Die Cytologie der Pädogenese und der Geschlechts-bestimmung einer heterogonen Gallmücke

Zusammenfassung Die weiblichen Larven der heterogonen Gallmücke Heteropeza pygmaea (Syn.: Oligarces paradoxus) können milieuabhängig viviparpädogenetisch sowohl weibliche als auch männliche Nachkommen erzeugen.Das Divergieren der pädogenetischen Entwicklung von Weibchen und Männchen ist spätestens im Laufe der ersten Reifeteilung sichtbar: Bei Weibchen läuft nur eine, und zwar eine äquationelle Reifeteilung ab. Der nicht reduzierte Eikern enthält ungefähr 77 Chromosomen. Der einzige Richtungskern degeneriert in der Regel. Aus Eiern, in denen beide Reifeteilungen durchgeführt werden und der Chromosomensatz des Eikerns auf 38 oder 39 Chromosomen reduziert wird, entwickeln sich Männchen. Die drei Richtungskerne degenerieren nicht, sondern beteiligen sich an der Furchung.Die Männcheneier sind in der Regel schon vor der Metaphase der ersten Reifeteilung daran zu erkennen, daß sie größer sind als Weibcheneier gleichen Kernteilungsstadiums und außerdem eine im Verhältnis zur Nährkammer sehr viel größere Eikammer haben.Zwischen Meiose und erster Furchungsteilung der Männchen wird die Chromosomenzahl des reduzierten Eikerns aufreguliert, indem zwei oder mehrere somatische Kerne der Mutter mit dem Eikern verschmelzen. Diese somatischen Kerne wurden schon während der Meiose in der Eikammer beobachtet.In der zweiten bis vierten Furchungsteilung werden in Weibchen und Männchen Chromosomen aus den zukünftigen somatischen Kernen eliminiert (1. El.). Jeweils ein Kern jedes Embryos, der spätere Keimbahnkern, wird von dieser Elimination ausgenommen. Im Männchen ist dies stets ein Abkömmling des auf regulierten Kerns. Aus den anderen Abkömmlingen des aufregulierten Kerns werden die zur Aufregulation verwendeten Chromosomen der mütterlichen Somakerne eliminiert.In der sechsten bis achten Furchungsteilung wird in beiden Geschlechtern aus den künftigen somatischen Kernen ein einzelnes Chromosom eliminiert (2. El.). Danach enthalten die Somakerne die endgültigen Chromosomenzahlen: im Weibchen 10, im Männchen 5. Die Chromosomenzahl der Spermatocyten II beträgt 7.Meinem verehrten Lehrer, Prof. Dr. H. Ulrich, danke ich für die Anregung zu dieser Arbeit und den stets fördernden Einfluß, den er auf den Fortgang der Untersuchungen ausübte. Ich danke Herrn F. Würgler und Herrn Dr. W. Sautee für ihre Hilfe bei der Auswertung und meiner Mutter für ihre Unterstützung beim Verfassen des Manuskripts. Prof. J. Seiler und Prof. H. Bauer danke ich für ihre wertvollen Ratschläge.     

Die Zytologie der bisexuellen und parthenogenetischen Fortpflanzung von Heteropeza pygmaea Winnertz,einer Gallmücke mit pädogenetischer Vermehrung

Heteropeza pygmaea (syn. Oligarces paradoxus) can reproduce as larvae by paedogenesis or as imagines (Fig. 1). The eggs of imagines may develop after fertilization or parthenogenetically. The fertilized eggs give rise to female larvae, which develop into mother-larvae with female offspring (Weibchenmütter). Only a few of the larvae which hatch from unfertilized eggs become motherlarvae with female offspring; the others die. Spermatogenesis is aberrant, as it is in all gall midges studied to date. The primary spermatocyte contains 53 or 63 chromosomes. The meiotic divisions give rise to two sperms each of which contains only 7 chromosomes (Figs. 5–11). The eggs of the imago are composed of the oocyte and the nurse-cell chamber. In addition to the oocyte nucleus and the nurse-cell nuclei there are three other nuclei in the eggs (Figs. 15–17). They are called small nuclei (kleine Kerne). In prometaphase stages of the first cleavage division it could be seen that these nuclei contain about 10 chromosomes. Therefore it is assumed that these nuclei originate from the soma of the mother-larva. The chromosome number of the primary oocyte is approximately 66. The oocyte completes two meiotic divisions. The reduced egg nucleus contains approximately 33 chromosomes. The polar body-nuclei degenerate during the first cleavage divisions. The fertilized egg contains 2–3 sperms. The primary cleavage nucleus is formed by the egg nucleus and usually all of the sperm nuclei and the small nuclei (Figs. 21–29). The most frequent chromosome numbers in the primary cleavage nuclei are about 77 and 67. The first and the second cleavage divisions are normal. A first elimination occurs in the 3rd, 4th, and 5th cleavage division (Fig. 30). All except 6 chromosomes are eliminated from the future somatic nuclei. Following a second elimination (Figs. 33, 34), the future somatic nuclei contain 5 chromosomes. No elimination occurs in the divisions of the germ line nucleus. In eggs which develop parthenogenetically the primary cleavage nucleus is formed by the egg nucleus and 2–3 small nuclei. It's chromosome number is therefore about 53 or 63. After two eliminations, which are similar to the ones which occur in fertilized eggs, the soma contains 5 chromosomes. The somatic nuclei of male larvae which arrise by paedogenesis contain 5 chromosomes; while the somatic nuclei of female larvae of paedogenetic origin contain 10 chromosomes. It was therefore assumed earlier that sex was determined by haploidy or diploidy. But the above results show that larvae from fertilized as well as from unfertilized eggs of imagines have 5 chromosomes in the soma, but are females, and the female paedogenetic offspring of larvae from unfertilized eggs have either 5 or 10 chromosomes in their somatic cells. Therefore sex determination is not by haploidy-diploidy but by some other, unknown, mechanism. The cytological events associated with paedogenetic, bisexual, and parthenogenetic reproduction in Heteropeza pygmaea are compared (Fig. 37). The occurrence and meaning of the small nuclei which are found in the eggs of most gall midges are discussed. It has been shown here that these nuclei function to restore the chromosome number in fertilized eggs; it is suggested that they function similarity in certain other gall midges. Consideration of the mode of restoration of the germ-line chromosome number leads to the conclusion that in Heteropeza few, if any, of the chromosomes are limited to the germ-line, i.e. can never occur in somatic cells (p. 124).     

Geographie und Cytologie des europäischen Formenkreises der GattungOrnithopus

Ohne ZusammenfassungDiese Arbeit wurde durchgeführt mit Unterstützung des Forschungsdienstes und der Deutschen Forschungsgemeinschaft, denen an dieser Stelle herzlichst gedankt sei.     

Die Wasserpermeabilität der Zellen des Drüsenepithems vonSaxifraga

Zusammenfassung Die Epithemzellen der Hydathoden vonSaxifraga lingulata zeigen einen außerordentlichen raschen Plasmolyseeintritt und damit eine sehr hohe Wasserpermeabilität; diese ist im Mittel k=1,43; dieser Wert gibt aber wohl nur die untere Grenze der tatsächlichen Wasserpermeabilität an, die gemessenen Höchstwerte liegen zwischen 3,20 und 3,62. Diese Konstanten gehören unter die höchsten, die für die Zellen von Landpflanzen gefunden wurden. Daneben zeigt das Epithem eine sehr hohe Wegsamkeit der Membranen für die plasmolysierende Zuckerlösung, die im schlagartig raschen Plasmolyseeintritt auch mehrschichtiger Schnitte zum Ausdruck kommt.Die Wasserpermeabilität der Zellen des Blattparenchyms (Mesophylls) ist bedeutend niedriger; sie beträgt im Mittel k=0,42.Wässerung von langer Dauer (6–24 Std.) vermindert die Wasserpermeabilität der Epithemzellen bedeutend (im Mittel k=0,41). Die Parenchymzellen bleiben unbeeinflußt.     

Die Verbesserung der Qualität des Roggens durch Züchtung

Ohne ZusammenfassungMit 5 Abbildungen     

Beiträge zur Cytologie des Xylems

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen sind Einzelbeobachtungen an Xylemzellen vonVicia faba undCucurbita Pepo. Sie sollen auf die besonderen entwicklungsgeschichtlichen Verhältnisse aufmerksam machen, die bei der Tracheen- und Tracheidendifferenzierung vorliegen. Es ist anzunehmen, daß die an die Wasserleitungsgefäße direkt angrenzenden lebenden Holzparenchymzellen, hier Begleitzellen genannt, eine bedeutende Rolle bei der Differenzierung der Gefäßwandung spielen. Der geschlossene Holzparenchymmantel, der die Gefäße umgibt, ist außerdem Voraussetzung für die Erhaltung eines kontinuierlichen Wasserfadens und Aufrechterhaltung der Saugspannung in den Tracheen. Man kann daher von einer entwicklungsgeschichtlichen und physiologischen Einheit zwischen den Gefäßen und ihren Begleitzellen sprechen. So betrachtet, stellen die Xylem-Begleitzellen eine Parallele zu den Geleitzellen der Siebröhren dar, die mit diesen ebenfalls eine Funktionseinheit darstellen.Mit 12 Textabbildungen     

Eindrücke während der pflanzengeographischen exkursionen durch Süd-Schweden

Ohne Zusammenfassung     

Die Unabhängigkeit der diplophyllen Gestalt der Staubblattspreite von ihrer Funktion als Träger der Pollensäcke

Zusammenfassung An Hand einiger Staubblätter, die — entgegen der Regel — im ausgewachsenen Zustand noch sterile Randabschnitte der diplophyllen Spreite erkennen lassen, wird gezeigt, daß die diplophylle Staubblattspreite ihre gestaltliche Selbständigkeit auch dann noch besitzt, wenn sie äußerlich durch ihre intensiv geförderten Pollensäcke überlagert ist. Die Vierkantigkeit der Anthere ist also nicht durch die Entwicklung der vier Pollen säcke bedingt, sondern wird durch die Weiterentwicklung der vier längsgerichteten Blattrandschenkel der diplophyllen Staubblattspreite bewirkt.     

Die Methodik der stereokinematographischen Untersuchung des lebenden vitalgefärbten Hühnerembryos

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Beiträge zur Cytologie der Blaualgen

Zusammefassung Im Chromatoplasma mehrerer Nostocaceen und Oscillatoriaceen liegen verstreut (Anabaena variabilis, Cylindrospermum licheniforme) oder vorwiegend an den querwänden (Oscillatoria limosa, Phormidium frigidum) angeordnet Granula, die einen Durchmesser von etwa 0,3 haben. Sie besitzen im submikroskopischen Bereich eine lamelläre Strukturierung.Die Granula von jungem Material speichern selektiv Janusgrün und die reduzierte Stufe, das Diäthylsafranin.Die Formazane von drei verschiedenen Tetrazoliumsalzen werden primär ebenfalls an den Granula abgelagert oder in ihnen gespeichert.Es wird aus den vorliegenden Versuchsergebnissen gefolgert, daß auf den Lamellen der Granula reduzierende Fermentsysteme lokalisiert sind. Die Granula wurden daher als fermentaktive Granula bezeichnet.Neben diesen fermentaktiven Granula sind weiterhin bei den untersuchten Arten metachromatische Körnchen anzutreffen, die kondensierte Phosphate enthalten.Außerdem sind an der Peripherie der Zelle, meist an der Wand anliegend, kleine, osmiophile Granula angeordnet. Sie haben einen Durchmesser von ungefähr 40 m.Im Centroplasma von Anabaena variabilis und Cylindrospermum licheniforme liegen große Einschlüsse, die RNS und kondensierte Phosphate enthalten. Die DNS ist wahrscheinlich im umliegenden Centroplasma lokalisiert.     

Die Schwellen der Porenpermeabilität des Protoplasmas

Ohne Zusammenfassung     

Beiträge zur Cytologie der Blaualgen

Ohne Zusammenfassung     

Die Primärsphäriten der Hühner-Eischale

Zusammenfassung An Flachschliffen durch die Hühner-Eischale wird die bisher nicht erfaßte Struktur des Primärsphäriten in gewöhnlichem Licht und zwischen gekreuzten Polars vorgeführt. Im Bereich des Exosphäriten zeigt der Primärsphärit feine konzentrische Schichtung und radiale Streifung, zwischen gekreuzten Polars ein Brewster-Kreuz von negativem Vorzeichen. Im Zentrum des Sphäriten liegen ein paar winzige Körnchen, bis an welche die sphäritische Struktur heranreicht. Im Eisosphäriten, dessen calcitische Elemente bei ihrem Auswachsen in die Schalenmembran eindringen und deren Fasern umschließen, fehlt die konzentrische Schichtung; die Radialstruktur und das negative Polarisationskreuz treten nur undeutlich hervor.     

Die Entstehung von Gleichgewichten bei der Entwicklung des Gefässnetzes auf der Hühnerkeimscheibe

Ohne ZusammenfassungDie Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.