Autoradiographische Bestimmung der Dauer der DNS-Verdopplung und der Generationszeit beim Ehrlich-Ascitestumor der Maus durch Doppelmarkierung mit 14C- und 3H-Thymidin

Zusammenfassung Mittels eines Doppelmarkierungs-Verfahrens unter Verwendung von ¹⁴C- und ³H-Thymidin und der autoradiographischen Technik wurde die DNS-Verdopplungszeit (S-Phase) und die Generationsdauer bei einem vorwiegend diploiden Stamm des Ehrlich-Ascitestumors der Maus bestimmt. Eine 1. Gruppe von Inzucht-Mäusen wurde am 6. Tag nach Inokulation, d.h. nahe im Stadium des exponentiellen Tumorwachstums, und eine 2. Gruppe am 11. Tag nach Inokulation untersucht.Am 6. Tag nach Inokulation ergab sich ein ³H-Index von 36±4%. Tageszeitliche Schwankungen dieses Wertes wurden nicht beobachtet. Am 11. Tag nach Inokulation wies der ³H-Index größere Schwankungen auf, welche aber offenbar durch nicht-exponentielles Wachstum und nicht durch tageszeitliche Schwankungen bedingt sind.Für die DNS-Verdopplungszeit ergab sich ein Wert von 9 Std und für die Generationsdauer von 24 Std. Am 11. Tag nach Inokulation scheint die DNS-Verdopplungszeit von der gleichen Größe zu sein. Für die Mitose-Dauer fand sich ein Wert von etwas weniger als 1 Std (späte Probis frühe Telophase) in Übereinstimmung mit den Werten der Literatur für somatische Zellen erwachsener Tiere.Ein Vergleich von Tumorzellen, somatischen Zellen erwachsener Tiere und fetalen Zellen zeigt, daß die von Zellart zu Zellart sehr großen Unterschiede der Generationsdauer im wesentlichen auf Unterschiede der G ₁-Phase beruhen. Damit verglichen ist das Zeitintervall zwischen Beginn der DNS-Verdopplung und dem Ende der Mitose relativ konstant. Die gegenüber der Ursprungszelle stark verkürzte Lebensdauer der Ascitestumor-Zelle kommt vorwiegend durch eine Verkürzung der G ₁-Phase zustande.Wir danken Herrn Dr. J. Gimmy und Frl. E. Verlemann für ihre Hilfe bei der Durchführung der Versuche.Die Arbeit wurde durch Mittel der Gesellschaft zur Bekämpfung der Krebskrankheiten in Nordrhein-Westfalen und des Bundesministeriums für wissenschaftliche Forschung unterstützt.Inzwischen wurde von R. Baserga u. E. Lisco eine Arbeit veröffentlicht, in der auch über eine Bestimmung der DNS-Verdopplungszeit beim Ehrlich-Ascitestumor der Maus durch ein Doppelmarkierungs-Verfahren berichtet wird [J. nat. Cancer Inst. 31, 1559 (1963)].     

Über die chemische Regulierung der Atmung bei den Cephalopoden

Zusammenfassung Die Cephalopoden (Octopus) zeigen eine vorzüglich entwickelte chemische Atmungsregulation. Sowohl O₂-Mangel wie CO₂-Anhäufung verursachen eine Hyperpnöe, die (bei meist wenig geänderter Frequenz) eine Zunahme des Atemvolumens bis auf das Zehnfache zu bewirken vermag.Die gute Durchlüftung des Atmungsapparates in Zusammenhang mit dem hohen CO₂-Bindungsvermögen des Seewassers bewirken, daß der CO₂-Druck des Ausatmungswassers normalerweise praktisch gleich Null ist. Damit steht jedenfalls die große Empfindlichkeit gegen Kohlensäure in Zusammenhang, die schon bei sehr niederem Drucke lähmend zu.wirken beginnt. Auch die CO₂-Tension des Blutes beträgt normalerweise höchstens wenige Zehntel vH.Die Reaktion des Blutes dürfte für gewöhnlich zwischenph 7,4 und 7,5 liegen (gegenüberph 8,0–8,1 des Aquarienseewassers). Asphyxie durch Aufenthalt an der Luft erzeugt ein beträchtliches Ansteigen der c_H. Die Änderungen des Atemvolumens gehen normalerweise anscheinend jenen der Reaktion parallel, auch wenn keine meßbaren Änderungen der CO₂-Tension feststellbar sind; doch reichen die vorliegenden Versuche nicht aus zu einer sicheren Entscheidung über die Gültigkeit der Reaktionstheorie bei der Atmung der Cephalopoden, die auch von dem Gleichgewicht anderer Ionen wesentlich beeinflußt wird.Die Ausnutzung des Sauerstoffs bei dem Durchgange des Atemwassers durch den Kiemenapparat kann über 70 vH. betragen.Der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft, die mir die Mittel zum Aufenthalt in Neapel bewilligte, und dem Leiter der Zoologischen Station, Herrn Prof. R. Dohrn, der mir einen Arbeitsplatz zur Verfügung gestellt und alle meine Wünsche in liebenswürdigster Weise erfüllt hat, möchte ich auch an dieser Stelle meinen aufrichtigsten Dank sagen.     

Physiologische Spannweite der SchattenpflanzeOxalis acetosella

Zusammenfassung Die WaldschattenpflanzeOxalis acetosella vermag nur Schattenblätter auszubilden. Aberdie physiologische Spannweite —d.h. der physiologische Unterschied zwischen den extremsten Schattenblättern und denen, die den Lichtblättern am nächsten kommen, d. h. solchen, die sich bei 0,5% und 50% des vollen Tageslichtes entwickelt hatten, ist doch beträchtlich. Die Werte für Respiration, maximale Photosynthese bei einem CO₂-Druck von 0,228 mm Hg, Chlorophyllgehalt und Arealgewicht von den extrement Schattenblättern und von denen, die den Lichtblättern am nächsten kommen, sind miteinander verglichen.Mit 3 TextabbildungenHerrn Professor Dr.Arthur Pisek, dem unermüdlichen Forscher der Stoffproduktion, zum 70. Geburtstag am 10. Januar 1964.     

Physiologische Untersuchungen zur Atmung von Vibro luminosus Beijerinck

Zusammenfassung Es werden Atmungsmessungen mit dem Warburgapparat und mit dem Ultrarotabsorptionsschreiber in Verbindung mit der Registrierung der Lichtemission (SEV) an Vibrio luminosus beschrieben. Sie sollen der Charakterisierung der Beziehungen zwischen Atmung und Bioluminescenz unter verschiedenen Umwelteinflüssen dienen. Die Größenunterschiede im O₂-Verbrauch bei endogener und exogener Atmung werden aufgezeigt. Parallele Registrierungen von CO₂-Abgabe und Lichtemission führen zu der Annahme, daß die Induktion der Luciferase erst zu einem Zeitpunkt der Zellentwicklung erfolgt, in dem der Atmungsstoffwechsel bereits absinkt. Das läßt auf das Vorliegen eines spezifischen Regelmechanismus schließen.Ein Vergleich der Empfindlichkeit von Atmung und Bioluminescenz gegenüber toxischen Substanzen bestätigt die bereits früher vermutete höhere Sensibilität der Bioluminescenz, die beim Nachweis biologisch aktiver Substanzen auch meßtechnische Vorteile aufweist. Untersuchungen des O₂-Verbrauchs bei verschiedenen Temperaturen und pH-Werten dienen der weiteren Charakterisierung von Vibrio luminosus und werden mit den entsprechenden Bioluminescenzmessungen verglichen.

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Physiological studies in respiration of Vibrio luminosus Beijerinck

Summary Manometric and infrared analyses of gas exchange and light measurement with photomultipliers are used to investigate Vibrio luminosus, particularly the relation between respiration and bioluminescence under different conditions. The difference of the oxygen consumption of endogenous and exogenous respiration is shown. Side by side recording of CO₂-production and light emission yields a result suggesting an induction of the enzyme luciferase at a decided state of the cell development and a regulating mechanism.A comparison of the sensitivity of respiration and of light emission to poisonous substances shows a greater susceptibility of the bioluminescence. Therefore bioluminescence can be used for the detection of air pollutants and other industrial substances damaging cells. The dependence of respiration from the temperature and diverse values of pH has been studied.

     

Über die Wirkung von Thyroxin und thyreotropem Hormon auf den Stoffwechsel und die Färbung des Goldfisches

Zusammenfassung Der Sauerstoffverbrauch des Goldfisches fällt, bei Aufenthalt in der Durchströmungsapparatur, bis zur 8. Std erheblich. Er sinkt auch danach in geringen Grenzen weiter bis zu einem Minimum ab. Helligkeit und Dunkelheit sind ohne wesentlichen Einfluß auf den O₂-Verbrauch. Injektion von physiologischer Kochsalzlösung ruft für 30–40 min eine Beunruhigung hervor, die sich in einer O₂-Verbrauchserhöhung von etwa 20% bemerkbar macht.Eine einmalige Injektion von Thyroxin bewirkt einen Anstieg des O₂-Verbrauchs bis zu 5 1/2 Std nach der Injektion. Im Sommer beträgt die Erhöhung maximal über 100%. Die Kontrollen zeigen weiteres Absinken des O₂-Verbrauchs. Es zeigt sich ein deutlicher Unterschied der Thyroxinwirkung zwischen Jungund Alttieren (Grenze 15 g). Jungtiere zeigen weit geringere Reaktion.Einmalige Injektion von thyreotropem Hormon zeigt ebenfalls einen Anstieg des O₂-Verbrauchs. Im Unterschied zur Thyroxinwirkung erfolgt er in kürzerer Zeit und steigt auf höhere Werte (maximal über 200%). Auch hier ist ein deutlicher Wirkungsunterschied zwischen Jungund Alttieren vorhanden.An Stelle von Thyreoidektomie wird Methylthiouracil zur Ausschaltung der Schilddrüse Verwendet. 0,1 cm³ einer 5% igen Na-Lösung wirken über 4 Tage stoffwechselsenkend und lassen thyreotropes Hormon nicht zur Wirkung kommen.Im Sommer und Winter bewirkt mehrmalige Verabfolgung von Thyroxin nach einer verschieden langen Latenzzeit einen Anstieg des O₂-Verbrauchs.Auch mehrmalige Verabfolgung von thyreotropem Hormon läßt den Sauerstoffverbrauch der Fische ansteigen. Die unterschiedliche Wirkung zwischen Jung und Alttieren läßt sich auch hier statistisch sichern.Wird bei durch thyreotropes Hormon erhöhtem O₂-Verbrauch MTU verabfolgt, so sinkt der O₂-Wert rapide und steigt auch nicht mehr auf die vorherige Höhe an.Bei Thyroxinbehandlung über längere Zeit zeigt sich zunächst eine Expansion der Melanophoren und eine Zunahme des Pigments, welche dann von einem destruktiven Prozeß an den Farbzellen abgelöst wird, der nach etwa 90 Tagen zum völligen Zerfall aller Melanophoren führt. Bei Behandlung mit thyreotropem Hormon und bei Thyroxinbehandlung an jungen Tieren konnte nur eine Expansion der Melanophoren beobachtet werden.Herrn Prof. Dr. H. Giersberg möchte ich auch an dieser Stelle meinen Dank aussprechen für die Anregung und die Unterstützung bei der Durchführung dieser Arbeit.     

Die Mureintypen in der Gattung Cellulomonas Bergey et al.

Zusammenfassung Die Untersuchung der Mureinstruktur und der Polysaccharidzusammensetzung der Zellwände von sieben Arten der Gattung Cellulomonas ergab, daß alle Arten mit Ausnahme von C. flavigena Murein vom L-Orn-D-Glu-Type enthalten. Bei C. flavigena ist die D-Glutaminsäure der Interpeptidbrücke durch D-Asparaginsäure ersetzt. Die Polysaccharidzusammensetzung ist wesentlich variabler und bei den meisten Arten voneinander verschieden.Die Einheitlichkeit der Mureinstruktur einerseits und die Verschiedenheit des Mureintyps von allen anderen coryneformen Bakterien andererseits spricht für die Berechtigung, die cellulolytischen coryneformen Bakterien in einer eigenen Gattung zusammenzufassen.

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The murein types in the genus Cellulomonas Bergey et al.

Summary The investigation of the murein(peptidoglycan)structure of 6 species of Cellulomonas showed, that all species besides C. flavigena contain the L-Orn-D-Glu-type. In C. flavigena D-glutamic acid of the interpeptide bridge is replaced by D-aspartic acid. The composition of the polysaccharide of the cell wall is much more variable and differs in most species.The observation that the murein type is uniform within the genus but quite different from the murein types found in other coryneform organisms justifies the unification of the cellulolytic coryneform bacteria in the genus Cellulomonas.

     

2,3,5-Triphenyl-Tetrazoliumsalz als Hilfsmittel bei der Keimzählung nach dem Kochschen Gußplatten-Verfahren

Zusammenfassung In Anlehnung an die Arbeit von Bucksteeg u. Thiele (1958), die die Anwendung von TTC bei der Keimzähltechnik in der Wasserbakteriologie empfehlen, wird über die Benutzung dieses Reduktionsmittels bei der Auswertung von Gußplatten in der Bodenbakteriologie berichtet. Im Gegensatz zu den genannten Verfassern wird das Tetrazoliumsalz dem verflüssigten Agar zugesetzt und die Bakterien auf dem reduktionsmittelhaltigen Nährsubstrat bebrütet. Zur Vermeidung von Keimhemmungen wird mit einem TTC-Zusatz von 0,001% gearbeitet. Die damit erzielte Rotfärbung ist ausreichend, um ein exaktes Erkennen kleinster und überdeckter Kolonien zu ermöglichen sowie die Unterscheidung von Verunreinigungen und die Zählarbeit wesentlich zu erleichtern und zu verkürzen. Als weiterer Vorteil wird die Auswertbarkeit auch überwucherter Platten festgestellt.     

Die Kennzeichnung der Zuwachsstreifen in der Wachsenden Konturfeder mit Hilfe von Radioaktivem Natriumsulfat

Zusammenfassung Hausrotschwänzen (Phoenicurus ochruros Gmelin), Elstern (Pica pica Linné), Wellensittichen (Melopsittacus undulatus Gould), Sonnenvögeln (Leiothrix luteus Scop.) und Dompfaffen (Pyrrhula pyrrhula Linné) wurde trägerfreies Na₂ ³⁵SO₄ in sterilisierter isotonischer Kochsalzlösung mit einer Aktivität von 1,0–2,0 mC/ml beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert oder peroral gegeben.Die Applikation der radioaktiven Sulfatlösung erfolgte zu verschiedenen Zeiten des normalen Gefiederwachstums beim Jungvogel und auch nach der Mauser bzw. künstlichen Entfernung von Einzelfedern während des Wachstums der Sekundärfedern.Deck- und Flugfedern wurden in wechselnden Zeitabständen nach der Applikation der Na₂ ³⁵SO₄-Lösung mit einem Geiger-Müller-Zählrohr und einem Zählrohrverstärker sowie auch autoradiographisch auf ihre radioaktive Strahlung hin mit folgenden Ergebnissen untersucht:Das radioaktive Isotop wird in der Feder je nach der Applikationsmenge und den stoffwechselphysiologischen Gegebenheiten bei den verwendeten Vogelarten in Form schmaler Querzonen oder größerer Areale abgeschieden.Die Winkel der radioaktiven Querzonen zu dem proximalen Schaftteil entsprechen denjenigen der natürlichen Zuwachsstreifen.Auch die Breite der schmalen radioaktiven Querzonen entspricht derjenigen der natürlichen Zuwachsstreifen oder aber unter gewissen Umständen sogar derjenigen, die durch Tag- und Nachtunterschiede oder stoffwechselphysiologische Schwankungen bedingt sind und so auch bei den natürlichen Zuwachsstreifen eine Aufgliederung des 24-Stundenrhythmus verursachen.Bei den Schwung- und Schwanzfedern der Wellensittiche konnte sogar eine mehrfache rhythmische Ablagerung des Isotops entsprechend dem 24-Stundenrhythmus der natürlichen Zuwachsstreifen über mehrere Tage hinaus nachgewiesen werden.Außer diesen schmalen radioaktiven Querzonen waren breitere, nicht so stark strahlende Querbänder autoradiographisch nachweisbar, die einem mehr Zeit beanspruchenden stoffwechselphysiologischen Geschehen zugeordnet werden könnten. Sie werden erst mehrere Tage nach der Applikation des radioaktiven Isotops in der Feder angelegt.Die schmalen radioaktiven Querzonen und auch die distalen Begrenzungen der größeren radioaktiven Areale ließen sich den Applikationsdaten zuordnen. Dabei war in allen Fällen, bei denen die untersuchten Federn sich in vollem Wachstum befanden, ein Emporwandern des radioaktiven Isotops bzw. seiner Derivate über das Oberflächenniveau der Haut nach dem Applikationstermin nachweisbar.Bei Hand- und Armschwingen des Wellensittichs konnte in einem Fall sogar eine Angleichung der proximalen Begrenzung des radioaktiven Areals an die proximale Grenze einer Pigmentzone festgestellt werden.Die im Gegensatz zu den Wellensittichen schnelle Ausscheidung des radioaktiven Isotops bei Elstern ermöglichte eine mehrfache Markierung an der gleichen Feder und eine entsprechende Zuordnung der radioaktiven Querzonen zu den Injektionsterminen sowie einen Vergleich zum Wachstum der Einzelfeder als auch eine vergleichende Betrachtung des Wachstums der Federn untereinander.Bei kleinen Federn des gleichen Federtyps lagen die radioaktiven Querzonen bei gleichen Applikationsdaten und unter der Voraussetzung, daß sich die Federn in der einander entsprechenden Wachstumsphase befanden, näher beieinander als bei großen Federn, relativ aber weiter voneinander entfernt.Vergleichende Messungen an Federn von Vögeln (Wellensittichen) des gleichen Käfigs gaben Veranlassung zu der Annahme zeitweiser gleichsinniger Änderungen der Wachstunisgeschwindigkeiten.Eine Auswertung der Lagebeziehungen der radioaktiven rhythmischen Querzonen bei den Schwungfedern von Wellensittichen ergab einen leicht wellenartigen Verlauf der den Zuwachsraten entsprechenden Querzonenbegrenzungen gleicher Wachstumszeiten.Für die chemische Federanalyse wurden Hydrolysate hergestellt. Eine Verbindung papierchromatographischer und autoradiographischer Methoden sowie das Abtasten von Papierchromatogrammen mit einem quantitativ arbeitenden Zählgerät, ermöglichte den Nachweis für die Ablagerung des radioaktiven Schwefels in der Feder in der Hauptsache als Cystin.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

Stoffwechsel-Regulation aerober Zellsuspensionen vonSaccharomyces carlsbergensis nach Glucosezugabe

Zusammenfassung Wird eine ausgehungerte aerobe Zellsuspension vonSaccharomyces carlsbergensis mit Glucose gefüttert, dann ist eine deutliche Stimulierung des O₂-Verbrauchs zu registrieren. Mit Hilfe verschiedener Meßmethoden wurde der Verlauf dieser nicht-linearen O₂-Abnahme analysiert und mit den gleichzeitig auftretenden Konzentrationsänderungen einiger glykolytischer Metabolite korreliert.Dabei zeigt sich, daß ca. 20–60 Sekunden nach Glucosezugabe die Rate des O₂-Verbrauchs abnimmt und gleichzeitig eine deutliche Äthanol-Synthese einsetzt, obgleich der O₂-Partialdruck zu diesem Zeitpunkt noch etwa halbmaximal ist.

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Metabolite-regulation of aerobic cell-suspension ofSaccharomyces carlsbergensis after feeding with glucose. I. Shift from respiration to aerobic fermentation

Summary After feeding with glucose, an aerobic starved cell-suspension ofSaccharomyces carlsbergensis shows an increasing of oxygen consumption. This stimulation is not linear during the transition from high to low oxygen-level.For this aerobic phase the regulated fluxes of some metabolites are analyzed. It could be shown that with highest oxygen consumption an ethanol synthesis is starting.

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Herrn Prof. Dr.A. Betz danke ich an dieser Stelle für viele wertvolle Hinweise zur Interpretation der hier beschriebenen Ergebnisse. Die gewissenhafte technische Assistenz erfolgte durch FrauR. Hinrichs. Die Durchführung dieser Arbeit wurde durch Sachbeihilfen der Stiftung Volkswagenwerk und der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht.     

Protoplasten der Hefe Rhodotorula gracilis

Zusammenfassung Die Protoplasten der obligat aeroben Hefe Rhodotorula gracilis wurden hinsichtlich ihrer charakteristischen physiologischen und Transporteigenschaften mit intakten Zellen verglichen. Folgende Ergebnisse wurden gewonnen: 1. Endogene und durch d-Glucose stimulierte Atmung entsprach den Werten von intakten Hefezellen. 2. d-Glucose wurde von Protoplasten aus dem Medium aufgenommen und abgebaut. 3. Die Aufnahme von d-Xylose führte zu vielfacher Akkumulation der Pentose im Zellinnern. Nach 50 min wurde ein für den Xyloseabbau induziertes System wirksam. 4. Bei Zugabe im Gemisch wurde die Aufnahme von d-Xylose durch d-Glucose unterbunden. 5. Akkumulierte d-Xylose wurde bei Zugabe von d-Glucose im Austauschtransport durch den mobilen Träger aus der Zelle heraus befördert. 6. Der Zuckertransport, gemessen an der d-Xyloseaufnahme, war streng stoffwechselenergieabhängig und wurde durch Entkoppler vollständig gehemmt.Diese Ergebnisse zeigen, daß die Stoffwechsel- und Transportfunktionen der intakten Hefezellen in ihren Protoplasten vollstädig erhalten bleiben. Die Anwendung von R. gracilis-Protoplasten zur Klärung spezieller Fragestellungen ergab: 1. Der Transport von d-Trehalose erfolgte nach extracellulärer Spaltung des Disaccharides durch Aufnahme der entstandenen Glucose. 2. Densitometrische Messungen an Protoplastensuspensionen zeigten sich geeignet zur kontinuierlichen Aufzeichnung von Zuckeraufnahmevorgängen.

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Protoplasts from the yeast Rhodotorula gracilis II. Physiological and transport properties

The protoplasts of the obligatory aerobic yeast Rhodotorula gracilis (5/Fres/Harrison) were compared with the intact yeast cells with respect to the identity of their physiological and transport properties. It was found: 1. The rates of endogenous and glucose-stimulated respiration of protoplasts were similar to those of the whole cells. 2. d-glucose was taken up from the medium with constant velocity; no free glucose could be detected inside the protoplasts. 3. The uptake of d-xylose led to manifold accumulation of the pentose intracellularly. Within 50 min incubation an enzyme system for the degradation of d-xylose became effective. 4. In a mixture of d-xylose and d-glucose the latter blocked the uptake of the pentose. 5. d-xylose once accumulated was exchanged by the mobile membrane carrier for d-glucose after its addition to the protoplast suspension. 6. Addition of NaN₃ or CCCP resulted in an inhibition of d-xylose uptake. The transport process is tightly coupled to cell metabolism.It is concluded that the metabolic and transport functions of R. gracilis protoplasts equal those of the intact yeast cells. The application of the protoplasts to study some special transport problems revealed: 1. In the course of d-trehalose uptake the disaccharide was cleaved to glucose, which was actually transported across the cell membrane. 2. Densitometry of protoplasts suspensions was found suitable for the continuous recording of sugar uptake processes. This observation is of special importance for further investigations of the oscillations in sugar transport observed earlier (Heller and Höfer, 1973).

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Herrn Professor Dr. Maximilian Steiner zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Die Cuticula der Epidermis des Regenwurms (Lumbricus terrestris L.)

Zusammenfassung Die um 3–4 dicke Cuticula des Regenwurms (Lumbricus terrestris L.) besteht aus 20–30 sich annähernd rechtwinklig kreuzenden Lagen von Cuticulafibrillen. Senkrecht zu und zwischen den sich kreuzenden Fibrillen verlaufen röhrenförmige Zellfortsätze, Cuticulakanälchen von der Oberfläche der Epithelzelle zur Epicuticula. Die Epicuticula bildet eine kontinuierliche, mit feinen, dicht stehenden Exkreszenzen besetzte Schicht. Die zelluläre, respektive extrazelluläre Natur der Cuticulastrukturen und ihr funktionelles Verhalten werden besprochen. Anmerkung bei der Korrektur. Die Herren D. Peters (Hamburg) und W. J. Schmidt (Gießen) machten uns auf die Untersuchung der Cuticulastruktur des Regenwurms durch Reed und Rudall (1948) aufmerksam.Die von den englischen Autoren gewonnenen Abdruckpräparate aus verschieden tiefen Schichten der Cuticula stimmen mit den hier gezeigten Schnittpräparaten vorzüglich überein und ergänzen sie durch die Aufsicht auf die freie Oberfläche. Mit der Abdrucktechnik sind jedoch die Cuticula-Kanälchen zwischen den Fibrillen nicht erkannt worden. Einige der Vermutungen über die Bildung der Cuticulafibrulen (s. auch Rudall 1950) dürften deshalb hinfällig geworden sein. Über die chemische Zusammensetzung der Cuticula und ihre chemischen Unterschiede gegenüber Kollagen s. Watson und Smith (1956).Mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen durchgeführte Untersuchung.     

Untersuchungen zur insektiziden Wirkung der verschiedenen Bestandteile des Giftes der kleinen roten WaldameiseFormica polyctena Foerst

Zusammenfassung Ziel der Arbeit war die Untersuchung der insektiziden Wirkung der verschiedenen Bestandteile des Giftes vonFormica polyctena Först. Dabei wurde zur reproduzierbaren Prüfung der Wirkung der in diesem vorhandenen Ameisensäure das Gift zunächst in der Gasphase ausgetestet. Wenngleich die Ergebnisse im einzelnen stark streuen, zeigen sich doch Abhängigkeiten des insektiziden Effektes von der Dosis, der Expositionszeit und der Kutikulardicke der verwendeten Testtiere. Die zarthäutigen Aphiden und Termitenlarven sind dabei wesentlich anfälliger als Kornkäfer-Imagines. Vergleichsversuche mit 50%iger reiner HCOOH führten zu ähnlichen Ergebnissen. Unter Verweis auf die Untersuchungen vonStumper sowie eines der Verfasser über die Komponenten im Trockenrückstand des Ameisengiftes wird experimentell festgestellt, daß diesem allein keine insektizide Wirkung zukommt. Somit muß die Ameisensäure als wichtigste, auf Insekten toxisch wirksame Substanz im Gift der Kleinen Roten Waldameise angesehen werden. Bei Atmungsmessungen ergab sich eine Herabsetzung des O₂-Verbrauchs nach Begiftung in der Dampfphase.

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Summary The present investigation deals with the insecticidal action of the different constituents of the venom ofFormica polyctena Först. on old larvae ofKalotermes flavicollis Fabr.,Calandra granaria L. and apterous females of the aphidMegoura viciae Buckt.The action of formic acid in the venom in the vapour state was tested first. Although the results were non-consistent, they showed a definite correlation between insecticidal action and dosage, exposure time and thickness of the cuticle of the insect under test. Aphids and termite larvae with their delicate integument were remarkably susceptible compared with the granary weevil. Similar results were obtained by using 50% pure formic acid.The dry residue of the venom was shown experimentally to have no insecticidal activity. This emphasises the importance of formic acid as the most active component of the small red forest ant venom from the insecticidal point of view.It was found also that the O₂-consumption of the insects tested was greatly suppressed after exposure to the venom.

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Herrn Professor Dr.F. Pax zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Zur chemischen Zusammensetzung der Zellwand der Streptokokken

Zusammenfassung Das Murein (Peptidoglycan) eines aus Faeces isolierten Streptococcus, der in den wichtigsten Merkmalen mit Peptostreptococcus evolutus (Prevot) Smith übereinstimmt, weist folgende Molverhältnisse auf (aufgerundete bzw. abgerundete Zahlen): Mur:GlcNH₂:Ala:Glu:Lys:Gly=1:1:3:1:1:1. Das Verhältnis l-Alanin:d-Alanin=2,15:1. Die Glutaminsäure liegt in der d-Konfiguration und als Amid vor.Durch die Partialhydrolyse der Zellwände und die anschließende Isolierung und Identifizierung der Peptide konnte die Aminosäuresequenz des Mureins geklärt werden. Das Tetrapeptid stimmt mit der üblichen Sequenz l-Ala-d-Glu-NH₂-l-Lys-d-Ala der meisten übrigen Bakterien überein. Die Quervernetzung des Mureins wird durch das Peptid Glycyl-l-Alanin hergestellt, wobei l-Alanin an die -Aminogruppe des Lysins gebunden ist. Die Dinitrophenylierung der Zellwand ergab, daß 35% des Glycins und 6% des Lysins eine freie Aminogruppe aufweisen. Die Quervernetzung ist demnach nur zu höchstens 60% durchgeführt.

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The chemical composition of the cell walls of Streptococci III. The amino acid sequence of a glycine containing murein from Peptostreptococcus evolutus (Prevot) Smith

Summary Peptostreptococcus evolutus was isolated from feces. Its murein containes muramic acid, glucosamine, alanine, d-glutamic acid, lysine and glycine at a molar ratio of about 1:1:3:1:1:1. The ratio of l-alanine: d-alanine is 2,15:1. Glutamic acid is present as an amide.By acid partial hydrolysis of the cell walls and subsequent isolation and identification of the peptides the amino acid sequence of the murein was elucidated. The tetrapeptide is identical with that of most bacteria (l-Ala-d-Glu-NH₂-l-Lys-d-Ala). The crosslinking of the murein is performed by the peptide glycyl-l-alanine. l-alanine is attached to the -amino group of lysine while the amino group of glycine is bound to the carboxyl group of the c-terminal d-alanine of an adjacent tetrapeptide. About 35% glycine and 6% lysine of the murein are dinitrophenylisable indicating that maximally 60% of the possible cross-linkages are realized.

     

The role of the diffusion of oxygen in the respiration of rat diaphragm at different temperatures

Summary 1. Data are presented to support the hypothesis that the respiration rate of hemidiaphragms and tissue slices is restrictedin vitro because oxygen fails to reach the innermost layers of the tissue.2. Calculation of limiting thickness fromWarburg's formula (Equation 1) requires use of a value for QO₂, but the true value is unknown since it is in turn dependent upon thickness. The dilemma is not avoided by making thinner slices because this damages tissues and reduces the QO₂.3. We found that for rat diaphragm a plot of log QO₂ versus 1/T yields a straight line between -6° and 13.5° C, and a line of half that slope from 18° to 38° C.4. Equations are presented for calculating QO₂ at these temperatures, assuming that oxygenation is incomplete above about 18° C. The calculated values agree well with the observed values. Further, QO₂ of diaphragm at 33° C was higher at an oxygen pressure of 2 atmospheres than 1 atmosphere in agreement with theoretical considerations.

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Die Bedeutung der Sauerstoffdiffusion für die Atmung des Rattendiaphragmas bei verschiedenen Temperaturen

Kurzfassung Es werden Ergebnisse vorgelegt, welche die Hypothese untermauern, daß die Respirationsrate von Hemidiaphragmen und Gewebescheiben in vitro eingeschränkt ist, weil der Sauerstoff die innersten Gewebeschichten nicht zu erreichen vermag. Die Errechnung der kritischen Gewebedicke nachWarburgs Formel erfordert die Einsetzung des Wertes für QO₂, der ist aber unbekannt, da er ja selbst wiederum von der Dicke abhängt. Man kann diesem Dilemma nicht dadurch ausweichen, daß man dünnere Scheiben verwendet; denn das würde die Gewebe beschädigen und so den QO₂ herabsetzen. Wir haben festgestellt, daß die Auftragung von log QO₂ gegen 1/T für das Rattendiaphragma eine gerade Linie ergibt zwischen -6° und 13,5° C und eine Linie mit dem halben Anstiegswinkel zwischen 18° und 38° C. Unter der Annahme, daß das Sauerstoffangebot über etwa 18° C unzureichend wird, werden Gleichungen gegeben für die Errechnung des QO₂ bei den oben genannten Temperaturen. Die errechneten Daten stimmen mit den beobachteten Werten gut überein. Bei 33° C war der QO₂-Wert höher bei einem Sauerstoffdruck von 2 Atmosphären als bei einem solchen von 1 Atmosphäre; dieser Sachverhalt steht in Übereinstimmung mit den theoretischen Erörterungen.

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This work was supported in part by a grant from the National Science Foundation.     

Die Beeinflussung der Zellatmung durch partiellen Salzmangel

Zusammenfassung Die Beeinflussung der Atmung durch partiellen Salzmangel wurde an hungerndem und gefüttertem Gewebe verschiedener Organe verschiedener Tierarten untersucht. Die Ergebnisse früherer Untersuchungen auf diesem Gebiete konnten an hungerndem Gewebe zum Teil bestätigt werden. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Art der Beeinflussung der Atmung durch Ca- und K-Entzug und durch Entzug der Salze dieser beiden Kationen von den spezifischen Eigenheiten des Gewebes und von der Art seiner Ernährung abhängt.Die Atmung hungernden embryonalen Gewebes von Schwein und Rind verhält sich auf Salzentzug anders als das Gewebe von erwachsenem Schwein und Rind, während gefüttertes Gewebe sich ähnlich wie das Gewebe der erwachsenen Tiere dieser Art verhält.An Hand von Versuchen an Rinderretina kann die Wirkung des partiellen Salzentzugs auf die Atmung nicht als Folge einer Änderung des pH-Optimums der Atmung durch diesen Eingriff gedeutet werden.Der Einfluß von Ca-Mangel auf die Atmung kann durch Zusatz einer äquimolaren BaCl₂-Lösung annähernd kompensiert werden. Zusatz von äquimolaren Mengen von MgCl₂ hemmt, der von SrCl₂ steigert unter unseren Versuchsbedingungen die Atmung. Die Wirkungsintensität der zweiwertigen Kationen der Ca-Reihe Sr, Mg, Ba auf die Atmung gefütterter Rattennierenlinde verhält sich nicht entsprechend ihrer Reihenfolge im periodischen System.     

Zur Kenntnis der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Eihülle von Ascaris lumbricoides

Zusammenfassung Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der einzelnen Eimembranen von Ascaris lumbricoides wurden fluorescenzmikroskopisch untersucht.Die Analyse der verschiedenen Farbstoffspeicherung in den Hüllmembranen zeigt sowohl das starke elektroadsorptive Bindungsvermögen der äußeren Hüllschicht und der oberen Membran als auch die Imbibierbarkeit der mittleren und die selektive Lipoidlöslichkeit der inneren Membran.Die hohe Resistenz der Eier von Ascaris lumbricoides ergibt sich als Folge der Kombination der chemischen und physikalischen Eigenschaften der verschiedenen Eimembranen (Eiweiß-, Eiweiß-, Chitin-, Wachs-) des vierschichtigen Hüllsystems.Herrn Prof. Dr. H. Giersberg möchte ich für die allzeitige Förderung der Arbeit danken.     

Zur Frage der Bindung atmosphärischen Stickstoffs durch hautbildende Hefen

Zusammenfassung Mit Kahmhefen, die von Professor Schanderl zur Verfügung gestellt worden waren, wurden Versuche durchgeführt, um die Angaben über die stickstoffixierende Fähigkeit dieser Hefen nachzuprüfen.Zur 1. Versuchsreihe wurde Pichia farinosa in ebenfalls von Geisenheim geliefertem Traubenmost herangezogen. Die Kulturdauer bei Zimmertemperatur betrug rund 3 Monate. Trotz ungemein üppigen Wachstums der Hefe war eine Bindung elementaren Stickstoffs nicht festzustellen.In der 2. Versuchsreihe kamen außer Pichia farinosa noch Pichia membranaefaciens und Mycoderma bispora zur Anwendung, und zwar in verdünnter ungehopfter Bierwürze, die auf Ph 6,3 eingestellt war. Die Kulturen von Pichia farinosa und Mycoderma bispora wurden jeweils nach 4, 8 und 12 Wochen, die von Pichia membranaefaciens nach 3, 6, 9 und 12 Wochen abgebrochen und analysiert. Wiederum ließ sich eine Assimilation atmosphärischen Stickstoffs nicht nachweisen.     

Die entwicklung der flügel des mehlkäfers Tenebrio Molitor,mit besonderer berücksichtigung der häutungsvorgänge

Zusammenfassung In jedem Entwicklungsabschnitt von Häutung zu Häutung wiederholt sich ein gleichmäßiger Rhythmus von mehreren aufeinanderfolgenden Phasen, deren Phasendauer aber sehr verschieden lang sein kann. Es folgen auf eine Häutung nacheinander eine Beharrungs-, Chitinablösungs-und Zellteilungs-, Streckungs- und Faltungs- und Chitinbildungsphase.Erst während der Beharrungsphase des letzten Larvenstadiums legen sich die Flügelanlagen als einfache Hautfalten an, in welche die Tracheenäste hineingelangen, die vorher die Hypodermis an den Seiten des Mesound Metathorax versorgt haben.In der Chitinablösungsphase des letzten Larvenstadiums, bei dem Übergang zur Vorpuppe, erfolgt die Loslösung des gesamten Chitins von der Hypodermis und von der Tracheenmatrix der größeren Tracheenstämme. Dabei tritt zwischen Epithel und Chitin Exuvialflüssigkeit auf. Sofort nach der Chitinablösung treten die ersten Zellteilungen auf. Von den lateralen Tracheenbögen wachsen jeweils 6 Haupttracheenstämme, die sich verzweigen, in jede Flügelanlage ein. Am Ende der Zellteilungsphase scheiden die Flügelepithelien basal eine Basalmembran und apikal eine gallertige Masse aus. Gleichzeitig bildet sich in den Flügelanlagen ein Blutlakunensystem durch teilweises Aneinanderlegen und Verkleben der Basalmembranen aus. Die verklebten Basalmembranen bilden die Mittelmembran.In der Streckungs- und Faltungsphase der Vorpuppe werden sämtliche Epithelien gestreckt, die Blutlakunen nur noch geweitet. Die Streckung ruft die Faltung der Hypodermis hervor. Die Hauptfalten, die im Imago flügel zu finden sind, werden schon in den Vorpuppenflügeln angelegt. Die Tracheen strecken sich entsprechend.In der Chitinbildungsphase erfolgt die Chitinbildung der gesamten Hypodermis, Tracheenmatrix und Sinnesorgane. Die Chitinbildung der Vorderflügeloberseite ist besonders stark.Schon 24 Stunden nach dem Schlüpfen setzt in der Puppe die Chitinablösungsphase ein, die genau so wie bei der Larve des letzten Larvenstadiums verläuft. Die verklebten Basalmembranen der Flügelanlagen rücken jedoch auseinander, im Vorderflügel ganz, im Hinterflügel nur teilweise.Im Vorderflügel häuten sich in der Hauptsache nur die 6 Haupttracheenstämme, im Hinterflügel sogar nur die Costa- und die Subcostatrachee, oft nur die Haupttrachee (c).In der Zellteilungsphase der Puppe wird die Zahl der Flügelepithelzellen stark vergrößert. Die gehäuteten Flügeltracheen wachsen stark heran und bilden neue Nebenäästchen aus.Am Ende der Zellteilungsphase der Puppe wird wieder das alte Blutlakunensystem ausgebildet durch teilweises Aneinanderlegen und Verkleben der beiden Basalmembranen. Zwischen- und Querlakunen treten neu hinzu. Die Basalmembranen werden verstärkt; apikalwärts wird von den Epithelien wieder eine gallertige Masse ausgeschieden.Die folgenden Phasen der Puppe verlaufen ganz entsprechend wie die der Vorpuppe.Die Chitinbildung der Vorderflügelepithelien ist mit dem 3. Tage der Imago abgeschlossen.Als Dissertation angenommen von der Mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.Meinem Lehrer, Professor Dr. Kühn, danke ich für die Anregung und Förderung dieser Arbeit; ferner danke ich den Herren Dr. Kuhn und Dr. Henke für mannigfache Ratschläge.     

Der Follikel und die peripheren Strukturen der Oocyten der Teleosteer und Amphibien

Zusammenfassung Das elektronenmikroskopische Bild zeigt weitgehende Übereinstimmung in der Konstruktion des Follikels und der Rindenschichten der Oocyten von Teleosteern und Amphibien. Auf dieser Grundlage und unter Berücksichtigung der frühen Histogenese ist es möglich, die üblichen Termini zu vereinheitlichen. Alle nichtzelligen Schichten zwischen Follikelepithel und Oocytenmembran werden als Zona pellucida zusammengefaßt. Der Bau des Follikels ovoviviparer und viviparer Fische unterscheidet sich von dem der oviparen Arten im wesentlichen durch die Reduktion der Schichten und die dadurch engere Verbindung zum mütterlichen Kreislauf.

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Summary Electron microscopic investigations of the layers of the oocyte cortex and the follicle of teleosts show correspondence with those of amphibians. In this regard and considering the early histogenesis it is possible to make use of the same terms in either case. All acellular layers between follicle epithelium and oocyte membrane form the zona pellucida. The construction of the follicle of ovoviviparous and viviparous fishes mainly differs from the follicle of oviparous species in the reduction of layers. Therefore the relation between the maternal and fetal blood is more intimate.

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Herrn Prof. Dr. W. E. Ankel zum 70. Geburtstag gewidmet.

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Die Arbeiten wurden durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützt, der dafür herzlich gedankt sei.     

Ein Beitrag zur Morphologie der labellaren Marginalborste der Fliegen Calliphora und Phormia

Zusammenfassung Die Marginalborste auf der Marginalleiste der Rüsselscheibe von Calliphora und Phormia ist bei adulten Tieren und reifen Puppen lichtmikroskopisch untersucht worden. Sie besteht aus einer zweilumigen Borste, unter der sich ein Sack mit Sinneszellen und akzessorischen Zellen befindet. Der Sack baut sich aus zwei Hüllen auf, deren innere aus bindegewebigem Perilemm gebildet wird. Distal grenzt das Perilemm an die Basalmembran, proximal zieht es von der Basis des Sackes aus als Nervenscheide in das Labellum, wo es sich mit den Nervenscheiden anderer Marginalborsten vereinigt und an der Basis des Labellums in die Nervenscheide des Labialnerven mündet. Die äußere Hülle des Sackes besteht aus granuliertem Septum, das distal 2–25 unterhalb der Basalmembran endet und proximal die Nervenscheide etwa bis zur Mitte des Labellums eng anliegend überzieht. Dort löst es sich von der Nervenscheide und zieht unter die Basalmembran, unter der es auch im Haustellum und Rostrum vorkommt. Die trichogene Zelle der Marginalborste verschließt den Sack in Höhe der Basalmembran wie ein zugespitzter Korken. Die Membran ihrer Zelle im intrakutikulären Bereich wird beschrieben. Ein Scolops zieht als Fortsetzung vom engen Lumen der Borste durch die trichogene Zelle hindurch in den Sack hinein, wo sein freies Ende distale Nervenfortsätze aufnimmt. Zur Anzahl und Art der Zellen im Sack wird Stellung genommen. Ein Netz aus Fibrillen unbekannter Art um den Kern der Sinneszellen und der Verlauf einer mechanorezeptorischen Faser werden beschrieben. In den Nervenscheiden kommen biund tripolare Zellen mit kurzen Fasern vor, die für Perilemmzellen gehalten werden. Nach Berechnungen über die Anzahl der Sinneszellen je Labellum und nach Querschnitten durch den Labialnerven in Höhe des Haustellums besteht eine Reduktion der afferenten Axone von etwa 1000 Sinneszellen zu rund 250, was einer Reduktion von vier Axonen zu einem einzigen entspricht.Herrn Prof. Dr. R. Stämpfli danke ich sehr für sein großes Interesse und seine Anregungen, Herrn Prof. Dr. B. Hassenstein (Direktor des Instituts für Zoologie der Universität Freiburg) für die kritische Durchsicht des Manuskripts.