency, as in highly humic waters, should constrain colour adaptations. We investigated phenotypic variation in body coloration of Eurasian perch (Perca fluviatilis L.) in littoral and pelagic habitats of four humic boreal lakes. Perch from the most transparent lake had the lightest and less coloured belly and perch were more colourful in the littoral habitats than in the pelagic areas, with the pattern being clearest in the most transparent lake. In addition, perch in the most transparent lake exhibited sexual dichromatism, with males having a more colourful belly than the females, whereas no indications of sexual dichromatism were found in more humic lakes. Moreover, in the most transparent lake, the condition of fish correlated with bright belly coloration in the littoral, but with dull belly coloration in the pelagic habitat. The results obtained in the present study suggest that selection on perch coloration may differ between lakes as a result of visual properties of the water, and within lakes as a result of divergent selection for camouflage and communication in pelagic and littoral habitats. © 2010 The Linnean Society of London, Biological Journal of the Linnean Society, 2010, 99 , 47–59.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an den Hüllen der Oozyten und Eier des Flussbarsches Perca fluviatilis

Zusammenfassung Die Hüllen von Oozyten und reifen Eiern des Fußbarsches wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. In Oozyten vor der Bildung der Zona radiata sind die meisten der keulenförmigen Mikrovilli gerade auf die Follikelzellen ausgerichtet. Gelegentlich verlaufen Mikrovilli auch parallel zur Oozytenoberfläche. Die Zona radiata reiferer Eizellen besteht aus zwei Schichten, der elektronendichten Zona radiata externa und der weniger dichten Zona radiata interna. Während die erstere aus einem hochorganisierten Material besteht, ist die letztere aus einer Substanz von geringerer Dichte zusammengesetzt. In der Matrix der Zona radiata interna liegen unregelmäßig angeordnete flaschenbürstenähnliche Einschlüsse. Nach Kontrastierung mit l%iger Phosphorwolframsäure und 0,5% igem Uranylazetat sind feine Fibrillen in der Matrix nachweisbar. Die Zona radiata externa ist außen von einer Gallerthülle umgeben. Sie ist etwa fünfmal so stark wie die gesamte Zona, radiata. Diese Gallerthülle besteht aus homogenem Material von geringerer Dichte. Nach Anfärbung mit 0,2%-igem Rutheniumrot färbt sich diese Schicht intensiv rot. Daraus läßt sich auf das Vorhandensein von sauren Mukopolysacchariden schließen. In der Gallerthülle liegen elektronendichte Körnchen, in denen sich bei hoher Auflösung eine hochorganisierte, kristalloide Struktur nachweisen läßt. Die Gallerthülle wird von den zytoplasmatischen Fortsätzen der kegelförmigen Follikelzellen durchdrungen. Diese Fortsätze gehen in Ausläufer über, die in die Porenkanäle der Zona radiata eindringen. In einigen Fällen umhüllen die Ausläufer der Follikelzellen die Mikrovilli der Oozyte vollständig. Normalerweise liegen die Mikrovilli und die Ausläufer aber deutlich voneinander getrennt. Die Mikrovilli enden entweder direkt an der Zellmembran der Follikelzellen oder sie dringen tief in Membraneinstülpungen ein. Mikrovilli und die Ausläufer der Follikelzellen befinden sich in den Porenkanälen fast reifer Eier. Kurz vor der Ovulation werden sie wahrscheinlich zurückgezogen. Die Porenkanäle reifer Barscheier sind im äußeren Drittel der Zona radiata interna verschlossen.

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Summary The envelope of oocytes and mature eggs of the perch was examined by light and electron microscope. In oocytes before the formation of the zona radiata most of the clubshaped microvilli project straightly towards the follicular cells. Some, however, run parallel to the oocyte surface. The zona radiata of more mature oocytes consists of the electron dense zona radiata externa and the less electron dense zona radiata interna. While the former consists of a highly organized material, the latter is composed of a substance of low density, with the exception of a few brush-shaped inclusions which are scattered irregularely within the matrix of the zona radiata interna. After treatment with 1% phosphotungstic acid and 0.5% uranyl acetate tiny fibres become visible. External to the zona radiata externa the oocytes are enveloped by a jelly layer, about five times as thick as the zona radiata. The jelly layer appears to consist of a rather homogeneous material of low density. After treatment with a solution of 0,2% ruthenium red the jelly layer is stained intensely red, suggesting the presence of acidic mucopolysaccharides. Within the matrix of the jelly layer are embedded electron dense granules of unknown function. At high resolution they reveal a well organized, crystalloid structure. The jelly layer is penetrated by cytoplasmic processes of the cone-shaped follicular cells. These processes develop extensions which enter the pore canals of the zona radiata. In some cases these extensions envelope the microvilli of the oocytes completely. But normally the microvilli and the extensions are clearly separated. The microvilli make either direct contact with the membrane of the follicular processes or penetrate deeply into membrane interdigitations. Microvilli together with follicular extensions are present in the pore canals of almost mature eggs. They seem to be withdrawn just before ovulation. The pore canals of the zona radiata are partly closed in mature eggs.

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Ich verdanke die Anregung zu dieser Arbeit einer Diskussion, die ich mit Herrn Prof. Dr. E. A. Arndt, Rostock, anläßlich seines Vortrages am 21. Februar 1966 in Kiel führte.

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Untersuchungen mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Herrn Prof. Dr. O. Moritz, Institut für Pharmakognosie, danke ich für die Möglichkeit, das Elektronenmikroskop seines Institutes zu benutzen. Frau R. Bardenhewer, geb. Schmidtke, danke ich für die Hilfe bei der Präparation und für die Anfertigung der photographischen Vergrößerungen.     

Are diel vertical migrations of European perch (Perca fluviatilis L.) early juveniles under direct control of light intensity? Evidence from a large field experiment

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