Vorkommen und Funktion sensibler Erregungssubstanzen und sie abbauender Fermente im Tierreich

Zusammenfassung Im Zentralnervensystem der Wirbeltiere wird die Erregung sensibler Nerven durch eine eigene, von ihnen gebildete Erregungssubstanz vermittelt, welche durch ein Ferment rasch wieder abgebaut wird (Hellauer und Umrath ⁴⁹). Das Ferment läßt sich durch Strychnin, Pikrotoxin, Brucin und Cardiazol hemmen (Hellauer und Umrath ⁵⁰). Diese Pharmaka bewirken daher Erregung und charakteristische Krämpfe.Durch einen neuen Test an Bienen konnte gezeigt werden, daß die sensiblen Nerven der Arthropoden eine von der der Wirbeltiere etwas verschiedene Erregungssubstanz bilden. Ihr fermentativer Abbau wird durch Pikrotoxin und Cardiazol gehemmt, nicht aber durch Strychnin.An einer großen Anzahl von Arten aus dem ganzen Tierreich wurden die Reaktionen auf Strychnin, Pikrotoxin und Cardiazol geprüft. Es zeigte sich, daß bestimmte Tiergruppen jeweils verschiedene sensible Erregungssubstanzen und dementsprechend verschiedene abbauende Fermente besitzen. Es ergaben sich interessante Beziehungen zur Systematik: Die Deuterostomier (Vertebraten, Tunikaten, Echinodermen, Chätognathen) erwiesen sich hinsichtlich der sensiblen Erregungssubstanz und des sie abbauenden Fermentes als einheitliche Gruppe (Hemmung des Abbaues durch Strychnin, Pikrotoxin und Cardiazol). Einheitlich sind auch die Arthropoden (Hemmung durch Pikrotoxin und Cardiazol). Bei Mollusken hemmt ausschließlich Strychnin, das auch bei verschiedenen anderen Gruppen der Protostomier diese Wirkung hat, wenn auch zum Teil schwächer. Pikrotoxin hemmt außer bei Deuterostomiern und Arthropoden nur noch bei Turbellarien und Nemertinen, bei denen auch Strychnin und Cardiazol wirksam sind.Die sensible Erregungssubstanz der Clitellaten ist Acetylcholin.Bei Cölenteraten erwiesen sich die Pharmaka als unwirksam. Bei Ciliaten ist das Vorkommen einer sensiblen Erregungssubstanz mit fermentativem Abbau (Hemmung durch Strychnin) möglich.Die Wirkungsweise von Strychnin, Pikrotoxin, Brucin und Cardiazol wird besprochen.     

Der mikrochemische Nachweis der Alkaloide in der Pflanze

Zusammenfassung Es wurde eine eindeutige sichere Methode ausgearbeitet, um das Kokain in der Pflanze mikrochemisch zu fassen und zu verfolgen. Der sicherste Nachweis läßt sich erbringen durch Mikrosublimation des Kokains und Nachweis im Sublimate mit Au Cl₃ + K Br oder Extraktion mit CHCl₃ + NH₃ und Reaktion mit Au Cl₃ + K Br. Daneben lassen sich noch verwenden die Benzoesäuresublimation und die direkte Reaktion im Schnitt, die jedoch nur bei Anwesenheit von größeren Mengen Kokain gute Resultate geben.     

Über die Wirkungsweise der Herznerven bei den Fischen. IV

Zusammenfassung Das Herz der Fische steht im Gegensatz zu dem der Amphibien und Reptilien im Tierkörper unter einem starken Vagustonus. Durch diesen wird es in seiner Tätigkeit im geringeren oder größeren Umfange gedrosselt. Sich selbst überlassen, also jeglichem nervösen Einfluß entzogen, schlägt es in einer für Kaltblüter ganz auffallend hohen Frequenz. Infolgedessen bedarf es nur der Zügelung durch eine Art von Nerven, nämlich durch die hemmenden. So erklärt sich, daß am Fischherzen bisher niemals eine Sympathikuswirkung festgestellt werden konnte.Aus der Tatsache, daß das Fischherz nur durch eine Art von Nerven versorgt wird und sich selbst überlassen, sehr rasch schlägt, lassen sich eine Reihe von Eigentümlichkeiten herleiten, durch die sich das ausgeschnittene Fischherz von dem gleichen und gleichartig gehaltenen Organ anderer Tierklassen unterscheidet. Es handelt sich vor allem um das leicht auftretende arhythmische Schlagen seiner Automatiezentren und die rasch eintretende Dissoziation zwischen der Tätigkeit zweier Herzabteilungen.Die vorliegende Untersuchung wurde mit Hilfe einer Spende der medizinischen Fakultät der thüringischen Landesuniversität Jena durchgeführt. Dafür soll auch an dieser Stelle herzlichst gedankt sein.     

Die Raumorientierung der Cloeon-Larve

Zusammenfassung Die Cloëon-Larve gewinnt beim aktiven Schwimmen ihre Raumorientierung durch den Lichtrückenreflex; sie wendet also den Rücken bei Beleuchtung von oben mehr oder minder genau aufwärts, bei Beleuchtung von unten abwärts. Stößt sie auf irgendein Hindernis, so kann dieser Tastreiz sie veranlassen, sich festzuklammern, wobei sie (wie dies von anderen Tieren auch bekannt ist) sich vollständig aus der Lichtrückeneinstellung herauszudrehen vermag.Der Lichtrückenreflex wird nur durch die beiden Komplexaugen, nicht aber durch die 3 Nebenaugen vermittelt. Bei Zerstörung eines Komplexauges bleibt der Lichtrückenreflex erhalten.Gibt die geblendete oder ungeblendete Larve plötzlich im freien Wasser ihre aktiven Schwimmbewegungen auf, so sinkt sie mit gespreizten Beinen zu Boden; wird hierbei der mit dem Schwanzfächer versehene Hinterleib dorsalwärts gekrümmt, dann wendet sich die Ventralseite erdwärts, und das Tier erreicht mit den Fußspitzen zuerst den Boden; und zwar befindet sich der Vorderkörper während des Absinkens ungefähr in wagerechter Haltung, sofern der Hinterleib um einen Winkel von etwa 45° nach der Dorsalseite gekrümmt ist; dagegen neigt sich der Vorderkörper abwärts, wenn dieser Winkel kleiner ist, und der Kopf hebt sich entsprechend über die Horizontale, wenn der Winkel ein größerer ist.Krümmt die Larve das Hinterende ventralwärts, dann sinkt sie mit der Dorsalseite voran ab.Ist während der passiven Abwärtsbewegung der Körper gestreckt, dann behält die Larve diejenige Einstellung im Raume bei, welche sie im letzten Moment des aktiven Schwimmens besaß, d. h. sie bewegt sich in beliebiger Orientierung zur Absinkrichtung passiv abwärts. Letzteres trifft nicht mehr zu, wenn man Beine und Schwanz abschneidet; in solchem Falle sinkt die Larve bei gestrecktem Leib in horizontaler Haltung ab, wobei sie — je nach ihrer Anfangsstellung — die Rücken- oder Bauchseite abwärts dreht. Das Abwärtsgleiten in beliebiger Orientierung kommt also bei gestrecktem Körper durch Schwanzfächer und gespreizte Beine zustande.Schneidet man einem Tier nur die 6 Beine ab, dann ist beim passiven Absinken das Gleichgewicht insofern gestört, als das Vorderende voraneilt; entfernt man dagegen unter Schonung der Beine die Schwanzborsten, dann besitzt das Hinterende einen entsprechenden Vorsprung.Die Krümmung oder Streckung des Abdomens hängt nicht mit dem Lichtrückenreflex oder der Abwärtsbewegung als solcher zusammen, sondern tritt spontan auf Grund besonderer zentralnervöser Impulse ein.     

Kontraktile Funktion und anatomischer Bau der menschlichen Kapillaren

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

Zur Systematik der Pilzgruppe Penicillium Link

Zusammenfassung 78 aus Bodenproben, Blüten, Nektar und von anderen Standorten isolierte Stämme der Gattung Penicillium wurden sowohl auf ihre morphologischen, besonders aber auf ihre physiologischen, einschließlich der antibiotischen, Eigenschaften hin untersucht.Bei den geprüften Arten zeigte es sich, daß die mannigfaltigen physiologischen Fähigkeiten sehr variabel und in allen Fällen stark durch Umweltbedingungen beeinflußbar sind. Es waren jedoch häufig Veränderungen der physiologischen Eigenschaften und Fähigkeiten auch ohne Variationen der äußeren Bedingungen feststellbar, wie das besonders an den antibiotischen Leistungen und der Farbstoffbildung zutage trat.Die heutigen systematischen Gruppen besitzen nur zu einem kleinen Teil auch physiologisch übereinstimmende Kennzeichen. Daher läßt sich zwischen der systematischen Stellung der Stämme, ihrer Hemmstoffbildung und ihren physiologischen Leistungen keine eindeutige Beziehung feststellen. Die hemmstoffbildenden Stämme besitzen eine allgemein große Leistungsfähigkeit und lassen lediglich in überwiegendem Maße eine Zugehörigkeit der gegen grampositive Bakterien wirksamen Arten zu den Radiata und Fasciculata, sowie der gegen mikroskopische Pilze wirksamen Arten zu den Symmetrica erkennen.Wenn auch für einen Teil von Penicillium-Gruppen oder was weniger häufig ist, Penicillium-Arten gewisse physiologische Fähigkeiten charakteristisch waren, so ließ doch die starke Variabilität der physiologischen Leistungen deren Heranziehung zur Bestimmung als ungeeignet erscheinen. Eine Bestimmung hat sich also im wesentlichen auf die weniger variabeln morphologischen und vor allem makroskopischen Merkmale zu stützen.     

Weitere Untersuchungen zur Frage der Geruchsorientierung der Nachtschmetterlinge: Partielle Fühleramputation bei Spinnermännchen,insbesondere am Seidenspinner Bombyx mori L

Zusammenfassung Die Männchen von Bombyx mori reagieren auf den weiblichen Sexual-duftstoff mit mehreren Verhaltensformen, die in Korrelation zur Reizintensität in 6 gut voneinander unterscheidbare Reaktionsstufen aufgegliedert werden konnten. Diese umfassen niedere Reaktionsstufen — wie Fühlerheben, Fühlerputzen, Flügelsehwirren — bis zu komplexen Orientierungshandlungen, dem Anmarsch im Konzentrationsgefälle. Entsprechende Stufen wurden auch bei den einheimischen Arten Orgyia antiqua, Lasiocampa quercus, Lymantria dispar und Lymantria monacha beobachtet.In den Experimenten erfolgte die Variation der Reizintensität a) durch verschiedene Duftstoffkonzentrationen oder b) durch Reduktion der Anzahl Sensillen durch Fühlerteilamputationen.In Versuchen mit verschiedenen Duftstoffkonzentrationen und verschiedenen Fühleramputationagraden zeigte sich in Korrelation zum Amputationsgrad eine Verlängerung der Latenzzeit zur Auslösung der einzelnen Reaktionsstufen und eine größere Häufigkeit der niederen Reaktionsstufen. Bei der weitgehenden Amputation bis auf 2–5 Fiederpaare lassen sich durch hohe Duftstoffkonzentrationen aber noch alle Reaktionen auslösen, d.h. die Geruchssensillen müssen über den ganzen Fühler verteilt sein. Derartige Fühleramputierte mit 2–5 Fiederpaaren sind bei entsprechend hoher Duftstoffkonzentration ebenfalls zu der durch den Geruchssinn ausgelösten Strömungsorientierung befähigt.Von den 3 für den Geruchssinn in Frage kommenden Haupttypen der Sensillen auf den Fühlern konnten im Verhaltensexperiment nur die Sensilla styloconica, die durch Fühlerrandbeschneidungen selektiv zu entfernen sind, geprüft werden. Weder bei Erregungsversuchen im Schalentest noch bei Anlockversuchen im Konzentrationsgefälle und duftstoffhaltigen Luftstrom zeigte sich ein Hinweis auf eine Geruchsfunktion; die Tiere ohne Sensilla styloconica sind zu allen Reaktionsstufen befähigt und zeigen auch die normalen Orientierungshandlungen auf den Sexualduft. Ob nun die Sensilla coeloconica oder die dünnwandigen Sensilla trichodea die Geruchsrezeptoren sind, steht noch offen.Die Untersuchungen wurden überwiegend an Bombyx mori unter konstanten Laboratoriumsbedingungen durchgeführt. Parallelbeobachtungen und Freilandanflugversuche mit anderen Spinnern stimmen mit den Befunden an Bombyx überein, insbesondere konnten auch Lymantria-Männchen, denen die Sensilla styloconica weggeschnitten waren, im freien Fluge die Weibchen aufsuchen.Herrn Prof. Dr. Alfred Kühn zum 70. Geburtstag gewidmet.Herrn Prof Dr. K. v. Frisch danke ich herzlich für die mir gewährte freundliche Unterstützung. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt und aus Mitteln der Rockefeller Foundation, die Prof. v. Frisch zur Verfügung standen, gefördert.     

Die Entwicklung des Antherentapetums der Cyperaceen und Endomitosen an Kernen mit diffus-centromerischen Chromosomen

Zusammenfassung An fünf Cyperaceen-Arten (Cyperus alternifolius, Heleocharis mamillata, Carex hirta, Schoenoplectus tabernaemontani undKyllingia triceps) zeigte es sich, daß die Ausbildung des Tapetums bei allen fünf Arten auf die gleiche Weise erfolgt, und zwar nach dem Muster des zellulär einkernigen Tapetums.Das Tapetum entsteht aus den parietalen Zellen des Archespors im Verlauf einer zentripetalen Zellteilungsfolge: die parietalen Zellen teilen sich zunächst in perikliner Richtung in äußere Zellen, die weiterhin keine tangentialen Wände mehr bilden und innere, die später nochmals eine Teilung in perikliner Richtung erfahren, so daß schließlich die Antherenwand aus drei Schichten besteht (die Epidermis nicht mitgerechnet), wobei die innerste Schicht das Tapetum bildet.Die Tapetumzellen haben in den frühesten Stadien eine±isodiametrische Form, dagegen sind sie in späteren Stadien plattenförmig.Infolge dieser Formveränderung werden auch die ursprünglich kugelförmigen Zellkerne abgeplattet.Nach der Sistierung der Vermehrungsteilung knapp vor Beginn der Meiose laufen im Tapetum keine Mitosen — auch keine gehemmten — mehr ab, sondern nur echte Endomitosen. Diese lassen sich durch das Auftreten des endomitotischen Strukturwechsels im Zusammenhang mit einem rhythmischen Kernwachstum eindeutig nachweisen. Die endomitotische Polyploidisierung beginnt während des Leptotäns, erreicht während des Pachytäns ihren Höhepunkt und ist regelmäßig bis zum Tetradenstadium immer erloschen. Da in einzelnen Tapetumzellen überhaupt keine Endomitosen ablaufen, in anderen dagegen bis zu zwei Endomitoseschritte erfolgen, gibt es im voll entwickelten Tapetum Zellen mit einem diploiden, tetraploiden oder oktoploiden Kern. Es wird damit nachgewiesen, daß die Endomitose an Chromosomen mit diffusem Centromer in der gleichen Weise abläuft wie an Chromosomen mit lokalisiertem Centromer.Auf Grund des einheitlichen Verhaltens der untersuchten Cyperaceen und verschiedener anderer Indizien ist anzunehmen, daß alle Cyperaceen ein zellulär einkerniges Tapetum besitzen.     

Corethra- und Ephemeridenlarven nach Unterbrechung ihrer Bauchganglienkette

Zusammenfassung Unterbrechung der Bauchganglienkette läßt bei Corethra- und Cloëon-Larven jedes koordinierte Arbeiten der hierdurch nervenphysiologisch voneinander getrennten Teile vollständig aufhören.Bei der Corethra-Larve (Abb. 1 und 2) waren durch Zerstörung des Bauchmarks an einem Punkte oder an deren zwei aus den auftretenden Funktionsänderungen folgende Centren zu erschließen:In jedem der 8 Abdominalganglien liegt ein motorisches Centrum M, das von sich aus nur konvulsivische, ringelnde Bewegungen des Tierkörpers in den zugehörigen Gelenken zuwege bringt.Im 3. Abdominalganglion befindet sich ein Hauptwedelcentrum W und im 4. Abdominalganglion ein Nebenwedelcentrum N; W verursacht eine rückwärtsgerichtete, mehrere Körperlängen weit reichende Locomotion des Tieres dadurch, daß der Hinterkörper wedelnde Bewegungen ausführt; N vermag eine solche Ortsbewegung nur in geringerem Maße herbeizuführen. W und N sprechen nur bei schwächerer sensibler Reizung des Hintertieres an; auf stärkere Reize bringen die motorischen Centren M ein sich Ringeln des Hintertieres zustande; jedes M funktioniert dann also als eine Art Nebenringelcentrum.Das im 1. Abdominalganglion gelegene Hauptringelcentrum R hemmt W und N und läßt vermöge der motorischen Centren M schon bei schwachen Reizen ein lebhaftes sich Ringeln des Abdomens und ein Abbiegen des Tierkörpers im Thorax-Abdomen-Gelenk in die Erscheinung treten.Die höchsten Centren liegen im Oberschlundganglion; sie hemmen und enthemmen die genannten Abdominalcentren und führen je nach der augenblicklichen Situation ein Wedeln oder sich Ringeln herbei. Außerdem gehen vom Oberschlundganglion die Impulse zum koordinierten Schwimmen, zum sich Fortschnellen und zu sonstigen spezialisierten Tätigkeiten aus.Bei der Cloëon-Larve (Abb. 3 und 4, Tabelle S. 572) schreiten nur diejenigen Beinpaare, die mit dem Unter- und Oberschlundganglion in Verbindung stehen; fehlt ein solcher Zusammenhang, so zeigt sich an den betreffenden Beinpaaren ein Klammerreflex. Außerdem tritt dann am 2. und 3. Beinpaar nach Berührung der Kiemen und der Abdominaltergite ein Wischreflex auf. Bezüglich der nervösen Versorgung der Extremitäten sind die Thoraxganglien untereinander unabhängig. Schwimmbewegungen werden sowohl vom Vorder- wie vom Hintertier ausgeführt, wofern ihnen noch eine nicht zu geringe Anzahl von Ganglien zu Gebote steht; ebenso führt das Hintertier unter derselben Bedingung noch das Schlagen Vermittelst des Schwanzfächers aus. Schwimmen und Schlagen sind also nicht in einem einzigen Ganglion centralisierte Funktionen.Die durch Eingriffe am Bauchganglienstrang erzielten Ergebnisse ließen folgende Centren annehmen, die die Atembewegungen der Kiemen 1–6 regeln (Abb. 4). In Ganglion III.1 bis Abdominalganglion 6 liegt je ein motorisches Centrum M, das das zugehörige Kiemenpaar nur zu einer reduzierten Tätigkeit zu veranlassen vermag. Das im 6. Abdominalganglion befindliche Erregungscentrum E ist diesen 6 motorischen Centren M übergeordnet und veranlaßt die Kiemen 1–6 zu einer maximalen Tätigkeit. Die normale Kiemenbewegung wird bewirkt durch das im II. Thoraxganglion befindliche Hemmungscentrum H; letzteres steht mit keinem der motorischen Centren M, sondern nur mit E in direktem Zusammenhang; die Verbindung zwischen H und E nimmt den Umweg über das 7. Abdominalganglion.     

Die Koordination der Saugfüsschenreflexe der regulären Echiniden: Ein Beitrag zur Zentrumsfrage

Zusammenfassung Es hat sich im Verlaufe der vorliegenden Untersuchungen gezeigt, daß die Reflexe der Saugfüßchen eine außerordentlich weitgehende Selbständigkeit haben, indem sie sich auch an Teilstücken von Radien noch nachweisen lassen. Die Füßchen selbst stehen durch Vermittlung des Radialnerven in Verbindung mit dem Hautnervensystem, dessen Hauptaufgabe darin gesehen werden muß, die Erregungen, die von Hautreizen ausgehen, dem Radialnervensystem zur Weiterleitung zuzuführen.Im Radial- und Ringnerven, denen nur Aufgaben in bezug auf die Erregungsleitung zugebilligt werden, findet ein Abklingen dieser Erregungen statt, so daß die der Reizstelle entfernteren Füßchen ausgestreckt werden.Bei der Umkehrung in die physiologische Lage geht der Reiz, der die ventralen Füßchen zum Ausstrecken bringt, offensichtlich von der Rückenhemisphäre aus. Es hat sich zeigen lassen, daß die angehefteten Füßchen derselben auf die ventralen Füßchen als Reiz wirken, so daß das Ausstrecken der ventralen bei der Umdrehung in die normale Lage zwanglos erklärt wird. Alle Reflexe beim Gehen und bei der Umdrehung in die normale Lage lassen sich augenscheinlich ohne Annahme eines übergeordneten Zentrums erklären, wenn auch bei den Füßchen durch den Zusammenhang mit dem Wassergefäßsystem praktisch keine so große Selbständigkeit wie bei den Stacheln und Pedicellarien zum Ausdruck kommt.Die Anschauung v. Uexkülls, der in dem Seeigel eine Reflexrepublik sieht, gewinnt durch diese Arbeit mithin eine nicht unwesentliche Stütze.     

Zur Analyse der Belichtungspotentiale des Insektenauges

Zusammenfassung Bei Calliphora erythrocephala wurden die Belichtungspotentiale nach schrittweiser, operativer Entfernung der optischen Ganglien untersucht. Es wurde eine Reihe von Belichtungspotentialen erhalten, deren positive Anteile mehr und mehr zurücktreten, je mehr von den optischen Ganglien entfernt ist.Das Belichtungspotential der, isolierten Retina ist monophasisch und rein negativ (Abb. 13). Es gleicht in seiner Form den Kurven, die sich beim intakten Auge aus der Höhe der Aus-Effekte in Abhängigkeit von der Reizdauer ergeben, und den monophasischen Potentialen, wie sie bei Insekten mit geringem zeitlichem Auflösungsvermögen des Auges (Dytiscus, Tachycines) und bei Limulus gefunden wurden.Das diphasische Belichtungspotential von Calliphora und der Imago von Aeschna kommt durch das Zusammenwirken einer negativen, retinalen und einer oder mehrerer positiver, aus den optischen Ganglien stammender Komponenten zustande.Das negative Potential der Retina ist das Generator- und Steuerpotential für die positiven ganglionären Potentiale.Die positiven Komponenten entstehen im wesentlichen im Ganglion opticum I, und zwar mit großer Wahrscheinlichkeit die schnellen Phasen in den Lokalzellen der inneren Körnerschicht, die langsamen in den Ganglienzellen der äußeren Körnerschicht.Den positiven, ganglionären Potentialen wird eine restitutive Wirkung auf die infolge des Lichtreizes depolarisierten Sinneszellen der Retina zugeschrieben.Bei Aeschna cyanea nähert sich während der larvalen Entwicklung die Lamina ganglionaris (= Ganglion opticum I) der Retina (Abb. 19). Parallel mit dieser Annäherung geht das zunächst monophasische Belichtungspotential der jungen Larve in ein diphasisches über, das am vollkommensten bei der Imago ausgebildet ist. Zugleich nimmt die Trägheit des Auges ab (Verschmelzungsfrequenz bei der jungen Larve 40, bei der Imago 170 Lichtreize/sec).Für die Primärvorgänge im Auge der Insekten lassen sich folgende Annahmen durch die Versuchsergebnisse begründen : Der Initialvorgang ist die Lichtabsorption in einem Sehstoff. Dieser zerfällt bei Belichtung nicht. Die Empfindlichkeit der Sehzellen (ihr Adaptationszustand) hängt nicht — wie bei den Wirbeltieren — von der vorhandenen Menge an Sehsubstanzen ab, sondern von dem Abstand des Erregungsniveaus der Retinazellen vom Ruhewert. Die Höhe des Erregungsniveaus ist durch die Höhe des negativen Potentials der Retinazellen meßbar. Bei gleicher Reizintensität stellt sich nach einer gewissen Reizdauer stets die gleiche Höhe des Erregungsniveaus ein. Dieser Adaptationsvorgang kann durch restitutive (repolarisierende) Potentiale erheblich beschleunigt werden. Sie entstehen wahrscheinlich in der Lamina ganglionaris und breiten sich elektrotonisch retinawärts aus. Diese elektrotonischen Potentiale haben an den Sinneszellen selbst nur dann eine ausreichende Größe, wenn der Abstand zwischen Retina und Lamina ganglionaris klein ist.Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft durchgeführt. Wir danken ferner Herrn Prof. Dr. R. W. Pohl, der in der Werkstatt des I. Physikalischen Institutes der Universität Göttingen Apparate für den Versuchsaufbau herstellen ließ.     

Oogamie,Mitose, Meiose und metagame Teilung bei der zentrischen DiatomeeCyclotella

Zusammenfassung Cyclotella verhält sich in gleicher Weise oogam, wie diesStosch fürMelosira varions und andere Centrales nachgewiesen hat: ungeteilte Mutterzellen entwickeln Eizellen, wobei ein Tochterkern der I. meiotischen Telophase und einer der II. pyknotisch abortieren; in anderen Mutterzellen entwickeln sich alle vier Gonen zu Spermien.Trotz Lücken der Untersuchung läßt sich mit Sicherheit feststellen. daß die Befruchtung zu einem sehr frühen Zeitpunkt, nämlich im Diplotän oder spätestens vor der Diakinese vollzogen ist. Der Spermakern wandert meistens in der Interkinese von der Peripherie des Eies einwärts.Die Mitosen, auch die meiotischen, sind durch eine auffallend starke Verklumpung der Chromosomen in den mittleren Stadien ausgezeichnet. Es handelt sich um ein Verhalten nach Art des sticky-Effektes, nicht um ein Fixierungsartefakt. Die Erscheinung findet sich auch bei manchen pennaten Diatomeen, vermutlich kombiniert mit einer metaphasischen Ausbreitung der Chromosomen über die Spindel in ihrer Längsrichtung.In den Auxosporen erfolgt zwischen der Bildung der ersten und zweiten Schale der Erstlingszelle eine metagame Mitose ohne Zellteilung, die einen überlebenden und einen pyknotischen Kern ergibt; eine solche metagame Mitose (abortive Zellteilung) war bisher nur von pennaten Diatomeen bekannt.     

Zum Problem der Ocellenfunktion bei den Insekten

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden teils experimentell, teils aus vorhandenen Abbildungen die Augenkonstanten einer Anzahl von Insektenocellen bestimmt.Diese ergeben, daß die Ocellen bei großer Lichtstärke und geringem Auflösungsvermögen nur für die Rezeption von Helligkeit und Lichtrichtung in Anspruch genommen werden können. Sie ergänzen bei gut fliegenden Tieren infolge ihrer großen Lichtstärke die lichtschwachen Appositionsaugen.Versuche mit den Arbeitern von Formica rufa zeigen, daß es für ihre Abwehrreaktion gegen dunkle Gegenstände einen innerhalb einer Versuchsreihe konstanten kleinsten Sehwinkel (Reaktionswinkel) gibt, der im übrigen mit Temperatur und Beleuchtung meßbar variiert.Versuche, im Experiment die Funktion der Ocellen festzustellen, fielen, wie bisher immer, negativ aus.Herrn Prof. Kühn schulde ich Dank für die Anregung zu dieser Untersuchung und wohlwollende Förderung; ferner spreche ich Herrn Prof. Pohl, Der mich in der Arbeit durch Beratung in physikalischen Fragen und durch Überlassung von Räumlichkeiten und Apparaten im I. Physikalischen Institut der Universität weitgehend unterstützte, sowie den Assistenten im Zoologischen und Physikalischen Institut, den Herren Dr. Kröning und Dr. Kuhn, und Herrn Dr. Gudden für Anregungen und Ratschläge meinen Dank aus.     

Übt die Jahreszeit einen Einfluss auf die Fruchtbarkeit und das Geschlechtsverhältnis der weisşen Hausmaus aus?

Zusammenfassung An 20 717 Würfen der Albino-Hausmaus wurde aufgezeigt, daß die Jahreszeit einen erheblichen Einfluß auf die Fruchtbarkeit ausübt, sofern sich diese in der Wurfzahl äußert. Die Empfängnisfähigkeit der Maus erreicht im Sommerhalbjahr (April–September) bzw. im Sommer im engeren Sinne (Juni–August) ihren Höhepunkt, im Winter bzw. Herbst ihren Tiefstand. Sie folgt also einem klaren Jahreszyklus. DieWurfgröe, der andere Ausdruck der Fruchtbarkeit, bleibt dagegen das ganze Jahr hindurch ziemlich die gleiche. Es läßt sich nur bei einer großen Gruppe des Materials eine statistisch gesicherte Steigerung im Frühjahr und Sommer und ein entsprechendes Absinken im Herbst und Winter aufzeigen. Ähnlich ist es um dasZahlenverhältnis der Geschlechter bestellt, das gleichfalls nur bei einer größeren Gruppe statistisch bedeutsame Unterschiede zwischen Sommer- und Winterhalbjahr bzw. Sommer- und Herbstvierteljahr erkennen läßt.Als ursächlicher Faktor der Beeinflussung der Fruchtbarkeit wird die jahreszeitlich verschiedene Temperatur angenommen, welche Unterschiede in der inneren Sekretion (Sexualhormon) mit sich bringt. Die Ernährung hat mit der Erscheinung nichts zu tun.Die Ergebnisse entsprechen im großen ganzen denjenigen H. D.Kings bei der norwegischen Ratte.     

Die Faserglia in der Hypophyse und im Saccus vasculosus von Torpedo marmorata

Zusammenfassung Die Parenchymbalken des Zwischenlappens gehen beim Zitterrochen sowohl in das Epithel des Vorderlappens als auch in die ventrale Saccuswand über. Die Intermediabalken werden im ganzen Zwischenlappen von Faserglia durchsetzt. Die Glia bildet mit feinen Fortsätzen einen mehr oder weniger dichten Strumpf um die Balken, durchdringt sie mit kräftigen Fasern in radiärer Richtung und setzt sich in feineren Ausläufern in die Balkenachse fort, die außer Gliafasern noch Nervenfasern und im rostralen Abschnitt einige Zellen enthält. Wo Blutgefäße an die Balken herantreten, sind stellenweise Gliafüßchen ausgebildet.In der Wand des Vorderlappens liegen Stützzellen, deren faserige Fortsätze die ganze Dicke der epithelialen Bekleidung senkrecht durchsetzen.Die neurogene Wand des Saccus vasculosus ist ebenfalls von Gliocyten durchsetzt. Sie bilden Faserkörbe, welche die Saccuszellen einzeln oder in Nestern umhüllen, und setzen sich bis zum Bindegewebe fort, wobei sie Gliascheiden um die unter der zelligen Bekleidung gelegenen Nervenfaserzüge bilden. Die Gliafasern des ventralen Mittelstreifens verflechten sich mit denen des Mittellappens.Die Anwesenheit und Verteilung der Glia, Nervenfasern und vereinzelter Saccuszellen im Mittellappen zeigt, daß in ihm die zentralnervösen Elemente untrennbar mit den epithelialen Anteilen vermischt sind, die nach unserer bisherigen Kenntnis der Rathkeschen Tasche entstammen.Die Untersuchung wurde durch dankenswerte Unterstützung seitens der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht.     

Zur Morphologie des Porphyrinpigmentes der Turacus-Federn

Zusammenfassung Das nur in Federn von Bananenfressern (Musophagidae) vorkommende Turacinpigment, bekanntlich das Kupferkomplexsalz des Uroporphyrins III, wurde bei Turacus leucotis im Licht- und im Elektronenmikroskop untersucht. Bei starkem Auflicht, im Dunkelfeld und zwischen gekreuzten Polars leuchten die turacinhaltigen Strahlen und Äste blutrot auf. Das Pigment liegt in den Strahlen als feine Körnchen von unbestimmter Form und wechselnder Größe vor; gelegentlich aber zeigt sich geradlinig-winkelige Begrenzung der Teilchen, die auf Kristallinität hinzuweisen scheint. Das Pigment ist in den Strahlen interfascicular, also zwischen den parallel verlaufenden Tonofibrillenbündeln eingelagert, seltener und nur spärlich in denselben, intrafascicular. Bei den Rindenzellen der Äste mit kompaktem Keratinmantel erscheint das Pigment als eine zusammenhängende Masse im Intramoenialraum. Die interfasciculare Anordnung des Turacins bei den Strahlen hebt am Schnitt im Elektronenmikroskop die Querschnittsform und Anordnung der Tonofibrillenbündel übersichtlich hervor — was im einzelnen geschildert wird. Beobachtung im Fluorescenzmikroskop bei Behandlung der Strahlen mit Schwefelsäure läßt den Weg des Reagens im Hörn verfolgen: Zunächst treten rot fluorescierende Punkte an den Zellgrenzen auf; diese wachsen entlang den Tonofibrillenbündeln strichartig in die Zellen hinein aus, die schließlich im ganzen fluorescieren. Partiell (mit Ammoniak) entpigmentierte Strahlen lehren, daß das Pigment an der positiven Doppelbrechung der Radii nicht beteiligt ist. Jedoch verstärkt es die Lichtbrechung des Federkorns, wie das Verhalten der Beckeschen Linie an der Grenze von pigmentiertem und entfärbtem Teil eines Radius erkennen läßt. Demnach liegt das Uroporphyrin im Turacinpigment meist wohl amorph vor. Die rote Farbe turacinführender Strahlen und Äste zwischen gekreuzten Polars ist also nicht etwa die Interferenzfarbe des Pigmentes, sondern kommt durch seine Filterwirkung auf die Polarisationsfarbe des Keratins (Weiß I. O.) zustande. Demnach ist auch der schwache Dichroismus der Strahlen als Formdichroismus zu betrachten, hervorgerufen durch den periodischen Wechsel der parallelisierten farblosen Fibrillen mit dem dazwischen gelegenen absorbierenden Turacin.     

Sind die Kronblätter der Bruniaceen peltat gebaut?

Zusammenfassung Die Kronblätter der Bruniaceen erweisen sich durch ihre weitgehende Ähnlichkeit mit peltaten Blättern, deren typische Mannigfaltigkeit an ihnen in gleicher Ausprägung wiederkehrt, als peltat gebaut. Neben nur angedeutet schlauchförmigen Kronblättern (Audouinia, Tittmannia, Linconia, Lonchostoma?, Pseudobaeckea, zum TeilRaspalia) und deutlich schlauchförmigen (Staavia, Mniothamnea?) finden wir auch diplophylle (zum TeilRaspalia, Brunia) sowie Hemmungsformen der letzteren Bauweise (zum TeilRaspalia, Nebelia, Berzelia, Thamnea).Die Bruniaceen-Kronblätter weichen durch zwei Besonderheiten von normalen peltaten Blättern ab. Zunächst sind im unteren Spreitenabschnitt und im unifazialen Nagel bei allen Gattungen falsche Randlamellen ausgebildet, so daß der ventrale Spreitenteil sowie die anschließenden Abschnitte des dorsalen Spreitenrandes als isolierte Gebilde der Blattfläche entspringen, welche Abänderung des peltaten Baues bereits von denRanunculus-Nektarblättern her bekannt ist. Im weiteren zeichnen sich die diplophyll gebauten Kronblätter durch den Besitz von zwei Längswülsten am Nagel aus, die von den Spreitenbechern nach unten laufen. Diese Nagelwülste bleiben auch dann erhalten, wenn infolge einer Hemmung der Querzone nur die dorsalen Randstücke ausgebildet werden (zum TeilRaspalia, Berzelia, Nebelia) oder sogar auch die letzteren unterdrückt werden (Thamnea).     

Die optische Richtungsorientierung der Roten Waldameise (Formica Ruea L.)

Zusammenfassung Alle folgenden Angaben beziehen sich auf Formica rufa L., die Rote Waldameise, und sind nur unter Vorbehalt auf andere Insektenarten übertragbar.Die Ameisen benützen zur optischen Richtungsorientierung künstliche Lichtquellen, die Sonne oder den Mond.Eine distinkte Lichtquelle kann als Orientierungsmarke durch einen diffusen Lichtschein ersetzt werden.Mit Hilfe einer Polarisationsfolie läßt sich nachweisen, daß sich die Ameisen sowohl nach der Schwingungsrichtung des blauen Himmelslichtes als auch nach der Schwingungsrichtung des Folienlichtes orientieren können.Die Orientierung nach Landmarken, wie Häusern und Bäumen, spielt eine große Rolle und ist bei bewölktem Himmel wahrscheinlich die einzige optische Orientierungsmöglichkeit.Werden Himmels- und Landmarken in Konkurrenz gesetzt, dann läuft die Ameise in einer Kompromißrichtung.Ameisen reagieren in Neststimmung vorwiegend negativ und in Exkursionsstimmung vorwiegend positiv phototaktisch.Es wird eine Methode angegeben, mit der durch Vergleich von Dreherregungen die Stärke der phototaktischen Drehreaktionen gemessen werden kann.Bei gleich großer Ablenkung vom orientierten Lauf sind die geotaktischen und die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) quantitativ gleich.Die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) sind helligkeitsunabhängig, ändern sich jedoch mit dem Einfallswinkel des Lichtes.Aus den experimentellen Befunden wird geschlossen, daß sich am zentralnervösen Funktionsgefüge der negativen (positiven) Phototaxis mindestens drei nervöse Instanzen (Mechanismen) beteiligen: Das Integrationszentrum, das Lagezentrum und der Koordinationsmechanismus der Beinbewegung.Wichtige Vorgänge beim Übergang von der positiven und negativen Phototaxis zur menotaktischen Hin- und Rückwegorientierung sind orientierungsfreie Suchschleifen und Lernprozesse, die zur Ermittlung der Luftlinienrichtung führen.Diese Lernprozesse finden sowohl auf dem Hin- als auch auf dem Rückweg statt.Die Ermittlung der Luftlinienrichtung geschieht über die Auswertung (Integration) der optischen Reizfolge, die kinästhetische Reizfolge ist dafür wahrscheinlich völlig bedeutungslos.Mit Hilfe der Kompensationstheorie werden eine Reihe von Reaktionen sich menotaktisch orientierender Ameisen kausal erklärt.Die Ameise kann sich eine Laufrichtung in bezug auf eine Lichtquelle mindestens 5 Tage lang merken.Die Ameise kann sich mit Hilfe von Landmarken an mindestens vier verschiedenen Plätzen im Gelände je eine bestimmte Laufrichtung merken.Erinnerungsbilder von Himmels- und Landmarken werden im Gedächtnis der Ameisen unabhängig voneinander aufbewahrt, die Erinnerungsbilder der Himmelsmarken dagegen sind im Gedächtnis der Ameisen aneinandergekoppelt.Die Ameisen haben die Fähigkeit, die Wanderung der Sonne bei der Richtungsorientierung mit einzuberechnen.     

Das Zusammenspiel von Lagena und Utriculus bei der Lageorientierung der Knochenfische

Zusammenfassung Aus früheren Versuchen an Fischen ergab sich, daß die eine Lageorientierung ermöglichenden Organe (Utriculi und Augen) sich in ihrer Wirkung im Zentrum linear überlagern, während die nach einseitiger Utriculusausschaltung bewirkte zusätzliche Drehtendenz von der linearen Superposition in einem bestimmten Bereich stark abweicht.Die Hypothese, daß diese Abweichung durch einen Einfluß der Lagena verursacht ist, wird bestätigt: nach beidseitiger Lagenaausschaltung verschwindet die Abweichung quantitativ.Utriculus- und Lagenaausschaltung in verschiedener Kombination klären die Rolle der Lagena weiter auf; die Hauptergebnisse sind auf S. 567 (1–5) zusammengestellt. Es zeigt sich im ganzen, daß die Lagena zwar Schwererezeptoren besitzt, aber für sich allein keine Lageorientierung ermöglicht. Sie hat eine, in ihrer Größe lageabhängige, tonisierende Wirkung auf das gleichseitige Gleichgewichtszentrum, durch die Aktivitätsunterschiede in beiden Zentren (bei Normallage des Tieres) ausgeglichen werden.Es wird gezeigt, daß diese Mitarbeit am Gleichgewicht biologisch sinnvoll, aber wohl nur eine Nebenleistung der Lagena ist.Im Gegensatz zum Lagenaeffekt bewirken alle Aufregung verursachenden Reize eine multiplikative Steigerung vorhandener Aktivitätsunterschiede im Gleichgewichtszentrum. Auch dieser Effekt erweist sich als eine biologisch sinnvolle Sicherungsmaßnahme.Fische ohne Utriculi und Lagenae besitzen noch eine sehr ungenaue Beziehung zur Erdschwere, die vermutlich durch Propriozeptoren der Schwanzmuskeln vermittelt wird.Als Nebebenbefund ergibt sich, daß Utriculusstatolithenregenerate von oft ganz abstrusen Formen noch eine völlig normale, nur quantitativ schwächere Orientierung zur Erdschwere ermöglichen; daraus wird geschlossen, daß Form und Beschaffenheit des Statolithen für seine Funktion weitgehend belanglos sind.