Die dünnen und die dicken Muskelfasern des Zwerchfells der Ratte

Zusammenfassung Einleitend wird auf die vielfältigen, z.T. sich widersprechenden Resultate über die gefelderten und fibrillären Muskelfasern der Wirbeltiere hingewiesen.In den Befunden wird gezeigt, daß in den dünnen Muskelfasern des Zwerchfells der Ratte in I gelegene Mitochondrienroste durch longitudinale Verbindungen zu einem Gerüst verbunden sind. Die Mitochondrien der dicken Fasern beschränken sich auf unverbundene Netze in den isotropen Schichten der Sarkomere. Der prozentuale Anteil der Mitochondrien am Gesamtfaservolumen ist bei den dicken Fasern bis zur Hälfte geringer als bei den dünnen. Außerdem erhalten sie weniger Glykogen und kein Fett in Tropfenform.Anhand der Abstände der Myosinfäden wird der Mindestabstand der in Z quadratisch angeordneten Aktinfilamente berechnet.Die unterschiedlichen Formen des T-Systems in kontrahiertem und gedehntem Zustand der Faser sind Anlaß, die an Membranmodellen gewonnenen Vorstellungen über die Membraneigenschaften auf die Triaden zu übertragen.Die verschiedenen Anteile des interfibrillären Raumes werden zu den sie umgebenden Strukturen in funktionelle Beziehung gesetzt.

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Summary Existing information on mammalian muscle fibers with Fibrillenstruktur and of those with Felderstruktur (Krüger) is in part contradictory. The present study reveals in the thin fibers (Felderstruktur) of the rat diaphragm, mitochondrial grids at the level of each I-disc. These are joined by means of longitudinal connections to form a continuous three-dimensional mitochondrial framework. In the thick fibers (Fibrillenstruktur) the mitochondria form only discontinuous nets or sieves in each isotropic layer of the sarcomere. In thick fibers the amount of mitochondrial material relative to total fiber volume is only about 1/2 of that in thin fibers. Furthermore, the thick fibers contain less glycogen and no lipid in the form of droplets. The T-systems differ in appearance in the contracted and in the expanded state of the fiber. This suggests the extension of the concepts on properties of membranes derived from membrane models to include the triads. The various components of the interfibrillar space are brought into functional relationship to the acjacent structures.

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Herrn Professor Dr. W. Bargmann zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Kausalmechanismen der Kernbewegung und -teilung während der frühen Furchung im Ei der GallmückeWachtliella persicariae L.

Zusammenfassung Im Ei vonWachtliella legen die Furchungskerne in der Zeit zwischen den Mitoseschritten große Strecken im Ooplasma zurück, was zu einer raschen Besiedlung des Eiraumes führt. Dabei findet neben der passiven Verlagerung infolge pulsierender Plasmaströmungen einaktiver Migrationsprozeß statt. Er wird von feinen Dotterpartikeln-Schwingungen begleitet, die auch in den Eiern anderer Insekten gefunden worden sind. Um diese Zitterbewegung besser analysieren zu können, sind dieEier total bzw. partiell gequetscht worden; hierdurch wird die Schichtdicke des Ooplasmas auf 30 m bzw. auf 12—4 m reduziert. Die experimentelle Verkleinerung des Krümmungsradius' der Eioberflächefördert die Neigung zur Zellwandbildung, was schon im 2-Kern-Stadium zu einerfast totalen Furchung führt. Außerdem kann derInitialbereich der Furchung (= Initialbereich der Zitterbewegung)in kernfreien Regionen liegen und darüberhinaus in einen vorderen und einen hinteren Initialbereichaufgespalten werden; Kernteilung und -wanderung werden jedoch nicht unterbunden. Die Entwicklung unbehandelter wie auch gequetschter Eier ist mit Hilfe von Zeitrafferfilmen analysiert worden, die mit dem Phasenkontrast oder dem differentiellen Interferenzkontrast-Verfahren — unter Verwendung höchstauflösender Planapochromate am umgekehrten Mikroskop — aufgenommen worden sind.Vom Initialbereich der Furchung gehen, im Rhythmus der Furchungsschritte,Wellen ungeordneter Zitterbewegung aus und durchziehen das ganze Ei. Sie bestehen aus ungeordneten Schwingungen von Dotterpartikeln, die vermutlich auf die Aktivität räumlich ungeordneter, dynamischer Elemente im Ooplasma zurückzuführen sind. Einenordnenden Einfluß aber übt die Anwesenheit vonFurchungskernen aus: Kurz bevor eine solche Welle von Zitterbewegungen bei Furchungskernen des Metaphasestadiums eintrifft, treten nämlich in deren Umgebung geordnete Schwingungen und Verlagerungen von Dotterpartikeln auf. Sie sind radial auf die Spindelpole ausgerichtet und beginnen bei demjenigen, den die Welle zuerst erfaßt. Diese radiale Zitterbewegung wird durch eingroßes Astersystem hervorgerufen, das jeweils von den Spindelpolen ausgeht und distal weit in das Ooplasma zieht. Mit dem Beginn der Verkürzungsprozesse innerhalb der Asterstrahlen tritt der Furchungskern in die Ana- und Telophase ein, und die Spindelpole werden auseinandergezogen. Auch in der darauffolgenden Migrationsphase der Tochterkerne bleibt der Spindelpol als Asterzentrum der ehemaligen Spindel erhalten und bildet den Mittelpunkt eines Migrationsasters. Seine längsten Asterstrahlen messen mindestens 80 m und inserieren distal sowohl an frei beweglichen als auch an elastisch aufgehängten oder an starren Eikomponenten.Durch wiederkehrende, kurzzeitige Insertionen und unkoordinierte, vorübergehende Verkürzung der Asterstrahlenwird der Kern, der eine starke Affinität zu seinem Asterzentrum besitzt, im Ooplasmavorwärtsgezogen, und zwar stets in Richtung auf die jeweils noch größten kernfreien Gebiete, in denen auch die räumliche Ausdehnung des Migrationsasters am größten ist. So läßt sich u.a. auch die gegenseitige Abstoßung der Energiden erklären, die zu einer gleichmäßigen Verteilung im Eiraum führt.Bei manchen Eiern ist es möglich gewesen,Furchungskerne experimentell von ihren Astersystemen zu trennen. Währendisoliert liegende Migrationsaster sich autonom, d.h. in Abwesenheit von Kernen,aktiv im Eiraum ausbreiten und vielleicht sogar teilungsfähig sind,können asterlose Furchungskerne zunächst nicht mehr wandern; sie scheinen aber in der Lage zu sein, die Bildung neuer Spindelpole und Astersysteme zu induzieren und dann Furchungsteilungen durchzuführen.Die Migrationsaster aller Furchungsenergiden gehen durch Teilung aus demjenigen Astersystem hervor, dessen Aufbau der Spermakern nach seinem Eindringen in das Ei induziert hat. Derweibliche Vorkern dagegen besitztkeinen Migrationsaster; er wird wahrscheinlichdurch permanente Insertion von Asterstrahlen des männlichen Kerns zu diesem hingezogen, und die Befruchtung ist eine Folge der Affinität zwischen (weiblichem Vor-) Kern und Migrationsaster (des männlichen Kerns).Da sich die Asterstrahlen aus den Polstrahlen des Spindelapparates ableiten lassen, ist eineBeteiligung von Mikrotubuli an ihrem Aufbau sehr wahrscheinlich; sie muß aber noch elektronenmikroskopisch geprüft werden. Mögliche funktionelle Strukturen des Migrationsasters und ihre Beziehungen zum mitotischen Apparat werden diskutiert. Migrationsaster sind wahrscheinlich nicht nur in Anpassung an die speziellen Bedingungen der Furchung in großräumigen Eisystemen entstanden, sondern sind vermutlich auch bei der Teilung zahlreicher anderer tierischer Zellen für Spindelstreckung und Auseinanderwandern der Tochterkerne von Bedeutung.

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Causal mechanisms of nuclear movement and division during early cleavage stages in the egg of a gall midge,Wachtliella persicariae L.

Summary Between each mitotic cycle, the cleavage nuclei ofWachtliella move over long distances, thus populating the ooplasm within a short time. Besides being shifted passively by flowing pulses of the ooplasm, thenuclei are also migrating actively. The active movements are accompanied by such oscillations of yolk particles as are known from the eggs of other insects, too. For a closer analysis of these quivering movements the inseminated eggs werepressed, either totally or partially, reducing their smaller diameters to ooplasmic layers of 30 m or between 12 and 4 m, respectively. Along with the experimental reduction of the radius of the curvature at the egg surface, there is anincreased tendency of cell membrane formation, resulting in anearly total cleavage already at the 2-nuclei-stage. Furthermore, theinitial region of cleavage (= initial region of quivering movements)may be shifted to a site free from nuclei; the initial region even may becomesplit up into two, one near each of the egg's poles. Yet, in flattened eggs, division and migration activities of the nuclei are not prevented. Untreated as well as flattened eggs have been analysed by means of time-lapse motion pictures taken either by the phase contrast or by the differential interference contrast method, using apochromatic objectives of maximum resolution, combined with an inverted microscope.According to the rhythm of the cleavage divisions,waves of irregular quivering movements spread from the initial region(s) of cleavage throughout the whole egg space. They are composed of irregular oscillations of yolk particles, probably caused by the effect of actively shortening, dynamic elements irregularly spread within the ooplasm. The presence ofcleavage nuclei obviously exerts a kind ofregulative effect: Shortly before such a wave of quivering movements reaches a metaphasic cleavage energide, regular oscillations and approximations of yolk particles are visible in the surroundings of the nucleus. The movements in question are radially adjusted towards the spindle poles, starting at the one which is reached first by the wave of quivering movements. These radial quivering movements are caused by abig cytaster, each originating from its spindle pole and distally reaching far into the ooplasm. Synchronous with the beginning of the shortening process of the astral rays, the cleavage nucleus passes through anaphase and telophase, and the spindle poles arepulled apart. During the then following migration of each daughter nucleus, its spindle pole—the kinetocentre of the previous spindle—is preserved and becomes the centre of a migration cytaster. Its longest rays measure up to at least 80 m. Their distal ends temporarily insert either in motile, or in elastically suspended, or in rigid egg components.By the recurrent short-time insertions and irregular shortening processes of the astral rays,the nucleus, displaying a strong affinity to its own kinetocentre,is pulled foreward. This movement always occurs in the direction of the biggest ooplasmic region still free from nuclei and therefore permitting the greatest spacial extension of the migration cytasters. This could explain the so-called mutual repulsion of the energides, leading to their even dispersion all over the egg space.In some of the eggs it has been possible toseparate the cleavage nuclei from their cytaster systems experimentally. Deprived of their nuclei such migration cytasters behave autonomously, i. e. they are actively moving within the ooplasm, possibly even retaining their division power. On the other hand, thenuclei without their cytasters have lost their mobility and therefore at first remain in their sites. But they seem to be capable ofinducing new spindle poles and migration cytasters of their own and to carry out further cleavage divisions.The migration cytasters of all cleavage energides develop by division from the very cytaster whose formation had been induced by the sperm nucleus after entering the egg. On the other hand thefemale pronucleus, remainingwithout a migration cytaster and therefore lacking migration activity, ismoved towards the male nucleus, pulled by the probably permanently inserted astral rays of the latter. Thus the final act of fertilization, i.e. nuclear fusion, comes about by the affinity between the (female pro-)nucleus and the (alien) migration cytaster (of the male nucleus).Judged by their derivation from the polar rays of the spindle apparatus, the astral rays with high probability are built up oftubuli, the evidence being left to electron microscopical investigations. Functional structures related to the causal mechanism of the migration cytaster are suggested and their supposed derivation from the mitotic apparatus is discussed. The existence of migration cytasters might not only represent an adaptation to the specific conditions of cleavage within spacious eggs, but also could be essential for the stretching of the spindle and the separation of the daughter nuclei during the division process of many other animal cells.

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Herrn Prof. Dr. G. Krause danke ich sehr für wertvolle Anregungen bei der kritischen Durchsicht dieser Veröffentlichung. Mein besonderer Dank gilt meiner Frau für ihre Hilfe bei der Ausarbeitung des Manuskripts. Die Untersuchung wurde durch Sachbeihilfen der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.     

Hooked trichomes and resistance of Phaseolus vulgaris to Empoasca fabae (Harris)

Two cultivars of the bean, Phaseolus vulgaris L., differing in densities of hooked trichomes were examined for resistance to the potato leafhopper, Empoasca fabae. The major plant factor affecting leafhopper performance was the density of hooked trichomes. Leafhoppers were impaled by these epidermal appendages, leading to wounding and death. Nymphal survival on the cultivar, California Light Red Kidney (hooked trichome density: 2000/cm²) was significantly less than that on Brasil 343 (hooked trichome density: 400/cm²). Hooked trichomes limit damage to beans by reducing the population density of the potato leafhopper.

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Zusammenfassung Hakenhaare der Bohne, Phaseolus vulgaris L. schützen gegen Befall durch die Kartoffelzikade, Empoasca fabae (Harris). Zikadenlarven werden auf diesen Haaren aufgespiesst. Sie werden verwundet, bleiben hängen und sterben vorzeitig. Zwei Bohnensorten mit unterschiedlicher Dichte an Hakenhaaren wurden auf ihren Einfluss auf Eiablage und Entwicklungsbiologie eingezwingerter Zikaden geprüft. Eiablage, Entwicklung und Wachstum unterschieden sich auf beiden Sorten nicht. Dagegen war die Larvenmortalität, welche durch das Aufspiessen an Haaren verursacht wird, auf der resistenten Sorte California Light Red Kidney 4–10 mal grösser als auf der anfälligen Sorte Brasil 343, welche eine fünfmal geringere Dichte an Hakenhaaren hat.Im Zeltversuch wurden Populationen von Imagines und von Larven auf der Sorte California Light Red Kidney um 66%, beziehungsweise 88% reduziert verglichen mit solchen auf Brasil 343. Das Wachstum zikadenbefallener und zikadenfreier Pflanzen beider Sorten wurde ebenfalls im Zeltversuch untersucht. Die Reduktion der Blattfläche und des Trockengewichts von Blättern, Stengeln und Wurzeln war bei zikadenbefallenen Brasil 343 signifikant grösser als bei der resistenten Sorte. Demgemäss schliessen wir, dass Hakenhaare für sich allein wirksam sind, den Zikadenschaden bei California Light Red Kidney zu reduzieren und zwar durch Begrenzung der Überlebensrate und der Endpopulation.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zum Problem der Cytomorphogenese vonMicrasterias denticulata Bréb

Zusammenfassung Wachsende, sich differenzierende Zellen vonMicrasterias denticulata Bréb. wurden 10 bis 15 Minuten mit Glutaraldehyd fixiert, mit OsO₄ nachfixiert und elektronenmikroskopisch untersucht.Das Protoplasma wachsender Halbzellen enthält zahlreiche Organellen und Vesikel, es konnte aber kein Anordnungsmuster dieser cytoplasmatischen Gebilde gefunden werden, das zu den morphogenetischen Prozessen, welche zur charakteristischen Form der Micrasterias-Zellen führen, eine Beziehung gezeigt hätte.Zwei verschiedene Typen von Vesikeln werden von den Zisternen der Dictyosomen abgeschnürt: large vesicles (0,3–1,0, LV) mit Inhalt von geringer Elektronendichte, und dark vesicles (800–2500 Å, DV) von starkem Kontrast. Wir nehmen an, daß L-Vesikel möglicherweise Schleim enthalten, der durch die Poren der Zellwand sezerniert wird (Abb. 15–17), während sich in den D-Vesikeln Zellwandmaterial befindet. Neben diesen zwei Typen von Golgi-Vesikeln wurden im Cytoplasma coated vesicles (CV) und rod-containing vesicles (SV) gefunden, die erstgenannten oft während der Verschmelzung mit dem Plasmalemma (Abb. 3).Dictyosomen und Zisternen des rauhen ER sind die hervorstechenden Bestandteile des Cytoplasmas der wachsenden Halbzelle, während Mitochondrien und Microbodies nur in relativ kleiner Zahl vorhanden sind. In sehr jungen Entwicklungsstadien ballen sich dieDictyosomen, zusammen mit ER, Mitochondrien und Mikrotubuli, um den Posttelophase-Kern, was auf eine Plasmaschichtung in diesen frühen Entwicklungsstadien schließen läßt. In älteren Stadien, wenn der Nukleus tiefer in die wachsende Halbzelle wandert, sind die Organellen jedoch über das gesamte Protoplasma verteilt.Die Dictyosomen, die ausgesprochen polaren Bau aufweisen, d. h. breite Zisternen an der einen Seite (proximaler Pol) und enge an der anderen (distaler Pol), sind nach unseren Beobachtungen stets an ihrem proximalen Pol einer Zisterne des ER angelagert (Abb. 9 und 10–12). Kleine Vesikel wurden zwischen dieser ER-Zisterne und dem Dictyosom gefunden (Abb. 10 und 11,VX). Sie spielen wahrscheinlich eine Rolle bei der Bildung neuer Golgi-Zisternen. Während L- und D-Vesikel von Zisternen ein und desselben Dictyosoms abgeschnürt werden (Abb. 11), konnte bisher noch keine Aufnahme gemacht werden, die die Entstehung der coated vesicles klären würde. Knospung der Membran von D-Vesikeln stellt vielleicht ein Stadium der Bildung von coated vesicles dar (Abb. 19).In einigen wenigen Fällen fanden sich Dictyosomen, die entlang einer Bruchstelle durch die Mitte der Golgi-Zisternen in zwei Hälften zerfielen (Abb. 10 und 11). Die Aufspaltung der Zisternen beginnt am proximalen Pol und schreitet gegen den distalen Pol fort. Diese Erscheinung wird als Teilungsstadium eines Dictyosoms gedeutet.In sehr jungen Entwicklungsstadien wurde ein Stapel paralleler ER-Zisternen (Ergastoplasma) in der Nähe des Kerns gefunden (Abb. 20); in späteren Stadien herrschen dagegen einzelne Zisternen vor, die das gesamte Cytoplasma der Halbzelle durchziehen. Die Differenzierung des ER zum Ergastoplasma zeigt vermutlich die hohe Stoffwechselaktivität dieser frühen postmitotischen Entwicklungsstadien an.In alten Halbzellen ist eine ER-Zisterne der Chloroplastenhüllmembran angelagert und bildet eine Periplastidärzisterne (Abb. 21). Dictyosomen nähern sich dieser ER-Zisterne auf sehr engem Abstand.Vier deutlich verschiedene Systeme von Mikrotubuli konnten in wachsenden Zellen nachgewiesen werden und wurden in einer früheren Arbeit ausführlich beschrieben. Keines von ihnen zeigt jedoch eine Lagebeziehung zur Symmetrie oder zur Form der wachsenden Halbzelle. Deshalb und in Übereinstimmung mit früheren osmotischen Untersuchungen vermuten wir, daß die Plasmamembran selbst in ihrer Molekularstruktur ein spezifisches Muster enthält, das die Ablagerung von Zellwandmaterial kontrolliert. Obwohl gegenwärtig noch keine weiteren Einzelheiten und keine experimentellen Beweise für ein solches Muster zur Verfügung stehen, nehmen wir an, daß möglicherweise die Vesikel-Membranen in einer Art intrazellulärer Membran-Erkennungsreaktion (membran-recognition) besondere Affinität zu lokalen Bezirken der Plasma-Membran aufweisen und ihren Inhalt nur an diesen Stellen an die wachsende Wand abgeben. Ein derartiger Mechanismus könnte trotz Zufallsverteilung der Organellen und Vesikel und sehr lebhafter Plasmaströmung zum Wachstum der Primärwand nach vorgegebenem Muster führen.

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Electron microscopic studies on the problem of cytomorphogenesis inMicrasterias denticulata BrébI. General survey

Summary Growing and differentiating cells ofMicrasterias denticulata Bréb., fixed with glutaraldehyde for 10–15 minutes and postfixed with OsO₄, were studied under the electron microscope. The protoplasm of growing half cells contains numerous organelles and vesicles, but no patterned arrangement of these cytoplasmic components in relation to the morphogenetic process leading to the characteristic shape ofMicrasteriascells could be observed.Two different kinds of vesicles are pinched off by cisternae of the dictyosomes,i.e. large vesicles (0.3–1.0, LV) with a content of low electron density and dark vesicles (800–2500 Å, DV) with a high contrast. It is assumed that L-vesicles possibly contain slime which is secreted through the pores of the secondary wall (Figs. 15–17), while D-vesicles contain cell wall material. Beside these two kinds of Golgi-vesicles, coated vesicles (CV) and rod-containing vesicles (SV) were found in the cytoplasm, the former often in a stage of fusion with the plasmalemma (Fig. 3).Dictyosomes and cisternae of the rough ER are the most prominent cytoplasmic components of the growing half cell, while mitochondria and microbodies are present only in relatively small numbers. In very young developmental stages dictyosomes together with ER, mitochondria, and microtubules are clustered around the post-telophase nucleus, indicating a plasmatic stratification in these early developmental stages. However, in older stages when the nucleus migrates deeper into the growing half cell the organelles are distributed over the entire protoplasm.Dictyosomes, showing a pronounced polar configuration,i.e. wide cisternae on one side (proximal pole) and narrow one on the other (distal pole), were found to be constantly associated at their proximal pole with a cisterna of the ER (Figs. 9, 10–12). Little vesicles were found between this ER-cisterna and the dictyosome (Figs. 10 and 11,VX), possibly playing a role in generating new Golgi-cisternae. While L- and D-vesicles are undoubtedly pinched off by cisterna of one and the same dictyosome (Fig. 11), no picture as yet could be obtained clarifying the origin of the coated vesicles. Budding of the membrane of D-vesicles may perhaps indicate a stage of formation of coated vesicles (Fig. 19).In a few cases dictyosomes were found to be split into two halfs by a median break of the Golgi-cisternae (Figs. 10 and 11). The median splitting of the cisternae starts at the proximal pole and proceeds toward the distal pole. This phenomenon is interpreted as a divisionstage of a dictyosome.In very young stages a stack of parallel ER-cisternae (ergastoplasm) was found in the vicinity of the nucleus (Fig. 20) while in later stages single cisternae, penetrating the whole cytoplasm of the half cell, dominate. The ergastoplasmic differentiation of the ER presumably indicates the high metabolic activity of these early postmitotic developmental stages. In non-growing half cells one ER-cisterna approaches the chloroplast-membrane thus forming a periplastidial cisterna (Fig. 21). Dictyosomes approach very closely this ER cisterna (Fig. 23).Four distinct systems of microtubules could be found in growing cells (described in detail in a previous paper) but none of them exhibit a positional relationship to the symmetry and pattern of the growing half cell. For this reason and in agreement with previous osmotic studies it is speculated that the plasma-membrane itself maintains a specific pattern in its molecular structure that controls the deposition of wall-material. Although no further information or experimental support is available at present for such a pattern it is thought that perhaps vesicle-membranes in a manner of intracellular membrane recognition show special affinities to local areas of the plasma-membrane and discharge their content for the growing wall only at these loci. Such a mechanism could lead to a patterned growth of the primary wall in spite of a random distribution of organelles and vesicles and a very vigorous protoplasmic streaming.

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This work was supported by a National Science Foundation Senior Foreign Scientist Fellowship to Dr. Oswald Kiermayer, and by funds of Training Grant 5-M 1-GM-707-06 to Dr. Keith R. Porter.

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I am most grateful to Drs.Keith R.Porter andPeter K.Hepler (Harvard University) for numerous discussions and guidance in this investigation and also Mrs. Pamela Pettengill for her technical help.     

Notizen über die Riesenkerne und „Riesenchromosomen“ in den Antipoden vonAconitum

Zusammenfassung Die Antipodenkerne vonAconitum vulparia, A. ranunculifolium, A. neomontanum undA. variegatum wachsen endomitotisch heran und erreichen offensichtlich hohe Polyploidiegrade (von vermutlich 64- und 128-Ploidie).Das stark vermehrte chromatische Material ist dabei entweder so wie in den diploiden Kernen annähernd gleichmäßig über den Kernraum verteilt oder zu Endochromozentren oder Riesenchromosomen zusammengeschlossen.Die Endochromozentren und Riesenchromosomen finden sich stets in haploider Zahl gemäß der Ausgangssituation in den Antipoden. Sie setzen sich aus den endomitotisch entstandenen Tochterchromosomen zusammen. Diese sind in den Endochromozentren an der Spindelansatzstelle oder in proximalen, wahrscheinlich leicht heterochromatischen Teilen vereinigt und spreizen im übrigen; in den Riesenchromosomen bilden sie kabelartige Aggregate.In manchen Ruhekernen mit Endochromozentren sind die Chromosomen nach Art einer frühen mitotischen Prophase spiralisiert.Von welchen Umständen die Ausbildung der bestimmten verschiedenartigen Kernstrukturen abhängt, ist nicht bekannt.Die Häufigkeit der Kerne mit Riesenchromosomen war bei allen Arten sehr gering; sie fanden sich beiAconitum neomontanum — wahrscheinlich, weil nur wenig Material zur Verfügung stand — überhaupt nicht und nur beiA. variegatum relativ häufiger als bei den anderen Arten.BeiA. variegatum läßt sich ein SAT-Riesenchromosom mit einem mitotischen SAT-Chromosom homologisieren und in mehreren Antipodenkernen an Hand bestimmter Baueigentümlichkeiten wiedererkennen.Bei dieser Art zeigt sich im kompakten sowie im lockerer gebauten Heterochromatin eine Tendenz zur Bildung von Querreihen und nicht ganz regelmäßigen Scheiben aus gleichartigen Chromomeren oder Sammelchromomeren. Im Euchromatin fehlen dagegen Anzeichen einer Scheibenbildung.Das Längenverhältnis von mitotischen Metaphasechromosomen zu Riesenchromosomen beträgt schätzungsweise 110.Auch beiDelphinium werden nach Stichproben anD. ajacis und einer Gartenform die Antipodenkerne hoch endopolyploid und bilden sich Endochromozentren nach dem Muster vonPapaver undAconitum aus.     

Morphologische und statistische Untersuchungen an Zellkernen von Ratten und Mäusen zur Frage einer cytologischen Geschlechtsdiagnostik

Zusammenfassung An Blutausstrichen und Gewebsschnitten von männlichen und weiblichen Mäusen und Ratten wurde das Vorkommen von geschlechtsspezifischen morphologischen Kernmerkmalen untersucht. Die Kerne der neutrophilen Granulocyten weisen bei beiden Arten keine an den Kernanhängen erkennbare Geschlechtsdifferenz auf. An den Kernen der Parenchymzellen wurde für weibliche und auch für männliche Tiere ein positiver Geschlechtsnachweis auf Grund einer charakteristischen Chromatinverteilung geführt.Wir stimmen dem Vorschlag von Th. Lüers (1957) zu, die Begriffe Geschlechts-bestimmung und Geschlechtsdifferenzierung nur in ihrer ursprünglichen Bedeutung zu verwenden.     

Deutung und Herkunft des Namens der Lachm?we(Larus ridibundus L.)

Zusammenfassung Der deutsche und ebenso der Linnésche Name der Lachmöwe,Larus ridibundus, stammt von der zuerst mit ihr vereinigten amerikanischen Laughing Gull,Larus atricilla, und ist nach deren Stimme gebildet. Der Name wurde sodann auf die europäische Art übertragen und findet sich nun als Übersetzung in verschiedenen europäischen Sprachen.

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Summary The German name Lachmöwe and the scientific name Larus ridibundus as well of the Black-headed Gull seems to be deriven from the american Laughing Gull(Larus atricilla), which got at first its name fromBrisson after its voice, and was at first united with the Black-headed Gull(Larus ridibundus). This name then is transferred to the european species and is translated in various european languages.

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Herrn Prof. Dr. Ernst Schüz zum 70. Geburtstag gewidmet     

Licht-und elektronenmikroskopische Untersuchungen an meiotischen Basidien von Coprinus radiatus (Bolt) Fr.

Zusammenfassung Bei coprinus radiatus entwickeln sich die Basidien synchron. Die beiden meiotischen Teilungen laufen innerhalb von 30–40 min ab. Dabei erscheint ein undifferenziertes Centriol, das sich teilt und unter Ausstrahlung von Mikrotubuli die Spindelpole aufbaut. Die Kernhülle fragmentiert während der Metaphase und wird in der Telophase restauriert; es handelt sich hier also nicht um einen intranucleären Vorgang.In den meiotischen Basidien läßt sich regelmäßig wandständiges ER nachweisen, das man mit dem Ascusvesicel vergleichen kann. Außerdem wird zum Zeitpunkt der Prophase ein organisierter ER-Komplex gebildet, dessen Funktion vermutlich darin besteht, als Reservoir für die Restitution der Kernhülle zu dienen; er soll deshalb als Kernteilungs-Reticulum bezeichnet werden.

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Light and electron microscopic studies of meiotic basidia of Coprinus radiatus (Bolt) Fr.

Summary The basidia of Coprinus radiatus develop synchronously. Both meiotic divisions happen within 30–40 min. During this time an undifferentiated centriole appears, divides and forms the spindle poles by radiating microtubules. For the nuclear envelope breaks down in the metaphase and restituates during telophase the meiosis is not intranuclear.In meiotic basidia ER is regularly to be seen near the cell wall, it may be compared with the ascus vesicle. Moreover an organized ER-complex occurs during prophase. Its function is supposed to be a pool for restituation of the nuclear envelope; therefore it may be called Kernteilungs-Reticulum.

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Kurzfassung einer Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Freien Universität Berlin.     

Die Wirkung einiger N-Verbindungen auf Mycelwachstum und Primordienbildung des Basidiomyceten Pleurotus spec. aus Florida

Zusammenfassung Die beste N-Quelle für das Mycelwachstum ist Harnstoff, gefolgt von Alanin, Arginin, Asparagin, Prolin und Phenylalanin.Für die Primordienbildung ist bei N-Applikation im Nährboden kein eindeutiges Resultat zu erhalten. Die Zahl der Anlagen und ihre Anordnung am Mycel variiert sehr stark je nach dem Stamm, der N-Quelle und dem Zeitpunkt, zu dem die Mycelien Fruktifikationsbedingungen bekommen. Werden die Testsubstanzen jedoch in einem Tropfen Pufferlösung zugesetzt, nachdem die Mycelien den optimalen Durchmesser erreicht haben, so ist Asparagin besonders gut. Beim Stamm M7 kann Arginin ebenso gut verwertet werden, aber erst 1,5–2 Tage später. Bei 42×11 ist nur das Asparagin eine adäquate N-Quelle. Alle übrigen Substanzen sind eindeutig schlechter, vor allem Phenylalanin und Prolin.Der optimale Durchmesser ist eine stammspezifische Größe. Er wird weder von der N-Ernährung noch von der Wachstumsgeschwindigkeit, noch dem absoluten Alter des Mycels beeinflußt. Bei ihm erscheinen die Primordien früher als bei kleineren oder größeren Mycelien. Mit der Tropfenmethode ist bei ihm außerdem die Primordienzahl besonders hoch und reproduzierbar.

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Effect of some N-compounds on growth of mycelium and formation of primordia in the basidiomycete Pleurotus spec. from Florida

Summary For mycelial growth, the best nitrogen source is urea followed by alanine, arginine, asparagine, proline and phenylalanine.For primordia formation no clear results can be obtained by addition of the nitrogen source in the medium. The number of fruiting body initials, as well as their arrangement on the mycelium varies to a large extent depending upon the particular strain, the N source and the time at which the mycelia have been given fruiting conditions. If, however, the test substances are added in a drop of buffer as soon as the mycelia have reached their optimal diameter, asparagine is most suitable. Strain M7 is able to use arginine to the same extent, although with a lag of 1.5 to 2 days. For 42×11 only asparagine is an adequate N source; all other substances tested are clearly less suitable especially phenylalanine and proline.The optimal diameter is a strain specific figure. It is not influenced by the nitrogen nutrition, the growth intensity or the absolute age of the mycelium. The primordia do develop earlier on mycelia with the optimal diameter than on smaller or larger ones. In addition, the number of primordia is very pronounced with the drop method and reproducible.

     

Kreuzungen zwischen Hohltaube und Ringeltaube

Zusammenfassung Die Vorgeschichte und der Verlauf von 8 Bruten eines Hohltauben-Männchens mit einem Ringeltauben-Weibchen (Columba oenas × Columba palumbus), die 16 Eier und daraus 4 lebensfähige Jungvögel (2 , 2 ) ergaben, werden geschildert.Die Bastarde sind nach Größe, Gewicht und Färbung intermediär. Sie haben den grünen Halsschild der Hohltaube, doch tritt der Einfluß der Ringeltaube insgesamt stärker hervor, z. B. in der Färbung der Brust und des Flügels, sowie in der Flügellänge, die etwa die Länge des Ringeltaubenflügels erreicht.Der Balzruf des einzigen männlichen Bastards, der das Jugendalter überlebte (HR₃), klang wie kurrrú oder rruuhg; er hatte keine Ähnlichkeit mit dem der beiden Elternarten. Auch sein Verhalten bei der Balz (Haltung beim Ruf, Beteiligung beim Nest-bau) wich von dem Verhalten männlicher Hohl- und Ringeltauben ab. Er verpaarte sich mit seiner Schwester HR₂. HR₂ trug auf einer flachen hölzernen Unterlage wenige Zweige zusammen und legte ein unbefruchtetes Ei, das es gleich im Stich ließ. Herrn Prof. Dr. Erwin Stresemann zum 70. Geburtstag gewidmet     

Über das Zusammenwirken des erregenden und des hemmenden Neurons des M. abductor der Krebsschere beim Ablauf von Reflexen des myotatischen Typus

Zusammenfassung Eine speziell für die Verwendung in strömenden Körperflüssigkeiten konstruierte Caissonelektrode ermöglichte an dem zum Abduktor des Scherenfingers ziehenden Paar motorischer Axone die oszillographische Analyse der bei Reflexvorgängen eintretenden peripheren Interferenz von erregenden und hemmenden Impulsen. Werden mit dem Fingerglied der festgeklemmten Schere entsprechende kurze Bewegungen vorgenommen, so treten myotatische Reflexe auf, und die Aktionen der erwähnten 2 motorischen Ganglienzellen entsprechen dabei formell sehr weitgehend jenem Schema Sherringtons, durch welches für das spinale Säugerpräparat die — dortselbst intrazentral erfolgende — Umschaltung solcher Reflexvorgänge auf die gemeinsame Endstrecke aufgehellt wurde: Wir registrierten einerseits autogene, auf der Seite des gedehnten Muskels selbst eintretende Effekte (nämlich eine Streuentladung erregender Impulse, welche von einer kürzer dauernden, inversen Hemmeraktivierung begleitet ist) und anderseits die durch Dehnung des Antagonisten auszulösende reziproke Reaktion, welche aus einer Streuentladung von Hemmerimpulsen samt schwächerer inverser Aktivierung des Erregerneurons besteht. Für die am häufigsten auftretende Form der reflektorischen Antwort — die Streuentladung — darf als charakteristisch gelten, daß die Impulsfrequenz der im betreffenden Versuchstypus dominierenden, also eigentlich myotatischen Reaktion beinahe übergangslos auf durchschnittlieh 70 Hz emporstieg, um nach einem oder zwei entsprechend kurzen Intervallen (von z. B. 17 msec) zunächst auf mäßige Werte wie etwa 10–15 Hz abzusinken und dann früher oder später zu erlöschen.     

Der spinnapparat haplogyner spinnen (Arachnida,Araneae)

The spinning apparatus of the Haplogynae was studied in cribellate and ecribellate families of this group. Profound differences were encountered between the species investigated. It is concluded that the group of the Haplogynae is polyphyletic and can not be maintained in a phylogenetic system of the Araneae.

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Sonderdruckanforderungen an: Prof. Dr. Peter Ax II. Zoologisches Institut und Museum der Universität D-3400 Göttingen Berliner Str. 28 Deutschland     

Motor innervation of the cat muscle spindle studied by the cholinesterase technique

Summary Muscle spindles were traced in serial transverse sections of cat tenuissimus muscles. Myofibrillar adenosine triphosphatase staining reaction was used to identify nuclear bag₁, nuclear bag₂ and nuclear chain intrafusal muscle fibers. Typical chain fibers and long chain fibers were distinguished, the latter extending for more than 1,000 m beyond the termination of the spindle capsule. Simple rim and more elaborate plate deposits were demonstrated histochemically along the poles of the typical chain fibers in staining for cholinesterases. They were considered to correspond, respectively, to the trail and plate motor nerve terminals. Most long chain fibers and the majority of nuclear bag fibers had their motor innervation limited to plate-type endings. In addition, faint diffuse cholinesterase staining occurred along the spindle capsule and the surface of some intrafusal fibers. These histochemical observations are discussed with regard to the current concepts concerning the morphological and functional organization of the motor innervation of the cat muscle spindle.     

Zur funktionellen Morphologie der Fibroin- und Sericin-sekretion der Seidendrüse von Bombyx mori L.

Zusammenfassung Die Zellen des medialen Drüsenabschnittes der Seidendrüse von Bombyx mori unterscheiden sich morphologisch von denen des proximalen Teiles.Die unterschiedlichen strukturellen Gegebenheiten bedingen eine andersartige Sekretbildung.Die Prosekretgranula entstehen aus Vesikel-Nestern und haben keine direkte Beziehung zu den eigentlichen Golgi-Apparaten. Ihre verschiedenen Funktionsstadien treten gleichzeitig nebeneinander in einer Zelle auf.Während der Sericin-Sekretion werden an der apikalen Zellmembran ständig Pinocytose-Vakuolen abgeschnürt, was auf eine Rückresorption von Flüssigkeit aus dem Drüsenlumen hindeutet.Ich danke Herrn Professor Dr. K. E. Wohlfarth-Bottermann für die Anregung und stete Förderung dieser Arbeit, Herrn Professor Dr. R. Danneel für die Überlassung eines Arbeitsplatzes, Herrn Dr. H. Komnick für wertvolle Ratschläge und Frau M. Sauernheimer für phototechnische Assistenz.     

Die Homologie des Perigons der Zingiberaceen Ein Beitrag zur Morphologie und Phylogenie des Monokotylen-Perigons

Nicolaia elatior is used as an example to demonstrate that the mucronate tepals ofZingiberaceae correspond to hypsophylls (bracts) consisting of a leaf sheath and a rudimentary Oberblatt (= leaf petiole + lamina) represented by the mucro. Evidence for this interpretation is furnished by all available criteria: leaf sequence (exhibiting a complete continuum of forms from foliage leaves over cata- and hypsophylls to the tepals), nervature, and ontogeny.The present conception is compared with the well-founded thesis ofLeinfellner that the perigone ofLiliaceae is derived from the androecium. The different morphological status of the perigone in both families is not regarded as the result of different phylogenetic origin, but as a manifestation of morphogenetic transgressions from one phyllome category to an adjacent one: In theLiliaceae the perigone is under a strong morphogenetic influence of the androecium, and therefore displays staminal characters, in theZingiberaceae it is under the dominating influence of the extrafloral region, and thus appears as a hypsophyllous structure. If this assumption of a morphologically oscillating perigone is correct, it will be fundamentally impossible to demonstrate unequivocally the phylogenetic origin of the monocotyledonous perigone.

Im wissenschaftlichen Werk Prof. Dr.Walter Leinfellners steht an erster Stelle die Morphologie der Blütenorgane. Als sein dankbarer Schüler möchte ich ihm aus Anlaß seines 70. Geburtstages die folgende Studie zu einem Thema zueignen, das ihn wie mich gleichermaßen angesprochen hat und schon Gegenstand der Forschungsarbeit des Jubilars war: die Homologie des Monokotylen-Perigons.     

A mother-child combination analysis for AB0-Hp interaction

Summary Tests for interaction between AB0 and Hp were performed in 1824 mother-child pairs. There was no significant difference in the Hp distribution between mothers and children. When the children were divided into AB0-compatible and AB0-incompatible with their mothers there was an excess of the Hp ¹ gene in the incompatible group. The results are discussed.

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Zusammenfassung An 1824 Mutter-Kind-Paaren wurden vermutete AB0-Hp-Interaktionen untersucht. In der Verteilung der Hp-Phänotypen lag keine signifikante Differenz zwischen Müttern und Kindern vor. Dagegen konnte ein Überschuß des Hp¹-Allels beobachtet werden, wenn die Kinder in die Gruppen mit der Mutter AB0-verträglich bzw. mit der Mutter AB0-unverträglich gegliedert wurden. Die Ergebnisse werden diskutiert.

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Alexander von Humboldt Fellow.     

Chloroplastenvermehrung in kernlosen Teilstücken vonAcetabularia mediterranea undAcetabularia cliftonii und ihre Abhängigkeit von inneren Faktoren

Zusammenfassung In kernlosen, wachsenden Zellfragmenten (Vorderstücke) vonAcetabularia mediterranea undAcetabularia (Polyphysa) cliftonii vermehren sich die Chloroplasten. Die Zunahme innerhalb von 2–3 Wochen betrug bis zu maximal 132%. Im Gegensatz dazu bleibt in nichtwachsenden, kernlosen Teilstücken aus der Basalregion der Zelle (Hinterstücke) die Chloroplastenzahl unverändert.Durch Verdunkelung in Gegenwart des Zellkernes (mit Rhizoid) läßt sich in Hinterstücken die Potenz für Wachstum induzieren, die nach Entfernung des Rhizoids im Licht realisiert werden kann. Gleichzeitig erhalten die Hinterstücke dabei die Fähigkeit zur Chloroplastenvermehrung.Wird in Hinterstücken die Chloroplastenzahl herabgesetzt (auf etwa ein Viertel des Normalwertes), so wird dadurch ebenfalls eine Vermehrung der Chloroplasten ausgelöst.Die Versuche sprechen dafür, daß die Vermehrung der Chloroplasten offenbar vom Verhältnis Chloroplastenprotein/Cytoplasmaprotein abhängig ist und eine Störung dieser Relation durch Abzentrifugieren der Chloroplasten bei diesen Teilungen auslöst. Die Korrelation zwischen Wachstum und Chloroplastenvermehrung dürfte auf ähnliche Weise zu erklären sein.

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Multiplication of chloroplasts in enucleated cell fragments ofAcetabularia mediterranea andAcetabularia cliftonii and its dependence from internal conditions

Summary Chloroplasts in growing enucleated cell fragments ofAcetabularia mediterranea andAcetabularia (Polyphysa) cliftonii multiply (obviously by division) and their number increases within 2–3 weeks up to 132%. However, there is no division of chloroplasts in non growing enucleated parts of the basal region of the cell.Capacity for growth can be induced in segments of the basal region which normally will not grow by dark treatment in presence of the nucleus. After removing the nucleus and transfering to light the enucleated parts grow and their number of chloroplasts increases.It is also possible to induce an increase of the number of chloroplasts by centrifugation of non growing enucleated cell fragments and thereby reducing the number of chloroplasts originally present.These results suggest that the increase in the number of chloroplasts very probably by division depends upon a certain ratio chloroplastic protein/cytoplasmic protein. Any disturbances of this ratio in favour of the cytoplasmic protein obviously leads to division of chloroplasts. It seems possible that the observed correlation between growth and the multiplication of chloroplast depends upon a similar mechanism.

     

Zur Feinstruktur der Neurogliazellen in der Kleinhirnrinde von Säugetieren

Zusammenfassung Die Kleinhirnrinde von verschiedenen Säugetieren wurde in situ durch Perfusion mit Glutaraldehyd fixiert und licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die elektronenmikroskopische Analyse zeigt, daß die Fañanas-Zelle eine satellitäre Gliazelle ist, deren Zytoplasmaausläufer keine Gliafilamente enthalten. Das Vorkommen der Fañanas-Zellen beschränkt sich im wesentlichen auf die Purkinjezellschicht; ihre Ausläufer breiten sich nur im unteren Drittel des Stratum moleculare aus.Die Bergmann-Fasern gehören der Astroglia an und zeigen einen entsprechenden submikroskopischen Aufbau mit Bündeln aus Gliafilamenten (Gliafasern) und großem Glykogenreichtum. Die Perikarya der Bergmann-Fasern liegen überwiegend im Stratum granulosum, vereinzelt aber auch in der Purkinje-Zellschicht und im Stratum moleculare.Die Bezeichnung Golgi-Epithelzelle oder Bergmann-Glia muß aufgegeben werden, da die Bergmann-Fasern nicht Ausläufer der satellitären Gliazellen der Purkinje-Zellschicht sind.

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On the fine structure of glia cells in the cerebellar cortex of mammals

Summary The cerebellar cortex of different mammalia was fixed with glutaraldehyde in situ by perfusion and investigated with the light- and electron microscope.Special attention is given to the Fañanas cell, Bergmann glia and astrocytes. The electron microscopic study shows that the Fañanas cell represents a pure satellite glial cell. Glial filaments are absent in the cytoplasmic protrusions which extend within the Purkinje cell layer and the lower part of the molecular layer.The Bergmann fibers belong to the astroglia. They exhibit bundles of glial filaments and are rich of glycogen particles. Most of the cell bodies of the Bergmann fibers lie in the Stratum granulosum, some are to be found within the Purkinje cell layer and the molecular layer.The term Golgi epithelial cell or Bergmann glia should be abandoned because the Bergmann fibers do not belong to the satellite glial cells of the Purkinje cell layer.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Unter Anleitung von Doz. Dr. med. K. H. Andres.     

?Anp?beln“ bei Jungmeisen (Parus): Entwicklung der Rangordnung

Zusammenfassung Ein bisher nur von Tannenmeisen (Parus ater) bekanntes agonistisches Ritual (seitliches Flügelflattern) wird auch für Blau-, Kohl- und Haubenmeisen (Parus caeruleus, Parus major undParus cristatus) nachgewiesen. Seitliches Flügelflattern besteht aus einer Sequenz von Verhaltenselementen, ist direkt gegen einen Artgenossen gerichter und führt in der überwiegenden Zahl der Fälle zu einer Verfolgungsjagd. Das Verhalten tritt in der frühen Jugendphase auf, in der innerhalb der Jungmeisengruppe noch keine Rangordnung besteht. Es wird am häufigsten um den Zeitpunkt des Selbständigwerdens gezeigt und ist im Alter von ca. 10 Wochen verschwunden. Das Verhalten spielt offensichtlich eine wichtige Rolle bei der Ausbildung der Rangordnung. Für das bis jetzt namenlose Verhalten wird der Ausdruck Anpöbeln vorgeschlagen.

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Molesting in juvenile tits (Parus spp.): On the formation of dominance order

Summary An agonistic ritual (one-sided wing flapping) which was only known in Coal Tits (Parus ater) could also be proved for Blue, Great and Crested Tits (Parus caeruleus, Parus major andParus cristatus). One-sided wing flapping is composed of a sequence of behavioural elements, it is focussed directly on a conspecific and results in a persuit chase in the vast majority of the cases. The behaviour is displayed during the early juvenile stage when there still does not exist a social order within the juvenile group members. This characteristic behaviour is most frequent until the eighth week and is no longer discerned from the tenth week on. Apparently this behaviour does play an important role during the formation of dominance order. It is proposed to call the unnamed behaviour molesting because of its special characteristics.

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Herrn Prof. F. Schaller zum 70. Geburtstag gewidmet.