Untersuchungen über Intersexualität beiGammarus duebeni (Crustacea,Amphipoda)

Zusammenfassung 1. In der vorliegenden Arbeit wird eine Analyse der intersexuellen Geschlechtsausprägung beiGammarus duebeni gegeben, die sich auf die Untersuchung der primären und sekundären Geschlechtsmerkmale, des Wachstums, der Häutungsfrequenz und des sexualbiologischen Verhaltens stützt. Das Auftreten von Intersexualität wird zu hormonalen und genetischen Faktoren, welche die Geschlechtsrealisation steuern, in Beziehung gesetzt.2. Zum besseren Verständnis der Besonderheiten intersexueller Entwicklung werden zunächst Morphologie und Differenzierung des Genitalapparates normalgeschlechtlicher Tiere beschrieben. In beiden Geschlechtern werden postembryonal männliche wie weibliche abführende Geschlechtsorgane angelegt, und in den Gonaden entstehen wahrscheinlich primär Oocyten. Mit Beginn der äußeren sexuellen Differenzierung werden im männlichen Geschlecht die Anlagen der Ovidukte, im weiblichen Geschlecht die Analgen der Vasa deferentia zurückgebildet, während die Anlagen der Vesicula seminalis erhalten bleiben. Eine männliche Determinierung ist von der Entwicklung und hormonalen Aktivität der androgenen Drüse abhängig.3. Nach dem Grad der Ausprägung weiblicher beziehungsweise männlicher Sexualcharaktere werden fünf verschiedene Intersexualitätstypen unterschieden: stark weibliche Intersexe, die habituell und funktionell völlig normalen gleichen, jedoch Calceoli und (oder) ein oder zwei Penispapillen aufweisen; schwach weibliche Intersexe, die etwas stärker maskulinisiert sind, im hinteren Bereich des Ovars testikuläres Gewebe ausbilden und durch mehr oder weniger differenzierte Anlagen der Vesicula seminalis, Vasa deferentia sowie meist rudimentäre androgene Drüsen gekennzeichnet sind; mittlere Intersexe, deren Gonaden aus ovarialen und testikulären Bezirken in nicht festgelegter Verteilung bestehen und die weibliche wie männliche ableitende Geschlechtswege, rudimentäre oder partiell entwickelte androgene Drüsen und Oostegiten mit normalem, unvollständigem oder fehlendem Borstenbesatz ausbilden; schwach männliche Intersexe, die durch eine Ovarregion im vorderen Abschnitt des Hodens, durch das Vorhandensein paariger Oviduktanlagen und durch Oostegiten ohne Randborsten charakterisiert sind; stark männliche Intersexe, die einen typisch männlichen Geschlechtsapparat und Oostegiten ohne Randborsten in normaler oder reduzierter Zahl besitzen.4. Hinsichtlich der Wachstumsintensität gleichen stark weibliche Intersexe normalen und stark männliche sowie schwach männliche Intersexe normalen . Einen mehr oder weniger intermediären Wachstumsverlauf weisen die mittleren und schwach weiblichen Intersexe auf. Auch die Größen- und Wachstumsrelationen des Propodus der 1. und 2. Gnathopoden liegen bei schwach weiblichen, mittleren und schwach männlichen Intersexen in gradueller Abstufung zwischen den Werten, die für das weibliche und männliche Geschlecht gelten.5. Stark weibliche, stark männliche und meist auch schwach männliche Intersexe sind fertil und zeigen normales weibliches beziehungsweise männliches Sexualverhalten. Schwach weibliche und mittlere Intersexe sind steril. Sie können nicht oviponieren, da ihre Ovidukte blind geschlossen bleiben. Mittlere Intersexe sind jedoch in Ausnahmefällen als geschlechtstüchtig. Wie anhand der Präkopulationsbereitschaft feststellbar ist, können sich mittlere Intersexe in Anwesenheit normalgeschlechtlicher Partner als gegenüber und als gegenüber verhalten. Diese geschlechtliche Ambivalenz wird als eine Erscheinung von relativer Sexualität gedeutet.6. Bezüglich der Häutungsfrequenz nehmen schwach weibliche und mittlere Intersexe eine weniger ausgeprägte, schwach männliche Intersexe eine stärker ausgeprägte Mittelstellung zwischen und ein. Die Häutungsfrequenz der schwach weiblichen und mittleren Intersexe ist nicht streng festgelegt. Sie kann bei mittleren Intersexen nachweislich durch die Gegenwart eines präkopulierenden reguliert werden, wobei eine Annäherung an die Häutungsfrequenz der erfolgt.7. Intersexe treten in natürlichen Populationen mit einer Häufigkeit von höchstens 0,5% auf. In Laborzuchten kann bei Selektion bestimmter Stämme der Anteil der Intersexe beträchtlich (10% und mehr) vergrößert sein.8. Durch Transplantation der androgenen Drüse in weibliche Tiere wurde experimentell eine Geschlechtsumwandlung in männliche Richtung ausgelöst, wobei verschiedene intersexuelle Zwischenstufen durchlaufen werden. Mitunter wird nur eine partielle Maskulinisierung erzielt, die etwa bis zum Stadium der mittleren Intersexualität führt. Auf Grund dieser und anderer Befunde wird das Zustandekommen intersexueller Geschlechtsausprägung auf eine rudimentäre oder unvollkommene Entwicklung der androgenen Drüse zurückgeführt. Die Entstehung der Intersexualität wird durch eine unzureichende Produktion des androgenen Hormons und durch Selbstdifferenzierung des Ovars erklärt.9. Anhand von Karyotypanalysen wurde die Chromosomenzahl mit 52 (= 2n) bestimmt. Hinweise für das Vorhandensein von Heterochromosomen liegen nicht vor; diese und andere Ergebnisse deuten auf eine polyfaktorielle Geschlechtsbestimmung hin.10. Die anGammarus duebeni gewonnenen Befunde werden unter vergleichenden Aspekten zu den Intersexualitätserscheinungen anderer Amphipoden in Beziehung gesetzt. Die Probleme der hormonalen Regulation der Geschlechtsfunktion werden eingehend diskutiert.

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Investigations on intersexuality inGammarus duebeni (crustacea, amphipoda)

A detailed analysis of intersexuality inGammarus duebeni, concerning morphology of primary and secondary sexual characters, growth, molting frequency and sexual behavior is presented. Based upon five different types a classification of intersexuality is given reflecting the degree of femaleness and maleness with respect to genital structures and secondary sex characters. Additional information is presented concerning the intermediary character of growth rates, molting frequency and sexual behavior in certain intersexual types. In intersexes the androgenic gland mediating the hormonal control of primary and secondary male characters is mostly in a rudimentary condition or only partially developed. According to sex reversal experiments and to the conceptions ofCharniaux-Cotton, intersexuality is interpreted inGammarus duebeni to be caused by reduced production of the androgenic hormone and by self-differentiation of the ovaries. On the basis of chromosomal studies and other genetic results, a polygenic sex determination is suggested.

     

Autoradiographische Bestimmung der S-Phasen-Dauer der Gonocyten bei der Wistarratte durch Einfach- und Doppelmarkierung

Zusammenfassung Die Gonocyten der Ratte können in 2 hintereinander geschaltete Keimzellarten gegliedert werden, die I-Gonocyten und II-Gonocyten. Die I-Gonocyten proliferieren bei der Wistarratte zwischen 15. und 18. Fetaltag, die Tochterzellen der I-Gonocyten, die II-Gonocyten treten nach einer Zeitdauer von 7–8 Tagen zwischen 4. und 6. Lebenstag in die Mitose. Auf Grund der gewonnenen Daten erschien es sinnvoll, die mitotische Aktivität der II-Gonocyten und die Bestimmung der Dauer ihrer S-Phase an 5 Tage alten Ratten durchzuführen. Untersuchungen von 50 Zentren mitotischer Aktivität in einem in Serie geschnittenen Hoden einer 5 Tage alten Ratte ergaben, daß 148 von 190 Mitosen, d.s. 78%, in Gruppen und 122, d.s. 64% der Mitosen in Paaren vorkommen. Mit der Methode der markierten Mitosen (Quastler u. Sherman, 1959) und der Methode der Doppelmarkierung (Hilscher u. Maurer, 1962) wurde die Dauer der S-Phase der II-Gonocyten bei 5 Tage alten Ratten bestimmt. Es ergab sich eine gute Übereinstimmung der nach beiden Methoden bestimmten Werte. Die S-Phasen-Dauer der II-Gonocyten dürfte danach am 5. Lebenstag bei 11,0–11,5 Std liegen.

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Autoradiographic determination of the duration of S-phase of the gonocytes of wistar albino rat by single and double labeling

Summary The gonocytes of the rat are of two types: I-gonocytes and II-gonocytes. In Wistar rat I-gonocytes proliferate at the beginning of prespermatogenesis between the 15^th and 18^th day of gestation. Their multiplication stops between the 18^th and 19^th day. Starting on the 4^th postnatal day, II-gonocytes, the daughter cells of I-gonocytes, begin to proliferate. The 5^th postnatal day proved to be favourable for studying the mitotic activity and for determing the S-phase of II-gonocytes. In one serially sectioned testis of a 5 days old rat 25 sex cords were reconstructed. Till now 50 centres of mitotic activity of II-gonocytes with 190 mitoses were localized. Only 42 out of the 190 mitoses were isolated, 148 occur in groups. 122 out of the grouped mitoses are in pairs. That means that 78% of the grouped and 64% of all mitoses were to be found in pairs. By the method of labeled mitoses (Quastler and Sherman, 1959) and by the method of double labeling with C-14- and H-3-thymidine (Hilscher and Maurer, 1962) the duration of the S-phase of II-gonocytes were determined in 5 days old rats. The results of both methods show that the S-phase is 11.0 to 11.5 hours.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Biologische Anstalt Helgoland Gegenwart und Zukunft

Ohne ZusammenfassungIn der Septemberausgabe des Der Helgoländer (offizielles Veröffentlichungsorgan des Vereins Helgoland e. V. — Geschichte und Kultur der Deutschen Bucht und zugleich Sonderausgabe der Cuxhavener Allgemeinen für die Insel Helgoland) erschienen anläßlich des 75 jährigen Bestehens der Biologischen Anstalt Helgoland insgesamt 19 Beiträge über unsere Anstalt. In etwas veränderter Form wird hier der Einleitungsaufsatz — mit freundlicher Genehmigung der Cuxhavener Allgemeine — abgedruckt.     

Freßverhalten und Darminhaltsuntersuchungen bei Sipunculiden

Zusammenfassung 1. Die Rolle der Meiofauna als Nahrung für Sipunculiden wurde anPhascolosoma vulgare (de Blainville),Phascolosoma elongatum (Keferstein) undPhyscosoma granulatum (Leukart) geprüft. Die Sipunculiden konnten zur Beobachtung des Verhaltens bei der Nahrungsaufnahme im Laboratorium gehalten werden. Die Nahrung wurde nach Darminhaltsuntersuchungen an konservierten Exemplaren bestimmt.2. Meiofauna wurde in allen Größenklassen der bearbeiteten Arten gefunden. In der Größenklasse I bei 1,0–2,4 cm und in der Größenklasse II bei 2,5–4,9 cm war die Anzahl der aufgenommenen Individuen auf Grund der Sperrigkeit der Crustaceen und der Beweglichkeit der Nematoden gering. Mit zunehmender Größe der Sipunculiden wird das Verhältnis zur Meiofauna als Nahrung günstiger.3. Bei einem Vergleich der im Darm der untersuchten Sipunculiden gefundenen Meiofauna mit derjenigen Meiofauna aus Sedimentproben wird deutlich, daß in Abhängigkeit von der Individuengröße nur Tiere bestimmter Größenklassen als Nahrung aufgenommen werden können.4. Neben der Meiofauna umfaßt das Nahrungsangebot im Substrat auch Protozoen, Pilze und Bakterien sowie partikuläre abgestorbene und gelöste organische Substanzen. Mit der Größenzunahme der Sipunculiden verändert sich die relative Häufigkeit der aufgenommenen Bestandteile aus dem Nahrungsangebot. Eine quantitative Wertung der einzelnen Nahrungskomponenten konnte bisher noch nicht erfolgen.

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Feeding and studies on the gut content in sipunculids

Three sipunculid species were caught in two different biotopes:Phascolosoma vulgare (de Blainville) as well asPhascolosoma elongatum (Keferstein) from a silt-bottom in Gullmarsfjord (Sweden) andPhyscosoma granulatum (Keferstein) from the coralligène near Banyuls-sur-mer (Mediterranean Sea). Observations on feeding behavior showed that the uptake of food is of a passively selective type. Apparently aimlessly, the sipunculids draw in sediment with food from the surroundings, often leaving starlike traces. Examination of gut contents revealed changes in sediment structure in different gut parts. The changes correspond to the different morphological and physiological functions of the gut. The main meiofauna food of the three species, especially nematodes and crustaceans, dominates also in their biotopes. Comparison of the numbers of the meiofauna specimens in the three different parts of the gut showed the expected decrease of food animals. Such decrease applies to all meiofauna-elements; plantdebris seems to pass the intestines unaffected. In order to examine a possible correlation between food and sipunculid size, the latter were classified according to body lenght. Decrease in average nematode lenght is positively correlated to diminishing body size of sipunculids. The same holds for copepods. The food ingested also comprises other organic particles and probably dissolved organic substances.

     

Elektronenmikroskopische Befunde zur Innervation des Nephron nach Untersuchungen an der fetalen Nachniere des Menschen

Zusammenfassung In elektronenmikroskopischen Untersuchungen an den Nachnieren 13–16 Wochen alter menschlicher Feten wird gezeigt, daß die Macula densa und andere Abschnitte des Mittelstücks der Niere von marklosen Nervenfasern innerviert werden. Nervenfasern gelangen mit den Gefäßen an die Tubuli. Synapsen finden sich innerhalb der Tubulusmembran an der Basis der Tubulusepithelien. Eine Synapse wurde an der parietalen Bowmanschen Kapsel nahe dem Gefäßpol des Glomerulus beobachtet. Die Mehrzahl der bisher am Tubulus beobachteten Axonendigungen scheint cholinergen Neuronen zuzugehören, jedoch ist eine weitere Abklärung in Verbindung mit histochemischen Methoden erforderlich. Die Bedeutung der Innervation für die Funktion des Nephron ist schwer einzuschätzen, zumal experimentelle Untersuchungen hierzu fehlen. Auch Befunde nach Nierentransplantation lassen wegen der möglichen postoperativen Persistenz und Regenerationsfähigkeit intrarenaler Nervenfasern keine eindeutigen Rückschlüsse zu. Möglicherweise ist mit dem Nachweis der Innervation auch das regulierende Agens für den kontraktilen Apparat der Niere bzw. des Nephron gefunden. Interessanter weiterer Befund ist die Beobachtung synaptischer Nerv-Endothel-Kontakte in kleinsten Nierengefäßen (Endarteriolen).

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Ultrastructural study of the innervation of the human fetal metanephric nephron

Summary Electron microscopic study of the metanephros of 13–16-week-old human fetuses shows that the region of the macula densa as well as other segments of the distal convoluted tubule are innervated by unmyelinated nerve fibers. Nerve fibers reach the tubules alongside blood vessels. Synapses are found within the basal lamina of the tubular epithelia. One synapse was seen in the parietal part of the Bowman's capsule near the vascular pole of the glomerulus. Present evidence suggests mainly cholinergic innervation of the distal tubule, but verification using other histochemical methods is necessary. In the absence of experimental studies, it is difficult to determine the functional role of the innervation of the nephron. Observations after renal transplantation are not conclusive in view of possible postoperative persistence and regeneration of intrarenal nerve fibres. It may well be that innervation controls the contractile apparatus of the kidney. Synaptic contacts between axons and endothelial cells of the smallest renal arterioles may also have functional significance.

Teile dieser Arbeit wurden auf der 2. Herbsttagung der Deutschen Gesellschaft für Pathologie, Darmstadt, 1.–3. Oktober 1971, vorgetragen.     

Schwermetallaffine Strukturen des peripheren Nerven

Zusammenfassung Konvertiertes Kupfer wurde an axonalen und Schwannschen Zellmembranen, vor allem im nodalen und paranodalen Bereich beobachtet. Kupfer wird offenbar in inner und outer leaflet der unit membrane ein- und an diese angelagert. Denn bei wenig Präzipitat oder geringer Elektronendichte des Niederschlags stellten sich die Membranen als dreischichtiger Komplex dar, der in den Dimensionen der unit membrane entsprach. Bei großen Präzipitatmengen oder bei hoher Elektronendichte des Niederschlags blieb nur die helle Mittelschicht von ca. 30 Å frei. Diese Metallaffinität wird im Zusammenhang mit den cytochemischen AChE-Nachweisverfahren diskutiert, weil bei diesen Methoden Schwermetallionen im Inkubationsmedium verwendet werden, und die Kupferbindungsstellen zum Teil mit den Lokalisationen der AChE identisch sind. Möglicherweise gibt beim cytochemischen AChE-Nachweis schon die Darstellung von unit membranes in unkontrastierten Präparaten Aufschluß auf erfolgte unspezifische Schwermetallbindung. Als weitere Kontrolle wird Inkubation in der verwendeten Schwermetallösung mit nachfolgender Konversion vorgeschlagen.

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Heavy metal affinity of peripheral nerve structuresI. Possibility of interference with cytochemical localisation of AChE

Summary The ultrastructural localisations of copper in ventral and dorsal roots of the rat were studied by varying fixation and converting medium. Precipitated copper was deposited in axonal membranes (axolemma, membranes of axonal organelles) and Schwann cell membranes (inner and outer plasmalemma, major and minor dense lines in the region of the splitting myelin sheath, terminal loops and Schwann cell interdigitations). Copper obviously was bound within and attached to inner and outer leaflet of these membranes. If there was little or less electron-dense precipitate membranes appeared three-layered, dimensions corresponding to those of the unit membrane. If there was electron-dense or plenty of precipitate only the middle electron-lucent layer of approximately 30 Å was revealed. The predominant deposition on nodal and paranodal membranes may be explained either by facilitated access to this region or by specific metal ion binding sites at those specialised membranes. Metal ion binding is discussed in relation to cytochemical demonstration of AChE activity, because these methods use incubation media containing heavy metal cations and copper binding sites partly correspond with the localisation of AChE activity. The appearance of unit membranes in unstained sections probably could be a hint at unspecific heavy metal ion binding ocouring in demonstration of specific AChE. Therefore control-incubation in the heavy-metal solution with subsequent conversion is suggested.

     

Verhalten tierischer Zellen in der Gewebekultur gegenüber einem basisch substituierten Benzimidazolderivat mit fluorochromierenden Eigenschaften

Zusammenfassung 33258 Hoechst, ein basisch substituiertes Benzimidazolderivat, beeinflußt Mitosen und Interphasezellen permanenter Zellinien in der Gewebekultur. Es kommt zu Mitosestörungen in der Anaphase und Telophase durch Verklumpen von Chromosomen, zu Zellvergrößerungen und zur Wachstumshemmung. Diese reversiblen und irreversiblen Veränderungen beruhen auf Verbindungen der Substanz mit der DNS der Zellkerne. Weiter wird über die Verwendung der Substanz als Fluorochrom zur Analyse von DNS-Schädigungen in Interphasezellen und an Mitosechromosomen berichtet.

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On the influence of a benzimidazol derivative (fluorochrome) on cell lines in tissue culture

Summary 33258 Hoechst, a benzimidazol derivative influences mitotic and interphase cells of permanent cell lines in tissue culture. Mitotic anomalities observed during anaphase and telophase are clumping of chromosomes, cell enlargement and inhibition of growth. These reversible and irreversible changes are due to the reaction between the substance and the DNA in the nucleus. Further is reported about the utilization of the substance as fluorochrome to analyse DNA damage in interphase cells and mitotic chromosomes.

     

The effects of silt and sand on the invertebrate fauna of streams and rivers

Summary Most of the literature concerned with the effects of silt and sand on the invertebrate fauna of streams and rivers has described changes taking place when biotopes are completely smothered by silt and sand. In few of these studies were the kinds of animals found recorded. There have been few studies of the effect of silt and sand on individual species. The invertebrate fauna of two biotopes in the streams and rivers of the Vaal River system, South Africa, changed with the amount of silt and sand in the watercourses. Where there were large amounts of silt and sand the variety of animals recorded from the stones in current biotopes was reduced, but the density of the fauna as a who did not change (Tables I and II, Unstable Depositing Zones, summer). However the density of many groups of animals was affected (Table III). Some of the animals adversely affected by silt and sand appeared in larger numbers below impoundments in which silt and sand would settle. In the sediment biotopes the summer density of the fauna was lowest where there was a lot of silt and sand (Table IV, the two Unstable Depositing Zones). Large amounts of silt and sand were associated with large summer declines in the surface dwelling animals as a proportion of the whole sediment fauna (Table IV). Differences between the summer proportions of surface dwelling forms in fine and coarse sediments were due to faunal differences. Sediments were not studied below impoundments.It is concluded that there may be considerable changes in the composition of the stones in current fauna due to silt and sand without the biotope being smothered, and that increases in the amount of silt and sand in river beds lead to increased instability of the sediments, which adversely affects their fauna.

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Zusammenfassung Die Abhandlungen, die sich mit dem Einflu von Schlamm und Sand auf die Invertebratenfauna von Bächen und Flüssen befassen, haben meistens die Veränderungen beschrieben, die sich ergeben, wenn Biotope ganz von Schlamm und Sand erstickt werden. In wenigen dieser Forschungen werden die Arten der gefundenen Tiere eingetragen. Es gibt wenige Arbeiten über den Einflu von Schlamm und Sand auf einzelne Arten.Die Invertebraten-Fauna zweier Biotope in Bächen und Flüssen des Vaalsystems, Süd-Afrika, hat sich mit der Menge von Schlamm und Sand in den Flüssen geändert. Wo es groe Mengen von Sand und Schlamm gab, ist die Verschiedenartigkeit der Tiere von Steinen in flüssigem Biotop vermindert worden, aber die Dichte der ganzen Fauna ist dieselbe (Tabellen I und II, Unstable Depositing Zones, Summer). Jedoch die Dichte vieler Tiergruppen ist beeinträchtigt worden (Tabelle III). Einige von Schlamm und Sand ungünstig beeinflute Tiere erscheinen in gröerer Anzahl unter Einsperrungen, wo Schlamm und Sand sich niederschlagen können. In Niederschlagbiotopen ist die Sommerdichte der Fauna am niedrigsten, wo es viel Schlamm und Sand gibt (Tabelle IV, Die zwei Unstable Depositing Zones). Groe Mengen von Schlamm und Sand gehen mit groen Sommerabnahmen der oberflächlich lebenden Tiere im Verhältnis zu der ganzen Niederschlagfauna zusammen (Tabelle IV). Unterschiede zwischen den Verhältnissen oberflächlich lebender Formen in feinen und groben Niederschlägen im Sommer sind die Folge faunaler Unterschiede. Niederschläge unterhalb von Einsperrungen sind nicht untersucht worden.Es wird geschlossen, da es beträchtliche Änderungen in der Zusammenstellung der Fauna der Steine in Flüssen wegen Schlammes und Sandes geben kann, ohne da der Biotop erstickt wird, und da Steigerungen der Menge von Schlamm und Sand in Flubetten zu vermehrter Instabilität der Sedimente führt, welche ungünstig auf die Fauna einwirkt.

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This work forms part of a dissertation submitted to Rhodes University Grahamstown, in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy.     

Symbiotic pathways of carbon in coral reef ecosystems

Summary 1. Productivity of algal-invertebrate symbiosis in coral reef ecosystems is discussed, and current methods of analysis described.2. Translocation within the symbiosis, apparent rates of turnover, the retention time of carbon fixed in photosynthesis and the excretory pathways leading to the reef community are examined. Possible mechanisms for recycling carbon back to the level of the primary producers are presented.3. Future prospects for in situ studies of the coral reef problem, and the requirements for substantiative data in these areas are discussed.

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Symbiotische Wege des Kohlenstoffs in Korallenriff-Ökosystemen. Gegenwärtiger Status und zukünftige Aussichten

Kurzfassung Die metabolische Leistungsfähigkeit des Ökosystems Korallenriff basiert zu einem wesentlichen Teil auf der unmittelbaren zellulären Integration von Primärproduzenten und Konsumenten in der symbiotischen Verbindung von Algen und Korallen. Diese Form des Zusammenlebens zweier Organismen stellt ein charakteristisches Merkmal der tropischen Korallenriffe dar und spielt eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung des Ernährungsgleichgewichts innerhalb dieses Ökosystems. Die gegenwärtigen Kenntnisse in bezug auf die Primärproduktion und den Weg des durch die Symbionten fixierten Kohlenstoffs werden besprochen. Methoden für In-situ-Forschungen werden an Hand der bisher erzielten Ergebnisse bewertet, und die Aussichten, die Energietransformation in den Lebensgemeinschaften im Korallenriff zu erfassen, diskutiert.

     

Zentrale versus periphere Kontrolle des Gesanges von Grillen (Gryllus campestris)

Zusammenfassung Bei Gryllus campestris werden Singbewegung und Aktivität einiger mesothorakaler Singmuskeln untersucht. Aus operativen Eingriffen in das Bewegungssystem, die Muskeln und ihre Nerven sowie in die Konnektive des thorakalen Bauchmarks wird gefolgert: Die Gesänge der Grillen sind überwiegend zentral programmiert; eine periphere Kontrolle verändert sie nur in engen Grenzen. Lautmuster und zugeordnete Muskelaktivität werden kaum geändert, nachdem die Tegmina oder die Mittelbeine einseitig oder beidseitig amputiert sind, ebenso wenig nach Belasten der Vorderflügel mit Gewichten bis zu 120 mg. Grillen mit kurzen Vorderflügeln forme néoténique und mit langen Hinterflügeln forme makroptère zeigen ebenfalls ein normales Aktivitätsmuster der Muskeln. Tegmina, die in der Ruhelage festgelegt sind, beeinflussen lediglich die Entladungshäufigkeit der fast-Einheiten im Subalar- und 2. Basalarmuskel, und zwar links mehr als rechts. Es wird nach solchen Eingriffen eine Asymmetrie im motorischen System der Grillen aufgedeckt. Auch eine Belastung der Tegmina, nicht aber die Amputation, erhöht die Muskelaktivität, allerdings nur in Pleuralmuskeln der linken Seite.Muskeln, deren ventrale Ansatzstellen am Sekelet durchtrennt sind, degenerieren nicht, solange Sauerstoffversorgung und Innervation gewährleistet sind. Im Gesang, der auch noch nach solchen Eingriffen auftritt, arbeiten sie wie beim normalen Tier. Grillen können noch zirpen, wenn die Pro- und Remotoren und die Subalar- und Basalarmuskeln an einer Ansatzstelle abgelöst sind; ja selbst nach Denervierung dieser Muskeln kann man von den Einheiten der intakt gebliebenen dorsalen Längsmuskeln die gesangsspezifische Aktivität ableiten.Nur nach der Durchtrennung des linken Konnektivs zwischen dem 1. und 2. Brustganglion findet man eine Assymmetrie in der Muskelaktivität, wobei nur die linke Seite betroffen ist. Dabei können Subalar- und 2. Basalarmuskel ihre Entladung erhöhen, ggf. tonisch feuern.

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Central versus peripheral control in cricket stridulation

Summary Behavioural studies and recordings from single fast motor units of several mesothoracic muscles of Gryllus campestris before and after operations at the stridulatory apparatus, the corresponding muscles, the motor nerves, and the thoracic connectives gave strong evidence that song patterns in crickets mainly depend upon centrally programmed phasing mechanisms with very limited modulation by peripheral control.Muscular activity during sound production is not significantly changed after the removal of tegmina or middle legs from one or both sides or after loading the tegmina with weights up to 120 mg. No differences occur in the modifications forme néoténique and forme makroptère. Tegmina fixed at resting position do not cause a change in discharge patterns of pro- and remotor-muscles. However, the activity of the fast motor units of the 2nd basalar and the subalar muscle shows a slight increase due to repetitive firing. This increase is more pronounced on the left than on the right side and demonstrates an asymmetry within the cricket's neuronal system not known before. Tegmina loaded give rise to a slight increase in activity but only in units of the left subalar muscle, whereas amputation does not affect the motor activity at all. Muscles cut close to one point of their insertion at the skeleton do not degenerate, as long as oxygen supply and innervation remain intact. They act during sound production as do those in intact males and several crickets have been observed singing normally after the pro- and remotor as well as the subalar and 2nd basalar muscles have been cut. Even males which have the motor nerves to these muscles severed do stridulate, as is shown by recordings from units of the dorsal longitudinal muscles; however the tegmina are only slightly moved.After severing only the left connective between the pro- and mesothoracic ganglion, an asymmetry in the muscular activity can be demonstrated. This leads to an increase in firing activity of only the left pleural muscles (M 98,99); cutting the right connective does not give a similar effect.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Stiftung Volkswagenwerk.     

Entwicklungsgeschichtliche Untersuchungen an zentrischen Diatomeen IV

Zusammenfassung 1. Die Entwicklung vonStephanopyxis turris sowie die zu ihrer Untersuchung geeigneten Methoden werden beschrieben und diskutiert.2. Der vollständige Lebenszyklus einer zentrischen Diatomee nach Beobachtungen im Leben und mit den Grundzügen der zugehörigen Karyologie in Mitose, Meiosis, Befruchtung und Auxosporenbildung sowie Entstehung und Keimung der Dauersporen wird erstmalig dargestellt (Abb. 18).3. Neuartige Beobachtungen betreffen Kollaps, Blitztod und Lichtresistenz, die Dritte Linie, die Darstellung von Kern und Spindel in Mitose und Meiosis sowie die mit Kernkonkurrenz abschließenden acytokinetischen Karyokinesen in Oogon und Auxospore im Leben, die Keimung der Dauersporen, den lichtmikroskopischen Nachweis der Kieselschuppen in der Auxosporenmembran.4. Die Entwicklungsvorgänge werden vergleichend diskutiert und dabei die Termini depauperierende Teilung und heterovalvate Zytokinese in Vorschlag gebracht.5. Weitere Überlegungen gelten dem cyclischen Turgeszenzwechsel der Diatomeenzelle.6. Die Methode der Vegetativen Zellvergrößerung erlaubt es,Stephanopyxis-Klone beliebiger Breite aber unveränderten Genotypus für das Experiment bereitzustellen.

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Ontogenetic investigations on centric diatoms IVThe planktonic diatomStephanopyxis turris — its treatment and life history

This paper presents a detailed account of the life cycle, development and cellular mechanics of the centric diatomS. turris. Special attention is paid to culture methods, nutritional requirements and the mechanism of vegetative cell enlargement. Instructions are outlined for experimental manipulations of developmental features. Various aspects of development are treated in details, e. g. cellular structures, cell division and morphogenesis, development and germination of resting spores, differentiation of gametangia (spermatogonangia, spermatogonia and oogonia), meiosis in the gametocytes, fertilization and auxospore differentiation (including the formation of the rejuvenated first cell and the accompanying metagamic mitoses).S. turris has one-egged oogonia. Its spermatogonangia develop their spermatogonia according to theBiddulphia granulata-type and their spermiums according to theMelosira-type (Fig. 18). Two new termini, i. e. heterovalvate cytokinesis and depauperizing mitosis are introduced (p. 232, p. 238). Among the more important results are observations on karyokinesis in vivo, meiosis and karyogamy, and on the peculiar process of destruction of supernumerary nuclei following each karyokinesis in the oocyte, and later in the young auxospore. Relations between osmotic cell rhythms, karyokinetic cycle and morphogenesis are discussed at the end of the paper.

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Herrn Professor Dr.Adolf Bückmann zum 65. Geburtstag in Verehrung gewidmet.

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Diese Studie enthält Teile der Dissertation vonG. Drebes.     

Contribution à l'étude ultrastructurale des cellules interrénales de Salamandra salamandra L. (Amphibien Urodèle)

Summary The interrenal (adrenocortical) cells of spotted Salamanders seriously affected by a mycotic disease for a long period, have a strikingly large dimension. Their nuclei and nucleoli show a marked hypertrophy. The cytoplasm is sometimes completely deprived of liposomes; it is very rich in mitochondria, smooth-surfaced reticular tubules and free ribosomes. Ergastoplasmic cisternae are frequently encountered in the vicinity of the nuclei. The Golgi apparatus is considerably developed. This organisation, which is common to all the cells, characterizes a stage of intense activity of hormonal synthesis, probably induced by high levels of ACTH. Beside these typical features, small dense bodies are particularly abundant at the periphery of the cells. No mitotic division could be seen.In Salamanders which suffer only moderately from the disease, the cells of the central part of the interrenal islets are the only ones to show the characteristics of great activity. On the other hand it can be noted that such cells are the more numerous the more the situation of the islet is cranial. As opposed to this, the cells of the periphery of the islets show only signs of a poor activity.During the extension of the disease, the number of highly active cells increases progressively, probably as a consequence of the activation of the peripheral cells. This activation usually begins with the hypertrophy of the nucleus and the nucleolus. The cytoplasmic modifications (namely the lipid depletion and the apparition of numerous dense bodies in the vicinity of the Golgi apparatus) seem to appear during a second stage only.

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Zusammenfassung Die Interrenalzellen von Feuersalamandern, welche seit längerer Zeit an einer Pilzkrankheit schwer leiden, zeigen einen ungewöhnlich großen Durchmesser. Ihre Zellkerne samt Nukleoli sind überentwickelt. Das Zytoplasma ist hie und da frei von Liposomen, zeigt aber überaus zahlreiche Mitochondrien, glatte Tubuli des endoplasmatischen Retikulums und freie Ribosomen. In der Nähe des Zellkerns trifft man häufig ergastoplasmatische Zisternen an. Der Golgi-Apparat ist stark ausgebildet. Diese Organisation, die man in allen Zellen wiederfindet, deutet auf eine starke Aktivität der Hormonsynthese hin, die wahrscheinlich unter dem Einfluß von hohem und andauerndem ACTH-Gehalt steht. Ferner findet man kleine elektronendichte Körper, vor allem häufig an der Peripherie der Zellen. Mitotische Zellteilungen wurden nicht beobachtet.Bei Salamandern, die von der Erkrankung weniger befallen waren, zeigen nur die inneren Zellen der Interrenalinseln Äquivalente einer starken Aktivität. Sie sind im übrigen desto zahlreicher, je weiter cranial die Interrenalinsel liegt. Die Zellen in der Peripherie dagegen tragen die Merkmale einer schwachen Aktivität.Im Laufe der Krankheit nimmt die Zahl der hochaktiven Zellen fortwährend zu, wahrscheinlich infolge der Aktivierung der Zellen der Peripherie. Diese Aktivierung beginnt mit der Vergrößerung der Zellkerne und Nukleoli. Die zytoplasmatischen Veränderungen, insbesondere das Verschwinden der Liposomen und das Erscheinen von elektronendichten Körpern in der Nachbarschaft des Golgi-Apparates, scheinen in einer zweiten Phase aufzutreten.

     

The Bottom Fauna and Sediments in a Drying Phase of a Saline African Lake (L. Chilwa,Malawi)

Summary A study of the bottom fauna and sediments of Lake Chilwa, Malawi, was carried out in late 1967 when the lake appeared to be drying out. The mud fauna at low lake level was poor, while skeletal remains suggested a more diverse and richer fauna, including a large mollusc community, when the level was higher earlier in the year.Sediments were characterised by high values for pH, conductivity, CaCO₃ and exchangeable Na ⁺. As the soils had been inundated at some stage, the results of analyses indicated the changes undergone by muds on exposure, namely loss of organic matter, phosphorus and exchangeable Na ⁺.The physical nature of the substrate at low lake level rather than increased salinity is thought to have been largely responsible for the low benthic values. Potential problems of faunal re-colonisation are considered.

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Zusammenfassung Ende 1967 wurden die Bodenfauna und die Sedimente des Chilwa Sees, Malawi, untersucht, als es den Schein hatte, da der See austrocknen würde. Die Bodenfauna war gering in Anzahl und an Arten, als das Niveau des Sees niedrig war, aber Überbleibsel von Tieren deuteten auf einer reicheren Fauna, einschlielich einer groen Molluskengemeinschaft, wenn bei Jahresanfang das Niveau des Sees höher war.Charakteristisch für die Sedimente waren ein hoher pH-Wert, Leitfähigkeit, CaCO₃ und austauschbares Na ⁺.Weil der Boden überschwemmt gewesen war, zeigten die Analysen-resultate Änderungen im Schlamm nach Blostellung, nämlich Verlust von organischer Substanz, Phosphor und austauschbarem Na ⁺.Es wird angenommen, da eher die Physische Eigenschaft des Substrats als der Salzgehalt die Ursache für den niedrigen benthischen Wert ist. Mögliche Probleme der Wiederbesiedlung werden diskutiert.

     

Quantitative Untersuchungen über Kapillaren und Tubuli der Hundeniere

Zusammenfassung Fünf Hundenieren werden so infundiert und fixiert, daß alle ihre Kapillaren gut gefüllt sind. Volumina und Oberflächen der Kapillaren und Tubuli können dann in den mikroskopischen Präparaten mit Hilfe der von A. Hennig (1957) angegebenen Integrationsokulare (Fa. Carl Zeiss) bestimmt werden. Aus diesen, nach Rinde und Mark gesonderten Werten, lassen sich eine große Reihe weiterer quantitativer Daten errechnen.Das Prinzip der beiden Hennigschen Integrationsokulare ist ein statistisches: Volumenanteile werden durch Trefferzahlen in genügend vielen Stichproben ermittelt. Oberflächengrößen werden aus der Zahl von Durchstoßpunkten, ebenfalls in genügend vielen Stichproben, abgeleitet. — In der vorliegenden Arbeit sind erstmalig beide Methoden zugleich auf die Kapillaren eines bestimmten Organs angewandt.Der Schwerpunkt der Arbeit liegt im Methodischen. Das Vorgehen mit den Integrationsokularen, die Fehlerquellen und Fehlergrenzen und die Ansätze für die verschiedenen Ausrechnungen werden ausführlich dargelegt und erörtert.Der Gedankengang dabei ist folgender: Kennt man (mit Hilfe der Integrationsokulare) Gesamtvolumen und Gesamtoberfläche bestimmter Elemente, z. B. aller Kapillaren, so kann man hieraus rein rechnerisch weitere Daten (z. B. Einzeldurchmesser oder Abstände) gewinnen, falls es morphologische Gesetzmäßigkeiten gibt, die als Vereinfachungen in die Rechnung eingehen. Im Fall der Niere sind dies die Gleichartigkeit einer Vielzahl von Elementen (Nephronen), die Röhrenform und Parallelität von Tubuli und Kapillaren und ihre räumliche Anordnung in bestimmten Verteilungsmustern. Das mikroskopische Bild dient zur Kontrolle der errechneten Werte.Alle quantitativen Ergebnisse sind in einer Reihe von Tabellen zusammengestellt. Sie können hier nicht vollständig angeführt werden. Die wichtigsten sind folgende: Das Gesamtvolumen aller Kapillaren einer unter arteriellem Druck infundierten Niere beträgt etwa 1/4 des Gesamtvolumens dieser Niere. Das absolute Kapillar volumen des Markes ist etwa ebensogroß wie das der Rinde. (Das Rinden-Gesamtvolumen verhält sich zum Mark-Gesamtvolumen wie 21). Vom Gesamtvolumen der Niere machen die Rindentubuli etwas weniger als die Hälfte, die Marktubuli etwa 1/10 und das gesamte Interstititum einschließlich aller nichtkapillaren größeren und großen Gefäße zusammen nur etwa 1/4 aus. Das Gesamtvolumen aller Nierenkörperchen beträgt nur etwa 4% des Gesamtnierenvolumens. Die gegen Interstitium und Tubuli gewendete Gesamtaußenfläche aller Rindenkapillaren beträgt an einer großen (150 g schweren) Niere rund 3,5 m ², die der Markkapillaren rund 4 m ², die. Außenfläche der Tubuli (gegenüber Kapillaren und Interstitium) in der Rinde rund 5 m ², im Mark rund 3 m ², wovon nur rund 0,5 m ² auf die dünnen Schleifenteile entfallen. Die Gesamtoberfläche der Markkapillaren ist etwa um 1/3 größer als die Oberfläche der Marktubuli. Dieses Verhältnis wird unter dem Gesichtspunkt diskutiert, daß die Markkapillaren am Haarnadel-Gegenstromprinzip der Harnkonzentrierung im Mark entscheidend beteiligt sein müssen. Auch die Berührungsflächen zwischen Kapillaren und Tubuli, die bei der engen Packung der Nierenelemente ebenfalls Quadratmetergrößenordnung haben, werden bestimmt. Die Faktoren für eine Umrechnung der ermittelten Oberflächen auf Nieren anderer Größe werden abgeleitet und mitgeteilt.Die mittlere Gesamtkapillarlänge je Gramm Nierengewebe ist in Rinde und Mark etwa gleich. Sie beträgt rund 1400 m. Die mittleren Kapillardurchmesser in Rinde und Mark betragen rund 16–18. Die mittlere Gesamttubuluslänge je Gramm Nierengewebe beträgt in der Rinde rund 700 m, im Mark rund 800 m. In der Rinde entfallen je rund zwei Kapillarlängen auf eine Tubuluslänge, im Mark 1,5 Kapillarlängen. Es wird dargelegt, wie aus diesen Verhältnissen auf eine Zuordnung bestimmter Kapillarstrecken zu bestimmten Tubulusstrecken geschlossen werden kann und daß in der Rinde aus der Zuordnung 12 dasselbe Rindenmuster hervorgeht, das die Präparate zeigen.Das Gewichts- und Volumenverhältnis Rinde zu Mark ist ziemlich genau 21. Eine 150 g schwere Niere hat rund 700000 Glomeruli: je Gramm Rinde also rund 7000 Glomeruli, oder je Gramm Niere rund 5000 Glomeruli. Die Gesamtlänge aller Nephrone einer 150 g-Niere beträgt etwa 110km (!), die mittlere Länge eines Nephrons rund 15 cm.Die Dichte der Kapillaren und Tubuli (Anzahl der Querschnitte je Quadratmillimeter) ist folgende: Kapillaren: Rinde 700, Mark 1300. Tubuli: Rinde 340, Mark 790. — Die mittleren Kapillarabstände (in der Rinde ausgerechnet unter Berücksichtigung des Verteilungsmusters der Kapillaren) sind (von Außenwand zu Außenwand gerechnet) in der Rinde: 9, im Mark 14 . Die Zwischenräume zwischen den Kapillaren sind in der Rinde also etwa halb so groß wie die Kapillardurchmesser und im Mark etwas kleiner als die Kapillardurchmesser.Die große Zahl und die hohe Kapazität der Markkapillaren wird im Hinblick auf physiologische Daten über die Markdurchblutung (Thurau 1960) und im Hinblick auf das Haarnadel-Gegenstromprinzip (Wirz 1960) diskutiert. In diesem Zusammenhang wird eine neue Hypothese über einen hydraulischen Mechanismus der Markdurchblutungsregelung vorgetragen, bei welchem die Markgefäße passiv bleiben würden und ihre Durchblutung lediglich von der Steuerung der Rindenarterien abhinge.Aus der rechnerisch erschlossenen und mikroskopisch wahrscheinlich gemachten Parallelität von Kapillaren und Tubuli auch in der Rinde, ferner aus Literaturangaben (Rollhäuser) über Ort und Zeitfolge von Farbstoffausscheidung aus dem Kapillarblut in das Epithel von Rindentubuli, wird folgende weitere Hypothese abgeleitet und diskutiert: Harnstrom und Kapillarstrom der Rinde laufen erstens parallel, sind aber zweitens außerdem gegenläufig. In der Rinde läge dann ein zweites Gegenstromprinzip der Niere vor: ein Tubulus-Kapillar-Gegenstromprinzip.Wir danken Herrn Dr.-Ing. A. Hennig (Anatomisches Institut der Universität München) für freundliche Durchsicht des Manuskriptes.Die Arbeit stützt sich z. T. auf Untersuchungen B. Braungers, die seiner Dissertation: Nierenkapillaren und -tubuli: ihre Volumina und Oberflächen mit dem Integrationsokular an Hundenieren bestimmt, Freiburg i. Br. 1962, zugrunde lagen.     

Die Dynamik der Frühentwicklung vonSagitta setosa

Zusammenfassung 1. Untersuchungsobjekt.Sagitta setosa Joh. Müll. Vergleichsobjekt:Sagitta elegans arctica Aurv. Methoden: Laufbild- und Teilbildanalyse von Mikrozeitrafferfilmen; kinematische Diagramme.2. Unter Zeittransformation (Zeitraffung, Z.R.) wird eine Ausdehnung des Keimes während der Teilungsphase, gefolgt von einer Kontraktion in der Interphase, im Z.R.-Laufbild erkennbar. Dieser Rhythmus ist etwa vom 32-Blastomerenstadium bis zur neunten Teilung (256/512 Zellen) zu beobachten. Er kommt zustande durch die Summation der nach jeder Teilung einsetzenden aktiven Aneinanderpressung der jeweils entstandenen beiden neuen Blastomere. Dieser Vorgang ist bei den beiden untersuchten Sagitten-Arten besonders intensiv und führt in der Kontraktionsphase zur fast völligen Abkugelung des Keimes.3. Die erste Andeutung des sehr kleinen Blastocoel wird bei der Aneinanderpressung der beiden ersten Blastomere in Gestalt eines in zwei Spitzen ausgezogenen Flüssigkeitstropfens wahrnehmbar. Die innerhalb der Berührungsfläche ausgepreßten kleineren Tropfen weisen zentripetale Ortsverlagerung auf und verschmelzen mit dem größeren Blastocoel-Tropfen. Der Keimbahnkörper ist im Leben bis zum 16-Zellenstadium feststellbar.4. Es folgt eine Wiederholung der Tropfenabsonderung nach jeder Teilung in der Pressungsphase bis zur neunten Teilung. Das Blastocoel vergrößert sich infolge der Flüssigkeitsaufnahme.5. Kinematische Diagramme der ersten Teilungen, durch Teilbild-Analyse aus Z.R.-Aufnahmen gewonnen, beweisen, daß die stärkste Tropfenabsonderung jeweils mit der Phase intensiver Abkugelung zusammenfällt.6. BeiSagitta elegans arctica Aurv. ist die Tropfenabsonderung in der Interphase (Abrundungs-Pressungsphase) erheblich größer, die Abrundung geringer.7. Die unbedeutende Vergrößerung des Blastocoel durch Flüssigkeitsaufnahme läßt keine direkte Entodermbildung durch Invagination zu. Der endgültigen Einstülpung gehen drei Versuche voraus.8. Die vom 32-Blastomerenstadium ab am vegetativen Pol teilweise herausragenden Urgeschlechtszellen weisen gegenüber den Somazellen Teilungsverzögerung auf. Bei der sechsten Teilung (32/64) zeigen die Urgeschlechtszellen unter Z.R. eine aktive zentripetale Bewegung; sie verschwinden am vegetativen Pol und drücken das Blastocoel mit ihren proximalen Enden ein: erster Invaginationsversuch. Zu Beginn der nächsten Teilung erfolgen rückläufige Bewegung und Wiedererscheinen am vegetativen Pol. Der zweite Versuch findet bei der siebten Teilung statt (128 Blastomere), der dritte bei der achten Teilung (256 Zellen). Die Aktivität der nunmehr vier Urgeschlechtszellen ist unverkennbar.9. Die sich zunächst nicht weiter teilenden vier Urgeschlechtszellen behalten etwa die Größe eines Blastomer des 64-Zellenstadium bei, während die Somazellen unterdessen wesentlich kleiner geworden sind. Gastrulation durch Invagination ist erst möglich, wenn das Größenverhältnis zwischen den beiden Zellgruppen eine Ortsverlagerung ektodermaler Zellen in das kleine Blastocoel dynamisch zuläßt.10. Auffallend ist unter Z.R. die Fähigkeit der Blastomere zu aktiv-passiven Bewegungen, vor allem in der Region des Prostoma, in der Umbiegungszone Ektoderm-Entoderm.11. Nach Invagination des Entoderm, die vier Urgeschlechtszellen an der Spitze, liegt zunächst ein schmales Urdarmlumen vor. Das Entoderm zeigt während der Interphase wieder eine rückläufige Bewegung, die als Restverhalten des vorausgegangenen Rhythmus aufzufassen ist.12. Sobald die zentripetalen Invaginations-Versuche der Urgeschlechtszellen — von der sechsten bis zur achten Teilung — einsetzen, dauern die Teilungsschritte länger als vorher; bis zur achten Teilung nimmt die Zeit erheblich zu; nach der neunten verlaufen die Teilungen nicht mehr synchron.13. Die große Aktivität der vier Urgeschlechtszellen bleibt auch noch nach ihrer Einordnung in das Entoderm des Urdarmdaches erhalten, offenbar im Rhythmus der nunmehr lokalisierten Teilungen im Entoderm.14. Nach Verlagerung der Urgeschlechtszellen in das Lumen des Archenteron, unter Beibehaltung des Kontaktes mit dem Entoderm, ist das Blastocoel bis auf den schmalen spaltartigen Raum zwischen Ekto- und Entoderm verdrängt. Das Auswandern der vier Zellen erfolgt offenbar durch aktive, mit starker Metabolie verbundenen Bewegungen. Das Archenteron weist unter Z.R. rhythmische Erweiterungen und Verengungen auf.15. Der Verschluß des Prostoma (Deuterostomia) verläuft synchron mit dem Auswandern der Urgeschlechtszellen.

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The dynamics of the early development ofSagitta setosa. Film-Projection and single-frame analysis of time lapse movies

The dynamics of the early development of the chaetognathSagitta setosa Joh. Müll. has been studied up to the completed gastrulation, the leaving of the primordial germ cells and the closure of the prostoma. Comparative studies have been conducted onSagitta elegans arctica Aurv. The analysis was performed on the basis of micro-time-lapse movies and exact investigation of single frames (Teilbild-Analyse). A detailed account is presented on rhythmic behaviour of the blastomeres, such as the expansion during the cell division and the contraction during interphase, which is combined with an almost complete rounding off of the embryo and the production of fluid drops in the contact areas between the blastomeres. These drops fuse with the minute blastocoel and enlarge it. The Urgeschlechtszellen (primordial germ cells) are very active; during the sixth to eight division of the blastomeres they show an active centripetal movement, depress the blastocoel to some extent and move backward until they project in part into the region of the vegetative pole (during interphase) beyond the surface of the rounded embryo. Gastrulation by means of invagination becomes only possible after three advancing attempts of the primordial cells. During invagination active-passive movements of blastomeres occur in the Umbiegungszone between ectoderm and entoderm. Duration of cell division increases considerably after the sixth division. After the ninth division the blastomeres no longer divide synchronically. Within the entoderm the 4 primordial germ cells remain very motile. Closure of the prostoma occurs synchronically with the dislocation of the primordial germ cells into the archenteron lumen. They stay in further contact with the entoderm of the Urdarmdach. The cinematic diagrams produced by employing the method of single frame-analysis of time lapse series allow an exact survey of the cytodynamic processes during the embryonic development.

     

Zur Cytologie und Physiologie pflanzlicher Drüsen

Zusammenfassung Nach licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchungen anDrosophyllum-Drüsen (Fixierungen mit Osmium-Bichromat) läßt sich folgendes feststellen:Bei Fütterungen mit Albumin und Casein ballt sich das Chromatin in den Kernen der Drüsenzellen zusammen. Vorübergehend bilden sich in den Nucleolen dense particles, und die Mitochondrien schwellen leicht an. Darauf wird das endoplasmatische Reticulum stark vermehrt, es entstehen Zisternen und röhrenförmige Strukturen, die mit Ribosomen in charakteristischen Gruppen besetzt sind. Die Ausscheidung der Verdauungsfermente läßt sich elektronenmikroskopisch nicht beobachten. Die zersetzten Substanzen werden über die Zellwände aufgenommen.In einigen Fällen bilden sich in den Drüsenzellen eigenartige Membranknäule, wahrscheinlich aus den Dictyosomen, die dann meist stark verkrümmt sind, ferner Zisternen des endoplasmatischen Reticulum, die mit einzelnen Ribosomen besetzt sind und häufig dicht parallel liegen. Dabei schwellen die Mitochondrien oft an und das Chromatin der Zellkerne dispergiert. Es scheint sich hierbei um (vorübergehend?) erschöpfte Zellen zu handeln.Mit 24 TextabbildungenGekürzter Teil einer bei der philosophischen Fakultät der Universität Marburg eingereichten Habilitationsschrift.     

Determination und Differenzierung der Riechplakoden beim Hühnerembryo

Zusammenfassung Die Riechpiakode entsteht und nimmt einen gewissen Grad von Differenzierung an (Bildung von Neuroblasten und Neurofibrillen) (Abb. 2 und 3), wenn auch kein Vorderhirn vorhanden ist. In diesen Fällen bleiben die Riechgruben immer in ihrer Entwicklung stehen, sind viel kleiner und näher beisammen als die eines normalen Embryos derselben Entwicklungsreihe (Abb. 2 und 6). Die erreichte Differenzierung steht in Beziehung zu der vorhandenen Menge von prächordalem Mesenchym; wenn dasselbe sehr spärlich ist, bildet sich in der Mittellinie eine ganz kleine unpaarige Riechgrube (Monorhinie) (Abb. 5), und wenn es ganz fehlt, legt sie sich nicht an.Demnach können wir annehmen, daß sich die Riechplakoden in zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten bilden; im ersten übt der prächordale Mesoblast eine Aktivierung auf den Kopfepiblasten aus, welcher die Doppelseitigkeit dieser Anlagen bestimmt und den morphogenetischen Vorgang auslöst, auf den in dieser Weise aktivierten Epiblasten übt der telencephalische Induktor seine Wirkung aus, welche die unausgebildeten Anlagen in die typische Struktur des Riechorgans verwandelt.Es ist nicht möglich zu klären, ob die aktivierende Wirkung des zephalischen Mesoblasten für die normale Entwicklung nötig ist, damit der telenzephalische Induktor seine Wirkung ausüben kann.     

The role of rhythms in homeostasis

Zusammenfassung Es wird allgemein angenommen, daß biologische Rhythmen eine Rolle als Zeitgeber für Systeme spielen. Zirkadische Rhythmen z.B. stellen die Beziehung zwischen dem hell-dunkel Zyklus der Umwelt und dem zeitlichen Ablauf interner Vorgänge her. Schnellere Rhythmen sind wahrscheinlich auf Ein-/Ausschaltungen homeostatischer Regler zurückzuführen. Das hier beschriebene Modell besteht aus einem Rückkopplungszweig, einem Ein-/Ausschalt-element und einem frequenzabhängigen Teil (Filter). Es reproduziert die wichtigsten Eigenschaften des lebenden Originals — exakte Regulierung, amplituden begrenzte spontane Schwingungen (Rhythmen) und das Synchronisieren dieser Schwingungen durch äußere periodische Störungen, die eine von der Frequenz abhängige Mindestamplitude überschreiten.Das Modell wurde an zwei Regelvorgängen im menschlichen Körper überprüft — Regulierung von Körpertemperatur und Blutdruck. Der Rückkopplungszweig entspricht den Rezeptoren samt Nervenverbindung zum Gehirn. Das Ein/Aus-Element stellt das Zwischenstück zwischen den afferenten und den efferenten Leitungen dar. Das Filter gibt das Verhalten der glatten Muskeln nach Reizung durch Nervimpulse wieder. Beide Regelprozesse zeigen beim Menschen das Phänomen der frequenzselektiven Synchronisierung, offensichtlich eine spezielle Eigenschaft ihrer Filter. Eine mathematische Untersuchung zeigt, wie diese Regelprozesse automatisch die An- und Aus-Zeiten einer Impulsefolge einstellen, um entsprechend der Störung eine genaue Regelung zu erzielen.     

Functional significance of the alarm pheromone composition in various morphs of the green peach aphid, Myzus persicae

Three isomers of farnesene occur in the siphon excretions of at least four aphid species: the siphon excretions of Myzus persicae contain (E)--farnesene, as well as (Z,E)--farnesene. The significance of (E)--farnesene as an alarm pheromone was evaluated by the investigation of the ratios and quantities of the above-mentioned farnesene isomers in various morphs of Myzus persicae (Sulz.). It is suggested that a relationship exists between the production of farnesene isomers and the occurrence of morphs.

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Zusammenfassung Es ist bekannt, dass drei Isomere des Farnesens in der Siphonensekret von wenigstens vier Blattläusmorphen vorkommen. So enthielt zum Beispiel das Siphonensekret bei Myzus persicae (E)--, (Z,E)-- und (E,E)--Farnesen. Um die Bedeutung des (E)--Farnesens zu ermitteln, haben wir die Mengen und Verhältnisse der Farnesenisomere in verschiedenen Morphen von Myzus persicae bestimmt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Beziehung zwischen der Produktion von Farnesenisomeren und der Bildung der Morphe in dieser Blattläus besteht.

     

Histochemische Untersuchungen am Fettgewebe

Zusammenfassung Mit histochemischen Methoden wurde die Ausstattung isolierter Fettzellen mit hydrolytischen Enzymen untersucht. Alkalische Phosphatase konnte in den Fettzellen nicht nachgewiesen werden, dagegen fand sich eine geringe Aktivität der sauren Phosphatase, sowie eine starke Aktivität der -Naphthyl-Azetat-Esterase. An Zupfpräparaten des epididymalen Fettgewebes konnten mit Ausnahme der sauren Phosphatase identische Befunde erhoben werden. Durch die Anwendung dieser histochemischen Methoden sind die Fettzellen von den anderen Zellen des Fettorganes abzugrenzen. Die -Naphthyl-Azetat-Esterase eignet sich zur selektiven Darstellung der Fettzellen, da sie lediglich in diesen Zellen im gesamten Zytoplasma eine starke Aktivität besitzt.

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Histochemical investigations on adipose tissue

Summary Hydrolytic enzymes in isolated fat cells were investigated by histochemical methods. Alkaline phosphatase was not detected in isolated fat cells, while it was possible to find acid phosphatase and esterase. The latter had a high activity. In teased fragments of the epididymal adipose tissue the same enzymatic pattern except acid phosphatase could be demonstrated. These observations made it possible to separate the fat cells from other cells of the adipose tissue. By demonstrating -naphthyl-acetat-esterase it is possible to determine selective fat cells, for only these cells exhibit activity within the entire cytoplasm.