Die Fanghandlung der Kreuzspinne (Epeira diademata L.).

Zusammenfassung Es wird der Aufenthalt der Kreuzspinne (Epeira diademata) im Schlupfwinkel beschrieben, und einige Bedingungen für den Aufenthalt im Schlupfwinkel werden mitgeteilt.Es wird der Aufenthalt der Spinne in der Warte des Netzes beschrieben.Es wird beschrieben, wie die Spinne eine bewegungslos im Netz hängende Beute aufsucht. Experimentell wird gezeigt, daß die Suchbewegungen durch einen plötzlichen Ruck am Netz herbeigeführt werden können, daß die Spinne aber nur solange nach einer Beute sucht, als das Netz belastet ist. Sie ist imstande, die Belastung durch eine Beute von dem durch Anziehen eines Radialfadens verursachten Zug zu unterscheiden. Auch unterscheidet sie eine schwere Beute von einer leichten an der verschiedenen Belastung des Netzes; sie verhält sich in beiden Fällen verschieden.Es wird beschrieben, wie die Spinne ein vibrierendes Beutetier aufsucht.Zur Untersuchung der Reaktionen auf Vibrationsreize wurde ein Apparat konstruiert, mit dem die Vibrationen eines Beutetieres nachgeahmt werden, und mit dem tote Fliegen und andere Gegenstände in Vibration versetzt werden können.DieGrünbaumsche Hypothese, die dem Abdomen der Spinne bei der Orientierung gegen den vibratorischen Reiz eine wesentliche Bedeutung zumißt, wird widerlegt, besonders durch Versuche, in denen die Aufnahme des Vibrationsreizes durch das Abdomen verhindert wurde.Angaben vonDahl über die Bedeutung eines Farbensinnes beim Aufsuchen der Beute werden widerlegt.Die Reaktionen der Spinne in der zweiten Phase der Fanghandlung (von der Ankunft an der Beute ausschließlieh bis zum Transport derselben zur Warte) werden beschrieben und ihre Bedingungen untersucht. — Für den Fall, daß die Beute bewegungslos und vom Gewicht eines gewöhnlichen Beutetieres ist, gilt folgendes. Ist sie geruchlos (oder hat sie den Geruch eines gewöhnlichen Beutetiere's [Fliege]), so wird sie mit den Palpen betastet; hat sie den Geruch einer Wespe oder riecht sie nach Terpentin, so wird sie sofort, ohne vorheriges Betasten mit den Palpen, umsponnen. Erhält die Spinne beim Betasten mit den Palpen nun einen (mit einem chemischen verbundenen) taktilen Reiz, wie er von einem chitinigen Insektenpanzer ausgeht, so tritt der Reflex des Umspinnens ein; kleine Glaskörper werden in der Regel ebenfalls umsponnen, da von ihnen der nötige taktile Reiz ausgeht. Erhält die Spinne beim Betasten mit den Palpen dagegen einen taktilen (eventuell mit einem chemischen Reiz verbundenen) Reiz, wie er von einem nichtchitinigen Material ausgeht, so wird der Gegenstand sofort entfernt oder gebissen und so auf seine Genießbarkeit untersucht.Vibrierenden Beutetieren wird in der Regel ein langanhaltender Biß versetzt, zu dessen Herbeiführung der Vibrationsreiz allein genügt. Die Dauer des langen Bisses steht mit derjenigen der Vibration in keiner festen Beziehung. Der auf den Reflex des langen Bisses folgende Einspinnreflex wird entweder von dem beim Biß erhaltenen Reiz (chemischer Reiz ?) ausgelöst, oder, wenn ein solcher nicht empfangen wurde, von dem mit den Palpen aufgenommenen taktilen (mit einem chemischen Reiz verbundenen) Reiz. Die während des Umspinnens erfolgenden kurzen Bisse werden von einem von den um die Beute gewickelten Spinnfäden ausgehenden Reiz herbeigeführt.Es wird auch die dritte Phase der Fanghandlung (Transport in die Warte) analysiert und durch Experimente gezeigt, daß ein durch den Biß empfangener chemischer Reiz (Geschmacksreiz?) dazu nötig ist, daß ein Gegenstand aus dem Netz gelöst und in die Warte getragen wird.Der Rundgang der Spinne in der Warte wird beschrieben und als wesentlich für sein Zustandekommen festgestellt, daß die Spinne einen Faden hinter sich herziehend in der Warte ankommt; der Rundgang dient der Befestigung dieses Fadens am Gewebe der Warte. Es werden drei verschiedene Methoden beschrieben, nach denen die Spinne von einem im Netz gelegenen Punkt in die Warte zurückkehrt.Die Frage wird untersucht, wie die Spinne ihre auf Vorrat gefangenen, im Netz hängen gelassenen Beutetiere wiederfindet. Durch Experimente wird ein Gedächtnis nachgewiesen.Die Fanghandlung der Spinne wird als Kette von Reflexen erklärt, deren Aufeinanderfolge durch die Aufeinanderfolge der äußeren Reize zustande kommt     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Zur Erfassung der dynamischen Vorgänge bei der Muskelkontraktion wurde das System des fibrillären Insektenflugmuskels unter Bedingungen, die eine Linearisierung zulassen, untersucht. Um die Frequenzantwort als das Systemverhalten im sinusförmigen stationären Zustand zu erhalten, wurden die durch aufgeprägte sinusförmige Längenänderungen erzeugten Spannungsänderungen gemessen. Die Frequenzganganalysen beziehen sich auf die Annahme eines zeitinvarianten Systems mit konzentrierten Elementen. Die dominanten passiven Strukturen des Muskels, die Verbindungs-filamente und die Myosinbrücken, können in dem Frequenzbereich, der den Arbeitsfrequenzen des Insektenflugmuskels entspricht, durch ein aus drei Elementen bestehendes viscoelastisches System des Maxwell-Typs mit Zeitkonstanten vergleichbarer Größe beschrieben werden. Für die Frequenzantwort des aktivierten Muskels wurde mit hinreichender Genauigkeit die Übertragungsfunktion eines Phasenminimum-systems ermittelt. Eine theoretische Übertragungsfunktion für aktive Seite der Kontraktion ist durch Differenzbildung experimentell erhaltener Ortskurven bestätigt worden. Auf der Grundlage dieser theoretischen Differenzkurve wurde eine Beziehung zwischen oscillatorischer Arbeit und enzymatischer Hydrolyse des Adenosintriphosphates (ATP) als Energiequelle hergestellt. Bis zur optimalen Frequenz der Oscillation unter den benutzten Bedingungen wird eine Proportionalität zwischen diesen Größen festgestellt, die durch einen konstanten mechanochemischen Kopplungsfaktor bestimmt ist.     

Über die Aufnahme von radioaktivem Schwefel in die wachsende Vogelfeder nach Applikation von 35S-Methioninlösungen

Zusammenfassung Wellensittichen (Melopsittacus undulatus), Elstern (Pica pica) und Haustauben (Columba livia) werden 0,1c1 ml einer isotonischen ³⁵S-DL-Methioninlösung mit Aktivitäten von 0,05–1,2 mC beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert.Die Lokalisation des in den heranwachsenden, primären Konturfedern, aber auch nach natürlicher Mauserung oder künstlicher Entfernung derselben in den folgenden Federgenerationen abgelagerten radioaktiven Isotops erfolgt mit einem Methan-Durchflußzähler oder autoradiographisch.An den Deck- und Flugfedern kann ein proximales, stark strahlendes Areal mit einem bogenförmigen Verlauf seiner apikalen Begrenzung von einem oder mehreren distalen Strahlungsbändern schwacher Aktivität unterschieden werden.Die distalen Strahlungsbänder treten häufig in einer rhythmischen Folge auf, wobei ihr Winkel zu dem proximalen Schaftteil in etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit diesem entspricht. In der rhythmischen Folge dieser Zuwachsstreifen ist nicht selten noch ein weiterer Unterrhythmus erkennbar.Die Breitenunterschiede der distalen Strahlungsbänder bzw. die Amplituden ihrer Rhythmen sind nicht ausschließlich korreliert mit der jeweiligen definitiven Federlänge, sondern auch abhängig von der Wachstumsphase der Feder am Applikationstermin und in gewisser Weise kennzeichnend für den Federtyp.Für das Ausbreitungsvermögen des radioaktiven Isotops bzw. der dasselbe enthaltenden Verbindungen kann auch eine gewisse Individualität der Einzelfeder festgestellt werden.Auch in dem proximalen, stark strahlenden Areal ist bisweilen (Pica pica) eine rhythmische Ablagerungsfolge des radioaktiven Isotops zu beobachten. Der Winkel dieser radioaktiven Streifen entspricht ebenfalls etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit dem proximalen Schaftteil.Bei einmaligen Injektionen von Methioninlösungen nicht zu hoher Strahlungsdosen wird bei Applikation in einer frühen Wachstumsphase der Feder eine proximalwärts abnehmende Strahlungsintensität auf der Fahne und dem Schaft gefunden. Dabei nimmt die Aktivität der Fahnen schneller ab als die des Schaftes, d. h. dieser schwärzt den Röntgenfilm weiter proximal als die Außen- und Innenfahne.Bei den Autoradiographien der Dorsal- und Ventralseiten der Konturfedern ergibt sich ein deutlicher Unterschied. Die Dorsalseite zeigt an der distalen Grenze des stark strahlenden Areals auf dem Röntgenfilm im Gebiet des Federschaftes eine strahlungsschwache Kerbe, die Ventralseite dagegen eine die distale Grenze des stark strahlenden Areals überragende Strahlungsspitze.In verschiedener Höhe durch den Federschaft markierter Federn geführte Querschnitte zeigen bei entsprechender junger Wachstumsphase im Spulenbereich eine radioaktive Strahlung der Spulenwand und der Federscheide, sowie weiter apikal auch eine solche der Hornsepten, der Schaftschenkel und der Markzellen des Schaftes (Columba livia).Bei hohen applizierten Strahlungsdosen kann eine langsame Abnahme der Aktivitäten über mehrere Federgenerationen verfolgt werden. Mehrfache, in 24stündigem Abstand folgende Injektionen nicht zu hoher Aktivitäten markieren sich auf dem Federschaft in der Form tütenartig ineinandergeschachtelter, oval ausgebuchteter Strahlungsrhythmen (Columba livia).Eine zeitmäßige Zuordnung der distalen Grenzen der distalen Strahlungsbänder und des proximalen Areals hoher Aktivität zum Applikationstermin ergibt für Federn einer frühen Wachstumsphase ein Emporwandern des radioaktiven Isotopes über das Oberflächenniveau der Haut nach der Applikation.Die natürlichen Zuwachsstreifen decken sich zuweilen (Pica pica) mit wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen auf der Federfahne. Diese können auch auf die Dorsalseite des Schaftes übergreifen. Ebenso können die Ansätze der Rami an den Schaftseiten in einer wellenartigen Folge inserieren. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Wellen der Federfahne mit den rhythmischen Schwankungen der Strahlungsintensität zusammenfallen, und unter gewissen Umständen können Fehlstreifen als extreme Ausschläge eines stoffwechselphysiologischen Rhythmus, wie er in der Folge der radioaktiven Querbänderung zum Ausdruck kommt, angesehen werden. Die auf dem Röntgenfilm in Erscheinung tretende Querbänderung der Federfahne kann durch quantitative Ablagerungsunterschiede des radioaktiven Isotops und, wenn auch in wesentlich geringerem Maße, durch Änderungen der Hornstruktur bedingt sein. Eine autoradiographische Auswertung von ein- und zweidimensionalen Papierchromatogrammen von Hydrolysaten markierter Federn läßt eine radioaktive Strahlung im Bereich des Cystin, Cystein, Taurin und Lanthionin erkennen. Dabei ist aber zu bedenken, daß Cystein und Lanthionin und insbesondere das Taurin durch die chemische Aufbereitung entstanden sein können. ³⁵S-Methionin konnte sowohl autoradiographisch as auch mit dem Methandurchflußzähler nicht erfaßt werden.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich auch diesmal wieder für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

In situ determination of primary production by means of a new incubator ISIS

Summary 1. A new sampler-incubator, ISIS, is described which, by feeding a solution of carbon-14-carbonate into the sample at the moment of sampling, permits a true in situ determination of primary production in a water body.2. Several experiments, which exemplify the ISIS technique, are described in detail.3. The advantages and disadvantages of the new and current standard techniques for measuring primary production are discussed.

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In-situ-Bestimmung der Primärproduktion mittels eines neuen Inkubators (ISIS)

Kurzfassung Die Notwendigkeit, Störungen des physikalischen, chemischen und biologischen Milieus während der Messung biologischer Vorgänge möglichst gering zu halten, hat zu der Konstruktion eines neuen, ISIS genannten und einfach zu handhabenden Inkubators zur Bestimmung der Primärproduktion in situ geführt. Eine ISIS-Einheit besteht aus einem Paar zylindrischer Kammern von 1 l Volumen, die an einem zentralen Schaft befestigt werden, der die Führungen für Auslöser und Befestigung am hydrographischen Draht enthält. Die eine Kammer ist transparent, die andere ist lichtundurchlässig. Die Einheit wird mit geöffneten Kammern in das Wasser herabgelassen und nach einer Anpassungszeit durch Fallgewichte ausgelöst. Hierbei werden beide Kammern gleichzeitig durch Deckel von oben und unten verschlossen. Kurz bevor die Deckel die O-Ringdichtung der Gefäße erreichen, wird eine am oberen Deckel befestigte Ampulle mit dem¹⁴C markierten Carbonat durch einen am unteren Deckel befestigten Stift zerbrochen; dabei wird die Lösung mit dem Wasser in den Behältern schnell vermischt. Der Draht mit den in verschiedenen Wassertiefen hängenden Inkubatoren wird dann an einer Boje oder unter einer Plattform befestigt; das Schiff ist während der Inkubationszeit für andere Zwecke frei. Nach der gewünschten Inkubationszeit wird das Gerät möglichst schnell an Bord geholt. Kleinere Proben werden in vorbereitete Flaschen mit Photosynthese-Inhibitoren abgefüllt und zur Filtration vorbereitet. Die Kohlenstofffixierung wird dann in der gewohnten Weise durchgeführt. Diese neue In-situ-Methode hat unter verschiedenen Versuchsbedingungen sehr präzise und reproduzierbare Resultate erbracht. Versuche, welche die Anwendbarkeit des Verfahrens im offenen Meer sowie in tropischen Aestuarien demonstrieren, werden beschrieben und diskutiert.

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Contribution No. 399, Hawaii Institute of Marine Biology.     

Über einen eigenartigen Körper aus dem Trub von Bohnenauszugwasser

Zusammenfassung Es wird ein Körper beschrieben, der in Nährlösungen mit Bohnenauszugwasser in dem nach einiger Zeit anfallenden Trub zu beobachten ist. Er zeigt je nach seiner Lage zur Achse des Mikroskops sehr verschiedene Bilderin zwei verschiedenen Größenklassen, die an Hand eines Plastilinmodells demselben Körper zugeordnet werden können.Da die Bilder der kleineren Größenklasse eine gewisse Bakterienähnlichkeit aufweisen, ergab sich die Notwendigkeit, zu untersuchen, ob das Gebilde in Abhängigkeit von der Gegenwart eines Organismus entsteht. Diese Möglichkeit konnte ausgeschlossen werden.Der Körper kann als aus faserartigen Strukturen zusammengesetzt angenommen werden, die den Raum eines Rotationsellipsoids voll erfüllen und möglicherweise Kristallfasern darstellen. Diese sind vermutlich um einen Schraubenring als Achse verseilt zu denken, welchen man in der ersten, kleineren Größenklasse körperlich zu sehen vermeint, während er in der zweiten nur undeutlich nach Färbung mit Janusgrün B zu erkennenist.Die morphologischen Verhältnisse, vor allem Form und Windungssinn des Schraubenringes und das Zustandekommen der verschiedenen Bilder werden an Hand von Plastilinmodellen und schematischen Zeichnungen gedeutet.Es werden Daten zur Größenabmessung' der scheinbaren Bilder des Körpers und zur Frage nach seiner stofflichen Natur gegeben. Die morphologische Eigenart des Körpers scheint eine Entstehung als Sphaerokristall aus Kristallnadeln, die von einem Keim ausgehen, auszuschließen. Sie legt die Möglichkeit der Entstehung in einem präformierten Gebilde oder etwa einer Koazervatblase nahe.Es werden einige abweichende Bildungen beschrieben.     

Das Verhalten des quergestreiften Muskels anschliessend an den letzten Reiz einer Reizserie,während welcher registrierbare Änderungen des Muskels verhindert wurden

Zusammenfassung Der Musc. gastrocnemius eines Frosches wird durch ein so schweres Gewicht gedehnt, daß er sich selbst bei Reizung nicht verkürzen und verhärten kann. Dann wird er für kurze Zeit mit mittelstarken Induktionsströmen gereizt. Im gleichen Moment, in dem der letzte Reiz den Muskel trifft, fällt das Gewicht ab und der Muskel kann sich so verhalten, wie es in diesem Augenblick seinem Zustande entspricht. Es resultiert hierbei eine Zusammenziehung des Muskels, die wesentlich stärker ist als wenn der ungereizte Muskel plötzlich entlastet wird. Fällt aber das Gewicht ab, nachdem der Muskel mehrere Sekunden lang gereizt wurde, dann erhält man eine wesentlich veränderte Kurve, die gegenüber der durch eine kurze Reizserie gewonnenen Kurve eine geringere Zusammenziehung aufweist, aber einen deutlichen Verkürzungsrückstand zeigt, wie er auch in der Literatur beschrieben wurde. Diese Erscheinung ist reversibel.Die gewählte Versuchsanordnung ermöglicht es, neben dem Auftreten des Verkürzungsrückstandes auch die Verkürzung selbst und ihre Beziehung zum Verkürzungsrückstand unter gleichen Umständen zu studieren.Es werden die Möglichkeiten besprochen, durch welche die gefundenen Änderungen der Kurven hervorgerufen sein könnten.     

Trasformazioni strutturali della cavicchia ossea del corno dello stambecco (Capra ibex) in rapporto al sesso ed all'età

Zusammenfassung Die Wachstums- und Umbauvorgänge am Knochen des Hornfortsatzes vom männlichen und weiblichen Steinbock (Capra ibex) wurden histologisch untersucht.Der Hornfortsatz des Männchens erreicht eine weit erheblichere Größe als der des weiblichen Tieres. Bei dem Bock beginnt das Wachstum des Fortsatzes früher, ist quantitativ intensiver und dauert während des ganzen Lebens fort, während es beim Weibchen im vierten Lebensjahr aufhört.Die Zunahme an Dicke und Länge erfolgt durch die appositionelle Tätigkeit des Periostes. Das Dickenwachstum vollzieht sich ebenso wie bei der periostalen Ossifikation der Röhrenknochen. Jedoch ist die Knochensubstanz, die sich in den verschiedenen Altersstufen bildet, verschieden. Bei jungen Tieren lagern sich Bälkchen von geflechtartigem und parallelfaserigem Knochen ab, beim erwachsenen Steinbock kompakte Schichten von parallelfaserigem Knochen. Der primäre Periostalknochen wird später zu einer kompakten Schicht von sekundärem Osteonknochen umgebaut. Der Umbau schreitet von den tiefen, der Höhlung zugewandten Teilen zur Oberfläche hin fort. Der Ersatz beginnt in den proximalen Abschnitten des Hornfortsatzes und setzt sich distalwärts fort. Der Hornfortsatz nimmt schließlich die Struktur der Substantia compacta eines Röhrenknochens an, obgleich er, im Gegensatz zu den Röhrenknochen, keinerlei Muskeleinwirkung ausgesetzt ist. Das Längenwachstum beruht auf der fortschreitenden Ablagerung von neuem, primärem Bälkchenmaterial in der Spitzengegend. Dieses Gewebe erfährt später das gleiche Schicksal wie jenes, das sich früher in den proximalen Teilen gebildet hatte.Die Wachstums- und Umbauvorgänge der Knochensubstanz sind bei beiden Geschlechtern gleichartig. Die verschiedene Größe des Hornfortsatzes von Männchen und Weibchen beruht auf quantitativen, nicht auf qualitativen Unterschieden der Knochenbildung. Innere Umbauprozesse dagegen spielen sich bei beiden Geschlechtern während des ganzen Lebens lebhaft ab. Beim Weibchen erfolgt der Ersatz des primären Periostalknochens durch sekundären Osteonknochen im Zusammenhang mit dem begrenzten appositionellen Wachstum schneller und ausgedehnter.Vergleicht man gleichaltrige Tiere, so stellt man beim Weibchen einen stärkeren Umbau des Sekundärmaterials fest; auch ist dessen Struktur komplexer. Dies hängt mit der Tatsache zusammen, daß sich die Umbauvorgänge an einem Material abspielen, das längere Zeit in situ bleibt.Unter den Faktoren, die zu einem erhöhten Umbau der Knochensubstanz, einem gewissen Überwiegen von interstitiellen Abbauerscheinungen und einer größeren strukturellen Heterogenität im Hornfortsatze des Weibchens führen, werden außer der Begrenzung des appositionellen Wachstums auch die geringere funktionelle Aktivität und das Vorkommen von Trächtigkeits- und Säugeperioden in Betracht gezogen.Außerdem wird durch die vorliegenden Untersuchungen bestätigt, was schon für anderes Material angenommen wurde, daß nämlich die aktuellen mechanischen Momente in den Umbauprozessen der osteonischen Strukturen nicht die wichtigste Rolle spielen.

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Parco Nazionale del Gran Paradiso: contributo scientifico N° 22.     

Observations on the oviposition behaviour of frit fly (Oscinella frit L. dipt. chloropidae)

Two separate groups of stimuli (1) originating from the plant, (2) proprioceptive, have been found to mediate egg laying. An artificial shoot has been devised to investigate oviposition behaviour.

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Zusammenfassung Die Eiablage wird durch eine Anzahl von Reizen ausgelöst, die nacheinander wirken, jedoch im einzelnen nicht genauer identifiziert wurden. Sie lassen sich jedoch in zwei Gruppen trennen: (1) Reize, die von der Wirtspflanze selbst ausgehen und (2) solche, die wahrscheinlich propriorezeptiv wirken und auf der Notwendigkeit einer geeigneten Haltung der Beine und des Legeapparates während des Eiablageaktes beruhen.Die propriorezeptiven Reize scheinen die Fliegen häufig von den Keimpflanzen weg und zur Ablage ihrer Eier auf dem Boden zu führen, was darauf hindeutet, daß die Eier im Freien in ähnlicher Weise in den Erdboden abgelegt werden.Ein Extrakt aus in Wasser zerriebenen Haferpflanzen scheint in Verbindung mit einer geeigneten Oberfläche (z.B. Erdboden oder Sand) Eiablageverhalten auszulösen. Verschiedene Resultate wurden mit glatt oder rauh strukturierten Oberflächen und in Abhängigkeit von Gegenwart oder Abwesenheit des Extraktes erhalten. Die Reaktion der Fliegen scheint mit dem physiologischen Zustand des Gewebes zu variieren, das den Fliegen geboten wird, und das Eiablageverhalten ist schwach, wenn den Fliegen alte oder absterbende Pflanzenteile geboten werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß Reize, welche Nahrungsaufnahme, und solche, die Eiablage hervorrufen, ursprünglich nicht die gleichen sind, ist nur gering.Eine künstliche Keimpflanze, die von den Fliegen zur Eiablage ebenso angenommen wurde wie eine junge, gesunde, lebende, wurde dadurch hergestellt, daß ein dreieckiges Stück Fließpapier mit Haferextrakt befeuchtet und in das Innere einer 2,5×2,5 cm Glastube gesteckt wurde.

     

Kontraktile Funktion und anatomischer Bau der menschlichen Kapillaren

Zusammenfassung Überaus zahlreiche Versuche an Einzelkapillaren des Menschen haben ergeben, daß bei mechanischen, galvanischen und chemischen Reizungen der Haargefäßwand sehr vielgestaltige und charakteristische Beeinflussungen des Blutstromes auftreten.Diese Beeinflussungen der Strombahn und der Einzelkapillare können nur durch aktive Bewegungsvorgänge der Gefäßwand selbst erklärt werden.Diese aktiven Bewegungsvorgänge gestalten sich im einzelnen so, daß sie am besten durch die Annahme eines Syncytiums pluripotenter, mesenchymaler Zellen in der Kapillarwand erklärt werden.Gewisse Vorgänge sprechen entschieden für das Vorhandensein eines einfachen Endothelrohres als Innenhaut des genannten Syncytiums und eigentliches Kapillarrohr mit Verstärkung an der Ursprungsstelle (sogenannter Schleusenmuskel).Andere Beobachtungen weisen darauf hin, daß auch kontraktile Elemente angreifen müssen, welche das eigentliche Kapillarrohr nur teilweise umgreifen und somit keine geschlossene Lage bilden, was für die Anwesenheit von Pericyten sprechen dürfte.Für die Frage, ob die jederzeit nachweisbare aktive Beweglichkeit der Innenhaut des Zellsyncytiums der Kapillarwand durch Quellung oder Kontraktion zu erklären ist, ergeben sich aus unseren Beobachtungen keine prinzipiell bindenden Schlüsse. Immerhin muß gesagt werden, daß die Art und namentlich auch die Geschwindigkeit einzelner dieser Bewegungsvorgänge schwer anders als durch die Annahme kontraktiler, wenn auch nicht muskulär differenzierter Substanz erklärbar erscheint. Andere Reaktionen legen die Annahme amöboider Beweglichkeit der Endothelzellen nahe.Der Annahme, daß sich allseitig und in ganzer Länge der Kapillare ein Lymphraum um dieselbe ausbreitet, der dann seinerseits mit den Lymphspalten des Gewebes in Verbindung steht, wird durch die Möglichkeit der Füllung dieses Raumes mit Gas oder Farblösung eine Stütze bereitet.Die Kapillare ist durch diesen Lymphraum hindurch in dem Gewebe des Papillarkörpers durch feinste Haltefäden verankert.Wir hätten somit an der Hautkapillare des Menschen bezüglich des perikapillaren Lymphraumes und der ihn durchziehenden Haltefäden ähnliche Verhältnisse, wie sie heutzutage an der Blutkapillare der Leber angenommen werden.Die Kapillarwand ist also in der Lage aus eigener Kraft Blutungen nach Verletzung zu verhindern und hat somit eine sehr wichtige Aufgabe für die Erhaltung des Körpers zu erfüllen. Der Verschluß der undichten Stelle, die Verengerung des Gefäßquerschnittes und wenn erforderlich der völlige Gefäßverschluß wird bewirkt durch Kontraktion der Perizyten und gleichzeitige aktive Verdickung der Endothelzellen im Bereich der Verletzung.     

Farbwechselversuche an Macropodus opercularis und ein Vergleich der Geschwindigkeit der Farbänderung bei Macropoden und Elritzen

Zusammenfassung Durchschneidet man einen oder mehrere Flossenstrahlen eines Macropoden, so zeigt sich bei mikroskopischer Beobachtung mitunter ein kurzdauernder Verdunkelungseffekt, sowohl distal als auch proximal der Schnittstelle, der auf Erregung expandierender, parasympathischer Nerven durch den Schnitt zurückzuführen ist, da nur eine antidrome Erregung den proximalen Effekt bedingen kann.Der wesentliche, schon makroskopisch leicht sichtbare Effekt nach der Durchschneidung von Flossenstrahlen ist eine Verdunkelung distal des Schnittes, die etwa eine Minute später als die oben erwähnte Verdunkelung auftritt und die auf dem Ausfall der sympathischen, pigmentballenden Innervation beruht.Die Aufhellung eines in einer Flosse erzeugten Dunkelbandes 1 bis 2 Tage nach dem Schnitt ist durch Erregungen der sympathischen Nerven, wahrscheinlich infolge eindringenden Wassers, bedingt. Ein zweiter Schnitt erzeugt nur dann neuerlich ein Dunkelband, wenn er den Teil der Flosse abtrennt, in dem Erregungen entstehen. Je länger die Zeit zwischen erstem und zweitem Schnitt, desto weiter distal muß der zweite Schnitt angebracht werden, um wieder ein Dunkelband zu erzeugen.Der Farbwechsel der Macropoden verläuft rasch, er ist nervös gesteuert. Der Übertritt der präganglionären sympathischen kolorativen Fasern aus dem Rückenmark in den sympathischen Grenzstrang erfolgt zwischen dem 8. und dem 15. Wirbel. Die Hypophyse ist für das Melanophorensystem der Macropoden ohne Bedeutung.Die Geschwindigkeit des Farbwechsels bei wiederholtem Umsetzen zwischen hellem und dunklem Untergrund ist bei Macropoden, ebenso wie nach Parker und Porter Bower bei Fundulus mit vorwiegend nervös gesteuertem Farbwechsel, vom Beginn des Versuches an dieselbe wie nach vielmaligem Wechsel. Bei der Elritze, deren Farbwechsel nicht nur nervös, sondern auch wesentlich durch die Hypophyse gesteuert wird, erfolgt die Umfärbung zunächst langsam, die Farbänderungsgeschwindigkeit nimmt aber mit der Zahl der Untergrundwechsel zu.     

Communication in man as a random process

Zusammenfassung Diese Arbeit untersucht die Analogien zwischen den statistischen Gesetzen der Sprache und denjenigen im Bereich der Physik. Es wird gezeigt, daß die Entwicklung eines Textes durch einen Zufallsvorgang beschrieben werden kann, dessen Stetigkeitszustand nahezu übereinstimmt mit dem Verhältnis, das zwischen den entsprechenden linguistischen Parametern besteht.     

Fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen am Pigmentepithel der Rindernetzhaut

Zusammenfassung Am schwach pigmentierten Anteil des retinalen Pigmentepithels der Rindernetzhaut wurden Untersuchungen über die Eigen- und Sekundärfluoreszenz nach Acridinorange-Applikation durchgeführt und durch topochemische Nachweismethoden für Eiweiße, Kohlenhydrate, Lipoide, Nukleinsäuren und Fermente ergänzt. Es konnten keine direkten Beziehungen zwischen den Sekundärfluoreszenzbildern am lebensfrischen und durch Fixation stabilisierten Material gefunden werden. Cytoplasmatische Polynukleotide scheinen an der Farbstoffkonzentrierung zu leuchtend roten Granula im überlebenden Präparat nicht beteiligt zu sein. Vielmehr handelt es sich bei diesen Erscheinungen um den Ausdruck eines Stoffwechselprozesses, in dessen Verlauf Ionen transportiert und akkumuliert werden können. Dieser Vorgang ist durch Vergiftung mit Quecksilber hemmbar. Im Verlauf dieses enzymatisch gesteuerten Transportvorganges wird auch eine Anlagerung des Acridinorange an lipoidhaltige Cytoplasmapartikel durchgeführt, die bis zur Rotfluoreszenz gesteigert werden kann. Im fixierten Präparat konnte eine so intensive Farbstoffanlagerung nicht beobachtet werden.Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Physiologische Untersuchungen über das Umdrehen der seesterne und Schlangensterne

Zusammenfassung Beim in Rückenlage am Boden eines Aquariums liegenden Seestern werden Armbewegungen ausgeführt, die dazu führen, das Tier wieder in seine normale Dorsiventrallage zu bringen. Die Reize, die das Tier veranlassen sich umzukehren, wurden bisher als Stereotropismus der Füßchen (Moore) und Berührungsreize der Rückenhaut der Arme mit einer festen Unterlage (Mangold) beschrieben. Der frei im Wasser aufgehängte Seestern zeigt aber, obwohl ein von allen Seiten gleicher Berührungsreiz vorhanden ist, Umkehrbewegungen. Diese Tatsache rechtfertigt die Annahme, daß sich echte Raumsinnesorgane auffinden lassen müssen, die durch die Schwerkraft beeinflußt werden. Durch das Experiment ließ sich dann auch zeigen, daß der an den Mesenterien aufgehängte Darm die Funktion eines statischen Apparates versieht. Jedoch findet eine Lagekorrektion nicht allein auf Grund der auf ihn wirkenden Schwerkraft statt, sondern eine wesentliche Verstärkung des die Umkehr auslösenden Reizes liegt auch in der einseitigen Berührung des Tieres mit einer festen Unterlage.Zum Schlusse möchte ich es nicht versäumen, Herrn Prof. Dohrn, dem Leiter der Zoologischen Station zu Neapel, meinen allerherzlichsten Dank auszusprechen, daß mir für meine Untersuchungen das nötige Tiermaterial in so reichem Maße zur Verfügung gestellt wurde. Auch danke ich Herrn Prof. Fedele für das große Interesse, das er meiner Arbeit entgegengebracht hat, sowie für manchen technischen Rat, und die Beschaffung der zu den Versuchen nötigen Apparatur.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an pflanzlichen Geweben

Zusammenfassung Mit Hilfe von Schnitten und an isolierten Zellen wurde der submikroskopische Bau der Zellmembranen in der Wurzel, dem Stengel und dem Blatt untersucht. Im ersten Teil ist die Entwicklung der Primärwände an verschieden alten Parenchymzellen erläutert und mit den bisherigen Wachstumstheorien verglichen worden. Aus den Aufnahmen ist zu schließen, daß das Flächenwachstum sowohl durch Dehnung wie durch aktives Wachstum erfolgt. In einem weiteren Kapitel sind die sekundären Wandverdickungen in den Epidermisund Kollenchymzellen des Hyazinthenblattes und den Markzellen im Stengel von Sedum ausführlich beschrieben worden. Diese Membranen weisen eine deutliche Lamellenstruktur auf, die beim Kollenchym durch abwechselnde Pektin- und Zelluloseschiehten verursacht wird. Auch die stark verdickten Sekundärwände des Holzes sind lamelliert, jedoch liegen die Schichten so eng aufeinander, daß sie kaum mehr voneinander unterschieden werden können. Die Ergebnisse bestätigen also die bisherigen licht- und polarisationsoptischen Befunde in jeder Hinsicht.Die vorliegende Arbeit wurde durch ein Fellowship des National Institutes of Health in Bethesda ermöglicht. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen sind im Laboratorium von Herrn Dr. R. W. G. Wyckoff, dem ich für seine Unterstützung bestens danken möchte, gemacht worden.     

Über Aufgaben,Wege und Ergebnisse vergleichend-sexualbiologischer Forschung

Zusammenfassung Die wissenschaftliche Vergleichung sexualbiologischer Geschehnisse kann von zwei verschiedenen Standpunkten aus geschehen: es können analoge Erscheinungen verglichen werden, es können aber auch phyletische Momente zur Erforschung echter Homologien in den Vordergrund gestellt werden, wie es in dieser Betrachtung geschieht.Für die am besten bekannten Tiergruppen, dieSäugetiere, einige Ordnungen derInsekten und dieSpinnen, werden die bisher bekannt gewordenen Ergebnisse sexualbiologischer Untersuchungen zusammengestellt und die für die einzelnen Gruppen charakteristischen Punkte erörtert.Es sind die Erscheinungen der Werbung, der Begattung und, bei Tieren mit akzessorischen Kopulationsorganen, der Bereitmachung dieser Organe, die untereinander bei Tieren gleicher morphologischer Organisation verglichen werden können. Nicht zu trennen von ihrer Betrachtung ist die der Morphologie und Physiologie der Sexualorgane.Wie deren Bau eine Fülle von Varianten zeigt, die sich nicht aus einem zwingenden physiologischen Bedarf in ihrer Ausgestaltung im einzelnen verstehen lassen, so ist auch das sexualbiologische Benehmen des tierischen Organismus nur teilweise aus der allgemeinen Lebensweise zu erklären. Ein Teil der Erscheinungen wird aus der Morphologie und Physiologie und aus Einflüssen der Außenwelt verständlich werden, aber für andere Erscheinungen versagen diese Möglichkeiten. Gerade diese Handlungskomplexe sind, weil verhältnismäßig unabhängig von dem täglichen Lebensbedarf des Tieres, äußerst variabel und daher für die Art sehr charakteristisch. Ihre Vergleichung bei Arten einer Gattung und mit denselben Erscheinungen in übergeordneten Einheiten des Systems (in mehreren Gattungen einer Familie und Familien einer Ordnung) zeigt deutliche biologische Reihen, die, wie morphologische Reihen, in sich in phyletische Beziehungen gebracht werden können. Bei der Aufstellung solcher Reihen werden biologische Typen in verschiedenen Varianten gezeigt werden können; es wird ferner festzustellen sein, wieweit diese Typen durch Faktoren der Außenwelt verwischt werden können. So wird die oft durch das Bedürfnis der möglichst günstigen Unterbringung der Keime geregelte Eiablage der Weibchen die endogen bedingten ursprünglichen biologischen Typen häufig nur schwer erkennen lassen.Von einer ausgedehnten Vergleichung biologischer Merkmale (die sich über alle Zweige der tierischen Lebensweise erstrecken müßte) ist eine Bereicherung unserer Kenntnisse der wesentlichen Merkmale der tierischen Arten, eine Möglichkeit der Auffindung von Zusammenhängen zwischen den verschiedenen Varianten eines biologischen Typus, der Aussonderung von Konvergenzerscheinungen und endlich einer durch die Morphologie allein nicht gegebenen und ihre Befunde kontrollierenden Betrachtungsweise des tierischen Systems gegeben.     

An inexpensive bioassay aimed at the agricultural disposal of waste waters

Zusammenfassung Es wird einfache Methode beschrieben, die von S. Prát (1947) vorgeschlagen wurde. In Petri-Schalen werden Samen des Senfes (Sinapsis alba) auf Silongewebe aufgelegt und mit dem zu untersuchenden Wasser bewässert. Das Keimen der Samen, das Wachstum der Würzelchen sowie das Läangenvehältnis von Würzelchen zu dem Hypokotyl sind als Indikatoren der wasserbeschaffenheit anzusehen. Nicht nur die toxische Einwirkung, sondern auch Wasstumsförderung kann durch diese Testmethode ermittelt werden. Es wird vorgeschlagen, diese Methode besonders bei der Beurteilung des landwirtschaftlichen Zwecken dienenden Wassers und Abwasser anzuwenden, z. B. bei der Berieselung der Felder mit Abwasser, das nicht toxisch sein darf.     

A systems theoretical approach to biological membranes

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die Eindeutigkeit der Beschreibung erregbarer Membranen mit Hilfe von Ersatzschaltungen untersucht. Bei Voraussetzung der Existenz verschiedener Membrankanäle für den Ionentransport läßt sich unter Berücksichtigung nichtlinearer Eigenschaften eine weitgehend eindeutige Ersatzschaltung für einen Kanal angeben. Als wesentliches Kriterium erweist sich dabei das Vorhandensein eines konstanten Gleichgewichts-potentials für jeden Kanal. Der lonentransport durch die Membran wird durch ein einfaches Elektrodiffusionsmodell beschrieben. Hierin ist der Potentialverlauf in der Membran durch physiko-chemische Eigenschaften der Membran und nicht durch die transportierten Ionen bestimmt. Die Leitfähigkeit eines bestimmten Kanals verändert eine Steuervariable, deren Wert sich mit Hilfe einer algebraischen Beziehung aus den Zustandsvariablen eines linearen Differentialgleichungssystems ergibt (dessen Koeffizienten vom Potential über der Zellmembran abhängen). Die Zusammenfassung mehrerer Kanäle (passives Transportsystem) und die Einführung von Stromgeneratoren für den aktiven Transport (deren Effektivität von der chemischen Zusammensetzung der an die Membran angrenzenden Lösungen abhängt) führt zu einer allgemeinen Ersatzschaltung für die erregbare Membran. Die so gewonnene Beschreibung ist hinreichend allgemeingültig, um als Grundlage für die Analyse von Problemen der Informationsverarbeitung im Nervensystem bzw. für die weitere Aufklärung der in der erregbaren Membran ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse zu dienen.

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Presented in part at the IV. Intern. Biophysics Congress, Moscow, August 1972.     

Wie erhält man bei Getreidekreuzungen einen besseren Kornansatz?

Zusammenfassung Die an und für sich mangelhafte und langsamer fortschreitende Kornentwicklung bei Erzeugung von Art- und Gattungskreuzungen innerhalb unserer Getreidearten wird I. durch stärkere Beschädigung der Spelzen (bei Gerste) und Entfernung der Grannen (bei den begrannten Gersten und Weizen) infolge raschen Austrocknens des Blütenstandes beeinträchtigt, 2. aber noch mehr durch den gestörten Säftestrom bzw. durch die herabgesetzte Saugkraft, welche die sich nur ganz selten und einzeln entwickelnden Körner aufzubringen vermögen. Die Austrocknung des vollständig kastrierten Blütenstandes, in welchem sich auch nach erfolgreicher Bastardierung nur ganz wenige Körner ausbilden, ist eine so starke, daß die bereits in Entwicklung begriffenen Früchte vorzeitig eintrocknen und absterben. Überläßt man aber die eine Ährenhälfte durch Nichtkastrieren und Schonen der Grannen der normalen Entwicklung, dann werden auch in der benachbarten Ährenhälfte Produkte gelungener Kreuzung oder wenigstens ein Teil derselben mit in den Säftestrom einbezogen, so daß sie auf diese Weise weniger leicht vorzeitig eintrocknen und sich so weit entwickeln können, um lebensfähige Pflanzen auszubilden. Ich empfehle daher, um einen besseren Kornansatz zu erzielen, nicht nur für selten gelingende Art- und Gattungsbastardierungen, sondern überhaupt bei Gersten- und Weizenkreuzungen nur die eine Hälfte der Ähre zu kastrieren und künstlich zu bestäuben, die andere hingegen sich selbst befruchten zu lassen, beim Hafer nur das untere, kräftigere Blütchen eines Ährchens der Rispe zur Kreuzung zu verwenden, das obere hingegen unberührt zu lassen. Die Gefahr, die kastrierten Ährchen der Bestäubung von Pollen aus dem unbehandelten Ährenteil auszusetzen, ist eine äußerst geringe, da ja über die Blütenstände Pergamentsäckchen gestülpt werden, die mit zwei Reißnägeln an einem Blumenstab befestigt sind und dadurch nicht vom Wind hin und her bewegt werden können.Auch das experimentelle Studium der hybridogenen Pseudoparthenogenesis bei unseren Getreidearten wird durch diese neue empfohlene Kreuzungstechnik gefördert werden.     

Über die feinere Innervation der Niere des Menschen

Zusammenfassung Die mit der Methode von Bielschowsky-Gros durchgeführten Untersuchungen erstreckten sich auf die feineren Innervationsverhältnisse des menschlichen Nierenparenchyms. Dabei konnten die früher veröffentlichten Ergebnisse (Knoche 1950) erweitert werden.Neben den Arterien und Venen stehen auch die intertubulär gelegenen Kapillaren unter dem Einfluß des vegetativen Nervensystems, dessen Endigungsform in Gestalt des nervösen Terminalretikulums die Harnkanälchen und Kapillaren in kontinuierlichem Zusammenhang überzieht.Zahlreiche interstitielle Zellen sind in der Nierenrinde, im Bindegewebe des Nierenbeckens und in der Gefäßadventitia in das vegetative Endnetz eingeschlossen.Ein genaues Studium ist der feineren Innervation des am Gefäßpol eines Malpighischen Körperchens befindlichen Regulationsapparates gewidmet. Die paravaskulären, paraportalen Zellen und die Macula densa empfangen ihre nervöse Versorgung von seiten des auf der Muscularis der Vasa afferentia aufgelagerten marklosen Nervengeflechtes. Ein zwischen den Kernen des Goormaghtighschen Zellhaufens lokalisiertes zartes Neurofibrillennetz wurde im Zusammenhang mit marklosen, von den periarteriolären Geflechten stammenden Nervenfasern beschrieben. Dieses nervöse Fibrillennetz mit seinen Schwannschen Zellen wird als ein in das vegetative Synzytium eingeschaltetes sensibles Endorgan betrachtet und ihm der Charakter eines neurovegetativen Rezeptorenfeldes für Blutdruckschwankungen im Glomerulus zuerkannt. Für die Regulation des Blutstromes in den Glomeruluskapillaren ist in erster Linie das sich an der Kapillarwand erstreckende, nervöse Terminal retikulum verantwortlich zu machen.Da auch an den Tubuli recti feinste, retikulär miteinander verknüpfte, marklose Nervenfasern gefunden wurden, ist die Anwesenheit eines ein gesamtes Nephron, einschließlich des Malpighischen Körperchens mit seinem Regulationsapparat, umgebendes markloses Nervengeflecht anzunehmen, das mit den Gefäßgeflechten und dem periglomerulären Nervenplexus in Verbindung steht. Trotz der Abhängigkeit der Nierenarbeit vom Nervensystem scheint nach der anatomischen Anlage des intramuralen Nervengewebes eine gewisse selbständige, nervöse Regulationsfähigkeit dem Nierenparenchym innezuwohnen.Meinem Lehrer, Herrn Prof. Dr. Stöhr zu seinem 60. Geburtstag gewidmet.