Ultrastrukturen der zellulären Autophagie

Zusammenfassung Im Laufe der Cytoplasmareduktion während der Spermiogenese von Eisenia foetida sind zwei Vorgänge zu unterscheiden: 1. Die Bildung autophagischer Vakuolen. Sie entstehen, indem Teile des Grundcytoplasmas in das Kompartiment des ER verlagert werden. Da sie keine Reaktion auf saure Phosphatase geben, sind sie als nicht lysosomale Anfangstadien der zellulären Autophagie zu betrachten. 2. Die Bildung primärer Lysosomen. Sie entstehen in Form von lytische Enzyme enthaltenden Golgivesikeln, die von einer neu im Cytoplasma entstehenden Membran zu größeren Einheiten zusammengefaßt werden: den multivesicular bodies. Autophagische Vakuolen und multivesicular bodies gelangen ins Cytophor das am Ende der Spermiogenese den Charakter eines ausgedehnten Autophagosoms annimmt. Als Struktureigentümlichkeit entstehen in ihm undulierende Tubulikörper. Der coat an den Hüllmembranen junger multivesicular bodies und am Plasmalemm der Spermatidenverbindung zum Cytophor wird in Zusammenhang mit der Membrandifferenzierung diskutiert.

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Ultrastructural equivalents of cellular autophagyElectronmicroscopical observations on spermatids of Eisenia foetida during the cytoplasmic reduction

Summary During the cytoplasmic reduction phase in the spermiogenesis of Eisenia foetida two different processes may be defined: 1. The formation of autophagic vacuoles, which arise by the displacement of cytoplasmic portions into the cisternae of the endoplasmic reticulum. Since they exhibit no acid phosphatase activity they are considered to be early stages in cellular autophagy. 2. The formation of primary lysosomes. They originate in Golgi vesicles and are then enveloped by a membrane, formed in the cytoplasm de novo, which transforms them into multivesicular bodies. Autophagic vacuoles and multivesicular bodies subsequently transfer to the cytophor, which contains at the end of the spermiogenesis the characteristics of a large autophagosom, showing aggregates of undulating tubules. The outer coat of the limiting membranes in the early multivesicular bodies and of the cell membrane of the connecting piece between spermatid and cytophor appear to be associated with the membrane development.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an spezifischen Organellen von Endothelzellen des Frosches (Rana temporaria)

Zusammenfassung Endothelzellen der Wirbeltiere enthalten spezifische Organellen, deren Funktion unbekannt ist. Diese Organellen werden beim Frosch (Rana temporaria) nach unterschiedlichen Fixierungen elektronenmikroskopisch untersucht. Die Organellen sind walzenförmig mit mannigfachen Abweichungen, bis zu 2 lang und 0,1 bis 0,5 dick. Ihre oft unterbrochene Außenmembran ist dicker als zytoplasmatische Membranen. Das Innere der Organellen besteht aus Tubuli, die in eine elektronendichte Matrix eingebettet sind. Die Dichte dieser Matrix zeigt deutliche Abstufungen. Die Tubuli sind möglicherweise aus einer spiralförmigen Molekülkette aufgebaut. Das Verteilungsmuster der Organellen wird mit stereologischen Methoden untersucht. Die größte Volumendichte weisen die Aortae thoracicae mit 8% auf. Die Volumendichte der Organellen im Zytoplasma der Endothelzellen scheint mehr von der Entfernung der betreffenden Gefäßstrecke zum Herzen abzuhängen als von der Gefäßgröße. Es werden Verbindungen der Organellen zu zytoplasmatischen Membransystemen aufgezeigt. Auf Besonderheiten des Endothels, darunter Aggregationen von Ribosomen, wird hingewiesen.

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Electron microscopic studies on specific organelles of endothelial cells in the frog (Rana temporaria)

Summary Endothelial cells of vertebrates contain specific organelles of unknown function. These organelles are studied by electron microscopy with different fixations. The organelles are rod-shaped with many variations, up to 2 in length and 0.1 to 0.5 in thickness. Their outer membrane, which is often discontinuous, is thicker than cytoplasmic membranes. The density of the matrix shows distinct gradations. The organelles contain tubules, possibly built up by a spiral molecular chain. The distribution of the organelles is investigated with stereological methods. Their volume density in endothelial cell cytoplasm appears to depend more on the distance from the heart than on vessel size, the thoracic aortae showing the highest organellae content of 8%. Connections between organelles and cytoplasmic membranes are demonstrated. Particularities of endothelium, among them aggregations of ribosomes, are pointed out.

Herrn Prof. Dr. med. F. Hammersen und Fräulein Dr. med. M. Lewerenz danke ich herzlich für Anregungen, Unterstützung und Kritik. Die Arbeit entstand während eines vom Deutschen Akademischen Austauschdienst dankenswerterweise gewährten Stipendiums; sie wurde unterstützt vom Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, Kredit-Nr. 3952.     

Untersuchungen am Ovar von Bruchidius obtectus Say. (Coleoptera-Polyphaga) zur Klärung des Oocytenwachstums in der Prävitellogenese

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit werden die Ovariolen adulter Imagines von Bruchidius obtectus licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Durch den Nachweis von Nährsträngen, die die Oocyten mit den Nährzellen der Endkammer verbinden, konnte erstmals gezeigt werden, daß Bruchidius telotroph-meroistische Ovariolen besitzt. Die Nährzellen, deren Kerne kettenförmige Nukleolen aufweisen, bilden bei den Imagines ein Syncytium, das von einem räumlichen Maschennetz aus interstitiellen Zellen stabilisiert wird. In den Oocytenkernen entsteht während der Prävitellogenese eine Karyosphäre, von der aus Nukleolarkörper, Binnenkörper und segmentierte Längsstrukturen gebildet werden. Die Nukleolarkörper und die kettenförmigen Nährzellnukleolen werden als multiple Nukleolen diskutiert.Der zweite Teil der Arbeit stellt eine ontogenetische Untersuchung des Ovariolengewebes dar. Danach entsteht das Nährzellsyncytium in der Phase der Imaginalhäutung aus einem zellulär-fusomalen Verband. Die morphologische Abgrenzung der Ei- und Nährzellen voneinander sowie die Ausbildung von Nährsträngen finden ebenfalls in dieser Entwicklungsphase statt. Die präsumptiven Ei- und Nährzellen durchlaufen auf dem Puppenstadium das Pachytän der Prophase der Meiose. Damit weisen sich die Nährzellen als Keimbahnabkömmlinge aus.Im dritten Teil der Untersuchungen erfolgt eine Analyse der DNA- und RNA-Synthese sowie des RNA-Transports in dem Ovariolengewebe adulter Imagines. DNA Markierungen mit ³H-Thymidin lassen auf einen, wenn auch geringen, Polyploidiegrad der Nährzellkerne schließen. Markierungen mit ³H-Uridin belegen eine hohe RNA-Syntheserate der Nährzellkerne. Mit nahezu gleicher Intensität wie die Nährzellkerne synthetisieren auch die Oocytenkerne RNA, obwohl sie eine Karyosphäre bilden. Mit Hilfe von Markierungsgradienten im Ooplasma sowie von Nährstrangmarkierungen gelang der Nachweis eines RNA-Transportes von Nährzellsyncytium über die Nährstränge in die Oocyten.Abschließend wird das telotrophe Ovar von Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) dem telotrophen Ovar der Heteropteren gegenübergestellt. Der Vergleich legt eine konvergente Entwicklung dieses Ovartyps bei Insekten nahe.

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The growth of oocytes during previtellogenesis in the ovary of Bruchidius obtectus say. (Colepotera-Polyphaga)

Summary In the first part of the investigation the ovarioles of adult imagines are analyzed by light and electron microscopy. It is shown that nutritive cords connect the oocytes with the apical trophic tissue, demonstrating that Bruchidius has telotroph-meroistic ovarioles. The trophic tissue, in which the nurse cell nuclei contain chain-like nucleoli, is a syncytium stabilized by a three-dimensional network of interstitial cells. During previtellogenesis, a karyosphere is formed in oocyte nuclei in which nucleolar bodies, endobodies, and filament bodies originate. The nucleolar bodies and the chain-like nucleoli of nurse cells are considered to be multiple nucleoli.In the second part, the development of the ovariole tissue during ontogenesis is studied. The syncytial trophic tissue derives from a cellular-fusomal organization during the phase of molting. During the same period, the morphological distinction between nurse cells and oocytes as well as the development of nutritive cords take place. Nurse cells are derived from the germ-line, since, during pupal stages, both the prospective oocytes and the prospective nurse cells undergo the prophase of meiosis up to pachytene.The third part is an investigation of DNA- and RNA-synthesis and RNA-transport in the ovariole tissue of adult imagines. DNA labelling with tritiated thymidine shows a small degree of polyploidisation in nurse cell nuclei. By labelling with tritiated uridine, a high rate of RNA-synthesis could be demonstrated in nurse cell nuclei. A similar amount of RNA-synthesis exists in oocyte nuclei, even if they form a karyosphere. The transport of RNA from the apical trophic tissue via the nutritive cords into the oocytes is demonstrated by silver grain gradients over the ooplasm and by the labelling of nutritive cords.Finally, the telotrophic ovary of Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) is compared with the telotrophic ovary of Heteroptera, suggesting a convergent development of telotroph-meroistic ovaries in insects.

Meinem verstorbenen Lehrer Herrn Prof. Dr. Karlheinz Bier bin ich für die Überlassung des Themas und für die rege Anteilnahme am Fortgang der Arbeit zu großem Dank verpflichtet. Ebenso gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. Klaus Heckmann, der mir die Fortsetzung der Arbeit ermöglichte. Für zahlreiche Diskussionsbeiträge und kritische Anmerkungen danke ich Herrn Prof. Dr. Oswald Hess, Herrn Dr. Udo Mays, Herrn Prof. Dr. Karl Müller und Herrn Dr. Fritz Weber. Frau Marianne Unger danke ich für die technische Hilfe bei der Anfertigung des Schemas.     

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.

     

Über das Verhalten von lebenden Blut- und Exsudatzellen in hochprozentigen,isotonischen Eiweisslösungen

Zusammenfassung Es wird über das Verhalten von lebenden Blut- und Exsudatzellen nach Immersion in 2%–40% isotonischen Lösungen von -Globulin und Albumin berichtet.Insbesondere von den konzentrierten (20%–30%) -Globulinlösungen geht eine deutlich stimulierende Wirkung auf die Zellmotilität und die Pinocytose von Leukocyten, Monocyten und Exsudathistiocyten aus, in geringerem Maße auch auf ihre Adhäsionsfähigkeit an soliden Unterlagen, die in solchen Lösungen von der Anwesenheit der Calcium-Ionen abhängig, von anderen Serumeiweißfraktionen unabhängig ist.Der Ablauf der Zellveränderungen nach Austausch des Kontrollmediums gegen die konzentrierte Proteinlösung wird beschrieben. Der Versuch wird begonnen, in diesem über etwa 10 Std bei Zimmertemperatur ablaufenden Prozeß Gesetzmäßigkeiten zu erkennen.Glasadhärente Leukocyten lösen sich nach Kontaktnahme mit der konzentrierten Globulinlösung von der Unterlage ab und gehen in langgestreckte Formen mit starken amöboiden Bewegungen bei oft ausgedehnter Pseudopodienbildung über. Intensive Bewegung und Pinocytose sind Zellreaktionen, die sich weitgehend gegenseitig behindern. Die Aktionen der Monocyten sind langsamer, ihre Pseudopodien sind breiter. Auf dem Höhepunkt der Zelltätigkeit sind die Kerne der Monocyten deutlich angeschwollen.Durch Pseudopodienformierung meist glasadhärenter Leuko- und Monocyten werden Tropfen der konzentrierten Proteinlösung in die Zellen aufgenommen. Die so neu gebildeten Pinocytose-Vakuolen (Typ I) können zusammenfließen, viele werden ausgestoßen, andere durch Wasserentzug konzentriert (Typ II).Eosinophile Leukocyten des Blutes blieben in konzentrierter Proteinlösung unbeweglich, solche aus Exsudaten zeigen die gleiche Motilität wie neutrophile Leukocyten, jedoch keine Pinocytose. Lymphocyten, Mesothelien und Exsudat-Tumorzellen zeigen keine Reaktionen, die sich jenen der Leuko- und Monocyten vergleichen lassen.Durch Immersion in Albumin lassen sich qualitativ ähnliche, quantitativ wesentlich geringere Wirkungen auf Zellmotilität und Pinocytose auslösen. Auffallend ist aber die mitunter ausgeprägte Pinocytosefähigkeit von Exsudathistiocyten. In konzentrierten Lösungen beider Proteine wird häufig Phagocytose der körpereigenen Erythrocyten beobachtet.Die Zellagglomeration wird durch konzentrierte Proteinlösungen deutlich gefördert.Es wird versucht, die Ergebnisse in die Erfahrungen der Zellphysiologie einzuordnen. Die Bedeutung der Zellmembranreaktionen für Motilität, Pinocytose und Adhärenz wird in der Diskussion hervorgehoben.     

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.

     

Bemerkungen zur Entwicklung der Schale des Amsel-Eies

Zusammenfassung Die Schale eines fertigen Amsel-Eies (Nest-Ei) und die eines in Entstehung begriffenen (Uterus-Ei) werden am Querschliff auf Morphologie und Optik untersucht. Die Schale des Uterus-Eies befindet sich noch auf einem Frühstadium: ihre Dicke beträgt nur etwa ein Drittel von der am fertigen Ei; der Eisosphärit (Kalotte) liegt schon vollständig vor, von dem Exosphäriten sind nur die Kegel entwickelt; am Oberrand zeigt sich der Beginn der an Gaseinschlüssen reichen Säulenlage.     

DNS-Replikation und die Natur der spät replizierenden Orte im X-Chromosom von Drosophila melanogaster

Zusammenfassung Der Verlauf der DNS-Replikation im X-Chromosom von Drosophila melanogaster und im besonderen in der white-Region wurde mit Hilfe der ³H-Thymidin-Autoradiographie untersucht. Die Anzahl der markierten Kerne in den Speicheldrüsen schwankt zwischen 20 und 50%; dabei überwiegen die Partialmarkierungsmuster der Chromosomen. Im einzelnen wurden fünf verschiedene Markierungstypen unterschieden, zwei mit kontinuierlicher und drei mit Partialmarkierung. Die fünf Markierungstypen lassen sich zwanglos in eine Reihe einordnen, die mit der kontinuierlichen Markierung beginnt und durch die immer weiter abnehmende Anzahl der markierten spots definiert ist.Die Lokalisation der Markierung legt allgemein den Schluß nahe, daß die Querscheiben Replikationseinheiten sind. Bewiesen ist dies aber nicht. Es scheint auch kein einfacher Zusammenhang zwischen Querscheibendicke und Zeitdauer der DNS-Replikation zu bestehen. Die Frequenz und Intensität der Markierung, die beide als Parameter des Replikationsverhaltens bestimmt wurden, zeigen im allgemeinen eine positive Korrelation. Die lokale Markierungsintensität scheint gegen Ende der Replikationsphase allmählich abzusinken.Die Regionen mit der größten Markierungsfrequenz (lange oder spät replizierende Orte) zeigen die charakteristischen Eigenschaften des interkalaren Heterochromatins (z. B. ectopic pairing) und sind mit den bereits bekannten weak points identisch. Mit Hilfe verschiedener w-Defizienzen konnte die Lage des spätreplizierenden Materials in der Region 3C präzisiert werden. Es liegt cytologisch zwischen den Querscheiben 3C3 und 3C6 und genetisch zwischen den Loci von w und rst. Das spätreplizierende Material selbst scheint keine bekannten Gene zu enthalten.Bei w-Duplikationen mit veränderter zeste-white-Interaktion und ihren Derivaten wurden quantitative Änderungen im DNS-Replikationsverhalten des weak point in 3C festgestellt. Die möglichen Ursachen derartiger Veränderungen, Vermehrung oder Vergrößerung der DNS Replikationseinheiten, werden diskutiert.

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DNA replication and the nature of late replicating loci in the x-chromosome of Drosophila melanogaster

The course of DNA replication in the male salivary gland X chromosome of Drosophila melanogaster and the nature of the late replicating spots have been investigated by means of ³H-thymidine radioautography combined with cytological and cytogenetic studies. Following a 5 minutes pulse, between 20% and 50% of the salivary gland nuclei were found labeled, with the majority (80%) showing discontinuous labeling patterns. Five principal labeling patterns of the male X can be distinguished, 2 continuous and 3 discontinuous ones. These can be ordered into a sequence beginning with total labeling and ending with labeling restricted to a few spots usually situated in regions 3C, 11A, and 12DE. Both the frequency and the intensity of labeling were scored for all late replicating spots. The two parameters seem to be positively correlated with each other. Intensity gradually declines towards the end of the replication period of each spot.Late replication behavior can in all cases be associated cytologically with one or two, sometimes three or four, closely adjacent relatively heavy bands, but there is no direct relation between the apparent duration of replication and band thickness in different spots. However, most of the very late replicating spots show the characteristics of interstitial heterochromatin (ectopic pairing, weak spot behavior). Using various white deficiencies the property of late replication in region 3C could be associated with the interval 3C3 to 3C5, corresponding to the segment between white and roughest in the genetic map.The correlation, as observed in some duplications and rearrangements, between changes in the interaction between zeste and white and changes of replication behavior of the 3C spot is considered as accidental. Possible models to explain changes of labeling intensity and frequency are discussed.

     

Über Arthropoden-Abwehrstoffe. LVIII Zur Feinstruktur der Pygidialdrüsen des Gelbrandkäfers (Dytiscus marginalis L., Dytiscidae,Coleoptera)

Zusammenfassung Die Pygidialdrüsen von Dytiscus sezernieren eine Emulsion, die p-Hydroxybenzaldehyd, p-Hydroxybenzoesäuremethylester, Benzoesäure und ein Glycoproteid enthält. Ihre Loben sind aus zwei verschiedenen Arten von Drüsenzellen aufgebaut, den Kanalzellen, die die Einzelkanäle und den Sammelkanal umgeben, und den Tracheoblasten. Die chitinigen Einzelkanäle enden mit einer traubigen oder blasigen Anschwellung, die aus einer massiven inneren und einer schwammigen äußeren Wandschicht besteht, in einer Höhle der sekretorischen Zellen. Die Zahl der Blasen - und Trauben-Zellen ist etwa gleich. Die zentrale Höhle ist von Mikrovilli umgeben, die durch Mikrofibrillen in hexagonaler Packung ausgesteift werden. Wie die Untersuchung nach Gefrierätzung zeigt, ist die konvexe Seite der Mikrovilli-Membran dichter mit Partikeln besetzt als die konkave Seite. Beide Zelltypen haben ein ausgedehntes tubuläres glattes endoplasmatisches Reticulum; freie Ribosomen und granuläre Zisternen sind selten. In den Traubenzellen ist der Golgi-Apparat besser als in den Blasenzellen entwickelt. Die zentrale Höhle der Traubenzellen enthält eine fein-flockige Substanz, die der Blasenzellen ein dichtes osmiophiles Material. Die Sekretionsmechanismen, die Beteiligung verschiedener Typen von Vesikeln und anderer Zellorganellen an der Sekretion und die Unterschiede zwischen den beiden Drüsenzelltypen werden diskutiert. Es wird angenommen, daß die Hauptkomponenten des Sekretes eccrin ausgeschieden werden.

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On defense substances of arthropods LVIII the fine structure of the pygidial glands of the water beetle, Dytiscus marginalis L.

Summary The pygidial glands of Dytiscus secrete an emulsion containing p-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzoate, benzoic acid, and a glycoproteid (Schildknecht, 1970). Their lobes are composed of two different types of secretory cells, channel cells (which surround a channel, draining the secretory cell, as well as the collecting channel), and of tracheoblasts. The chitinous draining channel ends in the form of either a racemous or a bulbous swelling consisting of a massive inner and a spongy outer wall layer in a cavity of the secretory cell. The number of racemous and bulbous cells is nearly the same. The central cavity is surrounded by microvilli which are stiffened by microfibrils in a hexagonal packing. After freeze etching the convex surface of the microvilli reveals more membrane particles than their concave surface. Both cell types have an extended smooth surfaced tubular endoplasmic reticulum; the amount of free ribosomes and of granular cisternae is low. In the racemous cells the Golgi apparatus is better developed than in the bulbous cells. In the racemous cells the central cavity contains a fine-fluffy substance, in the bulbous cells a dense osmiophilic material. The mode of secretion, the participation of various kinds of vesicles and other cell organelles in this process, and the differences between the two types of secretory cells are discussed. It is assumed that the main components of the secretion are released in the eccrine way.

Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Sachbeihilfen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle nach Fixation durch Gefriersubstitution

Zusammenfassung Die Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta besteht aus parallel verlaufenden Muskelfasern, die über glanzscheibenartige Strukturen in den Querverbindungen miteinander verbunden sind. Jede Muskelfaser ist von einer dicken Bindegewebshülle umgeben. Die Fasern sind über Hypodermiszellen mittels Tonofibrillen in der Cuticula verankert.Unkontrahierte Sarkomere haben eine Länge von 5 m und mehr. Eine H-Zone ist angedeutet, eine M-Linie nicht vorhanden. Aktin- und Myosinfilamente (Durchmesser 72 bzw. 160 AE) liegen nicht im Register. Daneben existiert ein dritter, sehr dünner Filamenttyp. Die Z-Zone hat einen gewellten Verlauf und faßt die Aktinfilamente in Bündeln zusammen. Mitochondrien liegen beiderseits der Z-Zone. Das T-System faltet sich in Form von Sarkolemmkerben in das Faserinnere ein und setzt sich in Tubuli nach innen fort. Z-Zonen und Sarkolemmkerben sind miteinander verbunden. T-System und sarkoplasmatisches Retikulum treten durch unregelmäßig verteilte Diaden miteinander in Kontakt.Begrenzter Ca⁺⁺-Entzug läßt Kontraktionswellen von der Länge mehrerer Sarkomere entstehen.Die Fixation durch Gefriersubstitution erzeugt gegenüber Standardverfahren Veränderungen wie Schrumpfung des Sarkoplasmas, Verdickung der Myosinfilamente, Vakuolisierung von Mitochondrien und vesikulärem System. In der Kontraktionswelle verkürzt sich die A-Zone mit zunehmender Sarkomerenkontraktion. Der Durchmesser der Myosinfilamente beträgt 172 AE, die Periodik der Cross-bridges von 305 AE bleibt im mittleren Bereich der Filamente konstant.

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Electron microscope studies of the ventral diaphragm of Locusta migratoria and of the slow wave of contraction after fixation by freeze substitution

Summary The muscular system of the ventral diaphragm of Locusta consists of parallel muscle fibers, which are connected by structures like intercalated discs within transverse bridges. Each muscle fiber is enveloped by a thick sheath of connective tissue. The fibers are attached to the cuticule by means of hypodermic cells with tonofibrils.Uncontracted sarcomeres have a length of 5 m and more. The H-band is slightly indicated, a M-line is not visible. Actin and myosin filaments (diameter 72 respectively 160 AE) are out of register. Moreover there is a third and very thin type of filaments. The Z-band has an undulating shape and collects the actin filaments into bundles. Mitochondria lie on either side of the Z-band. The T-system invaginates as sarcolemmal clefts and continues its course inwards as tubuli. The sarcolemmal clefts are connected with the Z-band. The T-system and the sarcoplasmic reticulum are joined by diads of irregular distribution.Limitated deprivation of Ca⁺⁺ causes waves of contraction with the length of several sarcomeres.Contrary to standard methods the freeze-substitution causes some modifications such as shrinking of the sarcoplasm, thickening of the myosin filaments, vacuolization of mitochondria and vesicular system. Within the waves of contraction the A-band shortenes with increasing sarcomere contraction. The diameter of the myosin filaments measures 172 AE, the 305 AE-period of the cross-bridges remains constant within the middle of the filaments.

Auszug aus der Dissertationsarbeit Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle unter Anwendung der Gefriersubstitution (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Göttingen). Auf Anregung von Herrn Prof. Dr. Schlote und mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Göttinger Akademie der Wissenschaften.     

Untersuchungen über die Ultrastruktur der Gonaden von Chironomus (Dipt.)

Zusammenfassung Im Ovar von Chironomus sind in Phase 1 des 4. Larvenstadiums polygonal abgeflachte Innenzellen von kleineren Außenzellen umgeben, die Bakteroide und Phagosomen enthalten; zwischen den Innenzellen liegen unregelmäßige Zelltrümmer (keimbahnbegleitende Substanzen). Zu Beginn der Ovariolenbildung werden in Phase 3 durch Spalträume zwei Schichten der Außenzellen voneinander getrennt, von denen die innere (Follikel- und Eikanalepithel) regelmäßige Buchten bildet. In diese Buchten wandern von innen Zellpaare ein, die an synaptischen Komplexen bzw. multiplen Chromatinstrukturen als Ei- und Nährzellen kenntlich sind. Zwischen beiden Zellen sind Fusome häufig, die später in eigentümlicher Weise geschlossen werden. Zwischen den Eikanalzellen entsteht in Phase 5 durch Spaltbildung der Eikanal; in Phase 7 sind die Eikanalzellen auffallend glykogenreich. Kurz vor der Vitellogenese treten im Bereich der Oocyte Membransysteme und annulated lamellae auf; akzessorische Kerne werden als Ausstülpungen des Oocytenkernes gebildet und später abgeschnürt. In Phase 9 sind an der Peripherie der Eizelle Mikrovillisäume und Pinocytosebläschen sichtbar. Die distalen Zellen der Ovariole haben Eioder Nährzellcharakter, sind aber bei Ch. melanotus nicht von Follikelzellen umgeben und werden beim weiteren Ovariolenwachstum reduziert. Trotz extrem geringer Nährzellzahl der Follikel scheint das Chironomus-Ovar funktionell nicht von anderen polytroph meroistischen Insektenovarien unterschieden.

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Ultrastructure of Chironomus (Dipt.) gonads1. Normal development of ovaries during the fourth larval instar

Summary In the ovary of Chironomus during phase 1 of the fourth larval instar, polygonally flattened inner cells are surrounded by smaller outer cells which contain bacteroids and phagosomes. Irregular cell remnants (germ line accompanying substances) lie among the inner cells. At the beginning of ovariole formation in phase 3, two layers of outer cells are separated by the formation of fissures. The inner layer of these cells (follicle- and egg-passage epithelium) forms regular invaginations. Cell pairs, identified as oocytes and nurse cells by synaptic complexes or multiple chromatin structures, wander from inside into the invaginations. Frequently between the two cells are fusomes, which later close in a characteristic manner. During phase 5, an egg passage is formed as a fissure among the egg-passage cells. During phase 7, the egg passage cells are conspicuously full of glycogen. Shortly before vitellogenesis membrane systems and annulated lamellae appear in the region of the oocyte. Accessory nuclei are formed by a tieing-off of projections of the the oocyte nucleus. During phase 9, microvilli and pinocytotic vesicles can be seen at the periphery of the oocyte. The distal cells of the ovariole are of oocyte or nurse cell nature, but in Ch. melanotus they are not surrounded by follicle cells and are reduced during further ovariole growth. In spite of the extremely small number of nurse cells in the follicle, the Chironomus ovary apparently does not differ functionally from other polytrophic meroistic insect ovaries.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Antimitotische Aktivität von Methylbenzimidazol-2-ylcarbamat (MBC)

Zusammenfassung Die unbeeinflußte Mitose vonAspergillus nidulans entspricht in zahlreichen ultrastrukturellen Details der Mitose anderer Asco- und Basidiomyceten. Unter dem Einfluß von 4 M MBC sind folgende Parameter der morphometrischen Analyse des Zellkern und des Kern-assoziierten Organells (NAO) verändert: 1. Es werden keine Mikrotubuli gebildet. 2. Das NAO ist extrem vergrößert und fragmentiert in zwei gleiche Teile, die sich auf der Kernhülle entlang bewegen und sich später teilen können. 3. Das Kernvolumen hat sich beträchtlich vergrößert. — Es wird diskutiert, ob MBC einen spezifischen Typ der NAO-Duplikation verursacht und sich die Zellkerne ohne Mikrotubuli teilen.

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Antimitotic activity of methylbenzimidazol-2-ylcarbamate (MBC)II. Electronmicroscopical investigations on duplication of the nucleus-associated organelle (centriolar plaque, MTOC, KCE) inAspergillus nidulans

Summary The unaffected mitosis ofAspergillus nidulans corresponds in many ultrastructural details with the mitosis of other asco- and basidiomycetes. Under the influence of 4 M MBC the following parameters are altered as shown by morphometric analysis of both nucleus and nucleus-associated organelle (NAO): 1. No microtubules are formed. 2. The NAO is extremely enlarged and fragments into two equal parts which move along the nuclear envelope and may divide another time. 3. The nuclear volume is considerably increased.—It is discussed whether MBC causes a specific type of NAO-duplication and nuclei can divide without microtubules.

Meinem Lehrer Prof. M. Girbardtzum 60. Geburtstag gewidmet     

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.     

Blutregen und Blutschnee: Stickstoffmangel-Zellen von Haematococcus pluvialis und Chlamydomonas nivalis

Zusammenfassung Blutregen und Blutschnee sind zwei auffallende Naturerscheinungen, die in der Hauptsache durch Massenvorkommen von Aplanosporen der volvocalen Grünalgen Haematococcus pluvialis und Chlamydomonas nivalis verursacht werden. Die für die rote Farbe verantwortlichen Pigmente sind Keto-Carotinoide. Die Versuche zeigen, daß auch unter natürlichen Bedingungen für die Biosynthese dieser Polyene und für den gleichzeitig ablaufenden Abbau der Chlorophylle Stickstoffmangel der entscheidende Faktor ist.

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Blood-rain and blood-snow: Nitrogen-deficient cells of Haematococcus pluvialis and Chlamydomonas nivalis

Summary The blood-rain and the blood-snow, two phenomena caused mainly by mass occurrence of aplanospores of the volvocalean green algae Haematococcus pluvialis and Chlamydomonas nivalis, have been studied under natural conditions. The red pigments belong to the keto-carotenoids. The experiments show that also in nature the biosynthesis of these polyenes and the parallel decomposition of the chlorophylls are caused by nitrogen deficiency.

     

Cytologische Untersuchungen an zwergwüchsigen Gartenrosen

Zusammenfassung Die in der Rosenzüchtung auftretenden monströsen Zwergpflanzen haben neben der veränderten Morphologie eine verminderte Vitalität und Blühwilligkeit. Im Extremfall kommt es zu einer Hemmungssterilität. Sie zeigen gegenüber normalwüchsigen Gartenrosen keine Abweichungen in der Chromosomenzahl (2n-28). Auch überschreiten die meiotischen Unregelmäßigkeiten, die im Auftreten von Uni- und Multivalenten bestehen, nicht das von normalwüchsigen Gartenrosen bekannte Ausmaß. Der monströse Zwergwuchs ist somit wahrscheinlich genisch bedingt, beruht jedoch nicht auf der Wirkung dominanter Gene.Die abstammungsmäßig aufR. chinensis var.minima zurückgehenden Zwergbengalrosen sind diploid (2n=14), soweit nicht in neuerer Zeit tetraploide Gartenrosen eingekreutzt worden sind. Der Zwergwuchs dieser Rosen zeigt gegenüber normalem Wuchs Dominanz. Bei einem diploiden Bastard zwischen der Polyantharose Mignonnette und der Zwergbengalrose Peón treten in der Meiosis in geringer Frequenz Uni- und Multivalente auf, bei R. Roulettii wurde Synapsis zu 711 oder 611+21 beobachtet.Sowohl bei den monströsen Zwergpflanzen als auch bei den Zwergbengalrosen beruht die Verkleinerung der Organe nicht auf einer Verringerung der Zellgröße, sondern auf einer Herabsetzung der Zellteilungsrate.Mit 12 Textabbildungen     

Eine überschuss produzierende Population des Hausrotschwanzes(Phoenicurus ochruros) in Ortschaften mit hoher Hauskatzendichte(Felis catus)

Zusammenfassung Zwischen März 1994 und April 1997 bestimmten wir in zwei Schweizer Bergdörfern mit hoher Hauskatzendichte den Source-Sink-Status einer Hausrotschwanzpopulation (Phoenicurus ochruros) und quantifizierten die Verluste durch Hauskatzen. Die ermittelte Wachstumsrate der Population lag bei 1,06±0,09 ( ± s. e.), d. h. der lokale Bestand erzeugte während den drei Untersuchungsjahren mehr Brutvögel als er durch Mortalität verlor. Eine alternative Berechnungsmethode — Verhältnis zwischen der Anzahl produzierter Brutvögel (103) und Neuansiedlern (88) — ergab eine Wachstumsrate von 1,17. Die Population befand sich somit in einem Source-Status. Während der Untersuchungszeit sind insgesamt 307 Junge ausgeflogen. Die Überlebensrate der Jungen zwischen Ausfliegen und der nächsten Brutsaison wurde auf 0,336 geschätzt. Somit gingen 103 neue Brutvögel aus den 307 ausgeflogenen Jungen hervor. Dies sind mehr als Brutvögel starben (94). Bei Wegfallen der beobachteten Katzenprädation hätte die Wachstumsrate der Beutepopulation mindestens 1,20 betragen, falls dabei die anderen Populationsparameter unverändert geblieben wären. Raubverluste durch Katzen verminderten also die Produktivität der untersuchten Beutepopulation um mindestens 12 % (von 1,20 auf 1,06) ohne einen Sink-Status herbeizuführen. Ein Vergleich der Sterblichkeit von Eiern, Nestlingen und Jungvögeln nach Mayfield (1961, 1975) in Kombination mit Direktbeobachtungen wies darauf hin, dass Jungvögel vor dem Selbständigwerden besonders gefährdet sind. Prädation durch Katzen verursachte nachweislich 33 % aller Eiverluste, 20 % der Nestlingsverluste, 10 % der Verluste an Jungen zwischen Ausfliegen und Selbständigwerden und 3 % der Adulttier-Verluste.

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A source population of Black Redstarts(Phoenicurus ochruros) in villages with a high density of feral cats(Felis catus)

Summary Between March 1994 and April 1997 we determined the source-sink status of a population of Black Redstarts (Phoenicurus ochruros) in two adjacent mountain villages in Switzerland, and estimated mortality attributable to feral cats (Felis catus). The finite rate of increase of the population was 1.06±0.09 ( ± s. e.). Hence, during the three study years the local population had a source status (>1). The ratio between the number of produced (103) and absorbed breeders (88) — another way to evaluate source-sink status — revealed a rate of increase of 1.17. In total, 307 young fledged during the study period. Survival rate between fledging and the next breeding season was estimated to be 0.336, so 103 new breeders were produced out of the 307 fledglings. This number is slightly higher than the 94 breeders the population lost through mortality. The finite rate of increase of the population without the observed losses from cat predation would be =1.20, assuming that this would not affect fecundity and mortality from other sources. Therefore, predation by cats reduced the productivity of this population by at least 12% (from 1.20 to 1.06) but did not convert it into a sink population. A comparison of the mortality of eggs, nestlings and juveniles, in combination with direct observations, suggested that juveniles were most vulnerable to cat predation between fledging and their independence after eight days. Predation by cats caused 33% of egg fatalities, 20 % of nestling fatalities, 10 % of fledgling fatalities and 3% of adult fatalities.

     

Zur Ultrastruktur der intrazellulären Symbionten im Embryo der KleinzikadeEuscelis plebejus Fall. (Homoptera,Cicadina)

Summary Two types of bacterial symbionts (a- and t-types) were present intracellularly in embryos of the leafhopperEuscelis plebejus. In the electron microscope, three unit membranes were seen to surround the bacteria; the two inner membranes appeared to originate from the bacteria, the outer — from the host cytoplasm. DNA-structures were not observed in the symbionts. The a-symbionts contained in their cytoplasm crystalloid bodies presumably of protein nature and, during certain stages of embryonic development, tubular membranous bodies. The t-symbionts contained in their cytoplasm chymotrypsin-resistant dense bodies, that probably invade the host cytoplasm.Zusammenfassung Das elektronenmikroskopische Bild der intrazellulären a- und t-Symbionten vonEuscelis plebejus Fall. läßt erkennen, daß die symbiontischen Bakterien von drei Elementarmembranen umgeben sind. Morphologische Gründe sprechen dafür, daß die beiden inneren den Bakterien entstammen, die äußere Hüllmembran aber vom Cytoplasma der Wirtszelle gebildet wird. Bakterien-DNS konnte noch in keinem der beiden Symbiontentypen mit Sicherheit nachgewiesen werden. Die a-Symbionten sind vor Aufnahme in die Mycetocyten reich an tubulären Membrankörpern. Sie enthalten außerdem einen mit Chymotrypsin auflösbaren kristallinen Körper. In den t-Symbionten befinden sich Chymotrypsin-resistente dense bodies, die wahrscheinlich in das Wirtscytoplasma abgegeben werden.

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Mit Unterstützung durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die Herrn Prof. Dr.K. Sander zur Verfügung standen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung der neurosekretorischen Zellen im Hypothalamus der Maus

Zusammenfassung Die Region des Nucleus supraopticus der Maus wurde elektronenmikroskopisch untersucht. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:Die neurosekretorischen Zellen sind durch einen stark entwickelten Golgi-Apparat und durch osmiophile Granula in seiner Lumina charakterisiert. Die Ansammlungen dieser Granula entsprechen wahrscheinlich den lichtmikroskopisch sichtbaren Neurosekretgranula.Die Granula sind elliptoid bis ovoid gestaltet und durch eine zarte Grenzmembran gegen das Neuroplasma abgegrenzt. Man kann zwei Arten von Granula, kleinere (1. Typ) und größere (2. Typ), unterscheiden. Die kleineren Granula besitzen Durchmesser von 1000–2000 Å. Zwischen ihrem Zentrum und ihrer Grenzmembran befindet sich meistens eine helle Zone. Die größeren Granula haben Durchmesser von 4000–6000 Å; ihr Inhalt wird von der Grenzmembran eng umschlossen. Zwischen beiden Granula besteht kein Übergang. Außer diesen osmiophilen Granula sieht man im Golgi-Feld multivesicular bodies, wenn auch in geringer Zahl.Die kleineren Granula sind ähnlich strukturiert und geformt wie die Golgi-Granula. Vermutlich stehen beide Gebilde zueinander in inniger genetischer Beziehung. Es konnte nicht entschieden werden, ob die größeren Granula (2. Typ) aus multivesicular bodies oder aus anderen Organellen hervorgehen.In den neurosekretorischen Zellen treten vorwiegend kugelige oder stabförmige Mitochondrien auf. Sie kommen im Perikaryon und im Fortsatz vor, sind jedoch im Golgi-Feld besonders reichlich angehäuft. Der Zelleib — ausgenommen das Golgi-Feld — ist mit Ergastoplasma gefüllt, dessen sackartig erweiterte Räume keine Sekretgranula enthalten.In seltenen Fällen treten Zentralkörperchen im Golgi-Feld und im peripheren Teil des Zelleibes auf. Im Neuroplasma des Fortsatzes befinden sich kleine osmiophile Granula mit Durchmesser 1000 Å bis zu 2000 Å. Sie ähneln den im Hinterlappen vorkommenden Elementargranula (Bargmann), andererseits den Granula des 1. Typs. Dagegen sind die den Granula des 2. Typs vergleichbaren Gebilde im Neuroplasma des Fortsatzes niemals zu finden.Die Kapillaren im Kerngebiet sind von einer Basalmembran umgeben, deren Dicke etwa 700 Å beträgt. An der Außenfläche der Basalmembran setzen die neurosekretorischen Zellen und ihre Fortsätze unmittelbar an. Eine poröse Bauweise des Endothels wurde nicht nachgewiesen.In den auf der Basalmembran fußenden Nervenendigungen sind keine oder nur wenige Sekretgranula festzustellen. Die Hauptaufgabe der Kapillaren des Kerngebietes dürfte daher nicht in der Aufnahme des Neurosekrets bestehen.     

Topo-optische Färbung der Erythrocytenmembran mit Thiazin- und Chinolinfarbstoffen

Zusammenfassung Die Untersuchungen erwiesen, daß die Farbstoffe 1:9-Dimethyl-Methylenblau, Azur A und N,N-Diäthylpseudoisozyaninchlorid für topo-optische Reaktionen an der Membran von Erythrocyten geeignet sind. Die Farbstoffmoleküle werden an der Membran orientiert gebunden. Ihre Bindung kann durch Behandlung mit Präzipitationslösungen stabilisiert werden, und zugleich wird die Anisotropie verstärkt. Die optische Analyse ergab, daß 1:9-Dimethyl-Methylenblau und Azur A radiär zur Membran ausgerichtet sind, während sich N,N-Diäthylpseudoisozyaninchlorid membranparallel anlagert.

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Tope-optical staining with thiazin and quinolin dyestuffs of the erythrocyte membrane

Summary The present studies prove the dyestuffs 1.9-dimethyl methyleneblue, azure A and N,N-diethylpseudoisocyanine chloride suitable for topo-optical reactions with the membrane of the red blood cell. The dye molecules are bound in orientated fashion. Treatment with precipitants stabilizes the binding of dye molecules and, in addition, it enhances the birefringence. Optical analysis revealed 1.9-dimethyl methyleneblue and azure A bound in radial position, however, N,N-diethylpseudoisocyanine chloride was bound parallel to the membrane's plane.

     

Host plant related properties of the antennal olfactory system in the oak flea weevil, Rhynchaenus quercus. Electroantennogram study

Electroantennogram (EAG) recordings from the antennae of a highly specialized phytophagous species — the oak flea weevil, Rhynchaenus quercus L. — revealed two general properties of its antennal olfactory system: (1) a high and to some extent selective sensitivity to chemotaxonomically nonspecific compounds, namely the so-called general green leaf volatiles as well as to geraniol and linalool, (2) a lack of marked differences in the general excitation level caused by stimulation with vapours from leaves of both host plants and non-host plants. It was also observed, that the shapes of EAG's evoked by vapours from cut leaves and general green leaf volatiles differed from those elicited by corresponding concentrations of geraniol and linalool, where recovery was distinctly slower.The results of EAG tests suggest that the general green leaf volatile complex is important in host-odour perception by the oak flea weevil. A possible function of these compounds in host-plant odour discrimination is discussed.

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Zusammenfassung Elektroantennographische Aufzeichnungen an Fühlern einer hochspezialisierten phytophagen Art, des Eichenblattflohs Rhynchaenus quercus L. zeigten zwei allgemeine Eigenschaften des Geruchsystems der Antennen:Erstens ist eine hohe und teilweise selektive Empfindlichkeit auf chemotaxonomisch nicht spezifische Verbindungen, besonders auf die allgemeinen Blattgründämpfe wie auch auf Geraniol und Linalool vorhanden.Zweitens fehlen ausgeprägte Unterschiede im allgemeinen Erregungsniveau hervorgerufen durch flüchtige Stoffe von Wirtspflanzen einerseits und Nichtwirtspflanzen andererseits. Es wurde auch beobachtet, dass die Form der EAGs hervorgerufen durch zerschnittene Blätter oder allgemeine Blattgründämpfe verschieden war von denjenigen verursacht durch Geraniol und Linalool, wo die Erholung eindeutig langsamer war.Die Resultate der EAG deuten darauf hin, dass der Komplex der allgemeinen Blattgründämpfe wichtig ist bei der Wahrnehmung der Wirtspflanzengerüche durch Rhynchaenus quercus. Eine mögliche Funktion dieser Verbindungen bei der Erkennung der Wirtspflanzen wird diskutiert.