Untersuchungen über die Resistenzadaptation einiger Organfunktionen von Warmwasserfischen gegenüber extremen Temperaturen

Zusammenfassung Die Frequenz des Herzkammerschlags von Lebistes reticulatus nimmt bei einer Erhöhung der Versuchstemperatur bis zu einem Maximalwert zu, der dann in einem größeren Temperaturbereich konstant eingehalten wird.Kiemendeckel- und Kiemenbewegungen von Xiphophorus helleri und L. reticulatus zeigen eine sinnvolle Hitze- und Kälteadaptation, bei L. reticulatus anscheinend ebenfalls der Herzkammerschlag und bei X. helleri die Brustflossenbewegungen. Der Herzkammerschlag weist bei beiden Arten eine eindeutige Hitzeanpassung auf, bei X. helleri ebenfalls die Augenbewegung. Die Kiemendeckelbewegungen mit den engsten Temperaturgrenzen sind für die Lebensresistenz und deren Resistenzadaptation nach beiden Extremtemperaturen hin verantwortlich. Für die Resistenz dieser Atembewegungen ist das oscillographisch registrierte Atemzentrum entscheidend. Die durch Reizung des Mittelhirns ausgelösten Maulbewegungen haben weitere Temperaturgrenzen, ebenfalls Schwanzbewegungen bei direkter Reizung der Schwanzmuskulatur. Vom Mittelhirn konnten ferner Augen- und Schwanzbewegungen ausgelöst werden. Die vom Mittelhirn ausgelösten Maulbewegungen und die Schwanzbewegungen (bei direkter Reizung) zeigten eine sinnvolle Hitze- und Kälteanpassung. Auch die auf Mittelhirnreizung hin erfolgenden Augen- und Schwanzbewegungen können sich an extreme Temperaturen anpassen, doch konnten nicht alle Werte abgesichert werden. Die vom Mittelhirn ausgelösten Schwanzbewegungen haben engere Temperaturgrenzen als die Schwanzschläge nach direkter Reizung der Muskulatur.In der Diskussion werden die Besonderheiten der Resistenzadaptation besprochen und ein möglicher Zusammenhang mit der Leistungsadaptation im normalen Temperaturbereich erörtert.Herrn Professor Dr. H. Netter zum 60. Geburstag gewidmet.     

Rhythmische Erregungen in den optischen Zentren von Calliphora erythrocephala

Zusammenfassung Die rhythmischen Aktionspotentiale in den optischen Ganglien der Schmeißfliege (Calliphora erythrocephala) werden untersucht.Wird das Komplexauge von Calliphora belichtet, so können vom Ganglion opticum II schnelle, rhythmische Aktionspotentiale, 'Belichtungsrhythme , abgegriffen werden (Abb. 1). Sie treten im Bereich physiologischer Temperaturen und Lichtintensitäten stets und unabhängig von Schädigungen auf. Sie sind die einzige Form von Erregung, die zwischen dem retinalen Bereich und dem Cerebralganglion nachgewiesen werden kann. Die Belichtungsrhythmen zeigen gesetzmäßige Abhängigkeiten von den Reizgrößen. Es ist daher wahrscheinlich, daß sie in die Kausalkette der bei Belichtung des Auges ablaufenden zentralen Vorgänge eingeschaltet sind.Die optischen Ganglien werden mit einer Doppelmikroelektrode abgetastet. Da die Spannung zwischen zwei eng benachbarten Elektroden in der Nähe der Spannungsquelle am größten sein muß, kann gezeigt werden, daß die Belichtungsrhythmen wahrscheinlich in der äußeren Körnerschicht des Ganglion opticum II entstehen (Abb. 14 und 15).Als Maß für die Größe der Belichtungsrhythmen wird die größte während einer Belichtung auftretende Amplitude gewählt, die 'Maximalamplitud ; sie hängt stetig und reproduzierbar von der Zahl belichteter Ommatidien, von der Lichtintensität und vom Adaptationszustand des Auges ab (Abb. 5, 6, 7, 8, 10, 11 und 12).Die Amplituden der Belichtungsrhythmen klingen bei längerer Belichtung allmählich ab (Helladaptation), (Abb. 1C, Abb. 5). Die Heiladaptationszeit ist der Maximalamplitude proportional (Abb. 6, 8, 9 und 10). Wird die Belichtung vor dem völligen Abklingen der Rhythmen unterbrochen, so werden sie durch den Aus-Effekt des Retinogramms gehemmt und brechen sofort und vollkommen ab (Abb. 1 D). Die Dunkeladaptation ist selbst nach vorangegangener Belichtung mit sehr hohen Lichtintensitäten nach spätestens einer Minute abgeschlossen (Abb. 6 und 7).Die Frequenz der Belichtungsrhythmen liegt zwischen 100 sec^–1 und 250 sec^–1, sie nimmt mit steigender Temperatur zu (Tabelle 1). Die Frequenz ist unabhängig von der Lichtintensität, vom Adaptationszustand d von der Zahl belichteter Ommatidien.Während der einzelnen Belichtung zeigen die Rhythmen ein verschieden starkes Schwanken der Amplitude, eine Amplitudenmodulation. Die Modulation hängt vom Präparat und vom Präparationszustand ab.Durch den Vergleich der verschiedenen Modulationstypen und durch gleichzeitige Ableitung an mehreren Stellen des Ganglions können die physikalischen Überlagerungsvorgänge untersucht werden. Die Einzelschwingungen physiologischer Einheiten überlagern sich am gemeinsamen Ableitwiderstand zwischen den Elektroden. Durch die Art der Überlagerung wird die Modulationsform bestimmt. Sie hängt im besonderen von der Frequenz und der Phasenlage der Einzelrhythmen und von physiologischen Synchronisationsvorgängen ab (Abb. 1, 2 und 16).Auch wenn ein Bereich der Retina gereizt wird, der nur wenige Sinneszellen umfaßt, treten Belichtungsrhythmen wie bei großen Reizflächen auf (Abb. 12). Deshalb wird die Möglichkeit diskutiert, daß bereits die kleinste physiologische Einheit im Ganglion mit rhythmischer Erregung antwortet, die in ihrer Amplitude, nicht aber in ihrer Frequenz vom Reiz abhängt.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich für das stete Interesse, das er den Untersuchungen entgegengebracht hat. Die Untersuchungen wurden zum Teil mit Apparaten durchgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Der Sauerstoffverbrauch der Insektenretina im Licht und im Dunkeln

Zusammenfassung Mit Mikromethoden wird der Sauerstoffverbrauch der ganglienzellfreien Retinulae von Calliphora, Apis, Locusta und Periplaneta im Dunkeln und unter dem Einfluß von Licht gemessen.In den Retinulae von Calliphora (Versuchstemperatur 25°) und Apis (34° C) steigt der Sauerstoffverbrauch unmittelbar bei Belichtung; die Steigerung hält an, solange Licht einwirkt.Bei Locusta und Periplaneta steigt der Sauerstoffverbrauch nicht während sondern nach der Belichtung. Das gleiche ist bei Apis bei einer Versuchstemperatur von 25° der Fall. Die normale Körpertemperatur im Kopf der Biene liegt zwischen 27° und 38°.Es wird angenommen, daß die Zunahme des Sauerstoffverbrauches bei bzw. nach Belichtung mit den regenerativen Leistungen der Sehzellen zusammenhängt. In elektrophysiologischen Versuchen ist (früher) gezeigt worden, daß die Regeneration der normalen Empfindlichkeit (Dunkeladaptation) nach Lichtreizen bei Calliphora und Apis außerordentlich schnell (in wenigen Millisekunden), bei Locusta und Periplaneta sehr langsam (bis zu 30 min) verläuft. Diese Unterschiede im Adaptationsverlauf spiegeln sich in der zeitlichen Beziehung zwischen Belichtung und Sauerstoffmehrverbrauch wider.Nach Vergiftung mit KCN ist die Atmung im Dunkeln bei Calliphora gänzlich, bei Locusta aber nur zum Teil gehemmt. In beiden Fällen tritt auch nach Vergiftung mit KCN bei Belichtung ein zusätzlicher Sauerstoffverbrauch auf.In Homogenaten von der Retinula nimmt die von der Belichtung abhängige Atmung mit steigendem p_H zu. Ein p_H-Maximum der Atmung existiert nicht.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Ginogenesi in tricladi di acqua dolce

Zusammenfassung Bei der Rasse G von Dugesia benazzii von Sardinien hat das Spermatozoon nur die Funktion der Entwicklungserregung, da die Amphimixis nicht erfolgt und der männliche Vorkern wie ein Eichtungskörper eliminiert wird.Das Ei entwickelt sich allein mit der weiblichen Chromosomengarnitur (Gynogenese), und das erklärt die vom Autor an dieser Planarie festgestellte mütterliche Vererbung.Auch bei den italienischen Rassen von Polycelis rigra erfolgt die Entwicklung durch Gynogenese nach den genetischen Untersuchungen des Autors und den cytologischen von N. G. Lepori.     

Zur Analyse der Belichtungspotentiale des Insektenauges

Zusammenfassung Bei Calliphora erythrocephala wurden die Belichtungspotentiale nach schrittweiser, operativer Entfernung der optischen Ganglien untersucht. Es wurde eine Reihe von Belichtungspotentialen erhalten, deren positive Anteile mehr und mehr zurücktreten, je mehr von den optischen Ganglien entfernt ist.Das Belichtungspotential der, isolierten Retina ist monophasisch und rein negativ (Abb. 13). Es gleicht in seiner Form den Kurven, die sich beim intakten Auge aus der Höhe der Aus-Effekte in Abhängigkeit von der Reizdauer ergeben, und den monophasischen Potentialen, wie sie bei Insekten mit geringem zeitlichem Auflösungsvermögen des Auges (Dytiscus, Tachycines) und bei Limulus gefunden wurden.Das diphasische Belichtungspotential von Calliphora und der Imago von Aeschna kommt durch das Zusammenwirken einer negativen, retinalen und einer oder mehrerer positiver, aus den optischen Ganglien stammender Komponenten zustande.Das negative Potential der Retina ist das Generator- und Steuerpotential für die positiven ganglionären Potentiale.Die positiven Komponenten entstehen im wesentlichen im Ganglion opticum I, und zwar mit großer Wahrscheinlichkeit die schnellen Phasen in den Lokalzellen der inneren Körnerschicht, die langsamen in den Ganglienzellen der äußeren Körnerschicht.Den positiven, ganglionären Potentialen wird eine restitutive Wirkung auf die infolge des Lichtreizes depolarisierten Sinneszellen der Retina zugeschrieben.Bei Aeschna cyanea nähert sich während der larvalen Entwicklung die Lamina ganglionaris (= Ganglion opticum I) der Retina (Abb. 19). Parallel mit dieser Annäherung geht das zunächst monophasische Belichtungspotential der jungen Larve in ein diphasisches über, das am vollkommensten bei der Imago ausgebildet ist. Zugleich nimmt die Trägheit des Auges ab (Verschmelzungsfrequenz bei der jungen Larve 40, bei der Imago 170 Lichtreize/sec).Für die Primärvorgänge im Auge der Insekten lassen sich folgende Annahmen durch die Versuchsergebnisse begründen : Der Initialvorgang ist die Lichtabsorption in einem Sehstoff. Dieser zerfällt bei Belichtung nicht. Die Empfindlichkeit der Sehzellen (ihr Adaptationszustand) hängt nicht — wie bei den Wirbeltieren — von der vorhandenen Menge an Sehsubstanzen ab, sondern von dem Abstand des Erregungsniveaus der Retinazellen vom Ruhewert. Die Höhe des Erregungsniveaus ist durch die Höhe des negativen Potentials der Retinazellen meßbar. Bei gleicher Reizintensität stellt sich nach einer gewissen Reizdauer stets die gleiche Höhe des Erregungsniveaus ein. Dieser Adaptationsvorgang kann durch restitutive (repolarisierende) Potentiale erheblich beschleunigt werden. Sie entstehen wahrscheinlich in der Lamina ganglionaris und breiten sich elektrotonisch retinawärts aus. Diese elektrotonischen Potentiale haben an den Sinneszellen selbst nur dann eine ausreichende Größe, wenn der Abstand zwischen Retina und Lamina ganglionaris klein ist.Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft durchgeführt. Wir danken ferner Herrn Prof. Dr. R. W. Pohl, der in der Werkstatt des I. Physikalischen Institutes der Universität Göttingen Apparate für den Versuchsaufbau herstellen ließ.     

Der Farbwechsel der Fische

Zusammenfassung Es wird der Nachweis einer doppelten Innervation der Melanophoren der Ellritze zu erbringen versucht. Bei Ausschaltung der sympathischen Fasern mit Ergotamin und Erregung des parasympathischen Systems mit Cholin läßt sich mit elektrischer Reizung eine Expansion der Melanophoren erzielen. Diese Expansion wird erreicht, bei Reizung des Aufhellungszentrums in der Medulla, bei Reizung des Sympathikus, oder schließlich bei Reizung der Farbzellen selber. Der Nachweis dilatorisch wirkender Nervenfasern dürfte in diesem Falle erbracht sein. Es ist die Annahme sehr wahrscheinlich, daß vom Hemmungszentrum im Zwischenhirn dilatorisch wirkende Fasern durch Medulla und Rückenmark, vermutlich auf dem gleichen Wege wie die kontrahierenden koloratorischen Fasern in den Sympathikus ziehen, um die einzelnen Farbzellen zu innervieren. Damit würde der Apparat der Farbwechselregulation den anderen vom Sympathikus innervierten Organsystemen gleichzustellen sein.Dies gilt indeß nicht für sämtliche Chromatophoren der Fische. Gerade bei der Ellritze läßt sich zeigen, daß die gelben und roten Farbzellen höchstwahrscheinlich überhaupt nicht innerviert sind. Innervierte Chromatophoren reagieren auf nervöse Reize. (Erhöhung des Nerventonus durch Reizung oder Abschwächung durch Verletzung.) Sie reagieren auch auf Adrenalin, das zu seiner Wirkung nur das Vorhandensein intrazellularer Nervenenden benötigt. Die farbigen Chromatophoren der Ellritze aber zeigen weder auf Adrenalin noch auf nervöse Reize irgend welche Reaktion. Deshalb unterbindet auch die Durchschneidung des Sympathikus in dem von ihm versorgten Bezirk nur die Reaktion der Melanophoren, während die Xanthophoren und Erythrophoren ihre Farbwechselregulation weiterhin zeigen. Dagegen ist Erhalten der Blutzirkulation für den Farbwechsel der farbigen Chromatophoren der Ellritze notwendig. Diese Farbzellen werden also hormonal reguliert. Freilich ist bei ihnen die Regulation nicht durch das übliche Gegenspiel von Infundin und Adrenalin bedingt, da das Adrenalin keinerlei Einfluß ausübt. Infundin dagegen zeigt starke Wirkung. Als Antagonist kommt vielleicht die Epiphyse in Betracht.Die Einwirkungsart des Infundins am Plasma der Zellen und des Adrenalins an den interzellularen Nervenenden läßt sich besonders schön an den Flossen solcher Fische mit raschem Farbwechsel zeigen, deren Farbzellen im allgemeinen innerviert sind, da in den Flossenrändern die Nerveninnervation aufzuhören pflegt, rein nervöse Reize hier also nicht mehr beantwortet werden, während rein hormonale Blutreize noch Reaktion hervorrufen. Bei Injektion von Infundin erfolgt dann ein gleichsinniges Reagieren der ganzen Flosse, bei Injektion von Adrenalin aber, sowie bei elektrischem Reiz, oder bei Durchschneiden des Sympathikus dagegen tritt ein Gegensatz basaler Flossenteile zu distalen Randpartien auf. Bei der Ellritze zeigt sich ein solcher Gegensatz nur bei den Melanophoren, da bei den farbigen Chromatophoren nervöse Reize nie wirksam werden.Von direkten Einflüssen auf die Farbzellen wurde nur die Einwirkung der Temperatur und des Zuges geprüft. Schwache Zugwirkung ergab Verdunkelung und zwar offensichtlich auf dem Wege der Beeinflussung des Sympathikus (Reagieren ganzer Segmente), starker Zug dagegen Kontraktion durch direkte Reizung der Farbzellen (lokale Wirkung).Das Vorkommen hormonaler Regulation des Farbwechsels bei Fischen macht sie vergleichbar mit den Amphibien und Reptilien, bei denen ja auch beide Regulationsarten, nervöse und hormonale vorhanden sind.     

Der Einfluss des Winterschlafes,des Megaphenschlafes,des Hungerns und verschiedener Kostarten auf die Speicheldrüsen von Myoxus myoxus,Erinaceus europaeus und Mus rattus

Zusammenfassung Untersucht wurden die Speicheldrüsen der Ratte bei verschiedenen Kostarten und im Megaphenschlaf, des Siebenschläfers (Myoxus myoxus) und des Igels (Erinaceus europaeus) im Winterschlaf und Wachzustand.Die Speicheldrüsen der Ratte zeigen in Abhängigkeit von der Kostart verschiedene histologische Bilder.Bei Trockenkost leitet der allgemeine Wasserverlust des Gewebes ein Inaktivitätsstadium ein, das durch einen Schwund der Sekretgranula und eine Abnahme der Zytoplasmabasophilie gekennzeichnet ist. Der letzteren entspricht ein Schwund des Ergastoplasmas. Langdauernde Milchkost bewirkt eine Schwellung der Zelleiber, der Kerne, Nukleolen und Mitochondrien.Im Hungerzustand waren in den geschrumpften Endstückzellen Austritte RNS- und DNS-haltigen Materials aus den Zellkernen, sowie ein Schwund der diffus verteilten RNS und des Ergastoplasmas zu beobachten.Die Speicheldrüsen von Winterschläfern weisen eine deutliche Schrumpfung der Endstücke auf, welche von einem RNS- (Nukleolen-) und DNS-Schwund in den Kernen sowie von einem Schwund der diffusen zytoplasmatischen RNS und des Ergastoplasmas begleitet ist. Gleichzeitig fällt die Millon-Reaktion schwächer als bei wachen Tieren aus. Während des Winterschlafes ist in den Endstücken der Speicheldrüsen von Myoxus myoxus, Erinaceus europaeus und den Zellen der Ausführgänge von Myoxus myoxus auffallend viel Glykogen vorhanden. Gleichzeitig kommt es in den Endstückzellen zu einer Verschleimung. Die basale Streifung der Ausführgangsepithelien ist während des Winterschlafs dicht, beim wachen Tier aufgelockert und von Vakuolen durchsetzt. Die Anfärbbarkeit von Stoffen im lumennahen Pol der Ausführgangsepithelien mit Perjodsäure-Leukofuchsin und Aldehydfuchsin legt die Annahme nahe, daß hier ein aktiver sekretorischer Vorgang vorliegt. In diesem Zusammenhang wird die Frage der Rückresorption diskutiert.Bei der weißen Ratte kommt es im Megaphenschlaf zu einer Verschleimung der Endstückzellen, die von einer starken Glykogenablagerung und Zunahme der mit Perjodsäure-Leukofuchsin und Aldehydfuchsin färbbaren Stoffe in den Ausführgangsepithelien begleitet ist. In den Acini treten RNS- und DNS-haltige Substanzen in großer Zahl aus dem Zellkern aus.Das histologische Verhalten der Speicheldrüsen des Megaphentieres (Ratte) entspricht nicht dem Strukturbild der Drüsen des Winterschläfers (Siebenschläfer).Herrn Prof. K. Niessing danke ich für die Überlassung eines Arbeitsplatzes, Herrn Dr. A. Oksche für Unterstützung bei der histochemischen Methodik, Fräulein E. Hauberg für die Anfertigung der Photographien.Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung, Bonn.     

Die Belichtungspotentiale und das Sehen der Insekten (Untersuchungen an Calliphora und Dixippus)

Zusammenfassung Die langsamen Belichtungspotentiale der Facettenaugen von Calliphora und Dixippus werden beschrieben und aus den elektrischen Vorgängen am Insektenauge Folgerungen für die Physiologie der optischen Wahrnehmung gezogen.Die Potentiale werden mit Nadelelektroden abgegriffen. Der für die Untersuchungen entwickelte Gleichspannungsverstärker wird beschrieben.Das Belichtungspotential von Calliphora ist unter alien Versuchs-bedingungen diphasisch und besteht aus einem positiven Ein-Effekt und einem negativen Aus-Effekt. Bei hohen Intensitaten wird ein negatives Zwischenpotential deutlich. Bei Tachycines und Dixippus ist das Belichtungspotential stets monophasisch und rein negativ.Die Höhe der einzelnen Phasen hangt von der Intensität des Lichtreizes ab (Abb. 6) und nimmt in einfach logarithmischem Koordinaten-system linear (Dixippus) oder in Form einer sigmoiden Kurve (Calliphora) mit der Intensitat zu.Der Ein-Effekt von Calliphora ist bei genügenden Intensitäten spätestens nach 5 msec, wahrscheinlich schon früher, unabhangig von der Reizdauer (Abb. 11). Das Zwischenpotential hat erst nach 200 msec seine maximale Höhe erreicht. Der Aus-Effekt nimmt bis zu 100 sec Reizdauer an Höhe zu.Die Höhe des (negativen) Belichtungspotentials von Dixippus ist nach 30 msec, die der Aeschna-Larve nach 100 msec von der Reizdauer unabhängig.Die Höhe des Ein-Effektes von Calliphora ist für gleiche Produkte aus Intensität und Reizareal gleich.Für den Aus-Effekt von Calliphora gilt das Bunsen-Roscoesche Reizmengengesetz mindestens bis zu 200 msec, für das Belichtungs-potential von Dixippus und der Aeschna-Larve nur bis zu 30 msec.Mit der Zahl der gereizten Ommatidien (dem Reizareal), die von 1–50 Ommatidien variiert wird, nimmt die Höhe des Belichtungs-potentials logarithmisch zu.In Höhe und Form zeigt das Retinogramm von Calliphora keine Adaptation. Höhe und Form sind nach intensiver Belichtung und langem Dunkelaufenthalt gleich. Bei Dunkeladaptation treten lediglich Nach-schwankungen auf, die dem helladaptierten Auge fehlen (Abb. 22).Bei Dixippus und Tachycines hangt die Höhe des Belichtungs-potentials dagegen stark vom Adaptationszustand ab.Die Schwelle des helladaptierten Auges von Dixippus beträgt das 20000fache der Schwelle im Zustand maximaler Dunkeladaptation. Der Verlauf der Dunkeladaptation wird in Kurvenform dargestellt (Abb. 23).Bei Reizung mit Flimmerlicht bestehen die Belichtungspotentiale von Calliphora aus positiven und negativen Wellen, die von Dixippus und Tachycines nur aus Schwankungen in der Höhe des negativen Potentials.Bei Calliphora hat der erste Ein-Effekt bei Flimmerlicht stets die gleiche Höhe wie bei konstantem Lichtreiz. Die zunächst folgenden Ein-Effekte sind (als Ausdruck eines relativen Refraktärstadiums) verkleinert, nehmen aber schrittweis an Höhe zu und werden bei mittleren Flimmerfrequenzen (50 sec^–1) sogar größer als der erste (Abb. 26 und 27).Mit zunehmender Reizfrequenz nimmt die Höhe der Flimmeraktions-potentiale ab, bis schließlich Verschmelzung eintritt (Abb. 27).Die Verschmelzungsfrequenzen bei Calliphora sind außerordentlich hoch: Die höchste beobachtete Verschmelzungsfrequenz beträgt 265 Lichtreize in der Sekunde, womit aber der Maximalwert sicher noch nicht erreicht ist. Ähnliche Werte ergeben sich für das Auge der Biene.Im Gegensatz dazu liegt die maximale Verschmelzungsfrequenz von Dixippus bei 40 Lichtreizen in der Sekunde.Die Abhängigkeit der Verschmelzungsfrequenz von Arealgröße und Reizintensität wird dargestellt (Abb. 31).Das Belichtungspotential von Dixippus kann in Übereinstimmung mit Bernhard (1942) in zwei negative Komponenten (R und S) zerlegt werden.Die Aus-Effekte von Calliphora sind der R-Komponente von Dixippus vergleichbar. Beide entstehen wahrscheinlich in der Retina und sind — trotz entgegengesetzten Vorzeichens — vielleicht mit P III der Wirbeltiere vergleichbar. Für alle drei gilt das Bunsen-Roscoesche Gesetz.Bei Mimmerlicht wird bei Calliphora durch die negativen Aus-Effekte die Refraktärperiode der positiven Ein-Effekte verkürzt. Diese Erscheinung wird als restitutive Wirkung durch ein Gegenpotential aufgefaßt und mit dem Wendungseffekt (Scheminzky) verglichen, der hier also unter natürlichen Bedingungen eine Rolle spielt.Mit dem Auftreten von Potentialen mit entgegengesetztem Vorzeichen stehen die hohen Verschmelzungsfrequenzen von Calliphora im Zusammenhang. Dixippus, dem positive Anteile im Retinogramm fehlen, hat wesentlich geringere Verschmelzungsfrequenzen.Der Verlauf des Retinogramms bei Calliphora läßt auf eine außerordentlich schnelle Adaptation schließen, die sich in Bruchteilen einer Sekunde abspielt. Infolgedessen ist das Retinogramm selbst schon nach wenigen Sekunden von der Voradaptation unabhängig. Die biologische Bedeutung dieser schnellen Adaptation wird erörtert.Aus diesen Ergebnissen wird für die Physiologie der optischen Wahrnehmung bei den Insekten gefolgert:Das im Verhältnis zu den Wirbeltieren gering entwickelte räumliche Auflosungsvermögen (Sehschärfe) des Facettenauges wird durch ein extrem entwickeltes zeitliches Auflösungsvermögen wettgemacht. Es lassen sich zwei Typen von Insektenaugen unterscheiden: Bei den einen geht hohe absolute Empfindlichkeit mit geringem zeitlichem Auflösungs-vermogen (niedrige Verschmelzungsfrequenz) und langsamer sich über Minuten erstreckender Adaptation parallel (Dixippus-Typ). Bei den anderen ist die absolute Empfindlichkeit geringer, das zeitliche Auflösungsvermögen außerordentlich groß, die Adaptation in Bruchteilen einer Sekunde beendet (Calliphora-Typ).Den beiden verschiedenen Leistungstypen entspricht ein verschiedenes ökologisches Verhalten. Hohes zeitliches Auflösungsvermögen ermöglicht ein Sehen in schneller Bewegung. also im Mug, trotz geringer raumlicher Sehschärfe. Nicht fliegende Insekten gewinnen unter Preisgabe des zeitlichen Auflösungsvermbögens an absoluter Empfind-lichkeit.Der Göttinger Akademie der Wissenschaften bin ich für die Förderung der vorliegenden Untersuchungen zu großem Dank verpflichtet.     

Über die Wirkungsweise der Herznerven bei den Fischen. V.

Zusammenfassung Bei den Fischherzen vom Typus A, die man bei den Aalen findet, äußert sich die erste Wirkung des Vagus in einer Verlängerung der refraktären Phase der Überleitungsgebilde zwischen Sinus und Vorhof. Der Sinus arbeitet zumeist in unverminderter Frequenz und unveränderter Kraft weiter, die übrigen Herzabteilungen, Vorhof und Kammer sind noch erregbar, die Ursprungsantriebe, die vom Sinus ihren Ausgang nehmen, können aber nicht in voller Zahl oder überhaupt nicht mehr auf den Vorhof übertragen werden.Zumeist macht sich neben der Blockierung der Überleitung zwischen Sinus und Vorhof auch eine negativ inotrope Wirkung am Vorhof bemerkbar. Diese ist für die Stillegung des zweiten Automatiezehtrums im Ohrkanal von wesentlicher Bedeutung.Eine Verstärkung des Vagusreizes führt eine Verlangsamung der Tätigkeit des Sinus herbei. Bei ganz starken Vaguserregungen wird auch der Sinus stillgelegt, es tritt also ein Stillstand des ganzen Herzens ein.Nach wiederholter Vagusreizung läßt die Wirkung auf die Überleitungsgebilde zwischen Sinus und Vorhof nach, es macht sich dann vorzugsweise eine negativ inotrope Beeinflussung der Tätigkeit des Vorhofes sowie eine Störung an den Überleitungsgebilden zwischen Vorhof und Kammer bemerkbar. Diese äußert sich in der gleichen Weise wie an den Überleitungsfasern zwischen Sinus und Vorhof durch eine allmähliche Verlängerung der refraktären Phase.Ein Unterschied zwischen der Wirkung des rechten und linken Vagus ist nicht nachweisbar.Als Nachwirkung fällt vorzugsweise eine negativ inotrope Beeinflussung der Vorhofstätigkeit auf. Eine Frequenzänderung ist nahezu niemals zu beobachten. Gelegentlich machen sich im Gefolge einer Vaguserregung Störungen der Herztätigkeit bemerkbar.Die vorliegende Untersuchung wurde mit Hilfe einer Spende der Medizinischen Fakultät der Thüringischen Landesuniversität Jena durchgeführt, der auch an dieser Stelle herzlichst gedankt sein soll.     

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.     

Über die Vaguswirkung beim Schlangenherzen

Zusammenfassung Es wurde die Vaguswirkung bei den Herzen von drei Schlangenarten, Spilotes pullatus L., Coluber longissimus Laur. und Coluber quatuorlineatus Lac. geprüft. Durch einen Schwellenreiz wird das Herz nach einer Latenz von 1–2 Sek. stillgestellt. Nur in den seltensten Fällen gelang es, den Reiz so abzustufen, daß das Herz verlangsamt und mit verminderter Kraft weiter arbeitete.Bei schwachem Vagusreiz sind während des Stillstandes die Herzabteilungen noch erregbar. Auch wird die Erregung der einen Abteilung auf die benachbarten übertragen. Bei starkem Vagusreiz ziehen sich die Vorhöfe bei künstlicher Reizung mit außerordentlich herabgesetzter Kraft zusammen.Nach Beendigung des Vagusreizes nimmt das Herz seine Tätigkeit sofort in vollem Umfange wieder auf, wenn der Vagus schwach gereizt wurde. Wurde er stark gereizt, so macht sich eine stark negativ inotrope Wirkung an den verschiedenen Herzabteilungen mit Ausnahme der Kammer, bemerkbar. Eine Tonussenkung der verschiedenen Herzabschnitte durch eine Vagusreizung wurde niemals beobachtet.     

Zur Kenntnis der postmeiotischen Ereignisse der Samenentwicklung bei den Skarabäiden (Coleoptera)

Zusammenfassung Die postmeiotischen Ereignisse der Samenentwicklung wurden bei der Käferfamilie Scarabaeidae untersucht.Alle Geschlechtszellen einer Spermatozyste bilden während der Spermiohistogenese ein Bündel, das von einer aus den Zystenzellen stammenden und einer mit sog. Kopfzelle versehenen Plasmahülle umgeben ist. Die Samenzellen erreichen ihre aktive Beweglichkeit erstmalig im Bündelzustand im Hoden. Als erstes Zeichen der Aktivierung kommt eine verschiedene Färbbarkeit und oft eine eigene, gelbliche Farbe der Bündel zum Vorschein. Die Bündel sammeln sich in den zentralen Teilen des Hodens an, wo Sauerstoff am reichlichsten durch die Tracheenzweige des Samenleiters zugeführt wird.Eine große Mannigfaltigkeit herrscht betreffs der Entwicklung der Koplzelle, des Schicksals des bei der Spermiohistogenese beseitigten Zytoplasmas und des Eintritts der Samenzellen in den Samenleiter.Die phytophagen Skarabäiden und die Geotrupinen bilden eine ziemlich einheitliche Gruppe. Das beseitigte Zytoplasma ist knapp, die Koplzelle und die Hülle des Bündels schwach entwickelt. Das blinde Ende des Samenleiters wird in einem jungen Hoden zum erstenmal wahrscheinlich durch eine Aktivität der Spermienbündel durchbrochen, wonach der Weg zum Samenleiter beständig offen bleibt. Die Befreiung der Samenzellen aus der Bündelhülle erfolgt beim Eintreten in den Samenleiter. Die Hüllen werden ziemlich entfernt in den Windungen des Samenleiters abgebaut.Bei den meisten untersuchten Koprophagen entwickelt sich eine große Kopfzelle auf Kosten des ursprünglichen Zytoplasmas der Zystenzellen und des beseitigten Zytoplasmas der Spermatiden. Die Kopfzellen mit zugehörenden Bündelhüllen werden nach oder bei der Perforation des blinden Samenleiterendes abgeworfen. Sie bilden ein dichtes Gedränge im Samenleiter, wo sie bald abgebaut und resorbiert werden. Bei den Aphodius-Arten erfolgt die Resorption schon sofort im hodeninneren Teil des Samenleiters. Die Perforation des Samenzellenbündels scheint wenigstens bei den Aphodius-Arten ein aktiver Vorgang zu sein.Diese Untersuchung wurde ausgeführt mit Unterstützung des Finnischen Staates.     

Chinazolinderivate bei Pseudomonaden

Zusammenfassung Das bei Pseudomonas aeruginosa vorkommende 2-Aminoacetophenon steht im Stoffwechselzusammenhang mit verschiedenen Derivaten des 4-Methylchinazolins. In gereinigten Chloroformextrakten aus Plattenkulturen von Pseudomonas aeruginosa wurden im Vergleich mit synthetischen Eichsubstanzen die betreffenden Substrate durch Papierchromatographie lokalisiert und ihre Identität anhand von Derivatchromatogrammen gesichert. Folgende Verbindungen wurden identifiziert: 4-Methylchinazolin, 2,4-Dimethylchinazolin, 4-Methyl-2-äthylchinazolin, 4-Methylchinazolin-2-carbinol und 4-Methylchinazolin-2-carbonamid. Ferner gelang im Chloroformextrakt von Sarcina lutea der Nachweis von N-Formylaminoacetophenon.Durch Versuche mit ¹⁴C-Methylen-markiertem l-Tryptophan wird gesichert, daß ein neuer Abbauweg des Tryptophans über das N-Formylkynurenin besteht und weiter über N-Formylaminoacetophenon zu 4-Methylchinazolin und freiem 2-Aminoacetophenon, das nach Reacylierung und Cyclisierung mit Ammoniak die übrigen Derivate des 4-Methylchinazolins liefert. Zu den bisher bei Pseudomonaden bekannten Tryptophanabbauwegen, dem Aromatischen Weg über die Anthranilsäure und dem Chinolinweg über die Kynurensäure, kommt noch ein dritter hinzu, der als Chinazolinweg bezeichnet wird.     

Der Fangapparat von Diaptomus

Zusammenfassung Die Nahrungsbeschaffung erfolgt bei Diaptomus und wohl bei allen gymnopleen Copepoden ähnlich wie bei den filtrierenden Phyllopoden durch Filtration von Wasser mit Hilfe eines von den vordersten Gliedmaßen (insbesondere der 1. und 2. Maxille) aufgebauten Fangapparates. Von dem medialen Borstenkamm der 2. Maxillen ist ein immobiler Filterapparat mit medialem Filterraum und diesen seitlich begrenzenden, bis gegen die Mundöffnung reichenden dichten Filterwänden errichtet. Insbesondere durch Betätigung der Außenlappen (Exiten) der 1. Maxillen, die knapp an der Bauchfläche in außerordentlich rascher rhythmischer Schlagweise sich in der Frontalebene bewegen, wird jederseits lateral vom Filterapparat ein starker, von vorne nach hinten gehender Strom erzeugt, der aus dem Filterraum Wasser aspiriert, wobei die im Speisewasser suspendierten Nahrungspartikelchen von den Filterwänden im Filterraume zurückgehalten und mit Hilfe der basalen Enditen der 1. Maxillen und der Mandibeln zur Mundoffnung gebracht werden. Der den Fangapparät in Tätigkeit setzende Betriebsstrom wird also hauptsächlich nach dem Prinzip der Aspirationspumpe erzeugt.Eine nähere Analyse zeigt, daß dieser anomopode, integrierte (xynethidische) Fangapparat der gymnopleen Copepoden ableitbar ist von dem bei allen ursprünglichen Crustaceen vorkommenden homopoden, serial gebauten (stichethidischen) Phyllopodenfangapparat, der bei den Trilobiten alle Gliedmaßen, auch die des Kopfes, mit einziger Ausnahme der 1. Antennen, umfaßte (holethidiscker Typus). Bei den filtrierenden Phyllopoden stehen nur mehr die Rumpfbeine als Fangapparatbeine in Verwendung, während die Kopfgliedmaßen dieser Aufgabe entzogen sind und, unter entsprechender Formumänderung, anderen Aufgaben dienen (metethidisch). Im Gegensatz dazu sind bei den gymnopleen Copepoden gerade die Kopfgliedmaßen Fangapparatbeine verblieben (proethidisch), während die Thoracalbeine eine rein locomotorische Funktion besitzen; hierbei entwickelte sich der von den Kopfgliedmaßen zusammengesetzte Fangapparat aus dem ursprünglich stichethidischen Typus zum xynethidischen.Der xynethidische Typus ist eine wesentlich spezialisiertere, kompliziertere und viel leistungsfähigere Ausbildungsstufe, die sich durchwegs aus dem ursprünglicheren, einfacheren stichethidischen Typus sekundär nach dem Prinzip harmonischer Arbeitsteilung unter Integration zu einem einheitlichen Ganzen entwickelt hat und dies deutlich sowohl in den morphologischen als auch physiologischen Verhältnissen erkennen läßt (anomopode Cladoceren, gymnoplee Copepoden).Es ist außerordentlich wahrscheinlich, daß auch alle übrigen, bisher noch nicht näher darauf untersuchten Crustaceen, ob sie nun ihren Nahrungserwerb mit Hilfe eines Fangapparates oder in anderer Weise durchführen, ihre Ableitung von Tieren mit einem stichethidischen Phyllopodenfangapparat werden nachweisen lassen.     

Zur Kenntnis der bakteriellen Sulfatreduktion. I

Zusammenfassung Im vorhergehenden wird das Vorkommen einer intensiven Sulfatreduktion in bloßer Mineralsalzlösung, bestehend aus 0,01% Ammoniumchlorid, 0,001% sek. Kaliumphosphat, 0,0001% Ferrichlorid, 0,1% Natriumsulfat und 0,2% Natriumbicarbonat und Kohlendioxydüberschuß beschrieben, die dann einsetzt, wenn die genannte Lösung mit einem bestimmten Keimgemisch beimpft, nach gründlicher Entfernung der Luft einer CO₂-Atmosphäre von etwa 13% Gehalt ausgesetzt wird.Die Reduktion findet nicht nur ohne jeden Zusatz von organischen Stoffen statt, sondern auch bei möglichster Ausschaltung von molekularem Wasserstoff und aller in Betracht kommenden Verunreinigungen, selbst dann, wenn die Versuchsanordnung verschiedentlich abgeändert wird.Der Erreger dieser Gärung ist ein Organismengemisch der Chromatium Weissei-Biocönose des Lunzer Obersees. Das Organismengemisch ist auch in anderen Thiorhodobakteriengesellschatten und in Beggiatoa arachnoidea-Biocönose angetroffen worden. Durch fortgesetzte Kultur in der obengenannten Lösung, also bei ständigem Ausschluß von organischen Stoffen und Wasserstoff, bleiben im wesentlichen zwei Organismen übrig, ein farbloses Stäbchen und ein farbloses Spirillum vom Aussehen von Sporovibrio desulfuricans (Beij.) Starkey. Von diesem binären Konsortium ist nur das Spirillum zur Sulfatreduktion befähigt, wie Plattenguß- und Hochschichtgußserien zeigen.Die Untersuchung zwecks Auffindung des bisher unbekannten Wasserstoff- und Energiespenders wird fortgesetzt.     

Die Beziehungen zwischen mechanischen Reizgrössen und stationären Erregungszuständen bei Borstenfeld-Sensillen von Bienen

Zusammenfassung Von der Basis mechanorezeptorischer Borstenfeld-Sensillen (Hals-Borstenfeld der Honigbiene) werden Rezeptorpotential und Nervenimpulse der einzelnen, einem Sensillum zugeordneten Sinneszelle abgeleitet. Zur Reizung des Sensillums wird die zugehörige Borste nach Richtung, Grad und Geschwindigkeit definiert abgebogen (S. 379f.).Der Bau der Sensillen und ihre Verformungen bei der Borstenabbiegung werden nach Untersuchungen von Lebend-Schnitten beschrieben (S. 354ff., 376ff.; Abb. 2–5).Aus den Formen der Aktionspotentiale und den Ableitverhältnissen wird geschlossen, daß die Impulse in einer gewissen Distanz proximal vom Ursprungsort des Rezeptorpotentials entstehen und auf der Nervenfaser in beiden Richtungen geleitet werden (S. 366ff.).Die Rezeptorelemente gehören dem phasisch-tonischen Reaktionstyp an; sie senden in der Ruhestellung keine Nervenimpulse (S. 360ff.; Abb. 7).Die Frequenz der Impulse einer gereizten Sinneszelle ist unabhängig von der Erregung der Nachbarelemente (S. 363).Im größten Teil des Arbeitsbereiches der Rezeptoren verhält sich ihre Unterschiedsempfindlichkeit etwa proportional der Temperatur (Q ₁₀ im Mittel 1,9) (S. 365f.).Die Empfindlichkeit der Sensillen ist von der Abbiegungsrichtung abhängig. Das Richtungsdiagramm ist einer Cosinus-Kurve ähnlich (S. 370ff.; Abb. 12, 13).Die Verteilung der Richtungen maximaler Empfindlichkeit innerhalb des Borstenfeldes wird beschrieben (S. 372f.; Abb. 14).Das stationäre Niveau des Rezeptorpotentials steigt in grober Annäherung proportional mit dem Abbiegungsgrad der Borsten an (Abbiegungsrichtung maximaler Empfindlichkeit); für die Impulsfrequenz gilt dasselbe nur bei kleinen Abbiegungen (S. 373ff.; Abb. 15, 16).Aus einem Vergleich der Rezeptor-Reaktionen mit dem Bau der Sensillen folgt in Hinsicht auf den Reizmechanismus: Die Längsdehnung des distalen Sinneszell-Fortsatzes, wie sie bei einer Borstenabbiegung auftritt, ist nicht reizwirksam; dagegen entspricht das Auftreten einer Erregung in allen Fällen einer Verkürzung der inneren Kontur der Gelenkmembran am Ort des Nervenfaser-Ansatzes (S. 376ff.).Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Würzburg.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich sehr für die Anregung und die Förderung dieser Arbeit. Die Versuche wurden zum Teil mit Geräten ausgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Das Verhalten der Überleitungsgebilde zwischen Vorhof und Kammer gegenüber recht- und rückläufig übertragenen Antrieben

Zusammenfassung Die Überleitungsgebilde zwischen Vorhof und Kammer verhalten sich nicht gleich, ob ihnen Impulse in derselben Frequenz vom Vorhof oder aber von der Kammer aus zugeleitet werden.Beim Fischherzen (Scyllium canicula L.) hat sich gezeigt, daß Antriebe in gleicher Zahl pro Minute von der Kammer aus mit aller Sicherheit nach dem Vorhof zu übertragen werden, nicht aber vom Vorhof nach der Kammer. Jede Zusammenziehung der Kammer ist rückläufig auch von einer solchen des Vorhofs gefolgt. Reizt man dagegen in der gleichen Frequenz den Vorhof, so zieht sich wohl jedesmal das erregte Gebilde zusammen, die Kammer antwortet dagegen nur auf jeden zweiten Reiz.Beim Froschherzen (Rana esculenta L.) liegen die Dinge gerade umgekehrt. Die Überleitungsgebilde übertragen Antriebe bestimmter und gleicher Zahl pro Minute vom Vorhof wohl mit aller Sicherheit nach der Kammer, nicht aber von der Kammer nach dem Vorhof. Reizen wir also den Vorhof des Froschherzens mit frequenten rhythmischen Einzelreizen, so antwortet er auf jeden Reiz mit einer Zusammenziehung, die in einem entsprechenden Intervall von einer solchen der Kammer gefolgt ist. Reizen wir dagegen in der gleichen Frequenz die Kammer, so antwortet wohl die Kammer auf jeden Reiz, auf den Vorhof wird aber nur jede zweite Kammerkontraktion übertragen.Da die Übertragung der Erregung beim Fischherzen von der Kammer nach dem Vorhof zu langsamer erfolgt als umgekehrt vom Vorhof zur Kammer, beim Froschherzen dagegen die normale Erregungsleitung kürzere Zeit beansprucht als die rückläufige, so kann man im Zusammenhange mit den erwähnten Befunden sagen, daß die Leistungen der Überleitungsgebilde in Bezug auf die Schnelligkeit der Übertragung einer Erregung und ihre Anspruchsfähigkeit auf zwei in kleinem Intervall aufeinander folgende Reize einander parallel gehen.     

Propriorezeptive Kontrolle der Erregungsmuster eines Schaben-Motoneurons

Bei der Schabe Periplaneta americana L. wurde untersucht, welche Korrelationen zwischen propriorezeptiven Afferenzen und der Efferenz von Bein-Motoneuronen bestehen. Die Afferenzen wurden durch mechanische Reizung einzelner oder mehrerer Sensillen eines Borstenfeldes am Coxa-Trochanter-Gelenk ausgelöst. Die Efferenzen wurden an einem einzelnen, identifizierbaren Motoneuron des Mesothorax-Beinnerv 5 beobachtet. Die Aktivität dieses Motoneurons am unbeeinflußten Präparat wird Grundaktivität genannt. Ihre Frequenz liegt zwischen ≥ 0 und ≤ 15 Spikes/sec (Tab. 1). Nach Abtrennen der Coxa (distal vom Ableitort) oder der Abdominalkonnektive sinkt die Grundaktivität des Motoneurons ab, steigt dann im Verlauf von einigen Minuten wieder an; ihre Frequenz erreicht aber nicht so hohe Werte wie vorher (Abb. 2). Wenn die Unterschlund-Prothoraxkonnektive durchtrennt werden, nimmt die Spike-Aktivität im Beinnerv zu und bleibt über Stunden erhöht. Bei Reizung von Borsten am Coxa-Trochanter-Gelenk treten im Beinnerv 5 sensorische Spikes auf. Bei einmaligem Abbiegen einer einzelnen Borste schnellt ihre Frequenz maximal auf 600—700 Spikes/sec und klingt dann sehr rasch ab. Bei vibratorischer Reizung einzelner Borsten ist die Spikefrequenz im Bereich zwischen 100 und 500 (gelegentlich 700) Hz annähernd gleich der Reizfrequenz (Abb. 3, 4). In dem Beinnerv-Motoneuron steigt kurz (etwa 35—90 msec) nach Beginn eines Vibrationsreizes auf eine einzelne Borste die Spike-Aktivität sprungartig auf eine höhere, konstantbleibende Frequenz (je nach Präparat 24—59 Spikes/sec) an (Abb. 6). Nach Reizende fällt sie sogleich (≤ 500 msec) auf den Wert der Grundaktivität oder tiefer ab. Dasselbe gilt bei gleichzeitiger Reizung mehrerer Borsten (Tab. 2). Die ganglionäre Überleitungszeit der Borstenfaser-Erregungen auf das Beinnerv-Motoneuron beträgt im Minimum 2—3 msec. Die Grundaktivität der Bein-Motoneurone beruht auf Erregungszuflüssen von sensorischen Fasern im Beinnerv, von Interneuronen des Bauchmarks (damit wohl indirekt von Cercal-Sensillen) und wahrscheinlich von anderen, unbekannten Neuronen, die in der Peripherie oder im Zentrum liegen. Die Afferenzen von den Borstenfeldern am Coxa-Trochanter-Gelenk enthalten Angaben über die Bewegungen und wahrscheinlich auch über die jeweilige Stellung dieses Gelenks. Die Erregungen von den Coxa-Trochanter-Borstenfeldern werden im zugehörigen Thoraxganglion mit einer Verzögerungszeit von 1—2 msec monosynaptisch auf das Bein-Motoneuron übertragen.     

Elektrophysiologische Untersuchungen an den Ocellen von Calliphora

Zusammenfassung Aus dem Ocellus von Calliphora erythrocephala Meig. kann bei Belichtung ein Elektroretinogramm abgeleitet werden. Es besteht aus einem Eineffekt, der sich aus einer schnellen positiv gerichteten und einer langsameren negativ gerichteten Spannungsschwankung zusammensetzt, und einem negativ gerichteten Auseffekt. Während der Belichtung treten Belichtungsrhythmen auf.Die relativen Amplituden der einzelnen Spannungsschwankungen hängen von der Lage der differenten Elektrode ab.Bei jungen Tieren (3–9 Tage alt) treten neben den oben angeführten weitere Spannungsschwankungen auf, die beschrieben werden.Aus dem Ocellusnerven werden Impulse von Einzelfasern abgeleitet.Im Dunkeln ist eine stationäre Impulsfrequenz (etwa 40–70 Impulse/sec) vorhanden.Belichtung vermindert die Impulsfrequenz zunächst stark. Bei hinreichender Beleuchtungsstärke wird die Entladung vorübergehend vollkommen gehemmt (silent period). Nach einer Übergangszeit stellt sich eine neue, niedrigere stationäre Impulsfrequenz ein. Verdunklung wird mit einer Frequenzzunahme (Erregungsspitze) beantwortet. Hierauf geht die Frequenz langsam auf ein stationäres Niveau zurück, das höher liegt als das bei Belichtung. Die Übergangsfunktionen sind sowohl bei Belichtung als auch bei Verdunklung Exponentialfunktionen.Es werden zwei Impulstypen beschrieben, die sich in ihrem Erregungsverlauf quantitativ unterscheiden.Die Leistungsfähigkeit der Ocellen von Calliphora erythrocephala wird untersucht. Hierzu werden die Abhängigkeit des Elektroretinogramms und der Impulsfrequenz von der Reizdauer, der Reizintensität und von der Einwirkung von Flimmerlicht, Latenzzeiten und Adaptationsverlauf gemessen.Die Ocellen von Calliphora haben ein ebenso hohes zeitliches Auflösungsvermögen wie die Facettenaugen (Verschmelzungsfrequenz ungefähr 250 Lichtblitze/sec).Es werden 3 Möglichkeiten zur Charakterisierung der Verschmelzungsfrequenz aus der zeitlichen Verteilung der Nervenimpulse vorgeschlagen.Die Erregung im Ocellus steigt mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes.Während der phasische Anteil des Aus-Effektes im Ocellusnerven mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes ansteigt, ist die tonische Erregung gerade im Dunkeln am höchsten. Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, die Ocellen als Dunkelrezeptoren zu betrachten.Die Ocellen von Calliphora sind relativ schnell adaptierende Rezeptoren. Die Adaptation ist nach 30 sec nahezu beendet.Die Untersuchung des Adaptationsverlaufs am Ocellusnerven ergibt, daß die Empfindlichkeitsänderungen während der Hell und der Dunkeladaptation spiegelbildlich zu den Übergangsfunktionen verlaufen. Infolgedessen kann der Verlauf der Adaptation unmittelbar aus der Übergangsfunktion abgelesen werden.Die Impulsfrequenz nach einem Testreiz (Verdunklung) ist unabhängig vom Adaptationszustand.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München. Für die Anregung und die Förderung der Untersuchungen danke ich Herrn Prof. Dr. H. Autrum.     

Ricerche sulle cause che determinano la ciclopia degli anfibi

Zusammenfassung Durch die Wirkung von Na₂SO₄, NaCl, MgCl₂, Na-Tartrat, Äthylalkohol, Na-Monojodacetat (nur auf Axolotl) und Floridzin auf Embryonen vonRana esculenta undAmblystoma tigrinum, wurden Mißbildungen der cyclopischen Reihe erzeugt (Embryonen mit konvergierenden Nasenlöchern, mit unpaarer Nasenhöhle, mit Augenkonvergenz, mit Cyclopie und mit Anophthalmus), welche mit den durch Behandlung mit LiCl erzeugten Mißbildungen vergleichbar sind.Ohne entsprechende Wirkung blieben: dl Glycerinaldehyd (sowohl in alter als auch in neuhergestellter Lösung), NaF, NH₄F, Na-Monojodacetat (beim Frosch), Na-Citrat und KCN.Jener Abschnitt des Kohlehydratenstoffwechsels, der von NaF, Na-Monojodacetat und dl Glycerinaldehyd verhindert wird, ist deshalb nicht verantwortlich für die normale Bildung des Kopfes. Dabei ist zu bemerken daß die alten Lösungen von dl Glycerinaldehyd den besonderen Kohlehydratenstoffwechsel verhindern, dervon Needham und seinen Mit-arbeitern für den Embryo beschrieben wurde.Die geringe Fähigkeit des Floridzins, Mißbildungen der cyclopischen Reihe, zu erzeugen, führt ebenfalls zu dem Schluß, daß bei der Bestimmung der Cyclopie eine vom LiCl erzeugte Inhibition des Kohlehydratenstoffwechsels keine Rolle spielt.Die Wirkungsintensität der als Chloride gebrauchten Kationen stimmt vollständig mit der ReiheHofmeisters überein; dieselbe Übereinstimmung beobachtet man für die als Na-Salze gebrauchten Anionen. Man kann deshalb den Schluß ziehen, daß die erste Ursache der LiCl-Wirkung bei der Cyclopieerzeugung ein Niederschlag der Kolloiden ist, der die Zellen weniger beweglich macht, so daß Störungen bei der Unteranlagerung eintreten.Das Floridzin bestimmt eine Inhibition während der Entwicklung der Linse.