Recovery of the fish community and changes in the lower trophic levels in a eutrophic lake after a winter kill of fish

A severe oxygen deficit induced a fish kill in the eutrophicated two-basin Lake Äimäjärvi in southern Finland during winter 2002–2003, resulting in cascading effects on the lower trophic levels of the lake. Pikeperch disappeared from the lake and bleak and white bream decreased to low numbers. The recovery of the populations of other species started immediately when strong year-classes of roach and perch appeared in summer 2003 and onwards. A sharp increase in the growth of perch and roach was recorded, and perch became the dominant fish species during 2004–2006. Consequent responses after the fish kill included increased Secchi depth, expansion of submerged macrophytes, decreased nutrient concentrations and reduction of Cyanophyta from the more eutrophic northern basin of the lake, and a temporary increase in the size of Daphnia in the early summer 2003. However, the ecosystem of the lake returned gradually to the earlier structure and level of eutrophication. Bluegreen algae have returned since 2005, the water has become more turbid, macrophytes declined in 2007 and the fish community was again dominated by small cyprinid fishes in 2008.     

Condition and growth of ruffe Gymnocephalus cernuus (L.) in two large shallow lakes with different fish fauna and food recourse

Hydrobiologia - Ruffe is one of the most numerous fishes in Estonian large Lakes Peipsi (area 3555 km2, mean depth 7.1 m) and Võrtsjärv (270 km2, 2.8 m). Owing to its small size ruffe has...     

A trophic pathway from biogenic methane supports fish biomass in a temperate lake ecosystem

Although some primary consumers such as chironomid larvae are known to exploit methane‐derived carbon via microbial consortia within aquatic food webs, few studies have traced the onward transfer of such carbon to their predators. The ruffe Gymnocephalus cernuus is a widespread benthivorous fish which feeds predominantly on chironomid larvae and is well adapted for foraging at lower depths than other percids. Therefore, any transfer of methanogenic carbon to higher trophic levels might be particularly evident in ruffe. We sampled ruffe and chironomid larvae from the littoral, sub‐littoral and profundal areas of Jyväsjärvi, Finland, a lake which has previously been shown to contain chironomid larvae exhibiting the very low stable carbon isotope ratios indicative of methane exploitation. A combination of fish gut content examination and stable isotope analysis was used to determine trophic linkages between fish and their putative prey. Irrespective of the depth from which the ruffe were caught, their diet was dominated by chironomids and pupae although the proportions of taxa changed. Zooplankton made a negligible contribution to ruffe diet. A progressive decrease in δ¹³C and δ¹⁵N values with increasing water column depth was observed for both chironomid larvae and ruffe, but not for other species of benthivorous fish. Furthermore, ruffe feeding at greater depths were significantly larger than those feeding in the littoral, suggesting an ontogenetic shift in habitat use, rather than diet, as chironomids remained the predominant prey item. The outputs from isotope mixing models suggested that the incorporation of methane‐derived carbon to larval chironomid biomass through feeding on methanotrophic bacteria increased at greater depth, varying from 0% in the littoral to 28% in the profundal. Using these outputs and the proportions of littoral, sub‐littoral or profundal chironomids contributing to ruffe biomass, we estimated that 17% of ruffe biomass in this lake was ultimately derived from chemoautotrophic sources. Methanogenic carbon thus supports considerable production of higher trophic levels in lakes.     

Phytoplankton successions under ice cover in four lakes located in North-Eastern Sweden: Effects of liming

Phytoplankton successions under ice cover (January–March) were determined in four oligotrophic lakes (Burtjärn, Aspen, Vialamptjärn and Storkorstjärn) located in North-Eastern Sweden. The total phosphorus concentration in the lakes was less than 10 µg/L. Lake Burtjärn (reference lake) had a similar hydrology as Lake Aspen. Storkorstjärn and Vialamptjärn were of similar hydrology and had heavily colored water (>100 mg_Pt/L). Aspen as well as Vialamptjärn became continuously limed with calcium carbonate annually during the last decades. Biodiversity was considerably higher in the limed lakes (Aspen and Vialamptjärn) than in the untreated lakes (Burtjärn and Storkorstjärn). In Lake Burtjärn the most frequent species wereRhodomonas lacustris, Tabellaria flocculosa andBotryococcus braunii. Cryptophyceae (R. lacustris andCryptomonas marssonii) andDinophyceae (especiallyGymnodinium lantzschii) were common phytoplankton groups in Lake Aspen.Tabellaria flocculosa was also the most common organism in both humic lakes Storkorstjärn and Vialamptjärn, other phytoplankton groups were in the humic lakes scarce. Liming was found to have profound effects on phytoplankton communities studied.     

Biological control of the fish louse in a rainbow trout fishery

Novel egg-laying boards were found to be effective in the biological control of the freshwater fish louse Argulus foliaceus in a 12·9 ha rainbow trout Oncorhynchus mykiss fishery which had a high prevalence and intensity of infection of juvenile parasites in the early spring of 1999. Approximately 228 000 egg clutches were harvested during an extensive 14 week period of egg laying which peaked in June 1999. In contrast, only 1566 clutches were harvested in 2000, when egg laying activity showed a bi-modal distribution, peaking in May and again in July and August. Egg laying activity decreased 145-fold compared to 1999. Argulus foliaceus prevalence and mean intensity also decreased nine-fold and six-fold, respectively. The ratio of female to male A. foliaceus on rainbow trout in consecutive years was 2·9: 1 and 2·1: 1. Estimates of the size of the female A. foliaceus population based on egg-laying activity in 1999 exceeded that derived from measurements of prevalence and intensity of infection, whereas in 2000, this was more in balance. A minimum temperature of 10° C was identified for egg laying, which occurred continuously from May to October in a broadly synchronous manner. This produced almost two generations each year, with juveniles, adults and eggs undergoing anabiosis during winter.     

The Use of Space in Caged Golden Hamsters*

Das Verhalten des Goldhamsters in seinem Heimkäfig wurde untersucht. Obwohl die Tiere auf engem Raum lebten, war ihr Verhalten räumlich und zeitlich geordnet. Die Hamster fraßen und putzten sich bevorzugt am Schlafplatz, meistens während der Ruhezeit des Tages und besonders häufig kurz vor dem Einschlafen. Einige hatten einen besonderen, regelmäßig benutzten Freßplatz; auch putzten sie sich manchmal an anderen, anscheinend zufällig gewählten Orten. Kot entleerten sie überwiegend am Freßplatz, aber auch im ganzen übrigen Käfig verstreut. Zum Harnen suchten sie dagegen stets dieselbe, vom Schlafplatz abgelegene Stelle auf.     

A Preliminary Survey of the Behaviour in Captivity of the Dasyurid Marsupial,Sminthopsis crassicaudata (Gould)

Das Verhalten von Sminthopsis crassicaudata wurde in möglichst natürlicher Gefangenhaltung untersucht. Es sind richtige Nachttiere, die sich tagsüber in einem natürlichen Schlupfwinkel, etwa einem hohlen Baumstamm, einer von ihnen erweiterten Höhle oder einem von ihnen allein ausgegrabenen Bau verbergen. Die Unterkunft wird mit Gras, Blättern oder ähnlichem ausgepolstert. In der Abenddämmerung erscheinen die Tiere und verschwinden wieder beim Morgengrauen. Sie sind aber nicht die ganze Nacht draußen, sondern ziehen sich zwischendurch mehrfach zurück, so daß die Nacht in eine Reihe tätiger Zeiten mit Ruhepausen dazwischen zerfällt; ihre Anzahl und Länge schwanken sehr stark. Die ergiebige Pelzpflege findet drinnen wie draußen statt; auch Sandbäder sind häufig. Verhalt ensmuster des Herstellens und Wandverkleidens des Baues, der Körperpflege, Nahrungssuche, des Erbeutens und Essens, der Harn- und Kotabgabe, des Duftmarkierens und agonistischen Verhaltens werden beschrieben, darunter auch eine beschwichtigende Gebärde. Jung erwachsene ♂♂ befeindeten sich nur in Anwesenheit eines paarungsbereiten ♀; ein junges Paar konnte man während der ganzen Aufzuchtzeit ihrer Jungen beisammen lassen, doch sprach manches dafür, daß ältere Tiere einander nicht so gut ertragen: besonders kann ein älteres Muttertier dem ♂ das Leben kosten. Im Gegensatz zur Mehrzahl der daraufhin schon untersuchten Dasyuriden ist Sminthopsis crassicaudata mehrmals jahrüber fortpflanzungsbereit; unter günstigen Umständen kann ein ♀ mehrmals züchten, ohne daß eine anoestrische Pause dazwischen liegt. Werben und Paarung werden beschrieben. In der ersten Nacht der Hitze bleiben ♂ und ♀ bis zum Morgen in copulo, in der zweiten, manchmal auch in der dritten Nacht kürzere Zeiten. Die ♀♀ gebären etwa 16 Tage nach der ersten Paarung; wenn der Erfolg ausbleibt, vergehen bis zur nächsten Hitze ungefähr 30 Tage. Die Wurfgroße schwankte von 3 bis 10. Das Verhalten des ♀ mit Jungen in der Bauchtasche wird beschrieben. Sie tragen die Jungen etwa 6 Wochen darin und lassen sie bei ihren nächtlichen Ausflügen im Nest zurück. Dort bleiben die Jungen noch weitere drei Wochen, so daß sie mit etwa 9 Wochen erstmals ins Freie kommen. Dann sind sie so gut wie selbständig; wenige Tage später kommt das ♀ wieder in Hitze, und die Familie löst sich auf. Das Verhalten der Jungen, besonders beim Beutemachen, wird beschrieben; von Spielen war nie etwas zu sehen. Es wird erörtert, ob und wieweit künstliche Haltung die Fortpflanzung und sonstige soziale Beziehungen unnatürlich beeinflußt haben mag. Manches spricht dafür, daß im Vergleich mit placentalen Säugetieren das Erbverhalten der Beuteltiere weniger vollständig ist, so daß sie vergleichsweise stärker von Außenreizen abhängen. Erwogen werden die Wechselbeziehungen zwischen ererbten Verhaltensweisen und Lernfähigkeit.     

Introduction Studies in Captive Wolf Packs

Ein- und dreijährige Wölfe verschiedenen Ranges und verschiedenen Geschlechts wurden in den Heimatzwinger eines oder mehrerer zweijähriger Wölfe von bekanntem Rang eingeführt. Ebenso wurde umgekehrt ein ortsansässiger Testwolf in einen fremden Zwinger gebracht. Hochrangige ortsansässige Wölfe waren aggressiver den Fremden gegenüber als die rangniederen; das heimische Alpha-♂ war am aggressivsten Fremden gegenüber (sogar im Heimzwinger der Letztgenannten); als sie mit dem Alpha-♂ ihres Rudels gepaart wurde, neigte sie dazu, dessen Aggression gegen Fremde anzuregen. Einjährige Wölfe zeigten mehr Furcht und Verteidigung als dreijährige, einige der dreijährigen zeigten angriffshemmende “passive Gleichgültigkeit”. Männliche und weibliche einjährige α-Tiere waren in Anwesenheit eines alten Leitwolfes in ihrem Heimatzwinger den zweijährigen gegenüber dominant, doch alleine im Zwinger der Zweijährigen waren sie unterlegen. Es ist möglich, daß zwei getrennte Gruppen oder Rudel sich zusammenschließen, weil beide eine soziale Bindung zu einem älteren Wolf haben.     

Untersuchungen zur Funktion der Weinsäure in reifen Beeren von Vitis vinifera L.

1. Im Preßsaft reifer Beeren von Vitis vinifera L. ist die relative Konstanz des Weinsäuregehaltes gegenüber großen Schwankungen der Äpfelsäurekonzentration durch die Schwerlöslichkeit des Weinsteins bedingt. Der Weinstein liegt in einer von der Temperatur abhängigen, gesättigten bzw. übersättigten Lösung vor. 2. In reifen Beeren sind häufig nahezu äquimolare Weinsäure- und Kaliummengen nachweisbar. Die durchschnittliche Relation Weinsäure (Mol): Kalium (Mol) beträgt 1,09. 3. Nach erfolgter Reife sind erhebliche Weinsäuremengen als unlösliches Tartrat gebunden; dieser Weinstein kann als sekundärer Pflanzenstoff interpretiert werden.     

Ranging Patterns of the Mangabey,Cercocebus albigena,in the Kibale Forest,Uganda1

Im Reservat des Kibale Forest in Uganda wurden im Mai—Juni 1971 die täglichen Marschrouten und räumlichen Zerstreuungen einer freilaufenden Gruppe von Cercocebus albigena untersucht. Die räumliche Organisation dieser Gruppe unterschied sich in mehreren Hinsichten von der anderer Regenwaldaffen. Während diese zum Beispiel in ziemlich engen Gebieten leben, bewohnt diese Cercocebus-Gruppe mehr als 34 ha, also ähnlich viel wie Bewohner der offenen Steppe. Ebenso entsprachen die täglichen Marschrouten und die mittlere Entfernung zwischen den Mitgliedern dieser Gruppe eher denen der am Boden in offener Landschaft lebenden Affen. Diese Ergebnisse zeigen, daß sich baumlebende Regenwaldbewohner in Wohngebietsgröße, täglichen Wanderungen und Gruppendichte beträchtlich unterscheiden. Theorien oder Verallgemeinerungen, daß die soziale Organisation waldlebender Arten weniger veränderlich sei als die von offener Landschaft, müssen erneut durchdacht werden.     

Der Anionenmetabolismus in stärkehaltigen und stärkefreien Schliefbzellprotoplasten

Mit isolierten und gereinigten stärkehaltigen (Vicia faba) und stärkefreien (Allium cepa) Schließzellprotoplasten wurde der Anionenmetabolismus in Abhängigkeit von der Volumenregulation der Protoplasten untersucht. Es wurden die Korrelation von Malatsynthese und dem Anschwellen in stärkehaltigen sowie der Blockierung dieser Korrelation in stärkefreien Schließzellprotoplasten gezeigt. Die Untersuchung der CO₂-Fixierung und des Stärkemetabolismus ergab, daß die Licht-unabhängige und schnelle Stärkeakkumulation in den Protoplasten von Vicia auf eine CO₂-Fixierung durch die PEP-Carboxylase zurückzuführen ist, wobei das entstandene Malat auf dem Weg der Gluconeogenese zur Stärke umgewandelt werden dürfte. Die schnelle, K+-induzierte Volumenzunahme der Schließzellprotoplasten, die von einer Malatsynthese und einem Stärkeabbau begleitet ist, weist auf ein enges Stärke-Malat-Gleichgewicht hin. Umgekehrt werden nach Reduzierung der Kationenkonzentration ein Anschwellen der Protoplasten (Vicia) und somit eine Stärkemobilisierung zum Malat verhindert. Ein Modell wurde aufgestellt, um einen Beitrag zur Klärung der Rolle des Malats und den Ort seiner Synthese in den stärkehaltigen und stärkefreien Schließzellprotoplasten zu liefern.     

Warning Sounds of Moths

Viele Neuwelt-Schmetterlinge der Familien Arctiidae und Ctenuchidae äußern Folgen sehr hoher Klick-Geräusche, wenn man sie berührt oder Ultraschall-Signalen aussetzt, etwa solchen von Fledermäusen. Einige Arten scheinen für Fledermäuse widerlich zu riechen oder zu schmecken, denn sie werden selten verletzt, selbst wenn man sie mit Fledermäusen zusammen in engen Käfigen hält. Die Fledermäuse meiden die Klickgeräusche äußernden Arctiiden und Ctenuchiden mehr oder weisen sie stärker ab als die stummen. Schmetterlinge anderer Familien, die keine Geräusche erzeugen, werden unter gleichen Bedingungen von Fledermäusen gern gefangen und gefressen. Die ungenießbaren Schmetterlinge könnten Müller'sche Mimikry-Ringe bilden, denn die Fledermäuse scheinen die Artunterschiede in den Lautäußerungen nicht zu beachten. Eine nearktische Art könnte ein Bates'scher Nachahmer sein, denn sie scheint genießbar zu sein, äußert aber Klick-Geräusche, die sie vor Fledermäusen schützt. Die Lautäußerungen dieser Schmetterlinge wirken also wohl als Warngeräusche.     

N2-Fixierung in der phytopathogenen Gattung Erwinia

Von 18 Erwinia herbicola- und 16 Enterobacter agglomerans-Stammen wiesen vier Stämme von Erwinia herbicola und zwei von Enterobacter agglomerans hohe Stickstoff-Fixierungsaktivitäten in Flüssigkeitskultur auf und wuchsen auf N₂ als einziger Stickstoffquelle unter anaeroben Bedingungen. Stickstoff-Fixierungsaktivität in Erwinia herbicola konnte erst nach einigen Tagen der Inkubation unter N₂ nachgewiesen werden. Die für Erwinia herbicola gemessenen spezifischen Nitrogenaseaktivitäten übertreffen in der Höhe die für andere Enterobacteriaceae bisher gefundenen Werte. Die Berechnung des Verhältnisses von Stickstoff-Fixierungsaktivität (C₂H₂-Reduktion) zu effektiv assimiliertem Stickstoff (Proteingehalt) ergab, daß von Erwinia herbicola nur 35 bis 50 % der Nitrogenaseaktivität für das Wachstum genutzt wurden. Die nif+-Enterobacter agglomerans- und Erwinia herbicola-Stämme lassen sich mit den klassischen Diagnoseverfahren kaum gegeneinander abgrenzen. Sie unterscheiden sich jedoch darin, daß die untersuchten Erwinia herbicola-Stämme nur unter streng anaeroben Bedingungen Nitrogenaseaktivität zeigen, während die Enterobacter agglomerans-St'imme auch auf Agaroberflächen unter Luft beträchtliche Stickstoff-Fixierungsaktivität aufweisen. Bisher konnte bei phytophatogenen Erwinia amylovora- und Erwinia carotovora-Stämmen keine Stickstoff-Fixierungsaktivität nachgewiesen werden. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im Schwerpunktprogramm ?Stoffwechsel der anorganischen Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen”.     

Variable preservation potential and richness in the fossil record of vertebrates

Variation in preservation and sampling probability clouds our estimates of past biodiversity. The most extreme examples are Lagerstätten faunas and floras. Although such deposits provide a wealth of information and represent true richness better than other deposits, they can create misleading diversity peaks because of their species richness. Here, we investigate how Lagerstätten formations add to time series of vertebrate richness in the UK, Germany and China. The first two nations are associated with well-studied fossil records and the last is a country where palaeontology has a much shorter history; all three nations include noted Lagerstätten in their fossil records. Lagerstätten provide a larger proportion of China's sampled richness than in Germany or the UK, despite comprising a smaller proportion of its fossiliferous deposits. The proportions of taxa that are unique to Lagerstätten vary through time and between countries. Further, in all regions, we find little overlap between the taxa occurring in Lagerstätten and in ‘ordinary’ formations within the same time bin, indicating that Lagerstätten preserve unusual faunas. As expected, fragile taxa make up a greater proportion of richness in Lagerstätten than the remainder of the fossil record. Surprisingly, we find that Lagerstätten account for a minority of peaks in the palaeodiversity curves of all vertebrates (18% in the UK; 36% in Germany and China), and Lagerstätten count is generally not a good overall predictor of the palaeodiversity signal. Vastly different sampling probabilities through taxa, locations and time require serious consideration when analysing palaeodiversity curves.     

Dynamics of Parental Behavior in the Black-Chinned Mouthbreeder,Tilapia melanotheron1 (Pisces: Cichlidae)2,3

Nur einige der Verhaltensweisen von Tilapia macrocephala (= melanotheron), die in der Brutpflegephase auftreten, werden davon beeinflußt, ob das ♂ Junge im Maul trägt. Alle Brutpflegehandlungen lassen sich von normalen Atmungs-, Körperpflege- und Nahrungsaufnahmebewegungen ableiten. Das Umschichten der Eier im Maul ist wahrscheinlich am wichtigsten. Es bewegt die Jungen im Atemwasserstrom und ändert sich — wie das Fächeln von Substratbrütern — mit dem Entwicklungsstand der Jungen. Es hängt aber auch noch von anderem ab: Umschichten stört, aber ersetzt auch funktionell das Atmen und hängt, wie dieses, mit dem Sauerstoffbedarf des Elterntieres zusammen. Vielleicht führt stärkere Sauerstoffzufuhr zu stärkerer Schwimmblasenfüllung. Diese muß kompensiert werden, ebenso das Gewicht der Jungen und ihr Gewichtsverlust, sobald ihre eigene Schwimmblase funktionsfähig ist. All das müßte das Atmen und Umschichten beeinflussen. Ein Maulbrüter muß Eier und Larven länger im Maul halten als ein Substratbrüter, muß also “Husten” und Schlucken entsprechend unterdrücken. Er muß ferner so gähnen, daß nichts aus dem Maul fällt; das Maulvorstülpen scheint ein derart modifiziertes Gähnen zu sein. Sich-Kratzen tritt während der ganzen Brutpflegezeit, aber nicht im Zusammenhang mit Ausschwimmversuchen der Jungen auf.     

Behavior of Sparrows of the Genus Zonotrichia,in Orientation Cages during the Lunar Cycle

Das nächtliche Zugverhalten verschiedener Zonotrichia-Arten wurde im beschriebenen 8-Stangen-Orientierungskäfig automatisch registriert. Die Tiere blieben einige Tage bis mehrere Monate darin. Ein Index für Gesamtaktivität, mittleres Azimut (Richtung) und Richtungsbevorzugung (Stärke der Orientierung) wurde für jede der 4198 Vogelstunden über den ganzen Lunarzyklus berechnet. Die nächtliche Orientierung wurde auf verschiedene Umweltvariable analysiert, speziell auf Azimut des Mondes und seiner Höhe über dem Horizont. Starke Nachtaktivität ging allgemein mit deutlicher Richtungsbevorzugung einher, solange der Mond nicht störte. In mondhellen Nächten war die Aktivität leicht erhöht und hing bei einigen Vögeln deutlich von Helligkeit und Höhe des Mondes ab und war dann nicht immer vor Mitternacht (im Frühling) am größten. Die Nachtaktivität blieb unbeeinflußt von Umgebungstemperatur, Bewölkung oder Fangen und Wiegen der Vögel am Vortage. Der Mond änderte die Azimutrichtung einiger Vögel, die dann phototaktisch reagierten (ausgenommen wenn der Mond durch Wolken schien oder künstlich nachgeahmt wurde). Meist folgte die Vorzugsrichtung dieser Vögel dem Mond in mäßig großem Winkel im Uhrzeigersinn; vermutlich wurde der Mond als Sonne angesehen. Die Zugrichtung der Vögel wechselte von Nacht zu Nacht, meist um etwa ± 20°; als signifikant gelten Änderungen von 45° oder mehr, die selten ohne, meist mit Mondsicht (großer Mond über mehrere Std.) vorkam. Auch gab es mondabhängige stündliche Richtungsänderungen. Mond-beeinflußte Vögel konnten in Vollmondnächten keine konstante Richtung halten; die meisten von ihnen waren als Jungtiere eingefangen worden. Auch ein anscheinend mondunabhängiger Vogel orientierte sich in manchen Mondnächten schlechter. Bewölkung verschlechterte die Gesamtnachtorientierung, nicht aber die Richtungskonstanz innerhalb der Meß-Stunden. Trotz solcher Störungen wiesen die Vögel im Frühling nach Norden, im Herbst nach Süden, aber mit großer Streuung sowohl zwischen Individuen als auch zwischen verschiedenen Zeiten desselben Tieres. Der einzige am Brutplatz gefangene Vogel bevorzugte die Heimatrichtung. Drehung des Käfigs erzeugte Störungen, die ein heuristisches kybernetisches Modell nahelegen. Daß die Sterne zur Orientierung dienen, ist auch hier nicht bewiesen, es spricht aber manches dafür.     

Zur prozentualen Häufigkeit der nächstbenachbarten Nucleotide in Datura-RNS nach einer Röntgenbestrahlung

1. Nach einer vierstündigen Inkubation von crown-gall-Gewebe aus Datura innoxia mit ³²P-Orthophosphat und einer anschließenden Hydrolyse der Ribonucleinsäuren mit 0,3 n KOH oder Schlangengift-Phosphodiesterase kann aus den Radioaktivitäten der entstehenden einzelnen 2′,3′-Nucleotide einerseits und den entsprechenden 5′-Nucleotiden andererseits die prozentuale Häufigkeit nächstbenachbarter Nucleotidpaare erschlossen werden. 2. Die Differenzen zwischen den einzelnen Nucleotidaktivitäten verringern sich mit steigender Applikationszeit von ³²P-Orthophosphat. 3. Unter bestimmten — wahrscheinlichen — Voraussetzungen läßt sich die Häufigkeit des Nucleotidpaares CpG zu 12%, die der Paare ApC, ApU und CpC dagegen zu 3% erschließen. Die prozentualen Häufigkeiten der anderen zwölf möglichen nächstbenachbarten Nucleotidpaare liegen zwischen 10 und 4%. 4. Eine Röntgenbestrahlung der Gewebe mit 3 kR vor der ³²P-Behandlung verändert nicht die Mengen (in μMol) der RNS-Nucleotide. Dagegen ist die Aktivitätsaufnahme nach vierstündiger Inkubationszeit in den einzelnen Nucleotiden unterschiedlich erniedrigt. 5. Eine jetzt — wie bei den unbestrahlten Geweben — durchgeführte Berechnung der Häufigkeit des Auftretens von nächstbenachbarten Nucleotiden in der RNS läßt wesentliche, strahleninduzierte Unterschiede erkennen. Der Anteil des Nucleotidpaares CpG sinkt von 12% auf 9%, der von GpC steigt von 8% auf 12% an. Die kleinen Veränderungen in der prozentualen Häufigkeit von GpU, UpC und CpC liegen an der Grenze der Nachweisbarkeit. 6. Damit hat sich in der Änderung der Primärstruktur von Nucleinsäuren eine experimentell begründete, molekularbiologische Erklärungsmöglichkeit der Wirkung einer Röntgenbestrahlung auf Pflanzengewebe ergeben.     

Methylenblauspeicherung von Kartoffel-, Weizen- und Cassavestärkekörnern bzw. deren Komponenten in Abhängigkeit vom pH-Wert

Die pH-Abhängigkeit der Methylenblauspeicherung bei den drei untersuchten Stärkesorten dürfte auf einen vorwiegenden elektroadsorptiven Speichercharakter (insbesondere bei der Kartoffelstärke) zurückzuführen sein. Infolge der starken H-Ionenkonkurrenz um die negativ geladenen Gruppen der Stärkekörner bei den niedersten pH-Stufen könnte das kationenaktive Methylenblau im Vergleich zu höheren pH-Werten nur geringfügig gespeichert werden (bei den höheren pH-Stufen läßt dieser Konkurrenzeffekt stark nach bzw. verschwindet). In Übereinstimmung mit den Ergebnissen von Samec und Blinc (1942) und Hölzl und Bancher (1959) wird Methylenblau von Kartoffelstärkekörnern am stärksten, vermutlich elektroadsorptiv, gespeichert, was wohl auf einer größeren Anzahl negativ geladener Gruppen im Stärkekorn beruhen dürfte, die insbesondere als freie Phosphatgruppen in den Stärkekornschichten — wie deren starke Anfärbung mit Methylenblau (vgl. Bancher und Hölzl 1964) zeigt — auftreten. In diesem Zusammenhang sei auch auf eine Arbeit von Hofstee (1959) verwiesen, der eine direkte lineare Beziehung zwischen dem Phosphatgehalt von Kartoffelstärke und ihrem Absorptionsvermögen für Methylenblau feststellen konnte. Andererseits wäre es aber durchaus möglich, daß, besonders durch den starken Aciditätsgrad der Methylenblaulösung, die Struktur der Stärkekörner aufgelockert (eine Beschädigung der Stärkekörner konnte mikroskopisch nicht nachgewiesen werden) wurde und so eine weitaus schwächere Inklusionsfärbung erfolgte. Diese Ansicht scheint auch der starke Sprung in der Speicherfähigkeit für Methylenblau zwischen pH 2 und 3 zu stützen. Nach welchen der beiden genannten Mechanismen Methylenblau gespeichert wird, kann nicht entschieden werden. Allerdings weisen frühere Untersuchungen (vgl. Hölzl und Bancher 1959) nach Zusatz von CaCl₂ zur Farbstofflösung mehr in Richtung eines elektroadsorptiven Speichercharakters hin. Die Methylenblauspeicherung von Kartoffel-, Weizen- und Cassavestärke in Abhängigkeit vom pH-Wert zeigt, daß zwar mengenmäßig die Reihenfolge Kartoffel-, Cassave- und Weizenstärke ist, daß in allen drei Fällen die größte prozentuale Zunahme der Farbstoffspeicherung im pH-Bereich 2,00 bis 3,00 liegt und ab pH 5,00 eine Verringerung der Farbstoffakkumulation festzustellen war. Wie ferner aus den Kurven der beiden Abbildungen 2 und 3 ersichtlich ist, zeigt lösliches Kartoffelamylopektin (auch im Vergleich zu allen anderen Stärkefraktionen) bei den höheren pH-Stufen ein wesentlich größeres Speicherungsvermögen für Methylenblau als lösliches Weizenamylopektin, während bei höherem Aciditätsgrad, infolge der Konkurrenz von H⁺ und dem kationenaktiven Methylenblau, nicht ein solch stark ausgeprägter Unterschied erkennbar ist. Dies beruht vermutlich auf einer wesentlich stärkeren Anhäufung negativ geladener freier, an den Kohlenhydratanteil fest gebundener Phosphatgruppen der Kartoffelstärkefraktion (vgl. dazu Hölzl , Washüttl und Bancher 1967). Außerdem wurde schon früher nachgewiesen (Washüttl und Bancher 1966), daß die Methylenblaufärbung des löslichen Kartoffelamylopektins in erster Linie einen elektroadsorptiven Charakter aufweist. Die schwächere Anfärbung des löslichen Weizenamylopektins dürfte auf einer überwiegenden Blockierung der sauren Gruppen, vermutlich durch Weizenphosphatide (Samec 1927; Posternak 1953; Hölzl , Washüttl und Bancher 1967) oder Eiweißkoazervate (H. G. Bungenberg de Jong 1932; Przylecki et al. 1934; Samec 1934) beruhen. Weiter zeigt das unlösliche Kartoffelamylopektin gegenüber jenem der Weizenstärke bei höheren pH-Stufen eine zwar geringe, aber doch deutlich erkennbare erhöhte Speicherfähigkeit, was wohl ebenfalls auf eine vermehrte Anzahl nicht blockierter saurer Phosphatgruppen (Washüttl und Bancher 1966) der Kartoffelstärkefraktion schließen läßt. Bei Amylose liegen die Verhältnisse umgekehrt, denn Weizenamylose speichert etwas mehr Methylenblau als Kartoffelamylose. Dieses Verhalten läßt sich damit erklären, daß Weizenamylose mehr freie Phosphatgruppen als Kartoffelamylose besitzen dürfte. Interessant scheint auch die Tatsache zu sein, daß sich die Methylenblauspeicherung einerseits für lösliches Weizenamylopektin und Weizenamylose, andererseits für unlösliches Kartoffelamylopektin und Kartoffelamylose nahezu gleich verhält. Schließlich soll noch erwähnt werden, daß insbesondere bei den sehr niederen pH-Stufen (pH 2,05) die mizellare Lockerstruktur der Stärkefraktionen beeinflußt werden könnte und dadurch auch die eventuell auftretende Inklusionsfärbung unterschiedlich beeinträchtigt wird. Es erscheint dies aber insofern unwahrscheinlich, als das Speichervermögen einiger Stärkekomponenten (wie z. B. Kartoffelamylopektin und Weizenamylose) bei höheren pH-Stufen von dem der anderen Fraktionen erheblich abweicht, während dies bei pH 2 bis 2,5 nicht oder nur in geringem Ausmaß der Fall ist. Auch sprechen gegen ein Überwiegen der Inklusionsfärbung die vorhin kurz gestreiften chemischen Resultate bei Weizen- und Kartoffelstärkekomponenten.     

Wachstum und Bildung extrazellulärer Polysaccharide in Batch-Kulturen von Porphyridium aerugineum,Rhodophyceae

An batch-Kulturen von P. aerugineum im Algen-Lichtthermostaten und in 5-Liter-Rohren mit Innenbeleuchtung wurde der Einfluß einzelner Nährlösungskomponenten (SO₄-, Mg- und Mn-Gehalt, Tricin- und Tris-Puffer, pH-Wert), sowie von Beleuchtungsstärke und Durchlüftungsintensität auf das Wachstum und auf die Bildung extrazellulärer Polysaccharide untersucht. Beide Prozesse werden durch diese Faktoren verschieden und teils gegensinnig beeinflußt. Als Maß für die Produktion extrazellulärer Polysaccharide diente die Viskosität der Algensuspensionen, für die Wuchsleistung das Trockengewicht. Die für die Bildung extrazellulärer Polysaccharide optimale Sulfatkonzentration der Nährlösung ist doppelt so hoch als die für optimales Wachstum benötigte. Sehr viskose Suspensionen ergeben sich, wenn die molare Mg-Konzentration nur die Hälfte der SO₄-Konzentration des Mediums beträgt. Einseitige Erhöhung der Mg-Konzentration fördert das Wachstum, mindert aber die Bildung extrazellulärer Polysaccharide erheblich. Stark viskositätssenkend bei unverminderter Wuchsleistung wirkt eine Erhöhung des Mn-Gehaltes der Nährlösung. Eine spezifisch viskositätsfördernde Wirkung über die pH-Wirkung hinaus kommt dem Tricingehalt des Mediums zu. Bemerkenswert ist auch das hohe Beleuchtungsoptimum von P. aerugineum. Besonders hohe Wuchsleistungen bei intensiver Produktion extrazellulärer Polysaccharide wurden in den stark belüfteten 5-Liter-Rohren mit Innenbeleuchtung erzielt. Die Ergebnisse werden auch in Hinblick auf eine Möglichkeit zur Gewinnung von gallertigen Wandsubstanzen für industrielle Zwecke diskutiert.     

Blei und seine Auswirkung auf Aktivität und multiple Formen der Alpha-Naphthyl-Esterase in belichteten und verdunkelten Pflanzen1

Allium cepa und Tradescantia fluminensis wurden verbleit und unverbleit im Licht und im Dunkeln gezogen. Es ergab sich im Vergleich zu den Kontrollen:

• 1 . Unterschiede im Bleigehalt in den Wurzeln wie auch in den Blättern. Allium im Dunkeln hat gegenüber belichteten Pflanzen weniger Blei in den Wurzeln, dafür mehr in den Blättern.
• 2 . Veränderungen im Muster der multiplen Esteraseformen und z. T. in der relativen Esteraseaktivität. Die Enzymaktivität in den Wurzeln ist in den verbleiten, aber belichteten Zwiebeln eingeschränkt, sie ist in den verdunkelten Pflanzen den Kontrollen annähernd gleich. In beiden Fällen ist auch das Muster der multiplen Formen verändert. In den Blättern ist die relative Esteraseaktivität in den verbleiten Allium- und Tradescantia-Pflanzen sowohl im Licht wie auch im Dunkeln erhöht. Das Muster der multiplen Esteraseformen ist im Blatt weniger auffällig verändert als in der Wurzel.
• 3 . 3. Keine signifikante Änderung ist im Wassergehalt verbleiter und unverbleiter, wie auch belichteter und verdunkelter Pflanzen nachzuweisen.