Verluste radioaktiv markierter Substanzen aus Pisum-Wurzeln nach Verfütterung von D-Glucose-14C im Verlauf unterschiedlicher Präparationsmethoden für die Elektronenmikroskopie

Zusammenfassung Die Verluste an radioaktiv markierten, aus d-Glucose-¹⁴C in Pisum-Wurzeln entstandenen Substanzen, die im Verlauf unterschiedlicher Präparationsmethoden für die Elektronenmikroskopie auftreten, werden mit einem Flüssigszintillationszähler bestimmt. Die Identifizierung der Metabolite erfolgt an Hand von Dünnschichtchromatogrammen und Autoradiographien. Nach Flüssigfixierung mit Glutaraldehyd (Glut.) und OsO₄ wird weniger äthanollösliche Radioaktivität, die zu ca. 76% in Glucose, sonst aber in Aminosäuren und N-freien Säuren vorliegt, extrahiert, als nach Einzelfixierung mit einem der genannten Fixierungsmittel.Durch stufenlose Acetonentwässerung, anstelle von Entwässerung in Aceton-bzw. Äthanol-Stufen und Propylenoxyd, ferner durch Zusetzen von Saccharose zu den Fixierungs- und Entwässerungs-Medien, kann die Extraktion weiter reduziert werden. Nach OsO₄-Räucherung und stufenloser Entwässerung bleibt die größte Menge an Radioaktivität im Gewebe. Der Aufenthalt in den hohen Aceton- und Äthanolstufen bringt hier keine hohen Verluste mit sich, dasselbe gilt für Propylenoxyd und Epon. Glut. und Acrolein unterscheiden sich hinsichtlich der Retention an Radioaktivität nicht wesentlich.In allen Präparationen besteht der größte Teil der verbleibenden Radioaktivität aus Glucose. Es wird vermutet, daß diese hauptsächlich auf Grund von Membranveränderungen zurückbleibt, die Aminosäuren zusätzlich durch ihre Reaktion mit den Fixantien.

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The effect of different preparation schedules for electron microscopy on the loss of labelled substances in roots of Pisum after feeding with ¹⁴C-glucose

Summary The losses of marked metabolites of ¹⁴C-glucose in Pisum roots were determined by means of liquid scintillation counting during different electron microscopic preparation schedules. ¹⁴C-glucose was applied to the roots. Metabolites were identified in thinlayer chromatographs and radioautographs. Fixation with glutaraldehyde (glut.) followed by OsO₄ rendered the radioactivity in the tissue less susceptible to ethanolic extraction than treatment with either glut. or OsO₄. The ethanolic extracts showed 76 per cent of their radioactivity in glucose, the remainder in amino acids and nitrogen-free acids. Continuous dehydration by acetone instead of stepwise dehydration by acetone, ethanol, and propylene oxide further reduces extraction. Even better results are achieved by adding sucrose to the fixation and dehydration media. Finally, after fixation with OsO₄ fumes followed by continuous dehydration, most of the incorporated radioactivity is retained in the tissue. The passage through high acetone and ethanol concentrations as well as through propylene oxide and epon does not cause significant losses. Glut. and acroleine do not differ significantly with respect to the retention of radioactivity. In all preparations the larger part of the retained radioactivity is found in glucose. It is suggested that glucose is predominantly retained because of membrane changes during fixation, whereas the amino acid retention is enhanced by reactions with the fixing agents.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen von Differenzierungsvorgängen bei Moosen

Zusammenfassung Im Hinblick auf elektronenmikroskopische Untersuchungen an Riella und Funaria wird zunächst eine Methode beschrieben, mit der die Feinstruktur der Objekte dargestellt werden kann. Nach umfangreichen Vorversuchen hat sich die Fixierung in einer Mischung von Formaldehyd und Glutaraldehyd (1:1) 1- bzw. 3%ig für 15–20 Std bei 4°C und Nachfixierung mit OsO₄ auf die herkömmliche Weise am besten bewährt. Auf diese Art lassen sich alle Zellkomponenten sowohl in jungen als auch in alten Zellen gut darstellen.

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Electron microscopical studies of differentiating processes in mossesI. Problems of preserving the fine structure

Summary For the demonstration of the ultrastructure of the cells from Riella and Funaria by electron microscopy, special conditions were found to be necessary for preservation of all known structural elements. The best results were obtained by fixation in a buffered mixture of formaldehyde (0.5 or 1.5%) and glutaraldehyde (0.5 or 1.5%) for 15–20 hours in the cold. The postfixation was performed in 1% OsO₄ for 3 hours. Using these conditions an excellent preservation of all structural elements is demonstrated in young and old cells of the mosses. The conditions used in our experiments are compared with those from other experiments performed previously by other investigators who were not so successful in overcoming the special difficulties encountered in the study of mosses.

     

Termination of adult diapause in Pyrrhocoris apterus (Heteroptera: Pyrrhocoridae) in the field

The time when diapause ends in the Czech population of Pyrrhocoris apterus was studied by the transfer of the overwintering bugs to laboratory conditions of 25°C and long day (L 18, D 6) or short day (L 12, D 12).Both the incidence of oviposition after the transfer to short-day conditions and the duration of the pre-oviposition period after the transfer to long-day conditions indicate that the diapause ends in the period of December–January. Development is then inhibited environmentally, by low temperatures.Thus the diapause of P. apterus is terminated before the advent of hard frosts. The resistance to frost is not bound to the condition of the intrinsic inhibition of the maturation of gonads.

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Zusammenfassung Die Termination der Diapause kann nicht — wie vielfach angenommen wird — mit der Wiederaufnahme der Entwicklung gleichgesetzt werden, da in der Natur die Entwicklung nach dem Ende der Diapause meist durch niedrige Temperaturen noch weiterhin inhibiert bleibt (Quieszenz). Um das wahre Ende der Diapause bei Pyrrhocoris apterus zu ermitteln, wurden Wanzen im Verlaufe der Überwinterung (Hiberntion) (August–März) in abgestuften Intervallen aus dem Freien ins Laboratorium übertragen, wo 25° und 24-stündige Photoperioden mit Photophasen von 12 oder 18 std herrschten.Die Versuche wurden während drei Winterperioden durchgeführt (1964–65, 1966–67, 1967–68) und dabei Wanzen aus drei klimatisch unterschiedlichen Lokalitäten: Smolenice, Slaný und Jankovice (Seehöhe 240, 280 bzw. 430 m) verglichen, deren mittlere Jahres-temperatur 9,0, 8,2 bzw. 7.5° beträgt. Die Wanzen wurden paarweise bei Lindensamen und Wasser gehalten. In allen Versuchen wurde Eiablage, bei manchen auch Kopulation, Eianzahl und Schlüpfrate, täglich ermittelt.Im Langtag (L 18, D 6) begannen die Weibchen stets Eier zu legen, doch verkürzte sich im Verlaufe der Überwinterung schrittweise die Länge der Präovipositionsperiode. Zwischen August und Anfang Oktober begannen die Eiablagen in der Regel nach 26–34 Tagen. Nach Mitte Januar (manchmal auch schon ab Dezember) verkúrzte sich die Präovipositionsperiode auf nur 8–9 Tage, was dem Wert der Präovipositionszeit bei Nondiapause-Tieren entspricht.Im Kurztag (L 12, D 12) blieben die diapausierenden Wanzen unfruchtbar. Die Weibchen der August- und September-Proben legten überhaupt keine Eier (obwohl sie zwei über drei Monate lang gehalten wurden. Die Weibchen der im Oktober und November eingeholten Proben legten nur zu einem geringen Prozentsatz (14 bzw. 32%) und nach längerer Präovipositionsperiode ab. Bereits ab Mitte Dezember legten jedoch alle Weibchen nach einer Präovipositionsperiode von nur 8–11 Tagen ab.In der Natur endet also die imaginale Diapause bei tschechischen Populationen von P. apterus schon im Dezember, gegebenenfalls im Januar, d.h. noch vor Eintritt strengerer Fröste. Der Adaptationswert der Diapause beruht daher nicht auf einer direkten Erhöhung der Frostresistenz, sondern auf der Synchronisation des Lebenszyklus der Insekten mit der Jahreszeit.Die photoperiodische Termination der imaginalen Diapause bei P. apterus wird mit ähn-lichen Erscheinungen bei anderen Insektenarten verglichen.

     

Spontane und induzierte Metamorphose bei Larven des Krallenfrosches (Xenopus laevis Daud.) im Kälteversuch

Zusammenfassung Bei jungenXenopuslarven (Prämetamorphose) ist die Mortalität im Bereich von 8,5–22° C konstant, nimmt jedoch unterhalb von 8,5° C stark zu.Die Wirkung der Kälte (10° C) auf die spontane Metamorphose zeigt stadienspezifische Unterschiede. Eine vollkommene Metamorphosehemmung gelingt nur bei Prämetamorphoselarven; bei älteren Larven (Prometamorphose) ist die Umwandlung nur verzögert.Blockierte Larven können in der Kälte durch Behandlung mit Thyroxin bzw. TSH zur Metamorphose veranlaßt werden. Da weder die Ansprechbarkeit larvaler Gewebe auf Thyroxin, noch diejenige der Schilddrüse auf TSH betroffen sind, muß die kältebedingte Metamorphosehemmung auf einer Blockierung des übergeordneten Steuerungszentrums beruhen.

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Spontaneous and induced metamorphosis inXenopus larvae at low temperature

Summary In premetamorphicXenopus larvae mortality is not influenced by lowering the temperature from 22° to 8.5° C, but it rises dramatically below 8.5° C. At 10° C complete inhibition of spontaneous metamorphosis occurs only in premetamorphic larvae; beyond stage 56 cold treatment only delays the metamorphic changes.In cold-arrested premetamorphic larvae thyroxine and TSH elicit metamorphic responses. Since the responding capacity of the larval tissues to thyroxine is not affected, blockage of spontaneous metamorphosis at low temperature must result from the inhibition of the hypothalamic center.

     

Labelling of human chromosomes with 3H-AMD

Summary This paper presents data on the pattern obtained by labelling in vitro with ³H-AMD human chromosomes from peripheral blood cultures. Preparations were divided into two experimental groups: 1. preparations labelled with ³H-AMD; 2. preparations treated with H₂SO₄ and labelled with ³H-AMD.The results show evidence of non-random grain distribution for some chromosomes and of differential intensity of labelling of chromosomes within some chromosome groups. Treatment with H₂SO₄ before labelling with ³H-AMD resulted in random distribution of grains along the chromosomes with disappearance of any labelling pattern. The same result was observed when preparations were stained with quinacrine dihydrochloride before labelling with ³H-AMD. These data suggest the existence of a differential distribution of proteins along the chromosomes.

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Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die in vitro-Markierung von menschlichen Chromosomen mit ³H-Aktinomycin D (AMD) in Kulturen des peripheren Blutes beschrieben. Es handelt sich um zwei Versuchsgruppen: 1. Markierung der Präparationen mit ³H-AMD; 2. Markierung der Präparationen mit ³H-AMD nach Vorbehandlung mit Schwefelsäure.Bei diesen Versuchen ergaben sich Hinweise auf eine nichtzufallsmäßige Kornverteilung auf einigen Chromosomen und auf differentielle Markierungsmuster in den Chromosomen einiger Chromosomengruppen. Diese Markierungsmuster wurden durch Vorbehandlung mit Schwefelsäure zerstört. Das gleiche Resultat wurde erhalten, wenn die Präparate vor der Markierung mit Chinakrin-Dihydrochlorid gefärbt wurden. Diese Ergebnisse lassen vermuten, daß die Proteine auf den Chromosomen ungleichmäßig verteilt sind.

     

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.

     

Gaschromatographische Untersuchungen über die Extraktion von Gallensäuren aus Lebergewebe während der elektronenmikroskopischen Präparation

Zusammenfassung Die elektronenmikroskopische Präparation von Lebergewebe führt zu einer Extraktion von Gallensäuren und ihren Glycin- und Taurinkonjugaten. Diese Extraktion wird fast ausschließlich durch die Dehydrierung in Aceton verursacht. Nach Fixation mit 6,25%igem Glutaraldehyd und 1%igem Osmiumtetroxyd beträgt der Verlust etwa 25–35% der im Gewebe enthaltenen sauren Sterine. Veränderungen ihrer chemischen Struktur lassen sich dabei nicht nachweisen. Die Wirkungsweise der Fixationsmittel auf die Gallensäuren wird diskutiert.

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Gaschromatographic investigations on the extraction of bile acids from liver tissue during preparation for electron microscopy

Summary The preparation of liver tissue for electron microscopy leads to an extraction of bile acids and their glycine and taurine conjugates. This extraction is almost entirely caused by the process of acetone dehydration.About 25–35% of the acid tissue sterines are lost after fixation by 6.25% glutaraldehyde and 1% osmiumtetroxide. Changes of chemical structure were not observed. The mechanism of the effect of the fixers is being discussed.

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Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft sowie die Harry und Peter Fuld-Stiftung durchgeführt.     

Assessment of visual traps for monitoring the asparagus miner, Ophiomyia simplex, Agromyzidae: Diptera

Five trap types (colored stakes, inverted cone trap, Alsynite^® impact trap, sticky window pane trap and reservoir trap) were evaluated for their capacity to trap adult O. simplex. Colored stakes (yellow, federal safety yellow and lime green) coated with Tanglefoot trapped more flies than the other traps. These three colors and white have high reflectance of wavelengths at 500–600 nm. Tanglefoot has little effect on the % reflectance of the different colored stakes, yet Tanglefoot^® does have a different effect on reflectance than Tacktrap.^®

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Prüfung visueller fallen zur überwachung von ophiomyia simplex, Agromyzidae: Diptera

Zusammenfassung Fünf Fallentypen wurden auf ihre Fängigkeit für adulte O. simplex geprüft. Es handelte sich dabei um verschiedenfarbige, beleimte Stangen, um Schlüpfkegel, um beleimte Alsynite-Aufprallscheiben, um durchsichtige Acrylscheiben mit Auffangbecken und um beleimte durchsichtige Acrylscheiben.Von allen Fallen fingen die farbigen Stangen am besten und zwar vor allem diejenigen, die mit zwei gelben Farben und diejenigen, die mit Limonengrün gestrichen waren. Alle drei Farben reflektieren viel Licht der Wellenlänge von ungefähr 550 nm. Der verwendete Tanglefoot-Leim hat einen geringen Einfluss auf die prozentuale Reflexion.

     

Perception of gravity-vertical as a function of head and trunk position

Summary The apparent or subjective vertical (AV) was measured as a function of time and lateral tilt-positions of head and trunk. The AV depended mainly on head position. At head-positions from 0–90° the influence of the trunk-position was small; at the inverted head-positions (135, 180°), however, it was much more pronounced. Intra- and inter-subject variability increased with increasing head-tilt; at the inverted head-positions they appeared to be also dependent on the position of the trunk. It is concluded, that with increasing lateral tilt the statolith-organs become less effective in determining the AV, and that consequently the influence of the somato-receptors becomes greater.

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Zusammenfassung Die scheinbare Vertikale (AV) wurde in Abhängigkeit von der Zeit und von verschiedenen Seitwärtslagen von Kopf und Rumpf untersucht. Sie war im Wesentlichen abhängig von der Lage des Kopfes. Der Einfluß der relativen Rumpf-zu-Kopfstellung war bei Kopflagen 0–90° klein, bei den inversen Kopflagen (135, 180°) jedoch sehr ausgeprägt. Intra- und interindiv.-Streuungen nahmen mit zunehmender Kopfneigung zu; in den inversen Lagen waren sie auch von der relativen Rumpflage abhängig. Wie die Ergebnisse schließen lassen, wird mit zunehmender Seitwärtsneigung der Einfluß der Statolithenorgane auf die AV schwächer und dementsprechend die Wirksamkeit der Somatoreceptoren des Rumpfes stärker.

     

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.

     

Der Turnover der Proteine in den Organen des Flußkrebses Orconectes limosus

Zusammenfassung Aus dem exponentiellen Abfall der spezifischen Aktivität nach einmaliger Injektion von L-Leucin-¹⁴C wurden die Halbwertszeiten der Gesamtproteine in den meisten Organen des Mußkrebses zu 8,5–19 Tagen bestimmt, in Leber und Niere der Maus zu 1,6–1,7 Tagen. Muskel- und Hämolymphproteine des Krebses zeigten weit längere Halbwertszeiten. Berücksichtigt man die Temperaturdifferenz von 25° unter Annahme eines Q ₁₀ von 2,0–2,5, so ergeben sich für Maus und Krebs etwa übereinstimmende Geschwindigkeiten des Proteinturnovers.

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Protein turnover in the tissues of the crayfish, Orconectes limosus

Summary The exponential decay of protein radioactivity after injection of L-Leucin-¹⁴C was measured in the different tissues of the crayfish, and in liver and kidney of the mouse. The half life time of tissue proteins was calculated to be 8.5 to 19 days in most crayfish tissues, 1.6 to 1.7 days in the mouse liver and kidney. Proteins of muscle and hemolymph of crayfish had much longer half life values. Taking into consideration the temperature difference of 25° C and assuming a Q ₁₀ of 2.0 to 2.5, the speed of protein turnover corresponds in the mouse and the crayfish.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Transport 14C-markierter Assimilate im Phloem von Pelargonium zonale und Phaseolus vulgaris

Zusammenfassung 6–10 min nach Beginn der ¹⁴CO₂-Assimilation befindet sich ¹⁴C-Aktivität im Stiel des ¹⁴CO₂-exponierten Blattes belichteter Pflanzen von Pelargonium zonale und Phaseolus vulgaris. Die Verteilungsrichtung der Assimilate im Sproß scheint vor allem durch das Alter des ¹⁴C-assimilierenden Blattes bestimmt, jedoch nicht einseitig festgelegt zu sein; geringe, aber faßbare Mengen an ¹⁴C-Saccharose wereden innerhalb von 20 min (bei Phaseolus) und 180 min (bei Pelargonium) auch aus relativ jüngeren in ältere Blätter transportiert.Neben ¹⁴C-Saccharose wurden im Blattstiel-und Stengelgewebe stets markierte Zuckerphosphate, Hexosen und organische Säuren nachgewiesen. Stärke war nur zu einem verschwindend geringen Anteil an der Gesamtmarkierung der analysierten Transportstrecken beteiligt.

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Translocation of ¹⁴C-labelled assimilates in the phloem of Pelargonium zonale and Phaseolus vulgaris

Summary After the laminae of leaves of intact plants had been exposed to ¹⁴CO₂ the translocation of ¹⁴C-labelled assimilates across the petioles starts very quickly: 6 to 10 min later ¹⁴C-activity could be detected in the basal part of the petioles. The way of distribution within the plant seems to be influenced mainly by the age of the ¹⁴CO₂-assimilating leaf, however, but not in the sense of an unidirectional movement; little but distinct amounts of ¹⁴C were carried also from younger yet full expanded leaves down to older leaves, within 20 min (in Phaseolus) or 180 min (in Pelargonium). Besides sucrose, which was shown by paper chromatography to be the main form of assimilates translocated in these species, we identified sugar phosphates, hexoses, and some organic acids in the petiole and stem tissue as being radioactive also. In our experiments, the petiole segments did not contain any remarkable amount of ¹⁴C-labelled starch.

     

Trennung der effekte von transmutation und strahlung nach einbau von radionukliden in die DNS

Summary Among the various methods for studying the relative effects of transmutation and radiation of incorporated nuclides, simulation of beta radiation by external gamma exposure is of practical importance.Self-irradiation and mutual irradiation of the labeled cells cannot be neglected in any case. Furthermore, additional hypothetical and experimental problems may arise from using either external beta radiation or different isotopes of an element.By means of external gamma irradiation on the other hand, this being equivalent to the internal beta radiation from a microdosimetrical point of view, the radiation effect of the nuclide alone can be observed without any modification of other experimental parameters. To determine such equivalent gamma radiation for labeled cell nuclei ofVicia faba roots, the authors applied the Monte Carlo Method to the beta spectra of³²P,³H,¹⁴C and¹³¹J, to the energy-dependent LET and to different cell diameters. The existence of secondary particle equilibrium inside the nuclei during gamma exposure was assumed. For certain radionuclides and cell sizes it is possible to calculate gamma spectra which induce energy spectra in the nuclei similar to those caused by the beta particles originating in the nuclear DNA.

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Trennung der effekte von transmutation und strahlung nach einbau von radionukliden in die DNS

Zusammenfassung Unter den verschiedenen Methoden zur Untersuchung der relativen Wirkung von Transmutation und Strahlung inkorporierter Nuklide kommt der Simulation der Betastrahlung durch eine externe Gammastrahlung praktische Bedeutung zu. Nicht immer kann man nämlich davon ausgehen, daß die Selbstbestrahlung der zu untersuchenden Objekte vernachlässigt werden kann. Auch bringt sowohl die Verwendung einer äußeren Betastrahlung als die verschiedener Isotope desselben Elements häufig zusätzliche prinzipielle und experimentelle Probleme mit sich. Hingegen kann durch eine der Betastrahlung äquivalente Gammastrahlung der Strahleneffekt des Nuklids allein ohne Veränderung der Kultur- und Inkorporationsbedingungen untersucht werden. Allerdings ist es keineswegs einfach, diese äquivalente Gammastrahlung auf rein theoretischem Wege zu ermitteln. Immerhin können mit Hilfe des skizzierten Verfahrens zumindest in einigen Fällen Gammaspektren berechnet werden, die im Innern des Zellkerns vonVicia faba, Energieabsorptionsspektren erzeugen, die denen von im Zellkern emittierten Betateilchen ähnlich sind.Unter Berücksichtigung des in der Diskussion Gesagten läßt sich das Verfahren sicherlich verbessern. Auch fßr andere Objekte und Objektverteilungen dürften sich dann äußere Strahlenquellen ermitteln lassen, mit denen der relative Anteil von Transmutation und Strahlung an der Gesamtwirkung des radioaktiven Zerfalls untersucht werden kann.

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Eingegangen am 26. August 1974     

Hemmung und Induktion von Proteinsynthesen durch Actinomycin in den wachsenden Oocyten vonMusca domestica

Zusammenfassung Die Proteinsynthese der wachsenden Oocyten vonMusca domestica L. wurde autoradiographisch und elektrophoretisch auf einer mittleren Entwicklungsstufe (Stadium 3) und nach dem Abschlu\ des Wachstums (Stadium 6) in der Normalentwicklung und nach Applikation von Actinomycin untersucht. Die sehr hohe RNSSynthese der Nährzellen und des Follikelepithels von wachsenden Oocyten wurde durch Injektion von 16 g/g Körpergewicht Actinomycin völlig blockiert. Die Proteinsynthese im Euplasma der wachsenden Oocyte ist relativ hoch, auch das Stadium 6 zeigt trotz fehlender RNS-Synthese eine kräftige Proteinsynthese. Die Proteine des Ovars wurden elektrophoretisch auf Celluloseacetat-Streifen getrennt. Der Anteil neusynthetisierter Proteine wurde nach vorangegangener Inkorporation (30 min) von¹⁴C-Aminosäuren bestimmt. Nach 4–6 Std Inkubation mit Actinomycin wird die Proteinsynthese stimuliert. Nach längerer Einwirkung sinkt die Syntheseleistung im Einährverband allmählich unter den Ausgangswert. Die reife Oocyte zeigt, autoradiographisch gesehen, keine Reaktion auf das Antibiotikum. Die Synthese der euplasmatischen Proteine im Einährverband des Stadiums 3 sinkt nach Actinomycin-Behandlung nicht in toto ab, nur einige Fraktionen erweisen sich als empfindlich. Nach mittleren Inkubationszeiten mit Actinomycin treten dagegen neue Proteine im Ovar auf, deren Synthese in begrenztem Umfang auch noch nach 48 Std nachweisbar ist. Der reifen Oocyte steht keine neusynthetisierte RNS zur Verfügung. Sie reagiert aber ebenfalls auf Actinomycin mit partiellen Hemmungen und Neusynthesen von Proteinen. Der Wirkungsmechanismus des Antibiotikums bleibt in diesem Falle offen.

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Inhibition and induction of protein syntheses by actinomycin in the growing oocytes ofMusca domestica

Summary The protein synthesis of growing oocytes ofMusca domestica L. is investigated by radioautographic and electrophoretic methods on an intermediate developmental stage (stage 3), and after the end of growth (stage 6) in the normal development and after treatment with Actinomycin. The very high RNA synthesis of the nurse cells and of the follicle epithelium of growing oocytes is completely blocked by injection of 16 g/g body weight Actinomycin. The protein synthesis in the euplasm of a growing oocyte is relatively high, the stage 6 shows a high protein synthesis in spite of the absence of RNA synthesis. The proteins of the ovary are separated electrophoretically on Cellogel-strips. The ratio of the newly-synthetized proteins is determined after incorporation (30 min) of¹⁴C-labelled amino acids. The protein synthesis is stimulated after 4–6 hours treatment with Actinomycin. After a longer influence of the antibiotic, synthesis of the egg-nurse cell unit decreases to below the control value. The ripe oocyte does not react autoradiographically to Actinomycin. Only some fractions of the newly-synthetized euplasmatic proteins are sensitive to treatment with Actinomycin. After intermediate incubation times with Actinomycin new proteins appear in the ovary and their synthesis is demonstrable in part even after treatment for 48 hours. There is no newly-synthetized RNA in the ripe oocyte, which, nevertheless, reacts with Actinomycin to inhibit some and to stimulate some new protein synthesis. In this case the action of the antibiotic is unknown.

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Die Untersuchungen wurden mit Mitteln unterstützt, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Dr. K. Bier zur Verfügung gestellt wurden.     

Die Feinstruktur gefriergebrochener Hormongranula

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

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The fine structure of freeze-fractured hormone granules

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

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Untersuchungen über die Wirkung von Vakuum und Strahlung aufEscherichia coli

Summary Cells ofE. coli B/r were exposed to vacuum up to 2·10^–6 Torr. From these investigations it is assumed, that the damaging effect of vacuum mainly depends on the water desorption of the cells. All effects under consideration, i.e. inactivation, delay of the first cell division and increase of radiation sensitivity were obtained already in the range of about 1 Torr. They were scarcely increased by further decompression. Cells which were protected by other bacteria, nutrient media, or crystals were less damaged by vacuum. The radiation sensitivity during vacuum exposure was higher than under control conditions. In vacuum the dose resulting the same survival fraction was reduced to 1/4 for X-rays and to 1/6 for UV respectively.

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Untersuchungen über die Wirkung von Vakuum und Strahlung aufEscherichia coli

Zusammenfassung Die Untersuchungen anE. coli B/r nach Vakuumexposition lassen vermuten, daß die zellschädigende Wirkung von Vakuum bis zu 2·10^–6 Torr zum größten Teil auf Wasserentzug beruht. Sämtliche untersuchten Effekte, Inaktivierung, Verzögerung der ersten Zellteilung und erhöhte Strahlensensibilität wurden bereits durch Evakuierung auf ca. 1 Torr ausgelöst und durch weitere Dekompression kaum verstärkt. Zellen, die durch andere Bakterien, Nährmedien oder Kristalle geschützt waren, wurden weniger geschädigt. Die Strahlenempfindlichkeit der Bakterien im Vakuum war höher als die der Kontrollen. Dieselbe Inaktivierung wie unter Kontrollbedingungen wurde im Vakuum bei Röntgenbestrahlung mit 1/4 der Dosis, bei UV-Bestrahlung mit 1/6 der Dosis erzielt.

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Herrn Professor Dr. Drs. h. c.Boris Rajewsky zum 75. Geburtstag gewidmet.     

The influence of temperature on host orientation by the alfalfa weevil, Hypera postica

The effect of temperature on the kinetic host orientation movements of mature adult alfalfa weevils, Hypera postica (Gyll.), was determined by mapping the movements of individual weevils in a closed arena in which the host odor source was just out of their reach. A reduced temperature resulted in a general reduction in activity, but an increase in the proportional efficiency of the kinetic orientation mechanism.In a test to determine the temperature range at which movement to the host will occur, mature adult weevils were confined in an arena with a small section of alfalfa stem at temperatures from 2° to 50°. A relatively normal response occurred between 15° and 40°. Below 5° movement to the food was negligible. The peak response in the normal range occurred about 20°–25°. A test of the mortality caused at 50° was conducted. The difference between published lethal temperatures and the results of this test are explained on the basis of insect age and maturity.

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Zusammenfassung Die Wirkung der Temperatur auf kinetische Orientierungsbewegungen des Luzernekäfers, Hypera postica, zum Wirt wurde durch Aufzeichnung der Bewegungen einzelner Käfer in einer geschlossenen Arena bestimmt, in welcher die Duftquelle eben außerhalb ihres Bereichs lag. Niedere Temperatur (10°) ergab ein geringeres Aktivitätsniveau sowohl hinsichtlich der durchlaufenen Strecken wie auch der Zahl der Wendungen als 20°. Trotz des herabgesetzten Aktivitätsniveaus war die proportionale kinetische Reaktion auf den Wirtspflanzenduft bei 10° erhöht. Verglichen mit der Aktivität der Käfer bei Abwesenheit der Nahrung, war bei Anwesenheit von Nahrung die durchlaufene Strecke bei 10° um 48.5% geringer, während sie bei 20° um 11,6% niedriger lag. Beim Vorhandensein von Nahrung stieg die Anzahl der Hinwendungen zur Nahrung bei 10° um 125%, bei 20° um 115%. Die Senkung der Temperatur ergab also nicht nur eine Verminderung der Aktivität, sondern auch eine Zunahme der relativen Leistungsfähigkeit des Orientierungsmechanismus.In einem Versuch zur Feststellung des Temperaturbereichs, in welchem Bewegungen zum Wirt hin auftreten, wurden erwachsene Käfer bei Temperaturen zwischen 2° und 50° mit einem kleinen Stück Luzerne in eine kleine Arena gebracht. Zwischen 15° und 40° erfolgte eine relativ normale Reaktion. Unter 5° waren kaum Bewegungen zur Nahrung hin festzustellen. Maximale Reaktionen traten normalerweise zwischen 20° und 25° auf. Die Mortalität bei 50° wurde untersucht. Sie betrug 24 Stunden nach einer 30 Minuten dauernden Exposition (in 50°) bei 15% rel. Luftfeuchtigkeit 8%, bei 50% rel. Luftfeuchtigkeit 16%. Bei einer Expositionszeit von 1 Stunde lagen die entsprechenden Werte bei 64 bzw. 72%. Die Differenz der Mortalitäten der beiden Expositionszeiten war signifikant (P<0,01), die der verschiedenen Luftfeuchtigkeitsgrade nicht. Die Unterschiede zwischen den für die Luzernekäfer bereits beschriebenen Letaltemperaturen (LT₅₀ für eine Exposition von 2 Minuten in 48,8°) und den Ergebnissen des vorliegenden Versuchs werden mit dem Alter und dem Reifegrad der Käfer erklärt.

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This research was supported in part by U.S.D.A. Grant No. 12-14-100-8032(33).

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The senior author was a Polish Exchange Fellow sponsored in part by the United Brethren Church     

Der Einfluß von Rot- und Blaulicht auf die Photosynthese vonAcetabularia mediterranea und auf die Verteilung des assimilierten Kohlenstoffs

Zusammenfassung Bei Zellen der marinen Grünalge Acetabularia mediterranea liegen nach 2stündiger Photosynthese im Weißlicht (8000 Lux) etwa 80% des fixierten¹⁴C in äthanollöslicher Form vor, etwa 12% entfallen auf Stärke, 2–3% auf Protein und 6% auf die Zellwand.Werden die Zellen mit Rotlicht (Dauerlicht, 3800 erg · cm^–2 · sec^–1) bestrahlt, so fällt die Einbaurate in allen 4 Fraktionen stark ab (Abb. 1). Dabei nimmt der¹⁴C-Anteil in der äthanollöslichen Fraktion innerhalb von 3 Wochen zu Lasten der Stärke und Zellwand von 80% auf ca. 90% zu. Im Gegensatz dazu wird im Blaulicht (Dauerlicht, 5600 erg · cm^–2 · sec^–1) mit der Bestrahlungsdauer der Einbau in Stärke, Zellwand und Protein gefördert (Abb. 1).Trotz sinkender Einbauraten von¹⁴C in Stärke nimmt im Rotlicht der Stärkegehalt pro Zelle zu, liegt dagegen im Blaulicht trotz höherer¹⁴C-Einbauraten deutlich unter demjenigen der Rotlichtzellen (Tabelle 1 und 2). Die Akkumulation von Stärke im Rotlicht dürfte demnach auf einer Hemmung des Stärkeabbaus beruhen.Der Gehalt an löslichen Kohlenhydraten (Fructose, Glucose, Saccharose, Fructosane) stagniert in Rotlichtzellen und steigt in Blaulichtzellen um ein Mehrfaches an (Tabelle 1).Bestrahlung mit Blaulicht nach Rotlichtvorbehandlung führt zu einem Ansteigen der Photosyntheseintensität. Nach 8stündiger Bestrahlung nimmt die Fixierungsrate zu und erreicht nach 48- bis 72stündiger Bestrahlung etwa das 5- bis 6fache des am Ende der Rotlichtbestrahlung gemessenen Wertes (Abb. 2).Diesem Anstieg der Fixierungsrate muß offenbar eine Synthese von Proteinen vorausgehen (Abb. 3). Auch der¹⁴C-Einbau in Stärke und die Zellwand steigt bereits vor der Gesamtfixierung an, und außerdem wird der Abbau der während der Rotlichtvorbehandlung akkumulierten Stärke eingeleitet (Tabelle 2).Der Hauptanteil des¹⁴C in der löslichen Fraktion entfällt auf die löslichen Kohlenhydrate. Bestrahlung mit Blaulicht nach Rotlichtvorbehandlung führt zunächst zu einer Abnahme des¹⁴C-Einbaus in die löslichen Kohlenhydrate, gefolgt von einem starken Anstieg bis zur 72. Stunde und einem erneuten Abfall (Abb. 4). Während der¹⁴C-Einbau in Fructose, Saccharose und Glucose diesem Kurvenverlauf folgt, steigt der Einbau in Inulin bis zur 72. Stunde kontinuierlich an (Abb. 5).Demgegenüber ist der auf die basische (Aminosäuren) und die saure Fraktion entfallende Anteil gering. Der¹⁴C-Einbau in beide nimmt im Blaulicht kontinuierlich zu (Abb. 4). Aminosäuren werden in den Zellen auch nach 3wöchiger Bestrahlung mit Rotlicht gebildet. Ferner ist der Gehalt an Aminosäuren am Ende der Rotlichtvorbehandlung am höchsten (Tabelle 3). Die Syntheserate von Protein in Rotlicht dürfte demnach nicht durch die Aminosäurekonzentration begrenzt werden.Die Ursache für den Abfall der Photosyntheseintensität bei Rotlichtbestrahlung ist den vorliegenden Daten nicht zu entnehmen. Die Möglichkeiten, die dabei eine Rolle spielen könnten, werden diskutiert.

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The effect of red and blue light on photosynthesis ofAcetabularia mediterranea and on the distribution of assimilated carbon

Summary After photosynthesis for two hours in white light (8000 lux), cells of the marine chlorophycean algaAcetabularia mediterranea contain about 80% of the¹⁴C incorporated in ethanol soluble form, about 12% in starch, 2–3% in protein, and 6% in the cell wall.When cells are irradiated with red light (continuous light, 3800 erg · cm^–2 · sec^–1), the incorporation rate for all four fractions is sharply reduced (Fig. 1). Concomitantly, the¹⁴C content in the ethanol soluble fraction rises in three weeks from 80% to about 90%, to the debit of starch and cell wall. In contrast to these findings, incorporation into starch, cell wall, and protein under blue light (continuous light, 5600 erg · cm^–2 · sec^–1) rises with the irradiation time (Fig. 1).Starch content per cell rises under red light in spite of declining incorporation rates of¹⁴C into starch, whereas it is clearly reduced in blue light below the values for red light cells, notwithstanding the increased¹⁴C incorporation rates (Tables 1 and 2). Accumulation of starch under red light seems to be due, therefore, to an inhibition of starch degradation.Soluble carbohydrate content (fructose, glucose, sucrose, fructosans) stagnates in red light cells and is multiplied in blue light cells (Table 1).Blue light irradiation after red light pretreatment increases the intensity of photosynthesis. The assimilation rate rises after an irradiation period of eight hours, reaching, after 48 to 72 hours of irradiation, about five to six times the level at the end of the red light period.Obviously, this rise in the assimilation rate must be preceded by protein synthesis (Fig. 3).¹⁴C incorporation into starch and cell wall rises even before the increase in total fixation, too, and, in addition, degradation of starch accumulated during the red light pretreatment is initiated (Table 2). The main amount of¹⁴C in the soluble fraction falls to soluble carbohydrates. Irradiation with blue light after red light pretreatment results at first in a reduction of¹⁴C incorporation into soluble carbohydrates, followed by a sharp increase till the 72nd hour and another decline (Fig. 4).¹⁴C incorporation into fructose, sucrose, and glucose follows this pattern, whereas incorporation into inulin increases continuously till the 72nd hour (Fig. 5).The amount falling to the basic and the acid fractions is small, in contrast.¹⁴C incorporation into both fractions rises continuously in blue light (Fig. 4).Amino acids are formed in the cells even after a three-week period of red light irradiation. Furthermore, the amino acid content is highest at the end of the red light pretreatment (Table 3). Thus, the rate of protein synthesis in red light seems not to be limited by amino acid concentration.The cause for the reduction of photosynthesis under irradition with red light does not become obvious from the data obtained. Factors possibly playing a role in this process are discussed.

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Die Untersuchungen wurden durch Sachmittel der Deutschen Forschungsgesellschaft unterstützt. Frau I. MAASS danke ich für die sorgfältige Mithilfe bei den Versuchen.     

THE DIGESTIBILITY OF INSOLUBLE STARCHES BY THE AMYLASES IN THE DIGESTIVE SYSTEM OF THE BUG LYGUS DISPONSI AND THE EFFECT OF CI− AND NO3− ON THE DIGESTION1

The digestibility of raw starches by the amylases in the digestive system of Lygus disponsi and the effect of Cl^– or NO₃ ^– on the digestion were investigated. Raw potato starch was only little digested by the amylases, while raw wheat starch was digested fairly well and raw corn starch moderately. The promoting effect of Cl^– or NO₃ ^– on the digestion of the raw starch was nil in potato, pronounced in corn and moderate in wheat. In the shaking incubation, the promoting effect of NO₃ ^– on the digestion of raw wheat starch showed a tendency to be negative. When the insoluble starches were cooked, their digestibility was improved and about equal among wheat, corn and potato. The promoting effect of Cl^– or NO₃ ^– on the digestion of the cooked insoluble starches exceeded those of the raw insoluble starches and the cooked soluble starch. The possibility of starch digestion by L. disponsi and the significance of the promoting effect of Cl^– and NO₃ ^– on the digestion were discussed.

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Zusammenfassung Die Verdaulichkeit roher Stärke durch die Amylasen im Verdauungssystem der Wanze L. disponsi und die Wirkung von Cl^– und NO₃ ^– auf die Verdauung wurde untersucht. Rohe Kartoffelstärke wurde durch die Amylasen nur wenig verdaut, aber rohe Weizen- und Maisstärken ziemlich gut, beziehungsweise leidlich. Die fördernde Wirkung von Cl^– und NO₃ ^– auf die Verdauung der rohen Stärken war null bei der Kartoffel, ausgeprägt beim Mais und mittelmässig beim Weizen. Im Falle der Schuttel-Inkubation zeigte die fördernde Wirkung von NO₃ ^– auf die Verdauung roher Weizenstärke eine Neigung negativ zu werden. Wenn unlösliche Stärke gekocht wurde, wurde ihre Verdaulichkeit verbessert, und für alle der Weizen-, Mais- und Kartoffelstärken zwar im gleichen Masse. Die fördernde Wirkung von Cl^– und NO₃ ^– auf die Verdauung der gekochten unlöslichen Stärke ging über diejenige der rohen unlöslichen Stärke und der gekochten löslichen Stärke hinaus. Die Möglichkeit der Stärkeverdauung durch L. disponsi und die Bedeutung der fördernde Wirkung von Cl^– und NO₃ ^– auf Verdauung wurden erörtert.

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Contribution No. 42 from the Laboratory of Entomology, Obihiro Zootechnical University.     

Effect of temperature, starvation and crowding on production of alate young by the cabbage aphid (Brevicoryne brassicae)

Summary Brief temperature treatments of adult apterous Brevicoryne brassicae independent of the host plant affected the form of their young. More aphids produced alate young after exposure to low temperatures (10–15°C), while alate production was suppressed at high temperatures (25–30°C). Starvation or crowding of adults for times up to twenty-four hours did not affect the form of the young.

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Die wirkung von temperatur, hunger und gedränge auf die produktion geflügelter nachkommen bei der kohllaus (Brevicoryne Brassicae)

Zusammenfassung Eine kurze Behandlung erwachsener apterer Blattläuse (Brevicoryne brassicae) mit verschiedenen Temperaturen beeinflusste die Form ihres Nachwuchses. Eine 24-Stündige Behandlung mit niedrigen Temperaturen (10–15° C) erhöhte den Prozentsatz der Blattläuse, die geflügelte Junge produzierten, während die Produktion geflügelter Nachkommen durch höhere Temperaturen (25–30° C) unterdrückt wurde. Wenn die Erwachsenen bis zu 24 Stunden in einer dichten Menge gehalten werden oder hungern, ändert sich die Form ihres Nachwuchses nicht.