Atomabsorptionsmessungen von Blei,Cadmium, Kupfer,Eisen und Zink im Seston der Ostsee

Zusammenfassung 1. Auf einer Forschungsfahrt in die Ostsee im April/Mai 1973 wurden 100 Sestonproben entnommen und auf ihren Gehalt an Blei, Cadmium, Zink, Kupfer und Eisen mit Hilfe der flammenlosen Atom-Absorptions-Spektrometrie analysiert.2. Die mittlere Konzentration im Seston der Ostsee beträgt für Blei 123 ppm, für Cadmium 5,8 ppm, für Zink 300 ppm, für Kupfer 61 ppm und für Eisen 3535 ppm.3. Im Vergleich zu Metallanalysen ozeanischen Sestons müssen die Blei- und Cadmiumkonzentrationen als stark überhöht angesehen werden.4. Die Konzentrationen des partikulär gebundenen Eisens, Zinks und Kupfers können bis auf lokal stark erhöhte Eisen- und Zinkkonzentrationen als natürlich angesehen werden.5. Arbeitsweise und Meßgenauigkeit der Metallanalytik werden beschrieben.

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Atomic absorption measurements of lead, cadmium, copper, iron and zinc in seston of the Baltic Sea

During a cruise with R. V. Alkor from Kiel Bight to Finnish Bay, nearly 100 seston samples were taken during April/May 1973. Samples from the 23 stations were analyzed for lead, cadmium, copper, iron and zinc by flameless atomic absorption spectrometry. The mean values for lead and cadmium were 123 and 5.8 ppm, respectively; for zinc, 733 ppm, for copper, 61 ppm, and for iron, 3535 ppm. In contrast to trace-metal analyses of off shore seston, the concentrations for lead and cadmium in Baltic-Sea seston are very high; these results are in good agreement with analyses of the dissolved metals. The concentrations of zinc, copper and iron in the particulate matter from the Baltic-Sea, apart from some local influences, agree well with values published from the concentrations in off shore seston. The distribution and variation of the individual values are discussed. The method for analysing the metals and its precision are briefly described.

     

Spektralphotometrische Untersuchungen am Tabakmosaik-Virus

Zusammenfassung Die Herstellung von TMV-Reinpräparaten wird beschrieben und die Auswertung der Meßergebnisse angegeben. Für natives TMV werden sowohl die Absorptionskurven für die gesamte und die reine Absorption, als auch Meßkurven zur Konzentrationsbestimmung des Virus in Suspensionen und Hydrolysaten gezeigt. Außerdem wird eine einfache Methode zur Bestimmung des Nucleinsäuregehaltes angegeben.An Hand von Nucleinsäureisolierungen wird auf die Bedeutung der Vorbehandlung bzw. Alterung der Nucleinsäure für die Form der Absorptionskurven hingewiesen und die Erhöhung der _D bei hydrolytischer Spaltung behandelt. Auf Grund dieser Ergebnisse werden die Resultate der Spaltungsversuche von nativem TMV besprochen. Abschließend werden die Angaben der Literatur mit den eigenen verglichen.     

Der Einfluß der Salzkonzentration auf die Temperaturabhängigkeit verschiedener Lebensvorgänge

Zusammenfassung Bei verschiedenen Vorgängen und verschiedenen Tieren (Vakuolenpulsation bei Paramecium caudatum, Membranabhebung beim Ei von Rana temporaria, Herzschlag von Limneenembryonen und Clavellina lepadiformis) wird gezeigt, daß Vergrößerung der Salzkonzentration des umgebenden Mediums eine Verschiebung des Geschwindigkeitsoptimums und -maximums der betreffenden Vorgänge nach niedereren Temperaturen hin zur Folge hat.Bei dem Herzschlag der Limneenembryonen und von Clavellina ist das gleiche auch bei unteroptimalen Konzentrationen der Fall.Als Grund für die Erscheinung wird die erhöhte Permeabilität der lebenden Zelle und die verstärkte Fällungswirkung der Salze bei höheren Temperaturen angenommen.Der Aufenthalt an der Zoologischen Station Neapel wurde mir ermöglicht durch ein mir durch die Universität Heidelberg verliehenes Stipendium aus der Askenasy-Stiftung. Dem Leiter der Zoologischen Station Neapel, Herrn Prof. R. Dohrn, möchte ich herzlich danken für die mannigfache Förderung meiner Arbeit an der Station.     

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.

     

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.

     

Organspezifische Caesium 137-Aufnahme bei Ratten

Zusammenfassung Im Blut und in 22 Organen und Muskeln von fünf Ratten wurde die Verteilung von Caesium 137 nach einer intraperitonealen Injektion und von Kalium bestimmt. Die Berechnung der 95% und 99% Vertrauensgrenzen zeigt statistisch sichere Unterschiede in der Anreicherung von Caesium 137 im Vergleich zum Kalium in verschiedenen Organen und in anatomisch verschiedenen Skelettmuskeln.Zur Analyse der Ursachen dieser Phänomene wird die Untersuchung anderer Zellen als der Erythrozyten empfohlen. Auf diese Weise könnte geklärt werden, ob verschiedenes Verhalten von Caesium und Kalium beim Transport durch die Zellmembranen bei der unterschiedlichen Anreicherung in den Organen und Geweben eine Rolle spielt.Nach einem Vortrag, gehalten auf der Tagung der Schutzkommission beim Bundesministerium des Innern am 5. und 6. Mai 1967 in Bad Nauheim. Wir danken dem Bundesministerium des Innern und dem Bundesamt für zivilen Bevölkerungsschutz für die Förderung der vorliegenden Untersuchungen.Fräulein H.Hagedorn danken wir für die technische Assistenz bei den vorliegenden Untersuchungen.     

Zur Kenntnis des osmotischen Verhaltens von Getreidewurzeln

Zusammenfassung Zur Feststellung der plasmolytischen Schädigung der die Nährstoffaufnahme durchführenden Wurzelepidermiszellen, eine Große, welche im Mitscherlichschen Ertragsgesetz als Schädigungsfaktor hervortritt, wurden die GPW mit Lösungsreihen von Mannit, KNO₃ und Ca(NO₃)₂ der vier Hauptgetreidearten (Hafer, Roggen, Gerste, Weizen) während der Vegetationsperiode gemessen. Am besten bewährte sich Mannit als Plasmolytikum. Es zeigte sich, daß die osmotischen Werte der jungen Wurzeln etwa bei der Konzentration von 0,15 mol. Mannit, d. i. bei etwa 3,65 at, also bei relativ niedrigen Werten liegen. Im Laufe der Entwicklung ändern sich die plasmolytischen Grenzwerte wie in den Tabellen und Kurven dargestellt. Die Diskussion der Ergebnisse zeigt, daß bereits plasmolytische Schädigungen bei Salzkonzentration in der Bodenlösung von über 3%. eintreten können. Es ist aber offenbar, daß bei einer Stickstoff-Stoßdüngung die GPW erreicht werden und so zu einer Schädigung der Wurzeln führen können. Bei der Stadiendüngung wird diese Gefahr vermieden.Für die Anregung der vorliegenden Untersuchungen bin ich Herrn Doz. Dr. Hans Linser sehr zu Dank verpflichtet. Herrn Prof. Dr. Karl Höfler danke ich für wertvolle Hinweise.     

Über Vorkommen und Physiologie der Phosphatide in tierischen Zellen,besonders im Nervensystem.

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde chemisch und histologisch bewiesen, daß in den Ganglienzellen sowie in deren Ausläufern, den Dendriten und Achsenzylindern, ferner in den Gliazellen und schließlich in der Stäbchenstruktur der Nierenzellen Phosphatide enthalten sind, die einen dominierenden Bestandteil darstellen. In den Markscheiden fehlen die Phosphatide.Ferner werden einige gliöse Strukturen, besonders von marginalem und perivaskulärem Typ mit den zugehörigen Membranae limitantes beschrieben. Auch wurde das Vorhandensein von Verbindungen zwischen den Astrocyten und der Oligodendroglia festgestellt.In der Untersuchung wird ein Versuch vorgelegt, die festgestellten histologischen und chemischen Verhältnisse physiologisch zu erklären.Es ist für mich eine besonders angenehme Pflicht, Herrn Professor Dr. John Runnström, Stockholm, für seine liebenswürdige Unterstützung meiner Untersuchung mit Materialien und seine Durchmusterung meiner mikroskopischen Präparationen meinen besten Dank aussprechen. Ebenso möchte ich Herrn Dr. L. Brundin, Stockholm, für seinen bereitwilligen Beistand bei der Anfertigung der Zeichnungen danken.     

Über die Wirkung von Thyroxin und thyreotropem Hormon auf den Stoffwechsel und die Färbung des Goldfisches

Zusammenfassung Der Sauerstoffverbrauch des Goldfisches fällt, bei Aufenthalt in der Durchströmungsapparatur, bis zur 8. Std erheblich. Er sinkt auch danach in geringen Grenzen weiter bis zu einem Minimum ab. Helligkeit und Dunkelheit sind ohne wesentlichen Einfluß auf den O₂-Verbrauch. Injektion von physiologischer Kochsalzlösung ruft für 30–40 min eine Beunruhigung hervor, die sich in einer O₂-Verbrauchserhöhung von etwa 20% bemerkbar macht.Eine einmalige Injektion von Thyroxin bewirkt einen Anstieg des O₂-Verbrauchs bis zu 5 1/2 Std nach der Injektion. Im Sommer beträgt die Erhöhung maximal über 100%. Die Kontrollen zeigen weiteres Absinken des O₂-Verbrauchs. Es zeigt sich ein deutlicher Unterschied der Thyroxinwirkung zwischen Jungund Alttieren (Grenze 15 g). Jungtiere zeigen weit geringere Reaktion.Einmalige Injektion von thyreotropem Hormon zeigt ebenfalls einen Anstieg des O₂-Verbrauchs. Im Unterschied zur Thyroxinwirkung erfolgt er in kürzerer Zeit und steigt auf höhere Werte (maximal über 200%). Auch hier ist ein deutlicher Wirkungsunterschied zwischen Jungund Alttieren vorhanden.An Stelle von Thyreoidektomie wird Methylthiouracil zur Ausschaltung der Schilddrüse Verwendet. 0,1 cm³ einer 5% igen Na-Lösung wirken über 4 Tage stoffwechselsenkend und lassen thyreotropes Hormon nicht zur Wirkung kommen.Im Sommer und Winter bewirkt mehrmalige Verabfolgung von Thyroxin nach einer verschieden langen Latenzzeit einen Anstieg des O₂-Verbrauchs.Auch mehrmalige Verabfolgung von thyreotropem Hormon läßt den Sauerstoffverbrauch der Fische ansteigen. Die unterschiedliche Wirkung zwischen Jung und Alttieren läßt sich auch hier statistisch sichern.Wird bei durch thyreotropes Hormon erhöhtem O₂-Verbrauch MTU verabfolgt, so sinkt der O₂-Wert rapide und steigt auch nicht mehr auf die vorherige Höhe an.Bei Thyroxinbehandlung über längere Zeit zeigt sich zunächst eine Expansion der Melanophoren und eine Zunahme des Pigments, welche dann von einem destruktiven Prozeß an den Farbzellen abgelöst wird, der nach etwa 90 Tagen zum völligen Zerfall aller Melanophoren führt. Bei Behandlung mit thyreotropem Hormon und bei Thyroxinbehandlung an jungen Tieren konnte nur eine Expansion der Melanophoren beobachtet werden.Herrn Prof. Dr. H. Giersberg möchte ich auch an dieser Stelle meinen Dank aussprechen für die Anregung und die Unterstützung bei der Durchführung dieser Arbeit.     

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     

Über Aufgaben,Wege und Ergebnisse vergleichend-sexualbiologischer Forschung

Zusammenfassung Die wissenschaftliche Vergleichung sexualbiologischer Geschehnisse kann von zwei verschiedenen Standpunkten aus geschehen: es können analoge Erscheinungen verglichen werden, es können aber auch phyletische Momente zur Erforschung echter Homologien in den Vordergrund gestellt werden, wie es in dieser Betrachtung geschieht.Für die am besten bekannten Tiergruppen, dieSäugetiere, einige Ordnungen derInsekten und dieSpinnen, werden die bisher bekannt gewordenen Ergebnisse sexualbiologischer Untersuchungen zusammengestellt und die für die einzelnen Gruppen charakteristischen Punkte erörtert.Es sind die Erscheinungen der Werbung, der Begattung und, bei Tieren mit akzessorischen Kopulationsorganen, der Bereitmachung dieser Organe, die untereinander bei Tieren gleicher morphologischer Organisation verglichen werden können. Nicht zu trennen von ihrer Betrachtung ist die der Morphologie und Physiologie der Sexualorgane.Wie deren Bau eine Fülle von Varianten zeigt, die sich nicht aus einem zwingenden physiologischen Bedarf in ihrer Ausgestaltung im einzelnen verstehen lassen, so ist auch das sexualbiologische Benehmen des tierischen Organismus nur teilweise aus der allgemeinen Lebensweise zu erklären. Ein Teil der Erscheinungen wird aus der Morphologie und Physiologie und aus Einflüssen der Außenwelt verständlich werden, aber für andere Erscheinungen versagen diese Möglichkeiten. Gerade diese Handlungskomplexe sind, weil verhältnismäßig unabhängig von dem täglichen Lebensbedarf des Tieres, äußerst variabel und daher für die Art sehr charakteristisch. Ihre Vergleichung bei Arten einer Gattung und mit denselben Erscheinungen in übergeordneten Einheiten des Systems (in mehreren Gattungen einer Familie und Familien einer Ordnung) zeigt deutliche biologische Reihen, die, wie morphologische Reihen, in sich in phyletische Beziehungen gebracht werden können. Bei der Aufstellung solcher Reihen werden biologische Typen in verschiedenen Varianten gezeigt werden können; es wird ferner festzustellen sein, wieweit diese Typen durch Faktoren der Außenwelt verwischt werden können. So wird die oft durch das Bedürfnis der möglichst günstigen Unterbringung der Keime geregelte Eiablage der Weibchen die endogen bedingten ursprünglichen biologischen Typen häufig nur schwer erkennen lassen.Von einer ausgedehnten Vergleichung biologischer Merkmale (die sich über alle Zweige der tierischen Lebensweise erstrecken müßte) ist eine Bereicherung unserer Kenntnisse der wesentlichen Merkmale der tierischen Arten, eine Möglichkeit der Auffindung von Zusammenhängen zwischen den verschiedenen Varianten eines biologischen Typus, der Aussonderung von Konvergenzerscheinungen und endlich einer durch die Morphologie allein nicht gegebenen und ihre Befunde kontrollierenden Betrachtungsweise des tierischen Systems gegeben.     

Wirkung des Wechselstromes auf ein- und mehrzellige Wassertiere (Oscillotaxis,Fixation und Elektrische Betäubung)

Zusammenfassung In Weiterführung früherer Untersuchungen wurde zunächst die Reaktion freibeweglicher Wasserorganismen im Wechselstromfeld untersucht und für die dabei auftretenden besonderen Bewegungen und Einstellungen die früher vorgeschlagene Bezeichnung Oscillotaxis bei-behalten bzw. die Bezeichnung Oscillotropismus auf Reaktionen festsitzender Lebewesen eingeschränkt. Das Bild der Oscillotaxis bei Protozoen ist mannigfaltiger als das der Galvanotaxis und abhängig von der Tierart, der Reizstärke und der Einwirkungsdauer des Wechselstromes; eine Übersicht über die auftretenden Bewegungsformen und Vorschläge für ihre Bezeichnung gibt Tabelle 1. Bei Metazoen ist das Bild wesentlich einförmiger; es wird immer nur transversale Oscillotaxis beobachtet, die jedoch, wie Tabelle 2 zusammenstellt, ortsgebunden oder fortschreitend sein kann. Außer der Oscillotaxis sind bei allen untersuchten Tierarten noch weitere Stadien der Stromeswirkung in Abhängigkeit von der Stromdichte zu unterscheiden und es wird auf die Notwendigkeit einer genauen Definition eines jeden Stadiums und einer genauen Bestimmung der zugehörigen Schwellenstromdichte erneut hingewiesen. Schon bei Protozoen, vor allem aber bei Metazoen konnte auch bei Wechselstromeinwirkung festgestellt werden, daß die genannten Schwellenstromdichten mit Zunahme der Körpergröße abnehmen. Bei Metazoen ist vor allem das Stadium der Fixation bemerkenswert, das nach dem Auftreten der Oscillotaxis bei entsprechend höheren Stromdichten zu beobachten ist und in welchem das Versuchstier unfähig erscheint, Bewegungen auszuführen und seinen Aufenthaltsort zu verlassen. Bei Längsdurchströmung des Zentralnervensystemes tritt die Fixation schon bei kleineren Stromdichten auf als bei Querlage zu den Stromlinien. In eingehender Diskussion wird gezeigt, daß die Fixation nicht auf eine Narkosewirkung des Wechselstromes, vielmehr auf stärkste Erregung des Zentralnervensystems und Auftreten allgemeiner Muskelkrämpfe zurückzuführen ist. Der Unterschied in der Stromdichte für das Auftreten der Fixation je nach der Lage des Zentralnervensystemes zu den Stromlinien muß seine Ursache in einem besonderen Feinbau des Zentralnervensystemes der untersuchten Tiere haben. Der gleiche Schluß ergab sich aus früheren Untersuchungen sowie Angaben in der Literatur bei Durchströmung mit Gleichstrom, die unter bestimmten Umständen zu einer wirklichen Elektronarkose führt.     

Das Wachstum der Hefe in synthetischer Nährlösung unter besonderer Berücksichtigung des Eiseneinflusses auf die Eiweißbildung

Zusammenfassung Es wurde für Saccharomyces cerevisiae eine synthetische Nährlösung zusammengestellt, die außer Glucose und Vitaminen keine anderen ausnutzbaren organischen Verbindungen enthält; als Komplexbildner wird Äthylendiamin-tetraessigsäure zugesetzt. Außer Eisen, Kupfer, Zink und Mangan werden keine anderen Spurenelemente für das Hefewachstum benötigt, wenn die zur Einsaat verwandte Hefe bei Labortemperatur aufbewahrt worden ist. Bei fortgesetzter Kultur ausschließlich in dieser Lösung zeigte die Hefe keine Veränderung. Das Wachstum bei Vollernährung erfolgt in zwei großen Abschnitten: einem anaeroben, in dem auch von vorhandenem Sauerstoff nicht Gebrauch gemacht wird, und einem aeroben. Die Vermehrungsgeschwindigkeit im anaeroben Teil ist größer als im aeroben.Das Wachstum der Hefe ist abhängig vom Eisengehalt der Nährlösung; dabei ist gerade die Vermehrungsgeschwindigkeit in der anaeroben Phase spezifisch abhängig von der Konzentration an freien Eisen(III)-ionen.Bei Eisenmangel wird die Bildung von Roheiweiß behindert. In den anaeroben Phasen des Wachstums ist dessen Anteil an der Zelltrockenmasse nach eisenarmer Ernährung sehr viel geringer (42%) als nach eisenreicher Kultur (60%).     

Mutationsversuche an Kulturpflanzen VI

Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX ₁-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht.Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX ₁-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet.Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten.Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.Mit 22 Textabbildungen     

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.     

Die Unterscheidung von Sommer- und Winterweizen

Zusammenfassung Der Verfasser hat früher gezeigt, daß eine Unterscheidung der Winter- von den Sommerweizensorten auf morphologischem Wege an Körnern und Keimpflanzen allein nicht möglich ist. Es hat sich jetzt erwiesen, daß durch künstliche Anzucht im Treibhaus bei zusätzlicher Belichtung diese Unterscheidung für unsere deutschen Weizensorten unter Berücksichtigung ihres physiologischen Charakters möglich ist.Dieses Verfahren, das von russischen und holländischen Untersuchern für eine geringe Zahl von ausländischen Sorten ausgeprobt wurde, ist für unsere deutschen Verhältnisse verändert und an sämtlichen deutschen Winter-und Sommerweizensorten erprobt worden. Untersucht wurden insgesamt 180 Weizensorten.Die Anzucht erfolgte in einer besonderen Erdmischung im Treibhaus bei Temperaturen, die um 20°C schwankten. Die zusätzliche Belichtung, 350 Watt je Quadratmeter, wurde nur nachts eingeschaltet. Die mäßig feucht gehaltenen Sommerweizensorten entwickeln nach 3–4 Wochen ihren Vegetationskegel zur Ähre, das Schossen setzt ein. Längsschnitte durch die Pflanzen zeigen, daß die meisten Winterweizensorten zur gleichen Zeit einen noch unentwickelten Vegetationskegel haben.Die von diesem generellen Verhalten der Winterweizensorten abweichenden Sorten, die als Winterweizen gehandelt werden, wurden festgestellt und namentlich aufgeführt.Späte Frühjahrsaussaat ergab im allgemeinen ein gleiches Verhalten der Winterweizensorten wie bei der eben beschriebenen künstlichen Anzucht der Winterweizensorten im Treibhaus bei zusätzlicher Belichtung.Bei dem beschriebenen Anzuchtverfahren besteht auch die Möglichkeit, in bestimmten Fällen die Sommerweizensorten auf Grund ihrer Ähren- und Hüllspelzenmerkmale näher zu bestimmen.     

Spezifitäten der Zellpermeabilität und stammesgeschichtliche Verwandtschaft

Zusammenfassung Bei der Untersuchung der Erythrocytenpermeabilität für Glyzerin stieß M. H. Jacobs auf eine Eigentümlichkeit, die charakteristisch erschien für Erythrocyten der Nagetiere und des Menschen (Gruppe 2), während sie bei Rind, Schwein, Pferd und Hammel (Gruppe 1) fehlt: eine Erhöhung der Permeabilität bei alkalischer Reaktion, deren Ausmaß ein bis zwei Größenordnungen beträgt und die durch gewisse Fermentinhibitoren, vor allem Schwermetalle, vermindert bzw. unterdrückt wird, was zur Annahme einer enzymatischen Komponente des Penetrations prozesses geführt hat.Es wurde untersucht, ob die von Jacobs gefundene Gruppenbildung, die in dem ähnlichen Verhalten von Nagetieren und Mensch Ähnlichkeiten mit den Placentationsverhältnissen zeigt, diese Ähnlichkeit bei Ausdehnung der Untersuchung auf andere Tierarten beibehält.In 33 Versuchsserien wurden die Erythrocyten von Rind, Hammel. Pferd, Schwein, Hund, Katze, Mensch, Maus, Ratte, Meerschweinchen, Kaninchen, Fledermaus, Igel, Spitzmaus und Maulwurf auf ihre Durchlässigkeit für Glyzerin bei Variation des pH untersucht und miteinander verglichen.Das Resultat ergab in der Tat weitgehende Übereinstimmung, indem sich ebenso wie die Gruppen der Nagetiere und der Primaten diejenigen der Insectivoren und der Fledermäuse verhielten; das Verhalten der Gruppe 2 beschränkte sich auf die Ungulaten, und die Raubtiere nehmen eine Zwischenstellung ein. Die Differenzen werden mit der verschiedenartigen Placentation der untersuchten Tierarten verglichen, wobei sich auffallende Parallelen ergeben.Herrn Prof. Dr. W. v. Buddenbrock zum 70. Geburtstag     

Zum Problem der Ocellenfunktion bei den Insekten

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden teils experimentell, teils aus vorhandenen Abbildungen die Augenkonstanten einer Anzahl von Insektenocellen bestimmt.Diese ergeben, daß die Ocellen bei großer Lichtstärke und geringem Auflösungsvermögen nur für die Rezeption von Helligkeit und Lichtrichtung in Anspruch genommen werden können. Sie ergänzen bei gut fliegenden Tieren infolge ihrer großen Lichtstärke die lichtschwachen Appositionsaugen.Versuche mit den Arbeitern von Formica rufa zeigen, daß es für ihre Abwehrreaktion gegen dunkle Gegenstände einen innerhalb einer Versuchsreihe konstanten kleinsten Sehwinkel (Reaktionswinkel) gibt, der im übrigen mit Temperatur und Beleuchtung meßbar variiert.Versuche, im Experiment die Funktion der Ocellen festzustellen, fielen, wie bisher immer, negativ aus.Herrn Prof. Kühn schulde ich Dank für die Anregung zu dieser Untersuchung und wohlwollende Förderung; ferner spreche ich Herrn Prof. Pohl, Der mich in der Arbeit durch Beratung in physikalischen Fragen und durch Überlassung von Räumlichkeiten und Apparaten im I. Physikalischen Institut der Universität weitgehend unterstützte, sowie den Assistenten im Zoologischen und Physikalischen Institut, den Herren Dr. Kröning und Dr. Kuhn, und Herrn Dr. Gudden für Anregungen und Ratschläge meinen Dank aus.     

Über den Einfluss der Bewegungsrichtung der Basilarmembran auf die Ausbildung der Cochlea-Potentiale von Strix varia (Barton) und Melopsittacus undulatus (Shaw)

Zusammenfassung Die vom runden Fenster abgeleiteten Cochlea-Potentiale von Barred Owl (Strix varia) und Wellensittich (Melopsittacus undulatus) werden in einer ursprünglich für Säuger entwickelten Apparatur untersucht. Verbesserungen der schon früher erarbeiteten präparativen Technik für Kleinvögel werden angegeben.Die Cochlea-Potentiale der Eule werden in ihrer Abhängigkeit von Intensität, Dauer und Polarität (Phase) eines ursprünglich rechteckigen Reizimpulses dargestellt. Nur die Stärke des Klicks hat einen wesentlichen Einfluß auf ihre Ausbildung; dies stimmt mit den Beobachtungen an Säugern überein.Nur die Mikrophon-Komponente der elektrischen Schwankungen im Innenohr des Wellensittichs verhält sich wie bei Eule und Säuger. Die auf die Entladungen von Nervenzellen zurückgeführte Komponente N₁ zeigt eine gründlich verschiedene Empfindlichkeit für die Dauer und die Phase des Reizes. Ähnliche Verhältnisse scheinen nach älteren Untersuchungen bei der Taube zu bestehen.In der Diskussion werden die Unterschiede zwischen Sittich (und Taube) einerseits, Eule (und Säuger) andererseits in Parallele zur Größenentwicklung von Cochlea und Fußplatte des Gehörknöchelchens gesetzt.Zur Erklärung der Empfindlichkeit der nervösen Entladungen für die sich mit der Reizdauer und -phase ändernde Bewegungsweise der Basilarmembran wird angenommen, daß die Verlagerung der Haarzellen zum ovalen Fenster erregend, in entgegengesetzter Richtung hemmend wirkt. Bei kurzen Reizen tritt Interferenz beider Wirkungen auf.Ermöglicht durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Über die Pollenkeimung einiger diploider Pflanzen und ihrer Autotetraploiden in künstlichen Medien

Zusammenfassung Pollen von diploiden und künstlich hergestellten autotetraploiden Stämmen von Rübsen, Kohl, gelbem Senf, Ölrettich und Gartenampfer wurde in künstlichem Medium zur Keimung gebracht. Der Pollen der autotetraploiden Pflanzen keimte in der Regel sehr viel schlechter als der Pollen der diploiden Pflanzen. Die Unterschiede in dem Keimungsprozent zwischen dem von diploiden und dem von tetraploiden Pflanzen stammenden Pollen waren stets um so größer, je optimaler die Bedingungen für die Keimung an und für sich waren. Von einem Falle abgeschen, lagen die Keimungsoptima für den von den diploiden und für den von tetraploiden Pflanzen stammenden Pollen stets bei der gleichen Koncatration der Nährlösung. Der Prozentsatz geplatzten Pollens war bei der von den 4n-Pflanzen herstammenden Material sehr viel größer als bei dem Pollen von 2n-Pflanzen. Die schlechtere Keimung und das stärkere Platzen werden in erster Linie auf die — wahrscheinlich durch die Zunahme des Zellvolumens bedingte — geringere physiologische Leistungsfähigkeit der Polyploiden zurückgeführt.