Zur Entstehung und Feinstruktur der peritrophischen Membran der Larven von Chironomus strenzkei Fittkau (Diptera)

Zusammenfassung Am Beispiel von Chironomus strenzkei werden die Feinstruktur der peritrophischen Membran und des an ihrem Aufbau beteiligten vordersten Mitteldarmepithels untersucht. Das Epithel besteht aus vier Zelltypen: 1. großen, an E.R.-reichen, dichte Sekretionsgranula enthaltenden Zellen, 2. mitochondrienreichen Zellen mit tiefen villusbesetzten apikalen Einfaltungen, 3. einzelnen möglicherweise inkretorischen Zellen, 4. niedrigen, kurze Mikrovilli tragenden Zellen, die eine faserhaltige Verdickung abscheiden. Die peritrophische Membran ist zweischichtig. Ihre Fibrillen sind außen in Form einer Wabentextur angeordnet, während sie innen längs verlaufen. Die Wabentextur konstituiert sich außerhalb des Mikrovillussaumes der Bildungszellen. Damit entfällt die Annahme einer Matrizenfunktion der Mikrovilli für die peritrophische Membran, auch die Tatsache, daß die Dicke der Villi ein Vielfaches der Poren der peritrophischen Membran beträgt, spricht gegen die Matrizenhypothese.

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Formation and fine structure of the peritrophic membrane in Chironomus strenzkei larvae

Summary The fine structure of the peritrophic membrane and of the anterior wall of the midgut which is involved in its formation was investigated in the larvae of the midge Chironomus strenzkei. The gut epithelium consists of four cell types: 1. large E.R.-rich cells containing in addition electrondense secretory granules, 2. mitochondria rich cells with deep microvilli-bearing infoldings of the apical plasmalemma, 3. a few slender cells of presumably endocrine function, 4. small cells bearing a short brush-border and a fiber-containing thickening. The two layered peritrophic membrane consists of an outer part which is perforated by wide hexagonal pores and an inner part being built up by longitudinally orientated fibers. The outer honey-comb-texture constitutes itself well outside the brushborder of the E. R.-rich cells. Thus the assumption of the microvilli being the mould for the perforated peritrophic membrane cannot be substantiated by our observations. In contrast to the mould-theory as far as the villi are concerned is also the finding that their diameters by far exceed that of the pores.

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Die Untersuchungen wurden mit Hilfe der Max-Planck-Gesellschaft und der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Die Feinstruktur gefriergebrochener Hormongranula

Zusammenfassung Gefriergebrochene Präparate (mit und ohne Ätzung) der Adenohypophyse und der C-Zellen der Schilddrüse von Ratte und Meerschweinchen wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Bei den Hormongranula dieser Zellen verlaufen die Bruchflächen im allgemeinen zwischen den beiden Membranflächen oder zwischen Granulum-Inhalt und Membran. Nur relativ selten werden Granula quergebrochen. Auf beiden Hälften der gespaltenen Membranen der C-Zellgranula werden etwa mit gleicher Häufigkeit Proteinpartikel (100–200 Å) gefunden. Bei den Granula der somatotropen Zellen treten auf der dem Plasma anliegenden Membranhälfte deutlich mehr Proteinpartikel auf als auf der dem Granuluminhalt anliegenden Hälfte. Der Inhalt der somatotropen und C-Zellgranula erscheint bei dieser Präparationsmethode aus einer dichten Packung von 80–100 Å großen Partikeln zu bestehen.Eine besonders strukturierte Zone zwischen Membran und Granuluminhalt konnte bei den bisherigen Untersuchungen nicht festgestellt werden. Durch Ätzung der Gefrierbrüche ließen sich keine zusätzlichen strukturellen Details der Granula darstellen.Eine durch Auswertung von stereoskopischen Aufnahmen gewonnene Größenverteilungskurve für die C-Zellgranula wird vorgelegt.

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The fine structure of freeze-fractured hormone granules

Summary Freeze-fractured preparations (with and without etching procedures) of guineapig and rat thyroid (C-) cells and anterior pituitary (somatotropic-) cells have been investigated with the electron microscope. The hormone granules of these cells in general split either between the two lamellae of their unit membrane or between the granule contents and the unit membrane. Only rarely cross-broken granules have been observed. Inner and outer lamella of the unit membrane of the C-cell granules contain in more or less similar frequency moderate amounts of protein particles of 100–200 Å diameter. In case of the somatotrophs the outer lamella contains higher numbers of these particles than the inner one. The contents of the C-cell and somatotroph granules seems to consist of densely packed 80–100 Å particles. A particular zone between contents and membrane (as observed on micrographs with conventional electron microscopy) could not be detected on freeze-fractured preparations. The etching procedure does not reveal additional details of the granule structure.A size distribution curve of the C-cell granules as determined from stereo-pairs, is given.

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

A systems theoretical approach to biological membranes

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die Eindeutigkeit der Beschreibung erregbarer Membranen mit Hilfe von Ersatzschaltungen untersucht. Bei Voraussetzung der Existenz verschiedener Membrankanäle für den Ionentransport läßt sich unter Berücksichtigung nichtlinearer Eigenschaften eine weitgehend eindeutige Ersatzschaltung für einen Kanal angeben. Als wesentliches Kriterium erweist sich dabei das Vorhandensein eines konstanten Gleichgewichts-potentials für jeden Kanal. Der lonentransport durch die Membran wird durch ein einfaches Elektrodiffusionsmodell beschrieben. Hierin ist der Potentialverlauf in der Membran durch physiko-chemische Eigenschaften der Membran und nicht durch die transportierten Ionen bestimmt. Die Leitfähigkeit eines bestimmten Kanals verändert eine Steuervariable, deren Wert sich mit Hilfe einer algebraischen Beziehung aus den Zustandsvariablen eines linearen Differentialgleichungssystems ergibt (dessen Koeffizienten vom Potential über der Zellmembran abhängen). Die Zusammenfassung mehrerer Kanäle (passives Transportsystem) und die Einführung von Stromgeneratoren für den aktiven Transport (deren Effektivität von der chemischen Zusammensetzung der an die Membran angrenzenden Lösungen abhängt) führt zu einer allgemeinen Ersatzschaltung für die erregbare Membran. Die so gewonnene Beschreibung ist hinreichend allgemeingültig, um als Grundlage für die Analyse von Problemen der Informationsverarbeitung im Nervensystem bzw. für die weitere Aufklärung der in der erregbaren Membran ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse zu dienen.

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Presented in part at the IV. Intern. Biophysics Congress, Moscow, August 1972.     

Kompartimentierung und Membranbau von Herzmuskel-Mitochondrien in Darstellungen durch die Gefrierätztechnik

Zusammenfassung An Herzmuskelmitochondrien wird bei Präparation mit der Gefrierätztechnik — im Gegensatz zum Zellkern — die Außenfläche der inneren Membran nicht freigelegt. Es werden zu der äußeren Membran parallel verlaufende Brüche und Querbrüche zu der Innenmembran gezeigt. Die entstehenden Flächen werden mit solchen in Öl- und Lecithinemulsionen verglichen. Übereinstimmung ergibt sich an Querbrüchen in der Dicke bimolekularer Lipoidschichten des Lecithinmodells und der nativen Membranen sowie in einem Dekorationseffekt an deren hydrophilen Außenkanten. Die Lecithinschichten zeigen einen höheren Grad der Ordnung als die Lipoidkomponente der nativen Membranen. Erhebliche Unterschiede zeigen Bruchflächen in den Ebenen der Schichtungen von Lecithin und von Mitochondrienmembranen.Es wird vermutet, daß eine hohe Enzymkonzentration im äußeren Mitochondrienkompartiment zur Bildung eines Gels führt, während andere Zellkompartimente flüssige Sole enthalten.

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Compartments and membrane structure in freeze-etched heart muscle mitochondria

Summary Freeze-etched heart muscle mitochondria — in contrast to cell nuclei — do not expose the outer surface of the inner membrane. Fractured faces parallel to the outer membrane and across the inner membrane are compared with fractures through oil- and lecithin emulsions. The thickness and a decoration effect along the hydrophilic interface of bimolecular leaflets of lecithin correspond with those of the lipid component in membrane layers. Lecithin layers, however, show a higher degree of order than the lipid component of native membranes. It is suggested that a high concentration of enzymes in the outer compartment gives rise to the formation of a semi-solid gel in contrast to the liquid sols of other cell compartments.

     

Zur Lokalisation der Cholinesteraseaktivität in der motorischen Endplatte mit der Kupferferrocyanidmethode

Zusammenfassung Die Cholinesteraseaktivität in der motorischen Endplatte der quergestreiften Muskulatur von Frosch und Ratte wurde durch die Kupferferrocyanidmethode von Karnovsky (1964) untersucht. Nach etwa 4 min Inkubationszeit bei 20° C tritt der erste Niederschlag in der Synapse auf. In ihr ist nur die Basalmembran markiert, während die prae- und die subsynaptische Membran frei bleiben. Im Bindegewebe über der motorischen Endplatte hat sich ebenfalls Kupferferrocyanid abgelagert. Nach Zugabe von Eserinsalicylat (10^–4 M) zum Waschpuffer vor der Inkubation wird die erforderliche Inkubationsdauer wesentlich verlängert. Zusätzlich zur Basalmembran zeigen jetzt auch prä- und subsynaptische Membran auf ihre Außenseite einen Kupferferrocyanidniederschlag. Dagegen fehlt er im Bindegewebe über der Synapse.

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On the localization of the cholinesterase activity in the motor endplate with the copper-ferrocyanide method

Summary The cholinesterase activity in the motor endplate of the striated muscle from frog and rat was investigated by the copper-ferrocyanide method of Karnovsky (1964). After an incubation time of ca. 4 minutes at 20° C the precipitate appears in the synapse. In it only the basement membrane is marked, while the prae- and subsynaptic membranes remain free. In the connective tissue above the motor endplate copper-ferrocyanide also precipitates. After addition of eserine-salicylate (10^–4 M) to the washing buffer before the incubation the required incubation time is prolonged. Not only the basement membrane but also prae- and subsynaptic membranes then show on their external layer the copper-ferrocyanide precipitate. On the contrary it is absent in the connective tissue above the motor endplate.

     

Die mikroklimatischen Verhältnisse in der wassernahen Luftschicht

Zusammenfassung Geschildert werden die mikroklimatischen Verhältnisse in der wassernahen Luftschicht einiger niederrheinischer Gewässer und ihr Einfluß auf die dortige Vegetation. Das Verhalten der an Wasserschichten grenzenden atmosphärischen Schichten wird beeinflusst durch die flüssige Unterlage. Das spezielle Windfeld einer Wasseroberfläche sorgt für ihre kräftige Durchmischung — Reibungsaustausc —, die durch große Schwimmpflanzenteppiche behindert werden kann. Störungen des hydrochemischen Gleichgewichtes sind dann die Folge. In allen Gewässern kommt es zu einem lebhaften Massenaustausch, der gleichfalls durch die Vegetation eingeschränkt oder unterbunden werden kann. Die für den Pflanzenwuchs wichtigen Strahlungsverhältnisse im Wasser sind je nach Reinheitsgrad und Vegetationstrübung verschieden.Die niederrheinischen Gewässer unterscheiden sich nach Entstehung, Entwicklung, Größe und mikroklimatischen Verhältnissen. Grundsätzlich wird unterschieden zwischen stehenden und fließenden Gewässern. Bei den stehenden Gewassern — Seen, Teiche, Weiher, Tümpel und Lachen — hängen die Schichtungsverhältnisse von den verschiedenen Tiefen- und Flächenwerten ab und sind sehr unterschiedlich. Dadurch zeigen these Gewässerarten auch keine einheitlichen Temperaturverhältnisse. Die wassernahen Lufttemperaturen werden durch die Temperaturen der Wasseroberfläche bestimmt; allerdings kommt bei Kleinstgewässern auch den advektiven Umgebungseinflüssen einige Bedeutung zu. Der Dampfdruck in der wassernahen Luftschicht ist etwas niedriger als über den Uferbereichen; die Eisbildung geht bei Kleinstgewässern von kleinen, festen Gegenständen der Oberflache aus. Übertemperaturen treten vor allem in stark mit Algen durchsetzten Wasserzonen auf. Verlandungszonen haben gleichfalls höhere Wassertemperaturen als die freie Wasserfläche selbst.In größeren Wasseransammlungen — Seen — tritt im Gegensatz zu den Kleinstgewässern der tägliche Temperaturgang gegenüber dem jährlichen zurück. Infolgedessen wird auch die wassernahe Luft-temperatur durch den jährlichen Temperaturverlauf bestimmt. Temperatur des Oberflächenwassers und der wassernahen Luft differieren naturgemäß voneinander, wobei auch dem Wind — Windschichtung — eine nicht unerhebliche Bedeutung zukommt. Die Temperaturen der Fließgewässer werden merklich bestimmt durch die Temperatur des Quellwassers, die sich erst nach und nach angleicht, d.h. ansteigt. Sie unterliegt wenigstens im Sommer einem deutlichen Tagesgang und steigt, wenn auch nur geringfügig, mit weiterer Entfernung von der Quelle an, wobei die Grund- und Vegetationsverhältnisse im Uferbereich von Wichtigkeit sind. Ein strömendes Gewässer führt die über ihm lagernde wassernahe Luftschicht mit, wenn die Windgeschwindigkeit einen bestimmten Wert nicht überschreitet.Aus vielen Einzelbeobachtungen und Untersuchungen ergab sich, daß Windstärke und-richtung insbesondere bei größeren stehenden Gewässern auf die Dichte und Breite der Uferpflanzengesellschaften einen Einfluß ausüben. Die Strahlung führt zu photischen Reizwirkungen und ermöglicht u.a. die CO₂-Assimilation. Das Lichtklima ist an den einzelnen Standorten stets ein ganz spezielles. Die Vegetation im Wasser wird an den niederrheinischen Gewässern mit Ausnahme der Altwasser kaum beeinträchtigt, da Tiefenwerte von über 300 cm nur ganz selten vorliegen. Auf die Bedeutung des Strahlungsklimas fur die natürliche Selbstreinigung der Gewässer wurde hingewiesen. Strahlungsklima und Temperatur-verhältnisse greifen praktisch ineinander, denn die letzteren werden weitgehend durch die Strahlung bedingt und sind für die gleichen Lebensvorgänge wichtig. Die Luftfeuchtigkeit schließlich ist von besonderer Bedeutung für die Transpiration der Pflanzen.Insgesamt erweist sich das Mikroklima der niederrheinischen Gewässer, induziert durch das hier vorliegende maritime Klima, als außerordentlich günstig für die Vegetation und erklärt den reichen Pflanzenwuchs ebenso wie die an diesen Gewässern beobachtete und besondere Rhythmik der Entwicklungsablaufe während einer Vegetationsperiode.     

Die Beeinflussung der Zellatmung durch partiellen Salzmangel

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

Zur Entwicklungsgeschichte und Chromatophorenbewegung von Coleochaeten

Zusammenfassung BeiColeochaete soluta undC. nitellarum oszilliert der Chromatophor außer in den jungen primären und sekundären Sporangien auch in den einzelligen, wachsenden Keimlingen, und zwar — im Gegensatz zu dem Verhalten in Sporangien — an der Dorsalseite. Bei beiden Arten oszilliert er auch in den Oogonien eines bestimmten frühen Altersstadiums, aber, wie in den Sporangien, meist an der Ventralseite. Die Art der Plasmabewegung ist in allen Fällen die gleiche. Reversibles Streifigwerden des Chromatophors beeinträchtigt sie nicht.Die Zoosporen sind dorsiventral gebaut, die Geißeln sind ventral inseriert und entspringen etwas voneinander entfernt. Die Zoosporen enthalten zahlreiche kontraktile Vakuolen, die auch seitlich und im Hinterende liegen. In einem Fall konnte vorzeitige Entleerung der Zoosporen (am Abend, statt am Morgen) durch 0,5 mol Traubenzucker ausgelöst werden.BeiC. soluta erfolgt der Aufbau des jungen Thallus unter den gegebenen Bedingungen in zwei Etappen: Es wird zunächst eine dicke Membran gebildet, innerhalb der die ersten Teilungen±endogen stattfinden, doch wird die Membran auch teilweise gesprengt. Erst nach Erreichung der Vier- oder Fünfzelligkeit erfolgt eine Art von Erstarkungswachstum unter Verlängerung und Vergrößerung der Zellen.Das Pyrenoid wird bei der Teilung des Chromatophors oft nicht mitgeteilt, sondern in einer Tochterzelle neu gebildet.     

The differential effects of ingested tannic acid on different species of Acridoidea

The growth and development of fifteen species of Acridoidea were studied, with and without the addition of tannic acid in concentrations of up to 20% dry weight. In no case was digestion disturbed, and only at the high levels was there a significant reduction in consumption. Polyphagous species showed no deleterious effects, and in two species tannin was beneficial, while graminivorous acridids showed reduced growth rates and poor survival. The difference lies mainly in the fact that tannic acid penetrates the peritrophic membrane in the graminivorous species, and causes damage to the midgut epithelium with the eventual development of lesions and the occurrence of tannin in the haemocoel.

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Unterschiedliche wirkungen aufgenommener tanninsaeure auf acridoidea-arten

Zusammenfassung Wachstum und Entwicklung von 15 Acridoidea-Arten wurde studiert und zwar mit und ohne Zugabe von Tanninsäure zur Nahrung in Konzentrationen bis zu 20% Trockensubstanz. In keinem Fall wurde die Verdauung beeinträchtigt; nur in den hohen Konzentrationen wurde die Futteraufnahme gesichert vermindert. Polyphage Arten zeigten keine ungünstige Effekte, und bei zwei Arten wirkte Tannin günstig. Dagegen wurde bei grasfressenden Heuschrecken das Wachstum reduziert, und die Überlebensrate war gering. Der Unterschied liegt im wesentlichen darin, dass bei grassfressenden Arten Tanninsäure in die peritrophische Membran eindringt und das Mitteldarmephithel beschädigt, wobei es zu Läsionen kommt und wobei Tannin in die Körperhöhle gelangt.

     

Das embryonale wachstum des rindes mit besonderer berücksichtigung der für die geburt wichtigen körperteile

Zusammenfassung Für das Zustandekommen der Lage der Frucht des Rindes bei der Geburt (Kopfendlage in oberer Stellung oder rechte Seitenstellung) sind folgende Faktoren von grofler Bedeutung:1. Die Raumverhältnisse in der Bauchhöhle (kaudo-dorsal beschränkt, Dehnung nur in kranio-ventraler Richtung möglich), die beim Rinde noch besonders durch den großen Pansen und die ammonshornartig gekrümmten Uterushörner bestimmt werden. 2. Die Massenverteilung in der Frucht, durch welche die Lage des Schwerpunktes in Hinsicht auf den Angriffspunkt des Auftriebs des Wassers bedingt wird. 3. Die Länge und Beweglichkeit des Halses und der Extremitäten der Frucht in bezug auf die peristaltischen Uteruskontraktionen. Diesem Faktor kann für das Zustandekommen der Kopfendlage nur ein untergeordneter Wert beigemessen werden. Er spielt hauptsächlich eine Rolle bei der eigentlichen Geburt.Messungen an 48 Früchten und 2 Neugeborenen des Rindes haben gezeigt, daß im 5. Trächtigkeitsmonat eine Änderung in der Massenverteilung der Frucht auftritt. Früchte, die jünger als 5 Monate sind, haben einen verhältnismäßig großen Kopf, eine kleine Steißpartie und kurze Extremitäten. Im 5. Monat findet in diesen Verhältnissen eine große Änderung statt. Ältere Früchte haben eine stark entwickelte Hinterhand, lange Extremitäten und einen verhältnismäßig kleinen Kopf.Schwimmversuche in Salzwasser haben gezeigt, daß das obengenannte Phänomen im 5. Trächtigkeitsmonat eine Stellungsänderung der Frucht im Wasser verursacht. Jüngere Früchte stellen sick mit dem Kopf, ältere mit dem Beckenende am tiefsten.Im 5. Trächtigkeitsmonat findet auch die Senkung des Uterus statt. Der kraniale Teil stellt sich in der Bauchhöhle am tiefsten. Von diesem Monat an nimmt auch die Frucht schnell an Größe zu. Deshalb muß den Raumverhältnissen in der Bauchhöhle eine immer größere Bedeutung beigemessen werden. Im 5. Monat fangen auch die Eigenbewegungen der Frucht an.Durch diese Bewegungen, durch die Einwirkung der Massenverteilung in der Frucht sowie durch die Raumverhältnisse in der Bauchhöhle zeigt die Frucht eine ständig zunehmende Neigung, sich in Kopfendlage zu stellen.     

Zur extraintestinalen Verdauung des Ameisenlöwen (Euroleon nostras Four., Myrmeleonidae)

Zusammenfassung Nahrungsaufnahme und extraintestinale Verdauung des Ameisenlöwen (Euroleon nostras Four.) werden mittels Markierung der Beutetiere durch verfüttertes Neutralrot und radioaktives ³²P untersucht. Einer Injektion von bis zu 0,5 mg Verdauungssekreten in die Beute folgt ca. 6–8 min später das Aussaugen, dessen Dauer von der Größe der Beutetiere abhängig ist (Abb. 1). Das regurgitierte Verdauungssekret ist nicht mit Inhalt der peritrophischen Membran oder des Kropfes vermischt. Es wird angenommen, daß das Sekret aus dem Raum zwischen der peritrophischen Membran und dem Mitteldarmepithel herausgepreßt und in einer durch Muskelwirkung gebildeten Falte am Kropfinhalt vorbei zu den Saugzangen geführt wird.

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On extraintestinal digestion of the ant lion (Euroleon nostras Four., Myrmeleonidae)

Summary Food uptake and extraintestinal digestion of the ant lion (Euroleon nostras Four.) are investigated. As prey we used ants which were fed either by neutral red or radioactive ³²P in a honey solution. An injection of digestive enzymes (up to 0,5 mg) into the prey is followed by sucking after 6–8 min (Fig. 1). The time of sucking depends on the volume of the prey. The regurgitated gastric juice is not mixed with the contents of the peritrophic membrane or of the crop. It is suggested that the secretion is extruded out of the space between the peritrophic membrane and the epithelium of the midgut. The juice then seems to be transported along the crop content through a fold formed by a contraction of crop muscular system.

     

Über die eigenartige Beziehung des elastischen Gerüstes zur glatten Muskulatur im extrapulmonalen Abschnitt der Lungenarterie des Menschen

Zusammenfassung An Hand von Flachschnitten durch die Gefäßwand wird gez eigt, daß das elastische Gerüst der Media der Lungenarterie und ihrer beiden Hauptäste durch eigenartige elastische Sternmembranen gebildet wird. Die Fortsätze dieser Membranen laufen nach allen Seiten in ein elastisches Faserwerk aus, das die einzelnen Sternmembranen miteinander verbindet und die radiär zur Membran gelagerten Muskelzellbündel einschließt. Die eigenartige Struktur der Arterienwand steht offenbar mit der besonderen Beanspruchung der Lungenschlagader im Zusammenhang und berechtigt ihre Sonderstellung unter den anderen Arterien.     

Nachweis der Membranspaltung bei der Gefrierätzpräparation an Erythrozytenghosts und die Beeinflussung der Membranstruktur durch Harnstoff

Zusammenfassung An isolierten Erythrozytenmembranen in Aqua dest. lassen sich bei der Gefrierätzung neben den vom Bruch herrührenden Spaltflächen der Membran auch die durch Freiätzen zur Darstellung gelangenden Oberflächen der Membran erkennen. Beide Membranoberflächen sind anders strukturiert als die Membranspaltflächen. Beim Aneinanderliegen von Membranen wechselt der Bruch zwischen beiden Membranen, so daß diese Stellen unregelmäßig gefeldert sind.Unter Einwirkung von konzentrierter Harnstofflösung treten strukturelle Veränderungen an den isolierten Membranen auf. Es kommt zur Vesikelbildung, wobei die Abschnürung nach innen eine Umkehr der Membranorientierung zur Folge hat. Die Asymmetrie der Membran bleibt dabei erhalten. Ein zweiter Effekt ist eine Lageveränderung (Aggregation) der Partikel im Inneren der Membran. Nach einer vorhergehenden Glutaraldehydfixierung unterbleibt sowohl die Vesikelbildung als auch die Partikelaggregation. Es wird angenommen, daß es sich bei den Effekten der Harnstoffeinwirkung um eine Beeinflussung der Strukturproteine der Membran handelt.

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The cleaving of membranes during freeze-etching demonstrated on erythrocyte ghosts and alterations of the membrane structure by treatment with urea

Summary Isolated erythrocyte membranes in aqua dest. have been investigated by freeze-etching. There are different membrane faces: fracture faces produced by freeze fracturing and surfaces which are only revealed after etching. The feature of the membrane surfaces is quite different from that of the fracture faces. In contiguous membranes an irregular pattern is produced during fracturing, because the fracture plane alternate between the two membranes.After treatment with a strong urea solution the isolated membranes have an alterated appearance. Vesicles are produced by pinching off of invaginations. Thereby occurs a reversal of the membrane orientation. The membrane asymmetry is preserved. An additional effect is the aggregation of the particles in the interior of the membrane. A previous fixation with glutaraldehyde prevents the formation of vesicles and the aggregation of particles. It is supposed that the treatment with urea affects the structural proteins of the membrane.

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Herrn Prof. Dr. F. Bolck möchten wir für die Förderung dieser Arbeit danken, für ihre Unterstützung bei den Experimenten danken wir Herrn Dipl.-Biol. W. Richter, Frau I.Herrmann, Frau H.Guttmacher, Frl. R.Kusch, Frau K.Martin und Herrn S.Wammetsberger.     

Morphologie des Spaltensystems der inneren elastischen Membran muskulärer Arterien

Zusammenfassung Die selektive Mineralisation des Randsaumes von Spalten der inneren elastischen Membran ermöglicht bei Anwendung eines modifizierten Kalknachweises nach v. Kossa die Umrisse der Membranspalten an größeren Arterienstrecken makroskopisch darzustellen. In den Extremitätenarterien zeigten die Aa. femoralis, poplitea und brachialis zirkulär orientierte größere Membranlücken, die durch zahlreiche kleinere axial oder schräg verlaufende Membranspalten untereinander verbunden waren. An einigen Partien der A. ilica externa überwogen feine longitudinal verlaufende Membranlücken. Unmittelbar proximal und distal vom Abgang der A. profunda femoris waren die Lücken in der inneren elastischen Membran der Femoralarterie labyrinthartig angeordnet. Die Membranspalten nehmen insgesamt einen erheblichen Anteil der Arterieninnenfläche ein. Auf die mögliche Bedeutung des Spaltensystems für die Ernährung der Arterienwand wird hingewiesen.

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Morphology of the system of gaps in the internal elastic membrane of muscular arteries

Summary The calcification of the internal elastic membrane of the human muscular arteries develops mainly on preexisting membran gaps. In advanced stages of calcification almost all gaps are lined by calcified, band-like parts of the membrane which can be demonstrated in large arterial segments by the v. Kossa technique.In most of the arteries of the lower and upper limbs (a. femoralis, a. brachialis, a. poplitea) the membrane gaps are arranged in a circular manner. They are connected by numerous smaller axially and obliquely orientated gaps. In some parts of the a. iliaca externa small longitudinal gaps prevail.In the upper femoral artery the membrane gaps are frequently arranged in a labyrinth-like pattern. The gaps in the internal elastic membrane occupy a considerable part of the inner surface of the muscular arteries. Their possible functional significance is briefly discussed.

     

Zur Feinstruktur und Histochemie des Kiemendarmes und der „Leber“ von Branchiostoma lanceolatum (Pallas)

Zusammenfassung Leberblindsack, Epibranchialrinne und Endostyl von Branchiostoma lanceolatum wurden enzymhistochemisch und elektronenmikroskopisch untersucht. Folgende Fermente wurden nachgewiesen: alkalische und saure Phosphatase, ATP-ase, Aminopeptidase, -Naphthyl-acetat- und Indoxyl-acetat-Esterase, Glucosaminidase, Arylsulfatase, NADH- und NADPH-Diaphorase. Die Epibranchialrinne erwies sich als besonders enzymreich.Die Epithelzellen des Leber-Blindsackes besitzen basal zahlreiche Fetteinschlüsse und oberhalb des Kerns große Granula, die vermutlich Verdauungsenzyme enthalten. Das Epithel der Epibranchialrinne enthält z.T. basal sehr große Vakuolen sowie apikale Sekretionsgranula.Im Endostyl lassen sich verschiedene Zonen nachweisen. In den esterasereichen Zonen 2 und 4/5 finden sich Hinweise auf Proteinsynthese (granuläres E.R. und Sekretionsgranula, bei denen es sich zum Teil um Schleimballen handelt). Zone 4 ist weiterhin besonders durch ihren Gehalt an Lipideinschlüssen gekennzeichnet. In den an saurer Phosphatase reichen Zonen 1, 3 und 6 sind die zilientragenden Zellen in charakteristischen Säulen angeordnet.

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Fine structure and histochemistry of the pharynx and the hepatic caecum of Branchiostoma lanceolatum (Pallas)

Summary Cytochemical and ultrastructural studies have been carried out on the hepatic caecum, hyperpharyngeal groove and endostyle of Branchiostoma lanceolatum. The following enzymes have been demonstrated: acid and alkaline phosphatase, ATP-ase, aminopeptidase, -naphthyl-acetate- and indoxyl-acetate esterase, glucosaminidase, arylsulphatase, NADH-and NADPH-diaphorase. The hyperpharyngeal groove proved to be particularly rich in enzymes.The epithelial cells of the hepatic caecum possess at their bases numerous lipid droplets and in the supranuclear cytoplasm granules which presumably contain digestive enzymes.The epithelium of the hyperpharyngeal groove is characterized by large basal vacuoles and apical secretion granules.The electron microscope confirms the existence of several cell zones in the endostyle. The cells of the esterase rich zones 2 and 4/5 possess a well developed system of granulated E. R. as well as globular inclusions which presumably represent mucus droplets. In zone 4 in addition a great number of lipid inclusions and specific electron dense secretion granules occur. In the acid phosphatase rich zones 1, 3 and 6 the cilia-bearing cells are arranged in typical columns.

Herrn Professor Bargmann danke ich für die Überlassung eines Arbeitsplatzes im Anatomischen Institut Kiel.     

Comparison of rates of ingestion of particulate solids by Culex pipiens larvae: Phagostimulant effect of water-soluble yeast extract

If larvae of Culex pipiens that have filled the peritrophic membrane with ink particles are transferred to clear water, the column of ink remains in position regardless of filtering activity, but with ingestible solids present the ink column is displaced rearwards. Rates of ingestion of different particulate solids, or of the same particulate in different solutions, may be compared by timing the rearwards displacement of the boundary between ink and newly ingested material. Live Chlorella, dried brewers yeast, and mosquito culture solids, all broadly nutritive, passed through the gut in less than one hour on average. Slowly sedimenting, non-nutritive particulates (kaolin, chinese ink) passed as rapidly as nutritive materials in some larvae, but on average took about 2 hours. Rapidly sedimenting non-nutritive particulates traversed the gut slowly, taking 3 or more hours on average. The differences in ingestion rates between non-nutritive particulates probably depend on physical characteristics such as particle size, shape and density. Consistently rapid displacement by nutritive particulates suggests that sapid factors might be involved in maintaining ingestion, an interpretation supported by the ability of dissolved yeast extract to increase the rate at which several non-nutritive particulates were ingested.

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Zusammenfassung Wenn Larven von Culex pipiens in ein Tuschemedium gebracht werden, füllen sie ihre peritrophische Membran in wenigen Stunden mit Kohleteilchen. Nach der Umsetzung in klares Wasser bleibt die Kohle in der ursprünglichen Lage im Mitteldarm, obwohl etwas Kot abgestoßen werden kann. Eine nachfolgende Aufnahme von Partikeln schiebt die Kohle enddarmwärts und es kommt zu häufiger Abgabe von schwarzem Kotmaterial. Die Grenze zwischen der Kohle und den neu aufgenommenen Stoffen bleibt immer scharf und man kann in dem transparenten Körper vergolgen, wie sie nach rückwärts wandert. Diese Beobachtungen liefern Kriterien für eine vergleichende Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der Partikel aufgenommen werden: die Zeit, in der die Kohle durch einen zu prüfenden Stoff ersetzt wird, und die Wegstrecke, welche die Grenzzone pro Zeiteinheit durchwandert. Die Teilchen verschiedener Stoffe brauchen unterschiedlich lange, bis sie die Kohle ersetzt haben. Nahrhafte Teilchen (lebende Chlorella-Kulturen, getrocknete Bierhefe, Mückenkulturmedium), passieren den Darm schenell und benötigen dazu weniger als eine Stunde. Stark suspendierte Teilchenlösungen (Kaolin, Tusche) brauchen dazu in einzelnen Mückenlarven die gleiche Zeit, im Durchschnitt jedoch ca. 2 Stunden. Schnell sedimentierende unverdauliche Teilchen hatten durchweg lange Wanderzeiten, etwa 4 Stunden oder länger. Diese unterschiedlichen Zeiten sind offenbar auf die verschiedenen physikalischen Merkmale der aufgenommenen Stoffe, wie Teilchengrösse und-dichte, zurückzuführen. Die schnelle Wanderung verdaulicher Partikel deutet auf chemische Faktoren hin, die regulierend einwirken. Es wurde gezeigt, daß wasserlöslicher Hefeextrakt die Geschwindigkeit der Aufnahme einiger unverdaulicher Stoffe vergrössert. Allgemein stiegen die Streckenwerte pro Zeiteinheit mit zunehmendem Hefegehalt (bis zu 0, 25%) an. Bei einigen Stoffen verringerten höhere Hefekonzentrationen die Geschwindigkeit der Partikelaufnahme. Da die Larven während des Fressens ihre Mundwerkzeuge immer gleich schnell bewegen, unabhängig vom aufgenommenen Stoff, wird vermutet, daß die Unterschiede bei Anwesenheit von Hefeextrakt auf verschiedene lange Filterzeiten und Ruheperioden zurückzuführen sind.

     

Observations on the effect of insecticides on coleopterous predators of Erioischia brassicae (Diptera: Anthomyiidae)

The effect of insecticides on Carabid and Staphylinid predators on the egg stage of the cabbage root fly was studied. Diazinon and chlorfenvinphos granules were applied around the base of cabbage transplants, either on the surface or under the surface of the soil. Both the diazinon treatments reduced significantly the number of Carabid and Staphylinid predators in the plots for a period of approximately 11 weeks. These losses were significantly reduced in the sub-surface treatment compared with the surface treatment.The Carabids were found to be remarkably tolerant to the chlorfenvinphos insecticide. The number of Carabids captured in the treated plots did not differ from that of the control. On the other hand the Staphylinids were significantly reduced by the treatments.At the same time predation on the egg stage of the cabbage root fly was studied in each treatment, using individual plant barriers to exclude beetle predators from around certain plants. Predation by Carabids and Staphylinids was found to reduce significantly the cabbage root fly egg population in the field.

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Zusammenfassung Die Wirkung von Insektiziden auf Carabiden und Staphyliniden, die als Räuber die Eier der Kohlfliege Erioischia brassicae (Bouché) fressen, wurde geprüft. Diazinon- und Chlorfenvinphos-Granulate wurden rund um die einzelnen Kohlpflanzen angebracht, entweder direkt auf den Boden oder unter die Bodenoberfläche. Diazinon reduzierte in beiden Fällen signifikant die Zahl der Carabiden und Staphyliniden für eine Zeit von annähernd 11 Wochen. Die Abtötung war jedoch bei unterirdischer Applikation des Insektizids vergleichsweise geringer als bei oberflächlicher Anwendung.Es wurde gefunden, dass die Carabiden gegen Chlorfenvinphos auffällig tolerant waren. Die Anzahl der auf der behandelten Parzelle gefangenen Carabiden unterschied sich nicht von der unbehandelten. Die Staphyliniden dagegen wurden durch die Behandlung signifikant reduziert.Zur gleichen Zeit wurde bei jeder Behandlung die Vernichtung der Kohlfliegeneier durch diese Räuber untersucht, indem die Käfer durch Metallbarrieren von einzelnen Pflanzen ferngehalten wurden. Es wurde festgestellt, dass durch Carabiden und Staphyliniden die Zahl der Kohlfliegeneier signifikant vermindert wurde.Verglich man beide Behandlungsarten miteinander, so war die Zahl der Eier beim Einbringen der Mittel unter die Bodenoberfläche mehr vermindert als bei oberflächlicher Anwendung. Allerdings war die Zahl der Eier auch bei unbehandeltem Boden weniger vermindert als zunächst erwartet wurde. Diese Differenz war jedoch statistisch nicht zu sichern.

     

Energie-Bilanz eines Poikilothermen(Lacerta vivipara)

Zusammenfassung 1. Die Energiebilanz eines Tieres ist quantitativ im wesentlichen durch seinen Wärmehaushalt bestimmt oder mindestens in Wärmeäquivalenten ausdrückbar.2. Der Energiewechsel beruht auf zwei Hauptgruppen von Prozessen: Stoffwechselprozessen im Körperinneren und Wärmeaustausch zwischen Tierkörper und Umwelt.3. In beiden Gruppen treten regulative und nicht regulative Vorgänge auf. Die Regulation beim Wärmeaustausch zwischen Tierkörper und Umwelt beruht auf entsprechenden Verhaltensweisen.4. Der Unterschied zwischen Homoiothermen und Poikilothermen liegt nicht darin, daß die Regulationsmöglichkeit der Körpertemperatur nur den ersteren vorbehalten wäre (beide zeigen eine gewisse — und nur eine gewisse — Regulationsmöglichkeit), sondern darin, daß die Energiebilanz der Poikilothermen zum wesentlichen Teil durch den Wärmeaustausch mit der Umwelt beherrscht wird und daher auch die Regulation der Körpertemperatur wirksam nur durch Verhaltensweisen — die den Wärmeaustausch in die gewünschte Richtung lenken — erreicht werden kann.5. Aus der Beherrschung der Energiebilanz durch den Wärmeaustausch mit der Umwelt folgt auch, daß die Regulationskapazität der Poikilothermen weit geringer ist als die der Homoiothermen — obwohl natürlich auch deren Regulationskapazität begrenzt ist.6. Ein weiterer charakteristischer Unterschied zwischen Homoiothermen und Poikilothermen liegt darin, daß bei den ersteren die Überforderung der Temperaturregulation meist katastrophal endet, bei den letzteren hingegen eine normale Reaktion auslöst, nämlich den Übergang zu einer mehr oder weniger inaktiven, mindestens nicht vollaktiven Lebensweise. Aus verschiedenen Anzeichen läßt sich sogar schließen, daß Poikilotherme ein ständiges Leben im Aktivitätstemperaturbereich nicht ertragen könnten.7. FürLacerta vivipara wird eine möglichst komplette Energiebilanz gegeben.

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Energy balance of a poikilothermic animal(lacerta vivipara)

The main differences between homoiothermic and poikilothermic animals are considered on the basis of information from literature and results obtained by the author. It is not the occurrence of thermoregulation per se which constitutes the main differences between representatives of these two groups, but rather the manner in which this thermoregulation is performed. Whereas homoiothermic animals regulate by means of metabolic processes and changes in behaviour, poikilothermic animals employ the latter mechanism almost exclusively. InLacerta vivipara the close relationship between thermal balance and environmental factors is demonstrated on the basis of experimental results and calculations.

     

Zur Morphokinetik und Cytochemie der Schilddrüse

Zusammenfassung Der Funktionswandel der Schilddrüse des Goldhamsters wurde mit elektronenmikroskopisch-cytochemischen und -autoradiographischen Methoden an Drüsen mit supprimierter und akut stimulierter Funktion studiert. Die Schilddrüse des Normaltieres ist durch schlauchförmige, kolloidarme Follikel mit morphologisch aktiven Thyreocyten und ein stark vascularisiertes Stroma gekennzeichnet. Besonderes cytochemische Merkmal der Hamsterschilddrüse ist die Aktivität von alkalischer Phosphatase an der apikalen Zellgrenze des Follikelepithels. Diese Reaktion hängt von dem Funktionszustand der Drüse ab. Die Aktivität von saurer Phosphatase ist in sekundären und primären Lysosomen des apikalen Cytoplasma lokalisiert und hängt ebenfalls vom Funktionszustand der Drüse ab. Die Aktivität von ATP-ase findet sich vor allem in besonderen mesenchymalen Zellen des perifolliculären Interstitiums. Diese Zellen haben morphologische Merkmale von Pericyten und werden als Uferzellen des Lymphgefäßsystems in der Schilddrüse angesehen. Die cytochemischen Befunde werden im Hinblick auf die morphologischen Merkmale der Hormonsekretion diskutiert.

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Morphological kinetics and cytochemistry of the thyroid glandElectron microscopic-cytochemical and radioautographical investigation in the golden hamster (Cricetus auratus)

Summary The functional activity of the thyroid gland in the golden hamster was suppressed by exogeneous hormone (T₄) and was subsequently stimulated by exogeneous TSH. Morphological kinetics were studied by electron microscopical cytochemistry and radioautography following¹²⁵iodine injection. The normal gland possesses tubule shaped follicles with active epithelium and is rich in alkaline phosphatase which is localized at the apical cell border of the follicular epithelium. This activity is exclusively demonstrable in the functionally active gland. Activity of acid phosphatase is demonstrated in secondary and in primary lysosomes of the follicular epithelium. Activity of ATP-ase in mainly localized in perifollicular cells which are interpreted to be pericytes. These cells seem to form the perifollicular lymphatic vessels of the gland. The results are discussed and correlated to cellular mechanisms of hormonal secretion in the thyroid gland.

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Über die bedeutung des mikroklimas für die faunenzusammensetzung auf kleinem Raum

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde zum Teil unter Verwendung der heute als allgemein gültig erkannten Mikroklimagesetze versucht, durch das Studium der Tierverbreitung in einem engumgrenzten Gebiet den Einfluß des Klimas auf die Durchdringung eines bestimmten Wohnareals durch die verschiedenen Tierarten zu zeigen. Die Ergebnisse der Untersuchung waren folgende 1. Wollen wir den Einfluß des Klimas auf die Tierverbreitung studieren, so diirfen wir nicht allein dem Großklima Beachtung schenken, sondern müssen auch das Klima der bodennahen Luftschicht studieren, da dieses zum mindesten für die Kleintierwelt in erster Linie maß-gebend ist. 2. Unter den Klimafaktoren nehmen Warme und Feuchtigkeit an Bedeutung für die Tierwelt, wenigstens die poikilothermen Tiere, die erste Stelle ein. 3. Warme und Feuchtigkeit hängen in hohem Maße von der Beschaffenheit des Bodens und der Vegetation ab, werden aber in häufig noch viel bedeutenderem Maß durch die Landschaftsmorphologie beeinflußt. 4. Die Unebenheit des Terrains wirkt sich auf das Mikroklima hauptsächlich in zweifacher Weise aus : Erstens in der starkeren Bestrahlung und Erwarmung südlich exponierter, bzw. der geringeren Bestrahlung und Erwarmung nördlich exponierter Mange, zweitens aber dadurch, daß des Nachts in geneigtem Geläride die kalte Bodenluft sich an den tiefsten Landschaftspunkten anzusammeln strebt, die Hangzonen aber klimatisch relativ begiinstigt sind. 5. Mikroklimaunterschiede treten auch schon in nur unmerklich geneigtem Gelande des Nachts durch Fluß kalter Luft auf. 6. Die durch die Landschaftsmorphologie bedingten Mikroklimaunterschiede machen sich nicht nur in der Vegetations-, sondern auch der Faunenzusammensetzung deutlich bemerkbar. 7. Die klimatisch begiinstigten Punkte einer Landschaft sind die Aufenthaltsorte der wärmeliebendsten Arten der Fauna. 8. Die xerothermischen Inseln sind in erster Linie mikroklimatisch durch Exposition und Abtransport kalter Bodenluft begünstigte Hanglagen. 9. Tierarten, die rich nahe ihrer klimatisch bedingten Verbreitungsgrenze befinden, reagieren neben den extrem stenothermen und stenohygren Formen am empfindlichsten auf Mikroklimaunterschiede (Lebensfaktor nahe der Minimumsgrenze). 10. Unter den Insekten eignen sich ganz besonders die Orthopteren zur Verwendung als empfindliche Klimaindikatoren.