Über die chemische und photodynamische Wirkung von Neutralrot auf die Rotationsströmung beiHordeum vulgare L.

Zusammenfassung Die chemische und photodynamische Neutralrotwirkung auf die Rotationsströmung wurde in Abhängigkeit von den Absorptionsmaxima des Farbstoffes untersucht. Als Material dienten die Wurzelhaare der Gerste (Hordeum vulgare L.). Die Wurzelhaare wurden mit monochromatischem Licht verschiedener Wellenlängen (455, 499, 524, 553 und 654 nm) belichtet, dessen Wirkung auf die Kontrolle (nicht angefärbte Wurzelhaare) und die angefärbten Wurzelhaare getrennt verfolgt wurde.Die Kontrollwerte ergaben, daß das monochromatische Licht je nach dessen Wellenlänge eine verschiedene Wirkung auf die Rotationsströmung ausübte. Das blaue (455 nm) und das dunkelgrüne Licht (524 nm) induzierten die betonteste Stimulationswirkung. Das Rotlicht (654 nm) führte zu einer weit geringeren Stimulation der Rotation.Die Neutralrotwirkung war vom Absorptionsspektrum des Farbstoffes abhängig, jedoch mußte bei der Besprechung der Ergebnisse auch das Verhalten der nicht angefärbten Wurzelhaare unter monochromatischer Belichtung beachtet werden. Festzustellen ist, daß die betonteste Rotationshemmung im Dimeren-Bereich des Absorptionsspektrums des Farbstoffes (500 nm) stattfand. Sie ist der durch das Neutralrot induzierten photodynamischen Wirkung zu verdanken. In den Wellenlängen entsprechend der Maximalabsorption der Farbmoleküle (450 nm) und der monomeren Farbkationen (530 nm) war die photodynamische Wirkung schwächer als im Absorptionsbereich der dimeren Farbkationen. Im hellgrünen (V-Bande, 540–550 nm) und besonders im roten Licht (654 nm) fand vorzugsweise ein chemischer Neutralroteinfluß statt.Die erhaltenen Ergebnisse berechtigen zu der Annahme, daß das Neutralrot durch Adsorption labil an die kontraktilen Proteine des Cytoplasmas gebunden vorliegt. Die festgestellte betonte Hemmung im blaugrünen Licht (500 nm) läßt vermuten, daß der in dimerer Form an Proteine adsorbierte Anteil des Neutralrot eine besonders wichtige Rolle beim Zustandekommen des photodynamischen Effektes spielt.

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The chemical and photodynamic action of neutral red on rotational streaming in barley (Hordeum vulgare L.) root hairs

Summary The chemical and photodynamic action of neutral red on rotational streaming was studied in relation with absorption maxima of the dye. The barley (Hordeum vulgare L.) root hairs were employed. They were iluminated with monochromatic light of different wavelengths (455, 499, 524, 553, and 654 nm) and their effect were separately recorded both for control (root hairs without dye) and stained root hairs.The data from the control show, that monochromatic light has a different action on rotational streaming depending of its wavelength. The blue light (455 nm) and the dark green light (524 nm) has brought about a higher stimulation of rotational streaming. The red light (654 nm) has stimulated the rotational streaming in a little extent.The effect of neutral red was in relation with the absorption spectrum of the dye, but the discussion of the results must take into account also the behaviour of the control in the monochromatic light. The data show that the strongest inhibition of rotational streaming took place in the dimere region (500 nm) of the dye absorption spectrum. This inhibition was due to photodynamic action of neutral red. In the wavelengths corresponding to maximum absorption of light by the molecule (450 nm) and monomere (530 nm) of neutral red, the photodynamic action was weaker than in the dimere region of the spectrum. In light-green (540–550 nm) and especially in red (654 nm), only the chemical effect of neutral red was shown.The obtained data show that the neutral red is probably labile adsorbed on the cytoplasmic contractile proteins. The strongest inhibition in blue green light (500 nm) also points out that the proportion of neutral red adsorbed as a dimere on the proteine molecule plays an especial role in the promotion of photodynamic effect.

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Die Unkosten dieser Arbeit wurden von der Akademie der S.R. Rumänien getragen. Für die wertvollen Hinweise und Anleitungen sprechen wir unserem Lehrer, Prof. Dr.Emil pop, den herzlichsten Dank aus.     

Untersuchungen zur lichtinduzierten Hemmung der Ascosporenbildung bei Saccharomyces cerevisiae

Zusammenfassung Die Ascosporenbildung wird durch sichtbares Licht in zweifacher Weise beeinflußt, a) durch Blockierung der Ascusbildung in einem Teil der Zellen (= 1. Lichteffekt) und b) durch Verzögerung des Sporulationsbeginns (=2. Lichteffekt). Der wirksame Spektralbereich im sichtbaren Bereich des Spektrums liegt bei Wellenlängen um 400–500 nm, während Rotlicht keinen Einfluß ausübt. Der 1. Lichteffekt (Hemmung der Sporulation) ist anscheinend unspezifischer Natur, betrifft z. B. nicht spezifisch die Meiose, da Licht während der vormeiotischen Periode der Sporulationskultur gleich stark wirkt wie Licht, das erst während und nach der Meiose eingestrahlt wird. Bei Belichtung beider Abschnitte wird etwa die doppelte Wirkung erzielt. Das Ausmaß der Hemmung ist unabhängig von der Dauer der Vorkultur. Dagegen ist der 2. Lichteffekt (Verzögerung des Sporulations-beginns) stärker bei Zellen aus der 1. Vermehrungsphase der Vorkultur als bei solchen aus der zweiten und betrifft offenbar Prozesse, die mit der Assimilation, nicht aber mit der Oxidation von C2-Körpern wie Äthanol (Vorkultur) bzw. Acetat (Sporulationskultur) zusammenhängen. Dies wird aus folgenden Ergebnissen geschlossen: nur geringfügige Hemmung der O₂-Aufnahme, Möglichkeit der Unterdrückung der 2. Vermehrungsphase durch Belichtung der Vorkultur und lichtbedingte Hemmung des in der Anfangsphase der Sporulationskultur erfolgenden Wachstums. Die Hemmung der Äthanol-bzw. Acetatassimilation läßt sich jedoch nicht oder nicht allein aus einer nur vergleichsweise geringen lichtinduzierten Aktivitätserniedrigung der Glyoxylatcyclusenzyme erklären.

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Studies on the light-induced inhibition of ascospore formation in Saccharomyces cerevisiae

Summary Visible light influences sporulation in two different ways: a) by completely blocking ascospore formation in a varying percentage of the cells dependent on the intensity and duration of illumination, and b) by delaying the onset of sporulation. Blue light (400–500 nm) is found to be responsible for both these effects while red light (600–700 nm) is ineffective. The first effect of light i.e. the inhibition of ascospore formation seems to be nonspecific. There is e.g. no specific effect on meiosis, since the inhibition of sporulation is the same whether the illumination is given during the premeiotic period or during the meiotic and postmeiotic period. The inhibition is twice as high when the cells have been illuminated during both periods. The extent of inhibition is independent of the length of the preculture. On the other hand, the second effect of light (delay of sporulation onset) is stronger with cells from the first phase than with those from the second phase of exponential growth. This effect seems to be concerned with processes of assimilation of C2-compounds such as ethanol (preculture) or acetate (sporulation culture), respectively, but it has nothing or almost nothing to do with the oxidation of these compounds. This is concluded from the following results: only little inhibition of O₂-consumption, light-induced suppression of the second growth phase of the preculture and inhibition of the growth which normally occurs during the first hours in the sporulation medium. The inhibition of ethanol or acetate assimilation is only partly explained by the comparably small light-induced decline of the activity of glyoxylate cycle enzymes.

     

Die Steuerung der Brandsporenkeimung und Sporidienbildung bei Tilletia caries (DC) Tul. durch Licht

Zusammenfassung Durch Licht wird bei Tilletia caries (DC) Tul. nicht nur die Keimungsgeschwindigkeit, sondern auch der Endwert der Keimung erhöht.Es konnte gezeigt werden, daß sowohl die Promycel- als auch die Sporidienbildung durch Licht gesteuert wird.Während es sich bei der Beeinflussung der Promycelbildung um eine induktive Lichtwirkung handelt, muß für eine maximale Förderung der Sporidienbildung während des entsprechenden Entwicklungsabschnittes Dauerlicht hoher Intensität geboten werden.Licht ist erst 3 Tage nach Sporenaussaat wirksam. Die Beeinflussung der Promycelbildung ist am stärksten, wenn das Licht zwischen dem 3. und 6. Tag geboten wird, während der Prozentsatz der Sporidienbildung um so größer ist, je später der Zeitpunkt der Belichtung liegt.Wie bei nahezu allen Photomorphosen bei Pilzen besitzt Blaulicht die stärkste Wirksamkeit. Grün ist zwar ebenfalls noch eindeutig wirksam, während zwischen dem Rotwert und der Dunkelkontrolle kein signifikanter Unterschied besteht.

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The role of light in spore germination and sporidial production of the wheat smut fungi Tilletia caries (DC.) Tul.

Summary In Tilletia caries, light hastens the beginning of spore germination and increases the maximum percentage of spores which germinate.It could be shown, that light is required for two different steps—the formation of germ tubes and the sporidial development.The stimulation of the spore germination is a photoinductive process; but the best sporidial development occurs in continuous light of high intensity.There is a sensitive period in the response of spores to light. High germination is induced when the light exposure occurs between the 3rd and 6th day after the spores were sowed on the medium. Best sporidia production results when the spores were irradiated at the 5th day or later.As in nearly all photoresponses in fungi, blue light is more effective than green. No significant difference exists between the red light and dark experiments.

     

Die Arbeitsweise der Ocellen der Insekten

Zusammenfassung Der Erregungsverlauf im Ocellus und im Ocellusnerven sowie die entsprechenden Kennlinien und Kenndaten werden verglichen.Die bisher an anderen Insekten gewonnenen elektrophysiologischen Ergebnisse über die Form der Elektroretinogramme der Ocellen sind mit denen der vorliegenden Arbeit vergleichbar.Der Begriff der physiologischen Komponente wird definiert.Die langsamen Spannungsschwankungen des Elektroretinogramms und die Nervenimpulse sind zwei physiologische Komponenten der Summenableitung aus dem Ocellusnerven.Aus den Kenntnissen über Bau und Elektrophysiologie der Ocellen ergibt sich zusammengefaßt folgendes Bild von den Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit dieser Sinnesorgane: Die Ocellen sind phasischtonische Rezeptoren, die alle drei Parameter elektromagnetischer Schwingungen, die Beleuchtungsstärke, die Wellenlänge und die Dauer der Einwirkung dieser Schwingungen percipieren und das Zentralnervensystem darüber informieren können. Ein Bildsehen schließen die optischen Eigenschaften des dioptrischen Apparates aus. Mit der schnellen Adaptation ist bei den Ocellen gut fliegender Insekten wie bei den Facettenaugen (Autrum 1950) ein hohes zeitliches Auflösungsvermögen verbunden. Entsprechend den phasischen Eigenschaften (Erregungsspitze) sind die Ocellen zur empfindlichen Registrierung von Helligkeitsänderungen besonders geeignet. Dieser Umstand läßt es geraten erscheinen, bei künftigen Verhaltensversuchen nicht, wie frühere Autoren eine stationäre Belichtung, sondern kurz aufeinanderfolgende Helligkeitsänderungen (Flimmerlicht) zu verwenden. Daneben liefern aber die Ocellen auch eine Information über absolute Helligkeiten, und zwar durch die stationäre Entladung, deren Frequenz im Dunkeln am größten ist und mit zunehmender Beleuchtungsstärke abnimmt.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Behavioural response to different wavelength bands and attraction to colour by larvae of the mustard beetle Phaedon cochleariae

Larvae of the mustard beetle Phaedon cochleariae Fab. show differential response to light of different wavelengths. With brightness of wavelength bands adjusted to correct for sensitivity of the receptors, greatest numbers of larvae go to yellow (570–600 nm) and yellow-green (520–570 nm) bands.

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Über morphologischer unterschiede innerhalb acyrthosiphon pisum und in der Übertragungsfähigkeit für das schwerechlorosevirus der ackerbohne

Zusammenfassung Larven des Meerrettichblattkäfers zeigen eine unterschiedliche Reaktion gegenüber Licht verschiedener Wellenlänge über den Bereich von 440 bis 680 nm. Die Zahl der Larven, die sich auf Leuchtschirme zu bewegen und diese erreichen, wurde als Reaktionsmass verwendet. Am meisten Tiere bewegten sich auf gelbgrünes Licht (520–570 nm) zu. Die Intensität der Wellenlängebereiche wurde nun der Empfindlichkeit der larvalen Rezeptoren angepasst, und es wurde zur Ausschaltung der Reaktion auf Helligkeit eine andere Lichtquelle verwendet. Damit konnte bestätigt werden, dass die Larven von Farben angezogen werden und nicht bloss auf Helligkeit reagieren.

     

Der Sauerstoffverbrauch der Insektenretina im Licht und im Dunkeln

Zusammenfassung Mit Mikromethoden wird der Sauerstoffverbrauch der ganglienzellfreien Retinulae von Calliphora, Apis, Locusta und Periplaneta im Dunkeln und unter dem Einfluß von Licht gemessen.In den Retinulae von Calliphora (Versuchstemperatur 25°) und Apis (34° C) steigt der Sauerstoffverbrauch unmittelbar bei Belichtung; die Steigerung hält an, solange Licht einwirkt.Bei Locusta und Periplaneta steigt der Sauerstoffverbrauch nicht während sondern nach der Belichtung. Das gleiche ist bei Apis bei einer Versuchstemperatur von 25° der Fall. Die normale Körpertemperatur im Kopf der Biene liegt zwischen 27° und 38°.Es wird angenommen, daß die Zunahme des Sauerstoffverbrauches bei bzw. nach Belichtung mit den regenerativen Leistungen der Sehzellen zusammenhängt. In elektrophysiologischen Versuchen ist (früher) gezeigt worden, daß die Regeneration der normalen Empfindlichkeit (Dunkeladaptation) nach Lichtreizen bei Calliphora und Apis außerordentlich schnell (in wenigen Millisekunden), bei Locusta und Periplaneta sehr langsam (bis zu 30 min) verläuft. Diese Unterschiede im Adaptationsverlauf spiegeln sich in der zeitlichen Beziehung zwischen Belichtung und Sauerstoffmehrverbrauch wider.Nach Vergiftung mit KCN ist die Atmung im Dunkeln bei Calliphora gänzlich, bei Locusta aber nur zum Teil gehemmt. In beiden Fällen tritt auch nach Vergiftung mit KCN bei Belichtung ein zusätzlicher Sauerstoffverbrauch auf.In Homogenaten von der Retinula nimmt die von der Belichtung abhängige Atmung mit steigendem p_H zu. Ein p_H-Maximum der Atmung existiert nicht.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Über die Bedeutung des Lichtes im Leben niederer Krebse

Zusammenfassung Die fein geregelte Phototaxis der Daphnien im Laboratoriumsversuch weist auf eine große Abhängigkeit von der Beleuchtung auch in ihrem normalen Lebensraum hin.Zu dem bisher Bekannten wurde ergänzend festgestellt: Neben der Schwerkraft wird das Licht bei D. pulex zur Orientierung im Raum und zur Einstellung der Körperachse (Lichtrückenreflex) benutzt. D. pulex verhält sich unter sonst gleichen Bedingungen bei seitlicher Belichtung anders als bei Beleuchtung von oben. Je nach der Richtung des einfallenden Lichtes kann sich D. pulex bei gleichem Adaptationszustand entweder negativ oder positiv verhalten.Die Ruderbewegungen der Daphnien befinden sich in strenger Abhängigkeit vom Licht im Sinne eines Phototonus.Die allgemeine Bedeutung des Lichtes für das Stoffwechselgeschehen ergibt sich aus folgenden Punkten:Lichtentzug beeinflußt sowohl die Eiquantität als auch die Eiqualität ungünstig, die Zahl der Nachkommen wird herabgesetzt, es kommt zur Bildung von Abortiveiern.Lichtabschluß verhindert eine Färbung bei D. pulex, er fördert dagegen das Größenwachstum.Licht fördert die Verarbeitung der Nährstoffe, Dunkelheit hemmt sie; desgleichen beschleunigt das Licht den Aufbau des Fettes, Dunkelheit hemmt ihn. Lichtentzug führt zu Störungen auch in der Ausnutzung des Reservefettes.Herzschlag und Stoffwechsel scheinen auch bei Daphnien in engem Zusammenhang zu stehen.Der Herzschlag der Daphnien wird durch Wechsel der Lichtintensität beeinflußt und zwar tritt stets auf Verminderung eine Beschleunigung, auf plötzliche Lichtzunahme eine Verlangsamung des Herzschlages ein.Ein nur das Hauptauge treffender Lichtreiz hat keinen Einfluß auf die Herztätigkeit, dagegen tritt bei plötzlicher Belichtung des Herzens oder etwa auch des Hinterendes allein bei normalen Tieren stets eine Verlangsamung der Herztätigkeit ein.Bei länger dauerndem Lichtreiz klingt seine Wirkung verhältnismäßig rasch ab.Die an augenlosen Daphnien angestellten Versuche ergaben folgende Resultate:Auch bei haupt-, neben- und völlig äugenlosen Daphnien ergibt Belichtung stets eine Verlangsamung, Verdunkelung immer eine Beschleunigung der Herztätigkeit. Auch hier handelt es sich nicht um eine dauernde Abhängigkeit des Herzrhythmus von der jeweiligen Lichtintensität, sondern um eine bald abklingende Reizerscheinung.Verdunkelungs- und Belichtungsreaktionen und gerichtete Bewegung in einem Lichtgefälle kommen auch den hauptaugenlosen Daphnien zu.Auch die hauptaugenlosen Daphnien sammeln sich jedesmal in ihrem jeweiligen Lichtoptimum. Eine zum Lieht gerichtete Bewegung ist also unabhängig von dem Augenantennenapparat möglich; sie kommt dann in ähnlicherWeise zustande wie beinichtbilateralsymmetrischen Organismen,Eine bestimmte Einstellung der Körperachse zum Licht erfolgt bei hauptaugenlosen Daphnien weder bei Belichtung von unten (Lichtrückenreflex) noch bei seitlicher Beleuchtung. Eine Entfernung des Nebenauges läßt eine nennenswerte Abweichung im Verhalten der Tiere nicht erkennen, so daß dem Nebenauge der Daphnien, als rudimentärem Organ, eine wesentliche Bedeutung im Leben dieser Tiere nicht mehr zuzukommen scheint. Völlig augenlose Daphnien reagieren auf Licht- und Schattenreize, desgleichen zeigen sie gegen Berührungs- und Erschütterungsreize eine hochgradige Erregbarkeit. In der Phototaxiswanne sammeln sich auch alle gänzlich augenlosen Tiere immer wieder an der Lichtseite an. Die Einstellung der senkrechten Körperachse zur Lichtquelle, der Lichtrückenreflex, fehlt.Über das Verhalten völlig augenloser Daphnien im Licht von verschiedener Wellenlänge ergab sich, daß auch diese Tiere dem gelben oder grünen Teile des Spektrums schneller entgegen eilen als jeder anderen Farbe. Ultraviolettes Licht übt auf völlig augenlose Daphnien eine scheuchende Wirkung aus. Es braucht also auch normalerweise die Wirkung der U-V-Strahlen nicht durch die Augen zu gehen.     

Induktion der Phenylalanin-Ammonium-Lyase in Gewebekulturen vonHaplopappus gracilis

Zusammenfassung In Zellkulturen vonHaplopappus gracilis, die nur im Licht Anthocyan synthetisierten, wurde die PAL-Aktivität untersucht. Diese Kulturen wiesen auch im Dunkeln, abhängig vom Zeitpunkt der letzten Übertragung auf frisches Nährmedium, deutliche Unterschiede in der Höhe der PAL-Aktivität auf. Blaulicht führte in jedem Falle zu einer Erhöhung der PAL-Aktivität und zu anschließender Anthocyansynthese. Den größten Einfluß auf die Aktivität des Enzyms hatte Blaulicht auf 3 Wochen alten Kulturen. Nach 48stündiger Bestrahlung betrug der Anstieg der Enzymaktivität 400%, dann folgte ein allmählicher Rückgang. Der Proteingehalt und die MDH-Aktivität der Kulturen blieben während dieser Zeit konstant. Ein PAL-inaktivierendes System konnte in denHaplopappuskulturen nicht nachgewiesen werden. Aber Actinomycin D und Puromycin hemmten die Blaulicht-induzierte PAL-Synthese. Rotlicht hatte in allen Versuchen keinen Effekt auf die Höhe der Enzymaktivität.

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Induction of phenylalanine ammonia-lyase in tissue cultures ofHaplopappus gracilis

Summary The PAL activity of cell cultures ofHaplopappus gracilis was investigated. These showed anthocyanin synthesis only after exposure to light. Blue light always led to an increase of PAL activity and subsequent anthocyanin production. But also in the dark, only depending on the time after the passage to fresh medium significant changes in PAL activity have been detected. The highest effect of blue light on the activity of the enzyme was observed in the cultures three weeks after passage to fresh medium. Irradiation for 48 hours with blue light then resulted in a 400% rise of PAL activity followed by a gradual decline. In these experiments no changes of total protein content or MDH activity were found. There also was no evidence for a PAL-inactivating system. Actinomycin D and Puromycin inhibited the blue light induced increase of PAL activity. Irradiation with red resp. farred light alone or given after induction with blue light had no effect on the enzyme synthesis.

     

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

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

Atmung und Wachstum von Hefe im Licht

Zusammenfassung Belichtung von Hefezellen mit starkem sichtbarem Licht verursacht eine Hemmung des aeroben Umsatzes von Glucose. Unter den gleichen Bedingungen bleibt jedoch die CO₂-Abgabe konstant, so daß sich hohe RQ-Werte ergeben. Die Absorptionsbanden der Cytochrome zeigen, daß diese Pigmente im Licht in den reduzierten Zustand übergehen. Es wird auf eine lichtbedingte Hemmung des Krebscyclus geschlossen. Das Wachstum der Hefe ist im Licht ebenfalls stark beeinträchtigt.

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Summary Illumination of yeast cells with strong visible light results in an inhibition of the aerobic glucose metabolism. However, under these conditions the carbon dioxide output remains constant, so that the RQ rises to high values in time. The absorption bands of the cytochromes show that these pigments are reduced by light. The conclusion is that light inhibits the Krebs cycle. It also causes a strong inhibition of yeast growth.

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Mit 4 Textabbildungen

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Ein Stipendium des Schweizerischen Nationalfonds ermöglichte die Ausführung dieser Arbeit.     

Veränderungen des Gibberellingehaltes von Salatsamen nach Belichtung

Zusammenfassung Samen der obligat lichtkeimenden Salatsorte Tenax wurden auf ihren Gibberellingehalt untersucht. Sie enthalten bei Quellung im Dunkeln nur wenig gibberellinähnliche Substanzen. Nach Belichtung mit hellrotem Licht nimmt der Gibberellingehalt innerhalb 1 Std sehr stark zu. Es wird gefolgert, daß Lichtkeimer einen zu niedrigen Gibberellingehalt besitzen, um im Dunkeln keimen zu können, und daß unter dem Einfluß des Lichtes die zur Keimungsauslösung notwendige Gibberellinmenge entsteht.

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Changes in gibberellin-like substances of lettuce seeds after light exposure

Summary The contents of gibberellin-like substances in lettuce seeds were determined. In darkness the seeds contain only small amounts of gibberellin-like substances, but upon illumination with near red light there is a sharp increase in the gibberellin content within one hour. It is concluded that lettuce seeds in darkness do not contain the amounts of gibberellin necessary for germination and that under the influence of light these amounts are provided.

     

Die Korkbildung der Früchte vonAesculus-undCucumis-Arten

Zusammenfassung Während beiAesculus die Korkbildung spontan einsetzt und die Ursache für das Aufreißen der peripheren Schichten bildet, erfolgt umgekehrt beiCucumis Melo das Aufreißen der Epidermis und der äußersten Parenchymschichten spontan und bildet die Ursache für die Korkbildung an den verletzten Stellen der Fruchtoberfläche. Demnach werden dieAesculus-Früchte von einem mehr oder weniger zusammenhängenden Korkmantel umgeben, dieCucumis-Früchte dagegen sind von einem Korknetz überzogen.BeiAesculus ist die Subepidermis die Initialschicht für die Korkentwicklung; die Epidermis bleibt von der Verkorkung ausgeschlossen. BeiCucumis dagegen ist die Ausgangsschicht nicht immer deutlich festgelegt: die Verkorkung beginnt bald in der Subepidermis, bald in tieferen Wandschichten; die Epidermis aber bleibt auch hier unverkorkt.Die Zellteilungen sowie die Verkorkung laufen beiAesculus in zentripetaler, beiCucumis in zentrifugaler Richtung ab.BeiAesculus Hippocastanum ist die Fruchtkorkbildung offensichtlich an klimatische und ökologische Faktoren gebunden. Dem Licht kommt eine wesentliche Wirkung zu.BeiCucumis ist, wenn überhaupt, nur ein geringfügiger Einfluß der Belichtung auf die Korkbildung feststellbar.     

Über Farbwechsel und Farbensinn von Cephalopoden

Zusammenfassung Sepia und Octopus passen sich in Helligkeit und Farbton, in gewissem Maß auch in dem Helligkeitsmuster an ihre Umgebung an. Bei Sepia unterscheidet sich Farbton und Grauverhüllung auf unbunten Helligkeiten stark von den Farbtönen und Verhüllungsgraden auf bunten Untergründen. Die Farbtöne der Sepien auf blauen und grünen Untergründen weichen in entgegengesetztem Sinn von der Färbung der Sepien auf unbunten Untergründen ab wie auf gelben und roten Untergründen. Die Färbung der Sepien ist auf den bunten Untergründen gesättigter (weniger grauverhüllt) als auf unbunten Untergründen verschiedener Helligkeit.Bei Octopus sind die Gegensätze nicht so ausgesprochen, doch ist das Aussehen von Octopus in blauer und in roter Umgebung ebenso gesichert von der Erscheinung in unbunter Umgebung im selben Sinne wie bei Sepia verschieden.Die verschiedene Färbung der Haut wird bei Sepia und Octopus durch ein System von schwarzen, gelben und orangefarbigen Chromatophoren und von Iridozyten (Reflektorzellen) bewirkt. Einer Umgebung, die kurzwelliges Licht blauer und grüner Bereich) zurückwirft, bleiben die bunten Chromatophoren mehr kontrahiert als in einer Umgebung, die langwelliges Licht reflektiert (gelber und roter Bereich). In roter Umgebung werden die orangefarbigen Chromatophoren maximal ausgebreitet.Diese Farbenanpassungen beweisen, daß von Sepia und Octopus Lichter verschiedener Wellenlänge nicht nur nach ihrem Helligkeitswert unterschieden werden. Das wird auch durch die Dressurversuche an Octopus bestätigt.In einer aus weißen und schwarzen Feldern bestehenden Umgebung wird Octopus meist unregelmäßig gefleckt.     

Genbedingte Rotlicht-Empfindlichkeit der Chloroplastendifferenzierung bei Arabidopsis

Zusammenfassung Bei Arabidopsis verursacht das rezessive Gen im im homozygoten Zustand eine Grün-Weiß-Scheckung an Blättern und Stengeln. Bereits die Kotyledonen enthalten, je nach den Umweltbedingungen während der Keimung, einen wechselnden Anteil weißer und grüner Zellen. In weißen Zellen kommen nur kleinere albicate Plastiden ohne regulär differenzierte Thylakoide vor; grüne Zellen enthalten ausschließlich normale Chloroplasten. Dieses Verteilungsmuster läßt erkennen, daß die genkontrollierte Hemmung der Plastidendifferenzierung nur in bestimmten empfindlichen Zellen manifest wird. — Die vorliegenden Ergebnisse zeigen einen dominierenden Einfluß des sichtbaren Lichtes auf die Penetranz von im. Bei höherer Lichtintensität (mehr als 2000 Lux) werden die Kotyledonen vollständig weiß; niedere Lichtintensität und eine zusätzliche Aufteilung der täglichen Lichtphase (500 Lux in Pulsen von 2 min mit Intervallen von 10 min Dunkelheit) macht sie ganz grün. Setzt man die Keimlinge in verschiedenen Altersstadien aus hoher in niedere Lichtintensität und umgekehrt um, so erkennt man, daß die Lichtempfindlichkeit der Kotyledonen auf eine kurze Zeit zwischen 40 und 60 Std nach der Keimungsinduktion beschränkt ist. Während dieser kritischen Phase wird die Chloroplastendifferenzierung in im/im-Pflanzen irreversibel determiniert. Für eine phänotypische Ausprägung der Mutante ist energiegleiches Licht im roten Spektralbereich mindestens 10fach wirksamer als im blauen. Auch darin weichen die Bedingungen, die in der Mutante zu einer Entstehung von grünen Chloroplasten führen, vom Normalfall ab; denn etiolierte Blätter der Wildform können auch im Rotlicht ergrünen. Die Plastiden der Mutante ähneln vielmehr typischen Leukoplasten, deren Metamorphose zu Chloroplasten gleichfalls nur im Blaulicht geschieht.

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Gene controlled sensitivity toward red light in chloroplast differentiation of Arabidopsis

Summary In Arabidopsis thaliana the recessive gene im in homozygous condition causes variegation of the plant colour. The cotyledons contain white and green cells in variable proportions depending on the environmental conditions during germination. In the white cells all plastids are albicate, i.e., of reduced size and without regularly differentiated thylakoids; green cells contain exclusively normal chloroplasts. This pattern indicates that the gene-controlled blockade of plastid differentiation is manifested only in certain sensitive cells. — The present results demonstrate a dominating effect of visible light on the expression of im. With higher light intensity (more than 200 ft. candles) the cotyledons turn all white; low intensity and additional fractionation of the daily light period (40 ft. candles in pulses of 2 min and breaks of 10 min darkness in between) make them all green. Transfers of seedlings between these two light regimes during different stages of germination showed that this light sensitivity is limited for the cotyledons to a short period in between 40 and 60 hrs. after the induction of germination. During this critical phase the chloroplast differentiation in im/im-plants is irreversibly determined. For a manifestation of the mutant phenotype light of the same energy (3100 erg/cm² sec) is more than 10-fold effective in the red (658 nm) than in the blue (445 nm) part of the spectrum. Thus the conditions which secure the development of green chloroplasts in the mutant im deviate from the normal conditions, since in the wild type the greening of etiolated leaves can also be induced by red light. The chloroplast morphogenesis in the mutant rather resembles the metamorphosis of leucoplasts into chloroplasts, which similarly can be induced only by blue light.

     

Rhythmische Erregungen in den optischen Zentren von Calliphora erythrocephala

Zusammenfassung Die rhythmischen Aktionspotentiale in den optischen Ganglien der Schmeißfliege (Calliphora erythrocephala) werden untersucht.Wird das Komplexauge von Calliphora belichtet, so können vom Ganglion opticum II schnelle, rhythmische Aktionspotentiale, 'Belichtungsrhythme , abgegriffen werden (Abb. 1). Sie treten im Bereich physiologischer Temperaturen und Lichtintensitäten stets und unabhängig von Schädigungen auf. Sie sind die einzige Form von Erregung, die zwischen dem retinalen Bereich und dem Cerebralganglion nachgewiesen werden kann. Die Belichtungsrhythmen zeigen gesetzmäßige Abhängigkeiten von den Reizgrößen. Es ist daher wahrscheinlich, daß sie in die Kausalkette der bei Belichtung des Auges ablaufenden zentralen Vorgänge eingeschaltet sind.Die optischen Ganglien werden mit einer Doppelmikroelektrode abgetastet. Da die Spannung zwischen zwei eng benachbarten Elektroden in der Nähe der Spannungsquelle am größten sein muß, kann gezeigt werden, daß die Belichtungsrhythmen wahrscheinlich in der äußeren Körnerschicht des Ganglion opticum II entstehen (Abb. 14 und 15).Als Maß für die Größe der Belichtungsrhythmen wird die größte während einer Belichtung auftretende Amplitude gewählt, die 'Maximalamplitud ; sie hängt stetig und reproduzierbar von der Zahl belichteter Ommatidien, von der Lichtintensität und vom Adaptationszustand des Auges ab (Abb. 5, 6, 7, 8, 10, 11 und 12).Die Amplituden der Belichtungsrhythmen klingen bei längerer Belichtung allmählich ab (Helladaptation), (Abb. 1C, Abb. 5). Die Heiladaptationszeit ist der Maximalamplitude proportional (Abb. 6, 8, 9 und 10). Wird die Belichtung vor dem völligen Abklingen der Rhythmen unterbrochen, so werden sie durch den Aus-Effekt des Retinogramms gehemmt und brechen sofort und vollkommen ab (Abb. 1 D). Die Dunkeladaptation ist selbst nach vorangegangener Belichtung mit sehr hohen Lichtintensitäten nach spätestens einer Minute abgeschlossen (Abb. 6 und 7).Die Frequenz der Belichtungsrhythmen liegt zwischen 100 sec^–1 und 250 sec^–1, sie nimmt mit steigender Temperatur zu (Tabelle 1). Die Frequenz ist unabhängig von der Lichtintensität, vom Adaptationszustand d von der Zahl belichteter Ommatidien.Während der einzelnen Belichtung zeigen die Rhythmen ein verschieden starkes Schwanken der Amplitude, eine Amplitudenmodulation. Die Modulation hängt vom Präparat und vom Präparationszustand ab.Durch den Vergleich der verschiedenen Modulationstypen und durch gleichzeitige Ableitung an mehreren Stellen des Ganglions können die physikalischen Überlagerungsvorgänge untersucht werden. Die Einzelschwingungen physiologischer Einheiten überlagern sich am gemeinsamen Ableitwiderstand zwischen den Elektroden. Durch die Art der Überlagerung wird die Modulationsform bestimmt. Sie hängt im besonderen von der Frequenz und der Phasenlage der Einzelrhythmen und von physiologischen Synchronisationsvorgängen ab (Abb. 1, 2 und 16).Auch wenn ein Bereich der Retina gereizt wird, der nur wenige Sinneszellen umfaßt, treten Belichtungsrhythmen wie bei großen Reizflächen auf (Abb. 12). Deshalb wird die Möglichkeit diskutiert, daß bereits die kleinste physiologische Einheit im Ganglion mit rhythmischer Erregung antwortet, die in ihrer Amplitude, nicht aber in ihrer Frequenz vom Reiz abhängt.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich für das stete Interesse, das er den Untersuchungen entgegengebracht hat. Die Untersuchungen wurden zum Teil mit Apparaten durchgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Strahlenchemische Untersuchungen zu dem Problem eines Anticodes in der Transfer-RNS

Zusammenfassung Es wurde die biologische Aktivität der t-RNS nach Bestrahlung mit UV-Licht, Röntgenstrahlen und sichtbarem Licht in Gegenwart von Thiopyronin bestimmt. Dabei zeigte sich, daß bei den Aminosäuren Phenylalanin, Serin, Lysin, Leucin und Prolin durch die verschiedenen Strahlenarten die Akzeptor- und Transferaktivität etwa in dem gleichen Ausmaß zerstört werden.Unter Berücksichtigung der spezifischen Basenzerstörung durch die drei Strahlenarten ergibt sich theoretisch eine unterschiedliche Beeinflussung der Akzeptor- und Transferaktivität, die mit der gefundenen gut übereinstimmt. Weiterhin kann man aus den Ergebnissen schließen, daß vermutlich die gleiche Basensequenz sowohl für die Aufnahme als auch Übertragung einer Aminosäure verantwortlich ist.

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Summary The biological activity of transfer RNA after its irradiation with u.v. light and X-rays, and photodynamic treatment with thiopyronine was studied. Our results as a whole indicate that a change or destruction of a base at the template site (anticode) inhibits not only the amino acid transfer activity but also the acceptor functions of t-RNA.The specific destruction of pyrimidines caused by u.v.- and X-ray irradiations and that of guanine alone by the photodynamic action of thiopyronine show that the complimentarity between the baze sequences of m-RNA and t-RNA is unquestionable. Whether there is any correlation between the bases at the recognition — and at the template sites of t-RNA molecule is not sure but the damages at both the sites were found to be parallel.

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Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine Sachbeihilfe.     

Doppelbrechung der Kernspindel und Zugfasertheorie der Chromosomenbewegung

Zusammenfassung Im fixierten sich furchenden Ei vonCerebratulus lacteus wirken Polstrahlen und Spindelfasern positiv doppelbrechend in bezug auf ihre Länge. Mit dem Einsetzen der Anaphase tritt völlige Unterbrechung der Spindelfasern im Äquator ein, die sich als Auftreten eines isotropen Spaltraumes in polarisiertem Licht kenntlich macht. Von diesem Stadium ab besteht also keine Verbindung mehr zwischen den Polen durch doppelbrechende Fasern; der mit dem Auseinanderweichen der Gruppen der Tochterchromosomen sich entwickelnde Zwischenkörper verrät keine Doppelbrechung, was wohl als Hinweis auf seine gegenüber den Pol- und Spindelfasern andersartige Entstehung und Beschaffenheit gelten kann.Ein Vergleich der angefärbten Präparaten ermittelten Verhältnisse beimSeeigelei (AbbildungenBoveris vonPsammechinus microtuberculatus) mit dem, was daslebende sich furchende Ei vonPsammechinus miliaris in polarisiertem Licht darbietet, nötigt, das zwischen den Polen erscheinende doppelbrechende Ellipsoid, das ich früher mit den Chromosomen in Zusammenhang gebracht hatte, im wesentlichen auf dieSpindelfasern zwischen den Polen zu beziehen. Demnach ist auch die Halbierung des Ellipsoids als Durchteilung der Spindelfasern unter Auftreten eines isotropen Zwischenraumes zu betrachten.Die Tatsache, daß von der Anaphase ab zwischen den Polen der Kernspindel keine doppelbrechende Verbindung mehr nachweisbar ist, beseitigt den gegen die Zugfasertheorie der Chromosomenbewegung möglichen Einwand, daß bei Kontraktion der faserigen Spindelanteile zwar die Zugfasern die Chromosomen gegen die Pole bewegen, aber die Zentralspindelfasern die Pole einander nähern würden. Der Umstand aber, daß das faserige Material zwischen den Polen vor der Durchteilung der Spindel auffallende Doppelbrechung besitzt, die mit dem Verkürzen der Spindelhälften allmählich erlischt, entspricht durchaus dem Verhalten, daß bei Proteinfasern mit der eintretenden Kontraktion zu erwarten ist.     

Schillerfarben der Stare(Sturnidae)

Zusammenfassung Die Grundlagen schwach schillernder Federn mit Metallglanz werden gedeutet. Der Durchmesser der Melaninkörner sowie die Dicke der Keratinschicht darüber oder beide Faktoren zusammen ergeben Verstärkung für Vielfache der Wellenlänge. Während die meisten Gattungen große, längliche Melaninstäbe aufweisen, zeigtPoeoptera mosaikartig angeordnete Plättchen. Die intensiv schillernden afrikanischen Arten (Glanzstare) zeigen gasgefüllte Melaninplättchen in einfacher Lagerung oder regelmäßiger Schichtung(Coccycolius). BeiCinnyricinclus treten dicht gelagerte Melaninröhrchen auf. Die gefundenen sieben verschiedenen Grundlagen der Schillerfärbung werden zur Klärung der verwandtschaftlichen Beziehungen zwischen den Gattungen verwendet. Dabei können auch Aspekte der Evolution dieser uneinheitlichen Familie angedeutet werden.

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Summary The bases of faint iridescence in feathers of metallic colours can be explained as follows: The diameter of the melanin granules as well as the thickness of the keratin layer above it or both factors together result in an increase of multiple wave-lengths. While most genera show large, longish melanin bars,Poeoptera exhibits plates arranged in a mosaiclike fashion. The intense iridescence of some African species (glossy starlings) show gas-filled melanin plates in a single file or in regular layers(Coccycolius). In the feathers ofCinnyricinclus densely arranged melanin tubes can be detected. The seven different bases of iridescent colours which have been found are utilized to explain the relationships between the genera and the systematic order of the family. Thus some hitherto unknown aspects of its evolution can be illuminated.

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Elektronenmikroskopischer Beitrag zur Färbung und Systematik der Familie     

Über den Einfluß der Vorbelichtung auf die anschließende Phosphorylierung im Dunkeln bei einzelligen Grünalgen (Ankistrodesmus braunii)

Zusammenfassung Wird einzelligen Algen (Ankistrodesmus braunii) nach Vorbelichtung in anschließender Dunkelheit ³²P-markiertes Phosphat geboten, so tritt gegenüber Dauerdunkel eine erhebliche Förderung der ³²P-Einlagerung auf. Die nach Vorbelichtung bestimmte Markierung der aufgetrennten Phosphatfraktionen ähnelt sehr derjenigen im Dauerlicht. Die erhöhte Dunkelphosphorylierung nach Vorbelichtung hängt von der CO₂-Konzentration, von der Lichtintensität und der Zeit der Vorbelichtung ab. Unter den vorliegenden Bedingungen waren 7 min Vorbelichtung zur maximalen Förderung nötig. Die Halbwertzeit des Abklingens betrug etwa 4 min.Aus den Experimenten geht hervor, daß durch die Belichtung der Algen auch in vivo ein Zustand gebildet wird, der noch nach Belichtung eine Zeitlang im Dumkeln eine Erhöhung der ³²P-Einlagerung erlaubt.Es wird diskutiert, ob es sich einerseits um die Bildung einer im Licht reduzierten Substanz R handeln könnte, die für eine begrenzte Zeit in Dunkelheit noch einen cyclischen, mit Phosphorylierung gekoppelten Elektronentransport aufrechterhalten kann. Andererseits könnte durch die Vorbelichtung ein energiereiches Zwischenprodukt X _E — oder auch ein Protonenpool — gebildet werden, das bei dem Energietransfer vom Elektronentransportsystem zur ATP aufgebaut wird. Schließlich muß berücksichtigt werden, daß durch die Vorbelichtung an den Chloroplastenmembranen ein verstärkter ATP-Pi-Austausch zustande kommen könnte, der nach Belichtung nur langsam abklingt.

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Influence of preillumination on subsequent phosphorylation in the darkness of unicellular green algae (Ankistrodesmus braunii)

Summary Preilluminated unicellular green algae (Ankistrodesmus braunii) were treated in the subsequent darkness with ³²PO₄. The post-illumination dark incorporation was considerably increased compared with the control in continuous dark. The labeling of the separated phosphate-fractions was similar to that of continuous light. The light-induced dark incorporation depended from the light intensity as well as from the time of preillumination. A preillumination of 7 min was required for a maximal enhancement of this preillumination effect. On the other hand the effect diminished in darkness with a half life of approximately 4 min. Finally the enhancement was found to be greater in the absence of CO₂ than in the presence of CO₂.The experiments demonstrate the light-induced formation of a state in the algae, which permits the enhancement of ³²P-incorporation into several phosphate-fractions for a limited time during subsequent darkness.It is discussed, that this may be performed through the formation of a light-reduced substance R maintaining for a limited time a cyclic electron transport in darkness, coupled with phosphorylation. On the other hand it seems possible, that preillumination induces a high energy intermediate X _E—this could also be a pool of protons—formed in the course of energy-transfer from electron transport to ATP-formation. But we must consider also the possibility that light accellerates the ATP-Pi exchange on chloroplast-membranes for a time after preillumination.

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Abkürzungen ATP Adenosintriphosphat - ADP Adenosindiphosphat - Pi Orthophosphat - Poly-P anorganisches Polyphosphat - RNS Ribonucleinsäure - TCE Trichloressigsäure - 2,4-DNP 2,4-Dinitrophenol Stipendiat der Nishina-Gedächtnis-Stiftung (Japan) für 1963.     

Spectral discriminative ability of larvae of Trogoderma granarium Everts

The photic reaction of larvae of Trogoderma granarium at different spectral ranges indicates a maximum in orange light (=600 mµ+) and in blue light ( max.=440 mµ). The lowest percentage of larvae was caught at violet ( max.=370 mµ) and green ( max.=525 mµ).Bilateral illumination with adjacent spectral ranges showed that discrimination between short wavelengths is stronger than between long ones.When given the choice between light and dark, the insects invariably showed a photonegative reaction, which was strongest in blue light ( max.=440 mµ) and less pronounced in orange and red light.Experiments carried out on responses to orange and blue in different intensity ratios showed that at equal light intensities the photic reaction to orange light exceeds by more than a ratio of 8 : 1 the reaction to blue light. The positive reaction to orange is inversed at orange light intensities above 200 times as high as the intensity of blue light, and the larvae are attracted to blue.Thus, each wavelength range has a specific brightness for the larvae which also depends on its light intensity.

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Das unterscheidungsvermögen von spektralfarben durch Trogoderma Granarium-larven

Zusammenfassung Die Reaktionen von Trogoderma granarium-Larven auf Licht verschiedener Spektralbereiche zeigen die Fähigkeit, zwischen Wellenlängen des Orange-Rot-Bereichs (=600–680 mµ) und des Violett-Gelb-Bereichs (=370–570 mµ) zu unterscheiden (p=0,05). Die Anzahl der von Orange (=600 mµ) und Blau ( max.=440 mµ) angelockten Larven war signifikant höher als die von benachbarten Spektralbereichen angezogenen. Die geringsten Larvenprozentsätze wurden im Violett (max.=370 mµ) und Grün (max. 525 mµ) gefunden.Bilaterale Beleuchtung mit Wellenlängen benachbarter Spektralbereiche ergab, daß das Unterscheidungsvermögen zwischen kurzen Wellenlängen schärfer ist als zwischen langen.Wenn sie zwischen Licht und Dunkelheit wählen konnten, zeigten die Larven unverändert eine photonegative Reaktion, die in blauem Licht ( max.=440 mµ) am strengsten, in orange und rotem Licht weniger betont war.Die Larven sind also für kurze Wellenlängen empfindlicher.Es wurden Versuche über die Reaktion auf Orange (=600 mµ) und Blau ( max.=440 mµ) verschiedener Intensität durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, daß bei gleicher Lichtintensität die photische Reaktion auf orangefarbiges Licht die Reaktion auf blaues um mehr als das 8fache übertrifft. Die positive Reaktion auf Orange schlägt bei Orange-Licht-Intensitäten, die etwa 200 mal über der des Blau-Lichts liegen, um und die Larven werden von Blau angezogen.So hat jeder Wellenlängenbereich für die Larven eine spezifische Helligkeit, die auch von seiner Intensität abhängt.