Der Sauerstoffverbrauch der Insektenretina im Licht und im Dunkeln

Zusammenfassung Mit Mikromethoden wird der Sauerstoffverbrauch der ganglienzellfreien Retinulae von Calliphora, Apis, Locusta und Periplaneta im Dunkeln und unter dem Einfluß von Licht gemessen.In den Retinulae von Calliphora (Versuchstemperatur 25°) und Apis (34° C) steigt der Sauerstoffverbrauch unmittelbar bei Belichtung; die Steigerung hält an, solange Licht einwirkt.Bei Locusta und Periplaneta steigt der Sauerstoffverbrauch nicht während sondern nach der Belichtung. Das gleiche ist bei Apis bei einer Versuchstemperatur von 25° der Fall. Die normale Körpertemperatur im Kopf der Biene liegt zwischen 27° und 38°.Es wird angenommen, daß die Zunahme des Sauerstoffverbrauches bei bzw. nach Belichtung mit den regenerativen Leistungen der Sehzellen zusammenhängt. In elektrophysiologischen Versuchen ist (früher) gezeigt worden, daß die Regeneration der normalen Empfindlichkeit (Dunkeladaptation) nach Lichtreizen bei Calliphora und Apis außerordentlich schnell (in wenigen Millisekunden), bei Locusta und Periplaneta sehr langsam (bis zu 30 min) verläuft. Diese Unterschiede im Adaptationsverlauf spiegeln sich in der zeitlichen Beziehung zwischen Belichtung und Sauerstoffmehrverbrauch wider.Nach Vergiftung mit KCN ist die Atmung im Dunkeln bei Calliphora gänzlich, bei Locusta aber nur zum Teil gehemmt. In beiden Fällen tritt auch nach Vergiftung mit KCN bei Belichtung ein zusätzlicher Sauerstoffverbrauch auf.In Homogenaten von der Retinula nimmt die von der Belichtung abhängige Atmung mit steigendem p_H zu. Ein p_H-Maximum der Atmung existiert nicht.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Eignung deutscher Maissorten für die Stärkegewinnung

Zusammenfassung Vier deutsche Maissorten, und zwar Gelber bad. Landmais, Pfarrkirchner Körnermais, Mahndorfer Körnermais und Chiemgauer Körnermais wurden im Vergleich zu sieben ausländischen Stärkesorten hinsichtlich ihrer. Eignung als Rohstoff für die Stärkefabrikation untersucht. Die Untersuchungen erstreckten sich entsprechend den Anforderungen der Stärke-industrie an den Mais auf die Bestimmung der Ausbeute an Stärke und Nebenprodukten, auf die verarbeitungstechnische Eignung und auf die Qualität der gewonnenen Stärke.Die Versuche ergaben, daß Pfarrkirchner Körnermais und Gelber badischer Landmais gute Stärkeausbeuten lieferten. Während die Ausbeute an Stärke aus Chiemgauer Körnermais schon etwas unter dem gewünschten Wert lag, lieferte Mahndorfer Körnermais unbefriedigende Ergebnisse und kommt als Rohstoff für die Stärkeindustrie nicht in Frage.Die Trennbarkeit von Stärke und Eiweiß gelang bei den vier deutschen Maissorten ohne Schwierigkeiten. Die Mahlfähigkeit und die Auswaschbarkeit der Stärke aus den Schalen war bei dem Gelben badischen Landmais und dem Mahndorfer Körnermais etwas erschwert. Hinsichtlich der Viskosität und Gelfestigkeit der Kleister standen die Stärken aus den untersuchten deutschen Maissorten den ausländischen Rohstoffen nicht nach.Zusammenfassend ergibt sich, daß vor allem Pfarrkirchner Körnermais und Gelber badischer Landmais als Rohstoff für die Stärkefabrikation gut geeignet sind.     

Über die Leistungsfähigkeit von Genotypen im Reinanbau und in Populationen

Zusammenfassung Es kann gezeigt werden, daß je nach der genotypischen Zusammensetzung eines Sortengemisches die einzelne Sorte einen von der Leistungsfähigkeit des Reinanbaues unabhägigen Wert erhält. Daraus ergibt sich die Bedeutung der Genotypenmischung für die Erzeugung von Sorten. Auf eine eventuelle Möglichkeit zur Auffindung geeigneter Kreuzungspartner wird hingewiesen. Letztlich wird hervorgehoben, daß bei der Anlage von Wertprüfungen die Teilstücke so groß gewählt werden müssen, daß sich die verschiedenen zur Prüfung kommenden Genotypen nicht beeinflussen und dadurch ihre Ertragsfähigkeit im Mischanbau statt wie erforderlich im Reinanbau zeigen. Zwischen Misch- und Reinanbau bestehen hinsichtlich der Ertragsfähigkeit keine gesicherten Beziehungen.     

Zellteilung,Zellstreckung und endomitotische Polyploidisierung bei Kartoffeln

Zusammenfassung In der Sproßachse verschiedener Kartoffelsorten wurden die Verhältnisse hinsichtlich Zellteilung, Zellstreckung und endomitotischer Polyploidisierung untersucht. Es konnte festgestellt werden, daß im Ausmaß der Teilungs- und Streckungszone zwischen den Sorten Unterschiede bestehen. Sie äußern sich in der Weise, daß die zone der Zellteilungen bei den Sorten Frühbote und Sommerkrone kürzer als bei den Vergleichssorten Sieglinde und Maritta ist. Bei den übrigen Sorten zeigte sich diese Tendenz nicht so ausgeprägt. Mit Ausnahme von Bona und Terena besteht zwischen den wenig blühwilligen Sorten Frühbote, Sommerkrone und Doré einerseits und den stärker blühenden Sorten Sieglinde, Mittelfrühe und Maritta andererseits ein deutlicher Unterschied im Ausmaß der zone der diploiden und tetraploiden Teilungen. Die Zone endopolyploider Zellen bginnt bei den erstgenannten Sorten in einem geringeren Abstand vom Vegetationsscheitel, bei der zweiten Sortengruppe ist dieser Abstand wesentlich größer. Es wird ein Zusammenhang zwischen Länge der Zone der diploiden Teilungen und Blühneigung vermutet. Ein höherer Polyploidiegrad als tetraploid konnte nicht festgestellt werden.Mit 4 Textabbildungen     

Ein Beitrag zum Kornbesatz und zur Lückigkeit der Hülsen bei Gemüseerbsen (Pal- und Markerbsen)

Zusammenfassung Es wurde die Anzahl der Körner je Hülse der z. Z. ins Besondere Sortenverzeichnis und in die Sortenschutzrolle des Bundessortenamtes eingetragenen Sorten untersucht und im mehrjährigen Mittel (6 bis 10) festgestellt, daß die Kornzahl sortentypisch ist und von 5 bis 6 Körnern bis zu 9 bis 10 Körnern je Hüsle je nach Sorte variiert, gleichzeitig aber auch, daß die Kornzahl/Hülse bei manchen Sorten in den einzelnen Jahren sehr starken, bei anderen Sorten dagegen nur geringen Schwankungen unterworfen ist.Es wurden weiter sämtliche Sorten auf ihre Neigung zur lückenhaften Kornausbildung der Hülsen untersucht und im 5jährigen Mittel festgestellt, daß gleichfalls einige Sorten, wie z. B. Senator und Schr. Rapida sehr stark zur Lückigkeit neigen, andere Sorten, wie Lincoln und Haubn. Siegerin z. B., dagegen nicht.Außerdem konnte ein Einfluß der Witterung, besonders der Niederschläge, auf die Kornausbildung im negativen Sinn nachgewiesen werden.     

Moderne Methoden in der Gräserzüchtung

Zusammenfassung Nach Erörterung der augenblicklichen Lage in der Gräserzüchtung werden, methodische Versuche geschildert, die in Müncheberg an Glatthafer und Knaulgras in den Jahren 1948–1953 durchgeführt wurden. Sie erstrecken sich auf die Anwendung der Auslesezüchtung und des Inzucht-Heterosis-Verfahrens auf Wildmaterial der genannten Arten.Die Ergebnisse der Versuche bestehen darin, daß es möglich ist, mit Hilfe einfacher Auslese zu Stämmen mit höherer Leistung zu gelangen, daß aber in der Anwendung der Heterosiszüchtung sehr viel größere Möglichkeiten liegen. Es wurden einzelne Inzuchtlinien aufgefunden, die nach Kreuzung mit beliebigen anderen Linien eine Ertragssteigerung von 35 und 40% gegenüber dem Mittel der heute im Handel befindlichen Sorten ergaben.Zum Schluß werden als Konsequenz aus den Versuchen Wege aufgezeigt, wie die Gräserzüchtung gestaltet werden muß, um sicher zu ertragreichen neuen Sorten zu kommen.Mit I Textabbildung.     

Die Lungenatmung der Süsswasserpulmonaten (zugleich ein Beitrag zur Temperaturabhängigkeit der Atmung)

Zusammenfassung Das Lungengas wird bei der Ventilation durch Diffusion erneuert, zum geringen Teil jedoch durch aktives Kontrahieren und Expandieren der Lunge (wie bei den Stylommatophoren).Die Reflexhandlung der Luftaufnahme verläuft bei Jungtieren von Segmentina nitida äußerst starr. Am Oberflächenhäutchen wird nach wechselnden Zeiten plötzlich in mehreren Ventilationen die Lunge mit Luft gefüllt. Durch Außeneinflüsse kann die Zeit bis zum Eintritt des Reflexes verändert werden. — Auch Armiger crista vermag Luft in die normalerweise Wasser enthaltende Lungenhöhle aufzunehmen.Die bei Jungtieren von Segmentina nitida starr verlaufende Reflexhandlung kann für längere Zeit (1 Stunde und mehr) unterbrochen werden. Der Reizzustand dauert dabei an.Bei den kleineren Arten der Planorbiden verlängert sich mit abnehmender Körpergröße die Tauchzeit. Segmentina nitida macht als sehr bewegliche Art eine Ausnahme. Die kleinen Planorbiden sind auch bei mittleren Temperaturen bei erzwungener Hautatmung (durch Absperren von der Wasseroberfläche) lebensfähig.Im Winter, aber auch im Sommer geht Limnaea stagnalis bei niedriger Temperatur (5° C) zu reiner Hautatmung über.Bei der Ventilation wird das Lungengas weitgehend erneuert. Die kurz nach derselben gemessenen Lungengasmengen variieren je nach den Versuchsbedingungen mehr oder weniger. Bei einer bestehenden Sauerstoffschuld (z. B. nach längerer erzwungener Tauchzeit) wird die Lungenfüllung vergrößert. Auch reiner Stickstoff wird aufgenommen. Nach der Füllung der Lunge mit diesem Gas kriecht die Schnecke abwärts.Luft, der CO₂ in geringen Mengen beigemischt wird, hat deutlich abstoßende Wirkung auf Limnaea stagnalis. In geringen Mengen im Versuchswasser gelöstes CO₂ verlängert die Zeit des Spiraculumanlegens (Diffusionsregulierung), hat jedoch keinen Einfluß auf die Länge der Tauchzeiten, auf die bei der Ventilation aufgenommene Luftmenge und auf die Gasmenge der Lunge beim Aufstieg am Ende der Submersion.Während der Tauchzeit funktioniert das Lungengas wie bei den tauchenden Insekten als physikalische Kieme.Sauerstoffmangel kann als Atemreiz die negative Geotaxis am Ende der Tauchzeit auslösen (auch bei Armiger crista).Druckversuche zeigen, daß auch die Abnahme der Lungenfüllung als Atemreiz wirken kann. Die Schnecke perzipiert den Füllungsdruck.Durch Versuche mit übergeleiteten Gasgemischen wird das Zusammenwirken beider Faktoren geklärt. Sie können sich in ihrer Wirkung summieren. In einem Sommer- und Winterversuch wurde die Länge der Tauchzeiten durch übergeleitete Gasgemische beeinflußt, und zwar in beiden Versuchen entgegengesetzt. Es wird gezeigt, daß allein ein Variieren von Aufbewahrungs- und Versuchsbedingungen das verschiedene Verhalten bedingen kann. Die beim Aufstieg in der Lunge befindliche Gasmenge bleibt dagegen bei nicht gerade extremen Versuchsbedingungen annähernd konstant. In sauerstoffarmem Wasser sind die Tauchzeiten verkürzt und die Lungengasmengen beim Aufstieg vergrößert.Die Tauchzeiten sind im Winter länger als im Sommer. Die Lungenfüllung beim Aufstieg am Ende derselben ist im Winter geringer.Das beim Atmungsprozeß entstehende CO₂ reichert sich nicht im Lungengas an, sondern löst sich sofort im Wasser.Der Sauerstoff des Lungengases wird bei erzwungenen Tauchzeiten weitgehender verbraucht als in Hazelhoffs Versuchen. Nach langen Tauchzeiten enthält das Lungengas von Limnaea stagnalis im Winter 1% O₂, im Sommer etwas mehr.Der O₂-Verbrauch bei 30 Min. Tauchzeit ist im Winter größer als im Sommer (wahrscheinlich nicht Rassenunterschiede). Bei diesen schon längere Zeit an die Versuchstemperatur angepaßten Schnecken ist der Unterschied im Verbrauch bei 15° und 21,5° C im Sommer größer als im Winter. Die Abhängigkeit der Lungenatmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist in beiden Jahreszeiten gleich. Die Temperaturabhängigkeit der Atmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist grundsätzlich verschieden von der nach einer Anpassung des Organismus an die Versuchstemperatur. Beides läßt sich nicht zu einem Gesetz vereinigen.Die Anpassung des Organismus nach plötzlicher Temperaturänderung verläuft in den beiden Jahreszeiten grundsätzlich verschieden. Im Sommer werden die endgültigen Werte nach der Anpassung bei der plötzlichen Änderung der Temperatur nicht erreicht, im Winter dagegen überschritten.     

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     

Rhythmische Erregungen in den optischen Zentren von Calliphora erythrocephala

Zusammenfassung Die rhythmischen Aktionspotentiale in den optischen Ganglien der Schmeißfliege (Calliphora erythrocephala) werden untersucht.Wird das Komplexauge von Calliphora belichtet, so können vom Ganglion opticum II schnelle, rhythmische Aktionspotentiale, 'Belichtungsrhythme , abgegriffen werden (Abb. 1). Sie treten im Bereich physiologischer Temperaturen und Lichtintensitäten stets und unabhängig von Schädigungen auf. Sie sind die einzige Form von Erregung, die zwischen dem retinalen Bereich und dem Cerebralganglion nachgewiesen werden kann. Die Belichtungsrhythmen zeigen gesetzmäßige Abhängigkeiten von den Reizgrößen. Es ist daher wahrscheinlich, daß sie in die Kausalkette der bei Belichtung des Auges ablaufenden zentralen Vorgänge eingeschaltet sind.Die optischen Ganglien werden mit einer Doppelmikroelektrode abgetastet. Da die Spannung zwischen zwei eng benachbarten Elektroden in der Nähe der Spannungsquelle am größten sein muß, kann gezeigt werden, daß die Belichtungsrhythmen wahrscheinlich in der äußeren Körnerschicht des Ganglion opticum II entstehen (Abb. 14 und 15).Als Maß für die Größe der Belichtungsrhythmen wird die größte während einer Belichtung auftretende Amplitude gewählt, die 'Maximalamplitud ; sie hängt stetig und reproduzierbar von der Zahl belichteter Ommatidien, von der Lichtintensität und vom Adaptationszustand des Auges ab (Abb. 5, 6, 7, 8, 10, 11 und 12).Die Amplituden der Belichtungsrhythmen klingen bei längerer Belichtung allmählich ab (Helladaptation), (Abb. 1C, Abb. 5). Die Heiladaptationszeit ist der Maximalamplitude proportional (Abb. 6, 8, 9 und 10). Wird die Belichtung vor dem völligen Abklingen der Rhythmen unterbrochen, so werden sie durch den Aus-Effekt des Retinogramms gehemmt und brechen sofort und vollkommen ab (Abb. 1 D). Die Dunkeladaptation ist selbst nach vorangegangener Belichtung mit sehr hohen Lichtintensitäten nach spätestens einer Minute abgeschlossen (Abb. 6 und 7).Die Frequenz der Belichtungsrhythmen liegt zwischen 100 sec^–1 und 250 sec^–1, sie nimmt mit steigender Temperatur zu (Tabelle 1). Die Frequenz ist unabhängig von der Lichtintensität, vom Adaptationszustand d von der Zahl belichteter Ommatidien.Während der einzelnen Belichtung zeigen die Rhythmen ein verschieden starkes Schwanken der Amplitude, eine Amplitudenmodulation. Die Modulation hängt vom Präparat und vom Präparationszustand ab.Durch den Vergleich der verschiedenen Modulationstypen und durch gleichzeitige Ableitung an mehreren Stellen des Ganglions können die physikalischen Überlagerungsvorgänge untersucht werden. Die Einzelschwingungen physiologischer Einheiten überlagern sich am gemeinsamen Ableitwiderstand zwischen den Elektroden. Durch die Art der Überlagerung wird die Modulationsform bestimmt. Sie hängt im besonderen von der Frequenz und der Phasenlage der Einzelrhythmen und von physiologischen Synchronisationsvorgängen ab (Abb. 1, 2 und 16).Auch wenn ein Bereich der Retina gereizt wird, der nur wenige Sinneszellen umfaßt, treten Belichtungsrhythmen wie bei großen Reizflächen auf (Abb. 12). Deshalb wird die Möglichkeit diskutiert, daß bereits die kleinste physiologische Einheit im Ganglion mit rhythmischer Erregung antwortet, die in ihrer Amplitude, nicht aber in ihrer Frequenz vom Reiz abhängt.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich für das stete Interesse, das er den Untersuchungen entgegengebracht hat. Die Untersuchungen wurden zum Teil mit Apparaten durchgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Beiträge zur Züchtung frostwiderstandsfähiger Obstsorten

Zusammenfassung Der strenge Winter 1939/40 bot die Möglichkeit, ein großes Material von älteren, zum Teil im Ertragsalter stehenden Kern- und Steinobstsämlingen auf sein Verhalten gegenüber der Frosteinwirkung im Vergleich mit dem Grad der Frostempfindlichkeit der Elternformen zu prüfen. Untersucht wurden beim Apfel Nachkommen von Kultursorten (frei abg. und Kreuzungen zwischen Sorten), von Malus-Arten und Bastardformen (frei abg. und Kreuzungen zwischen Malus-Arten), Nachkommen aus Kreuzungen zwischen Kultursorten und Malus-Arten, aus Kreuzungen der Sorten-Spezies-Bastarde mit Kultursorten, bei der Birne Nachkommen von Kultursorten (frei abg. und Kreuzungen zwischen Sorten) und von Pirus-Arten (frei abg.), von Kirschen Nachkommen aus Kreuzungen zwischen Süßkirschensorten, aus Kreuzungen zwischen Sauerkirschensorten bzw. Amarellen und aus Kreuzungen zwischen Süß-und Sauerkirschen, von Pflaumen Sämlinge von Kultursorten (frei abg. und Kreuzungen zwischen Sorten).Das umfangreichste und aufschlußreichste Material stellten die Apfelsämlinge dar. Das Verhalten der Nachkommenschaften führte zu der Feststellung, daß 1. der für die Ausgangsformen festgestellte Grad der Frostempfindlichkeit eine genotypisch bedingte Eigenschaft ist und 2. daß viele Apfelsorten die für sie typische Reaktion gegen Frost in starkem Maße auf ihre Nachkommen übertragen. Die züchterische Bedeutung dieser Feststellungen liegt darin, daß 1. ein gutes Bild über den Zuchtwert bestimmter Sorten hinsichtlich der Frostresistenz gewonnen wurde und 2. die Ergebnisse der Beobachtungen dazu ermutigen, beim Apfel in der Züchtung auf Frostresistenz auf den schwierigen Weg über die Artbastardierung ganz zu verzichten.Die Annahme einer genotypischen Bedingtheit der sorteneigentümlichen Reaktion gegen-über Frosteinwirkungen wird auch auf die anderen Fruchtgattungen übertragen. Bei der Birne sind die Aussichten für die Auslese frostresistenter Formen aus Nachkommenschaften von Kultursorten bei weitem ungünstiger als beim Apfel. Unter den Kirschen- und Pflaumensämlingen wurden Formen ausgelesen, die genügende Frostresistenz mit ansprechender Fruchtqualität in sich vereinigen.     

Über die Bedeutung des Lichtes im Leben niederer Krebse

Zusammenfassung Die fein geregelte Phototaxis der Daphnien im Laboratoriumsversuch weist auf eine große Abhängigkeit von der Beleuchtung auch in ihrem normalen Lebensraum hin.Zu dem bisher Bekannten wurde ergänzend festgestellt: Neben der Schwerkraft wird das Licht bei D. pulex zur Orientierung im Raum und zur Einstellung der Körperachse (Lichtrückenreflex) benutzt. D. pulex verhält sich unter sonst gleichen Bedingungen bei seitlicher Belichtung anders als bei Beleuchtung von oben. Je nach der Richtung des einfallenden Lichtes kann sich D. pulex bei gleichem Adaptationszustand entweder negativ oder positiv verhalten.Die Ruderbewegungen der Daphnien befinden sich in strenger Abhängigkeit vom Licht im Sinne eines Phototonus.Die allgemeine Bedeutung des Lichtes für das Stoffwechselgeschehen ergibt sich aus folgenden Punkten:Lichtentzug beeinflußt sowohl die Eiquantität als auch die Eiqualität ungünstig, die Zahl der Nachkommen wird herabgesetzt, es kommt zur Bildung von Abortiveiern.Lichtabschluß verhindert eine Färbung bei D. pulex, er fördert dagegen das Größenwachstum.Licht fördert die Verarbeitung der Nährstoffe, Dunkelheit hemmt sie; desgleichen beschleunigt das Licht den Aufbau des Fettes, Dunkelheit hemmt ihn. Lichtentzug führt zu Störungen auch in der Ausnutzung des Reservefettes.Herzschlag und Stoffwechsel scheinen auch bei Daphnien in engem Zusammenhang zu stehen.Der Herzschlag der Daphnien wird durch Wechsel der Lichtintensität beeinflußt und zwar tritt stets auf Verminderung eine Beschleunigung, auf plötzliche Lichtzunahme eine Verlangsamung des Herzschlages ein.Ein nur das Hauptauge treffender Lichtreiz hat keinen Einfluß auf die Herztätigkeit, dagegen tritt bei plötzlicher Belichtung des Herzens oder etwa auch des Hinterendes allein bei normalen Tieren stets eine Verlangsamung der Herztätigkeit ein.Bei länger dauerndem Lichtreiz klingt seine Wirkung verhältnismäßig rasch ab.Die an augenlosen Daphnien angestellten Versuche ergaben folgende Resultate:Auch bei haupt-, neben- und völlig äugenlosen Daphnien ergibt Belichtung stets eine Verlangsamung, Verdunkelung immer eine Beschleunigung der Herztätigkeit. Auch hier handelt es sich nicht um eine dauernde Abhängigkeit des Herzrhythmus von der jeweiligen Lichtintensität, sondern um eine bald abklingende Reizerscheinung.Verdunkelungs- und Belichtungsreaktionen und gerichtete Bewegung in einem Lichtgefälle kommen auch den hauptaugenlosen Daphnien zu.Auch die hauptaugenlosen Daphnien sammeln sich jedesmal in ihrem jeweiligen Lichtoptimum. Eine zum Lieht gerichtete Bewegung ist also unabhängig von dem Augenantennenapparat möglich; sie kommt dann in ähnlicherWeise zustande wie beinichtbilateralsymmetrischen Organismen,Eine bestimmte Einstellung der Körperachse zum Licht erfolgt bei hauptaugenlosen Daphnien weder bei Belichtung von unten (Lichtrückenreflex) noch bei seitlicher Beleuchtung. Eine Entfernung des Nebenauges läßt eine nennenswerte Abweichung im Verhalten der Tiere nicht erkennen, so daß dem Nebenauge der Daphnien, als rudimentärem Organ, eine wesentliche Bedeutung im Leben dieser Tiere nicht mehr zuzukommen scheint. Völlig augenlose Daphnien reagieren auf Licht- und Schattenreize, desgleichen zeigen sie gegen Berührungs- und Erschütterungsreize eine hochgradige Erregbarkeit. In der Phototaxiswanne sammeln sich auch alle gänzlich augenlosen Tiere immer wieder an der Lichtseite an. Die Einstellung der senkrechten Körperachse zur Lichtquelle, der Lichtrückenreflex, fehlt.Über das Verhalten völlig augenloser Daphnien im Licht von verschiedener Wellenlänge ergab sich, daß auch diese Tiere dem gelben oder grünen Teile des Spektrums schneller entgegen eilen als jeder anderen Farbe. Ultraviolettes Licht übt auf völlig augenlose Daphnien eine scheuchende Wirkung aus. Es braucht also auch normalerweise die Wirkung der U-V-Strahlen nicht durch die Augen zu gehen.     

Untersuchungen über die Natur des Nerveneinflusses auf die retinomotorischen Erscheinungen

Zusammenfassung In den Netzhäuten von mit Physostigmin, Acetylcholin, Atropin, Nikotin oder Adrenalin (Injektion in den Rückenlymphsack) behandelten, zuvor dunkeladaptierten und kurz nach der Injektion belichteten oder helladaptierten und dann dunkelgestellten Fröschen wird die Stellung insbesondere der Stäbchen und Zapfen ermittelt und mit der der Retinae im übrigen gleichbehandelter Kontrolltiere verglichen, die lediglich eine Injektion 0,65%iger Kochsalzlösung gleichen p_Hs wie die jeweilige Wirkstofflösung erfahren hatten.Die Versuche stellen eine erste Inangriffnahme der Frage nach dem Charakter der von Wigger (1937) und Nover (1939) beschriebenen fördernden bzw. hemmenden Wirkung der verschiedenen Nerven auf die retinomotorischen Erscheinungen und insbesondere der weiteren dar, ob im Falle der Möglichkeit, für alle zur Beobachtung kommenden Erscheinungen — Förderung bzw. Hemmung der Zapfenkontraktion und Stäbchenstreckung bei Belichtung, der hivers gerichteten Bewegungen bei Verdunklung — eine chemische Reizübertragung verantwortlich zu machen, die bisher bekannten Neurohormone und die von ihnen ausgeübten Effekte zu einer Deutung ausreichen.Der von den untersuchten einzige auf Stäbchen und Zapfen antagonistisch wirkende Stoff ist das Acetylcholin, in dem es — im Sinne des Lichtreizes — die Zapfen in den beiden angewandten Konzentrationen (10^–4 und 10^–8) bei Belichtung wie Verdunklung zur Kontraktion, die Stäbchen dagegen zur Streckung bringt. Der Förderung der Lichtwanderung der Sehelemente durch die in diesem Sinne wirkenden Nerven könnte danach sehr wohl eine bei Belichtung an ihren Endigungen erfolgende Ausscheidung von Acetylcholin zugrunde liegen.Die Diskussion der Möglichkeiten für die fördernde Wirkung der gleichen Nerven auch bei Verdunklung führt zu der Annahme, daß für diese ein zweiter, unter diesen Adaptationsbedingungen von den gleichen Nervenendigungen ausgeschiedener, auf die Sehzelleninnenglieder ebenfalls antagonistisch, jedoch entgegengesetzt wie das Acetylcholin wirkender Stoff verantwortlich zu machen ist.Es wird auf die verschiedenartige Beeinflussung des Atropins und Nikotins, die bei Belichtung und Verdunklung Stäbchen wie Zapfen gleicherweise zur Streckung bringen, seitens der beiden Förderungshormone hingewiesen: das bei Belichtung aktive Neurohormon hemmt die Atropin- und fördert die Nikotinwirksamkeit auf die Sehzelleninnenglieder, das bei Verdunklung die Wanderungen unterstützende fördert umgekehrt den Atropin- und hemmt den Nikotineinfluß. In ähnlich verschiedener Weise wird möglichermaßen das Eserin in seiner Wirksamkeit auf die Sehzelleninnenglieder von den beiden Neurohormonen beeinflußt. Eine — kontrahierende — Eigenwirkung des Physostigmins zumindest auf die Zapfen ist unverkennbar.Für die Hemmung der retinomotorischen Erscheinungen muß unter der Voraussetzung chemischer Reizübertragung ein weiteres Wirkstoffpaar angenommen werden, innerhalb dessen das Adrenalin bestenfalls eine Teilrolle spielen könnte. Es wirkt je nach Konzentration und Adaptation verschieden, jedoch auf Stäbchen und Zapfen stets in gleichem Sinne: Bei Belichtung stets (Konzentrationen: 10^–4 und 10^–8) kontrahierend, bei Verdunklung in geringer Konzentration (10^–7) deutlich streckend, in höherer (10^–4) ganz gering kontrahierend.     

Über den Primärvorgang bei der Polarisierenden Wirkung des Lichtes auf Keimende Equisetum-Sporen

Zusammenfassung Die Lichtreaktion, die schließlich zur Polarisierung derEquisetum-spore führt, erreicht bei kurzen starken Belichtungen schnell einen Sättigungszustand. Eine erneute Reaktion ist bei gleichartiger Belichtung erst nach einer Erholungsphase im Dunkeln möglich. Die volle Reaktionsfähigkeit ist bei 20⁰ nach etwa 20 Minuten, bei 2⁰ nach etwa 4 Stunden wiederhergestellt. Sättigung und Wiederherstellung der Lichtempfindlichkeit beruhen wahrscheinlich auf Verbrauch und Regeneration (oder Neubildung) des die Lichtabsorption vollziehenden Pigments.Aus dem Verlauf der Kurven, die die Abhängigkeit der Induktionswirkung von der Belichtungsdauer darstellen, läßt sich ein zweiter photochemischer Prozeß ableiten, der einen um 2–3 Größenordnungen höheren Energiebedarf besitzt. Für diesen zweiten Prozeß ist nicht das gleiche Pigment verantwortlich wie für den ersten, da die spektrale Empfindlichkeitsverteilung in beiden Fällen verschieden ist; der langwellige UV-Bereich ist für den zweiten Kurvenanstieg relativ wirksamer als für den ersten. Beim zweiten photochemischen Prozeß (der höhere Strahlungsenergien erfordert als der erste) ist eine Sättigung bis jetzt nicht nachweisbar.Die primären Lichtreaktionen sind nicht an die sensible Phase der Sporen gebunden; der Verlauf der Wirkungskurven ist unabhängig vom Zeitpunkt der Belichtung nach der Aussaat, d. h. das Maximum liegt stets bei der gleichen Belichtungszeit, und entsprechendes gilt für das Minimum. Nur die absolute Höhe der Maxima und Minima ist am größten in der Mitte der sensiblen Phase.Mit 11 TextabbildungenHerrn Prof. Dr. Dr. h. c.Wilhelm Ruhland zum 80. Geburtstag gewidmet.     

The encoder mechanism of receptor neurons

Zusammenfassung Ausgehend von den elektrischen Vorgängen an der erregbaren Membran wird der Kodierungsprozeß untersucht. Eine Leitwert-Potential-Beziehung als Bedingung für die Impulsauslösung gestattet eine detaillierte Analyse bei verschiedenen Eingangssignalen. Bei der Ansteuerung mit einem Leitwert erfolgt die Sättigung der Umsetzungskennlinie des Kodierers erheblich früher als bei Stromeingang. Auch das Phänomen des over-stretch wird vom Modell erklärt. Zur Kleinsignalanalyse wird die Theorie der Systeme mit zeitvariablen Parametern angewendet. Die Übertragungsfunktion des Kodierers setzt sich in vielen Fällen additiv aus denen mehrerer Leckstrom-Integratoren mit unterschiedlichen Zeitkonstanten zusammen. Auch die teilweise beobachtete Abhängigkeit der Parameter von der Trägerfrequenz wird modellmäßig erfaßt. Die Adaptationsvorgänge im Kodierer beruhen auf einer intracellulären Anhäufung von Natriumionen während der Impulsabgabe. Die Aktivierung der Ionenpumpe bewirkt einen zusätzlichen Stromfluß, wodurch sich die abgegebene Impulsfrequenz verringert. Bei größeren Ansteuerungen trägt die durch langsame Kalium- und Natriuminaktivierung auftretende Verschiebung der Impulsauslösecharakteristik ebenfalls zur Adaptation bei. Die Betrachtungen, obwohl allgemeingültig für den biologischen Mechanismus der Impulsentstehung und Kodierung, wurden im Rahmen der Arbeit nur auf experimentelle Befunde an Receptorneuronen begrenzt. Für das Motoneuron und Neuronen in verarbeitenden Schichten müssen zusätzlich die Summation synaptischer Vorgänge und statistische Verknüpfungen zwischen Eingangs- und Ausgangssignal berücksichtigt werden.

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Presented at the IV. Internat. Biophysics Congress, Moscow, August 7–14, 1972.     

Nervöse Überträgersubstanzen und ihr fermentativer Abbau

Zusammenfassung In sensiblen Nerven der Wirbeltiere kommen zwei Überträger substanzen vor, Dorsin in den dorsalen Rückenmarkswurzeln, Opticin im Nervus opticus und im Nervus stato-acusticus; von beiden ist es möglich, daß sie auch im Zentralnervensystem vorkommen. Beide sind im Bienentest durch Kreise nach der Seite des angestochenen Auges nachweisbar, im Test am denervierten Kaninchenohr wirkt Dorsin schon wenige Tage nach der Nervendurchschneidung gut, Opticin wirkt in den ersten 2–3 Wochen sehr schwach und erst nach der 4. Woche, evtl. nach einer zweiten Nervendurchschneidung, gut.Durch Kochen der Nerven in wäßriger Lösung erhält man Dorsin und Opticin in gebundener Form, durch Kochen in 75%igem Alkohol und Überführen in wäßrige Lösung in freier Form.Durchleiten von Sauerstoff durch Lösungen von Überträgersubstanzen zerstört Opticin rascher als Dorsin und jeweils die freie Form rascher als die gebundene. 5-Oxytryptamin, das im Bienentest nach der Seite des nicht angestochenen Auges wirkt, wird durch Sauerstoff in eine Substanz verwandelt, die im Bienentest nach der Seite des angestochenen Auges wirkt.Lösungen von Dorsin vertragen kurzes Kochen, Opticin wird in Lösung schon bei 60° C in mehreren Minuten zerstört, wobei freies Opticin empfindlicher ist als gebundenes.Von den freien Überträgersubstanzen wird jede durch ein eigenes Ferment abgebaut. Die Mengen von Dorsinase, die Dorsin abbaut, in den dorsalen Wurzeln und von Opticinase, die Opticin abbaut, im Nervus opticus sind so, daß sie die Überträgersubstanzen unter vergleichbaren Bedingungen in ähnlichen Zeiten abbauen, wie Cholinesterase aus ventralen Wurzeln Acetylcholin abbaut.Gebundenes Dorsin der Wirbeltiere wird durch Pease gespalten, ein Ferment, das man erhält, wenn man eine stark verdünnte, nicht sterile Aufschwemmung aus zerriebenen dorsalen Wurzeln einen Tag lang bei 36° C inkubiert. Die sehr rasche Wirkung dieses Fermentes läßt sich auch mit dem Test am Meerschweinchen-Ileum an der Abnahme der P-Wirkung eines Extraktes aus dorsalen Wurzeln verfolgen.Gebundenes Opticin und andere gebundene Überträgersubstanzen der Wirbeltiere werden durch Dorsinase gespalten. Dorsinase führt diese Spaltung ähnlich rasch durch wie Pease die Spaltungen von gebundenem Dorsin und etwa 50mal so rasch wie den Abbau von freiem Dorsin.Gebundenes Acetylcholin ist als Überträgersubstanz vom Hornhautepithel auf die freien Nervenenden und von sekundären Sinneszellen auf die sensiblen Nerven anzunehmen.Bei der Nervendegeneration erfahren Opticin und Dorsin ähnliche Veränderungen wie Acetylcholin.Bei Mollusken sind als nervöse Überträgersubstanzen wenigstens Opticin, 5-Oxytryptamin und Acetylcholin anzunehmen, bei Arthropoden wenigstens Dorsin, Opticin, Acetylcholin, 5-Oxytryptamin und eine noch kaum untersuchte Substanz, deren fermentativer Abbau durch Strychnin gehemmt wird, bei Anneliden dieselben Substanzen mit Ausnahme von Dorsin.Die Krämpfe lassen sich durch die Hemmung des fermentativen Abbaues von Überträgersubstanzen durch die Krampfgifte erklären. Bei Mollusken und bei Arthropoden hemmen verschiedene Krampfgifte verschiedene Fermente und damit den Abbau verschiedener Überträgersubstanzen. Bei den Wirbeltieren ist die Hemmung der Dorsinase am wichtigsten. Die typischen Krampfgifte hemmen die Dorsinase in denselben gegenseitigen Verhältnissen, in denen sie Krämpfe auslösen. Die Hemmung der Dorsinase bedeutet eine Hemmung des Abbaues von freiem Dorsin und eine Hemmung der Spaltung anderer gebundener Überträgersubstanzen; damit dürfte auch die Wirkung sekundärer Sinneszellen auf die sensiblen Nerven gesteigert werden. Die bei den verschiedenen Krampfgiften verschieden starke zusätzliche Hemmung der Cholinesterase beeinflußt den Charakter der Krämpfe. Als Erklärung für den spezifischen Charakter der Strychninund Brucinkrämpfe bleibt noch die Blockierung der Hemmungen, die bei Wirbeltieren nur durch diese beiden Krampfgifte erfolgt, oder die Hemmung des fermentativen Abbaues von Crosslands Kleinhirnfaktor.Fräulein Ilse Silberbauer und Herrn Helmut Gübitz danken wir für ihre Mithilfe bei einem Teil der Versuche.Wir danken allen Tierärzten des Grazer Schlachthauses für ihr stets freundliches und verständnisvolles Entgegenkommen, welches sie uns bei dieser Arbeit und schon seit 1946 bei den im Literaturverzeichnis genannten Arbeiten von Hellauer und Umrath gezeigt haben.     

Beitrag zur Züchtung mehltauresistenter Stachelbeeren

Zusammenfassung Nachkommen aus diallelen Kreuzungen zwischen 4 mehltauresistenten Müncheberger Stachelbeerklonen und 4 Sorten wurden auf ihr Verhalten gegenüber dem amerikanischen Stachelbeermehltau (Sphaerotheca mors uvae (Schw.) Berk.) geprüft. Die Methodik der künstlichen Infektion der Sämlinge wird beschrieben.In Abhängigkeit von den verwendeten Kreuzungspartnern wurden 0–30% resistente Sämlinge erhalten. Die unterschiedlichen Aufspaltungsergebnisse weisen auf kompliziertere Verhältnisse bei der Vererbung hin, als bisher angenommen wurde. Im Gegensatz zuLorenz, der trifaktorielle rezessive Vererbung fand, wird vermutet, daß bei Prävalenz der Anfälligkeit die Resistenzallele sich additiv vestärken und beim Erreichen einer bestimmten Quantität. Resistenz auszulösen vermögen. Auf diese Weise können in bezug auf die Mehltauanfälligkeit heterozygote Genotypen resistent sein. Es wird angenommen, daß die einzelnen Faktoren eine unterschiedlich hohe Resistenzkraft besitzen.Durch Infektion junger Blätter anfälliger und resistenter Sorten im Gewächshaus und nachfolgende mikroskopische Untersuchung konnte gezeigt werden, daß vollresistente Pflanzen auch unter günstigen Bedingungen für die künstliche Infektion nicht befallen werden. Die Abwehr des Infektes beruht auf Hypersensibilität der befallenen Epidermiszelle. Feldresistente Individuen wurden unter den angewendeten Bedingungen schwach befallen.Mit 7 Abbildungen     

Zur Kombination von UV-Microbeambestrahlungen mit UV-mikrospektrometrischen Messungen in lebenden Zellen

Zusammenfassung Es wird eine Anlage beschrieben, in der ein UV-Mikrospektralphotometer mit einerUV-Microbeameinrichtung kombiniert ist. Dabei ist es gelungen, die Strahlenbelastung im UV-Mikrospektralphotometer so niedrig zu halten, daß eine Messung in lebenden Zellen, z. B. nachMikrobeambestrahlung möglich ist.Sowohl automatischeScanningmessungen mit Integration der Extinktion als auch die Aufnahme von Extinktionsspektren sind möglich. Es wird gezeigt, wie durch eine besondere Regeleinrichtung im Einstrahlverfahren direkt die Extinktion in Abhängigkeit von der Wellenlänge geschrieben werden kann. Meß- und Bestrahlungsort können unabhängig voneinander gewählt werden. Verschiedene Zusatzeinrichtungen werden beschrieben. Die Messung von Meß- und Bestrahlungsdosen wird diskutiert und gezeigt, daß die Meßdosen weit unter den Schädigungsdosen liegen. Weiter wird erläutert, daß nur mit einem UV-Mikrospektralphotometer bei einer Strahlenbelastung weit unter der Schädigungsgrenze genaue Angaben der absorbierten Dosis im UV beiMicrobeam- und Partialbestrahlung, aber auch für die Bestrahlung ausgedehnter Objekte erhalten werden können.     

Zur Frage der Genese und Zahl gross- und zweikerniger Leberzellen bei Mäusen in und nach absolutem Hunger

Zusammenfassung Auf Grund eingehender Beobachtungen sowie statistischer Berechnungen wird eine Zunahme von groß- und zweikernigen Zellen im Hunger sowie die Rückkehr der Anzahl zur Norm bei der Wiederfütterung festgestellt. Es kann als gesichert angesehen werden, daß diese Veränderungen im Rahmen des rhythmischen Kernwachstums (Jacobj 1942) erfolgen und durch Amitosevorgänge bedingt sind. Die möglichen Beziehungen zwischen RNS-Gehalt und Mitosebzw. Amitosetätigkeit von Zellen werden diskutiert.Universität Hanoi/Vietnam.