Der Einfluß von Tannin auf die Dehnbarkeit der Zellwand

Zusammenfassung Das Ziel vorliegender Arbeit war, die Wirkung von Tannin auf die Zellwanddehnbarkeit zu untersuchen. Sämtliche Versuche wurden mit 35 mm langen Hypokotylspalthälften 6 Tage alter Sonnenblumenkeimlinge ausgeführt. Die Zellwanddehnbarkeit solcher Spalthälften, die mit Glycerinlösung infiltriert waren, erfolgte mit einer Streckwaage. Nach einer 24stündigen Vorbehandlung in Tanninlösungen (5·10^–4 molar) wurde die Dehnbarkeit der Zellwände um 26% erniedrigt. Die tanninbedingte Abnahme der Wanddehnbarkeit war pH-abhängig. Sie war am stärksten bei pH 6 und sank mit zunehmender Säure des Inkubations-mediums. Bei pH 7 war die Dehnbarkeit tanninbehandelter Hypokotyle sogar stärker als die entsprechender Pufferkontrollen. Die Erniedrigung der Zellwanddehnbarkeit durch Tannin lief parallel zu einer Wachstumshemmung. Offensichtlich wirkt der Gerbstoff Tannin nicht direkt auf die Zellwand, da die Dehnbarkeit von Hypokotylgewebe nicht verändert wurde, wenn diese ohne Vorbehandlung mit einer tanninhaltigen Glycerinlösung infiltriert und plasmolysiert wurden. Die Wirkung auf die Zellwand scheint sekundärer Natur zu sein und über den Stoffwechsel abzulaufen. Mögliche Reaktionsmechanismen wurden ausführlich besprochen.

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Summary The aim of this paper was to investigate the effect of tannin on the extensibility of cell walls. All experiments were done with 35 mm hypocotyl sections of six days old sunflower-seedlings which were split longitudinally into two identical halves. The wall extensibility of those split halves which were plasmolysed by infiltration with glycerin was measured by using a special stretching apparatus. It was found that after a 24 hours preincubation period in tannin solutions (5·10^–4 molar) the extensibility of cell walls became reduced by 26 per cent. The rate of the tannin-caused decrease of cell wall extensibility was dependent on the acidity of the incubation fluid. It was highest at pH 6 and sank with increasing acidity of incubation medium. The extensibility of hypocotyls treated with tannin was at pH 7 even higher than that of corresponding buffer controls. The reduction of cell wall extensibility by tannin ran fairly parallel with a growth inhibition. It has been shown that there is obviously no direct action on the cell wall by tannin, since the extensibility of hypocotyl tissue was not affected if it was infiltrated and plasmolysed by a tannin containing glycerin solution without any pretreatment. The effect on the cell wall seems of secondary nature and acts probably via metabolic factors. Possible mechanisms are extensively discussed.

     

Über den Einfluß der Ernährung auf die Protein-Zusammensetzung von Essigbakterien

Zusammenfassung Drei Acetobacter-Arten mit zum Teil ähnlichen biochemischen Fähigkeiten aber wesentlich verschiedenen Ernährungserfordernissen, nämlich die haplotrophen Arten A. lovaniense und A. aceti einerseits und der eine wesentlich komplizierter zusammengesetzte Nahrung benötigende A. rancens andererseits, wurden unter den zunächst ermittelten ernährungsphysiologischen Minimalbedingungen in submerser Kultur gezogen und die Hydrolysate der von ihnen gebildeten Proteine papierchromatographisch untersucht.Hierbei ergab sich, daß die drei Essigbakterien-Arten Proteine bilden, die qualitativ gleichartig sind und auch mengenmäßig keine wesentlichen Unterschiede erkennen lassen, soweit sich dies mit der geübten Schätzungsmethode feststellen läßt. Ein gleiches Resultat ergab sich auch dann, wenn dem haplotrophen A. lovaniense die komplexe Nahrung des A. rancens geboten wurde.Daraus geht hervor, daß auch bei stark abweichenden Ernährungs-erfordernissen anscheinend dieselbe Grundgarnitur an Aminosäuren gebildet wird. Die -Aminobuttersäure und die ,-Diaminopimelinsäure dürften im Hinblick auf ihr bloß gelegentliches Auftreten kaum zu derselben zu rechnen sein.Herrn Professor Dr. Dr. h. c. A. Rippel-Baldes zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Der Einfluß der Tageslänge auf die Knollenbildung der Kartoffel

Zusammenfassung Verkürzung der täglichen Belichtung auf 12 Stunden blieb auf 4 deutsche Kartoffelsorten, abgesehen von einigen morphologischen Veränderungen, ohne Einfluß. Bei 3 verschiedenen südamerikanischen Kulturkartoffeln zeigte sich eine außerordentliche Steigerung der Erträge, Verminderung der Wurzelmasse und Verkürzung der Stolonen. Diese Ergebnisse werden in Beziehung gebracht zu den Ergebnissen anderer Autoren bei ähnlichen Versuchen mit Kartoffeln und anderen Objekten.     

Der Einfluß der Gewebezüchtung auf die Morphologie der Hühnerherzmyoblasten

Zusammenfassung Bei der Züchtung von embryonalen Hühnerherzmyoblasten entstehen innerhalb weniger Stunden aus den Promitochondrien, die sichin vivo zu regulären Fadenmitochondrien entwickeln, zunächst kleine Cytosomen von 1/3 bis 1/2 Durchmesser mit einem oder mehreren lamellären Innenkörpern. Innerhalb eines Tages können diese Cytosomen mehrere groß werden. Sie besitzen durchweg eine einfachkonturierte Außenhülle und mehrere Innenkörper, die sich aus Membransystemen zusammensetzen, deren dicht gepackte Lamellenpaare ganz ähnlich gebaut sind wie dieCristae der ausdifferenzierten Mitochondrien. Nach weiterer Reifung zerfallen diese Cytosomen in ihre Untereinheiten, über deren Schicksal noch keine näheren Angaben gemacht werden können. Dieser Vorgang wiederholt sich, so daß bei älteren Myoblastenkulturen alle Entwicklungsstadien der Cytosomen nebeneinander vorliegen.Die Cytosomen sind herkunftsmäßig mit den Mitochondrien nahe verwandt, unterscheiden sich aber von ihnen hinsichtlich der stofflichen Zusammensetzung. Im Gegensatz zu den Mitochondrien sind die Cytosomen reich an Esterphosphatiden und Polysacchariden. Sie entstehen nur in solchen Kulturen, die ein proteinreiches Nährmedium enthalten. Ihre wichtigste Funktion besteht wahrscheinlich darin, das in Gewebekultur überschüssig vorhandene Protein zu speichern oder zu spalten.     

Der Einfluß der Gewebezüchtung auf die Morphologie der Hühnerherzmyoblasten

Zusammenfassung Herzexplantate von 9 Tage alten Hühnerembryonen machen in der Gewebekultur verschiedene morphologische Veränderungen durch, so vor allem an den Muskelelementen.In den Mutterstücken differenzieren sich die halbfertigen Myofibrillen noch etwa 3 Tage lang weiter, erreichen aber bestenfalls den Ausbildungsgrad, der beim 12 Tage alten Embryo vorliegt. Im Anschluß an diese begrenzte Differenzierung bleiben die Myofibrillen noch einige Tage lang unverändert und werden dann in den funktionslos gewordenen Myoblasten nach und nach abgebaut. Die Fibrillenrückbildung ist 2 bis 3 Monate später in vollem Gange. Zu dieser Zeit enthalten die meisten Myoblasten nur noch Teilstücke der Fibrillen, deren Zerfallsprodukte, die Myofilamente, man. überall im Cytoplasma findet.In der Wachstumszone der gleichen Herzexplantate unterliegen die Myoblasten extremeren Bedingungen. Da sie sich schon wenige Stunden nach Kulturbeginn aus dem Gewebeverband lösen, verlieren sie relativ schnell ihre Funktion, beginnen sofort mit dem Abbau der Fibrillen und nehmen ein fibroblastenartiges Aussehen an. Der myogene Ursprung dieser Zellen läßt sich aber noch einige Tage lang an den im Cytoplasma enthaltenen Myofilamenten erkennen.Diese regressiven Vorgänge bezeichnet man wohl am besten alsModifikation, weil es sich offenbar um eine Anpassung an die Gegebenheitenin vitro handelt. Die Myoblasten bilden nämlich während der Mitose auchin vivo ihre Muskelelemente vorübergehend vollständig zurück, bauen sie aber in der anschließenden Interphase wieder neu auf.     

Der Einfluß von Ultraschallwellen auf die Entwicklung von Froscheiern und auf die Zellteilung der Eier des Pferdespulwurms mit besonderer Berücksichtigung der Grenzflächenspannungen

Ohne Zusammenfassung     

Der Einfluß der Gewebezüchtung auf die Morphologie der Hühnerherzmyoblasten

Zusammenfassung Die Mitochondrien von embryonalen Hühnerherzmyoblasten sind 0,3 bis 0,6 dick und bis zu 15 lang. Sie besitzen zahlreicheCristae, die überwiegend in Querstellung angeordnet sind. Die schlauchförmigen Mitochondrien bilden gelegentlich Ringformen und Verzweigungen und neigen zur Fragmentation.Nach längerer Kultur findet man in den Myoblasten häufig transformierte Mitochondrien mit vergrößertenCristae, die relativ dicht beieinander liegen und nun in Längsrichtung stehen.Weiterhin wurden geschwollene Mitochondrien mit außergewöhnlich langenCristae gefunden, die wellenförmig in Längsrichtung liegen, ferner zahlreiche Verzweigungen aufweisen und an vielen Stellen miteinander verwachsen sind. Die Entstehung dieser Gebilde kann so erklärt werden, daß dieCristae schneller heranwachsen als die Mitochondrienhülle, infolge-dessen gestaucht werden und sich auffalten.Im Endstadium legen sich dieCristae der transformierten Mitochondrien in dichter Packung an die Innenseite der Mitochondrienhülle und umschließen einen zentralen Hohlraum.Herrn Professor Dr. R. Danneel zu seinem 60. Geburtstage in Dankbarkeit gewidmet.     

Fehlender Einfluß von Licht auf die Reversion der UV-induzierten spektralen Veränderung von Cytidylsäure

Zusammenfassung Das Lichtprodukt, welches nach Belichtung von UV-bestrahlter Cytidylsäure (CMP) in früheren Versuchen zu entstehen schien und über das von Park u. Kaplan berichtet worden war, konnte in neuen Versuchen des zweiten Autors nicht wiedergefunden werden. Nachbehandlung mit Licht wie auch Dunkelheit bei ca. 25°C ergaben offenbar die gleiche Substanz mit dem Absorptionsspektrum von normalem CMP.

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Summary The photoproduct after illumination of UV-irradiated Cytidylic acid (CMP) reported by Park and Kaplan earlier could not be reproduced by the 2^nd author. Both, postincubation with and without light at about 25°C led to the formation of obviously the same substance with the absorption spectrum of normal CMP.

     

Der Einfluß von Ultraschallwellen auf die Entwicklung von Froscheiern und auf die Zellteilung der Eier des Pferdespulwurms mit besonderer Berücksichtigung der Grenzflächenspannungen

Ohne Zusammenfassung     

Der Einfluß von Na-Fluorescein auf die Feinstruktur der Wurzelhaare von Lepidium sativum

Summary Cytoplasmic disarrangements in the root hairs of Lepidium sativum caused by the vital stain Na-fluorescein (Uranine) after applications of different duration were analyzed by electron microscopy. After an application time of eight min there appear microbody-like structures and vacuoles in the cytoplasm. After a 16-min application severe disorganizations of membranes are brought about. There are distortions and dissolutions of the internal mitochondrial structures. The long cisternae of the ER are fragmented. Vesicle-like structures with a twofold border appear, which probably arise from Golgi cisternae transformed into rings. Between the cell wall and the plasmalemma, which is masked by a substance of high contrast, vacuole-like structures are formed. As these processes coincide with the extrusion of the dye from the cytoplasm, which may be observed in the light microscope, a connection between the two phenomena is assumed, the possibility of which is discussed under the aspect of decompartimentation.     

Zum Einfluß der Dämmerung auf die circadiane Periodik

Zusammenfassung Theoretische Untersuchungen der circadianen Periodik mit Hilfe eines mathematischen Modells hatten zu der Voraussage geführt, daß die Phasenwinkel-Differenz zwischen einer Aktivitäts-Periodik und einem Licht-Dunkel-Zeitgeber in zweifacher Weise von der Dämmerungs-Dauer abhängt: 1. Je länger die Dämmerung, desto früher liegt die Aktivitäts-Periodik relativ zum Zeitgeber; 2. je länger die Dämmerung, desto stärker ändert sich die Phasenwinkel-Differenz zum Zeitgeber bei Variation des LD-Verhältnisses. In einer ersten Versuchsreihe waren diese Voraussagen für lange Dämmerungen und für licht-aktive Vögel bestätigt. In den hier beschriebenen Experimenten ist der Einfluß kurzer Dämmerungen verschiedener Dauer untersucht, und zwar bei licht-aktiven Finken-Vögeln und bei dunkel-aktiven Goldhamstern. Alle Ergebnisse stimmen mit den theoretischen Voraussagen überein.Die Ergebnisse dieser Versuche sind für die Bestätigung der Theorie von besonderer Bedeutung, da in die Ableitung des Dämmerungs-Einflusses mehr wesentliche Eigenschaften der Theorie eingehen als in die Ableitung aller anderen bisher untersuchten Einflüsse (z.B. des Einflusses variabler LD-Verhältnisse). Die hier beschriebenen Ergebnisse sind außerdem von Bedeutung für die jahreszeitliche Änderung der Phasenlage, die die natürliche Grundlage für photoperiodische Prozesse bildet: In der Natur wechselt im Verlaufe der Jahreszeiten nicht nur das LD-Verhältnis, sondern auch die Dämmerungs-Dauer. Besonders bei dunkelaktiven Organismen ändert die Mit-Berücksichtigung des Dämmerungs-Einflusses entscheidend den alleine unter Berücksichtigung des LD-Verhältnisses abgeleiteten Jahresgang der Phasenlage und gleicht ihn dem für licht-aktive Organismen gültigen an.

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The influence of twilight on circadian rhythms

Summary Theoretical considerations of circadian rhythms have shown that, under conditions of a light-dark cycle, the duration of twilight has a twofold influence on phase-angle difference between an activity cycle and the Zeitgeber: 1. The longer the twilight periods, the earlier occurs the activity relative to the Zeitgeber, and 2. the longer the twilight periods, the stronger changes the phase-angle difference with changing LD-ratio. In former biological experiments, these predictions are confirmed only with very long twilight periods and only with light-active birds. In experiments described here, phase-angle difference between activity cycle and Zeitgeber are examined in light-active birds (finches) and in dark-active mammals (hamsters) under the influence of short twilight periods with varying duration. All results show a clear agreement between theory and experiment.These results confirm the validity of the theory with stronger significance than any other biological experiment up to now, because the theoretical derivation of the twilight influence covers more essential aspects of the theory than the derivation of any other influence (e.g.: influence of LD-ratio). Furthermore, these results have consequences with regard to the seasonal change in phase-angle differences, because in nature not only the LD-ratio changes seasonally but also the duration of twilight. Especially in dark-active organisms, the twilight influence changes remarkably the seasonal course of phase-angle difference in comparison to that course derived only from the seasonal change in LD-ratio. Because of the prevailing twilight influence these phase-angle differences, as relevant for photoperiodic phenomena, take a similar course in light-active and in dark-active organisms.

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The research reportet in this document has been sponsored in part by the Air Force Office of Scientific Research under grant AF EOAR 66-15, with the European Office of Aerospace Research (OAR), United States Air Force.     

Der Einfluß von Redoxindicatoren auf die Säurebildung von Streptococcus lactis

Zusammenfassung Der Einfluß von acht Redoxindicatoren mit abgestuften Normalpotentialen zwischen E ₀=-340 mV und E ₀=+115 mV ist in einem Flüssigsubstrat auf die Säurebildung von Streptococcus lactis untersucht worden.Durch Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-122 mV und +115 mV (Nilblau, Methylenblau, Brillantkresylblau, Toluylenblau) konnte die Milchsäurebildung, besonders bei niederen Farbstoffkonzentrationen (4·10^-5 und 10^-4 m/l), signifikant gefördert werden. Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-289 mV und-122 mV (Safranin T, Phenosafranin, Janusgrün, Nilblau) hemmten dagegen die Produktion von Milchsäure in allen oder in der Mehrzahl der angewendeten Konzentrationen. Niblau, das am übergang der beiden Potentialbereiche liegt, förderte die Milchsäurebildung sehr stark bei niederen und hemmte ebenso stark bei höheren Konzentrationen.Die Bildung von flüchtigen Säuren wurde durch keinen der Farbstoffe gefördert. Eine Hemmung trat durch Farbstoffe mit Normalpotentialen zwischen-289 mV und +47 mV (Safranin T, Phenosafranin, Janusgrün, Nilblau, Methylenblau, Brillantkresylblau) ein. Janusgrün hemmte die Bildung flüchtiger Säuren in allen untersuchten Konzentrationen zwischen 4·10^-5 und 4·10^-4 m/l. Je weiter das Normalpotential des hemmenden Farbstoffes von dem Normalpotential des Janusgrüns abwich, desto geringer wurde die Hemmung in der geringsten Konzentrationsstufe von 4·10^-5 m/l. Diese Unterbindung der Hemmwirkung wirkte sich in Richtung auf negativere Normalpotentiale mehr aus als in Richtung auf positivere Normalpotentiale.Durch die beiden Farbstoffe mit den extremsten Normalpotentialen (Neutralrot E ₀=-340 mV, Toluylenblau E ₀=+115 mV) wurde weder die Produktion von Milchsäure noch die von flüchtigen Säuren merklich gehemmt. Eine Förderung der Milchsäurebildung konnte von beiden Farbstoffen nur durch Toluylenblan in der geringsten Konzentration (4×10^-5 m/l) erzielt werden.

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The influence of redox indicators on the acid formation in Streptococcus lactis

Summary The influence of 8 redox indicators with graded standard redox potentials between E ₀=-340 mV and E ₀=+115 mV was tested for the acidification by Streptococcus lactis in a liquid medium.By redox indicators with standard redox potentials between-122 mV and +115 mV (Nile blue, methylene blue, brillant cresyl blue, and toluylene blue) the formation of lactic acid could be significantly increased, especially with low dye concentrations (4×10^-5 and 10^-4 m/l). Dyes with standard redox potentials between-289 mV and-122 mV (safranine T, phenosafranine, Janus green, Nile blue) on the other hand retarded the production of lactic acid by Strept. lactis in all or most of the dye concentrations used. Nile blue-representing the transition point between the two sections of redox indicators-increased the production of lactic acid very much in low concentrations and inhibited it as much in high concentrations.The production of volatile acids was not increased by any dyestuff. It was delayed by dyes with standard redox potentials between-289 mV and +47 mV (safranine T, phenosafranine, Janus green, Nile blue, methylene blue, brillant cresyl blue). Janus green retarded the production of volatile acids in all analysed concentrations between 4×10^-5 and 4×10^-4 m/l. The greater the difference between the standard redox potential of the inhibiting dye and the standard redox potential of Janus green the smaller was the retarding effect in the lowest degree of concentration of 4×10^-5 m/l. This stopping of the retarding effect was more effective towards standard redox potentials more negative then towards more positive ones.The two dyes with the most extreme standard redox potentials (neutral red E ₀=-340 mV, toluylene blue E ₀=+115 mV) didn't obviously delay any acid formation, neither the production of lactic acid nor that of volatile acids. Of the two dyes only toluylene blue in the lowest concentration used (4×10^-5 m/l) caused an increased production of lactic acid.

     

Der Einfluß der Gewebezüchtung auf die Differenzierungsform des endoplasmatischen Retikulums von Hühnerherzmyoblasten

Zusammenfassung Die Herzmuskelzellen 9 Tage alter Hühnerembryonen besitzen ein spärlich entwickeltes endoplasmatisches Retikulum (ER). In der Gewebekultur bilden die Myoblasten ihre Myofibrillen zurück und bauen wahrscheinlich aus der äußeren Kernmembran ein weitläufiges, stark verzweigtes ER auf, das mitunter bis an die Zellmembran reicht. Der Golgi-Apparat mit seinen Dictyosomen wird von einem besonders dichten ER-Geflecht allseitig umgeben und stellt gemeinsam mit ihm die phasenoptisch gut sichtbare Centroplasma-Region dar.Einzelne ER-Ausläufer erstrecken sich bis in den Bereich der Dictyosomen und können für deren Membran- und Materialnachschub verantwortlich gemacht werden, die ihrerseits laufend enzymaktive Golgi-Vesikel abschnüren.Bei einem genügend hohen Proteinangebot der Myoblasten bildet das ER der Centroplasma-Region kleine Knospen aus. Diese erhalten mit zunehmender Größe eine kontrastreiche Füllung, werden glattwandig, lösen sich dann vom ER ab, nehmen schließlich als Vorstufen der Cytosomen die enzymaktiven Golgi-Vesikel in sich auf und damit Lysosomencharakter an.Durch eine Temperaturerhöhung auf 43° C wird das ER der gezüchteten Myoblasten aktiviert.

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Summary Heart muscle cells of chicken embryos at the age of 9 days contain sparsely developed endoplasmic reticulum. In vitro, the myoblasts undergo a reduction in their myofibrils and produce, apparently from the outer nuclear membrane, an extensive, much-branched ER. In some cases this ER system reaches the cell membrane. The dictyosomes of the Golgi apparatus are surrounded by an extremely dense ER-network representing the centroplasmic region, which is easily observable by phase contrast.Some parts of the ER extend into the region of the dictyosomes and may be responsible for the supply of membranes and ER-contents; the dictyosomes continually produce enzyme-active Golgi vesicles.Under the condition of a sufficient supply of proteins for the myoblasts the ER of the centroplasmic region forms small buds. During growth, the small buds acquire an electrondense interior and a smooth surface; later they disengage from the ER. Finally, as precursors of the cytosomes, they incorporate the enzyme-active Golgi vesicles, and thus change into lysosomes.In vitro, the ER of the myoblasts can be activated by increasing the temperature up to 43° C.

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Die Arbeit wurde durch Mittel der Kernforschungsanlage Jülich des Landes Nordrhein-Westfalen e.V. ermöglicht. Herrn Prof. Dr. R. Danneel danke ich für beratende Hilfe, Frau G. Scheben, Frl. I. Rosocha, Frl. I. Spiekermann und Frl. S. Kliewer für technische Assistenz.