Farbensinn der Tiere und optomotorische Reaktionen

Ohne ZusammenfassungHerr Prof. v.Buddenbrock, Kiel, hatte die Güte das Manuskript durchzusehen. Ich danke ihm auch an dieser Stelle herzlich dafür.     

Optomotorische Reaktionen der Fliege Musca Domestica

Summary The torque exerted by the housefly Musca domestica during fixed flight was used as a measure of the optomotor reaction of the insect elicited by the rotation of cylindrical patterns with periodic distributions of surface brightness. Measurements were made of the dependence of the reaction on the wave length, speed of rotation, contrast, and mean brightness of the stimulus patterns. The effect on the reaction of modulation of the light illuminating the stimulus pattern was examined. Further experiments indicated that stimulation of only one of the two complex eyes is sufficient to elicit an optomotor reaction, and that there is overlap between the visual fields of neighboring photoreceptor units in the complex eye. Estimates of the rates of absorption of light quanta by individual ommatidia in the complex eye indicated that these rates are low enough that the Poisson statistics of the light quanta results in a significant level of noise in the light signals received by the photoreceptors, when the brightness of the stimulus pattern is low but still sufficient to elicit a measurable reaction. The contrast that is required of a rotating stimulus pattern in order to elicit a just-measurable reaction was found to depend upon the mean brightness of the pattern in a manner that is consistent with the hypothesis that the noise due to the statistics of the light quanta absorbed by the photoreceptors in the complex eye is a principle cause of the breakdown of the optomotor reaction at low values of the contrast and mean brightness of the stimulus pattern.

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Mit Unterstützung durch ein Fellowship des National Institute of Neurological Diseases and Blindness, US Public Health Service und ein Fellowship der National Science Foundation, USA.

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Herrn Freiberg danken wir für das Anfertigen der Abbildungen.     

Zur Frage des Netzhautglykogens beim Meerschweinchen

Zusammenfassung Zur licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchung gelangten Netzhautabschnitte aus den Augen von zwölf erwachsenen Meerschweinchen.Bei in Dunkelheit gehaltenen Tieren ist die Hauptmenge des Glykogens im Licht- und Elektronenmikroskop in den Müllerschen Radiärfasern nachweisbar. Durch Belichtung kann dieser Glykogengehalt vermindert werden. Dabei tritt an Stelle der granulären Glykogeneinlagerungen ein glattwandiges endoplasmatisches Reticulum in Erscheinung;die feinfibrilläre Längsstreif ung der Müllerschen Radiärfasern wird deutlicher.Es wird geschlossen, daß der Hauptort des Glykogenstoffwechsels in der Meerschweinchennetzhaut in der Vertikalglia, den Müllerschen Radiärfasern, lokalisiert ist. Die Bedeutung dieses Befundes wird kurz diskutiert.Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungs-Gemeinschaft.     

Die Feinstruktur der peribronchialen Mikroparaganglien beim Meerschweinchen

Zusammenfassung Das Parenchym der peribronchialen Mikroparaganglien wird von zwei Zellarten aufgebaut: Chromaffine Zellen (Typ I-Zellen) und Hüllzellen (Typ II-Zellen).Die chromaffinen Zellen sind durch ihren reichen Gehalt an Vesikeln mit elektronendichtem Inhalt gekennzeichnet, deren Durchmesser 700–1300 Å beträgt. Markfreie Nerven ziehen an die Typ I-Zellen heran und bilden synaptische Kontakte aus. Die chromaffinen Zellen sind dabei der postsynaptische Teil der Verbindung. Die Hüllzellen entsprechen strukturell und funktionell den Schwannschen Zellen.Ein Mikroparaganglion wird von 10 bis 15 chromaffinen Zellen und deren Hüllzellen aufgebaut. Sie liegen dicht um fenestrierte Kapillaren, die von den Aa. bronchiales aus versorgt werden. Die Paraganglien sind von den Nervenzellen des peribronchialen Plexus durch dessen Perineurium getrennt. Selten findet man solitäre chromaffine Zellen innerhalb der Nervengeflechte. Es wird angenommen, daß die Paraganglien endokrine Funktionen erfüllen.

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The fine structure of the guinea pig peribronchial micro-paraganglia

Summary The parenchyma of peribronchial microparaganglia consists of two different cell types: chromaffin cells (type I-cells) and surrounding cells (type II-cells).The chromaffin cells contain numerous vesicles with electron dense content, their diameter ranging from 700 to 1,300 Å. Unmyelinated nerves form synapses with type I-cells. The surrounding cells structurally and functionally correspond to Schwann cells.A micro-paraganglion consists of ten to fifteen chromaffin cells and their satellite cells. They are situated close to fenestrated capillaries, which are supplied from the Aa. bronchiales. A perineurial sheath separates the paraganglia from the nerve cells of the peribronchial plexus. Single chromaffin cells are found seldom within the nervous plexus.The paraganglia are thought to have an endocrine function.

     

Farbensinn der Fische und Duplizitätstheorie

Zusammenfassung Die Bewegungsvorgänge, die sich unter dem Einfluß von Licht und Dunkelheit in der Netzhaut der Fische abspielen (vgl. Textabb. 1 und 2, S.402, Textabb. 10 u. 11, S. 418, Textabb. 14 u. 15, S. 424 und Abb. 1 u. 2 auf Tafel II) sind im Sinne der Duplizitätstheorie dahin gedeutet worden, daß im Hellauge der Zapfenapparat, im Dunkelauge der Stäbchenapparat in die Bildebene des Auges gerückt und somit eingeschaltet sei, während im Hellauge die Stäbchen, im Dunkelauge die Zapfen durch die Streckung ihrer Myoide hinter die Bildebene gerückt, zum Teil im Pigment vergraben und somit ausgeschaltet seien. Diese sehr einleuchtende Auffassung hat sich bisher nicht allgemein durchsetzen können, weil nichts darüber bekannt war, ob ein Tagessehen und Dämmerungssehen im Sinne der Duplizitätstheorie bei Fischen überhaupt besteht und ob im besonderen der morphologische Vorgang der Stäbchen-Zapfen-Verschiebung mit einem funktionellen Übergang von einer Sehweise zu einer specifisch anderen zeitlich zusammentrifft.Durch Dressurversuche wurde nun der Nachweis erbracht, daß auch für Fische, so wie für den Menschen, bei einem gewissen, schwachen Dämmerlicht das Farbenunterscheidungsvermögen erlischt. Bei Stichlingen wurde die Grenze des Farbensehens bei geringerer Helligkeit gefunden als beim menschlichen Auge, bei Ellritzen lag die Schwelle des Farbensehens deutlich höher als bei den Stichlingen und durchschnittlich etwas höher als für mein Auge, bei Gründlingen stellten sich in dieser Beziehung sehr erhebliche individuelle Unterschiede heraus: während die Farbenschwelle für manche Tiere bei einer Helligkeit von etwa 1/100 H.K. lag, wurde sie in anderen Fällen bei einer Helligkeit von etwa 1/4 H.K. gefunden.Von besonderem Interesse ist der Vergleich zwischen dem FarbenUnterscheidungsvermögen der Fische im Dämmerlicht und dem histologischen Netzhautbefund der unmittelbar nach den Dämmerlichtversuchen konservierten Augen. Es zeigt sich, daß der Übergang vom Farbensehen zur Farbenblindheit tatsächlich bei jener Dämmerungsstufe vor sich geht, bei welcher die Bildebene des Auges von den Zapfen geräumt und den Stäbchen überlassen wird. Besonders überzeugend scheinen mir jene Fälle zu sein, in welchen bei gleicher Helligkeit des Dämmerlichtes ein Fisch die Farbe noch erkannt, ein anderer sie mit Grau verwechselt hatte, und dementsprechend beim einen die Zapfen noch kontrahiert, beim anderen gestreckt gefunden wurden (Textabb. 23 u. 24, S. 435, Textabb. 25 u. 26, S. 437, vgl. auch Textabb. 18 u. 19, S, 425). Hiernach ist kaum mehr eine andere Deutung möglich, als daß die Stäbchen die Vermittler des Dämmerungssehens, die Zapfen die Vermittler des Tagessehens, die ersteren farbenblind, die letzteren farbentüchtig sind — wie es die Duplizitätstheorie annimmt.Diese Befunde sind aber nicht dahin aufzufassen, daß das Farbensehen der Fische an Zapfencontraction unbedingt gebunden sei. Vielmehr läßt sich nachweisen, daß das Auge des Gründlings auch bei gestreckten Zapfen farbentüchtig, anderseits auch bei kontrahierten Zapfen farbenblind seinkann. Über die Umstände, unter welchen solches eintritt und über die biologische Bedeutung dieser Erscheinung wurde auf S. 442ff. Näheres ausgeführt.Aus der Tatsache, daß ein Farbenunterscheidungsvermögen auch bei Fischen mit völlig retrahiertem Netzhautpigment.gefunden wurde, ergibt sich neuerlich die Unhaltbarkeit jener Hypothese, durch welche SchnurMann die Farbenanpassung der Fische mit ihrer totalen Farbenblindheit in Einklang bringen wollte.     

Die Wirkung der thyreotropen Substanz der Hypophyse auf die Trypanblauverteilung beim Meerschweinchen

Ohne Zusammenfassung     

Über den Farbensinn der Fische

Ohne Zusammenfassung     

Wundheilung und Regeneration beim Karpfen

Ohne ZusammenfassungDer Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft sei für die Förderung dieser Arbeit unser herzlichster Dank ausgesprochen.     

Über die Chemodifferenzierung des Bulbus olfactorius von Ratte und Meerschweinchen

Zusammenfassung Es werden die Entwicklung des Bulbus olfactorius der Ratte (Nesthocker) und des Meerschweinchens (Nestflüchter) mit färberisch-histologischen und histochemischen Methoden untersucht und miteinander verglichen.Bei der Ratte ist der Bulbus am 15. Embryonaltag morphologisch und histochemisch noch undifferenziert. Erst kurz vor der Geburt werden einige Glomeruli gebildet. Die entscheidenden Schritte der Differenzierung spielen sich nach der Geburt ab. Abgeschlossen ist die Ausbildung der typischen sieben Schichten in morphologischer Hinsicht am Anfang der 2. Lebenswoche. Die Myelinreifung setzt in den Mitralzellneuriten zwischen dem 14. und 17. Lebenstag ein. Die PAS- und Ninhydrin-Schiff-positiven Substanzen nehmen ebenfalls in dieser Zeit auffällig zu. In der 1. Lebenswoche werden Lactatdehydrogenase, NADH und NADPH in der Mitralzellschicht, den beiden Geflechtschichten, den Glomeruli und der Olfactoriusfaserschicht ziemlich kräftig nachweisbar. Succinodehydrogenase, alkalische Phosphatase und 5-Nucleotidase kommen in der Olfactoriusfaserschicht kaum vor. Die beiden Geflechtschichten sind fast frei von saurer Phosphatase. Die ATPase-Aktivität ist viel stärker als die der 5-Nucleotidase. Die Monoaminoxydase nimmt in der ersten Lebenswoche laufend zu. Das endgültige Fermentmuster entsteht zwischen der 3. und 8. Lebenswoche.Beim Meerschweinchen bleibt der Bulbus olfactorius bis zum 31. Embryonaltag (Mitte der Tragzeit) morphologisch und histochemisch unreif. Zwischen dem 37. und 41. Embryonaltag entstehen die ersten Glomeruli. Die morphologische Differenzierung ist bis zum 51. Embryonaltag nach Ausbildung der sieben Schichten abgeschlossen. Die Differenzierung der Nissl-Substanz, die Markreifung in den Mitralzellneuriten und die Zunahme der PAS- und Ninhydrin-Schiff-positiven Substanzen ziehen sich bis gegen Ende der Tragzeit hin. — Am 37. Embryonaltag sind alle von uns untersuchten Fermente in der jungen Mitralzellschicht in mäßiger Aktivität nachzuweisen; die 5-Nucleotidase ist jedoch in allen Schichten diffus verteilt. Vom 46. Embryonaltag an bis gegen Ende der Tragzeit breiten sich die meisten Fermente fortlaufend in der äußeren Geflechtschicht aus. Die saure Phosphatase fehlt in dieser Schicht. Die Verteilungsmuster der Fermente ähneln schon kurz vor der Geburt denen ausgewachsener Tiere. Nach der Geburt erfolgt nur noch eine Aktivitätszunahme. Beendet wird die Entwicklung in folgender Reihenfolge, spätestens bis zum Schluß des 1. Monats: ATPase, Lactatdehydrogenase, NADH, saure Phosphatase, alkalische Phosphatase, Monoaminoxydase, 5-Nucleotidase, Succinodehydrogenase, NADPH.Unterschiede im Enzymmuster des Bulbus olfactorius bestehen zwischen Ratte und Meerschweinchen für die Verteilung der Lactatdehydrogenase, NADH, NADPH und der alkalischen Phosphatase.

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Summary The development of the Bulbus olfactorius in rats (insessores) and Guinea pigs (autophagi) is investigated by means of histologioal and histcohemical methods; the results are compared.Rats: Morphologically and histochemically the bulbus is still undifferentiated on the 15th day of embryonic life. Only a few glomeruli are developed just before birth. The most important stages of differentiation take place after birth. From a morphological point of view the development of the seven typical layers is completed at the beginning of the 2nd week after birth. The maturation of myelin in the axons of the mitral cells starts between the 14th and 17th day of life. During this period an extraordinary increase of PAS- and Ninhydrin-Schiff-positive substances is observed. During the first week of life rather large amounts of lactate dehydrogenase, NADH and NADPH are demonstrable in the mitral cell layer, in both plexiform layers, glomerular layer, and layer of olfactory fibres. However, succinodehydrogenase, alkaline phosphatase, and 5-nucleotidase are hardly found in the layer of olfactory fibres. The two plexiform layers are almost free of acid phosphatase. ATP-ase activity is higher than that of 5-nucleotidase. A continous increase of monoamineoxidase is observed during the first week of life. The development of the final enzymatic pattern takes place between the 3rd and 8th week of life.In Guinea pigs the Bulbus olfactorius remains morphologically and histochemically undifferentiated up to the 31st day of embryonic life (middle of gestation period). First glomeruli develop between the 37th and 41st day of embryonic life. The development of all seven layers is completed round about the 51st day of embryonic life. At the same time the morphologic differentiation is also completed. The differentiation of Nissl-substance, the maturation of the myelin of the axons of the mitral cells, and the increase of PAS and Ninhydrin-Schiff-positive substances takes place towards the end of the gestation period. On the 37th day of embryonic life all enzymes in question are demonstrable in the mitral layer; 5-nucleotidase, however, is diffusely spread over all layers. The enzymatic activity is not very high. Between the 46th embryonic day and the end of the gestation period most enzymes, with the exception of alkaline phosphatase, are demonstrable in the external plexiform layer. Just before birth the enzymatic pattern resembles that of an adult animal. After birth an increase in the activity of the enzymes but not in their number is observed. The development is terminated at the latest at the end of the first month. The order is as follows: ATP-ase, lactate dehydrogenase, NADH, acid phosphatase, alkaline phosphatase, monoamineoxidase, 5-nucleotidase, succinate dehydrogenase, NADPH.If the enzymatic patterns of the Bulbus olfactorius of rat and Guinea pig are compared, differences are found in the distribution of lactate dehydrogenase, NADH, NADPH, and alkaline phosphatase.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

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Unter Leitung von Prof. Dr. T. H. Schiebler.     

Geographische Herkunft und Anpassung beim Apfel

Zusammenfassung In den Jahren 1961 und 1962 wurden Untersuchungen mit Hilfe der Exosmose-Methode durchgeführt, um sich über die Frostresistenz von nahezu 100 Apfelsorten zu orientieren. Die Versuchsergebnisse (ausgedrückt in RLF-Werten, d. h. als Proportion des elektrolytischen Widerstandes zwischen den Kontrollen und den kältebehandelten Pflanzenteilen) zeigen gute Übereinstimmung mit den Resultaten anderer Härtebeurteilungsmethoden, z. B. mit den Gefrierversuchen in Gefrierkammern und mit den amerikanischen, deutschen und schweidischen Freilandbeobachtungen. Die berechneten Korrelationskoeffizienten gaben Werte von r=>+0,750 mit einer statistischen Sicherheit von P=<0,001. Es gibt jedoch Sorten, welche sich unter den verschiedenen Versuchsbedingungen nicht gleichartig verhielten. In diese Gruppe gehören die Sorten Goldparmäne, James Grieve, Lanes Prince Albert, Schöner aus Nordhausen, Slava Petersburga und Transparente de Croncels. Der Zusammenhang zwischen der geographischen Herkunft und der Frostresistenz ist augenfällig. Die durchschnittlichen RLF-Werte der frostempfindlichen oder sehr frostempfindlichen französischen Sorten liegen bei ungefähr 150, die der finnischen und baltischen frostharten Sorten dagegen unter 110. Die Rangordnung der verschiedenen Klimagebiete erfolgte entsprechend der geographischen Lage. Es gab Sorten, die der allgemeinen Tendenz nicht folgten und sich abweichend verhielten. Hierzu gehören: Transparente de Croncels, (Frankreich), Wealthy (USA), Cox Pomona und Ribston (Großbritannien). Über eine wesentlich schlechtere Resistenz, als auf Grund des Ursprungsgebietes zu erwarten war, verfügt Ontario (Kanada).     

Osmotischer Druck und Ionengleichgewicht beim Blutegelmuskel

Zusammenfassung Es wurde das Verhalten des Blutegelrückenmuskels in Lösungen von verschiedenem osmotischen Druck und verschiedenem Ionengehalt untersucht. In reinen Zuckerlösungen sowie in reinen Kochsalzlösungen zeigt der Muskel einen von der Größe des osmotischen Druckes abhängigen Längszustand oder Tonus. Die Druck-Längenkurve zeigt in beiden Fällen einen Wendepunkt. Der in n/10-NaCl im Gleichgewicht befindliche Muskel erschlafft bei Herabsetzung des osmotischen Druckes bis zu einer Konzentration von n/20–n/30 und beginnt von da ab sich zu kontrahieren. In Na-freier Zuckerlösung liegt der Wendepunkt bei etwa molarer Konzentration, also bei etwa zehnmal so hohem osmotischen Druck. Erhöhung der Zuckerkonzentration führt zu Erschlaffung, Verminderung zu Kontraktion.Zusatz von Kalium zur NaCl-Lösung in einer die Isotonie nicht störenden Menge bewirkt eine wiederum von der Konzentration abhängige Längen- oder Tonusänderung, die gleichfalls einen Wendepunkt zeigt. Dieser liegt bei einer Konzentration von etwa n/250–n/200. Schwächere Konzentrationen bewirken eine Erschlaffung, stärkere eine Erhöhung des Muskeltonus. Kalzium wirkt in allen Konzentrationen erschlaffend. Es erscheint als Antagonist des Kaliums, wenn dieses kontrahierend wirkt, aber als Synergist, bei Kaliumkonzentrationen, die erschlaffend wirken.In O₂-reichem Medium bleibt die elektrische Reizbarkeit über 30 Stunden erhalten. Der Muskel zeigt ein großes Summationsvermögen, auch für einzeln unwirksame Reize. Die Erschlaffungsgeschwindigkeit steigt mit der Steilheit der Kontraktion. O₂-Mangel wirkt tonusvermindernd und erschlaffungsbeschleunigend. Hypotonie erhöht, Hypertonie vermindert die elektrische Reizbarkeit. Kalium hat wenig Einfluß, Kalzium erzeugt eine starke Herabsetzung der Reizbarkeit. Tonus und Reizkontraktion sind mithin von einander völlig unabhängige Erscheinungen.

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Summary The behaviour of the dorsal muscle of leech in solutions of different osmotic pressure and different ions has been investigated. In pure sugar solutions as well as in pure solutions of sodium chloride the permanent state of length (tonus) of the muscle depends on the osmotic pressure of the solution. The curve representing the relation between pressure and length reveals in both cases a turning point. The muscle beeing in equilibrium in n/10-NaCl solution relaxes with diminishing osmotic pressure untill a concentration of n/20–n/30 is reached. With further diminution starts a contraction.In sodium free sugar solutions the turning point lies at approximatly molar concentrations that is at osmotic pressure ten times higher. Increase of sugar concentration leads to relaxation and its diminution to a contraction.Addition of potassium to the NaCl solution without disturbing the isotonic condition produces also a change of the state of length or the tonus. This change too depends on the concentration and shows a turning point at a K-concentration of about n/250–n/200. Lower concentrations produce a relaxation and higher ones a contraction. Calcium has a relaxing effect in all concentrations. It is an antagonist of potassium as far as the latter one produces a contraction, but acts as its Synergist in K-concentrations leading to a relaxation.In a medium rich in oxygen the electrical excitability of the muscle may be preserved for more than 30 hours. The muscle shows a great power of summation even for single shocks not effective by itself. The velocity of relaxation increases with the steepness of the contraction. Lack of oxygen diminishes the tonus and accelerates the relaxation. Hypotonic solutions increase while hypertonic ones diminish the electrical excitability. Potassium has little influence whereas calcium produces a strong diminution of excitability.Therefore tonus and contractions by stimulation are entirely independent phenomena.

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Karl von Frisch zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Genetische Ursachen und Therapie beim Alport-Syndrom

medizinische genetik - Bei der Typ&nbsp;IV Kollagen-Erkrankung Alport-Syndrom (AS) handelt es sich um eine progressive hereditäre Nephropathie. Klinische Zeichen sind zunächst...     

Lebensalter und relative Gesamtenergieproduktion beim Vogel

Ohne Zusammenfassung