Isolation of omikron-endosymbionts from mass cultures of Euplotes aediculatus and characterization of their DNA

Omikron-particles were isolated from Euplotes aediculatus cell homogenates. Purified preparations were used to extract the DNA of omikron. The melting profile suggests a GC content of 47.5% for omikron DNA. This value is 2.8% lower if it is calculated from buoyant density which was found to be 1.704 g/cm³. Similar experiments suggest a GC content of 33% for Euplotes DNA. Omikron has a DNA content of ˜3.5 × 10⁹ D per particle, and of ˜0.5 × 10⁹ D per nucleoid, since the DNA is organized in 3–9 distinct nucleoids. The kinetic complexity of omikron DNA as derived from renaturation kinetics is 0.64 × 10⁹ D and therefore by a factor of four smaller than the genome of Escherichia coli. The genome size is similar to that found for lambda-particles of Paramecium aurelia and for certain mycoplasmas.     

New Methods for Cultivating,Harvesting, and Purifying Mass Cultures of the Hypotrich Ciliate Euplotes aediculatus1

A new method is described for mass cultivation of Euplotes aediculatus, a hypotrich ciliate containing omikron-symbionts. The ciliate cultures, continuously aerated in Erlenmeyer flasks (5000 ml) with 4500 ml medium, yield densities of 2300 cells/ml which are four to five times higher than cell densities of cultures grown in unaerated Fernbach flasks. Harvesting such cultures involves the application of 25-μm mesh sieves. Cells so concentrated can be purified by using columns or special chambers in which Euplotes migrates towards the cathodes in an electric field (field strength 7 V/cm).     

34. K. H. von Wangenheim: Entwicklungsphysiologische Untersuchungen über die Beteiligung nukleärer und extranukleärer Erbträger an der Phänogenese

Die Ursache für die unterschiedliche Entwicklung des Endosperms in reziproken Kreuzungen zwischen Diploiden und Autotetraploiden beruht auf der Konstitution des Endosperms selbst. Es wurden Bestimmungen des Cytoplasmavolumens in unbefruchteten Samenanlagen und Endospermen von Oenothera hookeri durchgeführt. Sekundäre Embryosackkerne von tetraploiden Pflanzen sind von etwa doppelt so viel Cytoplasma umgeben wie solche von diploiden. Die triploiden Endosperme aus den reziproken Kreuzungen zwischen Diploiden und Autotetraploiden unterscheiden sich nach der vierten, fünften und sechsten Kernteilungsfolge noch immer in ihrem Verhältnis zwischen Cytoplasma und Kern wie 1:2, und es ist dem Kern nicht möglich, die abweichenden Verhältnisse, welche durch die unterschiedliche Ausgangsmenge an Cytoplasma in den Samenanlagen aus diploiden und tetraploiden Pflanzen entstehen, zu normalisieren. Die ermittelten Werte entsprechen einer von der Ploidie des Zellkerns unabhängigen Vermehrung der cytoplasmatischen Bestandteile um etwa 120% je Interphase. Hierdurch erreichen die einzelnen Kreuzungen bestimmte Verhältnisse zwischen Cytoplasmavolumen und Zahl der Chromosomensätze zu verschiedenen Zeiten bzw. Kernteilungsfolgen, und es läßt sich entwicklungsphysiologisch der unterschiedliche Zeitpunkt der Zellwandbildung und der Beendigung der Mitosetätigkeit sowie die unterschiedliche Samengröße erklären.     

Über die sogenannten Phloeotracheiden in den Kontaktorganen von Cansjera rkeedii Gmel. (Opiliaceae) und einigen anderen parasitischen Angiospermen

Die Granula in den sogenannten ?Phloeotracheiden” können sowohl in der Struktur als auch in der histochemischen Beschaffenheit recht unterschiedlich sein. Im wesentlichen können drei verschiedene Formen von ?Phloeotracheiden” vorkommen, deren Granula allem Anschein nach stärke-, lignin- oder gerbstoffreich sind. Da bei zahlreichen Schmarotzerpflanzen die Xylem-Leitbahnen in den Kontaktorganen jeglicher Granula entbehren, bei anderen die Granula lichtmikroskopisch kaum sichtbar sind, kommen in der Literatur bis in die jüngste Zeit zahlreiche Mißverständnisse vor. Zudem können nicht nur Tracheiden sondern auch Tracheen Granula enthalten. Aus all diesen Gründen möchten wir daher nicht mehr von ?Phloeotracheiden” sprechen, sondern stattdessen den Terminus ?granulahaltige Xylem-Leitbahnen” benutzen. Derartige Leitelemente in Haustorien konnten bisher nur bei Scrophulariaceen und Santalaceen gefunden werden. Bei den Haustorial-Studien an Cansjera rheedii Gmel. wurden granulahaltige Xylem-Leitbahnen nun auch in der Familie Opiliaceae nachgewiesen. Es handelt sich um dieselbe Art der Granula, wie sie bei den Santalaceen beschrieben worden sind. Die zahlreichen kleinen Körnchen (ihr Durchmesser liegt bei etwa 1 μm) weisen eine rauhe Oberflächenstruktur auf. Sie sind wandständig und korrespondieren fädig untereinander und mit der Zellwand. Sehr oft findet man sie zu Ketten oder Klumpen vereinigt. Ontogenetische Untersuchungen lassen vermuten, daß diese ligninreichen Körnchen im Verlaufe der Differenzierung zur Xylem-Leitbahn aus dem Cytoplasma der Haustorialkern-Zelle hervorzugehen könnten. Die Granula in den Tracheiden und Tracheen kommen in allen Cansjera-Haustorien vor. Ihre Entstehung ist jedoch auf bestimmte Xylem-Bereiche im Haustorium festgelegt.     

Freshwater Euplotes Species with a 9 Type 1 Cirrus Pattern Depend upon Endosymbionts1,2

The hypothesis is advanced that all freshwater Euplotes species with a 9 type 1 fronto-ventral cirrus pattern (E. patella type) depend upon bacteria-like endosymbionts. Aposymbiotic cells of these species are unable to divide. The hypothesis is based on the investigation of 40 different freshwater Euplotes stocks collected in Germany, France, the USA, and Japan. No symbionts were found in E. crenosus and E. palustris, freshwater species with 10 fronto-ventral cirri, nor in E. muscicola, a representative of the freshwater Euplotes group with a 9 type 2 fronto-ventral cirrus pattern (E. affinis type). Characteristic for the essential endosymbionts are multiple nucleoids, a feature described earlier for omikron, an indispensable symbiont of E. aediculatus. Although the symbionts differ from omikron and among each other in size, shape, and their average number per host, they are believed to be related to omikron. In two stocks a different type of bacterium was found in which no defined nucleoids can be detected. Transfer of this symbiont into aposymbiotic cells, originally carrying omikron, revealed that it can restore the ability to multiply. Similarly, omikron was also able to restore the ability to divide in cells freed of this symbiont. It is assumed that this different type of symbiont is a secondary invader of Euplotes which displaced the original omikron-like endosymbiont. Some of the stocks were found to carry, in addition to omikron-like symbionts, other symbiotic bacteria; E. daidaleos carries in addition an alga. The findings suggest that the freshwater Euplotes species with a 9 type 1 cirrus pattern are closely related to each other and evolved from an ancestor (probably of cirrotype 10) which already was dependent upon endosymbionts of the omikron type. It supports the view that the two subgroups of freshwater Euplotes forms with a cirrotype of 9 have evolved independently from each other from species with 10 fronto-ventral cirri by losing a cirrus at different positions.     

Über Isolierung,Kultur und Taxonomie einiger Anobiidensymbionten (Insecta,Coleoptera)

Zusammenfassung Isolierungsversuche an den hefeartigen Endosymbionten von 17 Anobiidenarten hatten nur in 5 Fällen Erfolg, zwei weitere Arten leben nicht in Symbiose. — Der Wirkstoffbedarf der isolierten Stämme wurde untersucht (Tab. 1). — Alle Stämme verwerteten Ammonsulfat und Harnsäure als N-Quellen, während Kaliumnitrat nur von den Symbionten von Ernobius mollis, Harnstoff von diesen und denen von Xestobium plumbeum assimiliert wurden. — Die Symbionten scheiden Aminosäuren in ihre Umgebung aus (Tab. 2). — Im Kultursubstrat des Symbioten von Stegobium paniceum wurden Lactoflavin, Pyridoxin, Pantothensäure und Folsäure nachgewiesen. — Serologische Untersuchungen zeigten, daß die Symbionten in 3 Gruppen zerfallen; eine Verwandtschaft zwischen Symbiotaphrina kochi und Taphrina purpurascens besteht nicht. — Die taxonomischen Merkmale der vorliegenden Stämme werden beschrieben. Zwei Symbionten gehören bisher unbekannten Arten an. — Die Befunde werden im Hinblick auf die Situation der Symbionten im Wirtsorganismus diskutiert.

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Isolation, culture and taxonomy of some anobiid symbiotes (Insecta, Coleoptera)

Summary Isolation of yeastlike endosymbiotes of Anobiid beetles was successful in 5 from 17 species. Two further species proved not to live in symbiosis. — The requirement for growth promoting substances was studied in the isolated strains (Tab. 1). — Ammonium sulphate and uric acid were used by all strains, urea by the symbiotes of Xestobium plumbeum and Ernobius mollis, potassium nitrate only by the latter. — Excretion of amino acids was studied (Tab. 2). — Excretion of lactoflavine, pyridoxine, pantothenic acid and folic acid was shown in the symbiote of Stegobium paniceum. — With serological methods the studied strains could be divided into three groups. No correlations exist between Symbiotaphrina kochi and Taphrina purpurascens. — The physiological characteristica with taxonomical value are described; two symbiotes proved to be novae species. — The results are discussed with regard to the situation of the symbiotic microorganisms in the host.

     

46. Alexander Kohler: Ambrosia chamissonis (Less.) Greene,ein Neophyt der chilenischen Pazifikküste;

• 1 . Das Studium älterer Vegetationsbeschreibungen und Florenlisten von verschiedenen Punkten der chilenischen Pazifikküste führte zu dem Schluß, daß Ambrosia chamissonis (Less.) Greene (Abb. 4) hier in den Dünengesellschaften nicht autochthon ist, sondern einen voll naturalisierten Neophyten darstellt. Die Ausbreitung der Art, deren Heimat die nordamerikanische Pazifikküste ist (Abb. 1), dürfte in Chile Ende vorigen Jahrhunderts begonnen und sich rasch vollzogen haben. Heute ist sie an der chilenischen Küste zwischen den Provinzen Atacama und Chiloé eine der wichtigsten Dünenpflanzen (Abb. 2).
• 2 . Eine Vergleich der Klimate des nordamerikanischen Heimatgebietes mit denen der chilenischen Verbreitung ergab, daß sich die Arealbildung in Chile im wesentlichen innerhalb der der Heimat entsprechenden klimatischen Grenzen gestaltet hat. Die Pflanze zeigt eine außerordentlich weite klimatische Amplitude, die von einem arid-mediterranen bis zu einem ozeanisch-feuchten Klimatyp reicht (Abb. 3).
• 3 . Dazu kommt die ausgezeichnete Anpassungsfähigkeit von Ambrosia an die spezifischen Bedingungen der Sandküste. Als wichtigste Eigenschaften sind hervorzuheben: gefördertes Wachstum durch Zuwehen (junge Pflanzen sind aber empfindlich gegen Loswehen, Abb. 5) und Verträglichkeit gelegentlichen Einflusses von Meerwasser.

Die einheimischen Gesellschaften im Bereich starker Sandbewegung wurden von Ambrosia völlig überlagert. Sie liefert uns eines der eindrucksvollsten Beispiele von Neophytie in Chile, da sie das Vegetationsbild der sandigen Küstenteile auf einer Küstenlänge von über 1500 km entscheidend umgestaltet hat (vgl. Abb. 6).     

Ascocarpontogenie,Ascusstruktur und -funktion bei Vertretern der Gattung Rhizocarpon

Zahlreiche gelbe und graue Rhizocarpon-Arten entwickeln ihre Fruchtkörperprimordien und Pyknidien im Prothallus, eine bei Flechtenpilzen unübliche Erscheinung. Die Pyknidien enthalten Phialiden, bei denen bei jeder Konidienabschnürung ein kleiner Kragen von Wandmaterial am Phialidenhals übrigbleibt. Bei senescenten Konidiophoren wird das Wandmaterial im Bereiche dieser Kragen abgebaut, was der Phialide ein annellidenähnliches Aussehen verleiht. Die abgeschnürten Mikrokonidien scheinen Spermatienfunktion zu haben. Der Fruchtkörper aller untersuchter Arten ist ein Discothecium. Ein generatives Hyphenknäuel wird nicht gebildet, sondern die Ascogone entwickeln sich zwischen den später zu Paraphysoiden werdenden vegetativen Thallushyphen. Trichogynen mit anhaftenden Mikrokonidien wurden beobachtet. Die Asci sind bitunicat mit schwachem ?Jack in the box”-Mechanismus während der Öffnung. Sie unterscheiden sich deutlich vom unitunicat-inoperculaten Lecanora-Typ und auch von allen anderen innerhalb der Lecanorales beobachteten Ascustypen. Die Asci vom Rhizocarpon-Typ stehen hinsichtlich Struktur und Funktion nahe bei Formen, wie sie bei den Patellariaceae gefunden werden. Rhizocarpon dürfte als archaische Form nahe dem phylogenetischen Ursprung der Lecanorales stehen und kann möglicherweise als eines der gesuchten Bindeglieder zwischen bitunicaten und lecanoralen Discomyceten betrachtet werden.     

N2-Fixierung in der phytopathogenen Gattung Erwinia

Von 18 Erwinia herbicola- und 16 Enterobacter agglomerans-Stammen wiesen vier Stämme von Erwinia herbicola und zwei von Enterobacter agglomerans hohe Stickstoff-Fixierungsaktivitäten in Flüssigkeitskultur auf und wuchsen auf N₂ als einziger Stickstoffquelle unter anaeroben Bedingungen. Stickstoff-Fixierungsaktivität in Erwinia herbicola konnte erst nach einigen Tagen der Inkubation unter N₂ nachgewiesen werden. Die für Erwinia herbicola gemessenen spezifischen Nitrogenaseaktivitäten übertreffen in der Höhe die für andere Enterobacteriaceae bisher gefundenen Werte. Die Berechnung des Verhältnisses von Stickstoff-Fixierungsaktivität (C₂H₂-Reduktion) zu effektiv assimiliertem Stickstoff (Proteingehalt) ergab, daß von Erwinia herbicola nur 35 bis 50 % der Nitrogenaseaktivität für das Wachstum genutzt wurden. Die nif+-Enterobacter agglomerans- und Erwinia herbicola-Stämme lassen sich mit den klassischen Diagnoseverfahren kaum gegeneinander abgrenzen. Sie unterscheiden sich jedoch darin, daß die untersuchten Erwinia herbicola-Stämme nur unter streng anaeroben Bedingungen Nitrogenaseaktivität zeigen, während die Enterobacter agglomerans-St'imme auch auf Agaroberflächen unter Luft beträchtliche Stickstoff-Fixierungsaktivität aufweisen. Bisher konnte bei phytophatogenen Erwinia amylovora- und Erwinia carotovora-Stämmen keine Stickstoff-Fixierungsaktivität nachgewiesen werden. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im Schwerpunktprogramm ?Stoffwechsel der anorganischen Schwefel- und Stickstoff-Verbindungen”.     

Enzymatische Differenzierung der Symbiose von Glycine max und Rhizobium japonicum mit effektiven und ineffektiven Stämmen

Die Symbioseentwicklung von Glycine max und Rhizobium japonicum 61-A-101 in Nitrogenaseaktiven Wurzelknöllchen wird anhand des Knöllchenwachstums, der Nitrogenaseaktivität und einiger Enzyme des N-Stoffwechsels verfolgt: Aspartat-Aminotransferase = AST (E.C. 2.6.1.1.), Alanin-Amino-transferase = ALT (E.C. 2.6.1.2.), Glutamat-Dehydrogenase = GDH (E.C. 1.4.1.2.), Glutamat-Synthase = GOGAT (E.C. 1.4.1.13.), Glutamin-Synthe-tase = GS (E.C. 6.3.1.2.) und Alanin-Dehydrogenase = ADH (E.C. 1.4.1.1.). Die spezifischen Aktivitäten der AST, ALT und GDH aus dem pflanzlichen Cytoplasma durchlaufen ähnlich wie die bakterielle Nitrogenase ein frühes Maximum während der Knöllchenentwicklung, während sie in den Bakteroiden niedriger sind (20 bis 40 %) und sich geringfügiger verändern als in der pflanzlichen Fraktion. Die GS aus den Bakteroiden zeigt konstant niedrige Werte (um 350 mUnits), während in der pflanzlichen Fraktion ein Aktivitätsanstieg von etwa 1,2 Units am 19. Tag auf über 6 Units am 50. Tag meßbar ist. Die bakterielle ADH weist in demselben Zeitraum einen ähnlichen Anstieg (bis 300 mUnits) auf. Die GOGAT-Aktivitäten liegen in den Bakteroiden zweibis dreimal höher als im pflanzlichen Cytoplasma und steigen leicht an. Die Ergebnisse bei verschiedenen Soja-Sorten werden dargestellt. Die Auswirkungen der Infektion mit einem ineffektiven Stamm von Rhizobium japonicum (61-A-24) auf die Enzymaktivitäten werden untersucht. Sowohl die bakteriellen als auch die pflanzlichen Enzyme AST, ALT und GDH weisen eine ähnliche Entwicklung ihrer Aktivitäten wie in effektiven Knöllchen auf. Die pflanzlichen GOGAT- und GS-Aktivitäten und die der bakteriellen ADH liegen allerdings viel niedriger. Die GS-Aktivitäten aus den Bakteroiden übertreffen die spezifischen Aktivitäten aus effektiven Zellen um das Drei- bis Vierfache. Der ineffektive Rhizobienstamm unterscheidet sich auch vom effektiven dadurch, daß er bei den infizierten Pflanzen zu einer Erhöhung der Knöllchenzahl mindestens bis zum 50. Tag führt, im Gegensatz zu den N₂-fixierenden Pflanzen, die ihre Knöllchenzahl ab dem 15. Tag nicht mehr steigern. Ein Vergleich der Enzym-Aktivitäten aus Bakteroiden mit den Aktivitäten von Nitrogenaserepremierten und -derepremierten freilebenden Zellen von Rhizobium japonicum ergibt mehr Übereinstimmung mit letzteren. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im SFB 103 ?Zellenergetik und Zelldifferenzierung”.     

Über Blütenbau und Verwandtschaft der Eupomatiaceae und Himantandraceae (Magnoliales)1

• 1 . Der erst lückenhaft bekannte Blütenbau von Eupomatia laurina (Eupomatiaceae) und Galbulimima belgraveana (Himantandraceae) wird vergleichend morphologisch-anatomisch untersucht. Die beiden morphologisch umstrittenen Mützen von Galbulimima, welche die jungen Blüten umhüllen, werden als einzelne achsenumfassende Hochblätter gedeutet und mit entsprechenden Mützen von Michelia (Magnoliaceae) verglichen, deren Hochblattnatur unbestritten ist. Wie bei diesen sind ihre Spitzen um 180 Grad verschoben asymmetrisch, mit gegengleichen “Ventralspalten”, die Blattstellung der Vorblätter fortsetzend. Ein Oberblattrudiment sitzt bei Michelia oft zuoberst an der Mütze, nicht unten wie gewöhnlich bei Magnolia. Bei Galbulimima ist sogar äußerlich wie bei Michelia eine Mittelrippe erkennbar. Das Leitbündelmuster stimmt zudem bei beiden gut überein. Auch die asymmetrisch bespitzte Einzelmütze von Eupomatia wird als ein Hochblatt gedeutet.
• 2 . Bei Galbulimima entwickeln sich an den sogenannten Drüsen der Innenstaminodien ebenfalls Haarbüschel wie bei Eupomatia. Die Außenstaminodien von Galbulimima werden mit Tepalen von Magnoliaceae und Annonaceae verglichen.
• 3 . Das Gynoecium von Galbulimima gleicht in vielem dem von Magnoliaceae. Weitere Einzelheiten sollen anderswo publiziert werden. Das Gynoecium von Eupomatia ist stark synkarp und unterständig als seltener Fall unter den holzigen Ranales. Die Karpelle sind nicht typisch peltat. Sie tragen laterale Samenanlagen von offenbar recht variabler Zahl, hier meist zwei oder drei.
• 4 . Weitere neue oder bisher unbeachtete Merkmale von systematischer Bedeutung: Vorblätter bei Eupomatia median (wie Annonaceae); verzweigte Haare auf der Mütze von Eupomatia, deren Jugendstadien denen von Galbulimima gleichen; Karpelle bei Eupomatia von oben nach unten allmählich sich verjüngend (wie bei gewissen Annonaceae); Form des Blütenbodens bei Galbulimima wie bei Duguetia (Annonaceae): Androecialringwall und in der zentralen Grube stehender Gynoecialkegel.
• 5 . Systematisch bilden die Himantandraceae, Eupomatiaceae, Magnoliaceae und Annonaceae im Blütenbau eine relativ einheitliche Gruppe mit vielfältigen Merkmalsvernetzungen. Bei den Eupomatiaceae ist die Affinität zu den Annonaceae etwas größer als zu den Magnoliaceae, bei den Himantandraceae zu beiden Familien etwa gleich groß.

     

Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Entwicklung der Hydropoten von Nelumbo nucifera

Die Hydropoten von Nelumbo nucifera werden in verschicdenen Entwicklungsstadien einer licht- und elektronenmikroskopischen Analyse unterzogen. Dabei erweisen sie sich als ein den Menyanthaceen-Hydropoten sehr nahcstehender Differenzierungstyp. Sowohl morphologisch-anatomisch als auch in ihrem Verhalten gegenüber den Vitalfarbstoffen Toluidinblau und Methylviolett zeigen sie eine große Ähnlichkeit mit den Hydropoten von Nymphoides peltata. Von den drüsenartigen, hydropotenähnlichen Epidermisdifferenzierungen auf der Blattunterseite der Nymphaeaceen unterscheiden sie sich grundlegend, da ihnen jede feinstrukturelle Andeutung einer Drüsenfunktion fehlt. Die Abglicderung der Gattung Nelumbo von den Nymphaeales erscheint u. a. dadurch gerechtfertigt Die Differenzierungsrichtung der an noch eingerollten submersen Blättern in Form einzelner Zellen auftretenden Hydropotenmeristemoide ist von dem Medium abhängig, in dem sich die Blätter weiterentwickeln. Im Wasser bleiben die jungen Hydropotenzellen in ihrem Streckungswachstum gegenüber den normalen Epidermiszellen stark zurück. Es kommt zu einer Auflockerung des Wandmatcrials in den Zellwandkuppen und zu einem Anstieg des Flavonol- und Gerbstoffgehaltes in den Hydropotenzellsäften. Ferner nimmt die Eigenschaft zu, kationische Farbstoffe elektroadsorptiv in der Zellwandkuppe anzureichern. Die Kutikula über den Hydropoten bleibt elektronenoptisch gut durchstrahlbar. An der Luft wachsen die jungen Hydropotenzellen zu normalen Epidermiszellen aus, wobei die am stärksten differenzierten Hydropotenzentren manchmal degenerieren     

Energy Sources for the Absorption of Rubidium by Chlorella

Die aktive (stoffwechselabängige) Aufnahme von Radiorubidium aus 8.10^?5 molarer Lösung durch Chlorella pyrenoidosa wurde in Langzeitversuchen (1–2 Tage) untersucht. Die Annahinc ist, daβ die dafür notwendige Energie in Form von ATP bereitgestellt werden muβ. Es wurde gefunden, daβ Gegenwart von Na- Oder Cl-Ionen für die aktive Rb-Aufnahme nicht notwendig ist; die Rb-Pumpe ist also nicht an eine Na- Oder Cl-Pumpe gekoppelt. Vorbeladene Chlorella gibt Rb über längere Zeiten langsam an das Medium ab. Durch Experimente im Licht bzw. Dunkel und in Gegenwart bzw. Abwesenheit von Luft wurde gezeigt, daβ bei 9000 lux die Beleuchtung mehr Energie für die aktive Aufnahme erbringt als die Atmung. Der Ersatz von Luft durch Sauerstoff hat keine Auswirkung. Die Versorgung mit ATP durch Atmung—nicht aber durch (zyklische) Photophosphorylierung—wird durch 5.10^?4 M DNP weitgehend unterdrückt. Die aktive Aufnahme ist klein, wenn sie sich nur auf Glykolyse stützt. Gleichzeitige Einwirkung von Licht, Luft (Sauerstoff) und DNP auf Chlorella führt zu irreversibler Schädigung und Ausbleichung der Algen. Sie hören auf, Rb aufzunehmen und verlieren vorher absorbiertes Rb wieder. Gründe für diesen Effekt werden diskutiert. Die aktive Aufnahme von Rb wird durch 5.10^?2 M Glukose gefördert, u.z.w. im Licht und im Dunkel, in Luft- und in Stickstoffatmosphäre. In dieser Beziehung unterscheidet sich die aktive Rb- von der aktiven Bromid-Aufnahme. Die Förderung durth Glukose wird durch DNP gehemmt, ausgenommen im Dunkel in Stickstoffatmosphäre. In Gegenwart von DNP wird die Rb-Aufnahme durch 1% CO₂ sowohl im Licht als auch im Dunkel stark herabgedrückt.     

Die Flechtenflora der Mödlinger Klause einst und jetzt (Niederösterreich)

Die Flechtenflora der Dolomit-Felshänge beiderseits der Mödlinger Klause ist in den Jahren 1856–1868 zum ersten und im Jahre 1984 ein zweites Mal erfaßSt worden. Sie hat sich in den rund 120 Jahren kaum verändert im Gegensatz zur Rindenflechtenflora, die nach Ausweis der alten Angaben und rezenter Beobachtungen stark verarmt ist und deutliche Zeichen von Schädigungen zeigt. Für das Gebiet der Klause sind an Flechten auf Dolomitgestein, sowie auf Erde und Moosen iiber Dolomit bisher 82 Taxa beobachtet worden, nicht eingerechnet die meist nur in fragmentarischen Individuen auftretende Gattung Collema, die meisten Verrucariaceen sowie einige schwer deutbare Namen der alten Literatur. Einige der 1984 aufgefundenen Flechten sind iiber das lokale Interesse hinaus bemerkenswert; Catillaria scotina und Dermatocarpon leptophyllum sind neu fiir die Alpen, Caloplaca atra ined. ist eine vermutlich unbeschriebene, ganz iiberwiegend sterile Art. Die Flechtenfloren von Kalk- und Dolomitgesteinen weichen nicht unwesentlich voneinander ab, wurden aber bisher zu wenig vergleichend studiert. Auf Dolomit treten Z. B. einige Arten auf, die sich sonst auf kalkarmen Silikaten finden.     

Vergleichende Verhaltensstudien zum Paarungsschwarm der Hummeln (Bombus) und Schmarotzerhummeln (Psithyrus) I. Teil*

• 1 Die ♂♂ von Bombus lucorum legen die höchsten und verborgensten der bei Hummeln bisher bekannten Schwarmbahnen an.
• 2 Nach diesen in der Blütezeit des lucorum-Staates angelegten Höhenbahnen werden Tiefenbahnen an Blüten und Kräutern bis zum Ende der Vegetationsperiode beflogen. Man kann also bei lucorum-♂♂ von einem Saison-Dimorphismus des Schwärmens sprechen.
• 3 Bei terrestris-♂♂ gibt es 3 Bahntypen, nämlich Tiefenbahnen an Kräutern, Gebüschbahnen und Höhenbahnen an Bäumen. Die bisher unbekannten Gebüsch- und Höhenbahnen werden beschrieben.
• 4 Die Schwarmbahnen von terrestris-♂♂ in hochalpinem Gelände unterscheiden sich in mehrfacher Hinsicht von denen im Tal: a) Sie sind aus-gedehnter und die Duftpunkte liegen in alien möglichen Höhen (zwischen 0,50 m und über 30 m). b) Dem täglichen Schwarmflug gehen ungezielte Erkundungsflüge voraus. c) Die Duftlegungen sind zahlreicher und verteilen sich über den ganzen Vormittag. Es werden häufig nur Teilstrecken mit Duft belegt. Die Punkte ergänzen sich aber, so daß schließlich die ganze Bahn frisch beduftet ist.
• 5 Die Duftpunkte der terrestris-♂♂ liegen nicht beliebig urn den ganzen Baum herum, sondern in bestimmten Sektoren. Das ♂ befliegt von unten nach oben Äste, die im Süd-Ost-Sektor liegen.
• 6 Der Bahnflug beginnt, wenn der angeflogene Sektor am Baum in voller Sonne (oder bei bedecktem Himmel in vollem Licht) liegt. Der Schwarmflug endet, wenn der Schatten in den Flugsektor eintritt, z. B. im August auf gut 2200 m Höhe gegen 13.30 Uhr, so auch bei schönstem Wetter.
• 7 Der Schwarmflug der Gartenhummeln ist sehr wetterabhängig. Vom Beginn der Schwarmzeit (Ende Juni) bis zum Ende (September) verschiebt sich schrittweise der Termin für die 1. Duftlegung um etwa 90 Min. gegen Mittag, für das Flugende um etwa 1 Std. Das Anlegen einer gerichteten Duftspirale wird beschrieben.
• 8 Entfühlerte hortorum-♂♂ versuchen ihre Bahnpunkte dauernd mit Duftspuren zu belegen. Aus ihrem alten Schwarmgebiet verpflanzte entfühlerte ♂♂ finden keinen Anschluß mehr an ein im neuen Gebiet vorhandenes Bahnen-Netz und legen eine kleine Futterplatzbahn an, wie sie solitären Apiden eigentümlich ist.
• 9 Das Schwarmverhalten von B. variabilis in alpiner Situation wird beschrieben. Auf die Bedeutung des Flugniveaus wird zum erstenmal aufmerksam gemacht.
• 10 Die zu den Gartenhummeln (Hortobombus Vogt 1911) gehörige alpine B. gerstaeckeri M. legt im Gegensatz zu B. hortorum L. Gebüschbahnen an.

     

Blei im Eichenholz vom Autobahnrand

Die weltweite Verwendung von Bleialkylen in Motortreibstoffen seit 1923 führte bis heute insgesamt zu einer mittleren Blei-Immission von 20 mg·m^?2 auf der nördlichen Hemisphäre. Die höchsten Bleibelastungen durch den Verkehr treten in Straßennähe auf. Anhand von Bohrkernen aus Eichen (Quercus robur L.) und anderen Bäumen wurde untersucht, ob die Bleigehalte von Jahresringen die Blei-Immission am Baumstandort widerspiegeln. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die gesenkte Blei-Emission infolge der Benzinbleigesetze von 1972 und 1976 gelegt. Bei der Untersuchung wurden einzelne Jahresringe nach ihrer dendrochronologischen Zuordnung mit Hilfe der AAS-Graphitrohrtechnik auf ihren Bleigehalt analysiert. Es erwies sich, daß nicht alle Baumarten für diese Untersuchungen geeignet waren. Bei Eiche ließ sich am besten die Bleizunahme seit 1955 im Holz erkennen. Sie ergab bis 1972 eine stark positive, ab 1972 (erstes Benzinbleigesetz) aber keine Korrelation mehr mit den steigenden Verkehrszahlen. Die Auswirkungen der Benzinbleigesetze sind erkennbar. Die Jahrringe der Eiche geben, mit gewissen Einschränkungen, Aufschluß über die Historie der Blei-Immission an ihrem Standort. Nach unseren Untersuchungen und nach Auswertung der Literatur sind für dendrochronologische Analytik zur Herleitung von Belastungsfaktoren nur ringporige, kernholzbildende Hölzer geeignet.     

Das Zusammenleben von Riffanemonen und Anemonenfischen

Fünf Anemonenarten, Actinia quatricolor, Discosoma giganteum, Antheopsis koseirensis conspera, Antheopsis koseirensis maculata und Antheopsis crispa, die mit zwei Anemonenfischarten, Amphiprion bicinctus und Dascyllus trimaculatus vergesellschaftet sein können, wurden an den Riffen um die “Marine Biological Station Hurgada”, Ägypten, studiert. Ihre Ökologie und ihre Ethologie unter natürlichen Bedingungen wird beschrieben. Die Anemonenfische besitzen keinen angeborenen Nesselschutz; er muß erworben werden. Der Ablauf der Anpassung eines A. bicinctus an eine der Anemonenarten wurde analysiert. Die Anemonen bestimmen die Nesselschutzstufe, die die Fische nach vollzogener Anpassung besitzen. Austauschversuche ergaben 3 Stufen des Nesselschutzes. Nesselschutzstufe 1 besitzen Fische, die sich in A. quatricolor und D. giganteum aufhalten; Fische der Nesselschutzstufe 2 können sich zusätzlich in A. k. conspera aufhalten. Fische der Nesselschutzstufe 3 werden von sämtlichen 5 Anemonenarten nicht genesselt. Der Nesselschutz angepaßter Anemonenfische ist zeitlich begrenzt und klingt nach Trennung der Fische von den Anemonen innerhalb von 2–10 Tagen — je nach Anemonenart — ab. Der Grüße und dem Bewegungsmuster der Fische kommen bei dem Zustandekommen der Vergesellschaftung keine Bedeutung zu. Die Nesselbereitschaft von Anemonen, die mit Fischen vergesellschaftet sind, unterscheidet sich von der isoliert gehaltener nicht. Auch das Verhalten der Anemonen wird durch die Anpassung nicht verändert. Der Nesselschutz entsteht nicht durch die Bildung oder Aktivierung eines Schutzstoffes in der Fischhaut, sondern durch Imprägnierung der Fischhaut mit spezifischen Schutzstoffen die von den Anemonen stammen, durch welche der Fisch sozusagen zu einem Stück Anemonenoberfläche wird. Künstlich mit Anemonenstoffen beladene, normalerweise nicht mit Anemonen vergesellschaftete Fischarten sind gleichfalls gegen Nesselung geschützt. Der Nesselschutz kann auch auf leblose Gegenstände übertragen werden. Das Verhalten von Anemonenfischen unterscheidet sich von dem anderer Riffische nur durch das wiederholte Aufsuchen der Anemone trotz anfänglicher Nesselung. Das Zusammenleben von Riffanemonen und Anemonenfischen erfüllt nicht den Tatbestand der Symbiose, sondern den der Synökie.     

Nachweis der systematischen Infektion von Nicotiana-Formen mit dem N-Gen durch das Tabakmosaik-Virus (tobacco mosaic virus)

Ergebnisse von Dichteschätzungen der Populationen von Diabrotica balteata, Andrector ruficornis, System basalis (Chrysomelidae) und Empoasca kraemeri (Cicadellidae) in Bohne, mittels Kescherung (6 mal je 100 Schläge), Transektzählung (20 mal je 1 m in der Reihe), Blattauszählungen (400 oder 25 Einzelblätter) und Pflanzenauszählungen (je 30 Pflanzen), werden vorgestellt. Es zeigt sich, daß die Zählergebnisse oft einer geringeren Variabilität unterliegen, als die Ergebnisse der Kescherungen. Auch sind die Kescherdaten durch die Tageszeit stärker beeinflußt als die Zählergebnisse. Die Präzision der Dichteschätzungen erhöht sich mit Zunahme der Populationsdichte (Chrysomeliden). Gleichartige Aussagen der Methoden zur Populationsdichte ergaben sich nur bei 5. basalis. Bei D. balteata bestehen z.T. keine Beziehungen zwischen den Ergebnissen der angewandten Methodiken. Die Dichte von A. ruficornis wird besonders bei Blattzählungen unterschätzt. Als Stichprobenumfang wird eine Wiederholungszahl von 35–40 für alle Methoden empfohlen. Daraus ergeben sich deutliche Differenzen der Boniturdauer. Einen hohen Zeitbedarf erfordert die Kescherung und die Kontrolle von 400 Blättern ( 2–5 h). Die geringere Boniturdauer ist mit 0: 45–1: 05 h bei der Auszählung von 25 Blättern und Pflanzen (E. kraemeri) zu verzeichnen. Für die Überwachung der Schädlinge wird die Transektzählung (Chrysomeliden) und Blattauszählung ( E. kraemeri) vorgeschlagen. Die Erfassung der Populationsdynamik aller Arten kann zeitsparend mit dem Kescher erfolgen.     

Anatomische Studien an den Haustorien (Kontaktorganen) von Thesium-Arten (Santalaceae)

Die Struktur der Kontaktorgane gleichen Entwicklungsstadiums ist bei den untersuchten Thesium-Arten jeweils gleichförmig, unabhängig davon, ob Wirtswurzeln verschiedener Art, Rhizome, Sprosse oder eigene Wurzeln attackiert werden. Vermutlich standortbedingt können an Haustorien manchmal spontan Wurzelhaare gebildet werden. Reaktionen der Wirtswurzeln treten sehr oft in Form von Verholzungen, Seitenwurzelbildung oder Wucherungen verschiedener Gewebe in Erscheinung. Vergleicht man die Haustorial-Strukturen der verschiedenen Thesium-Arten miteinander, so kann man — von Thesium alpinum ausgehend bis hin zu Thesium bavarum — einen zunehmenden Grad der Differenzierung der verschiedenen Haustorial-Gewebe erkennen. Der Haustorial-Kern ist in der Regel nur schwach entwickelt, da sich die Mehrzahl seiner Zellen bereits sehr früh zu Xylem-Elementen differenzieren. Im Zentrum des Haustoriums entsteht ein dreiteiliger “Xylem-Kern”. Von ihm und vom Zentralzylinder aus bilden sich Xylem-Leitbahnen, die später einen “Xylem-Stiel” bilden. Auch die Differenzierung von intrusiven Zellen zu Xylem-Leitbahnen geht über zahlreiche andere Xylem-Elemente vom Xylem-Kern aus. Das Xylem-System besteht aus Tracheen, Tracheiden, “Phloeotracheiden” und Xylem-Leitbahnen, die vermutlich mit Gerbsäure gefüllt sind. Das charakteristische Auftreten kollabierter Zellschichten ist von Haustorium zu Haustorium unterschiedlich. Solche “Trennlinien” kommen nicht nur im Rindenparenchym, sondern auch im zentralen Bereich des Haustoriums und im Endophyten vor. Zwischen den kollabierten Zellschichten entstehen zum Teil sehr große lakunenartige Hohlräume. In ihnen findet man oftmals große Mengen von Bakterien, die in das benachbarte Rindenparenchym vordringen können, und dort Zellen auflösen. Die Funktion des Haustoriums scheint dadurch jedoch nicht beeinträchtigt zu werden. Die Kontaktzellen der Haustorien sind unterschiedlicher Form; oftmals ist die Zellspitze fußartig verlängert, so daß eine Oberflächenvergrößerung erreicht wird. Der Endophyt “spaltet” den Wirts-Zentralzylinder und die noch nicht zu Xylem-Elementen differenzierten Kontaktzellen dringen fadenartig durch die Tüpfel in Wirtszellen und vergrößern sich dort zu “plasmatischen Protuberanzen”, bis der Zellraum vollständig von der intrusiven Zelle eingenommen ist. Erst dann differenziert sich die intrusive Zelle zur Xylem-Leit-bahn und “sprengt” die Wirtszelle. Die bei zahlreichen Santalaceen-Haustorien vorkommenden Drüsen konnten bei den Kontaktorganen von Thesium nicht gefunden werden. Wie bei zahlreichen Rhinanthoideen können auch bei Thesium Meta- und Warzenhaustorien vorkommen.     

Freiwasserbeobachtungen zum Verhalten von Tobiasfischschwärmen (Ammodytidae) in der westlichen Ostsee*

Jeweils im Juli 1962 und 1963 beobachteten die Autoren vor der Südküste der mittleren Ostsee schwimmtauchend das Verhalten von Tobiasfisch-Schwärmen (Ammodytidae). Die beiden häufigen Arten, Ammodytes lancea (?kleiner”) und Hyperoplus lanceolatus (?großer Tobiasfisch”) treten in gemischten Schwärmen auf. Die in einem Schwarm vereinigten Fische sind meist etwa gleich groß. Normalerweise ziehen die Tobiasfische langsam und in Form von Sehichtschwärmen. Wimpelbildungen (Abb. 3) sind jedoch ebenso haufig wie Aufspaltungen und Vereinigungen. Plankton verzehrende Schwärme lockern sich auf. Mit Sonnenaufgang verlassen die Fische ihre im ufernahen Sand gelegenen nächtlichen Ruheplätze, schließen sich zu Schwärmen zusammen, ziehen zur Nahrungsaufnahme in tieferes Wasser und kehren nachmittags in das Flachwasser zurück. Nach nochmaliger Nahrungsaufnahme geht es abends wieder zu den Ruheplätzen. Während des Tageszyklus lassen sich vier Formen sozialen Kontakts unterscheiden: Schwarme, aufgelockerte Freßgemeinschaften, Einzelindividuen und im Sand ruhende Gruppen. Mit Geröll oder Pflanzen bedeckter Untergrund mit etwa darin versteckten Raubfeinden werden gemieden. Eine Gefahrenquelle wird unter Vakuolenbildung (Abb. 9) umschwommen. Schreckreaktionen treten bei Annäherung von Feinden, nach will-kürlichen Störungen und ohne erkennbare Ursache auf. Auf der Flucht befindliche Schwärme schließen sich dichter zusammen. Gewaltsam getrennte Schwärme streben sich wieder zu vereinigen. In einen Schwann einschwimmende ungewöhnlich große Einzelgänger verhalten sich oft räuberisch. Insofern ist die dem Schwarmverhalten zugesprochene Schutzfunktion nicht unbedingt: sic hat auch ihre Gefahren.