Die Feinstruktur der tarsalen Schmeckhaare der Fliege Phormia terraenovae Rob.-Desv.

Zusammenfassung Die Schmeckhaare der Fliege Phormia terraenovae enthalten fünf Rezeptorzellen (vier Kontaktchemo- und eine Mechanorezeptorzelle), die von zwei Hüllzellen unter Aussparung von Lymphräumen (Vakuole) umgeben sind. Die Rezeptorzellen gliedern sich in Axon, Zellkörper und Dendrit, der aus Innenglied, Übergangsabschnitt und Außenglied besteht. Der Übergangsabschnitt hat die 9+0-Struktur der modifizierten Cilien mit zwei Basalkörpern. Im Plasma der Außenglieder sind nur Mikrotubuli zu erkennen. Die Außenglieder der Kontaktchemorezeptoren ziehen durch die röhrenförmige Dendritenscheide und den Kanal I des Haarschafts bis zu einem Porus in der Haarspitze, durch den sie mit den Schmeckstoffen in Kontakt kommen (Ort der Primärprozesse). Das Außenglied der Mechanorezeptorzelle enthält einen tubulären Körper und setzt an der Haarbasis an. Die Hüllzelle II (tormogene Zelle) bildet zum großen Sensillenlymphraum hin ein stark gefaltetes Membransystem aus. Der Feinbau wird in Beziehung zur Funktion der Schmeckhaare gesetzt.

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The fine structure of the tarsal taste hairs of the blowfly, Phormia terraenovae Rob.-Desv.

Summary The tarsal taste hairs of the blowfly contain five receptor cells: four contact chemoreceptors and one mechanoreceptor. These cells are surrounded concentrically by two sheath cells with fluid-filled spaces (vacuoles) between them. The receptor cell parts are the axon, the cell body, and the dendrite. The latter has an inner segment, a transitional region, and an outer segment. The transitional region shows the 9+0 configuration of a modified cilium with two basal bodies. In the outer segment only microtubules are found. The outer segments of contact chemoreceptors pass through the tube-like dendrite sheath, then through canal I of the hair shaft, to reach the pore at the tip of the hair. The outer segment of the mechanoreceptor contains a tubular body and terminates at the hair base. The sheath cell II (tormogene cell) forms a folded membrane system toward the main liquor space. The fine structure of the tarsal taste hairs is discussed in relation to their function.

Den Herren Dr. W. Pflumm, Prof. Dr. U. Thurm, Prof. Dr. E. Schnepf und Dr. K. E. Kaissling sei für anregende Diskussionen und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine Sachbeihilfe gedankt. Frau R. Föhr danken wir für ausgezeichnete technische Mitarbeit.     

Elektronenmikroskopisch-cytochemischer Nachweis von Glykogen beiEimeria perforans

Zusammenfassung An Entwicklungsstadien des KaninchencoccidsEimeria perforans wurden elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Darstellung, den Syntheseort und die Lokalisation des Glykogens durchgeführt.Das Glykogen läßt sich nach den bekannten Verfahren der Schnittkontrastierung mit Bleihydroxyd und Kaliumpermanganat elektronenmikroskopisch darstellen. Außerdem gelingen Kontrastierungen des Coccidienglykogens mit Kaliumbichromat, Chromsäure und Rutheniumrot. Nach Einwirkung von -Amylase auf die Schnittpräparate verläuft die Pb(OH)₂-Kontrastierung negativ.Das Glykogen der Makrogamonten und Makrogameten vonE. perforans ist in Cytoplasmaeinschlüssen lokalisiert, die sich mit Osmiumtetroxyd, Phosphor-Wolframsäure und mit Uranylacetat nicht kontrastieren lassen. Die Einschlüsse erscheinen vielmehr nach Behandlung mit diesen Substanzen leuchtend weiß in ihrer elektronendichteren Umgebung. Die Größenausdehnung der Glykogeneinschlüsse hängt von der Darstellungsmethode ab. Die nicht kontrastierten Einschlüsse (nach Osmiumtetroxyd-Fixierung und Nachkontrastierung mit Phosphor-Wolframsäure und Uranylacetat) sind im Durchschnitt 620 m lang und 500 m breit.Der vom Glykogen der Metazoen her bekannte Aufbau aus kugeligen Granula von 20–30 m Größe wird beim Coccidienglykogen nicht beobachtet. Die Glykogeneinschlüsse der Makrogameten enthalten nach der Pb(OH)₂-Kontrastierung längliche Gebilde, die kettenartig miteinander verbunden sind. Da nach den übrigen Darstellungsverfahren andere Strukturen auftreten, ist zu vermuten, daß jeweils andere Komponenten des Coccidienglykogens mit den Kontrastierungsmitteln reagieren. Demnach unterscheidet sich das Glykogen der Coccidien in seinem Aufbau vom Glykogen der Metazoen.Das erste Auftreten des Glykogens wird in jungen Makrogamonten in engem Kontakt mit dem lamellären endoplasmatischen Reticulum beobachtet. Anhäufungen der Kanälchen des endoplasmatischen Reticulum finden sich sowohl in Kernnähe als auch in peripheren Zellbereichen. Die Frage, ob das Glykogen in Kernnähe oder in der Randzone des Makrogamonten synthetisiert wird, ist daher bedeutungslos geworden.Außer in weiblichen Stadien (Makrogamonten, Makrogameten, Zygoten, Oocysten) werden die hellen Glykogeneinschlüsse auch in den Restkörpern der Mikrogamonten angetroffen, bei denen sie auch schon lichtmikroskopisch nachgewiesen worden sind.Über einen Teil der Ergebnisse wurde auf dem I. Internationalen Kongreß für Parasitologie in Rom (21. — 26. 9. 1964) berichtet.Herrn Prof. Dr.R. Danneel, Herrn Prof. Dr.G. Piekarski (Institut für Medizinische Parasitologie der Universität Bonn) und Herrn Prof. Dr.K. E. Wohlfarth-Bottermann danke ich für manche Anregung und Unterstützung. Die Mittel für die Untersuchungen stellte mir die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.     

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.     

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.

     

Zur Theorie des Lasers

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die halbklassische Dispersionstheorie für zwei Niveaus auf die Probleme des Lasers angewandt. Im ersten Teil der Arbeit wird die Dispersionstheorie für Spins mit dem Drehimpuls 1/2 formuliert und für einfache Probleme durchgeführt.Die Gleichungen für die Wahrschemlichkeitsainplituden werden für periodische Felder gelöst. Die Lebensdauer der beiden Niveaus wird dann in vollkommen symmetrischer Weise im Sinne der Lorentzschen Stoßdämpfung berücksichtigt. Dabei ergibt sich eine allgemeine Aussage über die Laserleistung, die mit der Erfahrung verglichen wird.Im zweiten Teil werden aus den Gleichungen für die Wahrscheinlichkeitsamplituden zwei nichtlineare Differentialgleichungen für das induzierte elektrische Moment und für die Differenz der Besetzungszahlen der beiden Niveaus abgeleitet. Im Falle periodischer Felder wird eine einfache angenäherte Lösung dieser Gleichungen für langsam veränderliche Feldamplitude gegeben, die als Besetzungs- und Energiebilanz des Lasers bekannt ist.Auf dér Basis der abgeleiteten Differentialgleichungen des Lasers werden dann zwei klassische und ein quantentheoretisches Modell des Lasers betrachtet.Mancherlei Anregung zur Abfassung dieser Arbeit verdankt der Verfasser den Vorträgen; die Herr Prof. Dr.Martienssen im Frankfurter Physikalischen Verein und Herr Dr.Gürs, München, im Frankfurter Physikalischen Kolloquium gehalten haben. Herrn Dipl.-Phys.Müller-Arnke danke ich für die Durchsicht des Manuskriptes und wertvolle Diskussionen.Erweiterte Passung einer Herrn Prof. Dr. B.Rajewsky zu seinem 65. Geburtstag gewidmeten Arbeit.     

Herkunftsversuche für Zwecke der Forstpflanzenzüchtung,erläutert am Beispiel zweier Modellversuche

Zusammenfassung Die älteren Herkunftsversuche hatten das Ziel, das genetische Variationsmuster der Baumarten zu beschreiben (wirtschaftliche Zielsetzung) und durch dessen Abhängigkeiten von der Umwelt die Wirksamkeit der natürlichen Auslese zu zeigen (genökologische Zielsetzung). Gelegentlich werden auch taxonomische Fragen mit bearbeitet. Als bester Plan für die Stichprobenentnahme von Material für solche Versuche kann Probenentnahme entlang von transsects angesehen werden. Eine Kombination von Labor-, Baumschul- und Feldversuchen ermöglicht Prüfung auch umfangreichen Versuchsmaterials, wie es bei hinreichend dichter Probenahme und großem Verbreitungsgebiet der Baumart notwendigerweise anfällt.Von Herkunftsversuchen, die als Grundlage für Züchtungsprogramme dienen sollen, müssen auch Informationen über die genetische Variation und Kovariation innerhalb der Herkünfte gefordert werden. Bei geeigneter Versuchsanordnung können dann nicht nur Informationen über die Wirksamkeit der natürlichen Auslese überhaupt, sondern auch über das Zusammenspiel von Umweltvariation und genetischen Prozessen in den Populationen gewonnen werden. Art und Ausmaß der genetischen Variation und Kovariation in den Herkünften, Feststellung von Art, Richtung und Intensität der natürlichen Auslese, Bedeutung von Zufälligkeiten für die Differenzierung von Herkünften sowie der Grad der Koadaptation beim Vergleich entfernterer Herkünfte stellen die Populationsparameter dar, an denen der Forstpflanzenzüchter interessiert ist, wenn er die Erfolgsaussicht bestimmter Phasen eines Züchtungsprogramms einschätzen will.Zur Erläuterung wurden Ergebnisse zweier Herkunftsversuche mit Birken verwendet. Es wird darauf hingewiesen, daß es notwendig ist, Modelle und Verfahren zu entwickeln, die für die Verhältnisse in den Waldbaumpopulationen passen und den Schwierigkeiten beim Experimentieren mit Bäumen Rechnung tragen.Mit 4 Abbildungen     

Über Vorkommen und Physiologie der Phosphatide in tierischen Zellen,besonders im Nervensystem.

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde chemisch und histologisch bewiesen, daß in den Ganglienzellen sowie in deren Ausläufern, den Dendriten und Achsenzylindern, ferner in den Gliazellen und schließlich in der Stäbchenstruktur der Nierenzellen Phosphatide enthalten sind, die einen dominierenden Bestandteil darstellen. In den Markscheiden fehlen die Phosphatide.Ferner werden einige gliöse Strukturen, besonders von marginalem und perivaskulärem Typ mit den zugehörigen Membranae limitantes beschrieben. Auch wurde das Vorhandensein von Verbindungen zwischen den Astrocyten und der Oligodendroglia festgestellt.In der Untersuchung wird ein Versuch vorgelegt, die festgestellten histologischen und chemischen Verhältnisse physiologisch zu erklären.Es ist für mich eine besonders angenehme Pflicht, Herrn Professor Dr. John Runnström, Stockholm, für seine liebenswürdige Unterstützung meiner Untersuchung mit Materialien und seine Durchmusterung meiner mikroskopischen Präparationen meinen besten Dank aussprechen. Ebenso möchte ich Herrn Dr. L. Brundin, Stockholm, für seinen bereitwilligen Beistand bei der Anfertigung der Zeichnungen danken.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung der Neurosekretion im Cerebralganglion des Regenwurmes (Lumbricus terrestris)

Zusammenfassung Die Feinstruktur der neurosekretorischen Nervenzellen und der Gliazellen im Cerebralganglion des Regenwurmes (Lumbricus terrstris) wurde untersucht.Die Nervenzellen zeigen verschiedenartige Erscheinungsformen. Einzelne sind mit reifen Neurosekretgranula (Durchmesser von rund 280 m) gefüllt (Speicherzellen). In anderen dominieren leere Vesikel, oder das Ergastoplasma nimmt die ganze Zelle ein. In einzelnen Fällen erweitern sich die Ergastoplasmacysternen sackartig, so daß die Zelle ein vakuolisiertes Aussehen gewinnt. Der für ein Sekret charakteristische Stoff wird zuerst in den flachen Cysternen des Golgi-Apparates und in den Golgi-Vesikeln der entleerten Zellen gefunden. Daraus kann geschlossen werden, daß der Golgi-Apparat in enger Beziehung zur Sekretbildung steht. In einigen Zellen werden reife Sekretgranula im Interzellularraum zwischen den Fortsätzen der Glia- und Nervenzellen beobachtet.Charakteristisch für die Gliazellen sind ein gut entwickelter Golgi-Apparat, Stützfilamente und einzelne Vesikelreihen. Letztere stehen vermutlich mit der Pinocytose und Phagocytose in Zusammenhang. Oft kommen in den Gliazellen — aber in geringer Menge auch in den Nervenzellen — große, dunkle Körper (Durchmesser 0,5–2,5 ) mit feinkörnigem, homogenem oder lamellärem Inhalt vor. Anscheinend bestehen zwischen diesen Körpern und den Gliamitochondrien Übergangsformen.Erweiterungen des Interzellularraumes an isolierten Abschnitten stehen aller Wahrscheinlichkeit nach mit der Entleerung des Sekretes in Verbindung. In ihnen ist ein blasser, fein präzipitierter Stoff zu finden. Die Wand der Kapillaren wkd von einer feinen Basalmembran und einer Myoendothelzellschicht gebildet. Oft sind zwischen benachbarten Endothelzellen und zwischen ihnen und der Basalmembran kleine homogene, dunkle Gebilde mit verwaschenem Umriß zu beobachten, die vielleicht mit der Entleerung der Sekretgranula in die Kapillaren in Zusammenhang stehen.     

Zum Problem der Ocellenfunktion bei den Insekten

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden teils experimentell, teils aus vorhandenen Abbildungen die Augenkonstanten einer Anzahl von Insektenocellen bestimmt.Diese ergeben, daß die Ocellen bei großer Lichtstärke und geringem Auflösungsvermögen nur für die Rezeption von Helligkeit und Lichtrichtung in Anspruch genommen werden können. Sie ergänzen bei gut fliegenden Tieren infolge ihrer großen Lichtstärke die lichtschwachen Appositionsaugen.Versuche mit den Arbeitern von Formica rufa zeigen, daß es für ihre Abwehrreaktion gegen dunkle Gegenstände einen innerhalb einer Versuchsreihe konstanten kleinsten Sehwinkel (Reaktionswinkel) gibt, der im übrigen mit Temperatur und Beleuchtung meßbar variiert.Versuche, im Experiment die Funktion der Ocellen festzustellen, fielen, wie bisher immer, negativ aus.Herrn Prof. Kühn schulde ich Dank für die Anregung zu dieser Untersuchung und wohlwollende Förderung; ferner spreche ich Herrn Prof. Pohl, Der mich in der Arbeit durch Beratung in physikalischen Fragen und durch Überlassung von Räumlichkeiten und Apparaten im I. Physikalischen Institut der Universität weitgehend unterstützte, sowie den Assistenten im Zoologischen und Physikalischen Institut, den Herren Dr. Kröning und Dr. Kuhn, und Herrn Dr. Gudden für Anregungen und Ratschläge meinen Dank aus.     

Tiefenabhängige Änderungen von RBW,LET und Energiespektrum bei hochenergetischer Elektronenstrahlung

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit wird als Ursache für die Zunahme der RBW schneller Elektronen mit ihrer Eindringtiefe die Änderung ihres Energiespektrums vorausgesetzt. Über die Ermittlung der Quelldichte der Sekundärelektronen wird, unter Einbeziehung der Primärelektronen, die energieabhängige Elektronenflußdichte für zwei verschiedene Primärelektronen-Energien berechnet. Im Verein mit den auf anderem Wege erhaltenen ähnlichen Resultaten vonHarder wird ein wahrscheinlicher Verlauf der energieabhängigen Elektronenflußdichte für zwei verschiedene Tiefen ermittelt.Im zweiten Teil wird zur Berechnung der RBW die strahlenbiologische Wirkung proportional zum Produkt aus der Elektronenflußdichte und einer der physikalischen Wechselwirkung mit dem biologischen Modell entsprechenden spektralen Empfindlichkeitsfunktion angesetzt. Die Anwendung der im ersten Teil ermittelten Spektralfunktion auf dieses Prinzip liefert für den Fall der Übertragung von Ionisations- und Anregungsenergie auf den Zellkern durch-Elektronen nur für Energien zwischen 5 und 10 keV die richtige Tiefenabhängigkeit der RBW. Dasselbe gilt für die Übertragung von Ionisationsenergie auf den Zellkern durch K-Schalen-Ionisation biologisch wichtiger Elemente mit anschließendem Auger-Effekt (SchrapnellWirkung). Dagegen erhält man bei Annahme der Energieübertragung durch Plasmonanregung oder Einzelionisationen keine den Experimenten entsprechende Zunahme der RBW mit der Tiefe.Herrn Prof. Dr. med. H.-St.Stender, Herrn Priv.-Doz. Dr. B.Markus und Herrn Priv.-Doz. Dr. D.Harder danke ich für wertvolle kritische Anmerkungen und anregende Diskussionen zum vorliegenden zweiten Teil der Arbeit.     

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.     

Reaktionen von Milzzellen in vitro bei der experimentellen Malaria-Infektion (Plasmodium berghei)

Zusammenfassung Es wurden Milzkulturen (vorwiegend weiße Pulpa) von normalen, von malaria-infizierten (Pl. berghei, 7. Inf. Tag) und von sicher immunen Swiss-Mäusen angelegt und den Explantaten am 7. Züchtungstag teils normales, teils stark parasitiertes Blut (mit flüssigem Medium 110 verdünnt) zugegeben.Ohne Behandlung besitzen Milzkulturen von frisch infizierten Tieren die größte Wachstumstendenz. Sie wird durch eine kürzere Latenzzeit und eine stärker ausgedehnte Zuwachszone gekennzeichnet. Die geringste Wachstumstendenz ist bei Explantaten von immunen Tieren zu beobachten.Im Gegensatz zu Milzkulturen von normalen Mäusen weist die vom explantierten Milzgewebe frisch infizierter und immuner Mäuse auswachsende Epitheloidmembran deutliche Zell- und Kerngrößendifferenzen auf.Durch die Zugabe von Blut wird bei allen Milzkulturen von normalen und von infizierten Tieren die Vermehrung und das Auswandern von Makrophagen gefördert. Es lassen sich sowohl morphologisch als auch funktionell 4 verschiedene Makrophagentypen abgrenzen. Bei Explantaten vom Milzgewebe immuner Mäuse bewirkt die Blutzugabe erst wesentlich später und dann auch nicht im gleichen Ausmaß die Proliferation und das Auswandern von Makrophagen.Die den Explantaten zugegebenen normalen und parasitierten Erythrozyten werden durch Makrophagen der Milzkulturen von normalen und infizierten Mäusen in sehr großer Anzahl phagozytiert. Normales oder parasitiertes Blut unterscheiden sich in ihrer Wirkung nur quantitativ, nicht qualitativ. Vermutlich befinden sich die Erythrozyten in der Gewebekultur in einem Milieu, das dem der physiologischen Zwangsarretierung im Retikulum der Milzpulpa gleicht. In Milzkulturen von immunen Mäusen sind dagegen nur ausnahmsweise Zellen vorhanden, die rote Blutkörperchen inkorporiert haben, auch parasitierte Erythrozyten werden nicht häufiger phagozytiert.Diese Beobachtungen lassen den Schluß zu, daß die Phagozytose von ganzen Erythrozyten und somit die mechanische Beseitigung der in ihnen eingeschlossenen Parasiten nur als unspezifische Abwehrleistung gegen den Malariaerreger zu bewerten ist. Auf eine gesteigerte Erythrozytenphagozytose läßt sich jedoch die Pathogenese der Anämie zurückführen, die sowohl für die menschliche Malaria als auch für die der Nagetiere charakteristisch ist.

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Summary Tissue cultures have been set up from the white pulp of spleens of normal mice, mice infected with P. berghei (seventh day of infection) and mice of a high degree of immunity to this parasite.On the seventh day of in vitro cultures of the splenic tissue, normal blood or highly parasitised blood was added in a concentration of 110 of the fluid medium. Spleen expiants from infected mice showed the highest growth activity, especially with regard to the shortening latency period and the size of the growth zone. Growth acticity in spleen explants from immune mice was found to be the least.The epitheloid membrane in spleen cultures from normal mice is composed of a uniform cell population, whereas the epitheloid membranes in cultures from mice during primary infection and from immune mice is composed of cells irregular in shape and size. Spleen cultures from normal or newly infected mice show an increased proliferation and migration of macrophages; on the other hand in spleen cultures from immune mice, proliferation of microphages was seen later and at a lesser degree.Phagocytosis of normal or parasitised erythrocytes by macrophages in cultures from normal or freshly infected mice is considerably higher than in those from immune mice.These findings lead to the conclusion that erythrophagocytosis (and thus the distribution of parasites within the red blood cells) is probably an early and unspecific defence mechanism of the host. On the other hand, anaemia observed in cases of malaria (rodent or human) may be caused by increased activity of macrophages against not only parasitised but also normal red cells.

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Als Gast von der Abteilung für experimentelle Cytologie der Slowakischen Akademie der Wissenschaften in Bratislava.     

Digestive enzymes of the imported fire ant, Solenopsis richteri (Hymenoptera: Formicidae)

Results of tests for digestive enzyme activity from mandibular and salivary glands and from foregut, midgut, and hindgut of major workers of the imported fire ant, Solenopsis richteri Forel, indicated a wide distribution of lipase production from these organs, thus correlating with the observed grease-loving feeding habits of this insect. Amylase activity was present in both glands tested, but not detected in the gut. Both invertase and protease activities were apparently restricted to the midgut, with the protease activity being especially limited.

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Zusammenfassung An der importierten Feuerameise wurden Untersuchungen über das Vorkommen der vier Hauptklassen von Verdauungsfermenten bei Großarbeitern (Soldaten) ausgeführt.Die untersuchten Fermente waren Invertase, Diastase, Lipase und Protease, die untersuchten Verdauungsorgane Speichel- und Mandibulardrüsen, Kropf, Mitteldarm und Enddarm. Um die Ferment-Aktivität der verschiedenen Organe zu prüfen, wurden als Substrate Sucrose, Stärke, Castor-Öl-Emulsion und Blutfibrin benutzt und Dünnschichtchromatographie angewandt.Die Resultate zeigen besonders die weite Verbreitung der Lipase-Aktivität, die der beobachteten Vorliebe der importierten Feuerameise für fettreiche Nahrung entspricht. Ebenso steht die gefundene mäßige Invertase- und Diastase-Aktivität in Beziehung zu den omnivoren Fraßgewohnheiten dieser prädatorischen Insekten. Andererseits erwies sich die Protease-Aktivität als besonders schwach; sie schien hauptsächlich auf den Mitteldarm beschränkt zu sein.Der geringe Grad der Protease-Aktivität in den Drüsen und im Kropf läßt vermuten, daß bei Trophallaxis den larven das Protein-Futter von den Arbeiterinnen in unverdautem Zustand verabreicht wird.

     

Die Zellstrukturen des Dünndarmepithels in ihrer Abhängigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Darminhalts

Zusammenfassung Die Kenntnis der Mikromorphologie der Saumzellen des Dünndarmepithels wird in einigen Punkten ergänzt (Ausbildung des Terminalgespinsts, Zusammenhang von endoplasmatischem Retikulum und perinukleärer Zisterne, Centrosom).Durch Erniedrigung und Erhöhung des osmotischen Drucks im Darminhalt werden die in den verschiedenen Membransystemen der angrenzenden Zellen eingeschlossenen flüssigen Mischphasen beeinflußt. Die sich hierbei ergebenden Veränderungen von Form, Größe und Dichte der Zelle und ihrer Komponenten werden beschrieben. Der Weg des Wassers führt durch die Epithelzellen über die epithelialen Interzellularräume in den subepithelialen Raum. Einige Eigenschaften der verschiedenen Membranen der Zelle werden besprochen. Die flache Form der Sacculi in den Golgi-Zonen und der Cysternen des endoplasmatischen Retikulums wird darauf zurückgeführt, daß der osmotische Druck in diesen Räumen niedriger liegt als im angrenzenden Cytoplasma. Es wird vermutet, daß aktive Transportleistungen der Membranen des endoplasmatischen Retikulums zu einem Kreislauf von Stoffen zwischen Kern und Cytoplasma führen.

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Teilweise vorgetragen auf der 9. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Freiburg, Oktober 1959.

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Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Der eilegeapparat der odonaten

Zusammenfassung Der Eilegeapparat mit drei Paar Gonapophysen wind als der ursprünglichste angesehen und vollständiger Eilegeapparat genannt; alle Typen mit weniger als drei Gonapophysenpaaren sind von ihm durch Rudimentation abzuleiten und werden als unvollständiger Eilegeapparat zusammengefaßt.Am vollstandigen Eilegeapparat sind seine Teile durch Gelenke und Muskeln beweglich, am unvollstandigen sind sie starr ; Gelenke und Legemuskeln fehlen. Die fur die Eiablage wichtigen Gelenke und Muskeln werden beschrieben.Die Entwicklung des vollstandigen Eilegeapparates erfolgt bei der Larve in der Reihenfolge, daß zuerst die Gon. laterales, hierauf die mediales und zuletzt die anteriores ausgebildet werden. Die Rudimentation des unvollstandigen geschieht in der gleichen Reihenfolge, indem zuerst die Gon. laterales und als letzte die anteriores zurück-gebildet worden.Die Eiablage erfolgt beim vollstandigen Eilegeapparat primär exophytisch durch Ablage auf dem Boden oder endophytisch durch Einstechen in Pflanzengewebe, beim unvollstandigen Eilegeapparat exophytisch durch Ablage in das Wasser.Es wind angenommen, daß die primär exophytische Ablageart die ursprünglichste ist und alle anderen von ihr abzuleiten sind.Die endophytische Ablage entwickelt an den Gonapophysen verschiedene Anpassungen, die exophytische führt zu ihrer Rudimentation.Anpassungen an die endophytische Ablage sind Verkürzung der Gonapophysen, Entwicklung eines Tastapparates (Styli), eines Schneide-apparate (Gon. mediales), einer Legeröhre (Gon. anteriores) und einer Stützkante an den Gon. laterales, Ablage in Gonaphysenstellung, oder am 10. Sternit, Ablage in Sternitstellung.Ablage in Gonapophysenstellung beansprucht die Gon. laterales und führt bei Ablage in ein Substrat von zunehmender Härte - sie erfolgt in extremen Fallen in Baumstämme — zu verschiedenen Modifikationen ; Ablage in Sternitstellung läßt die Gon. laterales unbeansprucht und könnte bei Ablage in ein Substrat von abnehmender Härte — sie erfolgt in extremen Fallen in Schlamm — zu Rudimentation der Gon. laterales und exophytischer Ablage in das Wasser überleiten.Der unvollständige Eilegeapparat zeigt eine große Formenmannigfaltigkeit, die sich aber auf zwei Grundtypen, einem mit zwei Paar Gonapophysen — es fehlen die Gon. laterales — und einem mit einem Gonapophysenpaar, der Scheidenklappe, einem Rudiment der Gon. anteriores, zurückführen lassen.Der Zweigonapophysentypus ist bei verschiedenen Gruppen erhalten; bei den Cordulegasterinae ist er morphologisch einheitlich, was einen Stillstand des Rudimentationsprozesses andeutet, und an eine bestimmte Eiablageart angepaßt; bei den anderen Gruppen ist er morphologisch sehr verschieden, wobei es sich wohl um verschiedene Rudimentationsstufen handelt, und fur die Eiablage funktionslos geworden.Der Scheidenklappentypus findet sich bei den Gomphidae, Corduliidae und Libellulidae. Ursprünglichere Formen zeigen längere, höher entwickelte, kürzere Scheidenklappen. Bei vielen Arten ist die Scheidenk1appe restlos rudimentiert. Ihre Rolle für die Eiablage ist fraglich, vielleicht nur sinnesphysiologischer Art. Mechanisch zu deutende Formen (Spitzhammerbildung) kommen vor und sind gelegentlich mit Eiablage auf dem Boden verbunden, was als Anklänge an eine primär exophytische Ablage gedeutet wird.Bei den Libellulidae werden vereinzelt sekundäre Apparate aus neuen Elementen entwickelt.Die Eizahl ist bei Formen mit vollständigem Eilegeapparat höher als bei Formen mit ,unvollständigem und bei den Corduliidae und Libellulidae am höchsten.Die morphologische Vielfalt der Eilegeapparate ist das Ergebnis von zwei Verhaltensänderungen, dem Üborgang der Imagines zu einer Ablage durch Einstechen in Pflanzengewebe und dem Übergang der Larven zum Leben im Wasser. Diese Änderungen wurden von den einzelnen Gruppen auf verschiedene Weise und in verschiedenem Ausmaße vollzogen und ließen eine Unzahl von morphologischen Typen entstehen.Das Bestreben, die Eier möglichst nahe dem Wasser abzulegen, führte jene Gruppen, die nicht oder nicht zu weit an die Ablage in Pflanzengewebe angepaßt waren, zur Ablage in das Wasser. Diese Ab lageart führte zur Rudimentation der Gonapophysen und ließ möglicherweise neue, der neuen Ablageart angepaßte Apparate entstehen.Die Rudimentation der Gonapophysen ermöglichte eine Erhöhung der Eizahl und führte these Gruppen zur Besiedlung von neuen Lebensräumen und damit zu ihrer heute dominierenden Stellung innerhalb der Ordnung.     

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.     

Spektralphotometrische Untersuchungen am Tabakmosaik-Virus

Zusammenfassung Die Herstellung von TMV-Reinpräparaten wird beschrieben und die Auswertung der Meßergebnisse angegeben. Für natives TMV werden sowohl die Absorptionskurven für die gesamte und die reine Absorption, als auch Meßkurven zur Konzentrationsbestimmung des Virus in Suspensionen und Hydrolysaten gezeigt. Außerdem wird eine einfache Methode zur Bestimmung des Nucleinsäuregehaltes angegeben.An Hand von Nucleinsäureisolierungen wird auf die Bedeutung der Vorbehandlung bzw. Alterung der Nucleinsäure für die Form der Absorptionskurven hingewiesen und die Erhöhung der _D bei hydrolytischer Spaltung behandelt. Auf Grund dieser Ergebnisse werden die Resultate der Spaltungsversuche von nativem TMV besprochen. Abschließend werden die Angaben der Literatur mit den eigenen verglichen.     

Beobachtungen über den Einfluß des Lichtes auf Mycel- und Conidienbildung bei Alternaria brassicae var. dauci

Zusammenfassung Der Einfluß des Lichtes auf Mycelwachstum und Conidienbildung eines Stammes von Alternaria brassicae var. dauci wurde untersucht.Die morphologisch-anatomische Mycelstruktur ist bei Licht- und Dunkelmycel verschieden. Diffuses Tageslicht und Beleuchtung mit dem Licht von Osram-Leuchtstofflampen HNW 202 wirken ebenfalls verschieden.Die Conidienbildung konnte in zwei Entwicklungsabschnitte zerlegt werden. Sterigmenbildung erfolgt nur unter Lichteinfluß, für die Entwicklung von Conidien an den Sterigmen ist Einschaltung einer Dunkelphase notwendig. Auch die Induktion der Sterigmenbildung ist abhängig von der Wellenlänge des einwirkenden Lichtes. Glühlampenlicht in gleicher Stärke wie das Licht der Leuchtstofflampen war wirkungslos.Der Impfeffekt bei der Conidienbildung wird als Hinweis für eine stoffliche Grundlage bei der Auslösung der Sterigmenbildung gedeutet.