Cold hardiness of some beetles living in grass tussocks

Zusammenfassung Es wurde die Kälteresistenz von drei in Süd-England an Grasbüscheln vorkommenden Käferarten untersucht. Die zur Untersuchung benützten Arten waren der Kurzflügler Stenus clavicornis (Scop.) und die Laufkäfer Dromius melanocephalus Dej. und D. linearis (Ol.). Um die für die Käfer augenblicklich tödlichen Temperaturen zu ermitteln, wurden Bestimmungen des Unterkühlungspunktes ausgeführt. Zur Abkühlung der Insekten wurde ein thermoelektrischer Apparat benutzt. Der Unterkühlungspunkt von S. clavicornis lag deutlich niedriger als der der Dromius-Arten. Die Unterkühlungspunkte der drei Arten wurden nicht verändert, wenn die Käfer drei Wochen lang bei + 10° gehalten wurden und blieben den ganzen Winter konstant bis April, wenn sie anstiegen. Inokulatives Gefrieren, hervorgerufen durch die Berührung mit feuchten Blättern, liess den Unterkühlungspunkt von S. clavicornis ansteigen.Die Überlebensrate von S. clavicornis, der im Laboratorium auf feuchtem Filtrierpapier konstanten niedrigen Temperaturen ausgesetzt war, erwies sich als ähnlich derjenigen, die man unter trockenen Bedingungen erwarten würde, so dass vermutlich nur wenig Inokulation stattfand. Jedoch tratt inokulatives Gefrieren augenblicklich ein, wenn die Käfer im Freiland tiefen nächtlichen Temperaturen ausgesetzt wurden. Bei allen drei Arten setzte die Sterblichkeit bei ungefähr –4° ein, hervorgerufen durch inokulatives Gefrieren, jedoch kann S. clavicornis niedrigere Temperaturen aushalten als Dromius, weil nicht-inokulierte Insekten niedrigere Unterkühlungspunkte haben.Ein Vergleich mit früher veröffentlichten Daten der Wintertemperaturen in und zwischen den Grasbüscheln zeigt, dass die Sterblichkeit im Grasse zwischen den Büscheln dann einsetzt, wenn die Standard Gras-Minimum Temperatur niedriger als –10° ist während die Käfer in den Grasbüscheln geschützt sind, bis die Temperatur auf -17° fällt.Da –10° seit 1952 in allen, ausgenommen zwei, Wintern registriert wurde (während —17° nur selten gemessen wurde) ist der Schutz, der den drei Arten von den Grasbüscheln gewährt wird, genügend, um den Tod durch Erfrieren zu verhindern.

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Cold hardiness of some beetles living in grass tussocks

The cold hardiness of three species of beetle which are commonly found in grass tussocks was investigated by determination of their supercooling points, and by exposure of specimens to low temperatures, both in the laboratory and in the field. Supercooling points were measured by cooling the insects thermoelectrically.Mortality of all three species in the field starts at about –4°, but the proportion killed at lower temperatures depends on the supercooling point of each species. Comparison with microclimatic measurements shows that shelter such as that given by grass tussocks is needed to prevent any mortality by freezing in most winters.

     

Adaptation und Photoregeneration im Fliegenauge

Zusammenfassung Adaptationsversuche mit quantengleichen monochromatischen Lichtern zeigen, daß die Empfindlichkeit der Miegenretina 3 min nach monochromatischer Helladaptation annähernd proportional der Sehfarbstoffkonzentration in den Rezeptoren ist. Spektralphotometrisch wurde nachgewiesen, daß während der Helladaptation sich photochemische Gleichgewichte zwischen dem Sehpigment P 490–500 und einem thermostabilen Folgefarbstoff M 550–560 einstellen.

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Adaptation and photoregeneration in the eye of the blow fly

Summary Adaptation with equal quanta monochromatic lights causes in the photoreceptors of the blow flyCalliphora three minutes after cessation in darkness an increase of threshold up to a level which is nearly proportional to the concentration of visual pigment P 490–500. Photometric measurements have shown that monochromatic illumination causes a photoequilibrium between visual pigment P 490–500 and its thermostable Metarhodopsin M 550–560.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Schwerpunktsprogramms Rezeptorphysiologie und SFB-114. — Die Meßdaten der Abb. 3 stellte freundlicherweise Dr. J. Schwemer zur Verfügung.     

Artifical diets and rearing of the nun moth, Lymantria monacha

Artificial diets were reviewed and two tested. The highest level of survival to the adult stage (72%) was obtained on a modified diet of Odell & Rollinson (1966). Rearing required 61 days for males and 70 days for females. Wing deformation occurred in 16% of the adults. The sex ratio ( : ) was 0.80. Average pupal weight was 281 mg for males and 368 mg for females. Females averaged 102 eggs (range 80–125 eggs). Neonates from field-collected egg masses started hatching on 6 December; frost was not necessary for hatching. Hatching could be postponed until at least 10 November of the following year by storing egg masses at-2°C. L. monacha can be maintained continuously in the laboratory.

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Zusammenfassung Eine Massenvermehrung der Nonne, Lymantria monacha (L.), trat in 1984 auf 500 ha Pinus sylvestris bei Budelerbergen (S.O. der Niederlande) auf und betraf 1985 eine Fläche von 2800 ha. Obwohl die Vermehrung durch eine Luftapplikation mit Dimilin 25 bekämpft werden konnte, wurden Untersuchungen begonnen zur Entwicklung von für die Umwelt sicheren Bekämpfungsmethoden, besonders die Anwendung von Virosen. Das Ziel bestand in der Virusproduktion in künstlichen Raupenzuchten. Die Nonne wurde bisher mit verschiedenen für andere Insektenarten oder speziell für diesen Zweck entwickelten künstlichen Nährböden gezüchtet. Da die Zusammensetzung dieser Nährböden und die Zuchtmethoden nicht veröffentlicht waren und da wenige Details über die Raupenentwicklung vorlagen, wurden modifizierten Nährböden von McMorran sowie von Odell & Rollinson für die Massenzucht der Nonne geprüft.

     

Influence of photoperiod and temperature on the induction of diapause in Aedes atropalpus (Diptera: Culicidae)

Daylength was shown to control embryonic diapause in Aedes atropalpus. A northern and southern strain were studied and their critical photoperiods reflected differences of latitude between the sources of the strains. The sensitive for light reception was the fourth larval instar and pupa of the maternal generation. This is the first instance of maternal induction of diapause to be reported in the family Culicidae. The effect of long photoperiods was shown to be independent from that of low temperature, thereby emphasizing that the deposition of diapausing eggs during fall is clearly an expression of the influence of shorter days on the mosquito.

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Zusammenfassung Es wurde nachgewiesen, daß die embryonale Diapause von Aedes atropalpus von der Tageslänge beherrscht wird. Ein nördlicher, aus einer Wildpopulation von 42°N isolierter Stamm wurde mit einem südlichen, aus einer Population von 30° N isolierten, verglichen. Die kritischen Photoperioden der beiden Stämme spiegeln den Breiten-Unterschied ihrer Herkunft wider. Die kritische Photoperiode lag für den nördlichen Stamm zwischen 14 und 15 Stunden Licht pro Tag, die für den südlichen nahe 13 Stunden. Nondiapause-Eier wurden von dem nördlichen Stamm auch bei sehr kurzen Photophasen, von 6 Stunden Licht und weniger, abgelegt. Das sensible Stadium für die Photoperiode-Wahrnehmung lag im 4. Larven- und im Puppenstadium der mütterlichen Generation. Dies ist der erste Fall mütterlicher Vererbung der Diapause, der für Culiciden nachgewiesen wird. Die Wirkung langer Photophasen erwies sich als unabhängig von niederen Temperatur, wodurch deutlich wird, daß die Ablage diapausierender Eier während des Herbstes ein eindeutiger Ausdruck des Einflusses der Kurztage auf die Mücken ist.

     

Über Vorzugstemperatur und Wasserhaushalt von Oncopeltus fasciatus Dall. (Heteroptera: Lygaeidae)

Zusammenfassung Die Temperaturpräferenz von Oncopeltus fasciatus Dall. wurde untersucht. Die Verteilung in einem Temperaturgradienten erfolgte über einen breiten Temperaturbereich von 12,5–35°C, der als Vorzugstemperaturbereich für Oncopeltus definiert werden kann. Innerhalb seiner Grenzen variiert die Vorzugstemperatur (V.T.) je nach physiologischem Zustand des Versuchstieres. Nach 48stündigem Wassermangel wählen die Wanzen 15–17,5°C als V.T. Bei Temperaturen unterhalb von 30°C bildet Oncopeltus fasciatus aufgrund ihres subsozialen Verhaltens Aggregationen, oberhalb von 30°C dagegen erfolgt keine Gruppenbildung. Die relative Luftfeuchtigkeit besitzt im Bereich von 35–100% keine Bedeutung für die Lebensdauer. Auch in Kombination mit Wassermangel zeigt sie keinen Effekt. Die aktive Wasseraufnahme jedoch dürfte eine dominierende Bedeutung für das Überleben der samensaugenden Wanze Oncopeltus fasciatus haben.

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On the Preferred Temperature and water economy of Oncopeltus fasciatus Dall. (Heteroptera: Lygaeidae)

Summary The Preferred Temperature of Oncopeltus fasciatus has been investigated. In a temperature gradient the bugs disperse within a broad range from 12,5 to 35°C (=Range of Preferred Temperature). Within this special range each individual selects its own smaller Preferred Temperature (P.T.), depending on its physiological condition. After water deficiency for 48 hrs. the bugs choose a P.T. of a range between 15–17,5°C. At temperatures below 30°C Oncopeltus fasciatus forms aggregations because the bug exhibits a subsocial behaviour. At temperatures above 30°C no aggregation is formed. At a range between 35–100% the Relative Humidity (R.H.) has no meaning for the duration of life, also in combination with water deficiency. But the active uptake of water seems to be the dominant factor for the survival of the seed-sucking bug Oncopeltus fasciatus.

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Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen einer Herrn Prof. Kloft gewährten Sachbeihilfe.     

Nuove ricerche sull'orientamento e il senso del tempo di Arctosa perita (Latr.) (Araneae lycosidae)

Zusammenfassung Die Uferspinne Arctosa perita (Latr.) verfügt über einen astronomischen Orientierungsmechanismus, durch den die Tiere imstande sind, wenn sie auf dem Wasser ausgesetzt werden, in der Richtung nach dem Ufer zu fliehen. Die Spinnen orientieren sich auf Grund des Sonnenstandes und des polarisierten Himmelslichtes und haben die Fähigkeit, die Tageszeit einzukalkulieren (Papi 1955b und c).Wenn eine Gruppe von Tieren gefangengehalten wird, dann nimmt bei den Fluchtversuchen die Streuung der Fluchtrichtungen zu. Dabei ist die Streuung der gesamten Fluchtversuche — wenigstens während der ersten 16 Tage — statistisch nicht verschieden, ob die Tiere nun a) in den natürlichen Belichtungs- und Temperaturschwankungen, b) im Dauerdunkel und in den Temperaturschwankungen oder c) im Finstern unter konstanter Temperatur gehalten werden. Was die Genauigkeit der Richtungsorientierung betrifft, so bleibt, trotz der stärkeren Streuung, die durchschnittliche Fluchtrichtung bei Gruppe a) bis zu 21 Tage lang korrekt, während sie bei den Gruppen b) und c) von der theoretischen Richtung immer mehr abweicht.Tiere, die im Finstern unter konstanter Temperatur gefangengehalten werden, orientieren sich bezüglich einer unbeweglichen Lampe bei verschiedenen Tageszeiten ungefähr so, wie wenn sie die Sonne wäre.Exemplare, die 3 Tage lang einem gegen den natürlichen Tag um 6 Std verschobenen Belichtungsrhythmus ausgesetzt werden, nehmen Orientierungswinkel an, die zur Zeit ihres künstlichen Tages korrekt wären.Ein innerer Tagesrhythmus (innere Uhr) regelt die Abweichung des Orientierungswinkels der Tiere. Im Laufe des Tages ändert sich der Orientierungswinkel nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit, sondern mit einer solchen, die die Azimutgeschwindigkeit der Sonne auszugleichen sucht.Wenn die Tiere einige Stunden bei einer Temperatur von 4–5°C oder in 2°C gehalten werden, dann orientieren sie sich so, wie es einige Stunden vorher korrekt wäre. Der Gang der inneren Uhr kann also durch sehr niedrige Temperaturen verzögert oder gestoppt werden.Unter experimentellen Bedingungen können die Tiere in 8–10 Tagen neue Fluchtrichtungen erlernen.In der Besprechung werden die Resultate mit jenen verglichen, die bei anderen, einer astronomischen Orientierung fähigen Tieren erhalten wurden.

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Dedicato al Prof. Karl von Frisch in occasione del suo 70 compleanno.     

Autoradiographische Bestimmung des Markierungsindex,der S-Phase und der Generationszeit einiger Zellarten von 2–35 Tage alten Küken

Zusammenfassung Für 1,7–34,7 Tage alte Küken wurde autoradiographisch mit H³-Thymidin der Markierungsindex einer Reihe von Zellarten in Abhängigkeit vom Alter bestimmt. Bei den Leberparenchymzellen, den Zellen des Brustmuskels, den Tubuluszellen der Niere und den Muskelzellen des Dünndarms beträgt der Markierungsindex bei 1,7 Tagen 4–6%. Mit zunehmendem Alter nimmt der Markierungsindex zunächst stark und später langsamer auf 0,05–0,25% bei 34,7 Tagen ab.Bei den Epithelien des Dünndarms bzw. des Oesophagus betrug der Markierungsindex 35 bzw. 15% und zwar unabhängig vom Alter der Küken.Mit der Methode der Doppelmarkierung durch H³- und C¹⁴-Thymidin wurde die Dauer der DNS-Verdopplungsphase (S-Phase) für einige Zellarten gemessen. Für die S-Phasen wurden Werte zwischen 4–5,5 Std gefunden und zwar unabhängig vom Alter der Küken.Aus der S-Phase und den Markierungsindices wurde dann der zeitliche Verlauf der momentanen Generationszeit für einige Zellarten berechnet. Daraus wurde weiterhin für den Brustmuskel und die Leber der Küken auf die zeitliche Zunahme der Zahl der Muskelzellen und Leberparenchymzellen geschlossen. Es wird im einzelnen diskutiert, wie man hieraus die zeitliche Zunahme der Organgewichte verstehen kann.

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DNS-synthesis time and generation time of different cell types (chicken)

Summary Using H³-thymidine the labeling index was determined as a function of age for various cell types of chickens 1.7–34.7 day old. In 1.7 day old chickens a labeling index of 4–6% was found for liver epithelia, cells of the pectoral muscle, tubulus epithelia of the kidney and cells of the smooth muscle of the intestine. With increasing age the labeling index decreases at first quickly and later on more slowly up to 0.05–0.25% in 34.7 day old chickens.However, for the epithelia of the intestine and the esophagus a labeling index of 35% and 15% resp. was found regardless of the age of the chickens.The duration of the DNA synthesis time (S-phase) was determined for a number of cell types by double labeling with H³- and C¹⁴-thymidine. The duration of S varied between 4 and 5.5 hours being independent of the age of the chicken.Based on the duration of S and the labeling indices the instantaneous generation time as a function of age of the animal was calculated for different cell types. From this the increase in number of cells with increasing time was estimated for the liver and pectoral muscle of the chickens. It is discussed in detail how the increase in organ weight as a function of time can be understood based on these estimations.

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I.C.V.B. Pasteur, Bukarest; Stipendiat der I.A.E.A. Wien.Die Arbeit wurde unterstützt durch Mittel des Bundesministeriums für Wissenschaftliche Forschung.     

Leistungsvergleiche bitterer und alkaloidarmerLupinus luteus

Zusammenfassung Die Leistungen im Grünmasseertrag von drei alkaloidarmen und einer bitteren Sorte vonLupinus luteus wurden für die Jahre 1953–1955 verglichen und gefunden, daß alkaloidarme den alkaloidhaltigen gleichwertig sein können. Im Kornertrag der Jahre 1950–1955 war die Überlegenheit der alkaloidhaltigen Sorte eindeutig. Dieses Bild verschob sich in den Versuchen der Jahre 1956–1962 zugunsten der alkaloidarmen Sorte Gülzower Süße Gelbe. Die Gründe für die unterschiedliche Vitalität wurden in verschiedener Krankheitsanfälligkeit, in der Weichschaligkeit, den Samenfarben und den Wuchsfaktoren gesucht, ohne mit Sicherheit gefunden worden zu sein. Die Anbauverschiebung in den Bezirken der DDR wurde diskutiert.Mit 3 AbbildungenHerrn Prof. Dr. Dr. h. c.A. Arland zum 70. Geburtstag gewidment.     

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.     

Untersuchungen zur Analyse der retinalen Flimmerpotentiale von Carausius morosus

Zusammenfassung Das Komplexauge der Stabheuschrecke Carausius morosus Br. wird mit Blinklicht gereizt (Blinklicht=periodische Lichtimpulse mit rechteckförmigem Zeitverlauf). Die Flimmerpotentiale werden durch Ag-Elektroden mit aufgeschmolzener AgCl-Schicht abgeleitet und nach Gleichspannungsverstärkung registriert.Bei 20° C, 25° C und 30° C werden helladaptierte Augen mit Blinklicht geringer Spitzenlichtstärke und dunkeladaptierte Augen mit Blinklicht höherer Spitzenlichtstärke gereizt (Blinkfrequenz 1 Hz). Die dabei aufgenommenen Adaptationskurven (Abb. 1–6) haben eine deutliche Schulter, bei der Helladaptation nicht selten sogar ein ausgeprägtes Zwischenmaximum; die Kurvenform ist sehr variabel. Unter den Versuchsbedingungen ist die Dunkeladaptation nach 30–60 min beendet, unabhängig von der Temperaturstufe. Die Helladaptation dauert bei 30° C ungefähr 10 min, bei 20° C länger als 30 min.Wahrscheinlich sind an der Adaptation mindestens zwei verschiedene Prozesse beteiligt: 1. ein Vorgang geringer Trägheit mit einem Wirkungskreislauf (Gegenkopplung oder Regelung) und 2. ein träger, aperiodisch verlaufender Vorgang, der erst nach etwa 3 min einsetzt (Pigmentwanderung?).Zur Untersuchung der Frage, wie die Amplitude der Flimmerpotentiale vom zeitlichen Muster der Blinkreize abhängt, wird das Carausius-Auge mit zahlreichen Blinklichtern verschiedener Frequenzen und Lichtanteile (=Impulsdauer/Periodendauer) gereizt (bei Spitzenlichtstärken von etwa 1 lx, 0,1 lx und 0,01 lx insgesamt 426 verschiedene Reizmuster); die Blinkimpulse haben dabei stets die gleiche Anstiegs- und Abfallsdauer (knapp 2 msec). Nach vollständiger Adaptation an den jeweiligen Blinkreiz wird die Potentialhöhe gemessen (Abb. 7–10).Die Potentialhöhe folgt hauptsächlich der Pausendauer der Blink — reize (Abb. 11), nur im Bereich sehr kleiner Lichtanteile wird sie vorwiegend von der Impulsdauer bestimmt; bei voller Spitzenlichtstärke liegt die Grenze dieses Bereichs unterhalb des Lichtanteils 0,1 (Abb. 19), bei herabgesetzten Lichtstärken zwischen den Lichtanteilen 0,1 und 0,2 (Abb. 20 und 21). Änderungen der Pausendauer bei konstanter Blinkfrequenz oder konstantem Lichtanteil haben einen viel stärkeren Einfluß auf die Potentialamplitude als entsprechende Änderungen der Blinkfrequenz oder des Lichtanteils bei konstanter Pausendauer. Die Abhängigkeit der Potentialamplitude von der Reizfrequenz beruht demnach vorwiegend oder vollständig auf der mathematischen Beziehung der Blinkfrequenz zu Impulsdauer und Pausendauer; das gilt auch für den Lichtanteil, obwohl er bei konstanter Spitzenlichtstärke den mittleren Adaptationszustand bestimmt. Die formale Abhängigkeit der Potentialhöhe von Impulsdauer und Pausendauer läßt auf einen kausalen Zusammenhang schließen. Die Reizfrequenz wäre demnach nur eine Rechengröße ohne unmittelbare physiologische Bedeutung.Das Carausius-Auge registriert Blinkreize mit einem Lichtanteil über 0,1 als eine Folge periodischer Dunkelreize, die eine Dauerbelichtung unterbrechen. Die Analyse der Flimmerpotentiale muß daher von der Reaktion des Auges auf kurze einzelne Dunkelreize ausgehen. Zur Analyse der Potentialverschmelzung sollte man nicht die kritische Blinkfrequenz, sondern die kritische Pausendauer untersuchen.Wenn dem Carausius-Auge sinusförmige Flickerreize und zum Vergleich Blinkreize mit derselben Spitzenlichtstärke und dem Lichtanteil 0,5 geboten werden, dann unterscheiden sich die Potentialamplituden bei gleichen Reizfrequenzen nur wenig voneinander (maximal um den Faktor 1,6, bei 9 Hz), trotz der viel geringeren Steile der Sinusreize (Abb. 12). Die Form der Flickerreize ist also für das Carausius-Auge kein besonders kritischer Faktor.Bei Reizfrequenzen über 2–4 Hz sind in den Flimmerpotentialen positive Ein-Effekte und negative Aus-Effekte zu erkennen (Abb. 13 und 14). Die Latenzdauern beider Effekte gegenüber den auslösenden Reizwechseln sind im einzelnen Präparat bei konstantem Lichtanteil unabhängig von der Reizfrequenz (Tabelle 2). Auf diese Weise läßt sich der positive Ein-Effekt noch bei 15 Hz nachweisen. Die Ergebnisse werden durch Versuche mit unterbrochenen Blinkreizen bestätigt, bei denen in die regelmäßige Folge von Blinkimpulsen und -pausen alle 0,5 sec abwechselnd ein Impuls oder eine Pause doppelter Dauer eingeschaltet ist (Abb. 15 und 16).Das helladaptierte Auge beantwortet einzelne Dunkelreize mit einem negativen Aus-Effekt (Abb. 17 und 18). Der Aus-Effekt ist viel größer als die positive Primärphase; bei einer Reizdauer von 25 msec erreicht er bereits seine maximale Höhe. Ein-Effekt und Aus-Effekt erscheinen, wie im Calliphora-Auge, besonders geeignet, einen Wechsel der Lichtstärke anzuzeigen.Sämtliche Formänderungen der Flimmerpotentiale lassen sich zwanglos deuten, wenn man in Übereinstimmung mit früheren Autoren drei Potentialkomponenten annimmt: Eine träge und eine schnelle negative Komponente, die beide in den Sinneszellen entstehen, und eine positive, wahrscheinlich ganglionäre Komponente, die für Ein-Effekt und Aus-Effekt verantwortlich ist.Die Neurone, in denen die ganglionären Effekte entstehen, haben vermutlich die Fähigkeit, kleinste Potentialänderungen der Sinneszellen mit erheblich größeren Spannungsschwankungen zu beantworten.Die Abhängigkeit der Amplitude des Flimmerpotentials vom zeitlichen Muster der Blinkreize läßt sich auf bekannte Eigenschaften des Insektenauges zurückführen. Der maßgebende physiologische Faktor ist die Trägheit der Dunkelreaktion, mit der das Auge den Dunkelreiz (die Blinkpause) beantwortet. Bei konstanter Spitzenlichtstärke der Blinkreize ändert sich die Trägheit der Dunkelreaktion nur wenig mit dem durchschnittlichen Adaptationszustand; sie nimmt aber deutlich ab, wenn die Dauer des Blinkimpulses, der der auslösenden Blinkpause vorangeht, bis zur Sättigungsgrenze zunimmt. Dieser Vorgang wird hier Präadaptation genannt.Aus der Deutung der Befunde ergibt sich eine Formel der Potentialhöhe im Verschmelzungsgebiet als Funktion von Impulsdauer und Pausendauer; die berechneten Werte stimmen mit den gemessenen vorzüglich überein (Tabelle 3).

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Summary The compound eye of the stick insect, Carausius morosus Br., was stimulated by intermittent light (periodic light flashes with a rectangular time course). The retinal action potentials were picked up on silver electrodes coated with molten silver chloride and passed to an oscilloscope after dc-amplification.Light-adapted eyes were illuminated by intermittent light of low peak luminance, dark-adapted eyes by intermittent light of higher peak luminance (frequency 1 cps) at temperatures of 20° C, 25° C, and 30° C. The recorded adaptation curves (fig. 1–6) have an evident shoulder, in the case of light-adaptation sometimes even a distinct intercalated maximum. The form of the curves varies considerably. Under the chosen conditions the dark-adaptation is completed within 30–60 min, independent of temperature. At 30° C the duration of the light-adaptation amounts to 10 min, at 20° C to more than 30 min.At least two different processes seem to be concerned with the adaptation: 1. a fast process with negative feed back and 2. a slow, aperiodic process (migration of pigments?) which does not start before 3 min after the end of the illumination.The dependence of the oscillating potentials on the time pattern of the periodic light flashes was studied by stimulating the Carausius eye with numerous patterns of intermittent light differing in peak luminance, frequency, and light-dark ratio (at peak luminances of about 1 lx, 0.1 lx, and 0.01 lx; altogether 426 different stimuli). The durations of rise and decline were the same (below 2 msec) in all light impulses. The amplitude of the retinal responses was measured after complete adaptation to the respective flicker stimulus (fig. 7–10).The amplitude of the oscillating potentials was found to be determined preponderantly by the dark-duration of the intermittent light (fig. 11). Within the range of very low light-dark ratios, however, the light-duration is the dominating factor. At maximal peak luminance the limit of this range is situated below the light-dark ratio 0.1 (fig. 19), at reduced peak luminances between the light-dark ratios 0.1 and 0.2 (fig. 20 and 21). Changes in the dark-duration at constant frequency or at constant light-dark ratio exhibit much greater effects on the amplitude of the flicker responses than corresponding changes in frequency or in light-dark ratio at constant dark-duration. Therefore, the dependence of the amplitude on frequency is due, prevailingly or completely, to the mathematical relation of the frequency to light-duration and dark duration. This applies also to the light-dark ratio, though it determines the mean state of adaptation at constant peak luminance. The formal dependence of the response amplitude on light-duration and darkduration suggests a causal connection. Accordingly, the frequency of intermittence seems to represent not more than an arithmetic quantity without direct physiological significance.The Carausius eye functions like a measuring device indicating intermittent light with a light-dark ratio above 0.1 as a sequence of periodic dark-stimuli interrupting a steady illumination. Hence an analysis of the oscillating potentials should proceed from the visual responses to short single dark-stimuli, and for an analysis of flicker-fusion it is preferable to study the critical dark-duration instead of the critical flicker frequency.There is but a little difference (at most the factor 1.6, at 9 cps) between the response of the Carausius eye to sinusoidal flicker stimuli and the response to intermittent light with the same frequency, the same peak luminance, and a light-dark ratio 0.5, although the slope of the sinusoidal flashes is much lower. Hence it follows that the wave form of the periodic light impulses is not particularly crucial for the response amplitude of the Carausius eye (fig. 12).At frequencies above 2–4 cps positive on-effects and negative off-effects appear in the oscillating potentials (fig. 13 and 14). At constant light-dark ratio the latent periods of on-effect and off-effect do not depend on the stimulus frequency in any preparation (table 2). By this means the positive on-effect is still to be discerned at 15 cps. These results are confirmed by experiments with interrupted intermittent light, in which the regular sequence of light impulses is interrupted every 0.5 sec alternately by a light-interval or a dark-interval with double duration (fig. 15 and 16).The light-adapted eye responds to single dark-stimuli with negative off-effects (fig. 17 and 18). The off-effect is much greater than the positive primary phase of the response; it attains its maximal amplitude as the dark-stimulus continues for 25 msec. In Carausius as well as in Calliphora (with eyes of the fast type), on-effect and off-effect seem especially appropriate for indicating changes in luminance.All variations in the form of the oscillating potentials can be interpreted without difficulty by assuming, in accordance with former authors, three components: a slow and a fast negative component, both originating in the receptor cells, and a positive, presumably ganglionary component which participates in the generation of on-effects and off-effects.There is some evidence that the neurons generating the ganglionary potentials may be able to respond to very small changes in the receptor potential with much higher oscillations.The dependence of the response amplitude on the time pattern of the intermittent light may be derived from known characteristics of the insect eye. The inertia of the retinal response to the dark-stimulus (dark-interval) is considered to be the decisive physiological factor determining the response amplitude. At constant peak luminance of the intermittent light the inertia of this dark-reaction varies only very slightly with the mean state of adaptation. It decreases, however, considerably, as the duration of the flash preceding the eliciting darkinterval increases up to the limit of saturation. This process is designated as preadaptation.The interpretation of the data yields a formula relating the response amplitude (in the range close to flicker-fusion) to light-duration and dark-duration. There is excellent coincidence of the calculated with the measured values (table 3).

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Blasenzellen im Bindegewebe des Schlundrings von Cepaea nemoralis L. (Gastropoda,Stylommatophora)

Zusammenfassung Experimentelle Untersuchungen am Schlundringbindegewebe von Cepaea nemoralis haben ergeben, daß — abgesehen von einigen Blutzellen—allein die Blasenzellen befähigt sind, injiziertes Ferritin aufzunehmen. Diese Substanz gelangt aus der Hämolymphe der Körperhöhle über das Gefäßsystem durch das Endothel der Kapillaren in die interzellulären Räume des Bindegewebes und von dort ausschließlich zu den Blasenzellen. Elektronenmikroskopisch zeigt sich, daß die Blasenzellen das Ferritin wahrscheinlich nur durch Endozytose im Bereich des Spaltenapparates aufnehmen. Das Ferritin wird nicht von der Zelle abgebaut, sondern auf engstem Raum, zum Teil in parakristalliner Anordnung, in Endosomen gespeichert.Die Fähigkeit der Blasenzellen, Fremdstoffe selektiv aufzunehmen, läßt vermuten, daß sie eine analoge Bedeutung für die Gastropoden haben wie die Pericardialzellen für Insekten oder das Retikuloendotheliale System für die Vertebraten.

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Globular cells of the ganglionic connective tissue sheath of Cepaea nemoralis L. (gastropoda, stylommatophora)

Summary Experimental investigations of the ganglionic connective tissue sheath of Cepaea nemoralis have shown, that — except for some blood cells — only the globular cells are capable for the uptake of injected Ferritin. This substance gets out of the hemolymph of the body cavity through the blood-vessels and capillaries, across the collagenous connective tissue into the cytoplasm of the globular cells. The globular cells take up the Ferritin by endocytosis, exclusively by the invagination of the Spaltenapparat. The Ferritin remaines accumulated in endosomes sometimes having a paracrystalline pattern. Because of their capability to incorporate and accumulate injected substances, the globular cells have been compared with the pericardial cells of insects respectively with the reticuloendothelial system of vertebrates.

Frau Prof. Dr. Angela Nolte danke ich für anregende Diskussion, Frau Dingerdissen und Herrn Kappert für technische Hilfe.     

Saisonbedingte Veränderungen in der Morphologie der Leydigzellen von Rana esculenta

Zusammenfassung Saisonabhängige Veränderungen in der Morphologie der Leydigzellen von Rana esculenta wurden über den Zeitraum eines Jahres in Licht- und Elektronenmikroskop untersucht.In den Monaten November bis Februar kommen im Zytoplasma der Leydigzellen kleine Mitochondrien des tubulären Typs, Vesikel des glatten endoplasmatischen Retikulum und freie Ribosomen vor, Fettvakuolen treten nur vereinzelt auf, der Golgikomplex ist gering entwickelt. In der Zeit von März bis Juni nimmt die Zahl der Zellorganellen zu. Es erscheinen in Gruppen angeordnete Lysosomen und außer den kleinen Mitochondrien Riesenmitochondrien, des Golgifeld ist größer, die Fettvakuolen sind vermehrt. Sowohl die kleinen als auch die Riesenmitochondrien enthalten Kristalle, die aus osmiophilen globulären Einschlußkörpern hervorzugehen scheinen. In den Monaten Juni/Juli ist fast der ganze Zelleib einer Leydigzelle von Fettvakuolen ausgefüllt. Die Zahl der Riesenmitochondrien und Lysosomen verringert sich, das Golgifeld ist wieder unauffällig.Eine Beziehung zwischen der Vermehrung und Entfaltung der Zellorganellen und der in der Literatur angegebenen Phase der gesteigerten Steroidproduktion konnte festgestellt werden. Das Auftreten der Riesenmitochondrien und Lysosomen und ihre Bedeutung für die saisonbedingte Entwicklung und Involution der Leydigzellen wird diskutiert.

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Seasonal changes in the morphology of leydig cells in Rana esculenta

Summary Seasonal changes in the structure of the testicular interstitial cells in Rana esculenta were investigated.Throughout November–February, small mitochondria of the tubular type, visicles of the smooth endoplasmic reticulum and free ribosomes predominate and the cytoplasm contains few lipid droplets and a poorly developed Golgi apparatus. During the period from March to June the cell organelles increase in number. There are numerous aggregated lysosomes and conspicuous accumulations of lipid droplets. Besides small mitochondria increasing numbers of giant mitochondria occur and the Golgi complex is enlarged. The small and giant mitochondria contain crystals which seem to originate from osmiophilic globular inclusion bodies. During June and July the whole cytoplasm may be filled with lipid droplets. Concomitantly there is a decrease in the number of lysosomes and giant mitochondria and the Golgi apparatus is in a state of involution.Possible correlations between the development of the cell organelles and the period of increased steroid production are pointed out. The appearance of giant mitochondria and lysosomes and their importance for seasonal Leydig cell development and involution are discussed.

Auszugsweise vorgetragen auf der 68. Versammlung der Anatomischen Gesellschaft in Lausanne, April 1973. — Herrn Prof. Dr. Dr. E. Horstmann danke ich für die Anregung zu dieser Arbeit und Herrn Prof. Dr. A. F. Holstein für die Durchsicht des Manuskriptes.     

Quantitative Beziehungen zwischen Temperaturreiz und Aktionspotentialen der Lorenzinischen Ampullen

Zusammenfassung Es wurden die Aktionspotentiale der afferenten Nervenfasern aus den Lorenzinischen Ampullen des Katzenhaies (Scylliam) untersucht, während an den Ampullen definierte und thermoelektrisch registrierte Temperaturreize gesetzt wurden. Versuche in situ und an isolierten Präparationen ergaben keinen Unterschied. Die Entladung der Ampullen erwies sich als unempfindlich gegen mechanische Reize, dagegen äußerst empfindlich gegen thermische Einwirkung. Temperaturregistrierungen in den Ampullen zeigten, daß bei thermischen Reizen an der unverletzten Haut starke Temperaturänderungen il den Ampullen ablaufen.Bei konstanter Temperatur zeigt die Einzelfaser eine Dauerentladung, deren Frequenz zwischen 15 und 23° ein Maximum bis zu 65 Impulsen · sec^–1 hat und nach den wärmeren und kälteren Temperaturen stetig bis zum Nullwert abfällt; die äußersten Grenzen sind 2 und 34°. Das Frequenzmaximum des Gesamtnerven liegt bei etwa 20°. Die höchste statische Unterschiedsempfindlichkeit der Einzelfaser erreicht im Bereich des positiven Temperaturkoeffizienten +7 Imp · s^–1 · grad^–1, im Bereich des negativen — 20 Imp · s^–1 · grad^–1. Kältesprünge führen im gesamten Aktionsbereich der Einzelfaser zu einer vorübergehenden Frequenzerhöhung bis 180 sec^–1 mit anschließender Adaptation auf einen niedrigeren Dauerwert; die überschießende Frequenzerhöhung hängt dabei neben der Temperatur vor allem auch von deren Änderungsgesehwindigkeit d/dt ab. Die dynamische Unterschiedsempfindlichkeit erreicht dabei bis—90 Imp·s^–1 · grad^–1, wobei der Receptor auch außerhalb des statischen Aktionsbereiches noch dynamisch erregbar ist. — Bei Wärmesprüngen verhält sich die Entladung genau spiegelbildlich zur Abkühlung; nach vorübergehender partieller oder völliger Hemmung der Entladung stellt sie sich wieder auf einen Dauerwert ein.Isolierte Einzelampullen zeigen dieselben Erregungsgesetze, nur gehen hier die Spikes bei Abkühlung in regelmäßige Wellen über, die schwebungsartig moduliert sind und vermutlich durch Synchronisation von Fasern innerhalb der Ampulle zustande kommen.Das Verhalten der Lorenzinischen Ampullen entspricht qualitativ in allen Punkten dem der Kältereceptoren der Warmblüter; quantitativ sind die Ampullen noch etwas empfindlicher.Die Versuche wurden mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgeführt. Den Kollegen an der Zoologischen Station Neapel, insbesondere Herrn Prof. Dr. Reinhard Dohrn, möchte ich an dieser Stelle meinen aufrichtigen Dank für ihre freundliche Hilfe zum Ausdruck bringen.     

The biology of the cutworm Tryphaena pronuba L. (Lepidoptera: Noctuidae)

Summary Adults of the cutworm Tryphaena pronuba L. fly between June and October and lay about 1,400 eggs. There are seven larval instars, followed by a pre-pupal (diapause) stage in January and pupation in May. The effects of different temperatures on the rate of egg, larval and pupal development are described and discussed.

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Zusammenfassung Die Imagines des Hausmütterchens, Tryphaena pronuba L., fliegen zwischen Juni und Oktober und legen etwa 1400 Eier ab. Auf sieben Larvenstadien folgt ein Präpuppenstadium, das von Anfang Januar bis Mitte Mai diapausiert. Systematische Versuche über den Einfluß der Temperatur auf die Entwicklungsrate von Eiern, Larven und Puppen zeigen, daß die optimale Entwicklungstemperatur für die Eier (90–100% Schlupf) bei etwa 25° liegt. Da sich jedoch die Jungraupen bei dieser Temperatur ebensowenig wie bei 10° normal weiterentweckeln können, ist als optimale Temperatur für Embryonal-und Larvenentwicklung 15–20° zu betrachten. Bei Wechseltemperaturen (zwischen verschiedenen 10°-Intervallen) stimmten Schlupfprozente und Entwicklungszeiten ziemlich genau mit den Werten überein, welche sich bei konstanten Temperaturen in Höhe der Mittelwerte ergeben hatten; nur bei 10° war der Schlupf gegenüber 5-und 15°-Wechsel stärker gehemmt und die Entwicklungszeit verdoppelt. Tiefere, Temperaturen (0,8–5°) erniedrigten-auch im Freiland-schon bei kurzer Einwirkungszeit die Schlupfprozente, obwohl sich die überlebenden bei 25° normal weiterentwickelten. Die Larvalentwicklung dauerte bei 10, 15, 20 und 25° neun, acht, drei bzw. zwei Monate bei einer Entwicklungsrate von 10, 40, 50 bzw. 7%. Das Präpuppenstadium dauerte bei 25° weniger als eine Woche, bei 10° über einen Monat.

     

Low temperature thresholds for flight in Aphis fabae Scop.

The temperature thresholds for wing-beating and successful flight in alienicolae of Aphis fabae were found by flying tethered aphids in a falling temperature and by dropping free aphids in still air at different temperatures. The median temperature thresholds for wing-beating, horizontal and upward flight were 6.5°, 13° and 15° C respectively.

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Zusammenfassung Die Temperaturschwellen für Flügelschlag und erfolgreichen Flug wurden bei alienicolen Aphis fabae Scop. an gefesselten Aphiden bei fallenden Temperaturen ermittelt sowie durch Fallenlassen freier Blattläuse in ruhige Luft bei verschiedenen Temperaturen.Die mittlere Temperaturschwelle für Flügelschlag betrug 6,5° C (Flügelschläge eine Minute andauernd) und wurde vom Feuchtigkeitsgehalt der Luft sowie von der Abkühlungsrate (sowie möglicherweise von der Flugdauer) beeinflußt. Unter 9–10° C hielt der Flügelschlag nur für eine kurze Zeit an und die Schlagamplitude war bei diesen Temperaturen im allgemeinen gering.Die mittlere Temperaturschwelle für horizontalen Flug lag bei 13° C (unter 10° vollständige Verhinderung) und für Aufwärtsflug bei 15° C (unter 12° völlige Hemmung); die höhere Schwelle für den Aufwärtsflug steht wahrscheinlich mit höherem Stoffwechselbedarf in Verbindung. Nach einem Aufenthalt von 24 Stunden bei niederen Temperaturen (5–15° C) vor dem Flug flogen bei 12–13° C weniger Blattläuse, als wenn sie bei 20° C gehalten worden waren. Diese Ergebnisse gelten nur für die ersten wenigen Sekunden des Fluges.

     

Effect of temperature on the developmental rate of preimaginal stages of Aphidoletes aphidimyza (Diptera, Cecidomyiidae)

The duration of preimaginal stages of Aphidoletes aphidimyza Rond. is determined mainly by temperature.The lower threshold temperatures for egg, larva, pupa and total preimaginal development are 10.1°, 4.3°, 5.7° and 6.2°; the sums of effective temperatures are 25.0 day degrees, 110.9 day degrees, 154.1 day degrees and 280.2 day degrees, respectively. Equations for the dependence of duration of preimaginal stages on constant temperature were calculated.The larval feeding period is only 20% of the total preimaginal development period. Overlapping generations should therefore be maintained to assure a permanent preying activity and thus an effective biological control in glasshouses.

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Die wirkung der temperaturen auf die präimaginalen studien von Aphidoletes aphidimyza (diptera, cecidomyiidae)

Zusammenfassung Die Entwicklungsdauer der präimaginalen Studien von Aphidoletes aphidimyza Rond. ist hauptsächlich von der Temperatur abhängig. Zwei Charakteristiken—die untere Temperaturschwelle und die Summe der wirksamen Temperaturen—sind wichtig für die Verwendung der aphidiphagen Gallmücke gegen Blattläuse in Glashäusern. Diese Charakteristiken wurden von uns erstmals festgelegt.Die unteren Temperaturschwellen für die Embryonal-, Larven-, Puppen- und für die ganze Präimaginalentwicklung von A. aphidimyza sind 10.1°, 4.3°, 5.7° und 6.2°; die Summe der wirksamen Temperaturen 25.0, 110.9, 154.1 und 280.2 Gradtage.Die Zeit, während der sich die Larve ernährt und Blattläuse vernichtet, entspricht nur 20% der gesamten Präimaginalentwicklung. Für eine ununterbrochene Aktivität der Larven und damit für eine hohe Wirksamkeit der biologischen Blattlausbekämpfung in Glashäusern ist deshalb unbedingt eine Ueberlappung der Gallmückengenerationen erforderlich.

     

Über das Vorkommen von Sexualhormonen bei der Meeresschnecke Littorina littorea L.

Zusammenfassung Es wurde versucht, ein wirksames Prinzip als Ursache für den sexuellen Jahresrhythmus bei Littorina littorea L. zu finden. Die Tiere wurden auf den Gehalt an androgenen und oestrogenen Stoffen untersucht. Die Prüfung auf Extrakte aus Gonaden, Mitteldarmdrüsen und den Rest-Tieren ergab: Littorina littorea enthält keine im Test am Kückenkamm, an der männlichen, kastrierten Maus und papierchromatographisch nachweisbaren Mengen an androgenen Stoffen.Im Allen-Doisy-Test wirksame Substanzen konnten aus den Ovarien extrahiert werden. Aus der Dosiswirkungskurve ergibt sich ein Gehalt von etwa 3 mg Oestradiolbenzoat-Äquivalenten/kg Frischgewebe.Das Vorkommen von oestrogenen Stoffen ist auf die Ovarien beschränkt. Männliche Tiere sowie Mitteldarmdrüsen und andere Gewebe der Weibchen enthalten keine erfaßbaren Mengen an Oestrogenen.Es herrscht Parallelität zwischen der extrahierbaren Oestrogenmenge und dem Ausbildungsgrad der Keimdrüsen.Im Vergleich mit den Sexualhormonen der Wirbeltiere mittels Papierchromatographie zeigt sich, daß das wirksame Agens nicht identisch mit Oestradiol-(3,17) oder Oestron ist.Durch Abkühlungsversuche konnte ein Einfluß der Temperatur auch für die Aufbauphase im Sexualzyklus bei L. littorea wahrscheinlich gemacht werden.Die Injektion arteigener Extrakte bei den Schnecken führte bisher — wegen der Empfindlichkeit der Tiere — zu keinem Ergebnis.Für die mir immer gewährte freundliche Unterstützung bei der Durchführung der Arbeit sage ich meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. H. Giersberg, meinen herzlichen Dank.Für die freundliche Überlassung von Hormonpräparaten und Testsubstanzen bin ich Herrn Prof. Dr. J. Schmidt-Thomé, Frankfurt a. M.-Hoechst, Herrn Dr. J. Hübener, Institut für vegetative Physiologie, Frankfurt a. M., und der Schering AG zu besonderem Dank verpflichtet.Herrn C. Lüders, Seewasseraquarium Wilhelmshaven, danke ich verbindlichst für die Beschaffung der Littorinen.     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Aus sinusoidalen Analysen im Frequenzbereich von 0,01–70 Hz ist es gelungen, das dynamische Verhalten des passiven Muskels durch eine Serienschaltung dreier Maxwell-Elemente zu approximieren. Die MaxwellElemente werden den im entspannten Zustand bestimmenden morphologischen Strukturen — Verbindungsfilament, Myosinfilament und H-Zone — zugeordnet. Der passive Muskel kann als ein lineares System mit konzentrierten Parametern aufgefaßt werden, da viscose Zwischenwirkungen zwischen den Actinfilamenten und den dominanten passiven Elementen vernachlässigbar klein sind. Über die aus elektronenmikroskopischen Untersuchungen und Röntgenstrukturanalysen bekannten Dehnbarkeiten der einzelnen Filamentstrukturen des Muskels ist es möglich, Steifigkeitswerte für das Verbindungsfilament (1,4 (g/m), das Myosinfilament (34,2 g/m) und die H-Zone (4,6 g/m) zu bestimmen. Der elastische Modul des Myosinfilamentes, 1,5×10¹⁰ dyn/cm² ist vergleichbar mit den in der Literatur für andere natürliche Polymere angegebenen Elastizitätswerten.Für den Muskel im Zustand der Totenstarre, wo alle Myosinbrücken am Actinfilament festhalten, wird die Dehnbarkeit der H-Zone zum bestimmenden Faktor.Die Dynamik des passiven Muskels ist im beträchtlichen Maße abhängig von der Verstärkung der Restaktivität bei sehr niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen. Bei zunehmender Dehnbarkeit des Myosinfilamentes wird dieser Verstärkungsfaktor größer und die resultierende Phasennacheilung wird dominant über die durch die passiven Strukturen hervorgerufene Phasenvoreilung. Bei hoher Ionenstärke wird das Myosinfilament so weich, daß die vorhandenen niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen von 10^–9M, bei denen der Muskel sich normalerweise im entspannten Zustand befindet, für eine Aktivierung ausreichen; der Muskel leistet oszillatorische Arbeit.     

The temperature coefficient of the duration of life in Tubularia Crocea

Zusammenfassung Der Temperaturkoeffizient für die Lebensdauer vonTubularia crocea wurde für das Temperaturintervall 36°–25° C. bestimmt. Es wurde gefunden, daß derselbe etwa 2 für einen Temperaturunterschied von 1° beträgt. Das ist derselbe Temperaturkoeffizient, denLoeb für die Lebensdauer der Seeigeleier für das Temperaturintervall 32°–20° C. gefunden hat.

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I wish to thank ProfessorLoeb for his many helpful suggestions and criticisms.     

Erbrütung der Eier von Dorsch(Gadus morhua), Flunder(Pleuronectes flesus) und Scholle(Pleuronectes platessa) unter kombinierten Temperatur- und Salzgehaltsbedingungen

Zusammenfassung 1. Die Eier von Dorsch (Gadus morhua L.), Flunder (Pleuronectes flesus L.) und Scholle (Pleuronectes platessa L.) der westlichen Ostsee wurden unter kombinierten Salzgehalts-Temperaturbedingungen (0°–16° C, 7–42 S) erbrütet. Es wurde untersucht, inwieweit die Embryonalentwicklung durch das Zusammenwirken von Temperatur und Salzgehalt beeinflußt wird.2. Die optimalen Temperatur- und Salzgehaltsbereiche für die Erbrütung von Dorsch, Flunder und Scholle wurden festgestellt. Für den Dorsch konnten drei Versuche mit unterschiedlichem Material durchgeführt werden. Die optimalen Temperaturund Salzgehaltskombinationen für die Erbrütung von Dorscheiern betrugen: (a) 6°–8° C bei 25–30 S, (b) 4° C bei 20–33 S und (c) 4°–6° C bei 33 S. Für die Flundereier wurde als optimale Temperatur-Salzgehaltskombination 4° C und 33 S gefunden. Die untersuchten Scholleneier entwickelten sich bei 6° C und 20 S am besten.3. In nicht-optimalen Temperatur- und Salzgehaltsbereichen war ein Absinken der Überlebensrate und verstärktes Auftreten morphologischer Anomalien an Embryonen und Larven zu verzeichnen. Als charakteristische Schädigungen traten Verkrümmungen der caudalen Körperregion auf. Larven, die in schwach salzigem Wasser gehalten wurden (20 und 15 S), litten an Dottersackquellung, was bei den Flunderlarven zu Kieferdeformationen führte.4. Als wahrscheinliche Ursache für die Verkrümmungen und Verwachsungen des Schwanzes wurde ein durch extreme Temperaturen allgemein gestörtes Zusammenwirken der Enzyme diskutiert.5. Die Wirkung hoher und niedriger Salzgehalte wurde in der Diskussion auf eine Störung im embryonalen Stoffwechsel zurückgeführt, die durch Änderung im Ionenmilieu der Zelle hervorgerufen wird.6. Mit zunehmender Aussüßung des Erbrütungswassers konnte bei allen untersuchten Eiern Entwicklungsverlangsamung beobachtet werden. Bei hohen Erbrütungstemperaturen wurden die Unterschiede in der Entwicklungsgeschwindigkeit geringer.7. Der für die Erbrütung optimale Salzgehalt änderte sich in Abhängigkeit von der Inkubationstemperatur. Ebenfalls war die optimale Erbrütungstemperatur in Abhängigkeit vom Salzgehalt des Erbrütungsmediums veränderlich. Extrem niedrige Salzgehalte (15 und 20 S) wurden im Bereich der Optimaltemperaturen oder bei niedrigen Temperaturen besser ertragen.8. Bei allen drei untersuchten Fischarten wurde das Auftreten von Brackwasserrassen in der Ostsee erörtert und für wahrscheinlich gehalten.

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Rearing the eggs of cod(Gadus morhua), flounder(Pleuronectes flesus) and plaice(Pleuronectes platessa) under combined temperature and salinity conditions

Eggs of Baltic cod (Gadus morhua L.), flounder (Pleuronectes flesus L.) and plaice (Pleuronectes platessa L.) have been reared under combined temperature and salinity conditions (0°–16° C, 7–42 S). Combined temperature and salinity influences on embryonic development were investigated. Optimum temperatures for the rearing of cod eggs range from 4° to 8° C, and optimum salinities from 20 to 33 S. Flounder eggs develop best at 4° C and in 33 S, and plaice eggs at 6° C and in 20 S. Suboptimum conditions result in lower percentages of larval hatching and survival, and increased morphological anomalies such as curvature of tail and body. Low salinities (20 and 15 S) cause swollen yolk sacs which, in experiments with flounder eggs, lead to jaw deformities. Rearing at low salinity decreases speed of development. Optimum salinity varies as a function of incubation temperature and influences variations in optimum rearing temperature. Extremely low salinities (20 and 15 S) are tolerated best at optimum or lower temperatures. From the results of these experiments it can be concluded that brackish water races of these fishes are likely to exist in the Baltic Sea.

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Diese Arbeit wurde als Dissertation unter der Leitung von Herrn Prof. Dr.K. Lillelund am Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft der Universität Hamburg angefertigt. Für die Drucklegung wurde die Arbeit geringfügig gekürzt und in ihrem Wortlaut abgeändert.