Studies on an interesting Saccharomyces carlsbergensis mutant

The genetics of a spontaneous double mutant Hla, belonging toSaccharomyces carlsbergensis, has been studied. The two mutated loci, controlling the biosyntheses of lysine and uracil are either loosely linked or they are located on separate chromosomes. Spontaneous mutations in the two genes are therefore likely to have followed from two independent mutagenic events. The mating-type locus, the methionine, the lysine and the uracil synthesising loci are not linked. Segregations for mating-type locus are Mendelian where as segregations for lysine, uracil and methionine synthesising loci are both Mendelian and Non-Mendelian. The 4:0 class of Non-Mendelian segregation is not found. The apparently Non-Mendelian segregations for mehtionine synthesis can be explained on the basis of the presence of two complementary methionine synthesising genes in Hla.

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Zusammenfassung Die Genetik eines spontanen Doppelmutanten Hla, der zuSaccharomyces carlsbergensis gehört, wurde untersucht. Die zwei Loci, die die Biosynthese von Lysin und Uracil kontrollieren, sind entweder locker gebunden oder sind an verschiedene Chromosomen gebunden. Spontane Mutationen in beiden Genen sind deshalb wahrscheinlich das Ergebnis von zwei unabhängigen mutagenen Faktoren. Der Locus der Geschlechtstype, die Loci der Synthese von Methionine, Lysine und Uracil sind nicht gebunden. Die Absonderung des Locus für die Geschlechtstype ist gemäß Mendel, während die Absonderung für Lysine, Uracil und Methionine teils gemäß, teils nicht gemäß Mendel erfolgt. Die Klasse 4 : 0 der Absonderung nicht gemäß Mendel ist nicht gefunden worden. Die scheinbare Absonderung nicht gemäß Mendel für die Synthese von Methionine kann auf Grund der Gegenwart von zwei komplementären Genen in Hla für die Synthese von Methionine erklärt werden.

     

Zur elektronenmikroskopischen Morphologie des Neurosekrets im Hypophysenstiel des Schweins

Zusammenfassung Hypophysenstiele von drei weiblichen und von drei männlichen kastrierten Schweinen wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Die Zahl der Pituicyten ist verhältnismäßig gering; ihre Verknüpfung mit dem neuralen Gewebe scheint nicht sehr innig zu sein. — Die Spezialgefäe sind durch mächtige Basalmembrankomplexe gekennzeichnet, die verschieden große perivaskuläre Räume zwischen sich einschließen. Es wird angenommen, daß den genannten Komplexen eine besondere Rolle bei Freisetzung und Transport der neurosekretorischen Wirkstoffe zukommt. Das Endothel kleidet die Gefäße teils durchgehend, teils durch Poren unterbrochen, aus. An die neurale Seite der Basalmembrankomplexe grenzen Endfüßchen von Axonen; infolge des Auftretens von Mitochondrion und kleinen Bläschen weisen sie synapsenähnliche Struktur auf. — Im Infundibulum werden zwei Typen von neurosekrethaltigen Granula unterschieden: In den Axonen und ihren Endfüßchen werden vorwiegend kleinere Granula (Durchmesser ea. 100 m) beobachtet; größere Granula (Durchmesser ca. 180 m) kommen hauptsächlich in den Herring-Körpern vor.Herring-Körper finden sich ausschließlich in der Zona interna; sie sind an die Basalmembran der Spezialgefäße angelagert oder in Aufspaltungen derselben eingeschlossen. — Die Zona interna enthält auch myelinhaltige Axone, die frei von Sekret sind. — In einzelnen Ependymzellen werden osmiophile Tröpfchen festgestellt, die vielleicht Neurosekret enthalten. In der Zona externa, finden sich osmiophile Granula, die denen des Tractus supraopticohypophyseus gleichen.

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Summary In three female and three male castrated pigs the hypophysial stalk is examined by means of electron microscopy. The number of pituicytes is relatively small; it seems that their contact with the neural tissue is not very close. The special blood vessels are characterized by vast complexes of basement membrane which enclose perivascular spaces of various dimensions. It is suggested that these complexes play a special part in the liberation and transportation of the neurosecretory substances. The vessels are lined by an epithelium that is partly continuous and partly porous. End-feet of axons are found at the neural side of the basement membrane complexes; because of the presence of mitochondria and small vesicles they show a synapsis-like structure. Two types of neurosecretory granules are found in the infundibulum: smaller granules (diameter c. 100 m) are predominantly seen in the axons and their end-feet; larger granules (diameter c. 180 m) predominantly occur in the Herring bodies.Herring-bodies are found exclusively in the zona interna; they either border the basement membrane of the special vessels or are inclosed in branchings of the latter.The zona interna also contains myelinated axons, which are free of secretion. A few ependyma cells exhibit osmiophilic droplets which may contain neurosecretion.Osmiophilic granules which resemble those of the tractus supraoptico-hypophyseus are found in the zona externa.

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Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Frau H.Asam danke ich für technische Unterstützung, Frau Dipl.-Phys. A.Schwink für die Anfertigung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen, Herrn Prof. Dr. R. Wetzstein dafür, daß er mir immer mit Rat und Tat geholfen hat.     

Die Handschwingen-Mauser der Kuckucke (Cuculidae)

Zusammenfassung Es wurde untersucht, in welcher Reihenfolge die Handschwingen bei den Cuculiden vermausert werden. Zur Verfügung standen hierfür gegen 300 mausernde Kuckucke, Repräsentanten nahezu sämtlicher Gattungen.Die Kuckucke mausern die Handschwingen nicht descendent, sondern transilient, d. h. der Prozeß verläuft in Vorwärts- oder Rückwärtssprüngen über eine oder mehrere Federn hinweg. Während ihres Wachstums wird eine jede Schwungfeder (mit Ausnahme der vordersten) vorn und hinten durch eine funktionsfähige Nachbarin flankiert, gleichviel, ob diese der alten oder der neuen Federgeneration angehört.Bei der regellosen transilienten Mauser liegen weder das Centrum oder die Centren, die den Ausgangspunkt des Schwingenwechsels bilden, noch die Sprungweiten fest.Bei den geregelt transilient mausernden Arten dagegen, die nur unter den parasitären Kuckucken der Osthalbkugel (den Cuculinae) zu finden sind, haben die Mausercentren bei der Mehrzahl der Individuen die gleiche Lage, und auch die Sprungweiten sind erblich festgelegt.Die einfachste Regelung wurde beiUrodynamis gefunden. Sie besteht in streng alternierendem Wechsel der Handschwingen: erst fallen in ungebundener Reihenfolge die ungeradzahligen (9, 7, 5, 3) aus, und erst wenn diese ausgewachsen sind, folgen die geradzahligen (10, 8, 6, 4).Bei anderen Gattungen der Cuculinae greifen beim Handschwingen-Wechsel zwei Rhythmen ineinander. Dem einen Rhythmus unterstehen die distalen, dem anderen die (4 bzw. 5) proximalen Federn. Besonders klar äußert sich das beimEudynamis-Modus und beim starrsten, also höchstentwickelten aller Rhythmen, demCuculus-Modus.Jener findet sich nur beiEudynamis, dieser beiCuculus, Cacomantis, Misocalius, Chalcites undChrysococcyx. Surniculus mausert die Handschwingen weniger streng geregelt, aber doch ähnlich wie dieCuculus-Gruppe. Durch den Mausermodus unterscheidet sichHierococcyx vonCuculus, undPenthoceryx vonCacomantis. Gänzlich ungeregelt transilient (also wie die selbstbrütenden Kuckucke) mausernScythrops, Clamator, Caliechthrus und wahrscheinlich auchCercococcyx. Die Verff. haben aus den Einblicken in verwandtschaftliche Beziehungen, die sie bei den Mauserstudien gewonnen hatten, taxonomische Folgerungen gezogen und die Gattungen der Cuculinae anders gruppiert, als esJ. L. Peters (1940) getan hatte.

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Summary The article deals with the sequence in which the primaries are shed in the family Cuculidae. About 300 specimens, representing almost every genus, were examined.In this family, the primaries are not moulted in the descending mode, but follow the transilient mode. This new term means that the moult proceeds by forward or backward leaps across one or more adjoining quills.While growing, each primary (except the outermost one) is flanked on both sides by a fullgrown neighbour, no matter to which generation the latter may belong.With the random transilient mode neither the centre or the centres which form the starting point of the wing moult, nor the distance of the leaps are fixed.The occurence of the orderly transilient mode is restricted to certain parasitic cuckoos of the Eastern Hemisphere (subfamily Cuculinae), its feature being that the moult centres are identical in most individuals, and that the distance of the leaps is likewise genetically controlled.The simplest regulation is that ofUrodynamis. It consists in a strictly alternating moult of the primaries which starts with the odd ones followed by the even primaries after the former are fullgrown.In other genera one of the characteristics of primary moult is the interlocking of two shedding rhythms. One of them affects the distal primaries, the other one the (4 or 5) proximal ones; both proceed synchronously. This is specially evident with theEudynamis mode and theCuculus mode. The latter is the most rigid and thus the most highly developed rhythm.TheEudynamis mode occurs only inEudynamis, while theCuculus mode is shared by the generaCuculus, Cacomantis, Misocalius, Chalcites andChrysococcyx. Surniculus moults its primaries in a looser way, but still similar toCuculus. By its mode of moultHierococcyx differs fromCuculus, andPenthoceryx fromCacomantis. The transilient moult ofScythrops, Clamator, Caliechthrus (and probablyCercococcyx too) is, like that of the non-parasitic Cuckoos, not genetically controlled.The authors consider the mode of primary moult an important criterion of affinity. Their arrangement of the genera belonging to the Cuculinae differs from that proposed byJ. L. Peters in 1940.

     

Die Mauser der Schopfkuckucke(Clamator)

Zusammenfassung Alle Arten der GattungClamator erneuern die 6 äußeren Handschwingen in der Reihenfolge 6 — 9 — Pause — 7 — 10 — Pause — 8 — 5 (oder 5 — 8). Die 10 oder 11 Armschwingen werden regellos transilient gemausert. Für den Wechsel der 5 Steuerfedern gilt nur die Regel, daß eine der drei langen Federn S 1, S 2 und S 3 an beiden Schwanzhälften so lange stehen bleibt, bis mindestens eine der übrigen ausgewachsen ist. Infolge dieser Regelung hatClamator während der Vollmauser ständig einen langen Schwanz.Alle Flugfedern und die Körperfedern werden bei den Adulten im gleichen Zeitraum erneuert. BeiClamator glandarius läßt sich die Dauer der Vollmauser auf etwa 100 Tage schätzen.Die Jungen beginnen alle Federn zu erneuern, bevor sie 6 Monate alt sind. Nach dem Ende der Jugendmauser tritt die Geschlechtsreife ein.DieClamator- Sequenz der 6 äußeren Handschwingen unterscheidet sich fundamental von derCuculus-Sequenz, die von allen übrigen, geregelt mausernden Schmarotzerkuckucken der Alten Welt (Cuculinae) mehr oder weniger streng befolgt wird. Beide Sequenzen sind offenbar unmittelbar aus der ungeregelt transilienten Mauserweise der nicht-parasitischen und einiger parasitischer Kuckucke (z. B.Caliecbtbrus) hervorgegangen.

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Summary In all species of the cuculine genusClamator, the 6 outer primaries are moulted in the sequence 6–9 — pause — 7–10 — pause — 8–5 (or 5–8). The secondaries, 10 or 11 in number, are replaced in an irregular transilient way. There is only one rule governing the moult of the rectrices. One of the prolonged ones (S 1, S 2, and S 3) on each side is retained until at least one of the others has been renewed to its full length. In this way,Clamator retains a long tail all through the period of complete moult.All flight-feathers and the body plumage are replaced in the adults in the same span of time. The complete moult may last about 100 days inClamator glandarius. The young birds begin to moult all juvenal feathers before being about 6 months old. After this moult they are sexually mature.TheClamator sequence of the 6 outer primaries differs fundamentally from theCuculus sequence. The latter is followed (more or less strictly) by all other parasitic cuckoos of the Old World which have developed a regulation of the primary moult. Both sequences sprung obviously from the irregularly transilient mode which is to be found in all non-parasitic and a few parasitic genera of Cuckoos. This confirms the isolated position ofClamator.

     

Effect of the mutilation of wings on the reproduction of the Bean Aphid Aphis fabae Scop.

Mutilation of the wings by pinching and twisting them immediately after the aphid emerged hastened its reproduction. The hastening was more striking among individuals so treated which were kept in light than those kept in dark. Reproduction was also hastened, but to a slighter degree, among individuals with naturally deformed wings.It has been shown by earlier workers that bodily exercises hastened reproduction. The facts revealed in the present paper suggest that the nervous changes resulting from bodily exercise are more important than the actual exercises themselves.

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Zusammenfassung Verstümmelung der Flügel durch Zusammenpressen und-drehen gleich nach der Häutung beschleunigte die Fortpflanzung der Blattläuse. Diese Beschleunigung war unter im Licht gehaltenen Tieren auffallender als unter solchen, die in der Dunkelheit gehalten wurden. Die Fortpflanzung ging auch bei solchen Blattläusen — wenn auch im geringeren Grade — Schneller vor sich, die ohne künstlichen Eingriff schon mit verstümmelten Flügeln schlüpften.Von früheren Autoren ist gezeigt worden, daß auch körperliche Betätigung die Fortpflanzung beschleunigte. Die Befunde der vorliegenden Arbeit weisen nun darauf hin, daß die durch körperliche Bewegung verursachte Nerventätigkeit wichtiger ist als die Ausübung selbst.

     

Kurztag-Einflüsse auf arktische Pflanzen während der arktischen Langtage

Zusammenfassung Kurztagbehandlung im sommerlichen 24 Std-Langtag führt bei arktischen Pflanzen am natürlichen Standort schon nach 10 Tagen zu einer Erhöhung der Hitzeresistenz um 2–8° C. Betula nana zeigt zudem unter Kurztagbedingungen eine um l1/2 Monate verfrüht eintretende herbstliche Rotfärbung der Blätter. Es wird daraus geschlossen, daß die gegen Herbst und Winter zu eintretenden physiologischen Veränderungen bei Pflanzen der kalten und gemäßigten Zone primär auf die Verkürzung der Tageslänge und erst in zweiter Linie auf die abnehmende Temperatur zurückzuführen sind.

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Influence of short-days on arctic plants during the arctic long-days

Summary In Godhavn (Disko Island, West Greenland) Salix glauca ssp. callicarpaea, Betula nana, Vaccinium uliginosum and Empetrum hermaphroditum in their natural habitat were darkened from 5 p.m. to 9 a.m. daily. The experiment started July 2. At this time the plants were already flowering. After 10 days of this 8-hour short-day treatment the plants showed significant physiological changes compared with the plants in the normal 24-hour long-day: the leaflets of Betula nana showed an autumnal red coloring and the heat resistance (1/2 hours heating, observation 3 days later) of all 4 plants increased by 2–8° C. The frost resistance (24 hours freezing, observation 3 days later) increased significantly in the case of Betula nana. —These experiments seem to indicate that towards the fall the seasonal increase of temperature resistance and other physiological changes in plants are due primarily to the shortening of the day length and only secondarily to the decrease of temperature.

     

Wie sind die Winteraceen-Karpelle tatsächlich gebaut? I. Die Karpelle vonDrimys,SektionTasmannia

Zusammenfassung Eine Untersuchung der Karpelle vonDrimys piperata, membranea, insipida, lanceolata und vickeriana, die alle der SektionTasmannia angehören, hat ergeben, daß ihre Spreiten keineswegs in ihrer ganzen Länge konduplikat gefaltet sind. Diese Bauweise ist ihnen nämlich vonBailey und seinen Mitarbeitern zugeschrieben worden, die von diesen primitiven Karpellen alle übrigen Angiospermen-Karpelle ableiten wollen. Die Spreitenbasis aller hier untersuchten Karpelle ist vielmehr schlauchförmig gebaut, was auch bündelmorphologisch durch das häufige Auftreten eines Ventralmedianus bestätigt wird. Der Schlauchteil der Spreite ist allerdings meist niedrig — nur beiDrimys vickeriana nimmt er ungefähr die halbe Karpellänge ein — und darüber hinaus äußerlich durch die weit herablaufenden Narbenkämme maskiert. Diese Narbenkämme entsprechen nicht den echten Karpellrändern, die ganz normal am Oberende des Schlauchteiles miteinander kongenital verwachsen, sondern sind randnahe Auswüchse der Karpellaußenseite.Die Karpelle der beiden Sektionen (Tasmannia undWintera) der GattungDrimys verwirklichen also die gleiche, peltat-schlauchförmige Bauweise; ihre Gestaltsunterschiede sind daher nicht prinzipieller Art, wieTucker angenommen hat, sondern bloß quantitativer. Mit dem Nachweis, daßdie primitiven Karpelle derDrimys-SektionTasmannia manifest peltat gebaut sind, ist schließlich auch eine neuerliche und beachtenswerte Stütze für die Ansicht gegeben, daß die Angiospermen-Karpelle ihrem Typus nach peltat-schlauchförmige Blätter sind.     

Comparing interspecific and intraspecific allometry in the Anatidae

Summary Interspecific scaling relationships (e.g. of limb size with body mass) in vertebrates are usually assumed to be functional (e.g. biomechanical) attributes. In this paper on the Anatidae, we study the scaling of wing length and tarsus length with body mass, relationships that can be expected to have biomechanical significance. At an interspecific level, both wing length and tarsus are positively allometric, a finding consistent with results from previous comparative avian studies. These trends remained significant in regressions controlling for the effects of phylogeny, but interspecific slopes were less steep within tribes than in the whole family (a taxon-level effect). We are not aware of any biomechanical resasons that explain these patterns satisfactorily. Intraspecific (static) allometries in Green-winged Teal (Anas crecca) and Marbled Teal (Marmaronetta angustirostris) are different: wing length is negatively allometric and tarsus is isometric. These anomalies suggest that interspecific and intraspecific scaling relationships do not share common causes. Our results bring into question the significance of interspecific allometries in vertebrate morphology, which may to some extent be non-functional by-products of morphological optimisation processes within species and ecological differences between them.

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Vergleich inter- und intraspezifisher Allometrien bei Anatiden

Zusammenfassung Bei Vertebraten werden auf dem interspezifischem Niveau Größenbeziehungen (z. B. Gliedmaßenlänge mit Körpergewicht) üblicherweise funktional (z. B. bio-mechanisch) erklärt. In der vorliegende Studie untersuchen wir die Größenbeziehungen von Flügel- und Tarsuslänge mit der Körpermasse bei Anatiden. Es ist zu erwarten, daß diese Beziehungen biomechanische Bedeutung haben. Auf dem interspefischen Niveau (morphometrische Daten von 42 westpaläarktischen Arten wurden untersucht) sind sowohl Flügellänge als auch Tarsuslänge positiv allometrisch, d. h. länger mit zunehmender Masse. Dieses Ergebnis stimmt mit früheren, vergleichenden Studien an Vögeln überein. Diese Trends waren auch in Regressionsanalysen signifikant, in denen auf die Effekte der Phylogenie kontrolliert wurde. Allerdings, waren die interspezifischen Steigungen innerhalb der Triben geringer als in ganzen Familien (Effekt des taxonomischen Niveaus). Für diese Muster haben wir keine befriedigende biomechanische Erklärung. Intraspezifische (statische) Allometrien in einjährigen Krickenten (Anas crecca) und Marmelenten (Marmaronetta angustirostris) unterscheiden sich: die Flügellänge ist hier negativ allometrisch (d. h. relativ kürzer bei steigender Masse), die Tarsuslänge ist isometrisch. Diese Anomalien weisen darauf hin, dass inter-und intraspezifischen Größenbeziehungen keine gemeinsame Erklärung zugrunde liegen. Unsere Ergebnisse stellen die Bedeutung von interspezifischen Allometrien in der Morphologie von Vertebraten in Frage. Sie könnten zum Teil nichtfunktionelle Nebenprodukte von morphologischer Spezialisierung innerhalb von Arten, aber auch von ökologischen Unterschieden zwischen Arten sein.

     

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.     

Simulation of rhythmic nervous activities

Zusammenfassung Die überschwellige Dauererregung mehrerer Jenik-Modellneurone würde bei jedem einzelnen zu einer ununterbrochenen Dauerentladung führen. Auf Grund des hier vorgestellten Verschaltungsprinzips der sog. Zyklischen Hemmung sind die Elemente jedoch über Hemmungsleitungen in zyklischer Weise miteinander verkoppelt, wodurch zeitlich definierte, periodisch sich wiederholende, gegenseitige Erregungsunterdrückungen erreicht werden. Das heißt: trotz gleichförmiger Eingangserregung zeigen die Neuronenmodelle am Ausgang ein burst-artiges Entladungsmuster.Der für einen solchen Burst-Generator endlicher Folgefrequenz notwendige Verzögerungsmechanismus ist dadurch gegeben, daß die Modellneurone nach erfolgter Hemmung eine ausreichend lange Erholphase durchlaufen müssen, bevor sie wieder in den aktiven Entladungszustand gelangen. Die Länge dieser Erholphase ist abhängig von den Parametern des Erregungs- und Hemmeinganges (Frequenz, Amplitude, PSP-Zeitkonstante), also von außen steuerbar.Zwei verschiedene Typen von zyklischen Netzwerken werden untersucht. In den einfachen Netzwerken werden Ausgangs- (Erregungs-) und Zwischen- (Hemmungs-) Nervenzelle durch ein und dasselbe Modellneuron repräsentiert. Beliebig viele, jedoch mindestens 3 Einzelelemente umfaßt ein solcher Burst-Generator (N3), wobei jedes Element in Hemmrichtung maximal bis zu M _maxN–2 Nachbarelemente hemmend beeinflussen kann. Diese streng rotationssymmetrische Hemmungsverschaltung garantiert das charakteristische rhythmische Ausgangsmuster der periodischen Erregungsumläufe, indem die Modellneurone entgegen dem Hemmrichtungssinn nacheinander in Bursts entladen.Im Unterschied zu den einfachen Netzwerken wird — als mögliche Annäherung an die physiologischen Gegebenheiten — in den sog. komplexen Netzwerken der Hemmeinfluß jedes Ausgangselementes über ein eigenes Zwischen- (Hemmungs-) Element ausgeübt. Die Vielfalt der Ausgangs-Zeitmuster kann dadurch erheblich gesteigert werden.Die Ausgangsmuster beider Netzwerktypen können bei gegebener Struktur als Funktion der Erholphase errechnet werden. Die Nützlichkeit dieser Netzwerke als biologisches Modell liegt vielleicht gerade darin, daß die das Zeitverhalten bestimmende Erholphase von den Eingangsgrößen direkt gesteuert wird, d. h. die Werte der Eingangsparameter werden in eine Zeitgröße (der Länge der Erholphase) umgesetzt. Mit noch zusätzlicher zeitabhängiger und asymmetrischer Variation dieser Eingangsparameter an den Einzelelementen stellt ein derartiges Netzwerk ein vielseitiges und flexibles Steuerinstrument für die verschiedensten (periodischen) Vorgänge dar.Obwohl es aus der Biologie noch keinen direkten Beweis für das Vorhandensein einer derartigen Hemmungsverkopplung gibt, sind andererseits rückführende Hemmverbindungen und Neurone mit relativ langer Hyperpolarisationsphase bekannt. Im Rückenmark, Septum, Ammonshorn und Thalamus sind in der Literatur ähnliche Neuronenaktivitäten beschrieben, die unsere Modellvorstellung unterstützen.     

A case of possible vocal convergence between frogs and a bird in Himalayan torrents

Summary Several species of frogs of the subgenusRana (Paa) and one species of bird of the genusPhylloscopus, which are calling in or near torrents in the Himalayas, show striking similarities in their vocal signals: 1) The calls are composed of short sequences of notes separated by periods of silence; 2) the notes are pure, short, and have a narrow frequency band; 3) within each sequence, the notes are rhythmically emitted. We suggest that these characteristics may be adaptive, the convergence being caused by the selective pressure of the acoustic constraints of the biotope.

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Ein Fall möglicher stimmlicher Konvergenz zwischen Fröschen und einem Vogel an Sturzbächen des Himalaya

Zusammenfassung Mehrere Frosch-Arten der UntergattungRana (Paa) und ein Laubsänger der GattungPhylloscopus, die in oder in unmittelbarer Nähe von Gebirgsflüssen des Himalayas leben, weisen in ihren akustischen Signalen bemerkenswerte Ähnlichkeiten auf. 1) Die Rufe bzw. Gesänge setzen sich aus kurzen Folgen von Elementen zusammen, die durch lange Pausen getrennt sind. 2) Die Elemente sind rein und kurz; ihre Frequenzbänder sind schmal. 3) Innerhalb jeder Ruffolge werden die einzelnen Elemente rhythmisch geäußert. Wir vermuten, daß diese Eigenschaften adaptiv sind. Derart ähnliche Rufe bei nur weitläufig verwandten Tiergruppen würden somit auf Konvergenz beruhen, hervorgerufen durch den Selektionsdruck der akustischen Eigenschaften des Biotops.

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Dedicated to Ernst Mayr on the occasion of his 80th birthday

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Results of the Himalaya Expeditions ofJ. Martens, No. 108. — No. 107: Reichenbachia, 22 (1), 1984. — J. M. sponsored by Deutscher Akademischer Austauschdienst and Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Feinstruktur der Trichom-Hydathoden vonMonarda fistulosa

Zusammenfassung Die Trichome vonMonarda fistulosa sezernieren bis 450 m³ einer wäßrigen Flüssigkeit pro Minute. Ihre Köpfchenzellen besitzen Zellkerne, die mehr als doppelt so voluminös als die der normalen Epidermiszellen sind, nur wenige Mitochondrien und Piastiden und über 800 Dictyosomen. Die Dictyosomen-Vesikeln transportieren die Flüssigkeit nach außen. Dabei wird pro Minute eine Zisterne aufgelöst und eine neue produziert, so daß ein Dictyosom in ca. acht Minuten vollständig erneuert ist.

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The fine structure of the trichome hydathodes ofMonarda fistulosa

Summary The trichomes ofMonarda extrude up to 450 m³ of an aqueous solution per minute. Their head cells contain nuclei of a volume more than twice that of common epidermal cells, up to 800 dictyosomes, and only a few mitochondria and plastids. The water is extruded by way of the Golgi vesicles. A dictyosome yields one cisterna per minute which is replaced by a new one on the opposite side, so that in about eight minutes the entire dictyosome is renewed.

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Fräulein G.Eikenberg danke ich für wertvolle Mitarbeit, der Deutschen Forschungsgemeinschaft für finanzielle Unterstützung.     

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

Zusammenfassung Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden ²-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden ²-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.     

Die Temperaturregulierung im Bienenvolk

Zusammenfassung Die zu einem Volk gehörenden Bienen bringen in ihrer Gesamtheit eine Reihe von Leistungen auf, durch welche das Volk den Wert einer in sich geschlossenen Einheit dokumentiert. Auf diese Einheit — als Organismus höherer Ordnungsstufe bezogen — stellen diese Gesamtheitsleistungen Regulationen dar, welche den vegetativen Funktionen höherer Organismen an die Seite zu stellen, sind. Hierzu gehört u. a. der geordnete Wärmehaushalt des Bienenvolkes. Nach dieser Richtung haben wir Untersuchungen ausgeführt, im Sinne vergleichend physiologischer Studien, Es geschah dies unter Anwendung von Thermoelementen, welche in großer Zahl in den Mittelwänden der Waben im Stock verteilt worden waren. Die Temperaturmessungen erfolgten zum Teil mittels der Kompensationsmethode, zum Teil durch photographische Registrierung der Galvanometersausschläge. In bezug auf den brutfreien Zustand des Bienenvolkes kamen wir zu folgenden Ergebnissen: Es besteht ein eng begrenzter Wärmemittelpunkt, von welchem aus schon innerhalb des Volkes die Temperatur nach allen Richtungen — besonders steil nach oben — abfällt. Im Bereiche, wo die Bienen sitzen, besteht eine der physikalischen Temperaturschichtung entgegengesetzte Temperaturordnung (Inversion).Die tiefen Temperaturen dicht oberhalb des Wärmezentrums weisen auf eine Stromrichtung der Atmungsluft hin, die von oben nach unten geht. Die Bedeutung der Luftbahn für die Wärmeökonomie und die Kondensation des Verbrennungswassers wird erörtert. Die tiefste Temperaturlage, in welcher inverse Temperaturschichtung noch beobachtet wird, liegt, zwischen 7 und 8°. Es, wird der Schluß gezogen, daß das in Wärmeschutzstellung befindliche Volk durch Temperaturgürtel von unterhalb 7–8° eingegrenzt wird. Damit steht die Erscheinung im Einklang, daß die reinigungsbedürftigen Bienen zu fliegen beginnen, wenn jene Temperaturgrenze von der Außentemperatur über schritten wird.Die höchste Wintertemperatur im Wärmemittelpunkt des ungestörten Volkes wurde im Zusammenhang mit sehr niedriger Außentemperatur gefunden. Der Temperaturunterschied gegen außen betrug dabei 43°. Die Temperatur im Warmemittelpunkt bewegt sich in der Regel von etwas über 20 bis etwas über 30°. Ihr tiefster Stand des Winters betrug 18°.Der zeitliche Temperaturverlauf des Wärmemittelpunktes und seiner nahen Umgebung zeigt bei Außentemperatur von nur wenig über 0° Neigung zu einer typischen etwa 7° umfassenden Tagesschwankung. Die äußeren Schichten der Bienentraube machen diese innerlichen Temperaturbewegungen nicht mit, ebensowenig aber auch die Fluktuationen der Außentemperatur, soweit sich diese unterhalb 7–8° befindet. Die Temperaturregulierung ist demnach unter winterlichen Verhältnissen darauf gerichtet, die Randbienen der variablen Abkühlung entgegen konstant über der Schädlichkeitsschwelle zu halten.Für das brütende Volk wird folgendes festgestellt: Wo Brut liegt, herrschen Temperaturen zwischen 35° und 36°. Für einzelne Punkte bleiben die Tagesschwankungen oft unterhalb der Grenzen von 0,2–0,4 °. Hier erstrebt die Regulierung die Konstanz auf dem Niveau eines Optimum für die Brutentwicklung. Bei Überhitzungsgefahr kann das Brutgebiet künstlich kühl gehalten werden, wobei unter besonderen Verhältnissen nur das Mittel der Wasserverdampfung wirksam sein kann. Während der Fütterungsperiode werden die mit eingetragenem Futter belegten Wabengebiete kräftig erwärmt, offenbar zum Zwecke eines raschen Eindampfens des überschüssigen Wassers und zur Beschleunigung der fermentativen Verarbeitung des Zuckers.     

Untersuchungen an den Geschmacksknospen der Barteln von Corydoras paleatus Jenyns

Zusammenfassung Der Bau der Geschmacksknospen auf den Barteln von Corydoras paleatus Jen. wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Jede Geschmacksknospe ist aus 2 Zelltypen aufgebaut: den Rezeptorzellen und den sie umhüllenden Stützzellen. Die sich von der Geschmacksknospenbasis bis zur Oberfläche erstreckenden Stützzellen tragen einen Mikrovillibesatz. — Die einheitlich gestalteten Rezeptoren, die im Längsschnitt spindelförmig, im Querschnitt rund sind, besitzen zum Unterschied von den Stützzellen zahlreiche Mitochondrien und peripher gelagerte Vesikel sowie 2 Typen von Tubuli. Der Zellapex trägt einen über die freie Oberfläche senkrecht hinausragenden, schlankkegelförmigen Fortsatz mit rundem oder ovalem Querschnitt. — Innerhalb der Bindegewebspapille befindet sich dicht unter der Geschmacksknospenbasis ein Plexus von Axonbündeln, von dem aus die Axone meist einzeln an das Perikaryon der Rezeptorzellen herantreten. In der Nähe der Kontaktstelle mit dem Rezeptor sind häufig Tubulibündel zu finden. — Die meisten Geschmacksknospen enthalten einzelne degenerierende Zellen. — Im Epithel zwischen den Geschmacksknospen wurde ein besonderer Sekretzellentyp nachgewiesen.

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Investigation of taste buds of barbels in Corydoras paleatus JenynsI. Ultrastructure of the taste buds

Summary The taste buds of the barbels of Corydoras paleatus have been studied with the electron microscope. Each taste bud is composed of two cell types: receptor cells and supporting cells. The supporting cells extend from the base of the taste bud to the surface where they bear microvilli. The apex of the uniform, spindle shaped receptor cells has a free, cone-shaped appendage. The receptor cells, unlike the supporting cells, contain numerous mitochondria, peripherally-located vesicles, and two types of tubuli. Single axons project from a nerve plexus close to the base of the taste bud and run to perikarya of the receptor cells. Frequently bundles of tubuli lie close to the area of contact between axon and receptor cell membranes. Most of the taste buds contain individual degenerating cells. A special type of secretory cell is present in the epithelium of the barbels.

     

Einige Beobachtungen über den Entwicklungszyklus des cellulosezersetzenden Organismus.

Zusammenfassung 1. Der von uns untersuchte Organismus ist mit Sp. cytophaga Hutchinson und Clayton identisch. — 2. Der Entwicklungszyklus umfaßt ein stäbchenförmiges Stadium und eine daraus entstehende Form, die das Aussehen eines Kokken hat (=Sporoid Hutchinsons). —3. Die kokkenartige Form (=Sporoid) stellt einen Körper von schleimiger Konsistenz dar, die sich unter der Einwirkung von Sodalösung verändert. — 4. In frischer Nährlösung kommen aus den schleimigen, kokkenartigen Zellen stäbchenartige Formen hervor, die analog sind den Formen, die in den ersten Tagen der Entwicklung des Organismus beobachtet werden. — 5. Alle Entwicklungsstadien dieses Organismus lassen sich durch Kombination von Beobachtungen in Probiergläsern auf Filtrierpapier mit Beobachtungen im hängenden Tropfen auf Filtrierpapierfasern verfolgen. — 6. Dieser Organismus ist sehr weit verbreitet, indem er sowohl in verschiedenen Bodenarten und in Salzseen der gemäßigten Zone als auch im arktischen Gebiet vorkommt, wo er von uns auf Franz-Joseph-Land, Nowaja Zemlja, Severnaja Zemlja und im Wasser des Barentsmeeres gefunden wurde. — 7. Wir behalten für ihn den von Winogradsky gegebenen Namen bei: Cytophaga Hutchinsoni, da keine Gründe vorliegen, seine Identität mit Spirochaeta anzunehmen.     

CuckooCuclus canorus parasitism onAcrocephalus Warblers in Southern Moravia in The Czech Republic

Summary The Reed Warbler,Acrocephalus scirpaceus, in the Lednice area, Southern Moravia in the Czech Republic, was parasitized by the Cuckoo,Cuculus canorus, at a rate of at least 18.0 %. The Cuckoo eggs showed poor mimesis with the Reed Warbler eggs, but showed a greater resemblance to the eggs of other species breeding in the area, including the Great Reed Warbler,A. arundinaceus. This latter species was also parasitized, but we did not find enough nests to obtain a reliable estimate for the rate of parasitism. The parasitized Reed Warblers rejected the Cuckoo eggs at a high rate (42.1 %) and therefore both the hatching success and the breeding success of the Cuckoo was considerably lower than shown by comparable results from Britain. On the background of these results (poor mimesis of the Cuckoo eggs and a high rejection rate by the hosts) the question of the degree of specialization versus generalism in the Cuckoo's host preference is discussed.

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Zusammenfassung Teichrohrsänger im Gebiet von Lednice (Südmähren, Tschechei) waren mindestens zu 18 % vom Kuckuck parasitiert. Die Kuckuckseier glichen jenen der Teichrohrsänger nur wenig, waren jedoch den Eiern anderer im Gebiet brütender Arten einschließlich des Drosselrohrsängers ähnlicher. Drosselrohrsänger waren auch parasitiert; wir fanden jedoch nicht genug Nester, um eine Parasitierungsrate ermitteln zu können. 42,1 % der Kuckuckseier wurden vom Teichrohrsänger nicht angenommen; daher waren Schlüpf- und Ausfliegerate des Kuckucks merklich geringer als in vergleichbaren Ergebnissen aus Großbritannien. Vor dem Hintergrund unserer Ergebnisse — geringe Angleichung der Kuckuckseier und hohe Ablehnungsrate durch die Wirtsart — wird die Frage von Spezialisierung und Generalismus in der Wirtswahl des Kuckucks diskutiert.