Vergleichende Verhaltensstudien zum Paarungsschwarm der Hummeln (Bombus) und Schmarotzerhummeln (Psithyrus) I. Teil*

• 1 Die ♂♂ von Bombus lucorum legen die höchsten und verborgensten der bei Hummeln bisher bekannten Schwarmbahnen an.
• 2 Nach diesen in der Blütezeit des lucorum-Staates angelegten Höhenbahnen werden Tiefenbahnen an Blüten und Kräutern bis zum Ende der Vegetationsperiode beflogen. Man kann also bei lucorum-♂♂ von einem Saison-Dimorphismus des Schwärmens sprechen.
• 3 Bei terrestris-♂♂ gibt es 3 Bahntypen, nämlich Tiefenbahnen an Kräutern, Gebüschbahnen und Höhenbahnen an Bäumen. Die bisher unbekannten Gebüsch- und Höhenbahnen werden beschrieben.
• 4 Die Schwarmbahnen von terrestris-♂♂ in hochalpinem Gelände unterscheiden sich in mehrfacher Hinsicht von denen im Tal: a) Sie sind aus-gedehnter und die Duftpunkte liegen in alien möglichen Höhen (zwischen 0,50 m und über 30 m). b) Dem täglichen Schwarmflug gehen ungezielte Erkundungsflüge voraus. c) Die Duftlegungen sind zahlreicher und verteilen sich über den ganzen Vormittag. Es werden häufig nur Teilstrecken mit Duft belegt. Die Punkte ergänzen sich aber, so daß schließlich die ganze Bahn frisch beduftet ist.
• 5 Die Duftpunkte der terrestris-♂♂ liegen nicht beliebig urn den ganzen Baum herum, sondern in bestimmten Sektoren. Das ♂ befliegt von unten nach oben Äste, die im Süd-Ost-Sektor liegen.
• 6 Der Bahnflug beginnt, wenn der angeflogene Sektor am Baum in voller Sonne (oder bei bedecktem Himmel in vollem Licht) liegt. Der Schwarmflug endet, wenn der Schatten in den Flugsektor eintritt, z. B. im August auf gut 2200 m Höhe gegen 13.30 Uhr, so auch bei schönstem Wetter.
• 7 Der Schwarmflug der Gartenhummeln ist sehr wetterabhängig. Vom Beginn der Schwarmzeit (Ende Juni) bis zum Ende (September) verschiebt sich schrittweise der Termin für die 1. Duftlegung um etwa 90 Min. gegen Mittag, für das Flugende um etwa 1 Std. Das Anlegen einer gerichteten Duftspirale wird beschrieben.
• 8 Entfühlerte hortorum-♂♂ versuchen ihre Bahnpunkte dauernd mit Duftspuren zu belegen. Aus ihrem alten Schwarmgebiet verpflanzte entfühlerte ♂♂ finden keinen Anschluß mehr an ein im neuen Gebiet vorhandenes Bahnen-Netz und legen eine kleine Futterplatzbahn an, wie sie solitären Apiden eigentümlich ist.
• 9 Das Schwarmverhalten von B. variabilis in alpiner Situation wird beschrieben. Auf die Bedeutung des Flugniveaus wird zum erstenmal aufmerksam gemacht.
• 10 Die zu den Gartenhummeln (Hortobombus Vogt 1911) gehörige alpine B. gerstaeckeri M. legt im Gegensatz zu B. hortorum L. Gebüschbahnen an.

     

Trehalose, Respiration und Photosynthese in dem Farn Ophioglossum, Ein neuer Schattenblattypus

Trehalose, Resipration and Photosynthesis in the Fern Ophioglossum. A new Type of Shade-Leaves.—Trehalose has been identified in the leaf-blades, sporehouses, stems and rhizomes of the fern Ophioglossum vulgatum by paper chromatography. The leaf-blades represent a hitherto undescribed type of shade-leaf. Just like normal shade-leaves, they have a low respiratory activity ～0.2–0.3 mg CO₂ per 50 cm² leaf-blade (one side only) and hour at 20°C and low maximal photosynthesis: 2–2.7 mg CO₂ per 50 cm² leaf-blade (one side only) and hour at 20°C and a CO₂-pressure of 0.25 mm Hg and a light intensity of 20,000 lux. But in contrast to the hitherto described type of shade-leaves, the area per 1 g fresh weight is that of typical sun-leaves which is 35–50 cm² (one side only) per 1 g fresh weight. The large area weight is connected with particularly low dry matter content ～10–11 per cent in the leaf-blades; this indicates that the material is a kind of semisucculent shade-leaf.     

49. Ingeborg Friederichsen und Horst Engel: Der Einfluß der Temperatur auf die Sporenabgabe von Sphaerobolus stellatus (Thode) Pers

Temperaturanstieg beschleunigt und verstärkt die Abschußtätigkeit der Fruchtkörper von Sphaerobolus stellatus. Im 14:10-Stunden-Kalt-Warm-Rhythmus von 12°:20 °C kommt es im Dauerlicht daher zu einer ausgeprägten Periodizität der Fruchtkörperentleerung mit Maxima in den Warmperioden. Im 12:12-Stunden-Licht-Dunkel-Wechsel verlagern sich daher die täglichen Maxima um so mehr aus den Licht- in die Dunkelperioden, je kälter es ist. Während sie bei 20° und 15 °C noch mitten in die Lichtabschnitte fallen, liegen sie bei 8 °C mitten in den Dunkelperioden. Die Untersuchungen wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.     

52. W. Jung: Carpinus-Fruchtreste (C. tschonoskii-Gruppe) aus dem südbayrischen Jungtertiär

Erstmals werden aus dem deutschen Tertiär Carpinus-Reste aus der Verwandtschaft der ostasiatischen C. tschonoskii Maxim, mitgeteilt. Sie stammen aus der Oberen Süßwassermolasse Nieder- bzw. Oberbayerns. Das Alter ihrer Fundschicht ist Oberstmiozän bis Unterstpliozän. Gleichartige Reste sind bereits öfters, hauptsächlich aus SO-Europa und Japan, beschrieben worden. Die europäischen Fossilreste gehören wohl nur einer Art, C. kisseri Berger sens. ampl., an. Eine Aufsplitterung in etwa zehn Arten scheint jedenfalls nicht vertretbar. Der Schwerpunkt dieser Art liegt in Europa zeitlich im unteren und mittleren Pliozän, geographisch im Südosten     

Plastiden-Metamorphose und Pigmentgehalt in Kalluskulturen von Ruta graveolens L.

Die Ultrastruktur der Piastiden und der Pigmentgehalt in Kalluskulturen von Ruta graveolens L. wurden unter verschiedenen Kulturbedingungen untersucht. Die Entwicklung der Piastiden in Dauerlichtkulturen und in acht Wochen im Licht gewachsenen und dann verdunkelten Kalli entspricht einer Amyloplasten-Chloroplasten-Chromoplasten-Metamorphose. Dabei zeichnen sich die Chloroplasten grüner Kalli durch eine ungewöhnlich langgestreckte, äußere Form aus. In den Dauerdunkelkulturen werden keine Etioplasten, sondern zunächst wie in den Lichtkulturen Amyloplasten gebildet, aus denen sich verschieden gestaltete Leukoplasten entwickeln. Bei Belichtung der Dunkelkulturen findet eine Leukoplasten-Chloroplasten-Metamorphose statt. In bestimmten Entwicklungsstadien treten in den Piastiden kristallähnliche Körper auf. Grüne Kalli aus Lichtkulturen besitzen die typischen Pigmente grüner Blätter, allerdings in sehr geringer Menge. Kalli der Dauerdunkelkulturen bilden keine Chlorophylle und nur wenig Carotinoide, vor allem Neoxanthin und Violaxanthin. Während des Ergrünens belichteter Kalli aus ursprünglichen Dunkelkulturen nehmen der Chlorophyll- und Carotinoidgehalt der Kalli stark zu. Dabei bildete sich im Laufe mehrerer Wochen nach unterschiedlich intensiver Synthese der einzelnen Pigmente die Gesamtpigmentgarnitur der Lichtkulturen aus. Während der Alterung der Kalli im Licht und im Dunkeln nehmen die Chlorophyll- und Carotinoidgehalte der Kalli stark ab. Unser Dank gilt für anregende Diskussion und für Mithilfe bei der Untersuchung am Elektronenmikroskop Herrn Dr. O. Grundler sowie für ausgezeichnete technische Mitarbeit Frau A. Peschke , Frau M. Nöth und Frau A. Krüger. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sind wir für Sachbeihilfen und der Universität Würzburg für ein Forschungsstipendium (an R. K.) zu Dank verpflichtet.     

Das Photosynthesevermögen einiger Immergrüner während des Winters und seine Reaktivierungsgeschwindigkeit nach scharfen Frösten

Das Photosynthesevermögen von Pinus cembra und Rhododendron ferrugineum sowie von Pinus contorta, Picea glauca und Pseudotsuga menziesii wurden kurz nach Entnahme der Zweigproben und nach Verwöhnung wiederholt gemessen. Erstere Pflanzen stammten vom Patscherkofel bei Innsbruck, 2 000 ü. NN und wurden bei 16 °C Lufttemperatur und 30 000 Lux gemessen; die letzteren drei Baumarten von Kananaskis, 1 400 m ü. NN, Alberta, Kanada, bei Bedingungen von 15 °C und 5 500 Lux. Tiefe Temperaturen reduzieren bei allen fünf Arten das Photosynthesevermögen ganz erheblich. Nach scharfen Frösten tritt bei allen Arten trotz optimaler Umweltsbedingungen im Licht kurz nach Entnahme Respiration auf. Die Reaktivierungsgeschwindigkeit des Photosyntheseapparates ist aber je nach Art verschieden. Pinus cembra und Pinus contorta sind erst nach längerer Zeit aus ihrer tiefen Winterruhe zu aktivieren (3 bzw. 10 Tage bis zu 50% CO₂-Aufnahme der Hochleistungsperiode). Rhododendron ferrugineum, Picea glauca und Pseudotsuga menziesii können zu allen Meßterminen nach weniger als eintägiger Verwöhnung CO₂ binden. Nach längerer Verwöhnung können sie alle — auch im Winter — sommerliche Photosynthesewerte erreichen. Die verschiedene Reaktion von Pinus cembra und Rhododendron ferrugineum läßt sich mit dem verschiedenen Resistenzverhalten und den unterschiedlichen Wuchsorten deuten. Das verschiedene Verhalten der drei Baumarten der Rocky Mountains weist keine Parallelen mit der Temperaturresistenz oder Knospenöffnung auf. Umfärbung, Wassergehalt und Chlorophyllaktivierung geben Anhaltspunkte zur Klärung der unterschiedlichen Reaktivierungsgeschwindigkeiten des Photosyntheseapparates nach Frösten. Warmwetterperioden während des Winters können daher von Pinus contorta zur Stoffproduktion nicht genutzt werden, während dies bei Picea und Pseudotsuga, sofern Bodenwasser verfügbar ist, möglich wäre. Diese Ergebnisse könnten eine unter vielen Ursachen für die natürliche Vegetationsfolge sein     

Funde von Triticum-Resten aus einer hallstattzeitlichen Getreidespeichergrube in Bratislava-Devin/CSSR

Bei den archäologischen Grabungen im Areal des nationalen Kulturdenkmals der Burg Devín wurden verkohlte Getreidereste aus der Hallstattzeit gefunden. Die Analyse dieser verkohlten Reste ergab, daß in einer Speichergrube zwei Weizenarten enthalten waren: Triticum spelta L. und Triticum dicoccon Schr. Die Materialmenge ermöglichte eine Beurteilung und Wertung der einzelnen generativen Organe von Triticum spelta und Triticum dicoccon und eine Beschreibung ihrer Charakteristika. Wir werteten Ähren, Ährchenbruchstücke und Körner aus, die wir aus eindeutig unterscheidbaren ein-, zwei- und dreiblütigen Ährchen durch mechanische Entfernung der Spelzen gewonnen haben. Die Zahl der so gewonnenen Körner betrug mindestens 100 von jeder gewerteten Gruppe und diese Mischung beurteilten wir metrisch und visuell (Tab. 2 und 3, Abb. 3 und 4). Der Fund des hallstattzeitlichen Getreides von Bratislava-Devín ist vom archäobotanischen Gesichtspunkt bedeutungsvoll. Während der Emmer im nördlichen Karpatenbecken während der Hallstattzeit nicht selten war, ist der Fund von Spelt einzigartig. Bislang war diese Weizenart auf tschechoslowakischem Gebiet noch niemals, auch nicht aus anderen archäologischen Epochen, nachgewiesen worden.     

Lichtsammlerpigment-Protein-Komplexe

Neben zahlreichen Präparaten, welche photoaktive Reaktionszentren enthalten, wurden auch verschiedene Lichtsammlerpigment-Protein-Komplexe ohne meßbare photochemische Aktivität isoliert. Es gelang uns, aus Chromatophoren von Rhodospirillum rubrum G-9 nach vollständiger Abtrennung der Reaktionszentren einen Bakteriochlorophyll-Protein-Komplex mit dem Detergens LDAO aus der Membran herauszulösen. Das Lichtsammlerpigment ist vorwiegend mit einem Protein, bestehend aus Proteinuntereinheiten von 12,5 kd Molekulargewicht, assoziiert. Das Protein ist in einem Chloroform-Methanol-Gemisch löslich. Durch Gelfiltration auf Sephadex LH-60 im genannten organischen Lösungsmittel kann es von Bakteriochlorophyll und Detergens abgetrennt werden. Die Aminosäureanalyse ergibt für das Protein eine vorwiegend hydrophobe Zusammensetzung. Diese stimmt weitgehend mit der eines organisch löslichen Proteins aus dem Photorezeptor-Komplex von R. rubrum-Wildtyp überein (loach 1976). Eine ausführliche Publikation über Isolierung und Charakterisierung des Lichtsammlerpigment-Komplexes und der daraus isolierten Protein-Untereinheit ist in Vorbereitung.     

Der Einfluß von Störreizen auf die Antwortbereitschaft bei der Richtbewegung der Erdkröte (Bufo bufo L.)

Löst man bei der Erdkröte (Bufo bujo L.) die Richtbewegung (Taxis) als 1. Teilglied der Beutefanghandlung mit einer bewegten Beuteattrappe unter konstantem Darbietungswinkel auf einem Auge wiederholt aus, so sinkt die Richtbereitschaft langsam ab (Reizserie). Innerhalb einer Reizserienfolge (mehrere Reizserien, getrennt durch Erholungspausen konstanter Dauer) vermindert sich die Anzahl der Richtbewegungen je Reizserie annähernd exponentiell. Es wurde geprüft, in welcher Weise der Verlauf der taxisspezifischen Ermüdung durch optische, akustische und taktile Reize gestört werden kann. Optische Störreize waren Bewegungsreize (bewegte Beuteattrappe) auf das andere Auge oder auf eine andere Retinapartie. Als akustisches Störsignal diente eine elektrische Klingel. Taktile Störreize waren Borstenreize (punktförmige Reize) oder Wasser (Flächenreize).

• 1 Optische und taktile Reize während einer Erholungspause förderten die Erholung der zuvor ermüdeten Richtbewegung (Bahnung bzw. Aufmerksam-keitssteigerung).
• 2 Akustische und taktile Störreize während einer Reizserie konnten die Richtbereitschaft anhaltend oder kurzfristig unterdrücken (Aufmerksamkeitsverschiebung). Im ersten Fall gewöhnte sich die Kröte an den Störreiz relativ langsam; dann nahm die Anzahl der Richtbewegungen ab. Im zweiten Fall gewöhnte sie sich schnell an ihn, und die Phase maximaler Richtbereitschaft wurde innerhalb der Reizserie nur zeitlich verschoben.

     

2. Erwin Bünning,Gundel Hailer und Walter Mayer: Probleme der endogenen Tagesrhythmik einiger Pflanzen unter arktischen Bedingungen

• 1 . Auch Pflanzen arktischer Regionen, selbst in Spitzbergen gesammelte, können eine endogene Tagesrhythmik zeigen.
• 2 . Freiland- und Laboratoriumsversuche zeigen, daß die endogene Tagesrhythmik von Phaseolus multiflorus durch Schwankungen der Lichtintensität, wie sie in arktischen Regionen (selbst solchen in der Nähe des Polarkreises) zur Zeit der Mitternachtssonne vorkommen, nicht synchronisiert wird. Es sind hierzu vielmehr Intensitätsdifferenzen zwischen Tag und Nacht im Verhältnis von 40:1 oder mehr erforderlich.
• 3 . Selbst geringe Temperaturschwankungen können aber im Zusammenwirken mit sehr viel geringeren Differenzen der Lichtintensität synchronisieren.
• 4 . Bei Astragalus-Arten ist der relativ korrekte Lauf der endogenen Tagesrhythmik auch über mehrere Tage eines nicht synchronisierten Licht- und Temperaturwechsels hinweg gewährleistet. Entscheidend ist dafür die Tatsache einer Spontanperiode von annähernd 24 Stunden und deren Einhaltung in einem weiten Temperaturbereich. Bei mehreren daraufhin geprüften Leguminosen aus den Tropen hingegen erreichte die Spontanperiode nur bei Temperaturen von 27°C Werte zwischen 24 und 26 Stunden; bei 17°C hingegen wird sie wesentlich höher, in dem hier zunächst mitgeteilten Beispiel von Phaseolus mungo 32 Stunden.

Für die Unterstützung der Arbeit in Kevo sei Herrn Prof. P. KALLIO, Turku, gedankt.     

6. Jonas Dagys und Petras Bluzmanas: Gebundene Bios-Wuchsstoffe in Boletus edulis

• 1 . Plankton und Detritus können noch weitgehender als bisher erfaßt werden, wodurch die biochemischen Untersuchungen über den Stoffhaushalt der Gewässer eine unterstützende Förderung erfahren. Damit verringert sich immer mehr die Nährstoffdifferenz betreffs geformter Bestandteile, auf welche früher A. PÜTTER hingewiesen hat.
• 2 . Die Schwebekörper (Plankton und Tripton [Detritus]) werden durch mechanische und optische Verfahren nachgewiesen, teils auf hellem, teils auf dunklem Grunde (Abb. 1).
• 3 . Es empfiehlt sich, vor Anwendung von Sedimentierverfahren das Plankton, wie üblich, qualitativ (RUTTNER), aber auch quantitativ, lebend zu prüfen, um möglichst weitgehend den natürlichen Verhältnissen Rechnung zu tragen. Dies gilt besonders für die Gruppe der sehr zarten Organismen, welche zähltechnisch gleichsam zwischen Bakterien und Netzplankton rangieren und für den Nährstoffhaushalt der Gewässer auch mengenmäßig bedeutsam sind.

     

Enzymatische Differenzierung der Symbiose von Glycine max und Rhizobium japonicum mit effektiven und ineffektiven Stämmen

Die Symbioseentwicklung von Glycine max und Rhizobium japonicum 61-A-101 in Nitrogenaseaktiven Wurzelknöllchen wird anhand des Knöllchenwachstums, der Nitrogenaseaktivität und einiger Enzyme des N-Stoffwechsels verfolgt: Aspartat-Aminotransferase = AST (E.C. 2.6.1.1.), Alanin-Amino-transferase = ALT (E.C. 2.6.1.2.), Glutamat-Dehydrogenase = GDH (E.C. 1.4.1.2.), Glutamat-Synthase = GOGAT (E.C. 1.4.1.13.), Glutamin-Synthe-tase = GS (E.C. 6.3.1.2.) und Alanin-Dehydrogenase = ADH (E.C. 1.4.1.1.). Die spezifischen Aktivitäten der AST, ALT und GDH aus dem pflanzlichen Cytoplasma durchlaufen ähnlich wie die bakterielle Nitrogenase ein frühes Maximum während der Knöllchenentwicklung, während sie in den Bakteroiden niedriger sind (20 bis 40 %) und sich geringfügiger verändern als in der pflanzlichen Fraktion. Die GS aus den Bakteroiden zeigt konstant niedrige Werte (um 350 mUnits), während in der pflanzlichen Fraktion ein Aktivitätsanstieg von etwa 1,2 Units am 19. Tag auf über 6 Units am 50. Tag meßbar ist. Die bakterielle ADH weist in demselben Zeitraum einen ähnlichen Anstieg (bis 300 mUnits) auf. Die GOGAT-Aktivitäten liegen in den Bakteroiden zweibis dreimal höher als im pflanzlichen Cytoplasma und steigen leicht an. Die Ergebnisse bei verschiedenen Soja-Sorten werden dargestellt. Die Auswirkungen der Infektion mit einem ineffektiven Stamm von Rhizobium japonicum (61-A-24) auf die Enzymaktivitäten werden untersucht. Sowohl die bakteriellen als auch die pflanzlichen Enzyme AST, ALT und GDH weisen eine ähnliche Entwicklung ihrer Aktivitäten wie in effektiven Knöllchen auf. Die pflanzlichen GOGAT- und GS-Aktivitäten und die der bakteriellen ADH liegen allerdings viel niedriger. Die GS-Aktivitäten aus den Bakteroiden übertreffen die spezifischen Aktivitäten aus effektiven Zellen um das Drei- bis Vierfache. Der ineffektive Rhizobienstamm unterscheidet sich auch vom effektiven dadurch, daß er bei den infizierten Pflanzen zu einer Erhöhung der Knöllchenzahl mindestens bis zum 50. Tag führt, im Gegensatz zu den N₂-fixierenden Pflanzen, die ihre Knöllchenzahl ab dem 15. Tag nicht mehr steigern. Ein Vergleich der Enzym-Aktivitäten aus Bakteroiden mit den Aktivitäten von Nitrogenaserepremierten und -derepremierten freilebenden Zellen von Rhizobium japonicum ergibt mehr Übereinstimmung mit letzteren. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im SFB 103 ?Zellenergetik und Zelldifferenzierung”.     

Entwicklung und Ausbreitung des Leindotters (Camelina saliva s. 1.)

Camelina sativa s. 1. stammt aus dem SO-europäisch—SW-asiatischen Steppengebiet (Camelina microcarpa) und ist mit der Ausbreitung des Ackerbaus schon früh zum Kulturbegleiter geworden. Sie hat besonders in Anpassung an den Anbau des Leins (Linum usitatissimum) die Arten Camelina pilosa (Übergangsart) und Camelina alyssum ausgebildet. Wegen der ölreichen Samen ist die Pflanze schon in prähistorischer Zeit in Reinkultur angebaut worden, und es entwickelte sich die großsamige Art Camelina sativa s. str. Nach spätneolithischen und bronzezeitlichen Funden breitete sich der Anbau dieser Kulturpflanze von Südosten kommend in Mitteleuropa aus. In der Eisenzeit war ihre Nutzung allgemein üblich. Besonders häufig sind Fundorte der meist verkohlten Samen- und Schotenreste aus den Gebieten an der Nordseeküste bekannt geworden. Im Rheinland stammen die ältesten Funde aus der Hallstattzeit (etwa 600 v. Chr.). Noch in römischer Zeit war in diesem Gebiet der Dotteranbau weit verbreitet. Im Mittelalter hingegen hatte die Pflanze an Bedeutung verloren, wurde aber vereinzelt noch bis in unsere Zeit genutzt. Der kleinsamige Leindotter (Camelina microcarpa) ist zweimal durch Funde aus kaiserzeitlichen Siedlungen bekannt geworden. Die großen Samen von Camelina alyssum wurden nur einmal in mittelalterlichen Sedimenten gefunden.     

Der Einfluß von Seehöhe und Länge der Vegetationszeit auf das cuticuläre Transpirationsvermögen von Fichtensämlingen im Winter

In Fortführung einer Arbeit über die cuticuläre Transpiration von Fichten und Zirben aus verschiedenen Höhenlagen am Patscherkofel wurden dreijährige Fichten ein Jahr vor Versuchsbeginn in 700 m (Niederung), 1950 m (Waldgrenze) und 2150 m (Krüppelgrenze) ausgesetzt. Zusätzlich verkürzten wir bei einem Teil der Pflanzen an der Waldgrenze die Vegetationszeit an deren Beginn künstlich um fünf Wochen, um für sie besonders ungünstige Entwicklungsbedingungen zu schaffen. Entwicklung und Ausreifung der Neutriebe wurden um so mehr verzögert, in je höherer Lage die Pflanzen standen und je kürzer die Vegetationszeit war. Der unterschiedliche Reifungsgrad der Triebe zu Beginn des Winters bewirkte deutliche Unterschiede in der Höhe der Cuticulartranspiration. Die Triebe, die sich in der Niederung (700 m) während der dort langen Vegetationszeit entwickelt hatten, gaben bei 15 °C und 43% rel. Luftfeuchte nach Spaltenschluß sowohl im Oktober als auch im Februar am wenigsten Wasser ab (3,8 bis 4,5 mg/g TG bzw. 3,9 bis 4,6 mg/dm² h), jene, deren Vegetationszeit wir verkürzt hatten, transpirierten am meisten (10,6 bis 13,9 mg/g TG bzw. 7,4 bis 9,7 mg/dm² h). Dementsprechend nahm auch der Wassergehalt der abgeschnittenen Triebe in der Klimakammer verschieden schnell ab. Trockenschäden traten um so schneller auf, je weniger ausgereift die Triebe waren. Im Februar z. B. hielten die abgeschnittenen Zweige aus 700 m bei den Versuchsbedingungen doppelt so lange aus (123 Stunden) als die mangelhaft entwickelten Triebe mit verkürzter Vegetationszeit (57 Stunden). Die unterschiedliche Höhe der cuticulären Transpiration beruht nur zum Teil auf einer verschiedenen Oberflächenentwicklung der Zweige; vorwiegend ist sie eine Folge verschiedener Transpirationswiderstände. Inwieweit die Dicke und Ausbildung der cuticulären Schichten hierfür entscheidend sind, bleibt noch zu untersuchen. Je kürzer und kühler die Vegetationszeit, die den Pflanzen zur Verfügung steht, desto schlechter können sie also die Wasserabgabe einschränken. Das ist der Hauptgrund dafür, daß bei der winterlichen Belastung des Wasserhaushaltes der Bäume oberhalb der Waldgrenze die Frosttrocknisschäden mit zunehmender Seehöhe rasch stärker werden und nach ungünstigen Sommern besonders stark in Erscheinung treten. Für das Überleben von Fichten an der Waldgrenze dürften drei Monate uneingeschränkter Aktivität der Pflanzen erforderlich sein. Die Experimente haben eine von Michaelis 1934 aufgestellte Hypothese über die physiologischen Ursachen der Wald- und Baumgrenze bestätigt.     

Buchbesprechungen

Unter dem Titel "Physical Methods in Plant Protection" finden sich in diesem englischsprachigen Buch 22 Aufsätze, die Möglichkeiten der Regulation von Schaderregern und Unkräutern mit physikalischen Methoden vorstellen. Die Publikation fasst Forschungsdaten von 41 Wissenschaftlern, vor allem aus Kanada und Frankreich, zusammen. In einem einleitenden Referat verweisen die Autoren u.a. auf die Problematik der Resistenzbildung bei Pathogenen und Insekten als Initiator fÜr eine Weiterentwicklung physikalischer Methoden im Pflanzenschutz. Das Buch bietet dem Leser Informationen zu alternativen Bekämpfungsstrategien gegen Schaderreger im Freiland, unter Glas und im Vorratsschutz, die mit Hilfe ausgewählter Beispiele veranschaulicht werden. Im Kapitel 1 wird unter der Überschrift "Thermal Control Methods" aufgezeigt, wo thermische Verfahren wie das Abflammen oder die Anwendung von Infrarotstrahlung und Heißluftanwendung ihre Einsatzfelder haben. In Mitteleuropa besitzt das "Unkrautflammen" beim ökologischen Anbau von Möhren eine gewisse Bedeutung. Das Kapitel 2 beschäftigt sich mit elektromagnetischen Regulierungsmethoden in 6 Themenaufsätzen recht ausführlich. Von den in Kapitel 3 unter der Rubrik "Mechanical Control" vorgestellten Möglichkeiten alternativer Bekämpfungsverfahren kommt der mechanischen Regulation der Unkräuter im ökologischen Landbau die größte Bedeutung zu. Vor allem durch gute Fortschritte in der Gerätetechnik und damit einem hohen Wirkungsgrad sind sie bei der ökologischen Produktion von Nahrungsmitteln weltweit gut plaziert. Im letzten Kapitel des Buches kann man sich unter dem Stichwort "Pneumatical Control" u.a. mit israelischen Forschungsansätzen vertraut machen. In welchen Bereichen die vorgestellten pneumatischen Verfahren zum Einsatz gelangen ist sicher nicht zuletzt von den jeweiligen ökonomischen Rahmenbedingungen abhängig. Das vorliegende Buch vermittelt einen aktuellen Überblick Über die Möglichkeiten physikalische Methoden und Verfahren zur Produktion gesunder Nahrungsmittel zu nutzen. Mit Fragen des Pflanzenschutzes befasste Kolleginnen und Kollegen in Beratung, Industrie, Forschung und Praxis aber auch Studenten landwirtschaftlicher und biologischer Fachrichtungen kann diese Publikation als Lektüre empfohlen werden. Ch. Volkmar, Halle     

Vergleichende Untersuchungen zum Kontaktverhalten verschiedener Arten der Gattung Tilapia (Cichlidae,Pisces) und ihrer Bastarde

• 1 Tilapia tholloni (Substratbrüter), T. nilotica (weiblicher Maulbrüter) und T. heudeloti macrocephala (männlicher Maulbrüter) wurden künstlich erbrütet und ihre angeborenen Kontaktreaktionen in standardisierten Attrappenversuchen untersucht.
• 2 Das Kontaktverhalten muß während einer kritischen Phase (bei T. nilotica unter den angegebenen Versuchsbedingungen bis ungefähr zum 21. Tag nach dem Ablaichen) aktiviert werden, wenn es längere Zeit andauern soll (= Reaktionsphase). Die Reaktionsphase kann bei T. nilotica mehrere Wochen dauern. In ihr nimmt die Reaktionsstärke (Anzahl und Dauer der Kontakte) zunächst rasch zu, erreicht ein Maximum und nimmt dann allmählich wieder ab. Anstieg, Maximum und Abnahme sind an bestimmte Entwicklungsabschnitte gebunden, weitgehend unabhängig davon, ob die Tiere zuvor schon Kontaktverhalten geäußert haben oder nicht. Die Kontaktreaktionen unterscheiden sich u. a. durch die Dauer der Kontakte: tholloni = 0,7 Sek., nilotica = 86,5 Sek., heudeloti m. = 1,5 Sek. je Tag und Tier (Maximalwerte bei bestimmten, für alle Arten gleichen Versuchsbedingungen).
• 3 Von der Aufzuchttemperatur hängt es ab, in welchem Entwicklungsabschnitt die Reaktionsphase liegt. Das Reaktionsmaximum junger T. nilotica lag bei 24° C am 9., bei 29° C am Tag nach der Eiablage.
• 4 Geblendete nilotica-Jungfische zeigten nur zu Beginn der Reaktionsphase schwaches Kontaktverhalten, normale Tiere äußerten gegenüber einer durchsichtigen Glasattrappe abgeschwächtes, nur kurze Zeit dauerndes Kontaktverhalten. Das Kontaktverhalten wird durch mechanische (Strömung) und optische Reize ausgelöter und gesteuert.
• 5 Junge Maulbrüter aus kleinen Eiern erreichten eine längere Kontaktdauer als solche aus größeren. Nach künstlicher Reduktion der Dottermenge um 10–20%) erhöhte sich die Kontaktdauer bei jungen nilotica um 23,1%, die Zahl der Kontakte nahm gleichzeitig um 7,6% ab. Die ♀♀ der substratbrütenden T. mariae legen große Eier, die Jungen zeigten gegenüber Attrappen intensive Kontaktreaktionen. Es wird die Frage diskutiert, ob das Erreichen einer bestimmten Eigröße eine Voraussetzung für das Entstehen des Kontaktverhaltens gewesen sein könnte.
• 6 Die Kurzkontakte junger T. tholloni werden aus ihrer Orientierungsreaktion abgeleitet und als Vorstufe des Kontaktverhaltens gedeutet.
• 7 7. Mehrere Tilapia-Arten wurden künstlich gekreuzt. Bei Verwendung von tholloni-Sperma wiesen die Bastarde eine erhöhte Sterblichkeit auf. Aus der Kreuzung T. tholloni ♀ ～ T. nilotica ♂ (Substratbrüter ～ weiblicher Maulbrüter) gingen nur ♀♀ hervor. Die Kreuzung T. heudeloti macrocephala ～ T. nilotica (männlicher ～ weiblicher Maulbrüter) erbrachte fertile F₁- und F₂-Generationen sowie alle vier möglichen Rückkreuzungen. Bei der Vererbung des Kontaktverhaltens (gemessen an der Dauer der Kontakte) scheinen relativ wenig Erbfaktoren mitzuwirken, T. heudeloti m. erwies sich gegenüber nilotica als praevalent. Ein Teil der Bastarde aus der Kreuzung T. tholloni ♀ ～ T. nilotica ♂ (F₁) (Substratbrüter ～ weiblicher Maulbrüter) lag auf der Merkmalsskala zwischen den Ausgangsarten, der Rest verteilte sich sowohl auf den Bereich von tholloni als auch auf den Bereich von nilotica.

     

Über Konvergenzen bei embryologischen Merkmalen der Angiospermen

Beispiele für analoge und homologe Konvergenzen bei embryologischen Merkmalen der Angiospermen — einschließlich Sporogenese, Gametogenese und Samenentwicklung — werden unter Berücksichtigung einiger bisher nicht veröffentlichter Angaben und im Zusammenhang mit systematischen, merkmals-phylogenetischen und funktionellen Fragen erörtert. Erwähnt werden u. a. Monokotylie, Haustorienbildungen, Typen von Speichergeweben in Samen, Mikrospermie, Polyembryonie, Elaiosomen, ferner abgeleitete Typen von Samenanlagen und Embryosäcken sowie Pseudoembryosäcke, Antipoden-Vermehrung, Dreikernpollen, Tetraden- und Kryptotetraden-Pollen, bisporangiate Antheren. Näher eingegangen wird auf das helobiale Endosperm und auf andere Typen von “Basalapparaten” bei Embryosäcken, die einem Teil des Endosperms, den Antipoden oder Nucellus-Zellen homolog sein können und bei denen bis in die neueste Zeit Fehlinterpretationen vorgekommen sind. Entgegen den Ansichten von Swam Y und Mitarbeitern wird erneut betont, daß typisches helobiales Endosperm nicht auf die Monocotyledonen beschränkt ist, sondern konvergent auch bei einigen Dicotyledonen, insbesondere bei Saxifragaceen entstand. Saxífraga ähnelt hierin besonders jenen Monocotyledonen-Familien, deren chalazale Endospermkammer früher als die mikropylare zellig wird (Bromeliaceae, Philydraceae, Sparganiaceae, Typhaceae). Das helobiale Endosperm scheint phylogenetisch teils vom zellulären, teils vom nukleären abzustammen.     

Lichtbedingte Orientierungen der Chlorophyllmoleküle in Algenchloroplasten

Der Mesotaenium-Chloroplast hat in Kantenstellung ein Extinktionsmaximum bei λ = 670 nm, in Flächenstellung ein solches bei λ = 680 nm. Chi 660 und 680 sind im Mesotaenium- und im Mougeotia-Chloroplasten parallel zur Thylakoidfläche orientiert. Das gleiche gilt für das Chl 670 des Mougeotia-Chloroplasten, während dieses Chlorophyll im Mesotaenium-Chloroplasten teils flächenparallel und teils flächennormal ausgerichtet ist. Das Molekül bzw. die Porphyrinebene des flächenparallel ausgerichteten Chlorophylls kann mit seinem Rotübergang (Elektronenoscillator für die Absorption roten Lichtes) bzw. mit seinem Blauübergang zusätzlich parallel zur Chloroplastenlängsachse orientiert sein. Die Ausrichtung der Chlorophyllmoleküle steigert sich mit der Lichtintensität, wird jedoch durch DCMU bzw. durch 4-Amino-6-isopropyl-3-thiomethyl-1,2,4-triazin-5-on gehemmt bzw. völlig unterbunden. Herrn Prof. Dr. G. Schulz , Fachbereich Physik der Universität des Saarlandes, danken wir für die Unterstützung bei der Durchführung statistischer Teste, den Farbenfabriken Bayer, Leverkusen, für die Überlassung des 1,2,4-Triazinons.     

Elektronenmikroskopische Feinstrukturanalyse von nativen Biliproteidaggregaten und deren räumliche Ordnung

Die Biliproteide der Cryptophyceen Cryptomonas maculata (Phycoerythrin-545), Chroomonas spec. (Phycocyanin-645) und Hemiselmis rufescens (Phytoerythrin-555) lassen sich in der Aggregationsform von Dimeren (αβ)₂ isolieren. In Ultradünnschnitten strukturell gut erhaltener Zellen sind sie entweder dispers innerhalb der Lumina der Thylakoide vorhanden oder lokal in Form feiner Säulenreihen senkrecht zur inneren Oberfläche der Thylakoidmembranen ausgerichtet. Die Biliproteide B-Phycoerythrin, C-Phycocyanin und Allophycocyanin der einzelligen Rotalge Rhodeila violacea sind in vivo als Phycobilisomen aggregiert und mit der äußeren Oberfläche der Thylakoidmembranen verbunden. Bei stärkerer Vergrößerung bestehen isoliertes natives C-Phycocyanin und Allophycocyanin aus sechs globulären Proteinuntereinheiten in ringförmiger Verknüpfung mit einem zentralen Loch. Diese Aggregate können als Trimere (αß)₃ angesehen werden. Natives B-Phycoerythrin auf der anderen Seite enthält neben der ähnlich aufgebauten Peripherie eine zentrale Untereinheit, die zwei flächig miteinander aggregierte Ringe globulärer Proteinuntereinheiten zusammenhält. Dreiereinheiten, ein gut definiertes Bauelement der Phycobilisomenperipherie von Rhodella violaceae, enthalten B-Phycoerythrin und C-Phycocyanin im molaren Verhältnis 2: 1 (koller et al. 1978). Jedes der drei Scheibchen der Dreiereinheit besitzt eine ähnliche Morphologie in Profilansicht und besteht aus zwei Ringen globulärer Proteinuntereinheiten. Diese Tatsache steht in Einklang mit den Beobachtungen an Isolaten nativen B-Phycoerythrins und stützt die Ansicht einer flächigen Aggregation von zwei trimeren C-Phycocyanin-Ringen in vivo zum Aufbau eines Teils der Dreiereinheit. Ein verbessertes Modell des Phycobilisoms von Rhodella violacea wird vorgestellt.     

Paläo-ethnobotanische Befunde an mittelalterlichen Pflanzenresten aus Süd-Niedersachsen,Nord-Hessen und dem östlichen Westfalen

In den letzten Jahren wurden aus dem Mittelalter stammende Pflanzenreste an 20 Fundorten Süd-Niedersachsens sowie an sechs benachbarten Fundplätzen der angrenzenden Bundesländer geborgen und der paläo-ethnobota-nischen Bearbeitung zugeführt (Abb. 1). Die Fundplätze befinden sich ausnahmslos im Bereich trockener Mineralböden; allerdings konnten an einigen Fundorten auch Feuchtbodenablagerungen in Brunnen, Gräben, Gruben und Kloaken angeschnitten werden. Daher liegen außer den aus durchlüfteten Trokkenböden stammenden verkohlten Pflanzenresten auch zahlreiche unverkohlte Pflanzenteile vor. Es handelt sich jedoch in jedem Fall um Streufunde und Abfälle; mit ihrer Hilfe läßt sich ein relativ repräsentatives Bild von der Mittelaltersituation gewinnen. Der Aussagewert der einzelnen Fundkomplexe ist jedoch unterschiedlich; er hängt von Entstehungsweise und Beschaffenheit der die Funde führenden Sedimente ab. Bei der Auswertung derartiger Pflanzenreste sind daher zahlreiche, fundplatzspezifische methodische Probleme zu berücksichtigen, die in der vorliegenden Arbeit diskutiert werden (Kap. 3). Entsprechend sind die Erwartungshorizonte, die an die einzelnen Fundkomplexe geknüpft werden können, unterschiedlich. Zu ihrer Kennzeichnung wurde eine Reihe von Signaturen entwickelt, die den Fundstellencharakter anzeigen. Diese Signaturen sind in der Fundplatzkarte (Abb. 1) eingetragen und erläutert. Bei den bisher durchgeführten Analysen konnten etwa 100 Arten mit Hilfe ihrer Früchte und Samen bestimmt werden (Tab. 1). Getreidekörner und Leguminosen-Samen sind ausschließlich verkohlt, die Lein-Nachweise sind es zum Teil. Die Belege von Kultur- und Wildobst sowie die von Unkräutern und Wildpflanzen sind mit wenigen Ausnahmen unverkohlt. Daher kommen Nachweise dieser Artengruppen nur in Feuchtboden-Ablagerungen vor, die daher besonders wertvoll sind (Kap. 4). Pflanzenfunde aus Gräbern zeigen, daß Hopfen und Artemisia im Zusammenhang mit der Bestattung von Bedeutung gewesen sind (Kap. 5.1). Unter den Kulturpflanzen hatten Roggen und Weizen während des Mittelalters die größte Bedeutung im Untersuchungsgebiet erlangt. Der Anteil von Gerste und Hafer war wesentlich geringer. Wildobst wurde im ganzen Zeitraum intensiv gesammelt und genutzt. Die Kulturobstarten haben erst im Hoch- und Spätmittelalter an Bedeutung gewonnen. Wein und Walnuß sind aller Wahrscheinlichkeit nach im Gebiet kultiviert worden. Eßkastanienfunde gehen auf Importhandel zurück (Kap. 5.2 und 5.3). Der größte Teil der nachgewiesenen Mittelalter-Flora ist auch heute noch im Gebiet Süd-Niedersachsens vorhanden. Agrimonia procera, Neslia paniculata und Xanthium strumarium fehlen heute allerdings im Bereich ihrer Mittelalter-Fundorte und sind auch sonst selten geworden. Unter den Lebensformen der nachgewiesenen Arten herrschen Therophyten und Hemikryptophyten vor (Tab. 2; Kap. 5.4.1). Aussagen über die damals vorhandenen Standortsverhältnisse werden mit Hilfe der ökologischen Zeigerwerte Ellenbergs abgeleitet und in einer Tabelle (Tab. 3) sowie in Öko-Diagrammen und vergleichenden Standortsfaktoren-Diagrammen zur Darstellung gebracht (Abb. 2–6). Danach waren die Standorte hinsichtlich des Licht-, Temperatur-, Kontinentalitäts- und Bodenfeuchte-Faktors im Umkreis der vier, in dieser Hinsicht untersuchten Siedlungen weitgehend gleichartig. Deutliche Unterschiede zeigen sich jedoch hinsichtlich der Bodenazidität und des Stickstoff-Faktors (Kap. 5.4.2). Die mittelalterlichen Vegetationsverhältnisse im Umland der Siedlungen konnten unter Berücksichtigung methodischer Probleme auf der Grundlage von Ellenbergs Angaben über das soziologische Verhalten der nachgewiesenen Arten rekonstruiert werden. Ein vergleichendes Sozio-Diagramm (Abb. 7) zeigt, daß es auch in dieser Hinsicht viele Gemeinsamkeiten gegeben hat. Bemerkenswert ist die allgemeine Verbreitung von Zweizahn-Schlammfiuren. Die heutigen Hackunkräuter wuchsen damals offensichtlich in ± lückigen Sommergetreidefeldern. Auf den Wintergetreideäckern gab es bereits Secalinetea-Gesellschaften. Die Ruderalgesellschaften zeigten unterschiedliche Ausbildungen. Hervorzuheben ist die geringe Bedeutung und Ausdehnung von Grünlandgesellschaften. Gebüsche und Hecken im Nahbereich der Siedlungen hatten als Wuchsorte der regelmäßig genutzten Wildobstarten eine erhebliche ökonomische Bedeutung.