The resistance of tubificid worms to three common pollutants

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

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

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

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

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

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Melaninpigmentation und Elementkonzentration in Federn des Seeadlers (Haliaeetus albicilla)

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

     

Schwermetalle in Federn von Elstern (Pica pica)

Zusammenfassung Handschwingen von nestjungen und erwachsenen Elstern aus verschiedenen Landschaften SW-Niedersachsens wurden mit Hilfe der Atomabsorptionstechnik auf die Schwermetalle Blei, Cadmium, Eisen, Kupfer und Zink analysiert. Adulte Elstern wiesen im Vergleich zu juvenilen höhere Blei- (etwa 13fach) und Cadmiumwerte in vergleichbaren Handschwingen auf. Dagegen ließ sich bei jungen Elstern ein signifikant höherer Zink- und Kupfergehalt sowie der Tendenz nach auch mehr Eisen nachweisen. Die Belastung von Landschaftsteilen mit Schwermetallen läßt sich mit Ausnahme von Eisen für die Elemente Blei, Cadmium, Kupfer und Zink durch die Metallgehalte in Federn ermitteln. Die Elster erfüllt die Anforderungen an einen Biomonitor für die Kontaminierung von Nahrungsnetzen oder -ketten durch diese Schwermetalle. Eine Standardisierung der Probennahme ist aber dabei Voraussetzung, da auch Federn aus dem Großgefieder unterschiedliche Schwermetallgehalte aufweisen.

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Heavy metals in feathers of Magpies (Pica pica)

Summary Heavy metals (Cd, Cu, Fe, Pb and Zn) in primaries of nestlings and adult Magpies from different regions of SW-Lower Saxony have been investigated by means of Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Adult Magpies showed higher Pb contents and Cd contents in the feathers of comparable primaries. On the other hand, young Magpies showed a significantly higher Zn- and Cu-content as well as the trend to have more Fe in these feathers. The contamination of the environment by heavy metals (Cd, Cu, Pb and Zn) can be proved by the analysis of metal in the feathers with the exeption of Fe. The Magpie is ideal in monitoring the contamination of foodwebs or-chains by these heavy metals. A standardization of sampling, however, is necessary since feathers from different parts of the body show different heavy metal concentrations.

     

Die normalen Schwermetalle der Niere

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

Die Wirkung verschiedener Spurenelemente auf Wachstum,Reproduktion und Symbionten von Neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae,Homoptera, Insecta) bei künstlicher Ernährung

Zusammenfassung 1. Eine Methode wird beschrieben, siebröhrensaugende Aphiden an einem vollsynthetischen, sterilen Medium über mindestens 10 Generationen zu züchten, was die permanente Trennung eines obligaten Parasiten von seinem pflanzlichen Wirt ermöglicht. 2. Fehlen Eisen, Zink, Mangan, Kupfer und Calcium in der Nahrung, dann ist die Reproduktion der I. Generation sehr stark reduziert und die zweite bleibt steril. 3. Durch Einzelzusatz der Elemente zur Nahrung werden die für optimales Wachstum der Aphiden erforderlichen Konzentrationen mit 460 g Pe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca und 100 g Cu pro 100 ml Medium ermittelt. 4. Zusatz von Eisen und Zink verdreifacht die Gewichtszunahme der Aphiden in der 1. Generation und hebt die Reproduktionsrate beträchtlich. Pehlen beide, so ist spätestens die 3. Generation steril. 5. Manganmangel verringert erst in der 2. Generation Wachstum und Fertilität und ruft schließlich in der vierten Sterilität hervor. Zwischen Zink und Mangan besteht eine synergistische Wirkung. 6. Pehlen von Calcium bedingt zunehmend geringeres Wachstum der Aphiden von der 1. bis zur 3. Generation, stark reduzierte Pertilität in der 2. und Abgabe nicht lebensfähiger Larven in der 3. Generation. Calcium wirkt antagonistisch gegenüber Zink und Mangan. 7. Ohne Kupfer in der Nahrung ist den Tieren eine Reproduktion nur bis zur 5. Generation möglich. Das Wachstum nimmt dabei von der 2. bis zur 5. Generation kontinuierlich ab. 8. Mit Pe, Zn, Mn, Cu und Ca im Medium erreichen die Aphiden der 1. Generation gleiche Körpergewichte und Reproduktionsraten wie an Vicia faba ernährte. In der 2. Generation am Medium sind Wachstum und Pertilität um 10% reduziert, bleiben dann aber bis zur zehnten konstant. 9. Bei Ernährung der Aphiden ohne Spurenelemente degenerieren ihre Symbionten. Die Mycetocyten der Tiere der 2. Generation sind dann frei von Symbionten. 10. Die Symbionten reagieren auf Zugabe von Spurenelementen zur Nahrung ihres Wirtes. Durch stufenweise Zugabe der einzelnen Elemente wird der Symbiontenzerfall zeitlich verzögert. So sind Eisen und Zink für einen normalen Symbiontenbestand der 2. Generation erforderlich. Erst bei Anwesenheit aller Elemente verändern sich die Symbionten nicht mehr. Sie gleichen auch in der 10. künstlich ernährten Generation denen natürlich ernährter Aphiden völlig.

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The effect of some trace elements on growth, reproduction, and symbionts of artificially fed neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae, homoptera, insecta)

Summary 1. A method is described for rearing a sieve tube sucking aphid, N. circumflexus, for at least 10 generations on a totally synthetic, sterile diet. 2. Without addition of iron, zinc, manganese, copper, and calcium to the diet the reproduction of first generation aphids is greatly reduced. Second generation aphids are sterile. 3. Adding the trace elements individually, concentrations for optimal growth of first generation aphids were determined with: 460 g Fe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca, and 100 g Cu (per 100 ml diet). 4. Addition of iron and zinc to the food increased aphid weights three times and reproduction rates considerably. Lack of both caused total sterility in the third generation. 5. Omission of manganese decreased growth and reproduction of the aphids in the second generation, and caused sterility in the fourth. Zinc acts as a Synergist to manganese. 6. Deprivation of calcium reduced aphid growth more and more from the first to the third generation. The fertility in the second generation was considerably decreased and malformed larvae deposited in the third. Calcium acts as an antagonist to zinc and manganese. 7. A deficiency of copper became apparent in the second generation, causing reduced growth and fertility from this to the fifth generation up to total sterility in the sixth. 8. If all trace metals are included in the diet growth and reproduction of first generation aphids are equal to those on Vicia faba. Both is reduced to 90% in second generation aphids on the diet, but remaining constant in all subsequent generations. 9. The intracellular symbionts of aphids fed on diets lacking trace elements show typical degenerations. Finally, the mycetocytes of second generation aphids are free of symbionts. 10. The microorganisms show a reaction on the addition of trace metals to the aphids food. The degeneration is delayed by gradually adding individual metals. For example, iron and zinc are necessary for maintaining a normal supply of symbionts in second generation aphids. If all elements are added to the diet, no alterations occur. Then, the supply of symbionts of tenth generation aphids on the diet is the same like that of naturally fed aphids.

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Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Frau U. Schlauss danke ich für wertvolle Hilfe bei der Durchführung der Versuche.     

Einige theoretische Ergebnisse zur pflanzenzüchterischen positiven Massenauslese bei Berücksichtigung von Konkurrenzeffekten

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Auswirkung der Parzellenränder-Konkurrenzwirkungen zwischen benachbarten Parzellen in parzellenweise angelegten Feldversuchen wurde eine umfangreiche Feldversuchsserie mit Fichtenkreuzungen verschiedenen Auswertungen unterzogen: 1) Eine Auswertung mit weitgehender Ausschaltung der Konkurrenzeffekte an den Parzellenrändern sowie 2) eine Auswertung ohne explizite Berücksichtigung und Eliminierung der Parzellenränder-Konkurrenzwirkungen (siehe Hühn 1974). Diese Untersuchungen zur quantitativen Einschätzung von Konkurrenzeffekten in Pflanzenbeständen führten schließlich — unter anderem — zu Größenbeziehungen (Ungleichungen) zwischen den phänotypisehen Gesamtvarianzen dieser beiden Auswertungen mit (V*) und ohne (V) Berücksichtigung der Parzellenränder-Konkurrenzwirkungen: V*V sowie zu Größenbeziehungen zwischen verschiedenen Varianzkomponenten, die aus den varianzanalytischen Verrechnungen dieser beiden Auswertungen erhalten wurden.In der vorliegenden Arbeit werden nun unter ausschließlicher Verwendung der Ungleichung V*V interessante theoretische Folgerungen über 1) die Kovarianz zwischen Versuchsglied- und Konkurrenzeffekten und 2) über die Bestimmtheitsmaße bzw. Korrelationskoeffizienten zwischen phänotypischem Wert und Versuchsgliedeffekt sowie zwischen phänotypischem Wert und Konkurrenzeffekt abgeleitet.Zur quantitativen Beschreibung dieser Zusammenhänge erweist sich das Verhältnis f der Konkurrenzvarianz zur Varianz der Versuchsgliedeffekte als besonders geeignet.Im Sonderfall V*=V, der jedoch von einer außerordentlichen praktischen Bedeutung ist, ergibt sich dabei für einen großen Teil des in Frage kommenden Bereiches (0f2) für den Anteil H der Varianz der Versuchsgliedeffekte an der phänotypischen Gesamtvarianz (unter bestimmten Voraussetzungen ist dies also die Heritabilität im weiteren Sinn) eine interessante Deutung als multiple Bestimmtheit R (phänotypischer Wert in Abhängigkeit von Versuchsgliedeffekt und Konkurrenzeffekt), wobei R für diesen Bereich explizit völlig unabhängig von der Größe der Konkurrenzvarianz ist.Im Hauptteil der Arbeit werden dann für diesen praktisch äußerst bedeutsamen Fall V*=V züchterische Anwendungen (positive Massenauslese) diskutiert. Ausgehend von einer einfachen Formel für den Korrelationskoeffizienten zwischen phänotypischem Wert und Versuchsgliedeffekt (wobei die Forderung eines bestimmten zu überschreitenden Mindestwertes c des entsprechenden Bestimmtheitsmaßes als Selektionsbedingung benutzt wird) lassen sich Bedingungen für eine sinnvolle züchterische Anwendung der positiven Massenauslese ableiten und durch quantitative Beziehungen präzisieren.Bei der Formulierung dieser Bedingungen kommt man zu Aussagen über: Mindestwerte für H (in Abhängigkeit von der Anzahl N der zu selektierenden Individuen und c), Angabe von für die positive Massenauslese nicht zulässigen f-Intervallen (in Abhängigkeit von N, H und c, wobei sich ein interessanter Sonderfall für sehr hohe Individuenanzahlen (N ) ergibt) und schließlich die Berechnung der mindestens notwendigen Anzahlen der zu selektierenden Individuen (in Abhängigkeit von f, H und c), wobei hier besonders der unter praktischen züchterischen Gesichtspunkten interessierende Fall: Signifikant von Null verschiedene Korrelation zwischen phänotypischem Wert und Versuchsgliedeffekt diskutiert wird.

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Summary To quantitatively investigate the competitive effects at the borders of neighbouring plots (using field experiments arranged in plots) an extensive series of field experiments, where the treatments were certain crosses of spruce, had been analysed by two different methods: 1) An analysis with almost complete elimination of the competitive effects at the borders of the plots; and 2) an analysis without explicit consideration and elimination of these competition-border-effects (see: Hühn 1974).These studies on estimating competitive effects in plant stands quantitatively finally resulted in relations (inequalities) between the phenotypic total variances of these two methods of analysis, with (V*) and without (V) eliminating the competition-border-effects: V* V. Furthermore, relations between different variance components were obtained from the analysis of variance computations of these two methods. The main purpose of the present paper is to draw some interesting theoretical conclusions, using only the inequality V* V, about 1) the covariance between treatment(genetic)-effects and competitive effects and 2) about the coefficients of determination and correlation-coefficients between the phenotypic values and the treatment-effects and between the phenotypic values and the competitive effects. To describe these relations quantitatively the ratio f of the competitional variance to the variance of the treatment-effects is especially suitable.In the special case V*=V, which, however, has exceptional practical relevance, one obtains — for a large part of the possible interval (0f2) — for the ratio H of the variance of the treatment-effects to the total phenotypic variance (under certain assumptions this is the broad sense heritability), an interesting interpretation as coefficient of multiple determination R (phenotypic value dependent on treatment-effects and competitive-effects). For 0f2 this R is explicitly totally independent of the magnitude of the competitional variance.In the main part of this publication, applications for breeding (positive mass selection) are discussed for the case V*=V, which is of special practical relevance. Starting with a simple formula for the correlation-coefficient between the phenotypic values and the treatment effects, quantitative conditions for a possible application of positive mass selection in breeding are derived; with this the demand of a certain minimal value c of the corresponding coefficient of determination, which must be exceeded, is used as a condition for selection.In the formulation of these conditions one obtains results about: 1) minimal values for H (dependent on c and on the number N of individuals, which must be selected); 2) derivation of f-intervals, where positive mass selection should not be applied (dependent on N, H and c, where an interesting special case arises for very large numbers of individuals (N )); 3) the computation of the necessary minimal number of individuals which must be selected (dependent on f, H and c), where the case: correlation between phenotypic values and treatment-effects significantly different from zero, which is of special interest from the point of view of practical breeding, is discussed in detail.

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Angenommen durch H. Stubbe     

Influence of copper on the development and adult emergence of Homona coffearia (Lepidoptera: Tortricidae) reared in vitro

Copper content ranging between 12.5 and 150 ppm of metallic copper was found to significantly (P=0.05) affect the growth and development of the tea tortrix, Homona coffearia, reared in meridic diets in the laboratory. At this tested range, the larval period was prolonged, pupal weight reduced and adult emergence poor, resulting mostly in deformed moths with wings devoid of scales. This characteristic latter symptom has been shown to be due to a deficiency of polyunsaturated fatty acids and copper seems to affect the availability of the latter. At 200 ppm of copper, even though the larvae succeeded to pupate they all failed to emerge as adults. When the concentration of copper was increased to 250 ppm, the larvae were able to grow only up to the third instar, whilst at concentrations of 500 ppm and above they died the day following inoculation.

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Zusammenfassung Der Gehalt zwischen 12.5 und 150 ppm metallischen Kupfers beeinflusste gesichert (P=0.05) das Wachstum und die Entwicklung des Teewicklers, Homona coffearia, bei Zucht auf künstlichen Nährböden im Laboratorium.Im genannten geprüften Bereich wurde die Raupenentwicklung verlängert, das Puppengewicht und die Schlüpfrate reduziert, wobei die Falter meist deformiert waren und schuppenlose Flügel hatten. Dieses letzte charakteristische Symptom wird durch einen Mangel an ungesättigten Fettsäuren verursacht, wobei offenbar Kupfer die Verfügbarkeit letzterer beeinträchtigt. Bei 200 ppm Kupfer ergaben keine der verpuppten Raupen Falter. Bei 250 ppm Kupfer vermochten die Raupen sich bloss zum 3. Stadium zu entwickeln, während sie bei 500 ppm und mehr am Tag nach dem Ansetzen starben.

     

Untersuchungen an Oozytenkernen von Amphibien und Teleosteern mit Pseudoisozyanin

Zusammenfassung Das fluoreszenzmikroskopische Nachweisverfahren für DNS-Nukleoproteide mit N,N-Diäthylpseudoisozyaninchlorid (PIC-Reaktion nach Sterba, 1963) wird auf seine Spezifität für DNS und auf den zugrundeliegenden Mechanismus untersucht.Es wird der Nachweis erbracht, daß nur solche Strukturen dargestellt sind, deren DNS-Gehalt durch Vergleichsfärbungen oder durch spezifische Extraktionen gesichert werden kann. Als wesentlich für das Zustandekommen der Reaktion werden die Phosphatgruppen der DNS erkannt. Eine mögliche Mitbeteiligung von SH-Gruppen und Disulfidbrücken am Zustandekommen der Reaktion wird diskutiert. Es wird der Nachweis erbracht, daß RNS bei der PIC-Reaktion aus den Schnitten extrahiert wird.Vergleiche mit anderen Nukleinsäurenachweisen zeigen, daß die PIC-Reaktion diesen überlegen ist.Im Oozytenkern von Triturus alpestris konnten extrachromosomale DNS enthaltende Strukturen (Mikronukleolen) nachgewiesen werden.Morphologie und Histochemie der Oozytenkerne einiger Amphibien und Fische werden vergleichend untersucht.

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Studies on oocyte nuclei of amphibians and teleosts by means of pseudoisocyanine

Summary The fluorescence-microscopical method for demonstration of DNA-proteids with N,N-diethyl-pseudoisocyanine chloride is investigated for specificity for DNA and for the chemism of it. It is stated that only such structures are demonstrated which contain DNA.The phosphoric acid groups in the DNA are responsible for the positive results with the pseudoisocyanine-reaction. The possibility is discussed that SH and SS-groups of the residual protein may be responsible for the positive reaction, too.It is suggested, that RNA is extracted by the manipulations during the pseudoisocyanine-method.In oocyte nuclei of Triturus alpestris we were able to demonstrate extrachromosomal DNA-containing structures (micronucleoli). Morphology and histochemistry of the oocyte nuclei of some Amphibiens and fishes are investigated comparatively.

     

Der Fe/P-Quotient des Sediments als Merkmal des Stoffumsatzes in Brackwässern

Zusammenfassung 1. Zur Untersuchung des Phosphathaushalts der Rügenschen Brackwässer (Ostsee) wurden zahlreiche Sedimentanalysen durchgeführt, und dabei Wassergehalt, Glühverlust, Eisen, Phosphor und Stickstoff untersucht. Die bis 10 cm langen Sedimentprofile wurden hierzu in 1 cm lange Abschnitte zerlegt.2. In methodischen Untersuchungen wurde festgestellt, daß ein Salzgehalt von 1 % NaCl die Phosphatbestimmung nicht beeinflußt. Erst ab 3 % NaCl wurde ein deutlicher Salzfehler festgestellt. Zwei miteinander verglichene Verfahren der Gesamt-Phosphorbestimmung (Schwefelsäure- und Salzsäureaufschluß) ergaben eine befriedigende Übereinstimmung.3. In den Rügenschen Brackwässern steigt der Phosphorgehalt mit steigender Entfernung von der Ostsee stark an und erreicht im Gesamt-Phosphat Were von mehr als 2 mg P/l. Gleichzeitig steigt auch die Produktion stark an.4. Organische Substanz (Glühverlust), eisen und Phosphor des Sediments sind eng miteinander verknüpft: Bei Sedimenten mit weniger als 5 % Glühverlust ist der Eisen- und Phosphorgehalt gering, der Fe/P-Quotient liegt bei 12. Mit steigender Menge an organischer Substanz steigt der Eisen- und Phosphorgehalt des Sediments an, wobei Eisen den vierfachen, Phosphor aber nur den doppelten Wert erreicht. Hierdurch verschiebt sich der Fe/P-Quotient zugunsten des Eisens im Mittel auf 23. Da der Eisengehalt im Vergleich zu Süßwassersedimenten mit gleichem Glühverlust nicht erhöht ist, der Phosphorgehalt dagegen sehr niedrig liegt, ist der Fe/P-Quotient nicht durch eine Eisenanreicherung im Schlamm, sondern vielmehr durch eine Phosphorabgabe aus dem Schlamm so stark verschoben.5. Voraussetzung für diese Prozesse im Brackwassersediment ist der hohe Sulfatgehalt des Brackwassers und die damit verknüpfte hohe Sulfatreduktion, die zur Eisensulfidbildung und damit zur Lösung der adsorptiven Bindung zwischen Ferrihydroxyd und Phosphat führt. Die aus der Bindung befreiten Phosphat-Ionen gehen wieder in Lösung, während Eisen als Sulfid im Sediment festgelegt wird. Der Sulfatgehalt ist also für den Phosphathaushalt von entscheidender Bedeutung.6. Im Sediment des sulfatärmeren Süßwassers fehlt die Korrelation zwischen organischer Substanz und Fe/P-Quotient. Der Fe/P-Quotient verändert sich hier vielmehr unabhängig vom Glühverlust. Die Korrelation zwischen Fe/P-Quotient und Glühverlust ist also vom Sulfatgehalt abhängig.7. Nur in den hochproduktiven Abschnitten des Brackwassers ist der Fe/P-Quotient so extrem verschoben. Ein hoher Fe/P-Quotient, starke Phosphatmobilisierung und hohe Produktion sind also ursächlich miteinander verknüpft. Der Fe/P-Quotient kann daher direkt als Indikator für eine Hochproduktion im Brackwasser angesehen werden.8. Auch der N/P-Quotient und der Wassergehalt des Brackwassersediments sind mit dem Glühverlust verbunden und steigen mit dem Glühverlust an.9. Zwei Hauptprinzipien sind für die riesige Produktion in den Rügenschen Brackwässern verantwortlich: die hohe Phosphorabgabe aus dem Schlamm und die bereits früher festgestellte gewaltige Nannoplanktonentwicklung.

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The Fe/P-quotient of mud as an indicator of the turn-over in brackish waters

The relation between phosphate and iron is of great importance in assessing the phosphate content of natural waters, since Fe(OH)₃, which is formed in the presence of oxygen, binds phosphate and fixes it in the sediment. Through exchange of ferric hydroxide with iron sulphide by means of hydrogen sulphide, the adsorptive linkage between iron and phosphorus is broken, and the phosphate ions will go back into solution. The sulphate content of the natural waters and the bacterial sulphate reduction connected with it are therefore of great importance for the phosphate content. In marine and brackish waters liberation of phosphate reaches extremely high intensities because of the high sulphate content. This situation was studied in the brackish waters of the Isle of Rügen (Baltic Sea) by means of sediment analyses. More than 70 soil profiles were collected and analyzed with respect to organic substances, iron and phosphate content. Considering the relationships between these three factors, it could be shown that in sediments containing less than 5% organic substances, the iron and phosphorus content is lower, and the iron/phosphorus quotient is about 12. With rising concentrations of organic substances, the iron and phosphorus content increases, iron increasing fourfold and phosphorus only doubling. Thus the iron-phosphorus quotient reaches an average of 23. Only in highly productive brackish water areas does the Fe/P quotient attain such a high value. An extensive production of organic material, an effective phosphate mobilization and a high Fe/P quotient are thus causally combined.

     

Die blutdrüse der doridoidea (Gastropoda,Opisthobranchia) als ort möglicher hämocyanin-synthese

Zusammenfassung. Histologie und Feinstruktur der Blutdrüse werden an 5 Doridierarten aus dem Golf von Neapel and von Roscoff (Bretagne) untersucht Bei der Suche nach den Funktionen des Organes prüften wir elektrophoretisch und spektrophotometrisch die Frage, in welcher Konzentration Kupfer bzw. Hämocyanin in Hämolymphe und Organen von Archidoris pseudoargus vorkommt.Die Blutdrüse ist ein flaches, über dem Schlundkopf und den Cerebropleuralganglien an der vorderen Aorta gelegenes Organ. Sie besteht histologisch aus 2 Hauptkomponenten: Mesenchym mit Amöbocyten und Blutdrüsenzellen.Die Blutdrüsenzellen enthalten Massen in Vacuolen gelegener Grana mit kristalloider oder pseudomyelinartiger Feinstruktur. Charakteristisch für die Blut drüsenzellen sind tiefe Invaginationen des Plasmalemms, welche sich meist in der Zelle zu Vacuolen erweitern. Diese Vacuolen sind im allgemeinen nur durchenge Gänge mit der Zelloberfläche verbunden. Sie enthalten Globuli von 250–300 Å Durchmesser oder lange Fäden von gleichem Durchmesser. Die Fäden lassen eine Unterteilung in Einheiten von 250 Å erkennen. Globuli and Fäden besitzen ein helles Lumen. Sie haben also Größe und Feinstruktur von globulärem and fädig polymerisiertem Hämocyanin. Der kleine Zellkern läßt keinen Nucleolus erkennen. Kernnah liegt ein an freien Ribosomen reiches Cytoplasma, das wenig endoplasmatisches Retikulum, kleine Golgizonen und nor relativ wenige Mitochondrien enthält.Der Kupfergehalt wurde in Hämolymphe, Eiern, Blutdrüse, Hepatopancreas und einigen anderen Organen von Archidoris pseudoargus untersucht. Die Kupfer konzentration in der Hämolymphe beträgt ca. 600 g/100 ml. In den Organen finden sich Kupferkonzentrationen, die etwa denjenigen von Helix entsprechen, doch fällt auf, daß — während bei Helix (wie bei den meisten anderen bisher untersuchten Mollusken) das Hepatopancreas den höchsten Kupfergehalt aller Organe aufweist — bei Archidoris die Blutdrüse mit ca. 200 g/g die höchste Kupfermenge besitzt. Das Kupfer ist an ein anodisch wanderndes Protein gebunden. Es darf angenommen werden, daß der Kupfergehalt auf Hämocyanin zurückgeht, welches möglicherweise in den Blutdrüsenzellen gespeichert oder gebildet wird.

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The blood gland of doridoidea (Gastropoda, Opisthobranchia) as possible organ of hemocyanin formation

Summary The structure of the blood gland was studied in 5 species of Doridoidea from the Gulf of Naples and Roscoff (Brittanny) by light and electron microscopy. The possible functions of the organ were examined by measurement of the copper content by spectrophotometric methods and electrophoresis.The blood gland is a leaf-shaped organ, situated above the cerebropleural and pedal ganglia and communicating with a branch of the aorta. Histologically the gland consists of two main components, mesenchym with amebocytes and blood gland cells.The blood-gland cells characteristically contain masses of spherical, membrane-bound granules, which often possess an internal cristaloid or lamellar structure. The second characteristic feature of the blood gland cells are deep invaginations of the plasmalemm, which are sometimes enlarged to vacuoles in the cytoplasm. These vacuoles are often connected with the surface only by small channels and are filled with globules of 250–300 Å diameter or strands of the same diameter, made up of subunits of 250 Å. Globules and strands possess a clear core. Thus they have the structure and proportions of globular and linear polymerized hemocyanin. The blood-gland cells each have a small nucleus with clumps of condensed chromatin adjacent to the envelope and dispersed throughout the nucleoplasm. Nucleoli are not usually found. A relatively thin rim of dense cytoplasm surrounds the nucleus. The cytoplasm is replete with a large number of free ribosomes. It contains sparse endoplasmic reticulum, a small golgi apparatus and a few mitochondria near the nucleus.The copper content was determined in the hemolymph, the eggs, blood gland, hepatopancreas, and several other organs of Archidoris pseudoargus: the copper concentration in the hemolymph was about 600 g/100 ml, while the amount of copper in the organs is nearly the same as in Helix. But whereas in other mollusks the hepatopancreas is the organ with the highest copper content, in Archidoris the blood gland has the highest copper concentration with 200 g/g. Electro phoresis showed that copper is bound to an anodically migrating protein. Therefore, it may be presumed that the copper represents hemocyanin - which may be concentrated or synthesized in the blood-gland cells.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch den Schweizerischen Nationalfond zur Förderung der Wissenschaften, die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Stiftung Volkswagenwerk. Ich danke ferner für die guten Arbeitsmöglichkeiten an der Zoologischen Abteilung der Stazione Zoologica di Napoli und am Institut Biologique de Roscoff.     

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

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

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

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

     

The orientation behaviour of horse flies and deer flies (Tabanidae, Diptera)

The Manitoba Fly Trap is illustrated and described and its uses in behaviour studies, surveys, insect control and perhaps population studies are enumerated. Its advantages over other traps for diurnal biting flies are discussed.

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Zusammenfassung Die Manitoba-Fliegenfalle wird abgebildet und beschrieben. Ihre Verwendungsmöglichkeiten bei der Verhaltensforschung, Sammlung und Bekämpfung von Insekten und vielleicht bei Massenwechselstudien werden aufgezählt und ihre Vorteile vor anderen Fallen für den Fang diurnaler Stechfliegen diskutiert.

     

Physical aspects of artificial diets

The physical properties of artificial diets, texture, hardness, homogeneity, and water content are regulated by the addition of cellulose, agar, polysaccharide gums, and other large molecules. These physical aspects are important in promoting good growth and development of insects.The development of the boll weevil, Anthonomus grandis Boheman, was improved by adding more cellulose to the diet. Additional agar did not improve growth. Polysaccharide gums made the diet too viscous and were poor substitutes for agar. This insect developed satisfactorily on diets with moderate ranges of water and nutrient content.The preparation of the diets is also important in regulating physical properties. Heating stops enzyme action in plant products, ruptures cells, and affects solubility of ingredients. The addition of stabilizers protects nutrients and keeps them mixed homogeneously.

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Zusammenfassung Die physikalischen Eigenschaften künstlicher Diäten für Insekten umfassen Struktur, Härte, Homogenität und Wassergehalt sowie Faktoren, die diese beeinflussen. Diese Gründsätze gelten für feste Diäten bei Insekten mit beißenden Mundwerkzeugen.Strukturelle Eigenschaften werden gewöhnlich durch Hinzufügen von Zellulose hervorgerufen, welche die Konsistenz liefert und zum Fraß anregt. In Diäten mit hohem Wassergehalt wird die Konsistenz durch Zugabe von Agar reguliert. Natürliche polysaccharide Gummis verleihen den Diäten Andickung, Stabilisierung, Gelierung und strukturelle Eigenschaften. Diäten für den Baumwollkapselbohrer, Anthonomus grandis Boheman, werden abgewandelt durch Hinzufügen zusätzlicher Zellulosemengen, Agar und Stärke sowie ersatzweise durch Carrageenan, Heuschrecken- Bohnen- Gummi und Guar-Gummi für die Gesamtheit oder Teile des Agars. In den beschriebenen Versuchen verkürzte Zellulose die Entwicklungszeit. Agar und Stärke verursachten wenig Veränderung. Im allgemeinen bildeten die Gummis visköse Gemische und gelierten nicht. Daher ergab sich eine schlechte Entwicklung für den Baumwollkapselkäfer. Carrageenan konnte als teilweiser Ersatz für Agar verwendet werden. Große Moleküle, wie Zellulose, Stärke, Pektin, Phospholipide und Proteine, die in natürlichen Produkten vorkommen, beeinflussen die physikalischen Eigenschaften der Diäten ebenfalls. Diese Eigenschaft der Naturstoffe ist oft übersehen worden, weil die Hauptbedeutung immer in ihrem Nährwert gesehen wurde.Obwohl die Nahrung pflanzenfressender Insekten einen hohen Wassergehalt hat, können viele mit Nahrung sehr unterschiedlicher Wasserkonzentrationen auskommen und einige vermögen trockene Nahrung zu verzehren und Wasser zu trinken. Die Herstellung der Diäten kann ihre physikalischen Eigenschaften ebenfalls beeinflussen. Die Bestandteile der Diät können chemische und enzymatische Veränderungen erfahren, welche die Diät und damit das Insekt beeinflussen. Hitze-Behandlung stoppt die enzymatischen Reaktionen in den Geweben, zerreißt die Zellen und löst ihre Inhaltsstoffe. Polysaccharide Gummis, Phospholipide und gelierende Mittel werden benutzt, um die Bestandteile der Diät in einem beständigen, homogenen Gemisch zu erhalten. Diese Substanzen können auch in flüssigen Diäten verwendet werden, um die Nährstoffe in Suspension zu halten.

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in cooperation with Texas Agricultural Experiment Station Texas A & M University, U.S.A.     

Artifical diets and rearing of the nun moth, Lymantria monacha

Artificial diets were reviewed and two tested. The highest level of survival to the adult stage (72%) was obtained on a modified diet of Odell & Rollinson (1966). Rearing required 61 days for males and 70 days for females. Wing deformation occurred in 16% of the adults. The sex ratio ( : ) was 0.80. Average pupal weight was 281 mg for males and 368 mg for females. Females averaged 102 eggs (range 80–125 eggs). Neonates from field-collected egg masses started hatching on 6 December; frost was not necessary for hatching. Hatching could be postponed until at least 10 November of the following year by storing egg masses at-2°C. L. monacha can be maintained continuously in the laboratory.

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Zusammenfassung Eine Massenvermehrung der Nonne, Lymantria monacha (L.), trat in 1984 auf 500 ha Pinus sylvestris bei Budelerbergen (S.O. der Niederlande) auf und betraf 1985 eine Fläche von 2800 ha. Obwohl die Vermehrung durch eine Luftapplikation mit Dimilin 25 bekämpft werden konnte, wurden Untersuchungen begonnen zur Entwicklung von für die Umwelt sicheren Bekämpfungsmethoden, besonders die Anwendung von Virosen. Das Ziel bestand in der Virusproduktion in künstlichen Raupenzuchten. Die Nonne wurde bisher mit verschiedenen für andere Insektenarten oder speziell für diesen Zweck entwickelten künstlichen Nährböden gezüchtet. Da die Zusammensetzung dieser Nährböden und die Zuchtmethoden nicht veröffentlicht waren und da wenige Details über die Raupenentwicklung vorlagen, wurden modifizierten Nährböden von McMorran sowie von Odell & Rollinson für die Massenzucht der Nonne geprüft.

     

Mikrotubulus-Anordnung und -Umordnung,Wandbildung und Zellmorphogenese in jungenSphagnum-Blättchen

Zusammenfassung Sphagnum-Blättchen entwickeln sich durch sehr regelmäßige äquale und (später) inäquale Teilungen, die stets antiklinal sind. In sich nicht teilenden Zellen sind die Mikrotubuli (MT) mit dem Plasmalemma verbunden; sie laufen an den Innenwänden parallel (antiklinal), an den Außenwänden in Streutextur. In der Präprophase sind sie in einem Präprophaseband konzentriert, während der Mitose in der Spindel und im Phragmoplast und nach der Zellteilung in einer Postcytokinese-Lage an der jungen Wand. Ihre regelmäßige Anordnung ermöglicht einige ungefähre quantitative Abschätzungen. Ihre Gesamtlänge pro Zelle beträgt etwa 500–900 m in der Interphase, 1000 m in der Präprophase, etwa 1000 m (oder ein wenig mehr) in der Spindel und vermutlich auch im Phragmoplast und etwa 500 m in der Postcytokinese. Zwischen einigen von diesen Stadien ist ihre Menge stark verringert. Die Gültigkeit und die Bedeutung dieser Befunde wird diskutiert. Die MT werden hauptsächlich durch Ab- und Wiederaufbau umgeordnet und wahrscheinlich nicht durch Verlagerung, obwohl sie sich möglicherweise manchmal auch in Längsrichtung bewegen. Ihre Verteilung an der jungen Wand, an den sich entwickelnden Spangen in den Hyalinzellen und an einigen sich besonders stark streckenden Wandzonen spricht dafür, daß sie hauptsächlich als Cytoskelett-Elemente dienen, die an der Wandbildung und Zellmorphogenese beteiligt sind. Möglicherweise bilden sie lokale Wandverdickungen dadurch, daß sie das Plasmalemma von der Wand — gegen den Turgor — abheben und einen extraplasmatischen Raum schaffen, in dem Wandmaterial (zuerst aus dem Golgi-Apparat) akkumuliert wird.

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Distribution and redistribution of microtubules, cell wall formation, and cell morphogenesis in developingSphagnum leaflets

Summary Sphagnum leaflets develop by very regular, equal and (later on) unequal divisions which both are exclusively anticlinal. In non-dividing cells the microtubules (MT) are connected with the plasmalemma; at the inner walls they run parallel (anticilinally), at the outer walls they are dispersed. In preprophase they are concentrated in a preprophase band, during mitosis in the spindle and in the phragmoplast, and after cytokinesis in a postcytokinetic layer along the young wall. Their regular distribution allows some rough quantitative estimations. Their total length per cell is about 500–900 m in interphase, 1000 m in preprophase, about or a little more than 1000 m in the spindle and presumably also in the phragmoplast, and about 500 m in postcytokinesis. Between some of these stages their amount descreases drastically. The validity and meaning of these data are discussed: the MT are redistributed mainly by disaggregation and reaggregation rather than by displacement though sometimes a movement in the direction of their axis may also occur. Their arrangement at the young cell wall, at the developing wall thickenings in the hyalocytes and at certain extraordinarily elongating wall zones favour the idea that they function mainly as cytoskeletal elements which are involved in wall formation and cell morphogenesis. It is suggested that they may allow a localized thickening of a wall by lifting off the plasmalemma from the wall against the turgor pressure to form an extraplasmatic space in which wall material (at first Golgi apparatus-derived) is accumulated.

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Ich danke Frl. G.Deichgräber für ihre bewährte, umsichtige Mitarbeit, Herrn Prof. Dr. Th.Butterfass für die Bestimmung der Pflanzen und wichtige Hinweise und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Sachbeihilfen.     

Differentielle Färbung der somatischen Metaphasechromosomen von Cypripedium Debile

Zusammenfassung Durch die von der Verfasserin entwickelte Methode der gleichzeitigen Fixierung und Färbung mit einem Gemisch von Orceinessigsäure und Salzsäure kann man bei Cypripedium debile eine eigentümliche Färbungs-differenzierung der Metaphasechromosomen in somatischen Mitosen erzielen, die im Auftreten von hinsichtlich des Ortes und der Breite konstanten, tief gefärbten Querstreifen der Chromosomen besteht.Für die Prüfung dieser Reaktionserscheinung gegen die Vorbehandlungen und Fixierungsmittel wurden einige Versuche durchgeführt.Nach Abkühlung und nach Vorbehandlung mit 8-Oxychinolin färbten sich die Chromosomen differentiell wie ohne Vorbehandlung, während sie nach Ammoniak und Colchicinvorbehandlung homogen gefärbt waren.Nach Nawaschin-Fixierung treten die Chromosomenquerstreifen nicht hervor, unabhängig davon, ob man die Salzsäure im gleichen Mengenverhältnis wie bei Orceinessigsäurelösung zusetzt oder nicht. Die Salzsäure hat also wahrscheinlich keinen Einfluß.Unter den Bestandteilen des Nawaschinschen Gemisches scheint Essigsäure die Darstellung der Chromosomenquerstreifen zu fördern, während Chromsäure und Formol sie hemmen.Zum Schluß sei mir gestattet, meinem Lehrer, Herrn Prof. T. Miduno für die liebenswürdige Anregung zu diesen Versuchen und für seine Ratschläge und Herrn Dr. B. Sakai von der Metropolitanuniversität, der mich in die Technik der Orceinfärbung freundlichst einleitete, an dieser Stelle meinen verbindlichsten Dank auszusprechen; auch habe ich von Herrn Y. Mori von der hiesigen Universität bei der Abfassung des Manuskriptes dankenswerte Hilfe erfahren.Contributions from the Biological Institute, Keiô University, No. 9.     

Kurzzeitige Veränderungen hydrographischer Faktoren und der Sestonkomponenten in driftenden Wassermassen in der Helgoländer Bucht

Zusammenfassung 1. In der Helgoländer Bucht wurden vor der Elbe- und Eidermündung sowie bei Helgoland driftende Wassermassen 4–8 Stunden lang untersucht. Dabei wurden in etwa halbstündigen Zeitabständen Vertikalserien von Wasserproben entnommen und Salzgehalt, Temperatur, Trübung und Sestongewicht bestimmt sowie Phytoplankton gezählt (Abb. 2–4).2. Lediglich das auflaufende Wasser bei der Driftstation Außeneider blieb hydrographisch unverändert; nur hier waren die Voraussetzungen für die Messung kurzzeitiger Veränderungen des Partikelgehalts gegeben. Das unbewegliche Plankton (Diatomeen) zeigte nicht den raschen Abfall der Konzentration mit dem Nachlassen des Gezeitenstroms wie das Sestongewicht und die Trübung.3. Die Verfolgung driftenden Wassers bei Helgoland ließ erkennen, daß durch die besonderen Gezeitenstromverhältnisse Wassermassen mehrmals um die Insel kreisen und die Helgoland-Reede passieren können.4. Diese Untersuchungen wie auch veröffentlichte Ergebnisse von Messungen der horizontalen Diffusion im Meerze zeigen, daß Untersuchungen der Veränderungen innerhalb einer einzelnen Planktonpopulation im Laufe von mehreren Tagen in der Helgoländer Bucht eine aufwendige Gemeinschaftsarbeit erfordern.

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Short-term variations of hydrographical factors and seston components in drifting water masses in Helgoland Bight

In Helgoland Bight (Inner German Bight, North Sea) drifting water masses were investigetad at 3 stations for 4–8 hours during August and November, 1968. Measurements of salinity, temperature, turbidity and seston weight were made and phytoplankton was counted in vertical series of water samples taken at about 30 — minute intervals. Only the water at drifting station Außeneider remained hydrographically unchanged during the investigation. The concentration of non-motile phytoplankton (diatoms) did not decrease with the slowing down of tidal current, whereas seston weight and turbidity decreased rapidly. Drift-cross tracking of the water at Helgoland Roads revealed that the water masses may circle around the island several times. Published results on horizontal diffusion and the present data indicate that measurements of changes within a plankton population over several days in Helgoland Bight require elaborate teamwork.

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Herrn Prof. Dr.J. Krey zum 60. Geburtstag in Verehrung gewidmet.     

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

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

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

     

Enhanced susceptibility to cetyl fluoride (CF) and cetyl fluoroacetate (CFA) in DDT-resistant insects

Two compounds showing negative correlation to DDT-resistance in larvae of Musca domestica were found, namely cetyl fluoride (CF) and cetyl fluoroacetate (CFA). Larvae of the DDT-resistant housefly strains K₁ and TP were affected more strongly by CFA incorporated in the breeding medium than larvae of the normal reference strains Sv and S-Rome. The same held true for CF, except that the effect on strain TP was doubtful. The chlordane-resistant, strain R-Sard. had a normal response to CF and CFA. In larvae of several DDT-resistant, laboratory-developed strains of Anopbeles atroparvus, negative correlation to resistance was noted for CF, but not for CFA and cetyl cyanide. The effect of CF applied again only to DDT-resistance, not to dieldrin-resistance.No negative correlation to resistance was found in adults of houseflies and anophelines with regard to CF, CFA, cetyl chloroacetate, cetyl cyanide, cetyl thiocyanate and cetyl bromide.

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Zusammenfassung Cetylfluorid (CF) war gegen Hausfliegenlarven des Schweizer DDT-resistenten Stammes K₁ etwas giftiger als gegen die normalsensiblen Vergleichsstämme Sv und S-Rome; für den DDT-resistenten italienischen Stamm TP war diese Erscheinung jedoch fraglich. Cetylfluorazetat (CFA) wirkte etwas besser auf Larven der beiden DDT-resistenten Fliegenstämme als auf die der Vergleichsstämme. Gegen Anopheleslarven verschiedener DDT-resistenter Stämme, die alle von dem gleichen normalen Ausgangsstamm selektioniert wurden, war CF etwas besser wirksam, als gegen den normalsensiblen Ausgangsstamm. Dagegen konnte weder für CFA noch für Cetylzyanid erhöhte Empfindlichkeit bei resistenten Anopbeleslarven nachgewiesen werden. Die oben geschilderten Preferentialtoxizitäten für resistente Stämme bezogen sich nur auf DDT-Resistenz und waren für Chlordan-oder Dieldrin-Resistenz nicht zutreffend.Ausser dem in früheren Arbeiten geschilderten Fall (Cetylbromazetat bei adulten Hausfliegen) konnten keine neuen Beispiele für durch Resistenz induzierte, erhöhte Empfindlichkeit (Ascher 1958b, 1960) bei Adulttieren der Hausfliege und der Anopbelesmücke gefunden werden; es wurden zu diesem Zweck CF, CFA, Cetylchlorazetat, Cetylzyanid, Cetylrhodanid und Cetylbromid getestet, jedoch waren die Etgebnisse negativ. Verschiedene Cetyl-phosphorsäureester, Cetyl-polyäthylenaether und Alkylbrommalonate waren entweder überhaupt unwirksam oder wiesen bei vorhandener schwacher Wirksamkeit weder gegen Larven noch gegen Adulttiere resistenter Stämme eine preferentielle Toxizität auf.

     

Zur Feinstruktur der Muskelzellen des Pharynx-Bulbus von Tardigraden

Zusammenfassung Die Muskelzellen des Pharynx-Bulbus der Tardigraden Macrobiotus hufelandi und Milnesium tardigradum sind bis zu 15 m lang und bilden zwischen Basalmembran und cuticularer Intima des Lumens ein einschichtiges Epithel. Die Grenzen zwischen den Nachbarzellen zeigen einen geschwungenen Verlauf. Das Sarcolemm stülpt sich tief zwischen die Myofribrillen ein und bildet ein ausgeprägtes E-System, mit dem das sarcoplasmatische Reticulum unter Bildung von Diaden und Triaden korrespondiert. Die Myofibrillen verlaufen radial. Die dünnen Filamente entspringen am inneren und äußeren Sarcolemm aus hemidesmosomenartigen Strukturen in Form dichter Bündel, die sich im mittleren Teil der Fibrille, der dicke und dünne Filamente enthält, erweitern. Maximal 11 dünne Filamente konnten um die nicht immer streng hexagonal angeordneten dicken Filamente herum gezählt werden. Wie polarisationsmikroskopisch bestätigt werden konnte, besitzt jede Myofibrille eine breite A-Zone in der Mitte und an ihren Enden je eine schmalere I-Zone. Eine H-Zone ist undeutlich. Jeder Myofibrille kann der funktionelle und morphologische Wert einer Sarcomere zugeschrieben werden. Die Bedeutung dieser Befunde für die Evolution der Tardigraden wird diskutiert.

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The fine structure of muscle cells of the pharyngeal bulb of tardigrada

Summary The muscle cells of the pharyngeal bulb of tardigrades Macrobiotus hufelandi and Milnesium tardigradum are up to 15 m long and form a single layer between the basal lamina and the cuticle-coated lumen. The boundaries between adjacent cells are sinuous. The sarcolemma invaginates between the myofibrils whereby a marked E-system is formed. The sarcoplasmic reticulum is associated to the latter, constituting diads and triads. The myofibrils run radially. Thin filaments originate from hemidesmosome-like structures at the inner and outer sarcolemma in dense bundles which widen in the middle part of the fibrils. Each fibril contains thick and thin filaments in this region. As many as 11 thin filaments could be counted around a thick filament. The latter are not always arranged hexagonally. As it is confirmed by polarisation microscopy each myofibril has a wide A-Zone in the middle which is flanked by shorter I-zones. An H-zone is marked but indistinctly. Each myofibril is interpreted to have the functional and morphological equivalent to one sarcomere. The relevance of these findings in the evolution of Tardigrada is discussed.

Herrn Prof. Dr. E. Schnepf danke ich für Unterstützung und die Durchsicht des Manuskripts, HerrnProf. Dr. H. W. Ludwig und Herrn Dr. H. G. Heumann für hilfreiche Diskussion.