On the determination of relative fitness from frequencies of genotypes in subsequent generations

Summary An algebraic treatment of reproduction and selection processes in populations of diploids with discrete generation cycles is presented. The main objective was a determination of the conditions under which the selection coefficients for the various genotypes can be determined solely on the basis of known frequencies of genotypes in two subsequent generations. In part two, to be published later, the statistical properties of a special fitness estimator, proposed by Hayman, are considered. Confidence intervals and tests of significance concerning hypotheses about fitness are established and checked by computer simulation studies.

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Zusammenfassung Für Reproduktions- und Selektionsvorgänge in Populationen diploider Organismen mit diskreter Generationenfolge wird eine algebraische Darstellung gegeben. Das Interesse konzentriert sich dabei auf die Frage, unter welchen Bedingungen die Selektionskoeffizienten der verschiedenen Genotypen aus den Genotypenfrequenzen zweier aufeinander folgender Generationen allein bestimmt werden können. Im zweiten Teil der Arbeit, der später veröffentlicht wird, werden die statistischen Eigenschaften einer speziellen, von Hayman aufgestellten Schätzfunktion untersucht. Hierbei werden Konfidenzintervalle und Signifikanzteste für Fitnesswerte betrachtet und mit Hilfe von Simulationsstudien geprüft.

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Gekürzte Fassung einer der Mathem.-naturwiss. Fakultät der Universität Tübingen eingereichten Dissertationsschrift (Teil I).     

Phasenlage der Tagesperiodik in Abhängigkeit von Jahreszeit und Breitengrad

Zusammenfassung Es wird die Hypothese vertreten, daß die regelhaften jahreszeitlichen Änderungen der Phasenbeziehung zwischen Aktivitätsrhythmik und natürlichem Licht-Dunkel-Wechsel auf der Grundlage spezieller Synchronisations-mechanismen erklärt werden können. Im Teil 1.1 werden die endogenen und exogenen Faktoren besprochen, die theoretisch die Phase zu beeinflussen vermögen. Die Überlegungen führen zu dem Schluß, daß das Licht-Dunkel-Verhältnis und die Dauer der Dämmerung im wesentlichen die Phase bestimmen. Experimentelle Belege sind in Teil 1.2 enthalten. In Teil 2 werden Freilandbeobachtungen über Beginn und Ende der Aktivität von Vögeln neu ausgewertet. Diese Ergebnisse, wie auch Meßwerte der Aktivität von Tieren in Innenräumen (Teil 3), stützen die Hypothese. Sie zeigen alle maximal voreilende Phasen im Mittsommer bei tagaktiven Arten bzw. im Mittwinter bei einer nachtaktiven Art. Einige, in Teil 4 erwähnte Ausnahmen von dieser Regel, werfen die Frage auf, in welchem Ausmaß die Ergebnisse verallgemeinert werden dürfen. In der Arbeit werden auch die einheitlichen jahreszeitlichen Änderungen der Aktivitätszeit erörtert.

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Summary The hypothesis is advanced that the regular seasonal changes of the phase relationship between circadian activity rhythms and the natural light-dark cycle can be explained on the basis of special mechanisms of synchronization. In part 1.1, all the endogenous and exogenous factors are discussed which theoretically may influence the phase. From these considerations, it is concluded that it is mainly the ligh-dark ratio and the duration of twilight that determine the phase. Experimental evidence is presented in Part 1.2. In part 2, field observations on onset and end of activity of birds are re-analyzed. These data, as well as data from laboratory records of activity (3), support the hypothesis. They all show maximal leading phases in mid-summer for diurnal species, and in mid-winter for a nocturnal species; minimal leading phases occur at the equinox. A few exceptions from this rule, mentioned in part 4, raise the question to what extent the results can be generalized. The paper also discusses the uniform seasonal changes of the duration of activity-time.

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Herrn Prof. Dr. Erwin Stresemann zum 80. Geburtstag gewidmet.     

In situ determination of primary production by means of a new incubator ISIS

Summary 1. A new sampler-incubator, ISIS, is described which, by feeding a solution of carbon-14-carbonate into the sample at the moment of sampling, permits a true in situ determination of primary production in a water body.2. Several experiments, which exemplify the ISIS technique, are described in detail.3. The advantages and disadvantages of the new and current standard techniques for measuring primary production are discussed.

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In-situ-Bestimmung der Primärproduktion mittels eines neuen Inkubators (ISIS)

Kurzfassung Die Notwendigkeit, Störungen des physikalischen, chemischen und biologischen Milieus während der Messung biologischer Vorgänge möglichst gering zu halten, hat zu der Konstruktion eines neuen, ISIS genannten und einfach zu handhabenden Inkubators zur Bestimmung der Primärproduktion in situ geführt. Eine ISIS-Einheit besteht aus einem Paar zylindrischer Kammern von 1 l Volumen, die an einem zentralen Schaft befestigt werden, der die Führungen für Auslöser und Befestigung am hydrographischen Draht enthält. Die eine Kammer ist transparent, die andere ist lichtundurchlässig. Die Einheit wird mit geöffneten Kammern in das Wasser herabgelassen und nach einer Anpassungszeit durch Fallgewichte ausgelöst. Hierbei werden beide Kammern gleichzeitig durch Deckel von oben und unten verschlossen. Kurz bevor die Deckel die O-Ringdichtung der Gefäße erreichen, wird eine am oberen Deckel befestigte Ampulle mit dem¹⁴C markierten Carbonat durch einen am unteren Deckel befestigten Stift zerbrochen; dabei wird die Lösung mit dem Wasser in den Behältern schnell vermischt. Der Draht mit den in verschiedenen Wassertiefen hängenden Inkubatoren wird dann an einer Boje oder unter einer Plattform befestigt; das Schiff ist während der Inkubationszeit für andere Zwecke frei. Nach der gewünschten Inkubationszeit wird das Gerät möglichst schnell an Bord geholt. Kleinere Proben werden in vorbereitete Flaschen mit Photosynthese-Inhibitoren abgefüllt und zur Filtration vorbereitet. Die Kohlenstofffixierung wird dann in der gewohnten Weise durchgeführt. Diese neue In-situ-Methode hat unter verschiedenen Versuchsbedingungen sehr präzise und reproduzierbare Resultate erbracht. Versuche, welche die Anwendbarkeit des Verfahrens im offenen Meer sowie in tropischen Aestuarien demonstrieren, werden beschrieben und diskutiert.

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Contribution No. 399, Hawaii Institute of Marine Biology.     

Chromosomenanalysen nach Ultraschalleinwirkung

Zusammenfassung In 3 Versuchsreihen mit 29 Einzelexperimenten wurde die Wirkung von Ultraschall verschieden hoher Intensität und Frequenz auf Chromosomen menschlicher Lymphocyten untersucht. Insgesamt wurden aus beschallten Kulturen 4822 und aus Kontrollkulturen 2393 Metaphasen auf Zahl der Chromosomen und Aberrationen aller Art analysiert. Bei Beschallung von Blut mit einer Intensität von 3 W/cm² und einer Frequenz von 810 kHz, 10 min lang, ergab sich im Vergleich mit den Kontrollen eine niedrigere Anzahl der azentrischen Fragmente einerseits und ein leichter Anstieg der Zweibruchfiguren andererseits und somit keine Erhöhung der Bruchzahl. Bei Anwendung einer Intensität von 20 mW/cm² und einer Frequenz von 2 MHz für die Dauer von 1 Std war lediglich eine signifikante Erhöhung von aberranten Kernen zu verzeichnen, die ausschließlich auf die in einem Teilversuch erhöhte Anzahl von Gaps zurückzuführen ist, nicht aber auf eine signifikante Erhöhung der Bruchzahl. Die Ergebnisse werden diskutiert und mit den Resultaten anderer Autoren verglichen.

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Chromosome anlysis after ultrasonic irradiation

Summary In a series of 3 experiments, the effects of ultrasonic irradiation with different intensities at different frequencies on chromosomes of human lymphocytes were investigated. In 4822 irradiated and 2393 unirradiated cells the total number of chromosomes were counted and checked for all types of aberrations. The irradiation of the blood at an intensity of 3 W/cm² and a frequency of 810 kHz for the duration of 10 min showed no change in the total number of breaks as against the controls; the slight increase in the number of dicentrics and rings was balanced approximately by an equal decrease in the number of acentric fragments. At an irradiation intensity of 20 mW/cm² and a frequency of 2 MHz for an interval of 1 hr, a significant increase in the number of aberrant cells was found. This increase is due only to an increase in the number of gaps in a part of the experiments and not due to any real increase in the number of breaks. These results are compared with those of other authors.

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Suppl. Leiter: Prof. Dr. L. Stockinger

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Vorstand: Prof. Dr. H. Husslein

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Diese Arbeit konnte dank einer Zuwendung aus der Hochschuljubiläumsstiftung der Stadt Wien durchgeführt werden.     

Histochemische Untersuchungen zum Energie- und Pentosephosphatstoffwechsel bei der epithelialen Wundheilung

Zusammenfassung Im Verlauf des epithelialen Wundverschlusses können zwei Phasen unterschieden werden. In der ersten Phase (0–48 Std) kommt es zur Glykogeneinlagerung in das Epithel des Wundrandes; bei hohen Aktivitäten der Enzyme SDH, LDH, G-6-P-DH und 6-P-G-DH steigt der RNS-Gehalt in den basalen Zellen an. Im Verlauf der zweiten Phase (60–114 Std) nehmen sowohl der Glykogengehalt als auch die Aktivitäten von LDH, G-6-P-DH und 6-P-G-DH ab. Im gleichen Zeitraum bildet sich eine Epithelschicht in der Wundmitte, deren anfänglicher Glykogenreichtum gegen Ende der Wundheilung wieder verschwindet. Hier ist bei hohen Aktivitäten der LDH, G-6-P-DH und 6-P-G-DH ebenfalls ein Anstieg der RNS-Konzentration nachweisbar. Die Befunde zeigen, daß bei der Wundheilung ein Teil der verfügbaren Glucose über den Pentosephosphat-Zyklus für die Nucleinsäuresynthese verwendet wird.

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Histochemical studies of energy and pentosephosphate metabolism during epithelial wound healing

Summary During epithelial wound healing two periods can be distinguished. In the first period (0–48 h) glycogen is accumulated in the epithelium of the peripheral wound zone, and increasing activities of SDH, LDH, G-6-P-DH and RNA concentrations especially in the basal cells can be detected. In the second period (60–114 h) the glycogen content as well as the activities of LDH, G-6-P-DH and 6-P-G-DH decrease. At the same time an epithelial layer is built up in the central wound zone, the glycogen content of which disappears till the end of wound healing. In this layer high activities of LDH, G-6-P-DH and 6-P-G-DH and an increase of RNA concentration can be demonstrated. The findings illustrate, that during wound healing the available glucose partially is metabolized by the pentose-phosphateshunt and is used for the synthesis of nucleic acids.

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Herrn Professor Dr. Dr. F. Timm zum 75. Geburtstag zugeeignet.

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Wesentliche Teile dieser Untersuchung werden von Herrn R. Schroll dem Fachbereich Theoretische Medizin der Universität Tübingen als Inauguraldissertation vorgelegt.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

A diver-operated quantitative bottom sampler for sand macrofaunas

Summary 1. A new bottom sampler for macrofauna is described which is easily operated by a diver.2. The airlift pump principle is employed firstly to sink a sampling cylinder into the seabed and secondly to operate a suction pipe which is used to excavate sand and animals from within the cylinder.3. The sampler covers an area of 0.1 m² and penetrates to a depth of 60 cm. It is particularly suitable for quantitative studies of deeper burrowing fauna (e. g.Ensis spp. andLutraria spp.).4. The sampler is designed for use in sandy sediments and for studies on the distribution of faunas within small areas where line transects or grids of samples are required.

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Ein vom Taucher betätigtes Gerät zur quantitativen Entnahme der Makrofauna auf Sandböden

Kurzfassung Zur Entnahme quantitativer Proben der Makrofauna aus festem Sandboden gibt es nur zwei Geräte, die beide sehr schwer sind und einer kräftigen Winde auf einem großen Schiff bedürfen: (a) der Knudsengreifer (0,1 m² Fläche, 30 cm Einstichtiefe, 150 kg) und (b) der Kastengreifer von Reineck (20×30 cm Fläche, 40 cm Einstichtiefe, 750 kg). Für Untersuchungen über die Verteilung benthischer Makrofauna innerhalb kleiner Gebiete war jedoch ein Gerät zur Entnahme von Bodenproben erwünscht, das von einem Taucher gezielt eingesetzt werden kann. Eine Sammeltiefe von mehr als 30 beziehungsweise 40 cm war erforderlich, um den Fang der tiefer grabenden Arten, beispielsweise der MuschelLutraria, zu gewährleisten. Das neue Gerät wurde zweiteilig entworfen. Der eine Teil besteht aus einem offenen Stahlzylinder, der eine Länge von 60 cm und eine Grundfläche von 0,1 m² aufweist. Er wird zunächst mit Handkraft senkrecht in den Boden hineingepreßt, damit er vom Sand gut abgedichtet wird. Das obere Ende wird anschließend mit einem Deckel verschlossen, und das Wasser, das sich im Zylinder oberhalb des Sedimentes befindet, wird durch eine Pumpe abgesogen. Der hydrostatische Druck auf den Deckel preßt den Zylinder in den Sand. Wenn der Zylinder völlig in das Sediment versenkt ist, wird der Deckel entfernt und der vom Zylinder umfaßte Sand durch den zweiten Teil des Gerätes ausgesaugt. Dieser besteht aus einer langen Kunststoffröhre von etwa 8 bis 10 cm Durchmesser. Sie wird in senkrechter Stellung völlig unter Wasser gehalten. Wird Luft unter Druck in das untere Ende eingeleitet, so funktioniert die Röhre als eine Lufthebepumpe. Ein speziell gebautes Sieb ist am oberen Ende des Steigrohres befestigt. Der Taucher führt das untere Ende dieser Saugpumpe in den Zylinder und saugt dessen Inhalt in das Sieb hinein. Die Druckluft für die Betätigung des Instrumentes wird von einem Kompressor oder aus Druckluftflaschen (4–5 m³) geliefert. Das beschriebene Gerät ist leicht und kann deshalb mühelos vom Taucher bedient werden. Es kann von Kleinbooten aus eingesetzt werden und benötigt keine Winde.

     

Incompatible races of European cherry fruit fly,Rhagoletis cerasi (Diptera: Tephritidae), their origin and potential use in biological control

International investigations on the unidirectional incompatibility between two races ofRhagoletis cerasi discovered in 1972 have yielded a new distribution map of the observed phenomenon. Genetic, cytoplasmic and symbiote-induced incompatibility can be proposed as possible mechanisms but increasing evidence indicates that the observed sterility is caused by extra-chromosomal factors. Three hypotheses are suggested to explain the possible origin and mode of action of the observed trait. The potential use of incompatible races ofR. cerasi for novel control methods are discussed.

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Zusammenfassung Die 1972 entdeckte Univerträglichkeit verschiedener geographischer Herkünfte vonRhagoletis cerasi wurde in internationaler Zusammenarbeit weiter untersucht und die bis heute bekannte Verbreitung der beiden Rassen in einer neuen Karte dargestellt. Die zum ersten Mal bei einem wirtschaftlich bedeutenden Landwirtschaftsschädling festgestellte Inkombatibilität manifestiert sich in einer sehr tiefen Schlüpfrate von Eiern, welche in Kreuzungen zwischen südlichen Männchen und nördlichen Weibchen produziert werden, während die reziproke Kreuzung normale Nachkommenschaft erzeugt.Drei Mechanismen stehen zur Zeit für die Erklärung dieser unilateralen Inkombatibilität zur Verfügung: Genetische (chromosomal bedingte), zytoplasmatische und symbionteninduzierte Unverträglichkeit. Erste Hinweise deuten darauf, dass beiR. cerasi kein Fall von genetischer Inkombatibilität vorliegt.Aufgrund der Verbreitungsmuster und der möglichen Wirkungsmechanismen werden bezüglich des Ursprungs des beobachteten Phänomens drei Hypothesen aufgestellt, welche in laufenden Untersuchungen auf ihre Richtigkeit überprüft werden.Ein abschliessender Teil ist der Möglichkeit gewidmet, unverträgliche Rassen für neue Bekämpfungsmethoden für die Kirschenfliege auszunützen. Während in den laufenden Feldversuchen mit der Sterilen-Insektentechnik anwendbare Erfahrungswerte für die Massenaufsammlung von Freilandmaterial und die Auswahl geeigneter Aktionsgebiete gewonnen worden sind, ist auch der Aspekt der mechanischen Trennung der Geschlechter für die notwendige Bereitstellung reiner männchenpopulationen mit erfolgversprechenden Resultaten bearbeitet worden. Internationale Experimente im Laboratorium und unter Freilandbedingungen zur Prüfung des möglichen Einsatzes unverträglicher Rassen zu Bekämpfungszwecken sind in Ausführung begriffen.

     

Autoradiographische Untersuchungen mit zwölf H3- und fünf C14-markierten Aminosäuren zur Grösse des nucleären und cytoplasmatischen Eiweissstoffwechsels bei verschiedenen Zellarten von Maus und Ratte

Zusammenfassung Über chemische und autoradiographische Versuche mit 12 H³-Aminosäuren und 5 C¹⁴-Aminosäuren an Mäusen und Ratten wird berichtet.Ratten wurden gleichzeitig eine H³- und eine C¹⁴-Aminosäure injiziert. Nach einer Stunde wurde das Eiweiß der Organe isoliert, und es wurde die inkorporierte H³-Aktivität gleichzeitig mit der C¹⁴-Aktivität (TriCarb) gemessen. Bei diesem Verfahren können die Inkorporations-Verhältnisse von zwei verschiedenen Aminosäuren unabhängig von biologischen Schwankungen gemessen werden. Die relative Inkorporationsrate der Organe erwies sich als unabhängig von der Art der Aminosäure (I. Teil).Auf Autoradiogrammen von Organen der Maus und der Ratte 1 Std nach Gabe von 11 H³-Aminosäuren wurde die Korndichte über verschiedenen Zellarten ausgezählt. Von wenigen größeren Ausnahmen abgesehen, war die relative Korndichte über den verschiedenen Zellarten unabhängig von der Art der Aminosäure (II. Teil). Hieraus wird auf die relative Größe des Eiweißstoffwechsels der Zellarten geschlossen, wobei im einzelnen auf die Bedeutung der spezifischen Aktivität der freien Aminosäure und der Aminosäure-Zusammensetzung des Zelleiweißes eingegangen wird (III. Teil).Aus Silberkornzählungen über Kern und Cytoplasma wird gezeigt, daß die zelluläre Eiweißsynthese auch bei Zellen verschiedener Funktion und mit sehr unterschiedlichem Volumen von Kern und Cytoplasma aus einem allgemein gültigem Prinzip verstanden werden kann.Bei den untersuchten Zellarten ist die nukleäre Eiweißsynthese innerhalb gewisser Grenzen proportional zum Kernvolumen, die Syntheserate im gesamten Cytoplasma einer Zelle ist um einen fast konstanten Faktor größer als im ganzen Kern. An Beispielen wird gezeigt, wie damit die sehr unterschiedliche Korndichte über den einzelnen Zellarten verstanden werden kann (IV. und V. Teil).

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Summary Rats were injected with one H³ and one C¹⁴ amino acid simultaneously. One hour later the protein of various organs was isolated, and the incorporated H³- and C¹⁴-activity was measured by liquid scintillation counting (TriCarb). With this method the incorporation of two different amino acids can be measured without the influence of biological fluctuation. The relative rate of incorporation of the organs proved to be independent from the type of amino acid. (Part I).On autoradiographs the grain density over different types of cells from organs removed one hour after injection with 11 H³ amino acids was measured. Aside from a few larger exceptions the relative grain density of different types of cells was independent from the type of amino acid (Part II). From these results conclusions were derived concerning the relative rate of protein metabolism in different cell types (Part III).Grain counting over nuclei and cytoplasm separately shows that cellular protein synthesis can be understood according to a general principle even in cells of various functions and with very different nuclear and cytoplasmic volumes. In all cell types investigated the protein metabolism in nuclei is proportional within certain limits to the volume of the nuclei. Additionally the cytoplasmic protein synthesis is bigger than the nuclear synthesis by an almost constant factor (Part IV and V).

     

Histochemischer Nachweis hydrolytischer Enzyme mit Hilfe der Azofarbstoffmethode

Zusammenfassung 1. Die vorliegende Arbeit berichtet über systematische histoenzymatische Untersuchungen und befaßt sich mit grundsätzlichen und methodischen Problemen sowie mit Untersuchungen zur vergleichenden Histoenzymatik beim Menschen und verschiedenen warmblütigen Wirbeltieren.2. Der histochemische Nachweis hydrolytischer Enzyme (Phosphatasen und Esterasen) erfolgt mit Hilfe derAzofarbstoffmethoden. Dieselben beruhen im Prinzip auf der Sichtbarmachung der enzymatisch abgespaltenen phenolischen Komponente geeigneter Substratester durch direkte Kupplung mit einer Diazoniumverbindung zu einem Azofarbstoff.3. Auf diemethodischen Grundlagen histochemischer Enzymnachweise wird durch Besprechung derArtefaktbildungen, derautolytischen Veränderungen sowie der Methoden zurGewebsfixierung undSchnittherstellung auf Grund eigener systematischer experimenteller Untersuchungen eingegangen.4. Die eigentlichen Nachweisreaktionen werden unter theoretischen und praktischen Aspekten im einzelnen dargestellt. Untersuchungen mit zahlreichen verschiedenenDiazoniumverbindungen führten zu einer Verbesserung einiger Enzymnachweise, vor allem im Hinblick auf eine exakte topographische Lokalisation der Enzymaktivität im Gewebe.5. Die auf diese Weise fundierten Methoden wurden zum Studium dervergleichenden Histotopik von Phosphatasen und Esterasen in Milz, Leber, Niere und Pankreas des Menschen und verschiedener warmblütiger Wirbeltiere herangezogen.Dabei werden zum Teil auffallend unterschiedliche Enzymmuster in den gleichen Organen verschiedener Tierarten festgestellt. Besonders auffallende und neuartige Befunde konnten in bezug auf die Enzymverteilung in Milz und Pankreas erhoben werden.Diese Untersuchungen sind Grundlagen für weitere experimentelle Arbeiten im Rahmen allgemein-pathologischer Studien.6. Es wird auf die Bedeutung der Enzymhistochemie im Rahmen einer funktionellen Morphologie und Pathologie hingewiesen und in diesem Zusammenhang über Enzymbefunde bei derTuberkuloseinfektion des Menschen und der Laboratoriumstiere berichtet. Die unterschiedliche Enzymverteilung in den Epitheloidzellen verschiedener Arten scheint Beziehungen zwischen konstitutiver Enzymausrüstung und natürlicher Resistenz gegenüber der Infektion aufzuzeigen.

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Summary The present paper deals with the application of azo dye methods in enzyme histochemistry for the demonstration of phosphatases and esterases. After a discussion of general technical problems the results of systematic experiments on artifacts, autolysis, fixation and enzyme reactions are reported. By application of new diazonium salts an improvement in enzyme localization has been achieved.These improved methods have been applied to a comparative study on the enzyme pattern in normal liver, kidney, spleen, pancreas and tuberculous lesions in lymphnodes. As a result the organs of different species show a marked variation in enzyme content and distribution.

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Mit 38 Textabbildungen, davon 6 farbigen

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Mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

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Habilitationsschrift, Medizinische Fakultät der Universität     

Die geschlechtliche Fortpflanzung vonAmphipleura rutilans und das verschiedene Verhalten der Erstlingszellen von Diatomeen in Gallertschläuchen

Zusammenfassung Amphipleura rutilans, eine marine und aus Salzgewässern des Binnenlandes bekannte, pennate Diatomee, die in Gallertschläuchen lebt, kommt auch im Neusiedler See (Österreich) vor. Sie ließ sich ausgehend vom winterliehcn Zustand durch Zusatz von Nährmedium zum Standortswasser und Zusatzbeleuchtung regelmäßig binnen weniger Tage zur geschlechtlichen Fortpflanzung anregen. Diese geht außerhalb der Schläuche unter Allogamie, der üblichen Kontaktpaarung der Mutterzellen und Bildung von zwei Gameten in jeder von ihnen vor sich. Nach der Umlagerung vereinigen sich die Gameten isogam, was relativ lange dauert und erstmalig im Leben in allen Schritten genau verfolgt werden konnte und zur Entstehung von zwei anfangs stumpf kegelförmigen, später schwach ellipsoidischen Zygoten führt, die in Richtung der Apikalachsen der Mutterzellen übereinanderliegen. Die Auxosporen wachsen etwas schräg aneinander vorbei, und sie und die Erstlingszellen befinden sich schließlich ungefähr in gleicher Höhe. Die Befreiung der Erstlingszellen aus dem geringelten, mit Ausnahme der Endabschnitte schwach verkieselten Perizonium geschieht unter Ausbildung kurzer oder langer Gallertschläuche.BeiCymbella lacustris erfolgt die Auxosporenbildung, wie schon bekannt, in der Regel innerhalb der Gallertschläuche. Im Unterschied zuAmphipleura produzieren die Erstlingszellen keine neuen Schläuche, sondern ordnen sich an beliebigen Stellen und oft weit entfernt vom Ort ihrer Entstehung in den alten Schläuchen zwischen den klein gebliebenen Zellen ein.Das Beispiel vonAmphipleura rutilans zeigt im Vergleich zur anisogamenA. pellucida erneut, daß die Geschlechtsvorgänge innerhalb einer Diatomeengattung stark variieren können.

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On the sexual reproduction inAmphipleura rutilans and the different behaviour of the primary ceils in diatoms with mucilage tubes

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Mit Unterstützung durch den Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung.     

Multiple Innervation der Chromatophorenmuskelzellen von Loligo vulgaris

Zusammenfassung Die Chromatophorenmuskelzellen von Loligo vulgaris bestehen aus einer äußeren, von Sarcoplasma umgebenen Schicht scheinbar spiralig gewundener Myofibrillen und einem zentralen, hyalin erscheinenden Innenraum. Jede Muskelzelle wird von Bindegewebe umhüllt. Im distalen Abschnitt der Muskelzelle ist die kontraktile Randzone mit flügelartigen Fortsätzen versehen. An der Zellbasis öffnet sie sich zu einem schmalen Spalt, dadurch wird eine direkte Verbindung zwischen dem Sarcoplasma und dem zentralen Strang des Muskels hergegestellt. — Mittels Silberimprägnation wird eine multiple Innervation von Chromatophoren nachgewiesen. Die Pasern treten in synaptischen Kontakt mit dem Sarcoplasma und folgen der Muskelzelle in zentripetaler, gelegentlich auch in zentrifugaler Richtung. An der Zellbasis dringen Nervenfasern durch den Spalt der Randzone in das Innere des Muskels und weiter bis in die Nähe der Pigmentzelle vor. Innerhalb des Zentralstranges läßt sich eine weitere Nervenfaser darstellen und bis zur Kernregion verfolgen. Fragen einer möglichen Variabilität des Innervationsmodus der verschiedenen Chromatophoren sowie funktioneile Gesichtspunkte werden kurz diskutiert.

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Multiple innervation of the chromatophore muscle cells of Loligo vulgaris

Summary The chromatophore muscle cells of Loligo vulgaris consist of a marginal zone of apparently helically arranged myofibrils, surrounded by sarcoplasm and a central hyalinous core. Each muscle element is covered by a connective tissue sheath. In the distal part of the muscle cell the marginal zone shows a wing-shaped protrusion; at the cell basis a narrow gap is visible, establishing a close connection between the sarcoplasm and the central core of the muscle, cell. — By means of silver impregnation a multiple innervation of the chromatophores has been shown. The fibers form a synaptic contact with the sarcoplasm and follow the muscle cell in a centripetal, occasionally even in a centrifugal direction. At the cell basis nervous structures penetrate through the gap of the marginal zone and may be followed to the vicinity of the pigment cell. Within the core of the muscle another nerve fiber can be distinguished and followed up to the region of the nucleus. Questions concerning a possible variability in the mode of innervation of different chromatophores and functional aspects are briefly discussed.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Zur weiteren Aufklärung der hier angedeuteten morphologischen und physiologischen Probleme sind Untersuchungen im Gange.     

The quantitative study of soil meiofauna

Summary Details of a method for preparation of undisturbed samples for extraction with a modified funnel are given, together with techniques for the quantitative assessment of the catch (especially Acarina and Collembola). These techniques include handling, visual examination and storage of the fauna.

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Zusammenfassung Einzelheiten einer Methode zur Erhaltung ungestörter Bodenproben werden beschrieben, geeignet für den Gebrauch in einem modifizierten Tullgren-Ausleseapparat und besonders zur Anwendung an steinigen Standorten. Ein ungestörter Bodenblock wird aus der Seitenwand eines Profilgrabens gehoben und daraus eine zylindrische Probe von 5,1 cm Durchmesser heraus geschnitten, die in Scheiben von etwa 2 cm Dicke zerlegt wird.Der Apparat und das Verfahren zur Behandlung der ausgelesenen. Fauna (besonders Acarina und Collembola) besteht aus einem viereckigen Glasgefäss (6×6×1 cm) für die Auszählung, einem Alkohol-Behälter und einem Micro-Immersionsfilter (gesintertes Glas) zur Verminderung des Volumens der Flüssigkeit, in dem sich die Fauna befindet, sowie aus dem Gebrauch von Glyzerin, das zur Erleichterung der mikroskopischen Untersuchung und Behandlung der Organismen bestimmt ist. Ein modifiziertes, langarmiges Mikroskop und ein davon getrennter Tisch werden zur Auszählung und Identifizierung verwendet. Es wird mit auffallendem Licht unter Verwendung eines Polarisationsfilters gearbeitet, der zur Verminderung der Reflexion von den Seiten des Glastellers und zur besseren Sicht in der Flüssigkeit dient. Fehlerquellen während der Auszählung werden besprochen und Einzelheiten der Aufbewahrung des Fanges beschrieben.

     

Über die Verteilung von Catecholaminen im Darm des Menschen

Zusammenfassung Im Magen-Darmtrakt des Menschen wurden mit der von Falck und Hillarp entwickelten Methode zur fluoreszenzmikroskopischen Lokalisation von Catechol- und Tryptaminen grünfluoreszierende Nervenfasern nachgewiesen. Sie treten mit den Blutgefäßen in die Darmwand ein und verzweigen sich in der glatten Muskulatur und in Ganglien des Plexus myentericus und submucosus. Im Magen und Dünndarm nehmen nur wenige fluoreszierende Fasern Kontakt mit glatten Muskelzellen auf. In Richtung auf die aboralen Dickdarmabsohnitte nimmt ihre Zahl allmählich zu und die glatte Muskulatur des Musculus Sphincter ani internus ist von einem dichten Geflecht solcher Fasern durchsetzt. Im gesamten Magen-Darmtrakt konnten dagegen keine fluoreszierenden Nervenzellen gefunden werden.Die Catecholaminfluoreszenz der Nervenfasern wurde durch mikrospektrographische Messungen gegen die Eigenfluoreszenz des kollagenen und elastischen Bindegewebes abgegrenzt. Darüberhinaus konnte gezeigt werden, daß sich die fluoreszierende Substanz in den Varicositäten der Nervenfasern wie ein primäres Catecholamin verhält. Vermutlich ist außerdem ein sekundäres Catecholamin am Zustandekommen der Fluoreszenz beteiligt.

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Summary By means of the fluorescence method for the detection of catechol- and tryptamines green fluorescent nerve fibres are shown to be present in the wall of the intestinal tract of man. No fluorescent nerve cells could be detected. The fluorescent fibres enter the wall of the gut with the blood-vessels and are mainly distributed within the muscular layers and the ganglia of the plexus myentericus and plexus submucosus. In the stomach and the small intestine there are only few fibres in the muscular layers. The number of such fibres increases towards the distal portion of the large intestine and in the musculus sphincter ani internus there is a dense plexus of strong fluorescent fibres.The catecholamine-fluorescence of the nerve fibres was distinguished from the autofluorescence of collagen and elastic tissue by means of microspectrographic measurements. The fluorescence within the varicosities of nerve fibres was shown to be mainly due to a primary catecholamine. In addition there is evidence that secondary catecholamines are also present.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und durch eine Sachbeihilfe der Joachim-Jungius-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Hamburg, an Prof. K. Fleischhauer.     

Der Feinbau der Regio olfactoria von Makrosmatikern

Zusammenfassung Das Riechepithel von Ratten, Katzen und Hunden wurde nach Perfusionsfixierung mit Glutaraldehyd licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Von den bisher als Basalzellen bezeichneten Elementen ließen sich auf Grund der Feinstruktur besondere Blastemzellen abgrenzen, die ein Reservoir zur Regeneration von Sinneszellen darzustellen scheinen. Stütz- und Basalzellen enthalten ein zusammenhängendes Gerüst aus Tonofibrillen. Basale Zytoplasmaanteile dieser Zellen sind reich an Lysosomen. Im Epithel der untersuchten Tiere, aber seltener bei den erwachsenen Individuen, finden sich Differenzierungsstadien von Sinneszellen, die aus Blastemzellen hervorgehen. Im Blastem treten gelegentlich auch bei erwachsenen Tieren Mitosen auf. Morphologische Unterschiede der Sinneszellen sind nur zum Teil durch unreife Formen bedingt. Auf Grund der unterschiedlichen Größe der Riechzellen, ihrer Sinneskolben und ihrer Axone, der unterschiedlichen Anzahl der Neurotubuli im peripheren Sinnesfortsatz und in den Fila olfactoria dürfte es etwa 10–12 Sinneszelltypen in der Regio olfactoria geben. Die Feinstruktur des Epithels läßt vermuten, daß die Aufnahme von Geruchsreizen in dem olfactorischen Saum durch die Endspieße der Sinnesgeißeln erfolgt. Gegen die Nasenhöhle ist der Saum durch einen Schleimfilm abgegrenzt. Der Flüssigkeitsgehalt des olfactorischen Saumes scheint von den Mikrozotten der Stützzellen aufrechterhalten zu werden. Es wird angenommen, daß sich die Membranen der Endspieße an der Saumoberfläche mit den spezifischen Geruchsstoffen beladen und dann in der Tiefe des Saumes unter Einwirkung der Mikrozotten für neue Reizaufnahmen regeneriert werden.

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Summary The olfactory epithelium of rat, cat, and dog was studied light- and electronmicroscopically after perfusion with glutaraldehyde. Special blastema cells among the basal cells are considered as precursors for regenerating sensory receptors. Supporting cells and basal cells possess a continuous framework of tonofibrils. The basal areas of these cells are rich inlysosomes. In young animals, and more rarely in adults, there are different stages linking blastema cells with differentiated sensory cells. The blastema even of adult animals may show occasional mitotic figures. Approximately 10–12 types of sensory receptor cells can be distinguished by their varying size, the appearance of their proximal and distal processes, and the different numbers of neurotubules which these contain. It is concluded, from the ultrastructural details observed, that the perception of olfactory stimuli occurs at the periphery of the sensory hairs. The mucous coating in this zone seems to be kept moist by the microvilli of the supporting cells. It is assumed that the membranes of the sensory hairs take up specific odorous substances and that they regenerate their capacity for renewed stimulation under the influence of the microvilli.

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

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

A new method for the determination of the anionic adsorption capacity of bottom deposits with particular reference to the adsorption of anionic detergents

Summary After a short discussion of the scarce and incomplete literature on anionic adsorption properties of soils and sediments, a new technique based on the adsorption of manoxol to soils, sediments and pure humic acid is described.Adsorption curves for various sediments, humic acid and clays are given. The adsorption capacity of bottom deposits are interpreted in terms of humic acid equivalents.The method can be used for series analysis of both the specific adsorption capacity for manoxol of river muds and also as a more general parameter for the anionic and surface adsorption capacity of various materials such as sludges, soils and compost.

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Zusammenfassung Nach einer kurzenBesprechung der bestehenden spärlichen Literatur über anionische Adsorptionseigenschaften von Böden und Sedimenten wird eine Technik, die auf der Adsorption van Manoxol (Na-dioctyl-sulfosuccinat) an Bodensedimenten beruht, beschrieben.Adsorptionskurven verschiedener Sedimente, Huminsäuren und einiger Tone werden graphisch dargestellt und die Adsorptionskapazitäten von Bodensedimenten als Huminsäure-äquivalente ausgedrückt und interprätiert.Die beschriebene Methode eignet sich für Serienanalysen zur Bestimmung der spezifischen Adsorptionskapazität für Manoxol von Sedimenten natürlicher Gewässer und kann auch als ein allgemeiner Parameter zur Charakterisiering der anionischen und Oberflächen-adsorptionskapazität von Substraten, wie Schlamm, Böden und Kompost angewandt werden.

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National Institute for Water Research, S. A. Council for Scientific and Industrial Research     

Untersuchungen über den Einfluß von Elektrolyten auf die Viskosität von pflanzlichen Solen

Zusammenfassung Es wurde versucht, zu Untersuchungsergebnissen von Viskositätsmessungen an Agarsolen Parallelen aus dem physiologischen Bereich zu ziehen. Dadurch sollte deutlich gemacht werden, daß Wechselbeziehungen zwischen dem kolloidchemischen Zustand des Plasmas und der Kationenbelegung dieser Plasmakolloide einerseits und der physiologischen Aktivität und dem Erwerb oder Vorhandensein einer Resistenz gegen Austrocknung und Kälte andererseits bestehen.Die dargelegten Untersuchungsbefunde dienen zwar zunächst nur der Erweiterung von Erkenntnissen über die physikalisch-chemischen Grundlagen der Pflanzenphysiologie. Fortschritte auf diesem Gebiet waren jedoch schon oft die Ursache zu neuen Erfolgen auf dem Gebiet des Pflanzenbaues. Die ermittelten Zusammenhänge zwischen der Ionenwirkung und der Viskosität können, auf den Kolloidzustand des Plasmas übertragen, die kausalen Beziehungen zwischen Dürreresistenz und Düngung aufklären helfen. Wenn auch die tatsächlichen Vorgänge im Pflanzenplasma komplizierter und komplexer als die hier dargelegten Befunde sein werden, so bieten diese vielleicht doch Anhaltspunkte zur Erforschung der physiko-chemischen Grundvorgänge an den Zellkolloiden, die sich bei der Einwirkung von Elektrolyten (in Form von Mineraldüngemitteln) an den kolloiden Plasmastrukturen abspielen.Von praktischer Bedeutung könnten die Untersuchungsergebnisse insofern sein, als es gelang, Wege aufzuweisen, wie durch eine geeignete Kombination der antagonistisch sich beeinflussenden Ionen K⁺ und Ca⁺⁺ sowie K⁺ und H⁺ bzw. OH^– eine Erhöhung der Viskosität gegenüber den Viskositätswerten nach Zusatz einzelner Salze gleicher Konzentration erreichbar ist. Im Sinne der Pflanzenphysiologie gilt eine Erhöhung der Plasmaviskosität als kolloidchemische Ursache für die Erscheinung der Dürreresistenz, und es dürften aus diesem Grunde die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchungen als richtungsweisender Beitrag für Düngemaßnahmen mit Kalium und Calcium zu werten sein.Aus einer der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Leipzig 1953 vorgelegten Dissertation, die in der DDR nur in wenigen Schreibmaschinen-Exemplaren versandt wurde.     

Histochemische Studien an den Plexus chorioidei,an der Paraphyse und am Ependym von Rana temporaria L.

Zusammenfassung Die Epithelzellen der Plexus chor. ventr. III und IV, das Paraphysenepithel und das Ventrikelependym von Rana temporaria L. zeigen eine deutliche — wenn auch quantitativ unterschiedliche — Aktivität von SDH, -HBDH und LDH. Der Nachweis einer UDPGGT-Aktivität fällt dagegen nur im Plexusepithel positiv aus. In der Plexusepithelzelle sind die Formazangranula gleichmäßig über das gesamte Plasma verteilt, während sie in den Ependymzellen vorwiegend im apikalen, lumenwärtigen Teil der Zelle angeordnet sind. Die Ependymzellen lassen im Reaktionsausfall Typenunterschiede erkennen. Bei einigen Tieren wird die Auswirkung einer Adrenalininjektion auf das Enzymmuster der Plexusepithelzellen untersucht; die funktionellen Zusammenhänge mit einer gleichzeitigen Entspeicherung ihres Glykogenvorrats werden erörtert. Die Verteilung und der Lamellierungstyp der Mitochondrien im Plexus- und Paraphysenepithel werden mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen illustriert. Einige Komentare sind dem histochemischen Verhalten des Wundrandes gewidmet.

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Histochemical studies on the choroid plexuses, the paraphysis cerebri, and the ependyma of Rana temporaria L.

Summary The epithelium of the choroid plexuses of the IIIrd and IVth ventricles as well as the paraphyseal epithelium and the ventricular ependyma cells of Rana temporaria L. show distinct activities of SDH, -HBDH and LDH, that differ quantitatively. The UDPGGT-reaction is positive in the plexus epithelium. In the epithelium of the choroid plexus, the formazan granules are evenly distributed in the cytoplasm. In the ependyma cells an apical accumulation of this material can be demonstrated. The various morphological types of the ependyma cells differ in the intensity of the SDH, -HBDH and LDH-reactions. In the plexus cells of some animals the effect of epinephrine was studied on the histochemically-detectable activity of these enzymes with respect to the simultaneous depletion of the glycogen depot. The distribution and ultrastructure of mitochondria is described in the choroid plexus and paraphyseal epithelial cells. A comment is made in reference to some histochemical pecularities of stab wound areas.

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Teil einer medizinischen Doktorarbeit.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über die Pseudopodien von Megakaryocyten und ihre Bedeutung für die Freisetzung von Thrombocyten

Zusammenfassung Im Knochenmark der Ratte werden große runde Megakaryocyten und Megakaryocyten mit zahlreichen Pseudopodien gefunden. Die prospektiven Plättchenfelder liegen in der Mitte der Pseudopodien und sind von der hyalinen Zone des Ektoplasmas umgeben. An der Spitze der Pseudopodien ist die hyaline Zone verbreitert. Die Pseudopodien ragen in Sinusoide und Kapillaren, werden aber auch extravasal gefunden. Gelegentlich läßt sich eine Kontinuität zwischen der Membran der Demarkationsbläschen und der Pseudopodienmembran beobachten. Eine intravasale Freisetzung von Thrombocyten aus Pseudopodien ist sehr wahrscheinlich.

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Pseudopodia of megakaryocytes and liberation of blood platelets

Summary In the bone marrow of rats large round megakaryocytes and megakaryocytes with numerous pseudopodia are to be found. The prospective fields of platelets are located in the central part of the pseudopodia. These fields are surrounded by the hyalin zone of ectoplasm. At the tip of a pseudopodium this zone is enlarged. Pseudopodia protrude into sinusoids and capillaries, but occur also extravasally. Continuity between the membrane of the vesicles for the demarcation of platelets and the cell membrane is occasionally observed. The intravasal liberation of thrombocytes from pseudopodia seems very likely.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Grundzüge der intraindividuellen Plasmon-Umkombination

Schluß Diese Ausführungen über die verschiedenen Möglichkeiten der intraindividuellen Plasmonumkombination müssen an dieser Stelle genügen. Im einzelnen wäre zu den verschiedenen Punkten noch viel zu sagen. Die hier gegebene Aufzählung ist auch in mancher Beziehung noch lückenhaft, und durch Kombination der erwähnten Erscheinungen sind noch mannigfache weitere Abänderungsmöglichkeiten gegeben. Es sollten hier nur die Punkte einer kurzen Besprechung unterzogen werden, die zur Deutung der schon veröffentlichten, experimentellen Befunde wesentlich sind und deren Vorkommen durch diese Befunde wahrscheinlich gemacht wird.Bei einer ausführlicheren Beschäftigung mit den hier angedeuteten Gedankengängen ergeben sich zahlreiche neue, theoretisch wichtige Perspektiven. Der kurze Hinweis auf das Determinationsproblem mag ein Beispiel hiefür geben. Es zeigt sich dann aber auch, daß noch zahlreiche offene Fragen bestehen, die durch genetische, zytologische und zellphysiologische Untersuchungen zu klären sind. Zweck dieses kurzen Vortrages konnte es nur sein, auf die bisher viel zu wenig berücksichtigte Plasmonumkombination und ihre Bedeutung hinzuweisen und zu weiteren Untersuchungen anzuregen Die Plasmavererbung wird in der Zukunft zu manchen neuen Impulsen führen. Sie wird infolge der Konstanz der Plasmoneinheiten einerseits und infolge der Veränderlichkeit der plasmatischen Erbsumme andererseits zu einem Bindeglied zwischen Genetik und Physiologie werden.

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Vortrag, gehalten an der Tagung der Deutschen Botanischen Gesellschaft in Kassel am 10. Juni 1949.     

Replication and recombination in bacteriophage

Zusammenfassung Experimente zur Replikation und Rekombination von Bakteriophagen werden diskutiert unter dem Gesichtspunkt der Frage, ob die infizierende DNA eines Phagen in Fragmente zerlegt und bruchstückweise repliziert wird (partial replica) oder ob bei der Vermehrung stets vollständige Genomstrukturen erhalten bleiben.Ein molekulares Modell wird vorgeschlagen, das auf einigen Annahmen über die Replikationsweise von DNA beruht und das die meisten Befunde der Rekombinationsgenetik von Phagen dutet. Dieses wird für einige neuere Resultate speziell diskutiert.

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With 22 Figures in the Text