Studio Sul Ciclo Annuale del Fitoplancton del Lago di Piediluco (Umbria)

Abstract

Researches about the cycle of the phytoplankton in the lake of Piediluco (Umbria). — The Authors studied the phytoplanktonic productivity within an year (1960–1961) in the lake of Piediluco (Central Italy); they have tried also to bring into evidence eventual changes in the phytocoenosis of the lake, basing themselves on some phytoplanktonic analysis made by Pasquini (1924) and by Marchesoni (1940) on samples collected before that Nera River was put in the lake for hydroelectric purpose.

The lake of Piediluco, which is a relict of the ancient Pleistocenic lake (Velino lake), is prevàilingly alluvial in origin and it is the second lake of Umbria in extension, after Trasimeno lake, having a surface of Kmq. 1,52. It is situated in the plain of Rieti at 368 m. level s. l. m. and it is 19 m. deep (Fig. 1).

In 1932 this lake was exploited to have hydroelectric energy and the « Società Elettrica Terni » built the Stoney dike along Velino River and digged also a canal connecting the lake with the river; another derivation canal, which puts Nera River into the lake of Piediluco, was also digged.

Every month, from October 1960 to October 1961 in the eulimnic zone of the lake were collected qualitative (surface and vertical) and quantitative samples (at 1, 3, 5, 10, 15 and 19 m.) and some environmental factors as: temperature, contents in oxygen, in organic matter, in N-NH₄, in N-NO₃ and in P-PO₄ were studied.

After the putting of Nera River in the lake, the thermic regime changed: in summer there was a sinking and in winter a rise in temperature.

As we can see (Table I), the lake is of a tropical type and in winter it is in homothermal conditions; in summer there is a thermal stratification, which is of brief duration. The thermocline is evident only in June and July (Fig. 2).

The Table II, in which the quantities of oxygen dissolved in the water are reported, puts in evidence that the lake of Piediluco has an holomictic regime.

After the period of June, July and August, in which the oxygen contents of the deep waters is very low, there is in the late autumn the turnover which produces a complete mixing of superficial and deep waters (Fig. 3).

During the most part of the year phenomena of hypersaturation in O₂ take place in the surface (Table III): the highest amounts are reached in May, June, July and August. The highest percentage in O₂ is reached during the most part of the year in the surface waters (Fig. 4).

This high concentration is simply biologic in origin: it is due to the photosynthetic activity of phytoplankton which has numerically increased in this period.

Tables IV, V, VI and VII show the seasonal variations of the dissolved organic matter, of N-NH₄, of N-NO₃ and P-PO₄; they show also that the nutritive substances (mainly N-NO₃ and P-PO₄ which affect the productivity of the lake of Piediluco, undergo an annual cycle: a phase of consumption on the part of the algal flora living in the surface during spring and summer; a phase of production at the bottom during the summer-autumnal stratification and a winter phase of redistribution of these bottom reserves to all the mass of water owing to the late-autumnal turnover.

The qualitative (Table VIII and Table IX) and quantitative (Table 10/A and 10/B) analysis show an absolute prevalence of Diatoms during all the period in which the planktonic hauls have been carried out.

On a quantitative point of view they have a very large majority with regard to the other classes: Diatoms by themselves reaches 98%.

The Algae which tipically characterize the lake of Piediluco are: Cyclotella kuetzingiana, C. melosiroides, Fragilaria crotonensis, Synedra ulna, S. danica, S. acus, Asterionella formosa; these are followed by: Peridinium inconspicuum, P. cinctum, Dinobryon divergens, Rhizochrysis limnetica, Gloeococcus schroeteri and Closterium aciculare.

The prevalence of Diatoms during all the year is due not to one species, but to three species which characterize our lake (Table XI): in January and February there is a facies with Asterionella formosa, in April a facies with Synedra ulna and with Asterionella formosa, Cyclotella kuetzingiana, Synedra danica and Fragilaria crotonensis; in May and June a facies with Cyclotella kuetzingiana with Cyclotella melosiroides and Synedra ulna, while in August we have again a facies with Synedra ulna, and with Synedra acus and Cyclotella kuetzingiana. September and October are characterized by Synedra ulna, even though in a smaller amount.

The analysis of two qualitative hauls of surface carried out in the zone with a vegetation mainly constituted by Arundo phragmites (Table XII) put in evidence that the littoral vegetation affects the phytoplanktonic composition because it is on a qualitative point of view more rich of algal species than the eulimnic zone.

Before that Nera River was put in the lake, the phytoplankton of this lake was characterized by Peridinium cinctum and Ceratium hirundinella; now these species reduced themselves very much.

The Authors, in order to explain this modification in the algological composition, attach importance to the changing of the thermic conditions and perhaps to the increased turbulence of waters caused by the putting in of Nera River (on an average 16–17 mc/sec.).

Valuing the degree of trophism of the lake of Piediluco with the Diatom quozient (Nygaard et al.) and the Compound index (Nygaard, 1949), the lake must be considered eutrophic, but if we consider some environmental factors and the presence of some Algae, we conclude that the lake has a character tending to eutrophy.     

Diatomee del Mare Adriatico

Riassunto

L'A. ha esaminato alcune raccolte a Diatomee marine provenienti da una serie di località site lungo la costa Istriana. L'analisi dei suddetti materiali gli ha permesso di presentare un elenco di 314 specie di Diatomee.     

Ricerche Sul Movimento Degli Stami in Alcune Berberidacee

Riassunto

L'A. studia i movimenti degli stami di Berberis in natura: trova che nel bocciolo i movimenti sono dovuti a fatti di diversità di accrescimento e di evoluzione dei singoli tessuti: determina il momento e le condizioni fisiologiche in cui si iniziano e la sensibilità e le proprietà contrattili (movimento rapido): mediante osservazioni di tipo sperimentale prova che il movimento rapido di contrazione e quello lento di estensione non dipende da relazioni umorali o di altro genere tra il filamento e gli altri organi del fiore ma è unicamente proprietà intrinseca della cellula contrattile: basandosi su questo fatto e sui dati ottenuti negli altri lavori riporta ad un unico schema i vari movimenti che lo stame compie da quando ha acquistato la proprietà contrattile fino al suo distacco dall'asse fiorale.     

Ricerche Sull'infrastruttura del Coleottile di Avena

Abstract

Researches on ultrastructure of Avena coleoptile. 3. The sieve elements. — A study on the ultrastructural organization of the mature sieve elements of Avena coleoptile has been carried out. Data suggest that functional phloem tubes are alive and remain alive until they are working. Judging on morphological basis, the metabolic activity of sieve elements should be of peculiar type and low in comparison to that of the companion cells. In fact the cytoplasm is located in a narrow parietal strand, mitochondria, Golgi apparatus and endoplasmic reticulum are present, but they appear very modified; plastids and nucleus are absent. The cytoplasm is bounded externally by a normal plasmalemma, whilst the vacuole has no visible limits: a tonoplast is, therefore not identifiable.

The strands connecting the superimposed sieve elements with one another through the sieve plate result to be made by a double membrane system very similar to the endoplasmic reticulum, which we believe to realize cytoplasmic continuity between phloem tubes.

The data reported are more favorable to the existence in the sieve tubes of an active mechanism of translocation of organic solutes than a passive mass-flow.

The collaboration of companion cells in the translocation mechanism has been discussed.     

Ricerche Sull'Appendice Clavata Nell'Antera del Nelumbo Nucifera

Riassunto

La porzione estrema dello stame di Nelumbo nucifera è elavata ed è da considerasi anatomicamente continuazione dell'antera. La funzione dell'appendice, tenuto conto dell'accumulo e scomparsa dell'amido e dell'innalzamento di temperatura riscontrato, è quella di riscaldamento per rapida combustione nell'antesi.     

Ricerche Cariologiche e Embriologiche Sul Genere Rudbeckia (Asteraceae)

Summary

The author describes the different modalities of the cellularisation of the adult gametophyte of Rudbeckia laciniata L. The several cases are arranged according to the number and the type of differentiation of the cells of the gametopyte. Of each type it is stated the frequency, calculated in about 500 cases.

The author remarks that the differentiation of the single cells is owing to »an effect of the position«, which exists in the displacement of the nuclei of the gametophyte regarding the proendospermatic cell, to which cell, however, one can attribute a pre-eminent »power of organization«. The displacement of the nuclei is after all the consequente of the stage of the » polarisation «.     

Ricerche Sulla Istologia del Legno Secondario Delle Gymnospermae

Summary

The anatomy and histology of the secondary wood of Pinus halepensis Mill. has been studied.

The wood of Aleppo Pine does not differ from that of the other Conifers already investigated.

The tracheids shaw a strong dimorphism, with the presence of prevalently conducting elements and strongly mecanic ones.

In both spring and autumn woods the two tipes of elements are to be found, although in different proportions.

The best character to espress this dimorphism seems to be »trachcids length «.

The conducting elements are shorter, while the mecanic ones are longer.     

Ricerche Sul Rigonfiamento di Piccola Ampiezza in Mitocondri Isolati di Pisello

Abstract

Low amplitude swelling in isolated pea mitochondria. — The authors have studied the volume changes of isolated pea internode mitochondria occurring in a medium which allows the oxidative activity to proceed. With succinate as substrate respiratory control ratios as high as 9 have been obtained. They can be taken as an index of a tight coupling of mitochondria. The adding of succinate induces on the other hand a slight but continuous swelling which is strongly enhanced by ADP or ATP. Inhibitors of the respiratory chain like antimycin A and of the phosphorylation reactions like atractylate or oligomycin block completely the ADP or ATP-induced swelling. 2,4-dinitrophenol at 5×10^?6 M concentration exerts a strong inhibitory action on succinate oxidation and on swelling. Both actions of 2,4-DNP can be reversed by ATP. It can be concluded from these findings that the substances which slow down or abolish the oxidative and phosphorylative reactions inhibit also mitochondrial swelling. This type of volume changes appears therefore to be strictly energy-dependent.     

Ricerche istologiche sull' innervazione del timo dei Sauropsidi

Zusammenfassung Die sehr zahlreichen Nervenfasern für die Thymus der Sauropsiden gehen hauptsächlich vom zervikalen sympathischen Strang, aber zum Teil auch vom Vagus und vielleicht von den ventralen Ästen der zervikalen Nerven aus und erreichen die Thymus, indem sie den Gefäßen entlang laufen.Die Faserbündelchen, in welchen man oft isolierte oder in Gruppen gesammelte sympathische Zellen antrifft, dringen in das Thymusparenchym ein und hier verästeln sie sich sehr stark. Ein kleiner Teil der Nervenfasern sind Vasomotoren, ein anderer ebenfalls kleiner Teil verschwindet innerhalb von Gruppen von epithelioiden Zellen, welche oft mit drüsenähnlichen Höhlungen versehen sind (einige von diesen epithelioiden Anhäufungen erinnern im Aussehen an dieHassall-Körperchen der Säugetiere); echte typische H. K. sind sehr selten in erwachsenen Tieren nachweisbar.Der größte Teil der Nervenfasern erreicht jedoch die myoiden Zellen und verbindet sich mit denselben. Bei Cheloniern und bei Hühnern ist der Nervenanteil, der den myoiden Elementen vorbehalten ist, wirklich übermäßig groß.Die myoiden Zellen sind bekanntlich ein oft sehr ansehnlicher Bestandteil der Thymus der Sauropsiden, wie bei anderen Wirbeltiergruppen. Sie sind regressiven und progressiven Veränderungen unterworfen: je nach den Jahreszeiten (Dustin), ebenso besonderen funktionellen Bedingungen wie Fasten, Winterschlaf (Hammar); sie zeigen beim Huhn eine Hyperplasie-Hypertrophie als Folge der Kastration und des Alters (Terni).In vorliegenden Untersuchungen sind nebenbei einige neue Tatsachen über die Morphologie der myoiden Zellen festgestellt worden, unter anderen folgende: a) ihre histologische Differenzierung während der Entwicklung tritt sehr spät ein; b) sie sind räumlich von dem retikulär-kollagenen Netze des Thymusläppchens unabhängig, und sie besitzen keine retikulosarkolemmale Membran; c) die strahlenförmige (konzentrische) oder regellose Anordnung der Querstreifung der Myofibrillen in den großen myoiden Elementen bildet sich als Resultat der Verschmelzung von vorher unabhängigen Zellen (weshalb die besprochenen Elemente echte Syncytien sind); d) im Protoplasma der myoiden Zellen finden sich Spuren von Glykogen; usw.Die Verbindungen zwischen Nervenfasern und myoiden Elementen und andere Einzelheiten der feineren Verteilung der Nervenelemente im Thymusläppchen wurden bei Cheloniern und Vögeln besonders eingehend untersucht. An der Oberfläche der myoiden Zellen bilden die Nervenfasern Windungen oder spatel-, knopf-, keulchen- oder füßchenförmige Verbreitungen, welche der myoiden Substanz anhängen (neuromyoide Verbindungen).Die Nervenfasern, welche sich durch diese Endigungsweise mit den myoiden Zellen verbinden, gehören sehr wahrscheinlich zu den postganglionären Neuronen, welche entweder im Thymus (intraparenchymale oder perivasale mikroskopische Ganglien) oder im zervikalen sympathischen Gefäßgeflecht oder im sympathischen Grenzstrang liegen.Über Wesen, Zweck und Ziel der Vagusfibern habe ich mir kein bestimmtes Urteil bilden können.Außerdem befinden sich im Thymusläppchen wenige Nervenzellen des gewöhnlichen sympathischen Typus und in größerer Zahl kleine isolierte Nervenzellen, die zweifellos mit den interstiziellen ZellenCajals zu identifizieren sind. Diese interstiziellen Neuronen befinden sich meistensin der Nähe der myoiden Zellen und liegen oft auf der Oberfläche derselben, indem sie sie mit ihren verästelten Fortsätzen umfassen. Manchmal verbindet sich ein langer und feiner Fortsatz der interstiziellen Neuronen mit einer entfernt gelegenen myoiden Zelle. Diese Nervenzellen müssen zum größten Teil alsautonome effektorische Neurone aufgefaßt werden, wegen ihrer innigen Verbindung mit der kontraktilen Substanz. Wenn eine Kontraktionsmöglichkeit der myoiden Zellen auch nicht in Abrede zu stellen ist, ist es nicht recht verständlich, was für eine nützliche Wirkung ihre Kontraktion haben könnte (darum gebrauchen wir den Ausdruck effektorisch und nicht motorisch).Man kann oft beobachten, daß an der Oberfläche einer und derselben myoiden Zelle sich sowohl Fäden von exogenen Nervenfasern, als auch verästelte Fortsätze einer kleinen interstiziellen paramyoiden Zelle ausbreiten.Obwohl in der Thymus (wie auch im Darm;Cajal) das Wesen der Fortsätze der interstiziellen Neuronen zweifelhaft ist, mangels sicherer differentialer Merkmale zwischen Neuriten und Dendriten, ist doch das Aussehen der mit den myoiden Zellen verbundenen Fasern ganz verschieden von demjenigen der Fortsätze der interstiziellen Zellen.In einigen wenigen Fällen ist es möglich, einen dünnen und langen Fortsatz (Neurit?) der interstiziellen Zelle zu verfolgen, welcher ein kleines Blutgefäß erreicht; es ist möglich, daß er längs desselben eine proximale Richtung verfolgt. Dieses Verhalten läßt die Vermutung zu, daß wenigstens einigen dieser Neuronen die Bedeutung vonrezeptorischen Neuronen zuzuschreiben sei.Die Deutung des reichen Zuflusses und der ansehnlichen Verteilung des nervösen Anteils im Thymusparenchym der Sauropsiden ist, vom Gesichtspunkt ihrer möglicherweise endokrinen Funktion, nicht leicht: Sei es, weil die Innervation anderer endokriner Drüsen histologisch nicht genau bekannt ist (mit Ausnahme der Paraganglien); sei es, weil es überhaupt zweifelhaft ist, ob die Thymus eine innere Sekretion besitzt.Es ist möglich, daß die Anwesenheit der neuromyoiden Synapsen in der Thymus (welche hier zum ersten Male hervorgehoben wird), wenn auch die myoiden Zellen nicht kontraktionsfähig sein sollten, trotzdem mit dem Kohlenhydratenstoffwechsel in Zusammenhang steht, ähnlich wie es für die neuromuskularen Synapsen des zerebrospinalen Systems angenommen wird (Roncato).Der beinahe übergroße Reichtum nervöser Verzweigungen und neuromyoider Verbindungen, besonders bei Cheloniern, legt die Vermutung nahe, daß in zyklischen degenerativen Vorgängen des Thymusparenchyms eine Zerstörung und nachfolgende übermäßige Regeneration von Nervenfasern stattfindet; andererseits läßt die Zunahme der Zahl und Verzweigung der Nervenfasern im Kapaun und alten Hahn (Terni) die begründete Vermutung zu, daß es sympathische Neuronen gibt, welche einer auch verspäteten progressiven histologischen Differenzierung ihrer Neuriten fähig sind (eine verspätete histologische Vervollkommnung des Zellenleibes und der Dendriten in sympathischen Neuronen ist schon in menschlichen Ganglien bekannt;Terni).Aus diesen Gründen lassen die voliegenden Beobachtungen über die Thymus der Sauropsiden den Gedanken aufkommen, daß die stark entwickelte autonome Innervation der Thymus in der Funktion dieses Organs eine bedeutende Rolle spielt: sei es als Sitz besonderer Reize, welche sich wahrscheinlich in den neuromyoiden Apparaten entladen, sei es, weil die Nervenfasern mit Vorrichtungen versehen sind, welche auf lokale oder allgemeine Reize mit besonderer Empfindlichkeit morphologisch reagieren.     

Ricerche Embriologiche E Cariologiche Sul Genere “Cypripedium” s. 1

Riassunto

L'A., richiamate sinteticamente le varie questioni inerenti alia biologia dei tartufi attraverso l'esame della letteratura, intraprende esperienze per dimostrare la germinazione delle spore di Tuber magnalum Pico. Sia in condizioni strettamente sperimentali e cioè con colture acquose sterili di frammenti di tartufi, sia in ambiente simile al naturale, infettando radici di quercia con poltiglia di tartufo e sabbia, contenuta in un tubo di vetro avvolgente le radici, è riuscito ad osservare spore germinanti e a darne la documentazione. Discute in seguito le esperienze. Attraverso lo studio della micorriza ottenuta sperimentalmente, contribuisce alla definizione della questione del rinvenimento di ife con unioni a fibbia in relazionc al micelio di Tuber (Mattirolo, 1887). Fa infine osservare come i risultati ottenuti non rappresentino che le fasi iniziali dei complessi fenomeni svolgentisi nel ciclo biologico dei tartufi.     

Ricerche morfologiche ed istochimiche sulla glia del nevrasse di vertebrati

Riassunto Con metodi istochimici e con metodi di colorazione e di impregnazione per il tessuto gliale fu studiato il materiale intercellulare interposto ai neuroni e fibre nervose nel nevrasse di anfibi urodeli ed anuri (Triton taeniatus, Triton cristatus, Amblystoma mexicanum, Xenopus laevis, Bufo vulgaris, Rana esculenta).I metodi istochimici hanno dimostrato nel materiale interneuronico la esistenza di sostanze del gruppo dei mucopolisaccaridi: esse formano, probabilmente un materiale anisto che dopo fissazione precipita in un reticolo granulare e filamentoso, metacromatico, HOTCHKISS positivo, sensibile all'azione degli enzimi ialuronidasici. Gli studi sui gliociti hanno dimostrato che soltanto nei centri assili degli anfibi anuri esiste una architettura gliovascolare formata prevalentemente da gliociti ependimali: negli altri centri degli anuri e in tutto il nevrasse degli urodeli si trova una rada ed incompleta trama di prolungamenti ependimali con pochi gliociti protoplasmatici siti nella ccmpagine dei centri e sottopiali: le fibre ependimali hanno in questo caso scarsissimi rapporti con i vasi sieche non si può parlare di una vera architettura gliovascolare.Fu dimostrato un sensibile antagonismo fra la intensità delle reazioni istochimiche per la sostanza anista e la complessità delle architétture gliali.Gli autori ritengono esatto definire tutto il materiale interneuronico con il termine di glia proposto dal VIRCHOW: la glia risulta quindi composta da un materiale anisto mucopolisaccaride e dai gliociti riuniti o no in architetture gliovascolari.Dedicate al Prof. F. Baltzer nel suo 70° compleanno.Richerche condotte con il sussidio di fondi del C.N.R.     

Ricerche biometriche sulla superficie filtrante del glomerulo renale di Rana esculenta

Con 4 figure nel testo. Al prof.Defrise spetta l'ideazione del tema e l'elaborazione biometrica statistica, al prof.Barelli l'esecuzione del rilievo microscopico quantitativo. Il testo venne steso di comune accordo.