Attachment of human chromatin fibers to the nuclear membrane,as seen by electron microscopy

Summary Whole-mount preparations and thin sections of human interphase cells and metaphase chromosomes were examined by electron microscopy. Irregularly folded, 250 Å thick fibers, which is the basic substructure of inactive chromatin and mitotic chromosomes, were found to be firmly attached to the annuli of the inner nuclear membrane. At metaphase, fragments of the nuclear membrane were seen to adhere to the chromatids. Single fibers stretching out from the telomeres were observed connecting chromatids of nonhomologous chromosomes. A possible model of DNA replication at the nuclear pore complex is presented.

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Zusammenfassung Totalpräparate und Dünnschnitte menschlicher Interphase-Zellen und Metaphase-Chromosomen wurden mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Unregelmäßig gefaltete, 250 Å dicke Fäden bilden die Grundstruktur des inaktiven Chromatins und der Mitose-Chromosomen. Diese Fäden hängen in der Interphase an vielen Stellen fest an der inneren Kernmembran an den annuli der Kernporen. In der Metaphase sind häufig noch Reste der Kernmembran durch Fäden mit den Chromatiden verbunden. Einzelne, jeweill vom Telomer ausgehende Fäden verknüpfen Chromatide nichthomologer Chromosomen. Das Modell einer möglichen DNA-Replikation an den Poren der Kernmembran wird diskutiert.

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Supported by a grant (La 185/3) of the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Ultrastruktur der Chromosomen des Menschen

Zusammenfassung Dünnschnitte von hypoton vorbehandelten Metaphase-Chromosomen des Menschen zeigen im Elektronenmikroskop unregelmäßig und vielfach gefaltete Fibrillen von ca. 200–250 Å Durchmesser. Nach Uranylacetatkontrastierung ist vorwiegend das Zentrum der Fibrillen dargestellt, während nach Phosphorwolframsäurebehandlung die Peripherie kontrastiert ist. Die Fibrillen erscheinen durch die hypotone Vorbehandlung wahrscheinlich verdickt.Als wahrscheinlichste Deutung der Bilder wird angenommen, daß eine Fibrille, die aus einem DNS-Doppelschraubenmolekül mit einem Histongerüst besteht, in viele kleine Falten und Schlingen gelegt, einen dickeren Strang, der einem chromatid entspricht, aufbaut. In der Metaphase ist dieser Strang noch zusätzlich in große Windungen gelegt.

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Ultrastructure of chromosomes

Summary Electron microscopy of sections of hypoton pretreated human metaphase chromosomes reveal irregular and multiple folded fibrils ca. 200–250 Å thick. After staining with uranyl acetate the central core of the fibrils is contrasted, whereas after treatment with phosphor tungsten acid the periphery is stained. The fibril appears to be thickened due to the hypotonic pretreatment.The most propable interpretation seems to be, that one fibril, made up of a DNA double helix and a histon-frame, is laid into many irregular minor foldings building up a strand corresponding to a chromatid. In metaphase this strand is laid into major coils.

     

Mikrotubuli und Filamente in prospektiven Plättchenfeldern der Megakaryocyten

Zusammenfassung Megakaryocyten des Knochenmarkes des Menschen, der Ratte und der Maus wurden nach Fixierung mit Glutaraldehyd und nach Kontrastierung mit Uranylacetat und Bleihydroxyd elektronenmikroskopisch untersucht. Außer den bekannten submikroskopischen Strukturen lassen sich in den prospektiven Plättchenfeldern und in der marginalen Randzone der Megakaryocyten 200–250 Å breite Mikrotubuli und etwa 50 Å breite Filamente nachweisen. Diese gleichen in ihrer Struktur den Mikrotubuli und Filamenten der Thrombocyten des peripheren Blutes. Die Mikrotubuli entstehen im Cytoplasma der Megakaryocyten, ohne zunächst einem bestimmten Plättchenfeld zugeordnet zu sein. In frühen Stadien der Plättchenfelderbildung erkennt man meist nur einige Mikrotubuli innerhalb der Plättchenfelder, die sich zwischen Demarkationsbläschen hindurch in benachbarten Plättchenfeldern fortsetzen. Komplette marginale Bündel von Mikrotubuli sind in den Megakaryocyten nur selten zu beobachten. Die biochemischen und funktionellen Eigenschaften der Mikrotubuli und Filamente werden diskutiert.

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Microtubules and filaments in prospective platelet fields of megakaryocytes

Summary Megakaryocytes of bone marrow of man, rat and mouse were studied electronmicroscopically after fixation with glutaraldehyde and staining the ultrathin sections with uranyl acetate and lead hydroxide. Microtubules measuring 200–250 Å and filaments measuring 50 Å in thickness can be demonstrated in prospective platelet fields and marginal zones of megakaryocytes. These microtubules and filaments resemble those of the platelets of the peripheral blood. The microtubules are formed within the cytoplasm of the megakaryocytes without predilection of certain platelet fields. In early stages of the formation of platelet fields only a few microtubules can be detected within platelet fields which penetrate between demarcation vesicles into neighbouring platelet fields. In megakaryocytes complete marginal bundles of microtubules are rarely observed. Biochemical and functional properties of microtubules and filaments are discussed.

     

Neue Befunde über den Feinbau des Cytoplasmas von Paramecium nach Einbettung in Vestopal W

Zusammenfassung Paramecium-Zellen wurden nach einer neuen Präparationsmethode (Ryter u. Kellenberger 1958) in Vestopal W eingebettet und elektronenmikroskopisch untersucht. Die nach Methacrylat-Präparation auftretenden Polymerisationsschäden und Artefakte treten bei Vestopal-Einbettung nicht auf. Vestopal verdampft im Elektronenmikroskop kaum oder gar nicht. Alle Feinstrukturen des Cytoplasmas werden wesentlich schärfer konturiert abgebildet. Die bisher als granulär beschriebene Komponente des Cytoplasmas wird auf Grund von Dünnschnitten als granulär-fädig gedeutet, wobei eine 40–50 Å breite fädige Struktur von ein- oder angelagerten durchschnittlich 100 Å großen Granula unterschieden werden kann. Die bekannten anderen Bausteine des Cytoplasmas (Doppelmembranen, vesiculäre Elemente) werden bestätigt. Neu beschrieben werden kugelige bzw. eiförmige Komplexe aus ineinandergelagerten Doppelmembranen, deren physiologische Bedeutung noch unbekannt ist, und lokale Anhäufungen ergastoplasma-ähnlicher Strukturen. Die Echtheit feiner Doppelmembranstrukturen der Wandungen der vesiculären Elemente und der Tubuli mitochondriales wird diskutiert, die Entstehung der Mitochondrien aus Promitochondrien bestätigt.     

Vergleichende elektronenmikroskopische Studien an Glaskörper-, Zonula- und Kollagenfibrillen

Zusammenfassung Die elektronenmikroskopische Untersuchung von Dünnschnitten des Glaskörpers vom Rind erlaubt eine eindeutige Darstellung der Glaskörperfibrillen, während die interfibrilläre Substanz fast keinen Kontrast aufweist und nur selten als homogene oder feinkörnige Masse dargestellt werden konnte.Die Fibrillen sind in den zentralen Abschnitten des Glaskörpers ganz ungeordnet und bilden ein wirres Geflecht von Einzelfibrillen; in den äußeren Zonen ist eine Bündelbildung angedeutet. Die Bündel verdichten sich in der Glaskörperhülle zur Membrana hyaloidea plicata. Von ihr ziehen Einzelfibrillen durch den postlenticulären Raum zur Hinterfläche der Linsenkapsel und verschmelzen mit ihr.Die Dicke der Einzelfibrillen beträgt 60–200 Å. Eine Querstruktur ist in Form einer periodischen kontrastreicheren Anschwellung der Fibrillen angedeutet; die Länge einer Strukturperiode schwankt um einen Mittelwert von 200 Å.Die vergleichende elektronenmikroskopische Untersuchung der Dünnschnitte von Glaskörper-, Zonula- und Kollagenfibrillen des Rinderbulbus ergibt eine weitgehende morphologische Ähnlichkeit zwischen Glaskörper- und Zonulafibrillen, während zum Kollagen keinerlei Beziehungen bestehen. Daraus wird der Schluß gezogen, daß die Zonulafibrillen durch funktionelle Beanspruchung modifizierte Glaskörperfibrillen sind; beide entstammen dem Ektoderm.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen menschlicher Metaphasen-Chromosomen

Zusammenfassung Chromosomen von Mitosen im Metaphasestadium nach Colchicinbehandlung normaler menschlicher Fibroblastenkulturen wurden mit dem Elektronenmikroskop untersucht.Nach Fixierung in Glutaraldehyd und Einbettung in Epon zeigen Schnittpräparate nach Kontrastierung mit Uranylacetat als feinste erkennbare Elemente etwa 30 Å dicke, schraubig gewundene Fibrillen, die dickere, vielfach und unregelmäßig gefaltete Fibrillen von 100–150 Å Durchmesser aufbauen.Isolierte ganze Chromosomen, die zur Präparation mit hypotoner Salzlösung vorbehandelt, in Alkohol-Essigsäure fixiert und luftgetrocknet wurden, lassen stark gewundene dicke Fibrillen von 200–300 Å durchmesser erkennen, die aus schraubig gewundenen 30 Å dicken Fibrillen bestehen. In Schnittpräparaten von ähnlich vorbehandelten Chromosomen finden sich ebenfalls 200–300 Å dicke Fibrillen, die aus 30 Å dicken feineren Fibrillen in lockerer Anordnung aufgebaut sind. Der größere Durchmesser der dicken Fibrillen in hypoton vorbehandelten Präparaten könnte durch Auflockerung der feinen Fibrillen hervorgerufen sein.In allen Präparaten sind die auch lichtmikroskopisch sichtbaren primären Windungen der Chromatiden angedeutet. Die dickeren Fibrillen lassen sonst keine regelmäßige Anordnung erkennen. Längsunterteilungen im Sinne von Halb- oder Viertelchromatiden sind nicht zu sehen. In Totalpräparaten erscheint die Region des Zentromers weniger dicht, und Kinetochoren sind nicht erkennbar.Es wird die Frage diskutiert, ob nur eine kontinuierliche und vielfach gewundene Fibrille oder mehrere miteinander verflochtene Fibrillen und Stränge ein Chromatid aufbauen.

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Metaphase chromosomes of colchizinized normal human fibroblast cultures were investigated with the electron microscope.Sections of glutaradehyde fixed and epon embedded chromosomes show 30 Å thick coiled fibrils building up folded thicker fibrils of 100–150 Å diameter.Isolated total chromosomes pretreated in hypotonic salt solution, fixed in alcohol-acidic acid and air dried, show also 30 Å thick fibrils coiled into thicker fibrils of 200–300 Å diameter. Sections of similarly treated and epon embedded chromosomes show fibrils of similar dimensions but more loosely coiled than in glutaraldehyde fixed sections.Major coils also seen by light microscopy are noticeable in all preparations. No signs of longitudinal subdivisions of the chromatids are detectable. In whole mount preparations the centromere region appears as less dense and kinetochores cannot be seen.The question is discussed whether one single continuous fibril coiled to a thicker fibril which in turn is irregular folded to a strand laid into the major coils builds up a chromatid, or if many thin fibrils join together to thicker fibrils which again form thicker strands which are finally twisted together to a chromatid.

     

The suitability of some crops to infestation by the wheat aphid, Schizaphis graminum (Homoptera: Aphididae)

The suitability of some crop cultivars, planted in the Orange Free State province of South Africa, as hosts for the wheat aphid, Schizaphis graminum (Rond.), was examined in the laboratory by giving aphids tethered flight and releasing them on individual plants. Comparisons made between wheat, oats and rye and between differently aged wheat foliage, showed that wheat was more readily infested by alighting aphids than either oats or rye, on which subsequent longevity was moreover adversely affected, and that mature wheat was just as readily infested as young wheat.

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Zusammenfassung Die Eignung einiger im Oranje-Freistaat Südafrikas angebauter Getreide als Wirtspflanzen für die Weizenblattlaus Schizaphis graminum (Rond.) wurde im Laboratorium untersucht, indem flugfähige Blattläuse nach Flug an der Fessel auf den einzelnen Pflanzen freigelassen wurden.Vergleiche zwischen Weizen, Hafer und Reis zeigten, daß Weizen ein attraktiverer Wirt ist als Hafer und Reis, zumindest was die hier geprüften Kultivare anbetrifft. Läuse, die nach einem Flug von 5, 10 oder 60 Minuten auf den genannten Wirtspflanzen freigelassen wurden, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Ansiedlungsverhalten und der ferneren Lebensdauer. Während sich die Mehrzahl der Versuchstiere auf Weizen innerhalb kurzer Zeit für dauernd ansiedelte, waren die auf Hafer und Reis angesetzten ruhelos und verließen diese Wirtspflanzen leicht wieder. Die Annahme der Wirtspflanzen konnte jedoch gesteigert werden durch Verlängerung der vorangehenden Flugdauer, indem sich nach verlängerten Flügen mehr Aphiden ansiedelten als nach kurzen. Obwohl die Geflügelten alle drei Wirte besiedelten und die Produktion von Larven aufnahmen, war ihre lebensdauer auf Hafer und Reis beeinträchtigt, wo sie zwischen 10 und 24 bzw. zwischen 12 und 42 Tagen schwankte, während sie auf Weizen vergleichsweise 22–52 Tage währte. Obwohl infolge Anfangsfruchtbarkeit Weizen nach allen Flugzeiten rascher besiedelt wurde als Hafer oder Reis, so zeigte doch die Gesamtfruchtbarkeit pro angesiedelter Mutterlaus mit 21–71 Larven auf Weizen, 18–73 auf Hafer und 9–70 auf Reis keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Wirten.Beim Vergleich von Versuchsergebnissen über Fruchtbarkeit, Lebensdauer und Probeverhalten der Geflügelten, die an jungen oder reifen Weizenblätten freigelassen wurden, ergaben sich keine signifikanten Unterschiede, mit der Ausnahme, daß die Reproduktionsrate auf den jungen Blättern anfangs höher war. Es ist deshalb zu erwarten, daß die Weizenläuse im Freiland erwachsene Weizenpflanzen ebenso leicht befallen wie junge.

     

Ultrastruktur glycerinextrahierter Dünndarmmuskelzellen der Ratte vor und nach Kontraktion

Zusammenfassung Die Tunica muscularis des Dünndarms der Ratte wurde elektronenmikroskopisch vor und nach Glycerinextraktion und nach verschieden lang andauernder ATP-Behandlung untersucht. Vor und nach der Extraktion sind nur 50–80 Å breite F-Actin-Filamente in den glatten Muskelzellen nachzuweisen. Die extrahierten glatten Muskelzellen kontrahieren sich nach Zugabe von ATP. Gleichzeitig treten in der Längsrichtung der Zelle verlaufende 150–200 Å dicke Myosinfilamente auf. Während langanhaltender Inkubation mit ATP trennen sich Actin- und Myosinfilamente zunächst voneinander durch eine Art Gleitmechanismus, da die Actinfilamente noch an der Zellmembran verhaftet bleiben, die Myosinfilamente sich aber verschieben. Dann lösen sich die Actinfilamente von der Zellmembran und Actin- und Myosinfilamente bilden ein dichtes Netzwerk im Zentrum der Zelle. In der Umgebung dieses Netzwerkes verbleiben feine Filamente mit einem Durchmesser von 20–30 Å.

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Ultrastructure of glycerinated small intestine muscle cells of the rat before and after contraction

Summary Tunica muscularis of the rat's small intestine was studied electron microscopically before and after glycerol-extraction and at various times after ATP treatment. Before and after extraction only F-actin-filaments with a diameter of 50–80 Å could be found in smooth muscle cells. Dense bodies disappear during extraction. Glycerinated smooth muscle cells contract when ATP is added. At the same time thick filaments with a diameter of 150–200 Å appear, which probably represent myosin filaments, running longitudinally within the cells. During prolonged ATP treatment actin and myosin filaments first separate from each other by a sort of sliding mechanism because actin filaments are still bound to the cell membrane while myosin filaments move. Then actin filaments are drawn off from the cell membrane and actin and myosin filaments assemble in an intricate network of filaments in the central part of the cell. Around this network fine filaments with a diameter of 20–30 Å remain.

Für die technische Mithilfe danke ich Frau Karla Struwe.     

Habitatwahl nachtziehender Kleinv?gel bei Bodennebel

Zusammenfassung Nachtzieher brechen ihren Zug gewöhnlich während der Nacht oder vor Sonnenaufgang ab und landen meist in ihren artspezifischen Habitaten. Um Einblicke in das Verhalten von Nachtziehern während und nach der Landung zu erhalten, wurde die Habitatwahl von Kleinvogelarten während Bodennebel in verschiedenen Habitaten am Ufer des Neuenburgersees nach Fänglingen untersucht. Vögel, die den See überfliegen, treffen zuerst auf die Düne und den Schilfgürtel. Rotkehlchen, Amsel und Mönchsgrasmücke, die auf Gehölze angewiesen sind, wurden bei Bodennebel in höheren absoluten und relativen Zahlen auf der Düne und im Schifgürtel gefangen als ohne Bodennebel. Der typische Schilfbewohner Teichrohrsänger war dagegen bei Bodennebel noch stärker auf den Schilfgürtel konzentriert als ohne Bodennebel, während der Zilpzalp als überwiegender Tagzieher und eine Gruppe von gehölzbewohnenden Standvögeln keine Unterschiede in der Habitatwahl mit und ohne Bodennebel zeigten. Dies deutet darauf hin, daß die optische Erkennbarkeit der Habitate eine große Rolle bei der nächtlichen Habitatwahl spielt. Die tageszeitlichen Fangmuster und die Fettscores weisen darauf hin, daß die meisten Rotkehlchen, die im Schilfgürtel gefangen wurden, und viele, die auf der Düne auftraten, in der vorhergegangenen Nacht gezogen sind. Die meisten Rotkehlchen verließen den Schilfgürtel gleich nach Tagesanbruch mit und ohne Bodennebel, während Rotkehlchen auf der Düne damit bis zur Auflösung des Nebels zuwarteten.

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Habitat selection of night-migrating passerines during ground fog

Night migrants generally terminate migration during the night or before sunrise and usually land in their species-specific habitats. In order to get insights into their behaviour during and after landing, habitat selection of small passerines was examined during ground fog in a sequence of habitats at the shores of Lake Neuchâtel. On days with ground fog,Erithacus rubecula,Turdus merula andSylvia atricapilla, depending on wood and bushes, were caught in higher relative and absolute numbers on the dune and in the reed-beds which they meet first when flying across the lake, than on days without ground fog.Acrocephalus scirpaceus, a typical reed species, however, was more concentrated in the reed-belt during ground fog than without fog. A day-migrant and a group of sedentary species showed no significant differences. This indicates that visual cues are important when selecting habitats during nocturnal landing. The diurnal distribution of captures and the fat scores ofErithacus rubecula indicate that most individuals caught in the reed-bed and many on the dune had been migrating the previous night. During the first day-light hours, Robins in the reed-bed disperse, probably to more appropriate habitats, irrespective of fog, while Robins that have landed on the dune wait until fog has dissolved.

     

Die Histochemie des Chloridraumes im zentralen und peripheren Nervensystem

Zusammenfassung Histochemische Untersuchungen über die Chloridverteilung im Nervensystem der Ratte wurden mit einer Modifikation der Komnickschen Methode für den lichtmikroskopischen Chloridnachweis durchgeführt. Die Ergebnisse in der Hirnrinde zeigten, daß die Perikarya und Fortsätze der Nervenzellen frei von Reaktionsprodukten sind, während die übrige graue Substanz gleichmäßig dichte Chloridniederschläge aufweist. Diese Befunde sprechen dafür, daß der intrazelluläre Gliaraum dem physiologischen Chloridraum des Gehirns von 30–40% des Gesamtvolumens zuzurechnen ist. Auch in peripheren Nerven weist das Schwannsche Cytoplasma einen hohen Chloridgehalt auf, während Axon und Markscheide praktisch frei von Reaktionsprodukten sind.In Übereinstimmung mit Vernadakis u. Woodbury (1965) wird der cytoplasmatische Gliaraum als das langsam äquilibrierende Kompartiment des cerebralen Chloridraumes aufgefaßt. Die Ergebnisse weisen auf die Bedeutung der Gliafunktion für den Elektrolytstoffwechsel des Nervensystems hin.

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Histochemistry of chloride space in the central and peripheral nervous system

Summary Histochemical investigations on the distribution of chloride in the rat nervous system were performed by a modification of Komnick's method for light microscopy. The results revealed in the cerebral cortex the perikarya and processes of nerve cells free of reaction products, while the remaining gray matter showed very densely packed precipitations. These observations claim for the participation of the cytoplasmic glial space in the total 30–40 percent chloride space of the brain. In peripheral nerves a high chloride content is also demonstrated in Schwann's cytoplasm; axons and myelin sheaths are almost free of reaction products.According to Vernadakis and Woodbury (1965) the glial space is considered to represent the slowly equilibrating compartment of cerebral chloride space. The findings refer to the significance of neuroglial function in nervous electrolyte metabolism.

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Herrn Prof. Dr. med. Kurt Goerttler zum 70. Geburtstag gewidmet.

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Auszugsweise vorgetragen auf der 13. Jahrestagung der Vereinigung Deutscher Neuropathologen und Neuroanatomen e.V., 12.–14. Oktober 1967 in Düsseldorf.     

Beobachtungen an den Flamingobrutpl?tzen Afghanistans

Zusammenfassung Die afghanischen Flamingobrutplätze am Ab-e-Istada und in der Dasht-e-Nawar wurden während der Jahre 1970–72 regelmäßig besucht. In diesen Zeitraum fiel eine extreme Dürre, in deren Folge beide Seen 1971 völlig austrockneten. In der Dasht-e-Nawar hatte sich der Wasserstand nach zwei Jahren noch nicht soweit normalisiert, daß eine erfolgreiche Flamingobrut stattfinden konnte.Am Ab-e-Istada begannen die Flamingos 1970 und 1972 zwar das Brutgeschäft, wurden aber durch Menschen vergrämt, denen niedriger Wasserstand Zutritt zur Brutinsel ermöglichte. Für diesen See konnteCharadrius leschenaultii als Brutvogel neu nachgewiesen werden.Weiterhin werden Beobachtungen zur Unterwasserfauna und Beobachtungen von Herbstdurchzüglern mitgeteilt.

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Observations at breeding-places of Flamingoes in Afghanistan

Summary The Afghan breeding-places of the Greater Flamingo Ab-e-Istada and Dasht-e-Nawar were regularly visited during 1970–1972. An extreme drought evaporated both lakes in 1971. In the Dasht-e-Nawar the water-level had not normalized after two years to allow the flamingoes' breeding.On the Ab-e-Istada flamingoes attempted breeding in 1970 and 1972 but were disturbed by men, who were able to ford to the breeding-island.Charadrius leschenaultii could be shown to breed on this lake.Notes on the waterfauna and observations of migrating birds are given.

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Herrn Prof. Dr.Günther Niethammer in dankbarer Erinnerung gewidmet.     

Moderne Methoden in der Gräserzüchtung

Zusammenfassung Nach Erörterung der augenblicklichen Lage in der Gräserzüchtung werden, methodische Versuche geschildert, die in Müncheberg an Glatthafer und Knaulgras in den Jahren 1948–1953 durchgeführt wurden. Sie erstrecken sich auf die Anwendung der Auslesezüchtung und des Inzucht-Heterosis-Verfahrens auf Wildmaterial der genannten Arten.Die Ergebnisse der Versuche bestehen darin, daß es möglich ist, mit Hilfe einfacher Auslese zu Stämmen mit höherer Leistung zu gelangen, daß aber in der Anwendung der Heterosiszüchtung sehr viel größere Möglichkeiten liegen. Es wurden einzelne Inzuchtlinien aufgefunden, die nach Kreuzung mit beliebigen anderen Linien eine Ertragssteigerung von 35 und 40% gegenüber dem Mittel der heute im Handel befindlichen Sorten ergaben.Zum Schluß werden als Konsequenz aus den Versuchen Wege aufgezeigt, wie die Gräserzüchtung gestaltet werden muß, um sicher zu ertragreichen neuen Sorten zu kommen.Mit I Textabbildung.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am sympathischen Nervensystem des Menschen

Zusammenfassung Lumbale Sympathicusganglien von Patienten mit arteriosklerotischen Durchblutungsstörungen der unteren Extremitäten wurden operativ entfernt und in Daltonscher Lösung sowie in KMnO_h4 (Luft) fixiert. Das Material wurde dann in Aceton entwässert und in Vestopal W eingebettet. Die Schnitte wurden mit einem Porter-Blum-Mikrotom hergestellt, mit Urany-loder Bleiacetat nachkontrastiert und mit einem Elmiskop I untersucht.Die Neurone zeigen runde oder ovale, verhältnismäßig helle Kerne mit glatter oder welliger doppelter Kernmembran. Diese enthalten viele 53 m breite Poren. Der Nucleolus setzt sich aus dunklen und hellen Zonen zusammen; in den dunklen Zonen befinden sich 170 Å dicke Filamente. Im Nucleoplasma wurden 57–70 Å dicke Filamente und einige etwa 150 m große sternförmige Ansammlungen von Kernsubstanzen beobachtet, die als Chromatinteile gedeutet werden. Die Profile des endoplasmatischen Retikulums sind nach OsO₄-Fixierung stark erweitert, nach KMnO₄-Fixierung jedoch eng gestellt. Diese Membranen sind unregelmäßig im Cytoplasma verteilt und zeigen meistens vesiculäre Form. Nur selten wurden kleine Tubuli angetroffen, manchmal im Bereich von Nissl-Schollen, an deren Aufbau Ribosomen und Membranen beteiligt sind. Die Ribosomen kommen teilweise frei im Cytoplasma, teilweise an Membranen gebunden, vor. Sie fehlen im Abgangsteil des Axons aus dem Zellkörper. Die Erweiterung des endoplasmatischen Retikulums nach OsO₄- und die Engstellung nach KMnO₄-Fixierung bei demselben Individuum wurde als eine spezielle Reaktion dieser Nervenzellen auf die Fixierung bei alten Patienten mit Durchblutungsstörungen gedeutet. Ein Artefakt konnte jedoch nicht ausgeschlossen werden.In den Golgi-Membranen, aber auch entfernt von diesen erscheinen Granula (Durchmesser von 50–114 m). Einige Granula weisen eine Kapsel und ein relativ dichtes Zentrum auf, das von einer helleren Zone umgeben ist. Gruppen von gleichmäßig dunklen Granula mit einem maximalen Durchmesser von 70 m können entfernt von der Golgi-Zone liegen. Daneben wurden besonders nach KMnO₄-Fixierung in allen Cytoplasmazellen multivesicular bodies beobachtet. Die Granula in den Golgi-Zonen können vielleicht als eine Form von Neurosekret der sympathischen Neurone angesehen werden, zumal diese den Granula in den sympathischen Axonen und in anderen Zellen mit neurosekretorischer Aktivität ähneln.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung (1961/62). Ass. Prof. of Neuropathology of New York University, USA (on leave of absence). — Für freundliche Unterstützung danke ich Herrn Prof. Dr. W. Schwarz. Fräulein Barbara Finck, Frau Sybille Shunnar und Herrn E. Liersch bin ich für technische, Frau Ingrid Wolff für photographische Hilfe, Frau Dorothea Benisch für Unterstützung bei der Herstellung des Manuskriptes zu Dank verpflichtet.     

Über Vorkommen und zahl von Muskelspindeln in inneren Kehlkopfmuskeln des menschen (m. cricoarytaenoideus dorsalis,m. cricothyreoideus)

Zusammenfassung Im Zusammenhang mit der Frage nach der Bedeutung propriozeptiver Reflexe für die Phonation wurden in lückenlosen Schnittserien das Vorkommen, die Zahl und die Verteilung von Muskelspindeln im M. cricoarytaenoideus dorsalis und im M. cricothyreoideus des Menschen untersucht.Der M. cricoarytaenoideus dorsalis enthält regelmäßig Muskelspindeln. Ihre Zahl ist mit 3–5 Spindelorganen pro Muskel gering.Von vier untersuchten Mm. cricothyreoidei (Pars recta) war nur in 2 Fällen je eine Muskelspindel nachweisbar.Die inneren Kehlkopfmuskeln des Menschen gehören zu den spindellosen und spindelarmen Muskeln. Die Einstellung ihrer Spannung erfolgt nicht wie bei vielen anderen Muskeln unter dem Einfluß eines einfachen spinalen Regelkreises, sondern muß vorwiegend von höheren Zentren bewirkt werden.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Studî sulla durata del periodo cinetico ed intercinetico in embrioni di pollo incubati a differente temperatura

Zusammenfassung Ich habe mir vorgenommen zu bestimmen, in welchem Maße die Dauer der mitotischen und intermitotischen Perioden beim Hühnerembryo durch die Temperatur der Umgebung beeinflußt wird. Zu diesem Zweck habe ich eine indirekte Methode angewandt. Es wurde die Zahl der Mitosen des Neuralrohrs (bzw. bei älteren Embryonen der ganzen Neuralanlage) bestimmt. Die Zählung erfolgte an Embryonen gleichen Entwicklungsgrades (Hühnerembryonen mit 12, 12–13, 14–15, 18 Urwirbelpaaren), die bei verschiedenen Temperaturen bebrütet worden waren. Von jedem Stadium wurden zwei Embryonen bebrütet, der eine bei 31°–32°, derandere bei 41°–42°, und zwar der erstere doppelt so lange als der zweite. Beide erreichten so denselben Entwicklungsgrad (äußere Form, Zahl der Urwirbel). An den in lückenlose Serien zerlegten Embryonen nabe ich die absolute und relative Zahl der Mitosen im Nervensystem bestimmt; die relative Zahl (mitotischer Koeffizient) ergibt sich aus dem Verhältnis der Zahl der in einem Schnitt enthaltenen Mitosen zu dessen (mittels Planimeter bestimmtem) Flächeninhalt. Aus meinen Bestimmungen ergibt sich, daß die absolute und relative Zahl der Mitosen der bei den verschiedenen Temperaturen gelhaltenen Embryonen verhältnismäßig geringe Differenzen aufweist (bei den Embryonen mit 12 Ursegmentpaaren differiert die relative Zahl zwischen 1,69 und 1,79, bei den Embryonen mit 18 Ursegmentpaaren zwischen 1,34 und 1,42), sie beruhen wahrscheinlich auf individueller Variation.Wenn man erwägt, daß bei den unter niederer Temperatur bebrüteten Embryonen die Entwicklungsdauer das doppelte gegenüber den Kontrolltieren betrug (Koeffizient q₁₀ = 2), so können wir daraus schließen, daß die genannten unbedeutenden Differenzen nicht auf die Temperatur zu beziehen sind. Da aus meinen früheren Untersuchungen hervorgeht, daß die Dauer der Mitosen von in vitro gezüchteten Zellen des Hühnerembryos zeitlich eine Funktion der Temperatur ist, scheint mir der Schluß berechtigt, daß die für die mitotischen und intermitotischen Perioden geltenden Zeiten in gleichem Maße durch die Temperatur der Umgebung verkürzt bzw. verlängert werden.     

Weitere Untersuchungen zur Feinstruktur und Innervation des Pinealorgans von Passer domesticus L.

Zusammenfassung Im Parenchym der Epiphysis cerebri von Passer domesticus kommen Nervenzellen vor. Ihre Neuriten ziehen im langgestreckten Epiphysenstiel zur Commissura habenularum. Im proximalen Endabschnitt des Epiphysenstiels wird ein Teil dieser Fasern myelinisiert. Zwischen die Nervenfasern schieben sich zahlreiche Pinealocytenausläufer; synaptische Bänder helfen die letzteren eindeutig zu identifizieren. Im Bereich der synaptischen Bänder liegen: 1. 300 Å Vesikel, 2. 300 Å Vesikel und 800–1200 Å Granula, 3. nur 800–1200 Å große granulierte Vesikel. Die Tatsache, daß in Pinealocytenausläufern nebeneinander synaptische Bänder und Granula vorkommen, und daß apikal in zilientragenden Zellen ebenfalls Granula nachweisbar sind, spricht dafür, daß bei Passer domesticus ein Pinealzelltyp sensorische und sekretorische Strukturmerkmale besitzen kann. Außerdem werden Kontaktsynapsen beobachtet; ihre praesynaptischen Fasern enthalten die gleichen Strukturelemente wie die Fasern mit synaptischen Bändern. Die Zahl der Mikrofibrillen und Mikrotubuli variiert in den Pinealocytenausläufern, in den postsynaptischen Dendriten und in den Neuriten so stark, daß es mitunter schwierig ist, diese Fortsatztypen einwandfrei zu unterscheiden und die Zahl der zum Gehirn ziehenden Neuriten exakt zu ermitteln.Efferente sympathische Nervenfasern dringen in die Bindegewebssepten der Epiphyse ein. Sie enthalten Granula mit einem Durchmesser von 300–500 Å und 800–1200 Å. Nach Injektion von Nialamid zeigen beide Granulatypen einen elektronendichten Kern. Mikrospektrographisch ist Serotonin und Noradrenalin in diesen Nervenfasern nachweisbar. Das Material dieser Studie enthält keinen fluoreszenzmikroskopischen oder elektronenmikroskopischen Hinweis darauf, daß die sympathischen Nervenfasern durch die Basalmembran in den Zellverband des Epiphysenparenchyms eintreten. Im elektronenmikroskopischen Bild haben manche Pinealocytenausläufer eine Ähnlichkeit mit autonomen Nervenfasern.Die funktionelle Bedeutung der Vogelepiphyse als photo-neuro-endokrines Organ wird diskutiert.

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Further investigations on the structure and innervation of the pineal organ of Passer domesticus L.

Summary The pineal organ of Passer domesticus contains nerve cells within its parenchyma. Axons of the nerve cells run within the elongated stalk of the pineal organ to the habenular commissure. At the proximal end of the stalk, some axons become myelinated. In the stalk, the axons intermingle with pinealocyte processes containing synaptic ribbons. The synaptic ribbons are in contact with (1) vesicles with a diameter of 300 Å; (2) 300 Å diameter vesicles and 800–1,200 Å diameter dense-core granules; or (3) the dense-core granules only. Dense-core granules are also present in pinealocytes with 9+0 type cilia. These results suggest that sensory and secretory structures are present in the same pineal cell type. Furthermore, conventional synapses are present between receptor and nerve cells: The presynaptic fibers have the same structure as the fibers containing synaptic ribbons. The numbers of microfibrils and microtubules vary among postsynaptic fibers (dendrites), the pinealocyte processes, and the neurites. Thus it is difficult to obtain an exact count of the number of axons running to the brain.Efferent sympathetic nerve fibers enter the pineal organ associated with the connective tissue surrounding blood vessels. The fibers show granules of 300–500 Å diameter or 800–1,200 Å diameter. After nialamide injection, both types of granules contain a dense core. Microspectrographically serotonin and noradrenaline are demonstrated in the sympathetic nerve fibers. There is no evidence found in the material of this study to suggest that sympathetic nerve fibers perforate the basement membrane and enter the parenchymal cell complexes of the pineal organ. Pinealocyte processes and sympathetic nerve fibers often show a very similar ultrastructural pattern.The role of the avian pineal organ in photo-neuro-endocrine regulation is discussed.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

The effect of acclimation and glycerol injection on mortality and pupation in larvae of Ephestia kuehniella after exposures at low temperatures

Larvae of Ephestia kuehniella acclimated at 0° and 6° showed greater ability to survive at –10° or –6° than larvae transferred directly from 20°. Injection of glycerol further increased the survival rate.Acclimation did not affect the ability to pupate after exposure at low temperatures. Regardless of previous acclimation increasing larval mortality rates, however, were always accompanied by reduced ability of surviving larvae to pupate.

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Zusammenfassung Bei 0° und 6° takklimatisierte Larven von Ephestia kuehniella zeigten ein größeres Vermögen, niedrige Temperaturen, –10° und –6°, zu überleben als Larven, die unmittelbar von 20° übertragen wurden. Eine Injektion von Glyzerol hatte eine noch größere Wirkung auf das Überlebensvermögen als die Akklimatisation.Das Verpuppungsvermögen der überlebenden Larven nahm nach verlängerter Expositionszeit bei –10° und –6° ab. Ungefähr dasselbe Verhältnis wurde zwischen Mortalität und Verpuppung gefunden, ohne Beziehung auf frühere Akklimatisierungs- oder Versuchstemperaturen.Es scheint daher, daß nur das Überlebensvermögen und nicht die Verpuppungsfähigkeit von der Akklimatisierungstemperatur beeinflußt wird.

     

Maternal age as an ecological factor in the population dynamics of the European corn borer, Ostrinia nubilalis

The influences of maternal age on egg hatchability in the laboratory, and on larval survival on host plants in the field of the European corn borer were studied.Maternal age had no effect on egg fertility, but the failure of fully developed embryos to hatch increased with the increase of the female's age.On host plants, the number of surviving larvae hatched from eggs laid by 2-day old moths was higher than those from eggs laid by 6-day old moths. But the influence of maternal age was apparent only during early larval life; it was not apparent in the later larval stages, possibly because the weaker larvae had been eliminated within the first few days after hatch.The maternal influence on larval survival was more pronounced among the young larvae living on a borer-resistant host than among those on a borer-susceptible host. The general implication of this observation is discussed.

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zusammenfassung Es wurde das Schlüpfen von Eiern des Maiszünslers untersucht, die von Weibchen verschiedenen Alters (von 1 bis 6 und 7 oder mehr Tagen) abgelegt worden waren. Die Ergebnisse zeigen eine beständige Zunahme des Versagens der Schlüpffähigkeit voll entwickelter Embryonen mit der Zunahme des Weibchen-Alters.Zwei Maissorten, eine Maiszünsler-resistente und eine Maiszünsler-anfällige, wurden mit einer bestimmten Anzahl von Eiern mit weit entwickelten Embryonen infiziert. Die Eier stammten von 2 und von 6 Tage alten Weibchen. Die Anzahl der auf den Pflanzen überlebenden Larven, die 1, 4 und 6–7 Wochen nach der Infektion geprüft wurde, war bei denen aus Eiern von 2 Tage alten Müttern größer als bei solchen aus Eiern der 6 Tage alten Falter. Die Beobachtungen lassen vermuten, daß das Mutter-Alter die Lebensfähigkeit der Larven während der allerersten Tage nach dem Schlüpfen beeinflußt. In den späteren Stadien wurden mütterliche Effekte nicht nachgewiesen, wahrscheinlich weil dann die schwächeren Individuen während der frühen Larvenzeit bereits ausgemerzt wurden.Die Wirkung des Alters der Mutter auf das Überleben ihrer Larven war auf einer Maiszünsler-resistenten Sorte deutlicher ausgeprägt als auf einem anfälligen Wirt. Der Einfluß suboptimaler Bedingungen auf die Manifestation der Wirkungen des Mutter-Alters werden diskutiert.

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Paper no. 6758, Scientific Journal Series, Minnesota Agricultural Experiment Station. St. Paul, Minnesota 55101, U.S.A.     

Der Feinbau des Spermatozoids von Sphaeroc arpos donnellii Aust. (Hepaticae)

Zusammenfassung Das reife, aus dem Antheridium entlassene Spermatozoid setzt sich aus den drei Abschnitten: Kopfteil, Kernabschnitt und dem daran anschließenden Plasmastück zusammen. Im Kopfabschnitt entspringen die beiden Geißeln. Jede Geißel zeigt den typischen Aufbau von neun randlichen Doppelfibrillen um zwei zentral gelegene Fibrillen. Zwischen den peripher und zentral liegenden Fibrillen, deren Durchmesser etwa 200 Å beträgt, bestehen Verbindungen, die zum Teil als etwa 70 Å breite, hohl erscheinende Fibrillen ausgebildet sind. Die Geißel wird von einer etwa 100 Å dicken Doppelmembran umgrenzt. Im Kopfabschnitt befindet sich ein membranhaltiger Körper, der als stark umgewandeltes Mitochondrium oder als Plastide anzusehen ist.Der Kernteil wird fast ganz von dem höchstens 0,4 breiten und etwa 13 langen Kern eingenommen. In der dichten Kernsubstanz sind etwa 25–40 Å breite Fibrillen erkennbar, die gelegentlich eng zu dickeren Bündeln zusammengepackt sein können. Eine typisch ausgebildete doppelte Kernmembran fehlt. Selten läßt sich eine nur 40–60 Å breite, stark kontrastierbare Linie feststellen, die möglicherweise als extrem reduzierte Abgrenzungsmembran des Kerns gedeutet werden kann. Zwischen dem Kern und der das ganze Spermatozoid umschlie\enden, doppelten, etwa 80–100 Å dicken Membran, die als etwas verbreitertes Plasmalemma anzusehen ist, kann sich ein schmaler Cytoplasmastreifen einschieben.Das Plasmastück umfaßt den großen Leukoplasten, Mitochondrien, Membranen des endoplasmatischen Reticulums, multivesikuläre Körper, kleinere Vesikel und gelegentlich Vacuolen. Im Innern des Leukoplasten befinden sich zahlreiche, bis zu 0,2 große Stärkekörner und nur selten einige Reste des Membransystems. Die Mitochondrien besitzen im Vergleich zu den entsprechenden Zellorganen der Spermatiden eine oft stark veränderte Struktur. Ferner treten im Plasmastück Körper auf, die von einer Doppelmembran umgeben sind und in ihrem Innern Doppelmembranen aufweisen. Sie gleichen in ihrem Bau völlig dem membranhaltigen Körper im Kopfabschnitt und dürften stark umgeformte Mitochondrien oder Plastiden darstellen.Unmittelbar unter der Spermatozoidmembran befindet sich eine für Pflanzenzellen ungewöhnliche Struktur, die als Fibrillenscheide bezeichnet wird, und die sich meistens vom Kernabschnitt bis in das Plasmastück der Zelle ausdehnt. Die 400–800 Å dicke Fibrillenscheide besteht aus bis zu 30 nebeneinander liegenden, hohl erscheinenden Fibrillen mit einem Durchmesser von etwa 180–220 Å. Die beiden endständigen Fibrillen jeder Scheide besitzen einen größeren Durchmesser von etwa 300 Å. Die Fibrillen werden von einer Doppelmembran gegen die Spermatozoidmembran und andere Teile der Zelle abgegrenzt.Spätestens beim Eindringen des Spermatozoids in den geöffneten Archegonhals wird das Plasmastück abgestreift. Das bis zur Eizelle vorgedrungene Spermatozoid besteht nur noch aus dem Kopfabschnitt und dem anschließenden Kernteil.

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The fine structure of the spermatozoid of Sphaeroc arpos donnellii Aust. (Hepaticae)

Summary The structure of the spermatozoid of the liverwort, Sphaerocarpos donnellii, was investigated under the electron microscope after fixation in potassium permanganate, osmium tetroxide or glutaraldehyde with postfixation in osmium tetroxide. Mature, newly emerged spermatozoids consist of three parts: Head end, nuclear piece and the attached cytoplasmic part. The two flagella originate in the head end. They show the typical structure of nine outer double fibers around two fibers in the middle. Connections exist between the central and the outer fibers. At least to some extent they are composed of thin, tubular fibers, about 70 Å in diameter. The head end contains a body which may be regarded as a modified mitochondrion or a plastid.Nearly the whole space of the nuclear piece is occupied by the nucleus, with a length of a about 13 and a thickness up to 0,4 . The dense nuclear content shows above all, approximately 25–40 Å thick fibers, which are often packed closely together. A typical double membrane as nuclear envelope is not recognizable. Rarely one observes a dark line, not thicker than 40–60 Å which may be interpreted as limiting membrane of the nucleus. A thin band of cytoplasmic material may be interposed between the nucleus and the double membrane, which has a thickness of about 80–100 Å and surrounds the whole spermatozoid.The cytoplasmic piece includes the big leucoplast, mitochondria, membranes of the endoplasmic reticulum, multivesicular bodies, small vesicles and occasionally vacuoles. The interior of the leucoplast is filled with numerous starch granules, up to 0,2 in diameter. Only rarely some remains of the thylacoid system appear. The mitochondria show a modified fine structure compared with the corresponding organelles in the spermatids. The cytoplasmic end comprises bodies which are limited by a double membrane and which contain double membranes. They are absolutely alike the membraneous body in the head piece and have to be regarded as modified mitochondria or plastids.Immediately below the membrane of the spermatozoid one recognizes a structure, named Fibrillenscheide=fibrous sheath, which in most cases expands from the nuclear piece into the cytoplasmic part. The 400–800 Å thick fibrous sheath consists of up to 30 fibers lying side by side, each with a diameter of about 180–220 Å. The fibers at both ends of the fibrous sheath possess a diameter of about 300 Å. A double membrane encloses all the fibers together and separates them from the limiting membrane and other components of the spermatozoid.The cytoplasmic end is lost, at the latest when the spermatozoid enters the open neck canal of the archegonium. The spermatozoid which has reached the egg cell is composed only of the head end and the nuclear piece.

     

Wirkung von arteigenem Epiphysenhomogenat auf das Endokrine System männlicher Küken

Zusammenfassung Durch 28 Tage hindurch erhielten männliche Italiener-Küken vom 3. Lebenstag ab täglich das Homogenat von je 60 Epiphysen von Eintagsküken injiziert. Zu Ende der Versuchsdauer wurden die inkretorischen Organe von Versuchstieren und Kontrollen fixiert und das Volumen ihrer Kerne bestimmt. Dabei ergab sich eine signifikante Verkleinerung der Regelzellkerne von Thyreoidea, Interrenalorgan und Interstitium. Die Zellkerne von Parathyreoidea und Pankreas erfuhren eine verhältnismäßig geringe Volumvergrößerung. Körpergewicht und Hodengröße waren bei den Versuchstieren durchschnittlich geringer als bei den Kontrollen. Die Involution der Bursa f abricii war bei den Versuchstieren auffällig beschleunigt.