Über den Licht- und Schattenreflex von Mya arenaria

Zusammenfassung Wird eine Intensität, an die Mya adaptiert ist, für einige Sekunden vermindert und dann wieder auf die alte Höhe gebracht, so benötigt Mya 5 Min., um sich an die Ausgangsintensität zurückzuadaptieren.Es ist damit zu rechnen, daß etwa 70% aller Beschattungen eine Reaktion zeitigen. Das Auftreten oder Fehlen der Reaktion steht nicht in Zusammenhang mit der Länge der Zeit, während der das Tier an die Ausgangsintensität adaptiert wurde, wenn diese Zeit länger als die eigentliche Adaptationszeit ist. Auf Beschattung reagiert Mya in der Regel durch Einschlagen oder Einziehen der an den Siphoöffnungen befindlichen Tentakel, auf Belichtung mittels einer Siphokontraktion. Die biologische Bedeutung dieser beiden Reaktionsweisen wird zu erklären versucht.Die Unterschiedsschwellen für Belichtung und Beschattung fallen annähernd in die gleiche Größenordnung, auf Intensitätserhöhung reagieren die Tiere um ein Geringes empfindlicher. Die Muscheln sprechen im. Durchschnitt auf eine Intensitätsverminderung um 59,35% des Anfangsbetrages gerade eben noch an, während eine Erhöhung um das 1,05fache des Anfangsbetrages als durchschnittliche Unterschiedsschwelle des Licht-reflexes anzusehen ist.Die minimalen Beschattungszeiten und die Latenzzeiten des Schatten-reflexes sind wesentlich kürzer als die minimalen Expositionszeiten und Latenzzeiten des Lichtreflexes unter entsprechenden Bedingungen.Setzt man die Muscheln einer Kombination zweier Lampen aus, von denen jede stets die gleiche Intensität hat, während die Farbe der einen Lampe gewechselt werden kann, und mißt nun die Reaktionszeiten bei Auslöschen des farbigen Lichtes, so ergeben sich bei den verschiedenen Farben verschiedene Reaktionszeiten. Die kürzeste Reaktionszeit fanden wir bei Auslöschen gelben Lichtes. Im Gelb ist also das Absorptions-maximum der den Schattenreflex bedingenden photosensiblen Substanz, in einem anderen Spektralbereich also als das des den Lichtreflex bestimmenden Stoffes.Alle diese Tatsachen führten uns zu der Schlußfolgerung, daß die für den Schatten- und Lichtreflex von Mya verantwortlich zu machenden Rezeptoren miteinander nicht identisch sind.Die Reaktionszeit des mechanischen Reizes verkürzt sich mit steigender Reizstärke. Mechanischer Reiz und ein (an sich zeitlich unterschwelliger) Lichtreiz können sich summieren, was sich in einer Verkürzung der Reaktionszeit zeigt.     

Über den Schwänzeltanz der Bienen

Zusammenfassung Der Schwänzeltanz der Bienen wird um so langsamer, je weiter das Ziel entfernt ist. Mit Hilfe von Zeitlupenaufnahmen sollte geklärt werden, welches Element des Tanzes die beste Beziehung zur Entfernung zeigt.Die Frequenz der Schwänzelbewegung ist mit etwa 13 Doppelschwänzlern je Sekunde bei verschiedenen Entfernungen konstant, kommt also als Signal für diese nicht in Betracht.Die beste Korrelation zur Entfernung weist die Schwänzelzeit auf (Zeitdauer der Schwänzelbewegung in einem Umlauf). Die gesamte Umlaufzeit ist als Signal für die Entfernung um 14%, die Zahl der Schwänzelbewegungen je Durchlauf um 20% weniger gut als die Schwänzelzeit. Gegen die Bedeutung der Schwänzlerzahl spricht auch, daß den Bienen das Erfassen und Vergleichen von Zahlen nicht zugemutet werden kann. Eine sichere Entscheidung, ob die Schwänzelzeit oder die gesamte Umlaufzeit (der Tanzrhythmus im alten Sinne) als maßgebendes Signal für die Entfernung dient, ist zur Zeit nicht möglich.Die Rücklaufzeit und die Länge der Schwänzelstrecke sind um rund 60–80% schlechter als die Schwänzelzeit und auch aus anderen Gründen als Signal für die Entfernung kaum in Betracht zu ziehen.Die durch die Tänze ausgesandten Bienen fliegen das Ziel mit größerer Genauigkeit an, als nach der Streuung der einzelnen Schwänzelzeiten zu erwarten wäre. Man kann daraus entnehmen, daß sie bei der Verfolgung der Tänze mehrere Einzelwerte mittein.Über die Konzentration der gesammelten Zuckerlösung werden die Stockgenossen durch verfütterte Kostproben und durch die Dauer und Lebhaftigkeit der Tänze, aber nicht durch ein spezielles Element des Schwänzeltanzes unterrichtet.Mit Unterstützung der Rockefeller Foundation und der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

The torque-angle transfer function of the human eye

Zusammenfassung Sinusförmig wechselnde Kräfte werden am Auge angewandt, und die resultierenden Bewegungen werden mit Hilfe eines Beschleunigungsmessers gemessen. Dieser ist an einer Kontaktlinse befestigt. Die Veränderung der Größe und des Phasenwinkels der Augendrehung mit der Frequenz wird in Form eines Bode-Diagramms wiedergegeben. Ein mechanisches Modell, das aus linearen visco-elastischen Elementen besteht, wird verwendet, um das Augapfel-Muskel-System nachzuahmen. Die Parameter des Modells werden nach der Methode der besten Übereinstimmung aus den Übergangs-Charakteristika bestimmt. Die Beschleunigung-gegen-Zeit Kurve der Bewegung, die durch Anwendung einer stufenartigen Verdrehung am Auge verursacht wird, ist in guter Übereinstimmung mit der vom Modell vorausgesagten. Die Drehwinkel-Übergangsfunktion des unbelasteten Auges wird aus dem Modell durch Abzug des Trägheitsmoments der Kontaktlinse und ihrer Anhängsel abgeleitet. Ergebnisse für Horizontal- und Vertikalbewegungen werden gesondert diskutiert. Vier kanonische und eine nicht-kanonische Form des mechanischen Modells sind angegeben. Angesichts der bekannten mechanischen Eigenschaften freiwilliger Muskel wird vermutet, daß die nicht-kanonische Form am ehesten physikalischen Elementen in der Augenhöhle entspricht. Drei Arten der Augenbewegung, die für das Sehen wichtig sind, werden verglichen mit der Mechanik des Augapfel-Muskel-Systems. Es wird vorausgesagt, daß eine Rotationsresonanz des Augapfels in der Pfanne erzeugt werden kann, wenn der Kopf in geeigneter Weise in Schwingungen gebracht wird. Die Natur der Muskelkräfte, die für saccadische Bewegungen und unwillkürliche Fixierungstremore verantwortlich sind, wird aufgeklärt.     

Änderungen von Kern und Polyphosphaten in Abhängigkeit von dem Energiegehalt des Cytoplasmas bei Acetabularia

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen wurden ausgeführt, um den Einfluß des Cytoplasmas auf den Kern und Nucleolus näher zu analysieren. Als Maß der Kernreaktion wurde die Vergrößerung oder Verkleinerung des Kern- und Nucleolusvolumens gewählt, als Maß für den Zustand des Cytoplasmas das Vorhandensein bzw. Fehlen von energiereichen, Polyphosphate enthaltenden Grana und als Maß für die Leistung der ganzen Zelle das Wachstum.Der Einfluß der Photosynthese auf Kern und Polyphosphate wurde durch Applikation verschieden langer täglicher Belichtungszeiten untersucht (Tabelle 1, Abb. 1). Die Kern- und Nucleolusvergrößerung sowie die Entstehung der Polyphosphate und das Wachstum ist von der Länge der täglichen Belichtungszeiten abhängig. Auf der anderen Seite führt eine Verdunkelung der Zellen zu einer starken Reduktion der Polyphosphate sowie Kern- und Nucleolusgröße.Der Einfluß der Plastidenanzahl auf Kern und Polyphosphate wurde durch Belichtung kleiner und großer, verdunkelt gewesener Zellen untersucht (Tabelle 2, Abb. 2und 3). In den kleinen 4mm langen Zellen werden weniger Polyphosphate synthetisiert und auch die Kernvergrößerung ist wesentlich langsamer als in den großen 8 mm langen Zellen.Der Einfluß von energiereichen Substanzen des Cytoplasmas auf die Kernvergrößerung wurde durch Applikation verschiedener Gifte untersucht. 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure hemmen eine Synthese von Polyphosphaten, verhindern eine Volumenzunahme von Kern und Nucleolus und blockieren das Wachstum. Trypaflavin übt hingegen keinen wesentlichen Einfluß auf die Polyphosphatvermehrung und Kernvergrößerung aus (Tabelle 3, Abb. 4 und 5). Werden die Gifte großen Zellen mit ausgewachsenen Kernen appliziert, so erfolgt in 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure eine Reduktion von Kern- und Nucleolusvolumen sowie eine Verminderung der Polyphosphatgrana, während in Trypaflavin die Kerngröße kaum beeinflußt wird (Tabelle 5, Abb. 6).Aus diesen Befunden wurde geschlossen, daß das Cytoplasma einen steuernden Einfluß auf Reaktionen des Kernes und Nucleolus ausübt und daß dieser Einfluß durch die im Cytoplasma gebildeten energiereichen Phosphate (unter anderem Polyphosphate) bewirkt wird, wodurch auf die große Bedeutung des Cytoplasmas bei der Regulierung der Kernfunktion hingewiesen wird.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Feldversuchswesen: die Gitterquadratmethode in praktischer Anwendung

Zusammenfassung Die Grundlagen der Gitterquadratmethode werden soweit erörtert, wie es für die praktische Anwendung erforderlich ist. In Tabellen werden die Teilstückzahlen, welche die einzelnen Versuchsgrößen notwendig machen, gegeben.Es wird darauf hingewiesen, daß durch Verwendung von Standortnummern die technische Durchführung der Versuche wesentlich erleichtert wird.Zur Verrechnung wird auf Schemata hingewiesen, von denen im Rahmen dieser Erörterung nur ein Beispiel gebracht werden kann.Die in der Futterpflanzenabteilung des Instituts für Acker- und Pflanzenbau, Müncheberg, seit 1954 nach der Gitterquadratmethode angelegten und ausgewerteten Versuche sind in einer Tabelle zusammengefaßt. Eine Besprechung der einzelnen Versuche ergab, daß die erzielten Grenzdifferenzen dem Normalen entsprechen.Es kann gesagt werden, daß die technischen und verrechnungsmäßigen Schwierigkeiten der GM bei weitem nicht so groß sind, wie bisher angenommen wurde, und es wird besonders dem Pflanzenzüchter empfohlen, die Methode in stärkerem Maße für die Prüfung von zahlreichen Zuchtstämmen anzuwenden.     

Beitrag zur morphologie und optik der schillerschuppen von hoplia coerulea drury und hoplia farinosa linné (col.)

Zusammenfassung Die Schillerschuppen von Hoplia coerulea bestehen aus einer dicken Platte mit verdicktem und aufgewölbtem Rand als Unterseitenlamelle und einer unregelmäßig gerillten und gewölbten Platte als Oberseiten lamelle. Das Schuppenlumen ist — entgegen der Ansicht Biedermanns —mit 3—4 durch Luft getrennte Lamellen ausgefüllt. Die Oberseitenlamelle trägt ein Netzmaschenwerk, das sich den Unebenheiten der Oberseitenlamelle anschmiegt und mit sehr kurzen Trabekeln befestigt ist. Hiermit wird die Auffassung Dimmocks bestätigt. Das Netzmaschenwerk ist formdoppelbrechend und besteht aus dünnen, sublichtmikroskopischen Lamellen mit wechselnden Lagen zur Schuppenplatte. Die Lamellen wirken als Blättchensatz und erzeugen durch Interferenz des weißen Lichtes die Schillerfarben. Die Lamellierung der Schuppenplatte und die Eigenfarbe des Chitins sind für die Farbenerzeugung von geringer Bedeutung.Die Schillerschuppen von Hoplia farinosa sind sehr stark gewölbt und tragen auf der Schuppenplatte, die in ihrem Aufbau der von Hoplia coerulea gleicht, zahlreiche feinste Borsten, die der Erzeuger der Schillerfarbe sind. Die beobachtete Formdoppelbrechung der Borsten weist auf eine lamellöse Struktur hin, die als, Blättchensatz die Interferenzfarben erzeugt. Hinsichtlich des Verlaufs der Lamellen besteht keine volle Klarbeit.Herrn Professor Dr. W. J. Schmidt zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Das Heterochromatin der Geschlechtschromosomen bei Heteropteren

Zusammenfassung Die Untersuchung von 16 Arten aus den FamilienLygaeidae, Pentatomidae, Capsidae undCorixidae ergibt, daß die Y-Chromosomen im Unterschied zu den X-Chromosomen somatisch heterochromatisch sind. Die Y-Chromosomen bilden in den polyploiden Somakernen in der Regel ein auffallendes Sammelchromozentrum; in gewissen Kernen bleiben sie getrennt. Die Sammelchromozentrenbildung beruht auf dem Unterbleiben des Auseinanderrückens der Tochterchromatiden in der Endoana- und Endotelophase (die Polyploidie entsteht allgemein auf dem Weg der Endomitose).Bei mehreren Arten sind die Geschlechtschromosomen SAT-Chromosomen (nukleolenkondensierende Chromosomen). Abgesehen von der meiotischen Prophase läßt sich die Beziehung zwischen Geschlechtschromosomen und Nukleolus besonders deutlich in den diploiden, durch Kernsaftvermehrung stark vergrößerten Ganglienkernen beobachten.Das relativ kleine unpaare X-Chromosom vonSyromastes marginatus ist nicht somatisch heterochromatisch. Dies stimmt zu der früher fürGerris- undVelia-Arten gegebenen Deutung, daß die somatische Heterochromasie der X-Chromosomen von ihrer Größe abhängt.Das Gesamtverhalten der Geschlechtschromosomen unter Berücksichtigung der bei den Dipteren herrschenden Verhältnisse legt die Annahme nahe, daß die Y-Chromosomen der Heteropteren nicht nur absolut, sondern auch relativ weniger Chromomeren als die somatisch euchromatischen X-Chromosomen enthalten. Es kann weiter angenommen werden, daß die Chromomeren den Formwechsel der Chromosomen beherrschen und daß im Fall der Heterochromasie das normale (euchromatische) Verhältnis von Chromomerenzahl und Chromosomenmasse zuungunsten ersterer verändert ist. Das Heterochromatin läßt sich also als phylogenetisch rudimentäre, an den wesentlichen Steuerungsorganellen, den Chromomeren, verarmte Chromosomensubstanz auffassen. Daß das Heterochromatin und im besonderen die somatische Heterochromasie der Heteropteren keine wesentliche physiologische Bedeutung besitzen kann, folgt auch aus dem Vergleich nahe verwandter Arten, wieGerris lateralis undGerris lacustris, deren X-Chromosomen einmal somatisch euchromatisch, das andere Mal heterochromatisch sind.Als Nebenergebnis werden Angaben über neue Chromosomenzahlen Familientypen und meiotische Anordnungen der Chromosomen mitgeteilt. In der Anaphase trennen sich die Chromatiden unter Parallel-verschiebung (parallel zur Äquatorebene), ohne daß die Wirksamkeit des Spindelansatzeserkennbar wird; daß ein Spindelansatz vorhanden ist, ergibt sich aus dem Verhalten in der meiotischen Anaphase.     

Die Temperaturregulation des Bienenvolkes unter regeltheoretischen Gesichtspunkten

Zusammenfassung Es werden zwei Anlagen beschrieben, die es ermöglichen, einen Temperaturreiz auf das Bienenvolk auszuüben und den Temperaturverlauf selbsttätig zu registrieren.Ein thermoelektrisches Psychrometer zur Messung der relativen Feuchte innerhalb der Beute wird beschrieben.Es wird gezeigt, daß die Temperaturregulation des Bienenvolkes im Sinne der Regeltheorie erfolgt. Das für ein Regelsystem typische Überpendeln bei Regelstörung und Sollwertverstellung sowie Balanceschwankungen werden nachgewiesen.Unter normalen Verhältnissen ist der Wasserdampfgehalt der Beutenluft in der ganzen Beute gleich, und zwar so hoch, daß bei der im Brutnest vorliegenden Temperatur hier etwa 40% relativer Feuchte herrschen. Das Brutnest ist der trockenste Teil der Beute. Die Luftströmung erfolgt im Versuchskasten von unten nach oben.Bei einem Wärmereiz wird durch Herausfächeln der Luft aus dem Flugloch die Luftströmung umgekehrt. Durch Wasserverdunstung im Brutbereich, vorzugsweise am Brutnestrand, wird die Temperatur auf 36–37° C gehalten. Im Gegensatz zu den Verhältnissen vor dem Reiz sind jetzt die Kastenaußenbezirke trockener als der Brutbereich.Die Regulation wird durch unzureichende Wasserzufuhr oder schlechte Ventilationsmöglichkeit behindert. Im Falle einer unvollkommenen Regulation wird für das ganze Brutnest eine höhere Gleichgewichtstemperatur eingestellt.Die Bedeutung der Luftzirkulation für das Klima der Beute wird dargelegt.Kältereize bis zu 10° C können von einem normal starken Volk ohne Beeinträchtigung des Wärmehaushaltes ertragen werden. Bei einem schwachen Volk sinkt bei starken Kühlreizen die Brutnestrandtemperatur im beobachteten Falle bis auf 25° C ab. Durch die verstärkte Atmung steigt die relative Feuchte im Brutbereich bis auf 50–70%. obwohl bei stärkeren Reizen durch die Kondensation des Wasserdampfes in den Kastenaußenbezirken dem Brutnest Feuchtigkeit entzogen wird.Auf die Beziehungen zwischen Brutnestgröße und Wasserhaushalt wird hingewiesen.Bei gleichzeitigem Kühl- und Feuchtereiz hat bei schwachen Kühlreizen die Feuchteregulation den Vorzug, solange die Temperatur im Brutbereich nicht unter 33° C absinkt. Bei stärkeren Kühlreizen wird der Feuchtereiz durch physikalische Umstände aufgehoben.Es wird ein Temperaturindifferenzbereich zwischen 33 und 36° C festgestellt. Seine Bedingtheiten und seine Bedeutung für die Temperaturregulation des Bienenvolkes werden dargelegt.Für die Anregung zu dieser Arbeit danke ich Herrn Prof. Neuhaus, Herrn Prof. Stammer für die Unterstützung durch Mittel des Institutes. Ferner danke ich Herrn Dr. Böttcher, Bayerische Landesanstalt für Bienenzucht Erlangen, für den Arbeitsplatz an seinem Institut.     

The design of a low-speed wind tunnel as an instrument for the study of olfactory orientation in the Colorado beetle (Leptinotarsa decemlineata)

Aerodynamic phenomena relevant to the olfactory orientation of walking adult Colorado beetles are discussed and a low-speed wind tunnel suitable for the study of olfactory orientation is described. It is concluded that in this wind tunnel the beetles respond to attractive plant volatiles by odourconditioned anemotaxis. The presence of potted potato plants in the air stream of the wind tunnel causes positive anemotactic responses of male and female Colorado beetles. The maximum positive anemotactic response of the male beetles is obtained after 6 hours of starvation. Fully grown potato plants are more attractive to male beetles than young plants.

---

Zusammenfassung Aerodynamische Phänomene werden diskutiert, die für die geruchliche Orientierung der adulten Kartoffelkäfer von Bedeutung sind, nämlich der Übergang von wirbelfreier zu turbelenter Strömung im freien Strom; die Grenzschicht; der Übergang von wirbelfreier zu turbulenter Strömung in der Grenzschicht und die Dicke der wirbelfreien Grenzschicht. Ein Windtunnel für niedrige Windgeschwindigkeit wird beschrieben, der sich für das Studium der geruchlichen Orientierung des Kartoffelkäfers als günstig erwies. Messungen der Windströmung in diesem Tunnel zeigten, daß der Prozentsatz von Turbulenz im Hauptstrom der Insektenprüfkammer niedrig ist und daß eine einheitliche Lockstoffkonzentration in dieser Kammer vorliegt. Es wird geschlossen, daß die Käfer auf pflanzliche Duftstoffe mit Geruch-induzierter Anemotaxis reagieren. Die Dicke der wirbelfreien Grenzschicht über der Laufplatte in der Prüfkammer wurde ermittelt.Die Einführung von getopften Kartoffelpflanzen in den Luftstrom des Windtunnels löst positive anemotaktische Reaktionen bei Männchen und Weibchen des Kartoffelkäfers aus. Die stärkste positive anemotaktische Reaktion der Männchen wird nach sechs Stunden Hunger erzielt. Ausgewachsene Kartoffelpflanzen sind attraktiver für Männchen als junge.In der Diskussion wird vermutet, daß die Größe der Turbulenz und die Dicke der Grenzschicht unter Freilandbedingungen die geruchlich induzierte anemotaktische Reaktion der Insekten beeinträchtigt.

     

Die mikroklimatischen Verhältnisse in der wassernahen Luftschicht

Zusammenfassung Geschildert werden die mikroklimatischen Verhältnisse in der wassernahen Luftschicht einiger niederrheinischer Gewässer und ihr Einfluß auf die dortige Vegetation. Das Verhalten der an Wasserschichten grenzenden atmosphärischen Schichten wird beeinflusst durch die flüssige Unterlage. Das spezielle Windfeld einer Wasseroberfläche sorgt für ihre kräftige Durchmischung — Reibungsaustausc —, die durch große Schwimmpflanzenteppiche behindert werden kann. Störungen des hydrochemischen Gleichgewichtes sind dann die Folge. In allen Gewässern kommt es zu einem lebhaften Massenaustausch, der gleichfalls durch die Vegetation eingeschränkt oder unterbunden werden kann. Die für den Pflanzenwuchs wichtigen Strahlungsverhältnisse im Wasser sind je nach Reinheitsgrad und Vegetationstrübung verschieden.Die niederrheinischen Gewässer unterscheiden sich nach Entstehung, Entwicklung, Größe und mikroklimatischen Verhältnissen. Grundsätzlich wird unterschieden zwischen stehenden und fließenden Gewässern. Bei den stehenden Gewassern — Seen, Teiche, Weiher, Tümpel und Lachen — hängen die Schichtungsverhältnisse von den verschiedenen Tiefen- und Flächenwerten ab und sind sehr unterschiedlich. Dadurch zeigen these Gewässerarten auch keine einheitlichen Temperaturverhältnisse. Die wassernahen Lufttemperaturen werden durch die Temperaturen der Wasseroberfläche bestimmt; allerdings kommt bei Kleinstgewässern auch den advektiven Umgebungseinflüssen einige Bedeutung zu. Der Dampfdruck in der wassernahen Luftschicht ist etwas niedriger als über den Uferbereichen; die Eisbildung geht bei Kleinstgewässern von kleinen, festen Gegenständen der Oberflache aus. Übertemperaturen treten vor allem in stark mit Algen durchsetzten Wasserzonen auf. Verlandungszonen haben gleichfalls höhere Wassertemperaturen als die freie Wasserfläche selbst.In größeren Wasseransammlungen — Seen — tritt im Gegensatz zu den Kleinstgewässern der tägliche Temperaturgang gegenüber dem jährlichen zurück. Infolgedessen wird auch die wassernahe Luft-temperatur durch den jährlichen Temperaturverlauf bestimmt. Temperatur des Oberflächenwassers und der wassernahen Luft differieren naturgemäß voneinander, wobei auch dem Wind — Windschichtung — eine nicht unerhebliche Bedeutung zukommt. Die Temperaturen der Fließgewässer werden merklich bestimmt durch die Temperatur des Quellwassers, die sich erst nach und nach angleicht, d.h. ansteigt. Sie unterliegt wenigstens im Sommer einem deutlichen Tagesgang und steigt, wenn auch nur geringfügig, mit weiterer Entfernung von der Quelle an, wobei die Grund- und Vegetationsverhältnisse im Uferbereich von Wichtigkeit sind. Ein strömendes Gewässer führt die über ihm lagernde wassernahe Luftschicht mit, wenn die Windgeschwindigkeit einen bestimmten Wert nicht überschreitet.Aus vielen Einzelbeobachtungen und Untersuchungen ergab sich, daß Windstärke und-richtung insbesondere bei größeren stehenden Gewässern auf die Dichte und Breite der Uferpflanzengesellschaften einen Einfluß ausüben. Die Strahlung führt zu photischen Reizwirkungen und ermöglicht u.a. die CO₂-Assimilation. Das Lichtklima ist an den einzelnen Standorten stets ein ganz spezielles. Die Vegetation im Wasser wird an den niederrheinischen Gewässern mit Ausnahme der Altwasser kaum beeinträchtigt, da Tiefenwerte von über 300 cm nur ganz selten vorliegen. Auf die Bedeutung des Strahlungsklimas fur die natürliche Selbstreinigung der Gewässer wurde hingewiesen. Strahlungsklima und Temperatur-verhältnisse greifen praktisch ineinander, denn die letzteren werden weitgehend durch die Strahlung bedingt und sind für die gleichen Lebensvorgänge wichtig. Die Luftfeuchtigkeit schließlich ist von besonderer Bedeutung für die Transpiration der Pflanzen.Insgesamt erweist sich das Mikroklima der niederrheinischen Gewässer, induziert durch das hier vorliegende maritime Klima, als außerordentlich günstig für die Vegetation und erklärt den reichen Pflanzenwuchs ebenso wie die an diesen Gewässern beobachtete und besondere Rhythmik der Entwicklungsablaufe während einer Vegetationsperiode.     

Cytologische Studien I

Zusammenfassung Nach Darlegung moderner Theorien über die sublichtmikroskopische Struktur des Cytoplasmas (Biosomentheorie Lehmanns, Chromidientheorie Monnés, Leptonentheorie Bretschneiders) wird an Hand von elektronenmikroskopischen Untersuchungen an reinen Eiweißen und verschiedenen Protoplasmaarten gezeigt, daß die elektronenoptischen Bilder, auf die sich die oben angeführten Theorien stützen, dem Zustandintra vitam nicht äquivalent sind. Die heute für die lebende Struktur als spezifisch geltenden Strukturen des sublichtmikroskopischen Bereiches sind vielmehr auch an reinen Eiweißen zu beobachten, sofern diese als Modelle den gleichen Präparationsbedingungen wie das Cytoplasma unterworfen werden. Diese Strukturen stellen also zum größten Teil Präparationsartefakte (Eiweißkoagulate) dar.Untersuchungen des Cytoplasmas von Ciliaten, Heliozoen, Schleimpilzen und Ascites-Tumor-Zellen deuten in Übereinstimmung mit zahlreichen Bildern der Literatur darauf hin, daß das undifferenzierte Protoplasma sublichtmikroskopisch zumeist strukturlos ist.Diese Befunde werden mit den Ergebnissen anderer Autoren in Beziehung gesetzt und ihre Folgerungen für die cytologische Forschung und die elektronenoptische Präparationstechnik diskutiert.Herrn Prof. Dr. Karl Wilhelm Jötten Dankbarkeit gewidmet.Vorgetragen auf der Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie 1953 in Innsbruck.     

Die Bedeutung der ökologischen Bedingungen für die Resistenzzüchtung am Chinakohl (Brassica pekinensis Rupr.)

Zusammenfassung Der ChinakohlBrassica pekinensis wird mitunter sehr stark von einer, Bakterienfäule befallen. Sie wird hervorgerufen durchErwinia carotovora undErwinia aroideae. Eine direkte Bekämpfung ist nicht möglich. Resistente Formen konnten bisher nicht festgestellt werden. Für die Züchtung ist es daher notwendig, Idiotypen zu selektieren, die unter Bedingungen kultiviert werden, in denen die Bakterienfäule kaum auftreten kann. Es konnte festgestellt werden, daß Temperaturen unter 10°C und über 15°C bei mittleren Bodenfeuchtigkeitsbedingungen für den Chinakohl ungünstig sind. Außerdem wächst der Chinakohl bei einer geringen Wasserversorgung schlecht. Alle Bedingungen, die das Wachstum des Chinakohls hemmen, fördern das Auftreten der Bakterienfäule. Bei voller Vitalität bleibt der Chinakohl gesund. Züchterisch ist es daher notwendig, Idiotypen zu selektieren, welche temperaturtoleranter sind und geringe Wasseransprüche haben. Die Resistenzzüchtung muß durch pflanzenbauliche Maßnahmen unterstützt werden, welche das Wachstum des Chinakohls begünstigen.Mit 4 AbbildungenQuedlinburger Beiträge zur Züchtungsforschung Nr. 53     

Der winterschlaf der fledermäuse mit besonderer berücksichtigung der wärmeregulation

Zusammenfassung Teilen wir die Säugetiere nach der Ausbildung ihrer Wärmeregulation ein, so können wir höhere und niedere Warmblüter unterscheiden, wobei naturgemäß beide Gruppen durch Übergänge miteinander verbunden sind.Die untersuchten Fledermäuse (14 Arten) gehören zu den ausgesprochen niederen Warmblütern, sie besitzen eine außerordentlich unvollkommene Wärmeregulation. Während des Tagesschlafes sinkt auch im Sommer ihre Körpertemperatur auf die Höhe der Umgebungstemperatur und die Tiere fallen in einen lethargischen Zustand, die Tagesschlaflethargie, aus der sie jeden Abend erwachen. Dies konnte nicht nur bei gefangen gehaltenen, sondern auch bei freilebenden Tieren beobachtet werden.Während der Tagesschlaflethargie sind alle Lebensfunktionen mehr oder weniger verlangsamt. Auf äußere Reize hin, z. B. bei Berührung, kann die Tagesschlaflethargie unterbrochen werden und die Körper temperatur steigt in relativkurzer Zeit bis zur Höhe der Wachtemperatur an. Das Tier ist erwacht und fähig, ungehemmt von seinen Organen Gebrauch zu machen, wenn die Körpertemperatur eine Höhe von etwa 35° erlangt hat., Die maximale Wachtemperatur ist bei den einzelnen Arten verschieden und kann bis über 40° betragen.Wir können annehmen, daß für den Eintritt der Schlaflethargie innere Faktoren maßgebend sind, die dem Tier die Schlafbereitschaft (Müdigkeit) geben und die sich in einem deutlichen Tagesrhythmus ausprägen. In zweiter Linie kommt die Umgebungstemperatur hinzu, durch die vor allem die Tiefe des Zustandes bestimmt wird.Bei sehr hoher Umgebungstemperatur tritt kein lethargischer Zustand ein, da dann die Körpertemperatur nicht unter die Bewußtseinsschwelle sinkt. Die Grenze liegt bei einer Umgebungstemperatur von etwa 28°. Im Leben der Fledermäuse hat die Tagesschlaflethargie zweifellos die Bedeutung, daß bei ungünstiger Witterung (Fehlen der Insektennahrung) infolge der mit der Erniedrigung der Körpertemperatur verbundenen Stoffwechselverminderung Nahrungsaufnahme nicht notwendig ist und die Tiere in ihren Verstecken bleiben können.Eine Ausnahme machen nach den bisherigen Beobachtungen trächtige Weibchen, bei denen kein Sinken der Körpertemperatur unter die Bewußtseinsschwelle und damit keine Lethargie beobachtet wurde. Dies erklärt sich wohl aus dem mit der Trächtigkeit verbundenen erhöhten Stoffwechsel.Die Tagesschlaflethargie geht in die Winterschlaflethargie über, wenn die Umgebungstemperatur eine bestimmte Grenze unterschreitet, die etwa bei 8–10° liegt. Es wird dann der Tagesrhythmus ausgeschaltet und die Lethargie wird zum Dauerzustand (= Winterschlaf). Es ist anzunehmen, daß neben der tiefen Umgebungstemperatur auch noch eine innere Winterschlafbereitschaft hinzutreten muß, denn die Fledermäuse treffen zum Winter hin gewisse Vorbereitungen (Wanderungen).Entsprechend der tieferen Umgebungstemperatur ist im Winterschlaf auch der lethargische Zustand tiefer als im Tagesschlaf. Die Körpertemperatur kann sogar unter 0° sinken, ohne daß dasTier geschädigt wird. Fledermäuse lassen sich also wie manche Kaltblüter unterkühlen. Erst eine Umgebungstemperatur von etwa –5° wirkt tödlich.Ähnlich wie bei anderen Winterschläfern setzt auch bei den Fledermäusen bisweilen beim Erreichen der Minimal temperatur infolge des Kältereizes eine Wärmeproduktion ein (Wiedereinschalten der Wärmeregulation), die bis zu einem völligen Erwachen führen kann. Die untersuchten Tiere waren aber nicht fähig, längere Zeit, etwa tagelang, Kältetemperaturen zu ertragen; es tritt dann der Kältetod ein. Dieser erfolgt bisweilen auch schon, ohne daß die Tiere fähig waren, ihre Minimal-temperatur zu halten oder gar wach zu werden. Es geht dann der Winterschlaf ohne weiteres in die tödliche Erstarrung über. Der Winterschlaf der Fledermäuse nähert sich damit der Kältestarre eines Kaltblüters.Ein normales Aufwachen aus dem Winterschlaf kann auch mitten im Winter — wohl infolge eines inneren Weckreizes — gelegentlich vorkommen. Die Dauer des Wachseins ist dann aber meist nur kurz.In Anlehnung an die Untersuchungen von Merzbacher können 4 Stadien des Winterschlafes unterschieden werden. Das unterste Stadium, das bei anderen Winterschläfern gewöhnlich nicht auftritt und das auch bei den Fledermäusen meist nur bei extremer Kälte (im Experiment) herbeigeführt wird, ist das der Rigidität. Es tritt bei Temperaturen unter 0° ein und ist durch Vorherrschen der Rückenmarksreflexe gekennzeichnet. Das 2. Stadium ist das des tiefen Winterschlafes, das mit Temperaturen über 0° verbunden ist, und bei dem die Medulla-oblongata-Reflexe hervortreten (Anhefterreflex). Bei etwa 10° geht der tiefe Winterschlaf in den leichten (Stadium 3) über, bei dem die Gehirntätigkeit einsetzt. Dieses Stadium entspricht auch dem Zustand, in den die Tiere während der Tagesschlaflethargie verfallen. Mit dem 4. Stadium, das durch Vorherrschen der Großhirntätigkeit gekennzeichnet ist, geht der leichte Winterschlaf in den Wachzustand über.Diese Stadien, die gleitend miteinander verbunden sind, werden sowohl beim Einschlafen wie beim Aufwachen durchlaufen.Das Erwachen aus dem Winterschlaf kann durch äußere Reize herbeigeführt werden und erfolgt je nach der Intensität des Reizes und der mehr oder weniger vorhandenen Winterschlafbereitschaft schneller oder langsamer.Auch bei Tieren, die im Zustand des Winterschlafes durch Herzstich tödlich verwundet werden, wird zunächst ein Aufwachen eingeleitet.Beobachtungen freilebender Fledermäuse haben gezeigt, daß die bestimmten Winterquartiere, die sich meist von den Sommerquartieren unterscheiden, alljährlich von einer großen Anzahl von Arten und Individuen aufgesucht werden. Die besonderen, an die Winterquartiere gestellten Bedingungen, sind Frostfreiheit und genügende Luftfeuchtigkeit. Die Wahl der engeren Schlafplätze im Winterquartier fällt bei den einzelnen Arten mehr oder weniger verschieden aus. Manche Arten über-wintern mit Vorliebe gesellig, andere stets einzeln. Gelegentliches Aufwachen aus dem Winterschlaf kommt vor. Beginn und Beendigung des Winterschlafes dürfte zeitlich von der Witterung und Außentemperatur weitgehend abhängig sein.Die Untersuchungen haben gezeigt, daß — wenigstens bei den Fledermäusen — eine enge Beziehung zwischen Schlaf und Winterschlaf besteht. Sie unterstützen damit die, neuerdings wieder von Uiberall vertretene Ansicht, daß der Winterschlaf überhaupt in das Gebiet der Schlaferscheinungen einzuordnen ist und auf einer Funktion des Zentralnerven-systems beruht.Die Annahme von der Bedeutung der innersekretorischen Drüsen für den Winterschlaf verliert gerade bei Berücksichtigung der besonderen Verhältnisse der Fledermäuse stark an Wahrscheinlichkeit.Die Untersuchungsergebnisse deuten ferner darauf hin, daß die geringe Wärmeregulation der Fledermäuse eine primäre Eigenschaft ist und daß bei der engen Verknüpfung von Wärmeregulation und Winterschlaf auch dieser eine primäre Eigentümlichkeit darstellt.     

Die Beeinflussung des Phosphathaushalts von Mikroorganismen durch Kohlendioxyd

Zusammenfassung der Ergebnisse An gewaschenen Suspensionen von Hydrogenomonas wurde der Einfluß des CO₂-Entzugs auf Phosphorylierur gsvorgänge untersucht, welche an die Oxydation von molekularem Wasserstoff, Bernsteinsäure und Glucose geknüpft sind. Die Entfernung von CO₂ aus dem Milieu setzt die Überführung von anorganischem Phosphat in organische Bindung herab. Die CO₂-Wirkung betrifft den Einbau sowohl in die leicht als auch in die schwer hydrolysierbare Phosphatfraktion. Der Effekt ist bei der H₂-Oxydation am ausgeprägtesten, bei der Glucoseverwertung kaum vorhanden; Bernsteinsäure nimmt eine Zwischenstellung ein.Bei der Veratmung endogenen Materials bleibt der Betrag des anorganischen Phosphats über large Zeiten nahezu erhalten. Bei der laufenden Entfernung von Kohlendioxyd wird anorganisches Phosphat freigesetzt. An Chlorella pyrenoidosa und Rhodospirillum rubrum konnten ähnliche Effekte beobachtet werden. Die Beobachtungen stellen neue Befunde für die Tatsache dar, daß CO₂ nicht nur für das Wachstum von Mikroorganismen notwendig ist, sondern auch auf den Stoffwechsel ruhender Zellen Einfluß nimmt.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an pflanzlichen Geweben

Zusammenfassung Mit Hilfe von Schnitten und an isolierten Zellen wurde der submikroskopische Bau der Zellmembranen in der Wurzel, dem Stengel und dem Blatt untersucht. Im ersten Teil ist die Entwicklung der Primärwände an verschieden alten Parenchymzellen erläutert und mit den bisherigen Wachstumstheorien verglichen worden. Aus den Aufnahmen ist zu schließen, daß das Flächenwachstum sowohl durch Dehnung wie durch aktives Wachstum erfolgt. In einem weiteren Kapitel sind die sekundären Wandverdickungen in den Epidermisund Kollenchymzellen des Hyazinthenblattes und den Markzellen im Stengel von Sedum ausführlich beschrieben worden. Diese Membranen weisen eine deutliche Lamellenstruktur auf, die beim Kollenchym durch abwechselnde Pektin- und Zelluloseschiehten verursacht wird. Auch die stark verdickten Sekundärwände des Holzes sind lamelliert, jedoch liegen die Schichten so eng aufeinander, daß sie kaum mehr voneinander unterschieden werden können. Die Ergebnisse bestätigen also die bisherigen licht- und polarisationsoptischen Befunde in jeder Hinsicht.Die vorliegende Arbeit wurde durch ein Fellowship des National Institutes of Health in Bethesda ermöglicht. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen sind im Laboratorium von Herrn Dr. R. W. G. Wyckoff, dem ich für seine Unterstützung bestens danken möchte, gemacht worden.     

Studien an WasserschildkrÖten; Beziehungen Zwischen KÖrperbau und Bewegungsweise

Zusammenfassung 1. An 350 Exemplaren aus verschiedenen Familien wird die relative Höhe des Rückenpanzers festgestellt. Wie zu erwarten, sind flache Panzer im allgemeinen bezeichnend für Schildkröten, die im Wasser leben und sich hier geschickt bewegen.2. An fast 200 Exemplaren aus verschiedenen Familien werden die relativen Längen der Beinabschnitte festgestellt. Es wird versucht, eine Beziehung zwischen dem Bewegungsvermögen im Wasser und der Länge bestimmter Beinabschnitte zu finden. Am deutlichsten ist diese Beziehung bei den distalen Beinteilen: je besser die Schwimmfähigkeit, je ausgesprochener die Anpassung an das Wasserleben auch sonst, desto langer sind im allgemeinen Hand und Fuß.3. Auf die Bedeutung der Beinhaltung für die Schwimmbewegungen wird hingewiesen.4. Die Abflachung der distalen Beinabsohnitte bei guten Schwimmern, die Vergrößerung der Ruderfläche durch Spreizfähigkeit der Zehen, durch Ausbildung von Schwimmhäuten, Haut- und Schuppensäumen wird an einer Reihe von Beispielen aufgezeigt.     

Histochemische Aspekte bei der Azanfärbung des Knochens

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in welcher Weise chemische Gruppierungen der Grund- und Kittsubstanz die Azanfärbung des lamellären Knochens beeinflussen.Es wurde dabei gezeigt, daß für die Aufnahme von Azokarmin Amino- und Iminogruppen große Bedeutung besitzen. Ihre Zerstörung führt zum Verlust der Azokarminfärbung bei 18° C undph 5,82. Mit heißen Lösungen dieses Farbstoffes vonph 2,58 hingegen (Azokarminbad bei der Azanfärbung) ist noch eine Anfärbung des Knochens herbeizuführen. Sie gelingt auch mit der erstgenannten Lösung nach Einwirkung verdünnter Säuren bei 60° C. Die Aufnahme von Azokarmin bei der Azanmethode wird daher auf eine Veränderung derKittsubstanz des Knochens durch das heiße Färbebad bezogen.Anilinblau wird ebenfalls von den Aminogruppen des Gewebes gebunden, es kann jedoch auch durch seine basischen Phenylaminogruppen eine Bindung mit sauren Gruppen des Substrats eingehen. Die Anwendung von Phosphorwolframsäure macht dem Anilinblau außerdem vermehrt basische Gruppen zugänglich. Eine vorhergehende Azokarminfärbung erlaubt daher oft noch eine Aufnahme von Anilinblau durch den Knochen. Am kollagenen Bindegewebe findet wegen der geringen Anzahl der Aminogruppen keine Hemmung durch Azokarmin statt.Mit 1 Textabbildung     

Zum Ertragsgesetz bei Aspergillus niger

Zusammenfassung A. Einleitend wird kritisch zu den Grundsätzen der bisherigen Untersuchungsverfahren des Ertragsgesetzes Stellung genommen; insbesondere geht daraus hervor, daß das Ausprobieren von analytischen Funktionen für eine mathematisch-physiologische Ertragsgesetztheorie ohne Bedeutung ist und nicht als mathematische Behandlung des Ertragsgesetzes angesehen werden darf.B. I. Es wird an Hand experimenteller Ergebnisse gezeigt daß eine für die Ertragskurve charakteristische Größe, nämlich die Anstiegstangente, bei Aspergillus niger für Stickstoff weitgehend unabhängig von der Phosphorsäuregabe, ist, und daß auch die reziproke Beziehung zu bestehen scheint. Die Versuche zeigen ferner, daß die Stickstoffertragskurve bei hohen Phosphorsäuregaben einen Wendepunkt ganz zu Beginn des aufsteigenden Astes hat.B. II. Es wird für den gleichen Organismus gezeigt, daß die Abszissenlage des Maximums der Stickstoffertragskuve mit der Phosphorsäuregabe veränderlich ist in der Weise, daß diese Abszisse zunächst mit steigender Phosphorsäuregabe wächst (Rechtläufigkeit der Maximum-verschliebung), später wieder abnimmt (Rückläufigkeit). Hieran anschließende theoretische Erörterungen legen es nahe, dieses Verhalten als Wettstreit zwischen der Nährstoffkonzentration und der sogenannten Minimumfaktor-Eigenschaft der veränderlichen Nährstoffgabe zu deuten. Das Verhalten der Anstiegstangente ist bei diesen Erörterungen mit verwertet.B. III. Es werden Häufigkeitsverteilungskurven der Einzelgewichte von je 100 unter gleichen Bedingungen gewachsener Aspergillus-Mycelien nach verschiedener Wachstumszeit vorgeführt, nach denen es sich empfiehlt, die Fehlerausgleichsrechnung auf biologische Fragen nur formal und mit äußerster Vorsicht anzuwenden.