Röntgen-Mikroanalyse von Barium,Schwefel und Strontium in Statolithen-Kompartimenten von Chrara-Rhizoiden

Sechs Spezies der Gattung Chara von zehn Standorten akkumulieren Barium, Schwefel und (in einigen Fällen auch) Strontium in den Statolithen-Kompartimenten ihrer Rhizoide. Hinweise auf Fundorte von Chara verdanken wir Herrn Prof. Dr. H. Fischer , Bonn, Frau Dipl.-Biol. U. Friedrich und Herrn Dipl.-Biol. P. Gerstberger , Bonn, Herrn Prof. Dr. R. Jarosch , Salzburg, sowie Friedrich (1975), Krause (1969) und Schauer (1979). Herr Dr. M. Boecker , Bonn, hat freundlicherweise die Determination der Spezies übernommen. Frau G. Hampel danken wir für Hilfe bei der Präparation. Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Beiträge zur Kenntnis südosteuropäischer und anatolischer Bart-Iris-Arten (Iridaceae)

In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse von Karyotypanalysen an Bart-Iris-Arten (Subgenus Iris) aus der Türkei und aus Jugoslawien mitgeteilt. Die untersuchten Pflanzen gehören zwei Series der Sect. Pogiris Tausch/ Subsect. Pogoniris (Spach) Benth. an. Zur Ser. Pumilae Lawr. zählen Lattica Boiss. & Heldr. (2n = 16) sowie I. mellita Janka, I. glockiana Schwarz und I. reichenbachii Heuffel (jede mit 2n = 24), während I. illyrica Tommas. (2n = 24) und Iris spec. (2n = 46, 48) die Ser. Elatae vertreten. I. glockiana wird dem Vorschlag von O. Schwarz (1934) folgend auf Grund morphologischer und karyologischer Eigentümlichkeiten wieder als eigene, jedoch näher mit I. mellita verwandte Art behandelt. Die nach einer modifizierten C-banding-Technik gefärbten Kerne enthalten 3,5 bis 4,3% Heterochromatin, das entweder in Form von NO-Bandenkomplexen ausschließlich auf die SAT-Chromosomen beschränkt ist (I. attica, I. reichenbachii, I. illyrica, Iris spec.) oder aber auch in parazentrischen bzw. telomerischen Banden sowohl von SAT- als auch von Nicht-SAT-Chromosomen in Erscheinung tritt (I. mellita, I. glockiana). Die zuletzt erwähnten Banden zeichnen sich häufig durch schwächere Färbung aus; in den meisten Fällen verschwindet die Farbe innerhalb von Wochen vollständig aus den Präparaten. Mögliche Gründe werden diskutiert. Gestützt auf die Bänderungsmethode ließen sich die bereits früher in konventionell gefärbten Präparaten gefundenen (ungeraden) SAT-Zahlen bestätigen; überdies konnte der Verdacht auf “verborgene” Satelliten an Chromosomen mit anderen sekundären Konstriktionen ausgeräumt werden. Im Gegensatz zu Feulgen-gefärbten Kernen tendieren die Chromosomen nach Giemsa-Behandlung im allgemeinen zu stärkerer Quellung, welche in den meisten Sippen (ausgenommen I. reichenbachii!) eine Längenzunahme des gesamten Chromosomensatzes zur Folge hat; ferner werden die Unterschiede zwischen den extremen Chromosomenlängen eines Komplements herabgesetzt und die Ausbildung stärker symmetrischer Karyotypen begünstigt. Diese Befunde wurden an Hand umfangreicher statistischer Erhebungen belegt. Für mannigfache Hilfe während eines Türkei-Aufenthalts des einen von uns (W.S.) wie auch für die Beschaffung von Lebendmaterial seltener Iris-Sippen danken wir insbesondere Frau Prof. Dr. A. Baytop und Herrn Prof. Dr. T. Baytop , Istanbul, sowie Herrn Dr. H. J. Leep , Wuppertal. Die Kultur des Materials hat uns Herr Prof. Dr. H. Merxmüller im Botanischen Garten München-Nymphenburg ermöglicht, wofür wir ihm bestens danken. Unser Dank gilt ferner Herrn Pfrof. Dr. G. Röbbelen und Herrn Dr. T. Attla , Göttingen, für wertvolle methodische Anregungen. Vor allem möchten wir Herrn Dr. H. Formanek , München, dafür danken, daß er uns in schwierigen Fragen der Makromolekular-Chemie stets bereitwilligst beraten hat. Die Arbeit wurde von Seiten der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert, wofür wir der Deutschen Forschungsgemeinschaft unseren besonderen Dank aussprechen.     

Vergleichende elektronenmikroskopische Untersuchungen im Vegetationskegel von Selaginella martensii Entwicklungsstadien der Chloroplasten in Meristemen

Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen an Selaginella martensii erbringen den Nachweis, daß sich die Chloroplasten in der Sproßspitze und den jüngsten Blättern unterschiedlich entwickeln:

• 1 . Die Proplastidenform ist einheitlich.
• 2 . In der Sproßspitze und dem jüngsten Stamm entstehen von der Höhe des dritten Blattansatzes abwärts eiförmige Chloroplasten (6 μ) mit Thylakoidstapeln ohne Zwischenstadien. Das Gebiet hat die geringste Belichtung im gesamten Beobachtungsraum.
• 3 . Im gleichen Gebiet wird im Problattspurmeristem die Entwicklung der Chloroplasten zurückgehalten: Das wird erkennbar in der Größe der Proplastiden (2 μ) und in einer geringen Membranausbildung.
• 4 . Die Entwicklung der becherförmigen Chloroplasten in den jüngsten Blättern weist ein Etioplasten-Zwischenstadium (16 μ) auf. Im fünften und sechsten Blatt sind zahlreiche Prolamellarkörper in den Chloroplasten vorhanden. Diese jungen Blätter erhalten eine höhere Lichtmenge als die Sproßspitze, aber eine niedrigere als die Außenblätter.

Daraus ergibt sich die Feststellung, daß ein Lichtmangel für das Auftreten von Prolamellarkörpern in Selaginella martensii nur bei einem Chloroplastentyp wirksam wird. Die determinierende Steuerung der Entwicklung erfolgt durch den Gewebezustand. Die Formenvielfalt der Merkmale der Selaginellaceae wird diskutiert. Für das stete Entgegenkommen und die Bereitstellung der Mikroskope im Institut für Elektronenmikroskopie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft danken wir Herrn Prof. Dr. Ing. E. Wiesenberger und für Vergleichsaufnahmen am Elmiskop 102 Frau Dr. C. Weichan . Das Pflanzenmaterial erhielten wir aus dem Berliner Botanischen Garten von Prof. Dr. Th . Eckardt .     

28. U. Kull: Zum physiologischen Verhalten der Sedoheptulose im Rahmen des Kohlenhydrathaushaltes einiger Crassulaceen

• 1 . Sedoheptulose weist in Sempervivum tectorum deutliche jahresperiodische Gehaltsveränderungen auf. Sie ist am winterlichen Zuckermaximum führend beteiligt. Der Gehalt an Oligosacchariden zeigt ebenfalls ein Maximum im Winter. Dagegen erreicht die Menge der Stärke im Sommer die höchsten Werte.
• 2 . Durch Temperaturerniedrigung im Sommer kann bei Sempervivum und Bryophyllum eine Zunahme der Mengen an Sedoheptulose und anderen Zuckern erreicht werden. An dieser Zunahme ist der Photosynthesegewinn während der Kältebehandlung beteiligt. Temperaturerhöhung im Winter führt zu einer Abnahme der Zuckergehalte. Die Stärke verhält sich jeweils umgekehrt.
• 3 . In Phyllodien von Bryophyllum tubiflorum treten nennenswerte tagesperiodische Veränderungen der Sedoheptulosegehalte nicht auf.
• 4 . Es ist wahrscheinlich, daß die Sedoheptulose — und ebenso die in den Stengeln gefundenen Raffinosezucker — bei Bryophyllum als Transportkohlenhydrate fungieren.
• 5 . Bei Verdunkelung von Bryophyllum-Pflanzen beteiligt sich die Sedoheptulose an der fortlaufenden Abnahme des Kohlenhydratgehaltes nicht.
• 6 . Die Befunde werden in Zusammenhang mit der physiologischen Bedeutung und den möglichen Bildungswegen der Sedoheptulose diskutiert.

Herrn Prof. Dr. A. Arnold sowie Herrn Priv.-Doz. Dr. K. Jeremias danke ich herzlich für Anregungen, die sich aus verschiedenen Diskussionen ergaben. Für die Untersuchungen auf Zuckeralkohole danke ich Herrn S. Seybold . Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie der Vereinigung von Freunden der TH Stuttgart bin ich für Sachbeihilfen zu Dank verpflichtet.     

2. Erwin Bünning,Gundel Hailer und Walter Mayer: Probleme der endogenen Tagesrhythmik einiger Pflanzen unter arktischen Bedingungen

• 1 . Auch Pflanzen arktischer Regionen, selbst in Spitzbergen gesammelte, können eine endogene Tagesrhythmik zeigen.
• 2 . Freiland- und Laboratoriumsversuche zeigen, daß die endogene Tagesrhythmik von Phaseolus multiflorus durch Schwankungen der Lichtintensität, wie sie in arktischen Regionen (selbst solchen in der Nähe des Polarkreises) zur Zeit der Mitternachtssonne vorkommen, nicht synchronisiert wird. Es sind hierzu vielmehr Intensitätsdifferenzen zwischen Tag und Nacht im Verhältnis von 40:1 oder mehr erforderlich.
• 3 . Selbst geringe Temperaturschwankungen können aber im Zusammenwirken mit sehr viel geringeren Differenzen der Lichtintensität synchronisieren.
• 4 . Bei Astragalus-Arten ist der relativ korrekte Lauf der endogenen Tagesrhythmik auch über mehrere Tage eines nicht synchronisierten Licht- und Temperaturwechsels hinweg gewährleistet. Entscheidend ist dafür die Tatsache einer Spontanperiode von annähernd 24 Stunden und deren Einhaltung in einem weiten Temperaturbereich. Bei mehreren daraufhin geprüften Leguminosen aus den Tropen hingegen erreichte die Spontanperiode nur bei Temperaturen von 27°C Werte zwischen 24 und 26 Stunden; bei 17°C hingegen wird sie wesentlich höher, in dem hier zunächst mitgeteilten Beispiel von Phaseolus mungo 32 Stunden.

Für die Unterstützung der Arbeit in Kevo sei Herrn Prof. P. KALLIO, Turku, gedankt.     

Quantitative Bestimmung der wachstumsbedingten Veränderungen in der Ultrastruktur von frei suspendierten Kalluszellen der Petersilie (Petroselinum crispum [Mill.] A. W. Hill)1)

Mittels morphometrischer Methoden wurden die ultrastrukturellen Veränderungen, die in Petersilien-Kalluszellen in Suspensionskultur während des Kulturzyklus ablaufen, quantitativ erfaßt. Stichproben wurden in Abständen von fünf Tagen zu Beginn und zum Ende der logarithmischen Phase und in der stationären Phase der Kultur genommen Embryogenese, Zelldifferenzierungen und Chloroplastenentwicklung finden in den Kulturen nicht statt Nach Beginn der logarithmischen Phase haben die Zellen den höchsten durchschnittlichen Cytoplasmagehalt (55 Volumen-% gegen 40 Volumen-% Vakuolenanteil); das Cytoplasma weist die höchste Ribosomendichte auf, der Nucleolus erreicht seine maximale Ausdehnung Bis zum Ende der logarithmischen Phase erreichen Kern, Plastiden, Mitochondrien und der Golgi-Apparat ihre höchsten Volumenanteile bezogen auf das Cytoplasmavolumen. Die Zellen deponieren Stärke und ätherische Öle In der stationären Phase kommt es zur Vakuolisierung der Zellen (durchschnittlicher Vakuolenanteil 68 Volumen-% gegen 24 Volumen-% Cytoplasmaanteil). Die deponierte Stärke wird bereits zu Beginn der stationären Phase wieder mobilisiert Vom Beginn der logarithmischen Phase bis zum Ende der Kulturzeit kommt es nahezu zu einer Verdoppelung der Wandstärken. Die größte Zunahmerate fällt in die stationäre Phase Wir danken Herrn Prof. Dr. F. MAYER (Göttingen) und Herrn Dr. U. SEITZ (Tübingen) für anregende Diskussionen, Herrn Dr. W. ALFERMANN (Tübingen) für die Gaschromatographie, Fräulein I. HEIMES und Fräulein B. SCHÄFER für technisdie Assistenz. Der Deutschen Forschungsgemeinsdiaft (U.S.) und der Stiftung Volkswagenwerk wird für Sachmittelunterstützung gedankt.     

Die Eiablagehandlung der Mittelmeerfruchtfliege Ceratitis capitata Wied. Ihre Abhängigkeit von Größe und Dichte der Früchte

• 1 In Zweifachwahlen bevorzugten unbeeinflußte Mittelmeerfruchtfliegen die größere Attrappe für die Eiablage, sofern Größen zwischen 1 cm und 6 cm angeboten wurden. In Einfachwahlen wurden Kugeln von 3 cm und 6 cm φ gleich gut belegt, solche von 1–2 cm φ dagegen gemieden.
• 2 Die Bevorzugung der größeren Attrappe war unabhängig von der Attrappenfarbe und bei 1500 Lux auch von der Licht- oder Schattenlage der Einstichöffnungen.
• 3 Behaarte Oberflächen und klaffende Spalten störten die Legetätigkeit auch an Früchten optimaler Größe. In Einfachwahlen wurde die Eiablage durch stark behaarte Oberflächen aber nicht verhindert, sondern nur verzögert.
• 4 Äpfel von 4–6 cm φ regten gleich stark zum Bohren an, für die Eiablage bevorzugten die ♀ ♀ jedoch die leichter anstechbaren. Äpfel von 2 cm φ wurden immer nur schwach belegt.
• 5 Attrappengruppen wurden Einzelattrappen stets vorgezogen, sofern alle Kugeln gleich groß waren. Dagegen enthielten beide Anordnungen die gleiche Eimenge, wenn nur die Einzelattrappe stark nach Cox Orange duftete. War die Einzelattrappe größer als die Attrappen der Gruppe, wurde die Gruppe vernachlässigt. Die Legeleistung war von der Anzahl der Attrappen unabhängig.
• 6 Der Beginn der Bohrtätigkeit und die Aufenthaltsdauer an den Attrappen waren abhängig von der Oberflächenkrümmung.
• 7 Attrappen von 2–6 cm φ wurden auch in Umwegversuchen recht unterschiedlich belegt. Bezogen auf das jeweilige Volumen enthielten dagegen alle ungefähr die gleiche Eimenge.
• 8 Die Anzahl der Besucher und die relative Flugaktivität waren abhängig von der Größe und Dichte der Früchte oder Attrappen, die Bohr- und Legetätigkeit dagegen nur von der Oberflächenstruktur und -krümmung der einzelnen Körper.
• 9 Die ♀♀ bevorzugten in Zweifachwahlen die größere Attrappe, unabhängig davon, ob sie beide Körper gleichzeitig nebeneinander oder nur zeitlich nacheinander wahrnehmen konnten. Die Größere wurde nicht nur ihrer optischen, sondern auch ihrer taktilen Merkmale wegen stärker belegt.

     

Regulation des photosynthetischen Elektronentransports zwischen Photosystem II und Photosystem I

Synchronkulturen einzelliger Grünalgen stellen ein ausgezeichnetes Untersuchungsmaterial zum Studium von Änderungen im Photosyntheseapparat ohne Anwendung externer Einflüsse dar. Vorausgegangene Untersuchungen legen es nahe, den begrenzenden Faktor für die Photosynthesekapazität im Elektronentransport zwischen PS II und PS I zu suchen. Die Regulation des Elektronentransportes zwischen PS'II und PS I während der Entwicklungszyklen von Scenedesmus und Chlamydomonas ist Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen. Messungen der Poolgrößen des Plastochinons und der Cytochrome ergaben während der Entwicklungszyklen größere Differenzen für Chlamydomonas als für Scenedesmus. Jedoch waren die Differenzen nicht groß genug, um die Schwankungen in der Photosynthesekapazität zu erklären. Aus den Messungen konnte indirekt geschlossen werden, daß die Poolgröße des Quenchers Q während der Entwicklungszyklen konstant bleibt. Experimente mit den Photosynthesehemmstoffen DCMU und DBMIB an ganzen Zellen und photosynthetisch aktiven Partikeln führten zu dem Schluß, daß die Reoxidationskapazität von Plastochinon den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt und somit die Regulation des nichtzyklischen Elektronentransports darstellt. Die Möglichkeit, daß während der Abnahme des nichtzyklischen Elektronentransports die Kapazität von PS I für zusätzliche zyklische Photophosphorylierung genutzt wird, wird diskutiert. Wir danken Herrn Prof. Dr. A. Trebst für die freundliche Überlassung von DBMIB und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für apparative Unterstützung.     

On the Constitution of Tea Tannin

Abstract

Folgende Uutersuchungen wurden im Laboratorium für Bakteriologie der Biologischen Reichsanstalt für Land- und Forstwirtschart in Berlin-Dahlem und im Agrikulturchemischen Institut der Kaiserlichen Universität zu Kyoto, Japan, ausgeführt. Wir sprechen Herrn Oberregierungsrat Dr. C. Stapp und Herrn Dr. H. Bortels für die Anregung 7U diesen Untersuchungen und für viele Ratschläge unseren herzlichen Dank aus. Ebenso sind wir den Herren Prof. Osugi, Prof. Kimura, Dr. Iwamura, und Dr. Miyanisi für mancherlei Rat zu Dank verpflichtet.     

Untersuchungen zur Funktion der Weinsäure in reifen Beeren von Vitis vinifera L.

1. Im Preßsaft reifer Beeren von Vitis vinifera L. ist die relative Konstanz des Weinsäuregehaltes gegenüber großen Schwankungen der Äpfelsäurekonzentration durch die Schwerlöslichkeit des Weinsteins bedingt. Der Weinstein liegt in einer von der Temperatur abhängigen, gesättigten bzw. übersättigten Lösung vor. 2. In reifen Beeren sind häufig nahezu äquimolare Weinsäure- und Kaliummengen nachweisbar. Die durchschnittliche Relation Weinsäure (Mol): Kalium (Mol) beträgt 1,09. 3. Nach erfolgter Reife sind erhebliche Weinsäuremengen als unlösliches Tartrat gebunden; dieser Weinstein kann als sekundärer Pflanzenstoff interpretiert werden.     

Über den Einfluß statischer Magnetfelder auf die Zugorientierung der Rotkehlchen (Erithacus rubecula)

Nach einer von Merkel und Fromme (1958) entwickelten und in einigen Punkten verbesserten Methode wurden von 1963 bis 1966 in 775 Zugnächten 102 Rotkehlchen auf ihre Zugorientierung untersucht. Dabei wurde festgestellt:

• 1 Die Versuchstiere sind in der Lage, in geschlossenen Räumen ihre Zugrichtung einzuhalten, sofern die Totalintensität des Erdmagnetfeldes (0,41 Gauß) unverändert ist (Abb. 4 a, 4 b, 4 c, 6 a und 6 b, 12 c).
• 2 In künstlichen Magnetfeldern von annähernd Erdfeldstärke bedingt eine Änderung der magnetischen Nordrichtung eine entsprechende Änderung der Zugrichtung (Abb. 14).
• 3 In künstlichen Magnetfeldern von etwa doppelter Erdfeldstärke läßt sich bisher keine Zugorientierung nachweisen (Abb. 11 , 12 a, 12 b).
• 4 In Räumen mit schwächerer magnetischer Totalintensität als der des Erdfeldes — 0,30 bzw. 0,14 Gauß - läßt sich ebenfalls keine Zugorientierung nachweisen (Abb. 5 , 8 a, 9 a, 10).
• 5 Werden die Versuchsvögel bei 0,14 Gauß gehalten, ist die Zugorientierung auch bei 0,14 Gauß nachweisbar (Abb. 7 a, 7 b, 8 b). Diese Zugrichtung ist durch künstliche Magnetfelder von 0,30 bzw. 0,41 Gauß zu beeinflussen (Abb. 13).

     

Phytosoziologie, Ökologie und Systematik bei Flechten

In den letzten Jahren bemühte sich die systematische Forschung verstärkt, die oft sehr schematisch begrenzten Einheiten der Flechten mit modernen Methoden unter Berücksichtigung möglichst vieler Merkmale zu überprüfen und neu zu gliedern, Ökologische Merkmale wurden aber bei der Definition supraspezifischer taxonomischer Einheiten bei Flechten bisher kaum herangezogen. Eine Analyse der revidierten und neu gefaßten Taxa, z. B. innerhalb der Familie Lecideaceae, zeigt aber, daß diese Einheiten oft deutliche Parallelen und Schwerpunkte im ökologischen Bereich besitzen und sich somit ökologische Merkmale als zusätzliches Kriterium bei der Begründung von natürlichen Verwandtschaftsgruppen verwenden lassen. Andererseits kann eine stark abweichende Ökologie als Hinweis auf eine mögliche taxonomische Sonderstellung gelten (Beispiel: Ausgliederung von T. caradocensis als einziger Holzbewohner der Gattung Toninia aus diesem Genus), d. h., möglicherweise künstliche Taxa können für taxonomische Zwecke auf ökologisch und soziologisch auffallende Zäsuren hin untersucht werden. Derartige Querverbindungen zwischen Systematik und Ökologie finden sich besonders auf Gattungsniveau, lassen sich aber öfter auch in Familien hinein verfolgen. Somit können Fragen der Flechtentaxonomie niederer und mittlerer Kategorien durch Einbeziehung ökologischer Kriterien besser behandelt werden, als dies bei nur morphologischtypologischer Arbeitsweise der Fall ist. Um eine ökologische Affinität oder Zäsur zwischen Flechtentaxa aufzuzeigen, ist eine genauere Definition ihrer Ökologie nicht unbedingt notwendig. Eine ökologische Ähnlichkeit kann mit Hilfe pflanzensoziologischer Methoden nachgewiesen werden. Die Fruchtbarkeit der ökologisch-synökologischen Frageweise für die Flechtensystematik und die Bedeutung ökologischer Differenzierungen für die Evolution der Flechten werden diskutiert. Für wertvolle Diskussionen und Anregungen danke ich den Herren Dr. G. Kost (Tübingen), H. Oberhollenzer , Prof. Dr. J. Poelt (Graz), Dr. H. Schmalfuss und Dr. G. von Wahlert (alle Ludwigsburg) ganz herzlich.     

Synthese von Pigmenten und Entwicklung des Photosyntheseapparates in einigen Höheren Pflanzen

Die Synthese von Pigmenten und die Entwicklung des Photosyntheseapparates wurde an Keimlingen von Ephedra distachya und Welwitschia mirabilis untersucht, die im Dunkeln bzw. im Licht angezogen wurden. Zum Vergleich wurden Keimlinge der “typischen” Gymnosperme Pinus silvestris untersucht. Die Chlorophyllbildung bei Keimlingen von Welwitschia gleicht derjenigen der Angiospermen, sie synthetisieren Chlorophyll nur im Licht und entwickeln parallel dazu einen funktionsfähigen Photosyntheseapparat. Ephedra bildet ebenso wie die Gymnosperme Pinus Chlorophyll auch im Dunkeln. Die Dunkelsynthese von Chlorophyllen bei Pinus und Ephedra wird nach Überführung ins Licht (nach einer eintägigen lag-Phase) erhöht fortgesetzt. Dunkelangezogene Keimlinge zeigen keine Photosynthesekapazität. Erst nach 5 bis 10 Minuten Dauerlicht beginnt die Sauerstoffentwicklung. Wird die photosynthetische O₂-Entwicklung während der weiteren Ergrünung auf gleichen Chlorophyllgehalt bezogen, zeigt sich während der ersten beiden Tage im Licht ein steiler Anstieg, gefolgt von einem kontinuierlichen Abfall. Dieser wird hervorgerufen durch bevorzugte Synthese von Antennenchlorophyll, welches für eine bessere Ausnutzung von Licht geringerer Intensität sorgt. In der Chlorophyllbiosynthese und der Entwicklung des Photosyntheseapparates folgt Welwitschia den Charakteristika der Angiospermen, während Ephedra ausgesprochene Gymnospermenmerkmale zeigt. Wir danken Prof. Dr. C. H. Bornman und der Staatsdarre Wolfgang (Hanau) für die Überlassung von Samen von Welwitschia mirabilis bzw. Pinus silvestris und Frau I. Krieger und Herrn H. Becker für wertvolle Hilfe bei der Anfertigung des Manuskriptes.     

42. P. Apel: Rhythmische Änderungen der Stomataapertur und der CO2-Aufnahme bei Keimblättern von Gerste; (Aus dem Institut für Kulturpflanzenforschung,Gatersleben);

Bei Photosynthesemessungen an Keimblättern intakter Gerstenpflanzen wurden rhythmische Änderungen in der CO₂-Aufnahme beobachtet, die auf Spaltöffnungsbewegungen zurückgeführt werden konnten. Voraussetzung, Induzierbarkeit und Modifikation der Schwingungen durch verschiedene Faktoren wurden untersucht. Als entscheidende Voraussetzung müssen ein gewisses Wasserdefizit und eine hohe Evaporation während der Messung angesehen werden. Bei Vorhandensein eines schwingungsfähigen Systems kann die Induktion durch verschiedene Faktoren erfolgen. Die Schwingung kann gedämpft oder ungedämpft verlaufen. Frau Prof. Dr. H. Sagromsky danke ich für anregende Diskussionen.     

Die Stoffwechselintensität der Riffkorallen und Ihre Ökologische,Phylogenetische und Soziologische Bedeutung

Ohne Zusammenfassung Mit 3 Textabbildungen Die Teilnahme an der Expedition verdanke ich einem Zuschu? des Kultusministeriums von Nordrhein-Westfalen. Herrn Dr.H. Hass, dem Expeditionsleiter, bin ich für die kameradschaftliche Hilfe bei der von ihm entwickelten Unterwasserarbeit sehr verbunden. Herrn Prof. Dr.Fr. Krüger sei besonderer Dank für die vielen wissenschaftlichen und technischen Hinweise bei der Vorbereitung der apparativen Ausstattung gesagt.     

Gehirntemperatur als Maß der Erregung bei Hühnern

• 1 An nicht narkotisierten, frei beweglichen Hähnen wurden die Temperaturen in unterschiedlichen Tiefen des Gehirns fortlaufend registriert und Temperaturänderungen zu spontanen und reaktiven Änderungen im Verhalten in Beziehung gesetzt.
• 2 Nach optisch oder akustisch ausgelösten Verhaltensreaktionen stiegen die Temperaturen ebenso an wie bei spontaner Zunahme der Aufmerksamkeit oder beim Erwachen; Beruhigung und Einschlafen waren von Abfall der Gehirntemperatur begleitet (Abb. 1 und 2).
• 3 Elektrische Reize im Gehirn, sofern sie überschwellig waren und zu Verhaltensreaktionen führten, waren ebenfalls von Temperaturanstiegen gefolgt (Abb. 4, 5, 6 und 7). Das Ausmaß des Temperaturanstieges, dessen Maximum rund 30 sec nach Reizende erreicht wurde, war positiv mit der Stärke des Reizes wie der Verhaltensreaktion korreliert (Abb. 9 und 12).
• 4 Gleichzeitig an verschiedenen Stellen des Gehirns gemessene Temperaturen änderten sich gleichsinnig sowohl bei spontanen als auch bei reaktiven Änderungen des Verhaltens (Abb. 1 und 5). Bei elektrischer Reizung bestand zwischen Reizort und reizfernem Ort kein grundsätzlicher Unterschied im Gange der Temperaturen (Abb. 11). Je tiefer im Gehirn gemessen wurde, desto stärker stieg die Temperatur bei Erregung an und desto tiefer fiel sie bei Beruhigung ab (Abb. 4).
• 5 Je stärker der Reiz, je stärker die Verhaltensreaktion, und je stärker der folgende Temperaturanstieg war, desto länger blieben die (vor Reizung meist schläfrigen) Hähne wach (Abb. 8 und 9); für die Korrelation zwischen Temperaturanstieg und “Wachzeit” wurden Koeffizienten von r = 0,786 und r = 0,859 berechnet (S. 140 und Abb. 12).

     

Studien an Valerianaceae III: Valeriana merxmuelleri,eine neue Baldrianart aus den peruanischen Anden nebst weiteren Ergebnissen1)

Aus den südamerikanischen Anden (Zentralperu) wird von der Vegetationsgrenze eine neue Baldrianart, Valeriana merxmuelleri, nachgewiesen und beschrieben. In einer Spezies aus Mittelamerika, V. mexicana, werden vier Hauptvalepotriate (I–IV) festgestellt. Insgesamt zeigen die bisher vorliegenden cytologischen und chemischen Studien an Valerianaceae, daß noch eine erhebliche Anzahl weiterer Untersuchungsdaten vonnöten ist, um eine verwandtschaftliche Klärung dieser nicht nur systematisch interessanten Familie aufzuzeigen. Der Universität des Saarlandes danke ich für eine Forschungsbeihilfe; für wertvolle organisatorische bzw. fachliche Unterstützung möchte ich Fräulein cand. phil. A. Bischoff (Saarbrücken), Frau Dr. F.-Seipt (Gehrlicher KG, Wolfratshausen), den Herren M. Redelberger , Dr. W. Schild , Prof. Dr. H. Sitte (alle Saarbrücken) sowie meinem Reisebegleiter in den Anden, Herrn Ch . Stark (Saarbrücken-Köllerbach), herzlich danken. Herrn Prof. Dr. G. Wagenitz (Göttingen) schulde ich Dank für die Ausleihe des Typusmaterials von V. cephalantha.     

Temperaturregulation der Photosynthese: Eine wärmeinduzierte Hemmung der Ribulose-1,5-Bisphosphat-Carboxylase bei Spinat

Nach einer Behandlung von intakten Chloroplasten aus Spinat mit milder Hitze (z.B. 12 Minuten bei 33C) werden die Lichtaktivierung der Ribulose-1,5-Bisphosphat-Carboxylase und damit der Gesamtprozeß der photosynthetischen CO₂-Fixierung gehemmt. Andere hitzeempfindliche Reaktionen des photosynthetischen Apparates wie die Photophosphorylierung und die Wasserspaltung werden dabei noch nicht beeinflußt. Die Temperaturempfindlichkeit der Aktivierung der Carboxylase ist eng mit einer Temperaturempfindlichkeit der Ionenleitfähigkeit der Thylakoidmembran korreliert. Ähnliche Effekte bei intakten Spinatblättern sind 15 bis 30 Minuten nach der Temperaturbehandlung wieder aufgehoben. Die Signifikanz dieser reversiblen Hitzeeffekte für die Temperaturregulation der Photosynthese in vivo wird diskutiert. Ich danke Herrn Prof. K. A. Santarius für anregende Diskussion und die kritische Durchsicht des Manuskriptes. Fräulein M. Meyer danke idi für kompetente technische Hilfe.     

Chemosystematik heute

• 1 Basierend auf dünnschichtchromatographischen Methoden wird über einige neuere chemosystematische bzw. -taxonomische Ergebnisse mehrerer, quer durch das System reichender Angiospermenfamilien anhand von Beispielen berichtet. Bei der relativ “primitiven” Gattung Aconitum (Ranunculaceae) wird auf das Vorkommen des hochgiftigen Diterpen-Alkaloides Aconitin in fast sämtlichen europäischen Sippen hingewiesen; nur in A. lycoctonum L. ssp. ranunculifolium (Rchb.) Sch. und Keller aus den Alpes Maritimes (Südfrankreich) und der Sierra Nevada (Spanien) fehlt dieses.
• 2 Auch bei einer zweiten, phylogenetisch ursprünglichen Familie mit ebenfalls zentripetaler Staubblattentwicklung, den Onagraceae, wird anhand von über 20 Arten südamerikanischer Vertreter der Gattung Oenothera aus den Series Renneria, Allochroa und Clelandia gezeigt, daß nur sehr geringfügige chemische Unterschiede der Sippen vorliegen. Unter anderem treten intraspezifische Abweichungen auf, etwa bei Oe. picensis Phil. ssp. picensis und Oe. picensis ssp. cordobiensis Dietr., bei der Quercetin-3-0-Rhamnosid fehlt.
• 3 Im Gegensatz dazu wird bei den hochentwickelten, eine zentrifugale Andrözeumentwicklung besitzenden Valerianaceae festgehalten, daß in allen bisher untersuchten Sippen der Unterfamilie Valerianeae (neu u. a. in Valeriana thalictroides Graebn. und V. micropterina Wedd.) hochspezialisierte Inhaltsstoffe, sogenannte Valepotriate, vorkommen, während diese in der Subfamilie Nardineae fehlen.
• 4 Aber auch in Familien, die ein niederes Evolutionsniveau aufweisen, liegen signifikante, chemische Unterschiede vor — so bei den naheverwandten Flechtenarten Lecanora varia (Ehrh.) Ach. und L. conizaeoides Nyl. ex Cromb. (Lecanoraceae), die hauptsächlich Psoromsäure bzw. Fumarprotocetrarsäure und Protocetrarsäure besitzen.

Den Herren Dr. W. Dietrich (Düsseldorf; Oenothera), Prof Dr. C. Leuckert (Berlin; Lichenes), Prof. Dr. J. Poelt (Graz; Lichenes) und Dr. W. Schild (Saarbrücken; Valerianaceae) möchte ich für ihre Unterstützung herzlich danken.     

Ammoniak-Entgiftung durch Serotoninbildung in Samen von Juglans regia L

Während der Samenreife von Walnüssen (Julans regia L.) bilden sich in den Cotyledonen Proteinkörper aus, die Globoide, Globoidkavernen, Proteinkristalle und Proteinmatrix enthalten. In den Proteinkörpern wird Serotonin (5-Hydroxytryptamin) angehäuft, wie durch histochemische Analysen und nichtwäßrige Dichtegradientenzentrifugation gezeigt werden konnte. Die vorliegenden und unsere früheren Befunde zeigen, daß die Synthese des Serotonins und seine Ablagerung in den Proteinkörpern einen Mechanismus zur Ammoniakentgiftung darstellen: Ammoniak wird bei der, in den Plastiden ablaufenden, Tryptophansynthese verbraucht. Das Tryptophan wird dann in Serotonin umgewandelt, das die Tryptophansynthese durch ?feedback”-Hemmung der Anthranilat-Synthetase weniger stark beeinflußt. Das Serotonin wird schließlich durch Ablagerung in den Proteinkörpern aus dem Gleichgewicht herausgenommen und kann sich deshalb als Ammoniak-Entgiftungsprodukt anhäufen. Herrn Prof. Dr. Bergmann danken wir für wertvolle Anregungen, Herrn Dr. Kesselmeir für seine Hilfe bei der Herstellung der elektronenmikroskopischen Aufnahmen, Herrn E. Moll, Leiter des Botanischen Gartens der Stadt Köln, für die Beschaffung des Versuchsmaterials und Fräulein Helga Tiebel für die sorgfältige technische Hilfe bei der Durchführung der Versuche. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sei für die gewährte Unterstützung gedankt.