Calcium and photosynthetic oxygen evolution in cyanobacteria

Calcium activation of oxygen evolution from French-press preparations of Phormidium luridum is largely reversible upon removal of added Ca²⁺. Activation occurs via a first-order binding with a dissociation constant of 2.8 mM. An 8-fold increase in oxygen evolution rate observed upon Ca²⁺ addition is accounted for by a 4-fold increase in the number of active photosynthetic units, and a doubling of turnover rate. While both Ca²⁺ and Mg²⁺ stimulate turnover, unit activation is Ca²⁺ specific. Under optimal conditions, 30% of the units functioning in the intact cell can be recovered in the Ca²⁺-activated preparation.

The Ca²⁺ requirement of P. luridum preparations is not relieved by proton-carrying uncouplers, or by rate-saturating concentrations of the Hill acceptor, ferricyanide. Taken together with the reported stimulation by Ca²⁺ of oxygen evolution in the presence of DCMU (Piccioni, R.G. and Mauzerall, D.C. (1976) Biochim. Biophys. Acta 423, 605–609) these observations strongly suggest a site of Ca²⁺ action within Photosystem II.

The pronounced specificity of the Ca²⁺ requirement appears in preparations of other cyanobacteria (Anabaena flos-aquae and Anacystis nidulans) but not in the eucaryote Chlorella vulgaris. While milder cell-disruption methods bring about some Ca²⁺ dependence in P. luridum, French-press treatment is required for maximal expression of Ca²⁺-specific effects. French-press breakage causes a release of endogenous Ca²⁺ from cells, supporting the view that added Ca²⁺ restores oxygen evolution by satisfying a physiological requirement for the cation.     

pH control of the chlorophyll a fluorescence in algae

The pH of the suspension medium was found to have a remarkable influence on the “slow” (min) time course of Chlorophyll a fluorescence yield in the green alga Chlorella pyrenoidosa and in the blue-green alga Anacystis nidulans. In Chlorella, the decay of fluorescence yield, in the 1- to 5-min region, is strongly retarded at alkaline pH; this decay rate shows an optimum at pH 6–7. In Anacystis, the rise of fluorescence yield, in the same time range, is decreased optimally at pH 6–7; poisoning with 3(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea reverses the direction of this pH effect. These observations suggest a correlation of the H⁺ status (or the processes associated with it such as photophosphorylation and resulting conformational changes) of the chloroplast to the yield of chlorophyll a fluorescence in vivo.     

Experimentelle Untersuchungen zur Entwicklungsphysiologie der Stangenbildung beim Reh (Capreolus C. capreolus L. 1758)

Zusammenfassung Bei einem 3 Wochen alten Rehbockkitz wurde vor Beginn der Rosenstock- und Stangenbildung ein Hautaustausch in der Weise vorgenommen, daß die Haut der linken Stirnhälfte auf die Keule und ein entsprechendes Stück Keulenhaut auf die Stirn transplantiert wurde.Die auf die Keule transplantierte Stirnhaut heilte am fremden Ort dauerhaft ein und blieb nach Ausbildung einer neuen Behaarung bis zum Tode des Versuchstieres unverändert.Die auf die Stirn verpflanzte Keulenhaut blieb auf die Dauer nicht erhalten. Sie wurde im Laufe von 8 Wochen durch Material ersetzt, das von den Schnitträndern der benachbarten Stirnhaut nachwuchs, d.h. aus Hautbereichen, die sich normalerweise nicht am Aufbau des Bastkolbens beteiligt hätten. Die im Transplantatbereich regenerierende Stirnhaut zeigte Bastcharakter.Die Anlage und Bildung der Rosenstöcke und Stangen erfolgte auf beiden Stirnseiten zu gleicher Zeit und in gleicher Weise, obwohl im Bildungsbereich der linken Stange ein ortsfremdes Regenerat die Stirnhaut repräsentierte.Auf der Versuchsseite ergab sich eine Hemmung des Knochenwachstums, von der nicht speziell Rosenstock und Stange, sondern auch das Frontale betroffen wurde. Diese Wachstumshemmung wird als unspezifische Reaktion auf den operativen Eingriff gedeutet.     

Regulatory interaction of photosynthetic nitrate utilization and carbon dioxide fixation in the cyanobacterium Anacystis nidulans

The rate of photosynthetic nitrate utilization in Anacystis nidulans is strongly influenced by the availability of carbon dioxide. This dependence can be relieved by inhibiting the metabolism of the ammonium derived from nitrate reduction. Nitrate uptake seems to be modulated through a sensitive regulatory system integrating the photosynthetic metabolism of carbon and nitrogen, with CO₂ fixation products antagonizing the inhibitory effect of ammonium derivatives.     

Beitrag zur Züchtungsmethodik bei Weißklee (Trifolium repens)

Zusammenfassung In den Jahren 1951–1957 wurden Versuche zum Zweck des Vergleichs mehrerer Methoden der Züchtung von Weißklee durchgeführt. Es handelte sich um die Auslese aus einer Wildpopulation durch Frühselektion, Einzelpflanzen-und Klonauslese mit Nachkommenschaftsprüfung und Anwendung des Polycrossverfahrens.Die auf diese oder jene Weise erhaltenen Stämme wurden in mehreren Einzelversuchen und in einer großen Versuchsserie auf ihre Leistung bezgl. Grünmasse und Samen geprüft.Das Ergebnis besteht darin, daß mit beiden Verfahren ein erheblicher Züchtungsfortschritt erzielt wurde. 2 zum Vergleich herangezogene bekannte Sorten wurden etwas übertroffen und die Urpopulation um 25–30%.Eine Beziehung zwischen der Leistung der für das Polycrossfeld verwendeten Klone und deren generativen Nachkommenschaften konnte nicht festgestellt werden, woraus sich ergibt, daß die Kombinationseignung der Stämme von Bedeutung ist.In Rahmen von pflanzenbaulichen Betrachtungen wird angeregt, den Weißklee als einjährige Leguminose zu behandeln.Mit 4 AbbildungenDieser Beitrag zur Methodik der Züchtung ist Herrn Dr. v.Sengbusch zu seinem 60. Geburtstag in Dankbarkeit vom Verfasser gewidmet.     

The use of isoelectric focusing to assess percentage hymenopterous parasitism in aphid populations

The primary parasitoid Aphidius uzbekistanicus Luzhetski and its host, the cereal aphid Sitobion avenae (F.) both showed specific bands for the enzyme malate dehydrogenase (MDH), thereby allowing clear detection of parasitism. The specific profiles of MDH activities remained recognizable through all post-embryonal life-stages, but the intensity of staining depended on the instar and morph subjected to analysis. A calibrated equation, representing the relationship between percentage parasitoid-specific MDH activity and percentage parasitism, was elaborated for third instar S. avenae. This equation was, however, not applicable to field-collected material. Reasons for this failure and the possible use of isolectric focusing (IEF) for other parasitoid: host relationships are discussed.

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Zusammenfassung Die herkömmlichen Methoden zur Bestimmung der Parasitierungsrate bei Blattläusen sind zeit- und arbeitsaufwendig, so daß sich meist nur ein geringer Stichprobenumfang bearbeiten läßt. Wir haben daher untersucht, ob die Parasitierung größerer Blattlauskollektive mittels der isoelektrischen Fokussierung (IEF) schnell und verläßlich zu ermitteln ist, wobei wir die Malatdehydrogenase (MDH) als Enzymsystem wählten.Die Modellpopulationen (der Parasitoid Aphidius uzbekistanicus und die Wirtsblattlaus Sitobion avenae) zeigten in allen Stadien und Morphen spezifische Bandenprofile, die ein Erkennen parasitierter Blattläuse eindeutig ermöglichten. Die Intensität der Färbung hing aber von den untersuchten Larvenstadien ab, d.h. ältere, größere Tiere ergaben quantitativ bedeutendere Enzymaktivitäten als jüngere, kleinere.Bei S. avenae wurde dieser Sachverhalt noch von der jeweiligen Morphenzugehörigkeit überlagert: alatiforme Stadien bewirkten stärkere Färbungsintensitäten als apteriforme. Dieses ist wahrscheinlich auf die Anhäufung von MDH-reichen Mitochondrien in der Flugmuskulatur zurückzuführen.Durch eine densitometerische Auswertung war es uns möglich, den relativen Anteil des parasitoidenspezifischen Peaks einer Probe mit dem jeweiligen (bekannten) Parasitierungsgrad in Beziehung zu setzen. Zwischen dem kleinsten und größten Larvenstadium des Parasitoiden ergab sich dabei eine bestimmte Spanne für einen gegebenen Parasitierungsgrad.Mit diesen Werten haben wir eine auf Feldbedingungen ausgerichtete, simulierte Gleichung errechnet, die wir auf Freilandblattläuse mit bekanntem Parasitierungsgrad anwendeten. Um den Einfluß der Stadienzugehörigkeit auszuschalten, wurden nur Blattläuse im dritten Stadium untersucht.Die Verteilung der Larvenstadien der Parasitoiden erwies sich aber als zu heterogen, so daß die errechneten Werte nur in zwei von neun Proben mit den durch Zuchtansätze ermittelten Werten übereinstimmten. In anderen Wirt-Parasitoid-Systemen mit ausgeprägter Stadienspezifität und demzufolge synchroner Entwicklung könnte die IEF aber durchaus von großem Nutzen sein.

     

Dispersal, landscape occupancy and population structure in the butterfly Melanargia galathea

Dispersal is a key ecological process linking metapopulation dynamics in the landscape to distribution patterns at larger spatial scales. In this study, we investigated the landscape occupancy and genetic population structure of a butterfly species, Melanargia galathea. Several landscapes differing in composition and structure were sampled as well as populations at different spatial scales. We found that M. galathea occupied 91.3% of all habitat patches available within a particular landscape, probably due to a dominance of landscape scale processes such as rescue effect and recolonisation. A high level of genetic polymorphism within the sampled populations and a very low amount of genetic differentiation between populations was observed (G_st=0.034), characteristic of species with high dispersal capacity and/or high density. High dispersal rates ensured considerable gene mixing at the landscape scale while the influence of distance on dispersal success was detected at the regional and continental scales by a significant amount of isolation by distance. We also found that, at the landscape scale, the dispersal of this butterfly species was influenced by the spatial distribution of its habitat patches.

Zusammenfassung

Die Ausbreitung ist ein ökologischer Schlüsselprozess, der die Metapopulationsdynamik in einer Landschaft mit den Verbreitungsmustern auf einer größeren räumlichen Skala verbindet. In dieser Studie untersuchten wir die Verbreitungsmuster und die genetische Populationsstruktur einer Schmetterlingsart, Melanargia galathea. Es wurden sowohl einige Landschaften beprobt, die sich in der Zusammensetzung und der Struktur unterschieden, als auch Populationen auf verschiedenen räumlichen Skalen. Wir fanden, dass M. galathea 91.3% aller verfügbaren Habitatflecken in einer bestimmten Landschaft besetzte, möglicherweise aufgrund der Dominanz von Landschaftsskalenprozessen wie “Rescue-Effekt” und Rekolonisation. Es wurde ein hoher genetischer Polymorphismuslevel und ein sehr geringer Umfang genetischer Differenzierung innerhalb der beprobten Populationen beobachtet (G_st=0.034), was charakteristisch für Arten mit einer großen Ausbreitungsfähigkeit und/oder hoher Dichte ist. Hohe Ausbreitungsraten sicherten eine beträchtliche Genvermischung auf der Landschaftsskala, während der Einfluss der Entfernung auf den Verbreitungserfolg auf der regionalen und kontinentalen Skala durch einen signifikanten Anteil der Isolation aufgrund von Entfernung festgestellt wurde. Wir fanden auch, dass auf der Landschaftsskala die Ausbreitung dieses Schmetterlings durch die räumliche Verteilung der Habitatflecken beeinflusst wurde.     

Mikrospektralphotometrische Studien zur Metachronlasie vitalgefärbter Zelle

Zusammenfassung Badet man mit Acridinorange oder Neutralrot vitalgefärbte obere Epidermien der Zwiebelschuppe in Lösungen von negativ metachromatisch wir-kenden Stoffen, wie Coffein, Tannin, Saponin, nach, so treten in der mikro-spektrophotometrisch aufgenommenen Absorptionskurve neue Maxima an der Stelle auf, die der V-Bande des betreffenden Farbstoffes entsprechen.Die Lage dieser Bande stimmt völlig mit der an Gemischen der beiden Komponentenin vitro erhaltenen überein.Aus dem Auftreten der V-Bande kann auf das Eindringen des Chromotrops geschlossen werden, woraus sich ein Weg zur Feststellung der Permeationsfähigkeit von Stoffen, die sonst nicht gut in der Zelle faßbar sind, abzeichnet, soferne diese negativ metachromatisch wirken.Positive Metachromasie ist in dieser Hinsicht vorerst nicht auswertbar.     

Zur Induktion der Phytoalexinsynthese bei Soja und ihre Bedeutung für die Resistenz gegenüber Phytophtkora megasperma f. sp. glycinea

Die Induktion der Glyceollinakkumulation in Sojakotyledonen und Hypokotylen durch Infektion mit Phytophthora megasperma f. sp. glycinea oder Elicitoren beruht auf einer drastischen Steigerung der Syntheserate des Phytoalexins. Der Metabolismus des Glyceollins spielt hierbei nur eine untergeordnete Rolle. Gesunde Keimlinge enthalten nur sehr geringe Mengen an Phytoalexinen, die durch Verwundung unter sterilen Bedingungen nicht erhöht werden. Zwischen der Wirkung von biotischen Elicitoren (z. B. Glucan aus der Zellwand von P. megasperma) und abiotischen Elicitoren (z. B. HgCl₂) existieren nur quantitative Unterschiede. Beide Typen von Elicitoren könnten über die Freisetzung von endogenen Elicitoren in der Pflanze (z. B. pektischen Oligosacchariden) ihre Wirkung entfalten. Rassenspezifische Unterschiede in der Akkumulation von Phytoalexinen sind u. a. stark abhängig von der jeweils verwendeten Infektionsmethode. Für den Unterschied zwischen inkompatibler (Pflanze resistent) und kompatibler (Pflanze anfällig) Interaktion von Pilz und Pflanze ist nicht die Gesamtmenge der gebildeten Phytoalexine enscheidend, sondern ihre Verteilung im Gewebe. Bei der inkompatiblen Reaktion tritt eine eng lokalisierte hohe Glyceollinkonzentration an der Infektstelle auf und die Pilzhyphen bleiben auf wenige Zellschichten beschränkt. Im Falle der kompatiblen Reaktion verteilt sich das Glyceollin über ein größeres Areal und die lokale Konzentration ist bedeutend niedriger. Die Pilzhyphen durchwachsen das Hypokotyl. Mit Hilfe der Laserinduzierten Mikroproben-Massenanalyse (LAMMA) läßt sich die Glyceollinkonzentration in einzelnen Zellen bestimmen und eine eng lokalisierte Phytoalexinakkumulation bei der inkompatiblen Reaktion bestätigen. Das systemische Fungizid Ridomil bewirkt in niedrigen, zunächst als subtoxisch angesehenen Konzentrationen (20 ppm), nach Infektion mit der kompatiblen Rasse von P. megasperma eine inkompatible Reaktion mit typischer hoher lokaler Glyceollinkonzentration. Die Induktion der Phytoalexinsynthese nach Infektion läßt sich auch auf enzymatischer Ebene nachweisen. Enzyme, die an der Biosynthese des Glyceollins beteiligt sind, steigen in ihrer Aktivität drastisch an. Mit Rasse 1 (inkompatibel) von P. megasperma wird ein höheres PAL-Maximum erreicht als mit Rasse 3 (kompatibel). Die Induktion der PAL ist durch eine de novo-Synthese bedingt. Auch nicht an der Biosynthese des Glyceollins beteiligte Enzyme (Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase und Glutamat-Dehydrogenase) erfahren eine Aktivitätssteigerung nach Infektion. Hieraus kann geschlossen werden, daß der Stoffwechsel der Pflanze an der Infektstelle tiefgreifenden Veränderungen unterliegt. Durch Gabe des PAL-Inhibitors L-2-Aminooxy-3-phenylpropionsäure (L-AOPP) kann unter geeigneten Bedingungen die Glyceollinakkumulation in infizierten Sojakeimlingen fast vollständig unterdrückt werden. Bei Infektion mit Rasse 1 von P. megasperma geht in Gegenwart von 1 mM L-AOPP die inkompatible Reaktion in eine kompatible Reaktion über. Aus diesen Ergebnissen kann auf eine wichtige Rolle des Glyceollins für die Resistenz geschlossen werden. Die Signalkette, die, ausgehend von der Pilz-Pflanze-Wechselwirkung, letztlich zur de novo-Enzymsynthese führt, ist bisher unbekannt. Die zukünftige Forschung über die Biochemie dieses Vorganges wird sich daher mit Fragen nach dem möglichen Rezeptor(en) für Elicitoren und der Signalwandlung befassen. Hierbei wird auch der Einsatz von Sojazellkulturen, die von Dr. J. Ebel in Freiburg als Modellsystem verwendet werden, von erheblicher Bedeutung sein. Unsere Arbeiten wurden gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 46), den Fonds der Chemischen Industrie und die BASF. Frau Gudrun schatz danken wir für ausgezeichnete Mitarbeit.     

Strahleninduzierte Sproßgabelungen beiSinapis alba

Zusammenfassung Es wird die Entwicklung vonSinapis-alba-Pflanzen untersucht, die als Keimlinge mit 0,5, 1,0, 2,5, 5,0 und 7,5 kr bestrahlt wurden. Die mit 1,0 kr bestrahlten Pflanzen entwickelten sich kaum schwächer als die Kontrollen; erst nach Applikation höherer Dosen verlangsamte sich das Wachstum der Versuchspflanzen. Die Wachstumsdepression nahm mit steigender Dosis zu und die zuerst entfalteten Blätter wiesen Formabweichungen auf. Die mit 7,5 kr bestrahlten Pflanzen traten mit 20–30 Tage währender Verzögerung in die Blühphase ein.Nach Applikation von 2,5, 5,0 und 7,5 kr wurde bei einigen Pflanzen Gabelung der Haupt- und Seitensprossen beobachtet. Die Gesamtzahl der gegabelten Pflanzen nahm mit steigender Dosis zu. Die Gabelung tritt jedoch von Wachstums- und Entwicklungsstörungen unabhängig auf. Die Ergebnisse der bisherigen Untersuchungen stimmen mit den vorliegenden überein. Die Beziehung zwischen Strahlenresistenz und Gabelungspotenz wird ebenfalls untersucht.     

Blei im Eichenholz vom Autobahnrand

Die weltweite Verwendung von Bleialkylen in Motortreibstoffen seit 1923 führte bis heute insgesamt zu einer mittleren Blei-Immission von 20 mg·m^?2 auf der nördlichen Hemisphäre. Die höchsten Bleibelastungen durch den Verkehr treten in Straßennähe auf. Anhand von Bohrkernen aus Eichen (Quercus robur L.) und anderen Bäumen wurde untersucht, ob die Bleigehalte von Jahresringen die Blei-Immission am Baumstandort widerspiegeln. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die gesenkte Blei-Emission infolge der Benzinbleigesetze von 1972 und 1976 gelegt. Bei der Untersuchung wurden einzelne Jahresringe nach ihrer dendrochronologischen Zuordnung mit Hilfe der AAS-Graphitrohrtechnik auf ihren Bleigehalt analysiert. Es erwies sich, daß nicht alle Baumarten für diese Untersuchungen geeignet waren. Bei Eiche ließ sich am besten die Bleizunahme seit 1955 im Holz erkennen. Sie ergab bis 1972 eine stark positive, ab 1972 (erstes Benzinbleigesetz) aber keine Korrelation mehr mit den steigenden Verkehrszahlen. Die Auswirkungen der Benzinbleigesetze sind erkennbar. Die Jahrringe der Eiche geben, mit gewissen Einschränkungen, Aufschluß über die Historie der Blei-Immission an ihrem Standort. Nach unseren Untersuchungen und nach Auswertung der Literatur sind für dendrochronologische Analytik zur Herleitung von Belastungsfaktoren nur ringporige, kernholzbildende Hölzer geeignet.     

The carotenoids of blue-green algae

The carotenoid compositions of Phormidium persicinum, P. luridum, P. faveolarum and Anabaena flos-aquae have been studied, both quantitatively and qualitatively. β-Carotene is the major carotenoid in all species. The xanthophylls comprise zeaxanthin, echinenone, canthaxanthin and the furanoid mutatochrome. Phormidium persicinum lacks glycosidic carotenoids. Myxoxanthophyll (myxol-2′-rhamnoside) and a 4-ketomyxol-2′-methylpentoside (tentatively 4-keto-myxoxanthophyll) are present in the other species. These distribution patterns are compared with those observed in other blue-green algae and some correlations with taxonomy are apparent.     

Über Veränderungen des Nucleinsäurengehaltes von Proteus vulgaris während der durch Penicillin ausgelösten Umwandlung in die L-Phase

Zusammenfassung Suspensionen von Proteus vulgaris wurden in verschiedenen Entwicklungszuständen mit Penicillin versetzt und parallel zur einsetzenden Umwandlung in die Frühstadien der L-Phase (large bodies) wurde der Gehalt an RNS, DNS und Eiweiß-N bestimmt. Durch Verwendung geringer Konzentrationen (4–7 IE/ml) konnte auch in der log-Phase die Umwandlung so schonend geführt werden, daß keine Lysen eintraten.Die Atmungsmessungen zeigten, daß unter Bedingungen, unter denen sich alle Bakterien umwandeln, keine Veränderung des Sauerstoffverbrauches eintritt. Die Hemmung der Sauerstoffaufnahme bei Zugabe hoher Konzentrationen zur log-Phase beruht auf der Lyse eines großen Teiles der Zellen. Mit der Umwandlung in die large bodies ist eine Verschiebung des Quotienten RNS/DNS zugunsten von DNS und eine Erhöhung der Werte für DNS/Eiweiß-N verbunden. Dies beruht aber nicht auf einer Steigerung der DNS-Synthese, sondern nur auf der etwas schwächeren Hemmung derselben gegenüber dem Aufbau von RNS und Eiweiß. Es ergeben sich keine Anzeichen für die auf Grund morphologischer Versuche vermutete Vermehrung des Kernmaterials. Es kann sich demnach nur um eine Aufteilung des vorhandenen Materials handeln.Untersuchungen über die entsprechenden Wirkungen von Arsenat, Monojodessigsäure und Trypaflavin auf die Stoffzusammensetzung von P. vulgaris zeigten, daß es sich bei der erfaßten Penicillinwirkung nicht nur um eine unspezifische Folge einer allgemeinen Stoffwechselhemmung handelt.Die Arbeit ist ein Auszug aus der von J. Müller bei der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München vorgelegten Dissertation gleichen Titels.     

Vegetative Entwicklung und Blütenbildung in axenischen Kulturen der InsektivoreDrosera pygmaea DC.

Zusammenfassung Drosera pygmaea läßt sich in organismenfreier Reinkultur auf Agar oder Fließpapier mit organischen wie anorganischen Lösungen kultivieren.Die größten Pflänzchen hatten beim vorläufigen Abschluß der Arbeit einen Durchmesser ihrer Blattrosette von höchstens 2 cm, etwa ein halbes Hundert Blätter mit wenig mehr als 1/2 cm Blattstiellänge und Blattspreiten, die kaum je 2 mm Durchmesser erreichten.Je nach den Bedingungen war die Spreite scheibenförmig oder unentfaltet rundlich; auch die Ausbildung der Randtentakeln war sehr unterschiedlich.In vielen Kulturen traten Blüten (bis zu 8 an einer Pflanze) auf, und zwar auf organischem wie vor allem auch auf anorganischem Substrat.Die Kronblätter traten als weiße, sich bald rosa färbende Kuppel aus dem grünen Kelch hervor; sie entfalteten sich aber nicht, sondern die Blüte entwickelte sich, ohne sich geöffnet zu haben, weiter zur samentragenden Frucht.Im Gegensatz zuUtricularia exoleta, die nur bei Gegenwart von aus Tieren stammender Substanz Blüten bildet, kann beiDrosera pygmaea der gesamte Entwicklungsablauf von der Keimung bis zur Samenbildung auf rein mineralischer Unterlage stattfinden.Mit 10 TextabbildungenMit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

How does global change affect the strength of trophic interactions?

Recent research has generally shown that a small change in the number of species in a food web can have consequences both for community structure and ecosystem processes. However ‘change’ is not limited to just the number of species in a community, but might include an alteration to such properties as precipitation, nutrient cycling and temperature, all of which are correlated with productivity. Here we argue that predicted scenarios of global change will result in increased plant productivity. We model three scenarios of change using simple Lotka–Volterra dynamics, which explore how a global change in productivity might affect the strength of local species interactions and detail the consequences for community and ecosystem level stability. Our results indicate that (i) at local scales the average population size of consumers may decline because of poor quality food resources, (ii) that the strength of species interactions at equilibrium may become weaker because of reduced population size, and (iii) that species populations may become more variable and may take longer to recover from environmental or anthropogenic disturbances. At local scales interaction strengths encompass such properties as feeding rates and assimilation efficiencies, and encapsulate functionally important information with regard to ecosystem processes. Interaction strengths represent the pathways and transfer of energy through an ecosystem. We examine how such local patterns might be affected given various scenarios of ‘global change’ and discuss the consequences for community stability and ecosystem functioning.

Zusammenfassung

Die neuere Forschung hat im Allgemeinen gezeigt, dass eine kleine Veränderung in der Zahl der Arten in einem Nahrungsnetz sowohl Konsequenzen für die Gemeinschaftsstruktur als auch für die Ökosystemprozesse haben kann. „Wandel“ist jedoch nicht nur auf die Anzahl der Arten in einer Gemeinschaft beschränkt, sondern kann auch Veränderungen von Eigenschaften wie Niederschlag, Nährstoffkreisläufe und Temperatur beinhalten, die alle mit der Produktivität korreliert sind. Hier argumentieren wir, dass vorhergesagte Szenarios des globalen Wandels in einer erhöhten Pflanzenproduktivität resultieren werden. Wir modellieren drei Szenarien des Wandels unter der Verwendung einfacher Lotka–Volterra–Dynamiken, die erkunden, wie ein globaler Wandel in der Produktivität die Stärke von lokalen Arteninteraktionen beeinflusst, und wir beschreiben detailliert die Konsequenzen für die Gemeinschaft und die Stabilität des Ökosystemlevels. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, (i) dass auf einer lokalen Skala die durchschnittliche Populationsgröße der Konsumenten aufgrund der geringen Qualität der Nahrungsressourcen abnehmen könnte, (ii) dass die Stärke der Arteninteraktionen im Gleichgewicht aufgrund der reduzierten Populationsgröße schwächer werden könnte und (iii) dass die Populationen der Arten variabler werden und länger brauchen könnten, um sich von umweltbedingten oder anthropogenen Störungen zu erholen. Auf lokalen Skalen umfassen Interaktionsstärken Eigenschaften wie Fraßraten und Assimilationseffizienzen und enthalten wichtige funktionelle Information in Bezug auf Ökosystemprozesse. Interaktionsstärken repräsentieren die Energiewege und den Energietransfer in einem Ökosystem. Wir untersuchen, wie solche lokalen Muster unter der Voraussetzung verschiedener gegebener Szenarios des „globalen Wandels“beeinflusst werden könnten und diskutieren die Konsequenzen für die Gemeinschaftsstabilität und Ökosystemfunktion.     

Keimung verschieden alter Konidien von Aspergillus niger und Wachstum aus ihnen gezogener Mycelien.

Zusammenfassung 12–13 Jahre alte Konidien von 5 Aspergillus niger-Rassen keimten später als 12 Monate alte und junge, etwa 4 Tage alte, wobei die Versuchstemperatur grundsätzlich ohne Bedeutung war, falls sie Keimung gestattete.Verzögert war nach mikroskopischen Beobachtungen sowohl die der eigentlichen Keimung vorausgehende Quellung der Sporen, als auch die Keimung selbst.Die spätere Keimung der älteren Konidien beruhte zu einem geringen Teil auf stärkerer Austrocknung, die eine mechanische Wasseraufnahme erschwerte, in der Hauptsache jedoch war sie eine Folge des Alters, eine Alterserscheinung.Hatte Keimung stattgefundeu, so war kein Unterschied festzustellen in der Waschstumsstärke und der Konidienfruktifikation zwischen den Mycelien, die auf ungleichalterige Konidien zurückgingen; sie breiteten sich auf Nähragarplatten gleich schnell aus, bildeten auf Nährlösungen Decken von gleichem Gewicht und entwickelten Konidien von nor maler Form und Farbe.Die Untersuchungen wurden 1943/44 in der pharmakognostischen Abteilung der Botanischen Anstalten Breslau durchgeführt.     

Untersuchungen zur Frage der Variabilität der Formaldehyd- und Phenol-Empfindlichkeit von Micrococcus pyogenes var. aureus (Staphylococcus aureus)

Zusammenfassung Die Frage der Variabilität der Widerstandsfähigkeit von Micrococcus pyogenes var. aureus (Staphylococcus aureus) gegen Formaldehyd und Phenol wurde experimentell geprüft. Als Kriterium für die Empfindlichkeit von Populationen wurden eine Endmethode und ein Wachstumstest herangezogen. Von zwei Kulturen, die während 3 Monaten in HCHO-Passagen sehr schwacher Konzentrationen gezogen worden waren, zeigte sich eine in ihrer Widerstandsfähigkeit nachweisbar erhöht. Außerdem wurde in sukzessiven HCHO-Bouillonpassagen ein Stamm gezüchtet, der durch erbbedingte starke Verklumpung selektiv bevorteilt ist. Ein in Phenol selektierter Stamm verhielt sich gegen dieses Gift erheblich resistenter als der Standardstamm; seine Widerstandsfähigkeit gegen HCHO war dagegen unverändert geblieben.Die erhöhte Vitalität der resistenteren Stämme in entsprechenden Medien konnte dank unterschiedlicher Koloniepigmentierung (hell-aureus) über eine Anzahl von Zellgenerationen quantitativ verfolgt und graphisch dargestellt werden. In den Versuchen wurden mehrfach Abweichungen der Koloniepigmentierung beobachtet, die zum Teil als Sektoren auftraten und deren mutative Entstehung als gesichert angesehen werden muß. In der Diskussion wurde versucht, durch Gegenüberstellung der erhaltenen Ergebnisse mit denen anderer Autoren ein allgemeines Bild von den Resistenzerscheinungen zu entwerfen, ferner wurde auf einige Schlußfolgerungen namentlich für die Bakteriengenetik und die experimentelle Bakteriologie hingewiesen.Prof. Dr. K. Heicken     

Über Chromosomale Plastizität Bei Wildformen von Allium carinatum und Anderem Allium-arten aus den Ostalpen

Zusammenfassung Allium carinatum tritt in den Ostalpen, im Wiener Becken und im Alpenvorland bestandbildend zumindest in folgenden chromosomalen Formen auf: 2 x, 3 x, 3 x + 1. Außerdem kommen Exemplare von der Formel 3 x + 2 vor.Innerhalb des Formenkreises von A. carinatum herrscht ein bedeutender karyologischer Polymorphismus: Die diploiden Formen von neun über ganz Österreich verteilten Standorten gehören elferlei verschiedenen chromosomalen Typen an. Ebenso unterscheiden sich die Chromosomensätze der Triploiden und Aneuploiden verschiedener Gebiete.Die bisher untersuchten diploiden Pflanzen sind durchwegs strukturelle Hybride. Bei Triploiden und der 3 x + 1-Form treten identifizierbare Chromosomen nie in der 3-Zahl auf.Die Triploiden vermehren sich anscheinend ausschließlich, die Diploiden hauptsächlich vegetativ. Es kommt hierdurch zur Bildung von Klonen, die bei Diploiden ibis zu Entfernungen von 3 km, bei der 3 x + 1-Form bis zu 28 km als chromosomal einheitlich festgestellt worden sind.Die Standortsansprüche triploider Formen unterscheiden sich anscheinend nur wenig oder gar nicht von denen diploider. In pflanzengeographischer Hinsicht lassen sich noch keine Schlüsse ziehen. In taxonomischer Beziehung erscheinen die chromosomalen Varianten bedeutungslos.Von Allium oleraceum sind im Untersuchungsgebiet nur pentaploide Formen verbreitet. Die bei Lunz (Niederösterreich) wachsenden Pflanzen haben relativ hohen, spontanen Samenansatz, manche Samen entwickeln sich bis zur Reife, einzelne keimen. Auch an anderen Standorten ist — soweit geprüft — der Samenansatz gut. Allium flavum unterscheidet sich durch seine chromosomale Konstanz von den beiden besprochenen Arten der paniculatum-Gruppe.Bei Allium scorodoprasum gibt es diploide und triploide Wildformen     

Zur prozentualen Häufigkeit der nächstbenachbarten Nucleotide in Datura-RNS nach einer Röntgenbestrahlung

1. Nach einer vierstündigen Inkubation von crown-gall-Gewebe aus Datura innoxia mit ³²P-Orthophosphat und einer anschließenden Hydrolyse der Ribonucleinsäuren mit 0,3 n KOH oder Schlangengift-Phosphodiesterase kann aus den Radioaktivitäten der entstehenden einzelnen 2′,3′-Nucleotide einerseits und den entsprechenden 5′-Nucleotiden andererseits die prozentuale Häufigkeit nächstbenachbarter Nucleotidpaare erschlossen werden. 2. Die Differenzen zwischen den einzelnen Nucleotidaktivitäten verringern sich mit steigender Applikationszeit von ³²P-Orthophosphat. 3. Unter bestimmten — wahrscheinlichen — Voraussetzungen läßt sich die Häufigkeit des Nucleotidpaares CpG zu 12%, die der Paare ApC, ApU und CpC dagegen zu 3% erschließen. Die prozentualen Häufigkeiten der anderen zwölf möglichen nächstbenachbarten Nucleotidpaare liegen zwischen 10 und 4%. 4. Eine Röntgenbestrahlung der Gewebe mit 3 kR vor der ³²P-Behandlung verändert nicht die Mengen (in μMol) der RNS-Nucleotide. Dagegen ist die Aktivitätsaufnahme nach vierstündiger Inkubationszeit in den einzelnen Nucleotiden unterschiedlich erniedrigt. 5. Eine jetzt — wie bei den unbestrahlten Geweben — durchgeführte Berechnung der Häufigkeit des Auftretens von nächstbenachbarten Nucleotiden in der RNS läßt wesentliche, strahleninduzierte Unterschiede erkennen. Der Anteil des Nucleotidpaares CpG sinkt von 12% auf 9%, der von GpC steigt von 8% auf 12% an. Die kleinen Veränderungen in der prozentualen Häufigkeit von GpU, UpC und CpC liegen an der Grenze der Nachweisbarkeit. 6. Damit hat sich in der Änderung der Primärstruktur von Nucleinsäuren eine experimentell begründete, molekularbiologische Erklärungsmöglichkeit der Wirkung einer Röntgenbestrahlung auf Pflanzengewebe ergeben.     

Elektrophysiologische Untersuchungen an den Ocellen von Calliphora

Zusammenfassung Aus dem Ocellus von Calliphora erythrocephala Meig. kann bei Belichtung ein Elektroretinogramm abgeleitet werden. Es besteht aus einem Eineffekt, der sich aus einer schnellen positiv gerichteten und einer langsameren negativ gerichteten Spannungsschwankung zusammensetzt, und einem negativ gerichteten Auseffekt. Während der Belichtung treten Belichtungsrhythmen auf.Die relativen Amplituden der einzelnen Spannungsschwankungen hängen von der Lage der differenten Elektrode ab.Bei jungen Tieren (3–9 Tage alt) treten neben den oben angeführten weitere Spannungsschwankungen auf, die beschrieben werden.Aus dem Ocellusnerven werden Impulse von Einzelfasern abgeleitet.Im Dunkeln ist eine stationäre Impulsfrequenz (etwa 40–70 Impulse/sec) vorhanden.Belichtung vermindert die Impulsfrequenz zunächst stark. Bei hinreichender Beleuchtungsstärke wird die Entladung vorübergehend vollkommen gehemmt (silent period). Nach einer Übergangszeit stellt sich eine neue, niedrigere stationäre Impulsfrequenz ein. Verdunklung wird mit einer Frequenzzunahme (Erregungsspitze) beantwortet. Hierauf geht die Frequenz langsam auf ein stationäres Niveau zurück, das höher liegt als das bei Belichtung. Die Übergangsfunktionen sind sowohl bei Belichtung als auch bei Verdunklung Exponentialfunktionen.Es werden zwei Impulstypen beschrieben, die sich in ihrem Erregungsverlauf quantitativ unterscheiden.Die Leistungsfähigkeit der Ocellen von Calliphora erythrocephala wird untersucht. Hierzu werden die Abhängigkeit des Elektroretinogramms und der Impulsfrequenz von der Reizdauer, der Reizintensität und von der Einwirkung von Flimmerlicht, Latenzzeiten und Adaptationsverlauf gemessen.Die Ocellen von Calliphora haben ein ebenso hohes zeitliches Auflösungsvermögen wie die Facettenaugen (Verschmelzungsfrequenz ungefähr 250 Lichtblitze/sec).Es werden 3 Möglichkeiten zur Charakterisierung der Verschmelzungsfrequenz aus der zeitlichen Verteilung der Nervenimpulse vorgeschlagen.Die Erregung im Ocellus steigt mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes.Während der phasische Anteil des Aus-Effektes im Ocellusnerven mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes ansteigt, ist die tonische Erregung gerade im Dunkeln am höchsten. Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, die Ocellen als Dunkelrezeptoren zu betrachten.Die Ocellen von Calliphora sind relativ schnell adaptierende Rezeptoren. Die Adaptation ist nach 30 sec nahezu beendet.Die Untersuchung des Adaptationsverlaufs am Ocellusnerven ergibt, daß die Empfindlichkeitsänderungen während der Hell und der Dunkeladaptation spiegelbildlich zu den Übergangsfunktionen verlaufen. Infolgedessen kann der Verlauf der Adaptation unmittelbar aus der Übergangsfunktion abgelesen werden.Die Impulsfrequenz nach einem Testreiz (Verdunklung) ist unabhängig vom Adaptationszustand.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München. Für die Anregung und die Förderung der Untersuchungen danke ich Herrn Prof. Dr. H. Autrum.