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.

     

Die Ultrastruktur der Mitosekerne in den Plasmodien von Physarum polycephalum

Zusammenfassung Die Ultrastruktur der mitotischen Kerne in den Plasmodien von Physarum polycephalum wurde mit der Dünnschnitt- und der Gefrierätztechnik untersucht.Die Kernhülle bleibt während der Mitose bis in die Telophase erhalten, löst sich dann aber zuerst in der Polgegend und später in der Interzone auf. Bläschen, welche mit Ribosomen besetzt sind, lagern sich an die membranfreien Stellen an und bilden, zusammen mit Teilen der alten Kernhülle, die Hülle der Tochterkerne. Die Porenkomplexe bleiben während der Mitose erhalten.Der Spindelapparat ist in der Metaphase aufgebaut aus durchgehenden Mikrotubuli, welche die Pole verbinden, und aus Kinetochor-Mikrotubuli, welche Chromosomen und Pol verbinden. Die scheibenförmigen Kinetochore 1500–2500 Å im Durchmesser, sind mit einem oder zwei Mikrotubuli verbunden.In der Anaphase erfolgt eine deutliche Streckung des Spindelapparates und eine geringe Verkürzung des Abstandes zwischen Chromosomen und Pol. Da die durchgehenden Mikrotubuli in der Telophase in der Polgegend divergieren, sind sie kaum direkt (durch Stoßen) an der Verlängerung des Spindelapparates beteiligt. Invaginationen der Kernhülle stimmen mit der Hypothese überein, daß während der Anaphasentrennung der Chromosomen Kontraktionswellen auftreten.Filamente, 30–90 Å im Durchmesser, wurden im Spindelapparat beobachtet. Ihre Anordnung und die Ähnlichkeit mit den cytoplasmatischen Filamenten von Physarum lassen vermuten, daß es sich um kontraktile Elemente handelt.

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The ultrastructure of mitotic nuclei in plasmodia of Physarum polycephalum

Summary The ultrastructure of mitotic nuclei of Physarum polycephalum was investigated by freeze-etching and sectioning techniques.The nuclear envelope remains intact until telophase, and then dissapears first in the polar regions and later in the interzone. Vesicles covered with ribosomes accumulate in the resulting membrane-free areas, and contribute, together with portions of the old nuclear envelope, to the building of the new nuclear envelope. The nuclear pore complexes remain intact during mitosis.The mitotic apparatus in metaphase contains continuous microtubules connecting the two poles, and kinetochore-microtubules connecting chromosomes and poles. The disc-shaped kinetochores, 1500 to 2500 Å in diameter, are in contact with one or two microtubules.In anaphase the mitotic apparatus elongates markedly and the distance between chromosomes and poles shortens slightly. Since the continuous microtubules diverge in the polar regions, they are probably not directly involved in the elongation of the mitotic apparatus. Invaginations of the nuclear envelope indicate that the anaphase separation of chromosomes is accompanied by waves of contractions.Filaments, 30 to 90 Å in diameter, were observed in the mitotic apparatus. Their arrangement and their similarity with cytoplasmic filaments suggest that they are contractile.

Die vorliegende Arbeit wurde der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich als Dissertation vorgelegt.     

Der Feinbau der Mikrotubuli in Hefe nach Gefrierätzung

Zusammenfassung Im Zellkern der Bäckerhefe wunden beim Übergang von anaeroben zu aeroben Kulturbedingungen drei verschiedene Sorten vom Mikrotubuli beobachtet. Die Durchmesser der Röhrchen betragen 210, 224 und 250 Å, die Lumina 60, 75 und 105 Å. Der Grundbaustein dieser Mikrotubuli ist ein 80 Å großes, in erster Näherung globuläres Teilchen, in dem höchst wahrscheinlich acht Untereinheiten mit einem Durchmesser von 40 Å enthalten sind. Das Bauprinzip der Mikrotubuli ist eine eingängige Schraube, die von einer Perlenkette der Grundbausteine aufgebaut wird. Die drei verschiedenen Tubuli-Sorten unterscheiden sich darin, daß bei der einen 5, bei der anderen 6 und bei der drittem 7 Perlen (80 Å-Einheiten) pro Umgang der Schraube zu finden sind. Wenn man die 40 Å großen Untereinheiten berücksichtigt, so besteht die Tubulus-Wand aus einer doppelten Lage dieser Teilchen mit 10, 12 oder 14 Einheiten pro Schraubenumgang. Die Übereinstimmung vieler Daten aus der Literatur mit diesem Modell läßt den gleichartigen Aufbau aller Mikrotubuli und Spindelfasern als wahrscheinlich erschieinen.

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Summary Three different classes of microtubules have been detected in the nucleus of yeast cells passing from anaerobiosis to aerobiosis. The diameter of theses structures is 210, 224 and 250 Å respectively, the lumen 60, 75 and 105 Å. The structural unit of all these microtubules is a nearly globular particle having a diameter of 80 Å. This unit most probably contains 8 subunits of a diameter of 40 Å. The 80 Å-units are arranged in a beaded chain which is screwd up to form the tubule. This screw may contain 5, 6 or 7 of the units per turn. Taking into account the subunits, the wall of a tubule would then be constructed of two layers of 40 Å-particles; so we may count 10, 12 or 14 beads per turn of a double threaded screw. This model can be compared with many data about microtubules available in the literature.

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Zu besoniderem Dank verpflichtet bin ich Herrn Dr. C. Robinow für viele anregende Diskussionen, Herrn Dr. Matile für die Ausarbeitung der Kulturbedingunigen, Frl. S. Chicherio für die sachkundige Präparation und Frl. Tür ler für die graphische Ausstattung dieses Berichtes. Diese Arbeit wurde durch einen Kredit das Schweizerischen Nationalfonds unterstützt.     

Die Feinstruktur des Auges der Weinbergschnecke (Helix pomatia L.)

Zusammenfassung Das Auge der Weinbergschnecke ist ein mit einer Linse versehenes primitives Blasenauge, dessen Wand hinten von Seh- und Pigmentzellen, vorn von einer einfachen Schicht durchsichtiger Corneazellen gebildet wird. Es wird von einer bindegewebigen Kapsel umgeben, die aus einer Basalmembran und aus Schichten von Bindegewebsfibrillen aufgebaut ist. Das Innere der Augenblase wird durch eine kugelige, homogene, nichtzellig aufgebaute Linse ausgefüllt. Zwischen letzterer und der Augenwand befindet sich eine dünne Schicht von Glaskörper-substanz.Charakteristische Bestandteile der Pigmentzellen sind Pigmentgranula, Tonofilamente und verschieden große Körnchen mittlerer Elektronendichte. Stark osmiophile Gebilde, die aller Wahrscheinlichkeit nach dem Ergastoplasma angehören, zeigen sich in vielen Fällen nicht als Körnchen, sondern als fadenartige Elemente. Die Anordnung der letzteren spricht für die Anwesenheit von spiralig verlaufenden Filamenten. Die Sehzellen sind im wesentlichen bipolare Sinneszellen, deren Zellkörper und peripherer Fortsatz in der Retinaschicht liegen, während die zentralen Fortsätze das Auge am hinteren Pol als Sehnerv verlassen. Charakteristische Strukturelemente des Zytoplasmas sind runde Körperchen von gleichem, etwa 700 Å betragendem Durchmesser, die sozusagen das ganze Zytoplasma ausfüllen und in vielen Fällen unter dem Kern einen einzigen großen Biokristall bilden. Die Körperchen können auch im peripheren Fortsatz der Sehzelle gefunden werden. Ihre Natur und eventuelle Rolle werden diskutiert. Im Endteil des peripheren Fortsatzes, dem Sehkolben, befindet sich eine große Anzahl von Mitochondrien und eine recht verwickelte, aus Vacuolen und Tubuli bestehende Grundstruktur. Die freie Oberfläche des Sehkolbens trägt einen hohen Bürstensaum, der aus 350–800 Å dicken und durchschnittlich 8 langen Mikrovilli zusammengesetzt ist.     

Die Entstehung der Spindel während der Meiose von Coprinus radiatus

Zusammenfassung Während der Meiose von Coprinus werden bipolare Centriolen-ähnliche Strukturen sichtbar, an denen die Mikrotubuli des spindelapparates entstehen.

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The development of the spindle during meiosis of Coprinus radiatus

Summary During the meiosis of Coprinus bipolar centriol like structures are to be seen. They seem to organize the microtubuli of the spindle-apparatus.

     

Zum Feinbau des Periplasten und der Geißel von Trypanosoma brucei und Trypanosoma gambiense

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Geißelfibrillen und Mikrotubuli des Periplasten von Trypanosomen ergaben, daß beide Strukturen aus Protofilamenten aufgebaut sind. Die Protofilamente bestehen aus kettenförmig angeordneten globulären Untereinheiten von 45–50 Å Durchmesser. Die Mikrotubuli des Periplasten sind in ungefähr 150 Å-Abständen durch Querbrücken miteinander vernetzt. Es wird angenommen, daß diese Querbrücken durch abzweigende Protofilamente gebildet werden. Im Zusammenhang mit diesen Ergebnissen wird der Bau des Periplasten diskutiert.

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Ultrastructure of the periplast and the flagellum of Trypanosoma brucei and Trypanosoma gambiense

Summary Flagellar fibres and microtubules of the periplast of Trypanosomes are studied by electron microscopy. They both are shown to consist of protofilaments which are composed of globular subunits in beadlike array measuring 45–50 Å in diameter. The periplastic microtubules are connected by bridges which appear to be formed by protofilaments, branching off at intervals of approximately 150 Å from the microtubules. The structure of the periplast is discussed in detail.

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Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Entwicklung der Schmetterlingsschuppe bei Ephestia kühniella Zeller

Zusammenfassung An Hand elektronenmikroskopischer Präparate werden die Struktur und die Entwicklungsgeschichte der Flügelschuppen von Ephestia kühniella aus dem Gebiet des Symmetriefeldes und der distalen Querbinde des Vorderflügels beschrieben.Die Gestalt einer Schuppe läßt sich zerlegen in eine Grundgestalt, für deren Form in erster Linie die Zellgrenzmembran verantwortlich sein dürfte, und eine größere Zahl von periodisch wiederkehrenden Strukturelementen. Es treten Gradienten auf, die die Strukturelemente verstärken oder abschwächen.Die Ausformung der periodischen Strukturelemente beginnt, sobald über den zunächst nackten Fortsatz der Schuppenbildungszelle in etwa 200 Å Abstand eine mehrschichtige Membran, die Cuticulinschicht, gebreitet worden ist.In dem (extrazellulären!) Raum zwischen der Cuticulinschicht, die das weitere Geschehen gegen den Exuvialraum abriegelt, und der Zellgrenzmembran wird die Cuticula gebildet.Die periodisch wiederkehrenden Strukturelemente werden in endgültigem Abstand voneinander unter Mitwirkung von Cuticulinschicht und Zellgrenzmembran nacheinander angelegt.Als Träger der formbildenden Prozesse ist die Zellgrenzmembran anzusehen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung der neurosekretorischen Zellen im Hypothalamus der Maus

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

Zur Funktion der Mikrotubuli beim Wachstum der Myofibrillen von Insektenflugmuskeln

Zusammenfassung In der indirekten Flugmuskulatur von Phormia terrae-novae kann die Entwicklung der Myofibrillen deutlich in eine Anlage- und eine Wachstums-Phase unterteilt werden. Zu Beginn der Wachstumsphase wurde Puppen eine Lösung von Colchicin in die rechte Metathoraxhälfte injiziert. Als Folge dieser Behandlung lösten sich zunächst die Mikrotubuli in der Flugmuskulatur auf. In späteren Entwicklungsstadien bildeten sich atypische Verzweigungen der Myofibrillen, die zu einer partiellen Desorientierung der kontraktilen Strukturen führten. Ein Mechanismus, der solche Störungen des Orientierungmusters in der Normalentwicklung möglicherweise verhindert, wird diskutiert.

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On the function of microtubules during the growth period of myofibrils in insect flight muscles

Summary In the blowfly Phormia terrae-novae the development of myofibrils of indirect flight muscles can be divided into periods of predisposition (anlage) and of growth. At the beginning of the growth period microtubules are disrupted by injection of colchicine. This disruption is followed by the formation of atypical ramifications of myofibrils at Z-discs leading to numerous disoriented myofibrils in late developmental stages. A possible mechanism preventing these alterations during normal development is discussed.

Herrn Prof. Dr. H. Brettschneider bin ich für den in großzügiger Weise überlassenen Arbeitsplatz am Elektronenmikroskop zu Dank verpflichtet. Fräulein H. Bock danke ich für ausgezeichnete Hilfe.     

Die Bedeutung der Struktur für die Besiedlung von Meeresbiotopen

Zusammenfassung 1. Die Struktur des Meeresbodens kann Qualität und Quantität der Bodenfauna entscheidend beeinflussen. Sie ist ein wichtiger ökologischer Faktor, welcher die Existenz und Ausbreitung ganzer Faunen bestimmt. Die Bodenstruktur beeinflußt darüber hinaus neben der Nährstoffgrundlage die Biomasse des Bodens.2. In der Hartbodenregion kommt vor allem der Oberflächengestaltung (rauh oder glatt), der Dauerhaftigkeit der Substratoberfläche sowie ihrer chemischen Beschaffenheit entscheidende Bedeutung zu. Die Struktur kann zudem sekundär durch die Tätigkeit der Organismen modifiziert werden.3. Besonders deutlich werden die Beziehungen zwischen der Struktur des Lebensraumes und dessen Besiedlung in der Sandregion. Im Lückensystem (Interstitium, Mesopsammal) des Sandbodens lebt eine reiche Fauna. Ihre Existenz hängt weitgehend ab von der Größe und Ausbildung des Lückensystems. Diese wiederum ist eine Funktion der Korngröße und Kornpackung; sie ist der exakten Messung nur schwer zugänglich.4. Von Wichtigkeit ist auch die Schichtung des Substrates. Ton- oder Schlammschichten zum Beispiel können ein Lückensystem unbewohnbar machen; dagegen kann eine Überschichtung mit flockigem Detritus eine positive Wirkung für viele Bewohner des Interstitiums haben.5. Die Berücksichtigung der ökologischen Bedeutung der Bodenstruktur hat zur Klärung mancher tiergeographischer und systematischer Probleme geführt.

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The significance of the structure for the colonization of marine habitats

The quality and quantity of marine bottom faunas depends to a large extent on the physical structure and chemical properties of the substratum. On rocky bottoms, the surface structure (rough or smooth), its durableness as well as its chemical properties are of special importance. Rocky surfaces may be significantly modified through the action of various organisms. The importance of the structure of the substratum becomes particularly evident in the sandy regions. Within the interstitial system (mesopsammon) between the sand grains lives a rich, special fauna. Its existence and abundance depend largely upon the size and shape of the interstitial spaces, and these in turn, are a function of grain size and grain arrangement. Another important aspect is the stratification. Layers of clay or mud, for example, may make the colonization of an otherwise suitable interstitial habitat impossible. A flocky, fluffy layer of organic detritus, on the other hand, may have positive effects and thus facilitate colonization. Careful consideration of the ecological significance of bottom structures has proven very useful in solving zoogeographic as well as taxonomic problems.

     

Tubular networks in the terminal endings of the visual receptor cells in the human,the monkey,the cat and the dog

Summary A tubular network was found in the terminal endings of the visual receptor cells in the human, the monkey (Macaca mulatta), the cat and the dog. These tubules are arranged in close groups in the vicinity of the synaptic lamellae and the invaginated dendrites. According to the form, diameter, density of the tubules and to the consistence of the network formed by them one can distinguish at these places an initial type (type I), a transitory (type II) and a vesicular one (type III). In the the type III branching, bizarre forms are frequent. The diameter of all the tubules reaches 500–600 Å, their density and walls being the same as in the synaptic vesicles.Similar networks also occur in the axons of the visual receptor cells of the monkey.

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Zusammenfassung In den Endigungen der Photorezeptorzellen von Mensch, Affe (Macaca mulatta), Katze und Hund kommen aus Tubuli bestehende Komplexe vor. Organellenartig in geschlossenen Gruppen angeordnet, liegen sie in Nähe der synaptischen Lamellen und der invaginierten Dendriten. An diesen Stellen kann man nach Form, Durchmesser, Dichte und Konsistenz der von den Tubuli gebildeten Komplexe drei Typen unterscheiden: 1. einen initialen (Typus I), 2. einen Übergangstypus (Typus II) und 3. einen vesiculären Typus (Typus III). In letzterem kommen häufig verzweigte, bizarre Formen vor. Der Durchmesser sämtlicher Tubuli erreicht 500–600 Å. Ihre Dichte und ihre Wand gleicht denen der synaptischen Vesikel.Ähnliche Komplexe fanden wir auch in den Axonen der Photorezeptorzellen vom Affen.

     

Über die Schallerzeugung beim Werbetanz der Honigbiene

Zusammenfassung Apis mellifica erzeugt in der Schwänzelphase des Werbetanzes ein Geräusch — die Vibrationsbewegung — dessen Grundfrequenz durchschnittlich 250 Hz beträgt. Das Geräusch hat in 1 cm Abstand über den Flügeln eine Lautstärke von 70–80 Phon. Es wurde elektromagnetisch und akustisch registriert.Die Vibrationsbewegung besteht aus kurzen Impulsen der 250 Hz-Bewegung (Vibrationsstößen). Die Vibrationsstöße dauern ungefähr 15 msec. Ihnen folgen Pausen ungefähr gleicher Dauer. Die Vibrationsstöße werden kontinuierlich während der ganzen Schwänzelphase ausgeführt. Ihr Vorkommen ist auf die Schwänzelphase beschränkt.Eine direkte Beziehung zwischen dem Aufbau der Vibrationsbewegung und der Futterplatzentfernung besteht nicht. Vielleicht dient die Vibrationsbewegung indirekt der Entfernungsmeldung, indem sie die Schwänzelzeit als Signal der Entfernung auffällig für die Nachtänzerinnen markiert.Die Arbeit wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt und aus Mitteln gefördert, die Herrn Professor von Frisch von der Rockefeller Foundation zur Verfügung standen.     

Ultrastrukturbesonderheiten der pinealen Sinneszellen von Protopterus dolloi

Zusammenfassung Das Pinealorgan (Epiphysis cerebri) von Protopterus dolloi (Dipnoi) enthält Sinneszellaußenglieder, die in Größe und Form denen der Amphibien gleichen. Bemerkenswert sind stark ausgebildete Cilienwurzeln im Innenglied und das Vorhandensein von endoplasmatischem Reticulum und Mikrotubuli im Außenglied. Die Mikrotubuli mit einem Durchmesser von 200 Å strahlen vom Basalteil der Zelle über das Verbindungsstück in das Außenglied ein; es wurde beobachtet, daß sie zwischen den Außengliedlamellen ausmünden. Die Außengliedlamellen zeigen lokale Verbreiterungen bis zu einer Höhe von 700 Å; intrasacculär läßt sich Grundcytoplasma darstellen. Die distalen Außengliedlamellen sind länger als die proximalen und weisen Degenerationszeichen auf, die sich teils als Erweiterung, teils als Komprimierung der Membranenstapel manifestieren. Im Hinblick auf einige morphologische Eigentümlichkeiten der pinealen Photorezeptoren werden Fragen ihres Vitamin A-Metabolismus diskutiert.

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Special ultrastructural characteristics of the pineal sensory cells in protopterus dolloi

Summary The pineal organ (epiphysis cerebri) in Protopterus dolloi (Dipnoi) are characterized by sensory cells that in size and shape resemble pineal photoreceptor cells of amphibians. The sensory cell contain in its inner segment fibrous ciliary rootlets and in its outer segment endoplasmic reticulum and microtubules. The microtubules are of 200 Å diameter and extend from the basal part of the sensory cell through the connecting piece into the outer segment, where they end between lamellae in the intersaccular spaces. The lamellae of the outer segment contain intrasaccular hyaloplasm and are enlarged to a maximum thickness of 700 Å. The more distal lamellae are longer than the more proximal ones and suggest a process of degeneration by enlargement or narrowing of their intermembranous spaces. The special morphological characteristics of the pineal photosensory cells are discussed in relation to the vitamin A-metabolism.

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Mit Unterstutzung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft     

Liquorkontaktneurone im Nucleus infundibularis des Kükens

Zusammenfassung Die Neurone des Nucleus infundibularis des Kükens sind multipolar, teilweise bipolar. Ein Teil der ventrikulären Fortsätze der Nervenzellen dringt zwischen den Ependymzellen hindurch in den Liquor cerebrospinalis ein und bildet dort kugelförmige, intraventrikuläre Nervenendigungen (Durchmesser 3,5–5,5 ).Die Liquorkontakt-Nervenendigungen (LKNE) enthalten zahlreiche Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum, Polyribosomen, etwa 1300 Å große granulierte Vesikel sowie locker verteilte Mikrotubuli. Die intraventrikuläre Endigung trägt ein Cilium von Typ 9+0, von dessen Basalkörper dünne Zilienwurzeln ihren Ursprung nehmen. Manchmal kommen freie Liquorzellen auf den LKNE vor. Der die intraventrikuläre Endigung bildende ventrikuläre Fortsatz hat Dendritennatur. In der hypendymalen synaptischen Zone bilden Axone, die dense-core Vesikel (1000 Å, 1300 Å) enthalten, mit den ventrikulären Dendriten Synapsen.Die Perikaryen der Nervenzellen sind durch ein reichliches endoplasmatisches Retikulum, Polyribosomen, Golgi-Areale, Mitochondrien, granulierte Vesikel (Durchmesser 1300 Å) und zahlreiche axo-somatische Synapsen charakterisiert.Im Gebiet des Nucleus infundibularis können helle und dunkle Ependymzellen unterschieden werden. Der apikale Abschnitt der letzteren bildet kleinere und größere Plasmafortsätze. Die hellen Zellen tragen zahlreiche Zilien (Typ 9+2).Aufgrund der neuen morphologischen Daten wird die mögliche Funktion der Liquorkontaktneurone des Nucleus infundibularis diskutiert.

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Liquor contacting neurons in the infundibular nucleus of the chicken

Summary The neurons of the infundibular nucleus of the chicken are multipolar, partly bipolar. Part of the ventricular processes of the nerve cells passes by between the ependymal cells into the cerebrospinal fluid where they form globular, intraventricular nerve endings (diameter about 3,5 to 5,5 ).The liquor contacting nerve endings (LCNE) contain numerous mitochondria, endoplasmic reticulum, polyribosomes, granulated vesicles (diameter about 1300 Å) and scattered microtubules. The intraventricular terminal bears a cilium (type 9+0), its basal body gives rise to slim rootlet fibres. Sometimes, free liquor cells occur on the LCNE. The ventricular nerve processes that build up the LCNE are dendrites. In the hypendymal synaptic zone, axons containing granulated vesicles (1000 Å, 1300 Å) form synapses with the ventricular dendrites.The perikarya of the nerve cells are characterized by an abundant endoplasmic reticulum, polyribosomes, Golgi areas, mitochondria, granulated vesicles (diameter about 1300 Å) and numerous axo-somatic synapses.In the region of the infundibular nucleus, two types of ependymal cells can be distinguished: light and dark cells. The apical part of the latter forms several smaller and larger cytoplasmic processes. The light cells bear numerous cilia (type 9+2).On the basis of the new morphological data, the possible function of the liquor contacting neurons of the infundibular nucleus is discussed.

     

Die Ultrastruktur des Gabeschen Organs von Schizophyllum sabulosum L. (Diplopoda,Iuliformia)

Zusammenfassung 1. Das Gabesche Organ von Schizophyllum sabulosum ist paarig und liegt im seitlichen Clypeolabrum. Es wird von Axonen des Nervus labri medialis erreicht, der vorher Seitenzweige abgegeben hat.2. Die Axone gehören neurosekretorischen Zellen des Protocerebrum an und enthalten Neurosekret. Die Elementargranula sind recht gleichmäßig ellipsoid, der große Durchmesser beträgt ca. 1200 Å. Die Axone enden im Organ und stellen dessen extrinsische Komponente dar.3. Außerdem gibt es zwei intrinsische Zelltypen: 1) Drüsenparenchymzellen mit axonartigen Fortsätzen und 2) gliaartige Zellen. Die Parenchymzellen bilden Sekret in Form opaker Vakuolen, die deutlich größer als die Neurosekretgranula sind. Auffällig ist das überwiegend vesikuläre endoplasmatische Reticulum. Die Mitochondrien liegen in der Nähe von myelinähnlichen Körpern; ihre Außenmembran ist stellenweise vakuolig vorgewölbt. Die axonartigen Fortsätze enthalten viele längsorientierte Mikrotubuli.4. Die langen Fortsätze der gliaartigen Zellen umhüllen die Parenchymzellen und die extrinsischen Axone meist in mehreren Schichten. Es gibt aber auch Bereiche, in denen vor allem die Fortsätze der Parenchymzellen und die extrinsischen Axone nackt sind.5. Das Organ ist gegen das umgebende Hämocoel von einer dicken, lamellierten Stromahülle abgegrenzt. Auch Interzellularräume sind mit Stroma gefüllt.6. Das Organ wird mit der Cerebraldrüse einiger Chilopoden und gewissen endokrinen Organen anderer Diplopoden und Insekten verglichen.

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The ultrastructure of the organ of gabe in Schizophyllum sabulosum L. (diplopoda, iuliformia)

Summary 1. The paired organ of Gabe of Schizophyllum sabulosum is situated in the lateral clypeolabrum. It is innervated by axons of the medial labral nerve, which divides in several branches before reaching the organ.2. Axons extend from neurosecretory cells of the protocerebrum and contain neurosecretory droplets, which are almost ellipsoid and about 1,200 Å in diameter. The axons terminate in the organ and constitute its extrinsic elements.3. In addition, there are two types of intrinsic cells: (1) parenchyma cells with axon-like processes and (2) glia-like cells. The parenchyma cells produce secretory material in the form of opaque vacuoles, which are clearly larger than the neurosecretory granules. The preponderantly vesicular endoplasmic reticulum is conspicuous. Also characteristic are the mitochondria, whose superficial membranes are expanded locally, and which lie in the near vicinity of myeline-like bodies. The axon-like processes contain many microtubuli oriented in longitudinal direction.4. The slender processes of the glia-like cells envelop both parenchyma cells and extrinsic axons usually in several layers; but there are also regions in which the processes of the parenchyma cells and, above all, the extrinsic axons are naked.5. The organ is delimited from the surrounding hemocoele by a thick laminated stroma. Intercellular spaces are also filled with stroma.6. The organ is compared with the cerebral gland of some chilopods and with certain endocrine organs of other diplopods and insects.

     

Über die Proteinkristalle in den Zellkernen vonPenstemon barbatus

Zusammenfassung An Hand der Erkenntnisse, die aus der elektronenmikroskopischen Untersuchung der Blattepidermis vonPenstemon barbatus gewonnen wurden, wird die Anordnung, der Bau und die Feinstruktur der zweierlei Eiweißkörper in den Zellkernen geschildert.Der eine Körper liegt meist als unvollkommen kristallisiertes, ± kugelförmiges Gebilde oder als polyedrischer Kristall vor und steht mit dem Nukleolus in enger räumlicher Beziehung.Der andere Körper tritt als Stapel von 800 bis 1000 parallel zueinander angeordneter Lamellen auf. Die Einzellamelle ist 70 Å dick und der Abstand der Lamellen voneinander beträgt 70 bis 80 Å. Die Kristallbildung erfolgt in diesem Fall nicht simultan, sondern sukzedan.Beide Körper befinden sich frei eingebettet in die Kerngrundsubstanz; eine Abgrenzung durch eine Membran ist also nicht vorhanden.Der Vergleich mit anderen Pflanzenarten lehrt, daß die Frage nach der Herkunft dieser Eiweißkörper noch nicht eindeutig gelöst ist.

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Summary The two protein bodies in the nuclei of the epidermal cells ofPenstemon barbatus were investigated with the electron microscope.One of them is located in the center of the nucleus and is in close contact with the nucleolus. It is present either in a not completly crystallized spherical form or as a polyhedron-like crystal.The other one forms a pile of 800 to 1000 lamellae. They are arranged parallel with an interspace of 70 to 80 Å. The thickness of one lamella is 70 Å. In this case the crystallization takes place successively.Both protein bodies are embedded freely in the karyolymph that is without a surrounding membran.The question about the origin of these protein crystals is still not completely solved.

     

Beitrag zur Kenntnis des Baues von Basalmembranen

Zusammenfassung Am Dottersackepithel des Meerschweinchens und Kaninchens ist eine bis 15000 Å dicke, bisher noch nicht beschriebene Form einer Basalmembran nachzuweisen. Sie setzt sich aus 8 (Meerschweinchen) bis 15 (Kaninchen), zum größten Teil oberflächenparallel verlaufenden, etwa 200–300 Å dicken osmiophilen Lamellen zusammen, die wiederum aus feinen Körnchen und Filamenten bestehen. Zwischen diesen Lamellen befinden sich osmiophobe Schichten, die etwa 400 bis 500 Å dick sind. Die osmiophilen Lamellen entsprechen einzelnen Laminae densae, die osmiophoben Laminae rarae. Beim Kaninchen werden subepithelial verschieden weite Räume von 3000–5000 Å Durchmesser beobachtet, die osmiophile Granula enthalten. Der Abstand der ersten osmiophilen Lamelle von der Cytoplasmamembran ist immer gleich, auch dort, wo feine Cytoplasmafüßchen in die Basalmembran vorgetrieben werden. Da bei nephrotischen Nieren über eine Verdickung der Basalmembran berichtet wird, ist die auffällige Strukturierung und Verdickung der Basalmembran des Dottersackepithels bei Meerschweinchen und Kaninchen mit dem hier physiologichen materno-fetalen Eiweißtransport in Beziehung zu setzen und zu diskutieren.Herrn Prof. Dr.A. Dabelow zum 65. Geburtstag gewidmet.Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

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.     

Spindelbau,Mikrotubuliverteilung und Chromosomenstruktur während der I. meiotischen Teilung der Spermatocyten von Pales ferruginea

Zusammenfassung Der Spindelapparat der I. meiotischen Teilung in Spermatocyten von Pales ferruginea wurde nach gezielter Präparation einzelner Zellen mit der Ultradünnschnitttechnik untersucht. Neben den Chromosomen sind 3 Strukturkomponenten in der Spindelregion zu beobachten: 1. Mikrotubuli, 2. ribosomale Partikel, 3. amorph oder fädig erscheinende intertubuläre Spindelmatrix. Längs- und Querschnitte zeigen eine mehr oder weniger homogene Verteilung der Mikrotubuli in der Spindel. Es gibt keine Hinweise für Mikrotubulibündel, die den polarisationsmikroskopisch darstellbaren Chromosomenfasern entsprechen könnten. Bestimmungen der Mikrotubulidichte in einigen Teilungsphasen zeigen, daß die Anzahl der Tubuli während der Prometaphase bis zur Metaphase hin zunimmt und erst in der späten Anaphase abnimmt. Wandernde Anaphasechromosomen zeigen einen charakteristischen Formwandel. Die Orientierung der Mikrotubuli und ihre Beziehung zu Chromosomen und Spindelmatrix werden ausführlich diskutiert.

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Spindle structure, distribution of microtubules, and chromosome structure during the I. Meiotic division in spermatocytes of Pales ferruginea An electron microscopic analysis

Summary The spindle apparatus of the I. meiotic division in spermatocytes of Pales ferruginea was examined by means of ultra-thin sectioning of preselected single cells. Besides chromosomes 3 major components can be observed within the spindle region: 1. microtubules, 2. ribosomal particles, 3. intertubular spindle matrix of amorphous or filamentous appearance. As revealed from longitudinal and cross sections the microtubules are distributed more or less homogeneously within the spindle. There is no evidence for bundles of microtubules which may correspond to the chromosomal fibers of polarization microscopy. Determination of microtubular density in several division stages shows that the number of microtubules increasing during prometaphase up to metaphase, and does not decrease till late anaphase. Moving anaphase chromosomes show a characteristic change of form. Orientation of microtubules and their connexion with chromosomes and spindle matrix are discussed in detail.

Herrn Dr. R. Dietz danke ich für freundlicherweise zur Durchsicht überlassene nichtpublizierte polarisationsmikroskopische Aufnahmen von der I. meiotischen Teilung der Spermatocyten von Pales crocata.     

Das elektronenmikroskopische Bild der Rattenspermien nach der Befruchtung

Zusammenfassung Aus der Tube von Ratten gewonnene Eier bzw. Frühstadien bis zu 4 Tagen nach der Befruchtung wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Den eindringenden Mittelstücken fehlt eine begrenzende Membran. Sie bestehen aus einer peripheren Mitochondrienschraube und dem axialen Komplex mit den inneren Tubuli und neun breiten elektronendichten Säulen. Nach der ersten Furchungsteilung beginnen die Mitochondrien zu schwellen, verlieren Matrix und Cristae, lösen sich vom axialen Komplex und sind schließlich in Stadien mit mehr als 4 Zellen nicht mehr nachzuweisen. Nach der 2. Teilung lösen sich auch die Tubuli auf. Stücke der dicken Säulen kommen noch vereinzelt jenseits des 8-Zellstadiums vor. Eine Weitergabe von genetischem Material aus dem Cytoplasma über eine Teilung der Mitochondrien wird deshalb bestritten. Die Auflockerung des Spermienkopfes und die Bildung der Vorkerne werden beschrieben.

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Fine structure of spermatozoa of the rat after the entry into the egg

Summary Eggs isolated from the rat oviduct after fertilization have been studied with the electron microscope. The penetrating middle piece of the spermatozoon lacks a membrane. The mitochondria form a helical mitochondrial sheath around the axial complex with the central fibrils (9 + 2 pattern) and 9 electron dense outer fibers. The mitochondria begin to swell after the first cleavage. There is a considerable loss of matrix and the number of cristae decreases. Subsequently the mitochondria are discharged from the axial complex. When the ova have reached the 4-cell stage, mitochondria are no longer detectable. The central fibrils of the middle piece of the spermatozoa also disappear after the second division, but parts of the dense outer fibers may still be seen beyond the 16-cell stage. The results of this study do not favour the concept of a passage of genetic material from the sperm mitochondria to the egg cell. Division of sperm mitochondria certainly does not take place, but the actual fate of mitochondrial DNA has not been traced so far. The gradual loss of density of the sperm head and the formation of the pronucleus are described.

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Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Herrn Prof. Dr. Wilhelm Masshoff zum 60. Geburtstag gewidmet.