Rhythmische Erregungen in den optischen Zentren von Calliphora erythrocephala

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

Selektive Paarung und gegenseitige Beeinflussung der Kopulationspartner bei der Diatomee Cocconeis

Zusammenfassung Früher untersuchte Sippen vonCocconeis zeigen die Gesetzmäßigkeit, daß Zellen nur paarungsfähig sind, wenn ihre Rapheschale der Hypotheka angehört. Der Richtungskörper entsteht dann, in der Folge einer inäqualen, differentiellen Cytokinese, gesetzmäßig an der Seite der Hypotheka, also in bezug auf die festsitzende Zelle unten. Bei var.euglyptoides sind außerdem auch Zellen sexualisierbar, welche die Rapheschale als Epitheka ausgebildet haben; sie können sich aber nicht mit ihresgleichen paaren. Die Paarung erfolgt überwiegend zwischen Partnern mit verschiedener Thekenkombination und nur in 1/8 der Fälle zwischen Partnern, deren Rapheschale der Hypotheka angehört. Die bei anderen Sippen bestehende 50%ige Sterilität wird dadurch entsprechend eingeschränkt.Die fixe Beziehung zwischen Richtungskörperbildung und Hypotheka ist auch beieuglyptoides erhalten, daher entsteht der Richtungskörper in Zellen mit oberer Hypotheka oben; die Polaritätsachse, welche den Ablauf der meiotischen Cytokinese kontrolliert, ist also in bezug auf den Protoplasten um 180° gedreht. Es sind also zweierlei Polaritäten zu unterscheiden: die den vegetativen Zellen inhärente Polarität, die sich in der Heteropolie der Pervalvarachse ausdrückt und nicht umkehrbar ist, und die während der Meiose auftretende, die beieuglyptoides mit ersterer gleich- oder gegensinnig wirken kann, während sie bei anderen Sippen immer gleichsinnig wirkt.Bei der Kopulation zeigen sich außerdem bestimmte (nicht zufällige) Beziehungen zwischen der Thekenkombination und der Lage der Partner zueinander, dem Eintritt in die Meiose und vermutlich der Bildung des Kopulationsschlauchs. Auch hieraus ist auf eine verschiedene physiologische Disposition der Zellen mit verschiedener Thekenkombination zu schließen.Infolge des verschiedenen Widerstands, den die oberen Theken in Paaren mit verschiedener Thekenkombination bei ihrem Aufklappen während der Bildung der Kopulationsgallerte leisten, entstehen bei der konstitutionell isogamen var.euglyptoides asymmetrische Kopulationsbilder, die eine bewegungsphysiologische Anisogamie, wie sie bei anderen Sippen konstitutionell ist, bloß vortäuschen.Mit 5 Textabbildungen     

Vergleichende Untersuchungen an haploiden und durch Colchicineinwirkung diploid gewordenen Stämmen vonOedogonium cardiacum

Zusammenfassung Durch die Behandlung gut teilungsfähiger Fäden vonOedogonium cardiacum mit einer 1%igen Colchicinlösung während 36 Stunden läßt sich Polyploidie auslösen.Die Bestimmung des Zuwachses von je 65 fünfzelligen haploiden und diploiden Keimlingen nach 1, 2 und 3 Wochen ergibt für haploide und diploide Zellen eine weitgehend übereinstimmende Vermehrungsrate.Die haploiden Keimlinge reagieren auf eine leichte Veränderung der Außenbedingungen im Zuge der Überimpfung mit einer höheren Absterberate als die diploiden (31 gegenüber 9).Die Bestimmung der Zellzahl von 500 beliebigen Keimlingen aus Massenkulturen in Abständen von 10, 20 und 30 Tagen nach dem Überimpfen ergibt nach den ersten beiden Zeiträumen eine höhere Zahl für die haploiden, nach 30 Tagen aber eine merkbar höhere für die diploiden Keimlinge. Dabei ist nach 10 und 20 Tagen der Anteil Einzelliger bei den diploiden Keimlingen viel höher als bei den haploiden; ob dies auf verzögerter oder wiederholter Schwärmerbildung beruht oder an einem Keimverzug liegt, ist fraglich. Jedenfalls wird das anfängliche Nachhinken der diploiden Keimlinge nach 20–30 Tagen völlig ausgeglichen.Im Konkurrenzversuch erweist sich unter den gegebenen Kulturbedingungen die diploide der haploiden Sippe hinsichtlich der Vermehrungsrate überlegen; denn bei Beimpfung der Kulturgefäße mit je zehn haploiden und zehn diploiden 40zelligen Fäden (vier Parallelversuche) finden sich in 35 Tage nachher entnommenen Proben ungefähr 2/3 diploide und 1/3 haploide Zellen.Die Mittelwerte des Zellvolumens von haploiden und diploiden Keimlingen verhalten sich wie 14,6, die des Kernvolumens wie 14,0.Die Anzahl der Pyrenoide ist bei den diploiden Zellen erhöht (100 haploide Zellen enthielten 306, 100 diploide 584 Pyrenoide), das einzelne Pyrenoid ist etwas vergrößert.Hinsichtlich der Breite der Chromatophorenlamellen ergeben sich zwischen haploiden und diploiden Zellen keine wesentlichen Unterschiede.Die Chromosomenzahl vonOedogonium cardiacum beträgt n=19. Im haploiden Satz liegen drei verschiedene, charakteristisch gestaltete SAT-Chromosomen vor.Mit Hilfe der Colchicin-Behandlung lassen sich auch tetraploide Zellen und kurze Fadenstücke erzielen, doch zeigt sich bei diesen eine verminderte Vitalität.     

ÜberCodiolum undUrospora

Zusammenfassung Die Lebenszyklen der bei Helgoland vorkommendenUrospora- bzw.Codiolum-Arten wurden im Kulturexperiment geklärt (vgl. die Einleitung) und die zur Unterscheidung der Arten dienlichen Merkmale herausgestellt.Die unterschedliche Differenzierung des Lebenszyklus der Arten dieses kleinen Formenkreises wird im Zusammenhang mit Fragen ihrer Phylogenie und Entwicklungsphysiologie erörtert.Codiolum wormskioldii ist bemerkenswert durch seine drei heteromorphen, genotypisch gleichen, ungeschlechtig sich vermehrenden Generationen, die unter entsprechenden Versuchsbedingungen ineinander übergeführt werden können (vgl. Schema Abb. 8).(Mit 9 Abbildungen im Text)     

Die absoluten Hörschwellen des Zwergwelses (Amiurus nebulosus) und Beiträge zur Physik des Weberschen Apparates der Ostariophysen

Zusammenfassung Für den Zwergwels (Amiurus nebulosus) werden die absoluten Hörschwellen im Frequenzbereich von 60–10000 Hz bestimmt. Die in der Arbeit angegebene Methode gestattet nur Messungen, deren Fehler etwa auf ±10 db geschätzt werden muß.Das Gehörorgan der Zwergwelse ist ein Schalldruckempfänger, so daß die Hörschwellen in Schalldruckeinheiten (bar = dyn/cm²) angegeben werden können.Im Bereich von 60–1600 Hz ist der Schwellenschalldruck annähernd konstant; oberhalb von 1600 Hz steigt er steil mit der Frequenz an (s. Abb. 7).Nach beidseitiger Exstirpation des Malleus ist die Empfindlichkeit auf 1/30–1/100 (um 30–40 db) abgesunken, die Form der Hörschwellenkurve bleibt jedoch erhalten (s. Abb. 8).Versuche, die Schwimmblase auszuschalten, waren erfolglos.Eigenfrequenz und Dämpfung der Pulsationsschwingungen der isolierten Camera aerea (vordere Schwimmblasenkammer) der Elritze wurden gemessen. Die Eigenfrequenz der Schwimmblase ist ihrem mittleren Durchmesser umgekehrt proportional. Das logarithmische Dekrement der Schwingungen beträgt im Mittel 0,25. Es ist anzunehmen, daß die Dämpfung im Fischkörper größer ist.Die Form der Schwellenschalldruckkurve läßt sich aus den akustischen Eigenschaften des Weberschen Apparates verstehen, wenn man annimmt, daß für die Schwellenerregung der Sinneszellen eine frequenzunabhängige Mindestamplitude der Endolymphschwingungen im Labyrinth erforderlich ist.Ein Vergleich der Schwingungsamplituden einer kugelförmigen Luftblase in Wasser und der Teilchen in einem Wasserschallfeld mit fortschreitenden Wellen bei gleichem Schalldruck zeigt den Vorteil, den die Transformation des Schalldrucks in Bewegungen der Schwimmblasenwand für das Hörvermögen der Ostariophysen bietet.Die Schallempfindlichkeit der Zwergwelse (dargestellt durch die Schwellen-Energiedichte eines ungestörten Schallfeldes) ist im optimalen Frequenzbereich (etwa 800 Hz) gleich der des Menschen und des Vogels (Dompfaff) in ihren optimalen Frequenzbereichen (etwa 3200 Hz); dagegen ist die Schallempfindlichkeit des Zwergwelses bei tiefen Frequenzen (z. B. 60 Hz) wesentlich größer, bei hohen Frequenzen (z. B. 10000 Hz) jedoch wesentlich kleiner als die von Mensch und Vogel (s. Abb. 13). Die berechneten Schwellenamplituden der Schwimmblasenwand sind nur wenig größer als die des Trommelfells von Mensch und Vogel.Für die Anregung zu dieser Arbeit bin ich Herrn Prof. Dr. H. Autrum zu Dank verpflichtet. Für Unterstützung und Beratung danke ich ferner Herrn Prof. Dr. R. W. Pohl (I. Physikalisches Institut Göttingen), Herrn Prof. Dr. F. H. Rein (Physiologisches Institut Göttingen) und Herrn Dr. K. Tamm (III. Physikalisches Institut Göttingen).Die Untersuchungen wurden mit Apparaten ausgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung gestellt hat.     

Zur spektralen Empfindlichkeit des Komplexauges von Calliphora

Zusammenfassung Mit einer neuen Methode wird die spektrale Empfindlichkeit des Komplexauges von Calliphora erythrocephala im Spektralbereich zwischen 429 und 631 m bei extrem niedrigen Reizlichtstärken untersucht. Sie hat ein Maximum bei 480 m und fällt nach beiden Seiten gleichmäßig ab. Bei 631 m ist die relative Empfindlichkeit nur noch sehr gering (Abb. 5).Bei den minimalen Lichtstärken dieser Versuche wird die spektrale Empfindlichkeit des Calliphora-Auges von einem seiner beiden Rezeptorentypen allein bestimmt, nämlich vom Rezeptor des Dämmerungssehens, der im untersuchten Spektralbereich die niedrigsten Schwellen hat.Mit einer neuen Methode wird beim Calliphora-Auge die Abhängigkeit der Sehschärfe von der Wellenlänge der Reizlichter untersucht. Dazu werden diejenigen Strahlungsstärken monochromatischer Lichter gemessen, bei denen das Eintreten einer Verhaltensreaktion anzeigt, daß die Sehschärfe eine bestimmte Höhe jeweils gerade erreicht hat. Die Kehrwerte dieser Strahlungsstärken bilden die Kurve der spektralen Sehschärfe.Die spektrale Sehschärfe ist bei 631 m sechsmal höher als die spektrale Empfindlichkeit des Rezeptors für das Dämmerungssehen; sonst besteht zwischen den beiden Kurven kein gesicherter Unterschied (Abb. 8). Daraus wird geschlossen, daß der zweite, weniger empfindliche Rezeptor des Calliphora-Auges bei den höheren Lichtstärken, die zur Bestimmung der spektralen Sehschärfe nötig waren, im roten Spektralgebiet bereits tätig ist.Bei denselben Reizlichtstärken, bei denen zuvor im Verhaltensversuch jeweils die gleiche Sehschärfe festgestellt worden ist, werden die Potentialhöhen des Elektroretinogramms ausgemessen. Im Spektralbereich zwischen 449 und 590 m haben die Potentiale für alle untersuchten Wellenlängen etwa dieselbe Höhe. Bei 631 m ist das Potential erheblich höher als bei den übrigen Wellenlängen (Tabelle 1).Dieser Befund läßt sich mit der Hypothese (Autrum 1955) erklären, die Schutzpigmente des Calliphora-Auges seien für rotes Spektrallicht teilweise durchlässig: Dadurch muß bei rotem Licht die Sehschärfe geringer und das Elektroretinogramm höher werden, als es in einem Auge mit vollständig gegeneinander abgeschirmten Ommatidien der Fall wäre.Durch diesen Befund wird also gleichzeitig die von Autrum auf Grund früherer, elektrophysiologischer Ergebnisse aufgestellte Hypothese einer Rot-Durchlässigkeit der Schutzpigmente gestützt.Für die Ausführung der elektrophysiologischen Versuche und für fruchtbare Diskussion danke ich Frau I. Autrum. Die Experimente sind zum Teil mit Apparaten durchgeführt worden, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung gestellt hat.     

Elektrophysiologische Untersuchungen an den Ocellen von Calliphora

Zusammenfassung Aus dem Ocellus von Calliphora erythrocephala Meig. kann bei Belichtung ein Elektroretinogramm abgeleitet werden. Es besteht aus einem Eineffekt, der sich aus einer schnellen positiv gerichteten und einer langsameren negativ gerichteten Spannungsschwankung zusammensetzt, und einem negativ gerichteten Auseffekt. Während der Belichtung treten Belichtungsrhythmen auf.Die relativen Amplituden der einzelnen Spannungsschwankungen hängen von der Lage der differenten Elektrode ab.Bei jungen Tieren (3–9 Tage alt) treten neben den oben angeführten weitere Spannungsschwankungen auf, die beschrieben werden.Aus dem Ocellusnerven werden Impulse von Einzelfasern abgeleitet.Im Dunkeln ist eine stationäre Impulsfrequenz (etwa 40–70 Impulse/sec) vorhanden.Belichtung vermindert die Impulsfrequenz zunächst stark. Bei hinreichender Beleuchtungsstärke wird die Entladung vorübergehend vollkommen gehemmt (silent period). Nach einer Übergangszeit stellt sich eine neue, niedrigere stationäre Impulsfrequenz ein. Verdunklung wird mit einer Frequenzzunahme (Erregungsspitze) beantwortet. Hierauf geht die Frequenz langsam auf ein stationäres Niveau zurück, das höher liegt als das bei Belichtung. Die Übergangsfunktionen sind sowohl bei Belichtung als auch bei Verdunklung Exponentialfunktionen.Es werden zwei Impulstypen beschrieben, die sich in ihrem Erregungsverlauf quantitativ unterscheiden.Die Leistungsfähigkeit der Ocellen von Calliphora erythrocephala wird untersucht. Hierzu werden die Abhängigkeit des Elektroretinogramms und der Impulsfrequenz von der Reizdauer, der Reizintensität und von der Einwirkung von Flimmerlicht, Latenzzeiten und Adaptationsverlauf gemessen.Die Ocellen von Calliphora haben ein ebenso hohes zeitliches Auflösungsvermögen wie die Facettenaugen (Verschmelzungsfrequenz ungefähr 250 Lichtblitze/sec).Es werden 3 Möglichkeiten zur Charakterisierung der Verschmelzungsfrequenz aus der zeitlichen Verteilung der Nervenimpulse vorgeschlagen.Die Erregung im Ocellus steigt mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes.Während der phasische Anteil des Aus-Effektes im Ocellusnerven mit zunehmender Beleuchtungsstärke des Reizes ansteigt, ist die tonische Erregung gerade im Dunkeln am höchsten. Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, die Ocellen als Dunkelrezeptoren zu betrachten.Die Ocellen von Calliphora sind relativ schnell adaptierende Rezeptoren. Die Adaptation ist nach 30 sec nahezu beendet.Die Untersuchung des Adaptationsverlaufs am Ocellusnerven ergibt, daß die Empfindlichkeitsänderungen während der Hell und der Dunkeladaptation spiegelbildlich zu den Übergangsfunktionen verlaufen. Infolgedessen kann der Verlauf der Adaptation unmittelbar aus der Übergangsfunktion abgelesen werden.Die Impulsfrequenz nach einem Testreiz (Verdunklung) ist unabhängig vom Adaptationszustand.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München. Für die Anregung und die Förderung der Untersuchungen danke ich Herrn Prof. Dr. H. Autrum.     

Über die seitendrüsen der mitteleuropäischen rötelmaus (Clethrionomys Glareolus schreber)

Zusammenfassung Die Untersuchung der Seitendrüsenfelder der mitteleuropaischen Rötelmaus (Clethrionomys glareolus) ergab Übereinstimmung mit den Flankenorganen des Goldhamsters (Mesocricetus auratus) und der Wühl ratte (Arvicola terrestris) insofern, als es sich in allen drei Fällen um vergrößerte (hypertrophische) Haarbalg-Talgdrüsen handelt. Derwesentliche Unterschied scheint nur darin zu bestehen, daß these Drüsen bei der Rötelmaus sehr viel schwächer und nur bei geschlechtsaktiven ausgeprägt sind und nur in seltenen Fällen deutlich sezernieren. Die Behaarung der Seitendrüsenfelder ist bei der männlichen Rötelmaus gut ausgeprägt und abweichend von der Haarfarbe und -folge des übrigen Felles. Über die Funktion der Seitendrusen ließ sich nichts ermitteln.     

Über den Einfluss der Bewegungsrichtung der Basilarmembran auf die Ausbildung der Cochlea-Potentiale von Strix varia (Barton) und Melopsittacus undulatus (Shaw)

Zusammenfassung Die vom runden Fenster abgeleiteten Cochlea-Potentiale von Barred Owl (Strix varia) und Wellensittich (Melopsittacus undulatus) werden in einer ursprünglich für Säuger entwickelten Apparatur untersucht. Verbesserungen der schon früher erarbeiteten präparativen Technik für Kleinvögel werden angegeben.Die Cochlea-Potentiale der Eule werden in ihrer Abhängigkeit von Intensität, Dauer und Polarität (Phase) eines ursprünglich rechteckigen Reizimpulses dargestellt. Nur die Stärke des Klicks hat einen wesentlichen Einfluß auf ihre Ausbildung; dies stimmt mit den Beobachtungen an Säugern überein.Nur die Mikrophon-Komponente der elektrischen Schwankungen im Innenohr des Wellensittichs verhält sich wie bei Eule und Säuger. Die auf die Entladungen von Nervenzellen zurückgeführte Komponente N₁ zeigt eine gründlich verschiedene Empfindlichkeit für die Dauer und die Phase des Reizes. Ähnliche Verhältnisse scheinen nach älteren Untersuchungen bei der Taube zu bestehen.In der Diskussion werden die Unterschiede zwischen Sittich (und Taube) einerseits, Eule (und Säuger) andererseits in Parallele zur Größenentwicklung von Cochlea und Fußplatte des Gehörknöchelchens gesetzt.Zur Erklärung der Empfindlichkeit der nervösen Entladungen für die sich mit der Reizdauer und -phase ändernde Bewegungsweise der Basilarmembran wird angenommen, daß die Verlagerung der Haarzellen zum ovalen Fenster erregend, in entgegengesetzter Richtung hemmend wirkt. Bei kurzen Reizen tritt Interferenz beider Wirkungen auf.Ermöglicht durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Ein neuer Mikro-Respirationsapparat zur fortlaufenden manometrischen Bestimmung des respiratorischen Quotienten

Zusammenfassung Es fehlt in unserer Technik zur Untersuchung der Atmung kleinerer Organismen ein allgemein verwendbarer Apparat, der auf manometrischem Wege fortlaufend neben dem Sauerstoffverbrauch auch die Kohlensäureabgabe in einem Versuch zu messen gestattet.Die Lösung des Problems wird in einem ringförmigen Respirationsapparat gefunden, bei dem die zur Absorption der Kohlensäure notwendige Lauge getrennt vom Objekt in einer eigens konstruierten Mikropumpe untergebracht ist. Die Mikropumpe besteht aus zwei fest miteinander verbundenen Glasrohren. Es fehlen bewegliche Teile und Ventile, so daß ihr Volumen vollkommen konstant ist. In Tätigkeit gesetzt wird die Pumpe durch einfaches Hin- und Herneigen (Abb. 1, S. 251). Der Atmungstrog steht in fester Verbindung mit der Pumpe, so daß er bei der Betätigung der Pumpe mitbewegt werden muß. Er ist von der Pumpe durch zwei Dreiwegehähne abtrennbar. Die Bestimmungen erfolgen in zwei Phasen. In der ersten Phase wird bei ruhendem Apparat und geschlossenen Dreiwegehähnen unter Ausschluß der Lauge die Größe CO₂–O₂ bestimmt. In der zweiten Versuchsphase wird die Verbindung des Atmungstroges zur Pumpe geöffnet und die Pumpe durch Schaukeln des Apparates in Tätigkeit gesetzt. Es erfolgt jetzt die Absorption der Kohlensäure, wodurch die Größe des Sauerstoff-verbrauches bekannt wird. Aus den beiden Größen CO₂–O₂ und O₂ kann CO₂ leicht berechnet werden. Es ist bei dem Apparat möglich, parallel zur volumetrischen eine titrimetrische Bestimmung der erzeugten Kohlensäure durchzuführen.Den schematischen Aufbau des hier beschriebenen Respirationsapparates zeigt Abb.2 (S. 252), die praktische Ausführung des Apparates Abb. 3 (S. 254).     

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

Zusammenfassung Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden ²-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden ²-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.     

Phasenoptische Untersuchungen an Fruchtfleischzellen vonSymphoricarpus racemosus Hooker

Zusammenfassung Das Ergebnis phasenoptischer Untersuchungen an den Plasmaorganellen der Fruchtfleischzellen vonSymphoricarpus racemosus Hooker wird mitgeteilt. Die Vor- und Nachteile der Zellen als Objekt für die Phasenkontrastmikroskopie werden erörtert. Auf die besondere Eignung der Zellen für Untersuchungen im Anoptralkontrast sowie auf die Vorteile dieses Verfahrens wird hingewiesen. Das Bild der nach mechanischer Schädigung alterierten und absterbenden Zelle und die Nekrosen der Organellen werden beschrieben.Neben den Kernen sind die multigranulären, extrem somatisierten Leukoplasten mit ihren bizarren Formen und ihrer starken Amöboidie die auffälligsten Plasmaorganellen (Abb. 3, 4, 5, 11, 13, 16, 17, 20). Die Chondriosomen, meist eiförmig bis gestreckt-oval, sind ähnlich denen vonAllium, nur etwas kleiner (Abb. 4, 8, 9, 13). Auch die Sphärosomen, die sehr verschiedene Größe besitzen, sind kleiner als beiAllium. Selbst die größten zeigen im Phako noch keinen Hof, sondern sind homogen konstrastiert (Abb. 4, 5, 9, 21). Außerdem finden sich im Plasma noch eigenartige kreisrunde Gebilde mit homogenem Phako, die größer sind als die Chondriosomen (Abb. 8, 9, 18), und große runde Lipoidtropfen mit starker Lichtbrechung (Abb. 2). Im Dunkelfeld nachweisbare, an der Grenze der Sichtbarkeit liegende Partikel mit Funkelphänomen sind vielleicht dem Golgisystem zuzurechnen.Nach mechanischer Schädigung zeigen das alterierte und absterbende Plasma und die Organellen Bilder, wie sie auch von anderen Zellen bekannt sind.Nach Janchen (1958, S. 577) führt die Pflanze jetzt den NamenSymphoricarpos rivularis Suksdorf.     

Der Sauerstoffverbrauch des Facettenauges von Calliphora erythrocephala in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Ionenmilieu

Zusammenfassung Es wird der Sauerstoffverbrauch der Retinula der Schmeißfliege (Mutante chalky) in Abhängigkeit von Lichtintensität und Temperatur sowie vom Ionenmilieu bestimmt.Die Atmungsmessungen wurden mit einem weiterentwickelten Mikrorespirometer nach Prop durchgeführt. Das neue Gerät wird ausführlich beschrieben.Der Sauerstoffverbrauch der Augen (auf Frischgewicht bezogen) ist bei Männchen und Weibchen gleich. Die Atmung steigt (bei 25° C) von 3,9 ml O₂/g × Std im Dunkeln auf maximal 8,9 ml O₂/g × Std bei Belichtung an.Die Höhe des Sauerstoffverbrauchs ist abhängig vom Alter der Imagines. Während der ersten Tage nimmt die Atmung schnell zu und nähert sich dann langsamer im Laufe der 2. Woche einem Höchstwert.Im Temperaturbereich 15–40° C wurden für den Dunkelstoffwechsel und den maximalen Hellstoffwechsel gleiche Q ₁₀- und -Werte ermittelt (Q ₁₀ 1,95, 12000 cal/Mol).Der Sauerstoffverbrauch in Abhängigkeit vom log₁₀ der Lichtintensität aufgetragen ergibt steile S-förmige Kurven, die mit steigender Versuchstemperatur zu höheren Lichtintensitäten parallel verschoben werden.Bei Erhöhung der K⁺-Ionenkonzentration sinkt der Dunkelstoffwechsel, während der maximale Hellstoffwechsel nicht beeinflußt wird. Mit steigender Kaliumkonzentration verlagern sich die S-Kurven (Sauerstoffverbrauch in Abhängigkeit vom log₁₀ der Intensität) nach rechts, mit steigender Natriumkonzentration nach links.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.Mit Unterstützung der Alexander von Humboldt-Stiftung.     

Über Feinbau und Funktion des Saccus vasculosus

Zusammenfassung o| li]1.|Dammermans Hypothese, der Saccus vasculosus stelle ein Sinnesorgan dar, das den Sauerstoffgehalt des Blutes kontrolliert, läßt sich mit den morphologischen Gegebenheiten nicht in Einklang bringen. Die den Rezeptoren der Riechschleimhaut verglichenen Krönchenzellen in der Saccuswandung stehen nicht mit dem Blute, sondern mit dem Liquor cerebrospinalis in unmittelbarer Berührung. Die Krönchenzellen werden ferner samt den marklosen Nervenfasern, welche sie mit dem Hypothalamus verbinden, vom Blute innerhalb der für den Saccus charakteristischen Sinus durch die Membranbildungen an der Hirnoberfläche geschieden. Umwegig erscheint auch die Vorstellung, daß an Chemorezeptoren erinnernde, in den Liquor eintauchende Elemente dazu bestimmt seien, Volumschwankungen der Gefäße zu perzipieren, die auf den Saccus übertragen werden. Es ist daher angezeigt, die Hypothese von Dammerman durch eine Deutung zu ersetzen, welche den strukturellen Besonderheiten des Saccus vasculosus eher Rechnung trägt. Prüfenswert ist insbesondere die Frage, ob der an einen Plexus chorioideus gemahnende Saccus über die Fähigkeit der Absonderung verfügt.Die histologische Untersuchung des Saccus vasculosus von Selachiern und Teleostiern hatte das im folgenden geschilderte Ergebnis. li]2.|Der stark entfaltete Saccus vasculosus der Rajiden, Torpedinen und Dasyatiden ist in seinen medianen und medio-lateralen Abschnitten sowohl mit der Gehirnbasis als auch mit der Adenohypophyse eng verbunden. Die dorsale, im mittleren Bereich nicht gefaltete Saccuswand lagert einer breiten Meninxschicht an, die nur verhältnismäßig enge, von der Epithelbasis teilweise weiter entfernte Gefäße enthält. In dieser Zone überwiegen die gliösen Stützzellen innerhalb des Epithels über die dem Saccus eigentümlichen sog. Krönchenzellen.Die ventrale Wandung des Saccus der untersuchten Selachier ist mit der Dorsalfläche der Adenohypophyse verlötet. Auch in diesem Saccusabschnitt herrschen Stützzellen vor. Unmittelbar unter der Zellage der ventralen Saccuswandung verläuft der Tractus praeopticohypophyseus, leicht kenntlich an seinem Neurosekretbestande. Diese Bahn tritt bei Raja und Torpedo zunächst in eine rostral gelegene Saccusfalte ein, deren Krümmung sie folgt, um dann — sehr dicht an die Basis der ventralen Saccusauskleidung angeschmiegt — zur Pars intermedia der Hypophyse zu ziehen, in deren Epithelgefüge sie sich unter Aufsplitterung in Fasersträhnen als diffuse Neurohypophyse einsenkt. Dieser Befund lehrt, daß der Tractus praeoptico-hypophyseus nicht, wie gelegentlich vermutet (vgl. Kappers) der Innervation der Saccusgefäße dient.An dem überaus stark ausgebildeten Gefäßapparat des Saccus der hier untersuchten Arten konnten Spezialvorrichtungen für die Regulation der Durchblutung nur bei Dasyatis marinus festgestellt werden, dessen Meninx wie das Bindegewebe anderer Körperregionen (vgl. Bargmann 1937) mit den seit Leydig (1852, 1857) als Turbanorganen bekannten Muskelbildungen reichlich ausgestattet ist. Die Turbanorgane liegen in der den Saccus umhüllenden Leptomeninxschale.Die Angabe von Krause (1923), die Saccuswand von Torpedo enthalte glatte Muskulatur, ließ sich an meinem Untersuchungsgut nicht bestätigen. Es ist anzunehmen, daß die im Saccusbereich bei manchen Arten deutlich entwickelte Schicht elastischer Fasern die Durchblutung des unter ihr befindlichen Saccus beeinflußt. Dieses Netzwerk dürfte durch starke Gefäßfüllung unter Spannung gesetzt werden, zumal die elastischen Faserstrukturen in Begleitung der Blutgefäße innerhalb der Saccusfalte mit der meningealen Elasticaschicht zusammenhängen. Das Vorkommen starker Kaliberschwankungen der Blutgefäe des Saccus läßt sich aus dem Schnittpräparat folgern. Nicht alle Abschnitte des Saccus sind übrigens reich vaskularisiert. Weite Sinus fehlen z.B. in der dorsalen Wandpartie, die sich mit der basalen Hirnhaut verbindet. li]3.|Die Saccuswand aller untersuchten Selachier und Teleostier wird von einer epithelialen Zellschicht ausgekleidet, die zwei verschiedene Elemente erkennen läßt, nämlich a) die sog. Krönchenzellen, b) die Stützzellen. Eine markante Hervorhebung der Krönchenzellen der Teleostier gelingt mit Hilfe der Nervenimprägnationsmethode von Bodian. Ob vereinzelt in der Epithelbasis im Verlauf der Saccusnerven gelegene größere Zellelemente (Raja) Ganglienzellen verkörpern, ist fraglich. Die innerhalb der sehr starken Saccusnerven von Dasyatis vorkommenden größeren gelappten Zellen mit granuliertem Zytoplasma werden als Gliazellen angesprochen. Die ventrikuläre Oberfläche des Epithels wird von einer durchbrochenen Gliamembran überzogen, durch deren Lücken die apikalen Abschnitte der Krönchenzellen mit dem Liquor cerebrospinalis in Berührung stehen. Man muß sich diese Membran, die sich gelegentlich infolge Schrumpfung des von ihr bedeckten Epithels abhebt, siebartig gebaut vorstellen.Die Dicke und mit ihr die Differenzierung der Saccuswandung sind, wenigstens bei Selachiern, nicht konstant. Auf weitere Strecken hin kann allein eine endothelähnliche Zelltapete, die keine Krönchenzellen aufweist, die Gefäße von der Organlichtung trennen. In derartigen Wandabschnitten scheinen abgeplattete Stützzellen vorzuliegen. Es ist anzunehmen, daß sie das Ergebnis eines Mauserungsprozesses sind, bei dem gealterte Zellen in die Saccuslichtung abgeschuppt werden, wo man sie gelegentlich vereinzelt oder in Gruppen antrifft. Der Nachschub kann durch mitotische Zellteilung erfolgen. li]4.|Die sorgfältigen Beobachtungen von Dammerman über die Struktur der Krönchenzellen werden bestätigt. Es muß jedoch hervorgehoben werden, daß die für diese Elemente bezeichnenden Krönchen vergängliche bzw. in ihrer Form wechselnde Bildungen darstellen. Bei Selachiern findet man zahlreiche Zellen, die Krönchenzellen verkörpern, jedoch nicht mit einem Krönchen ausgestattet sind, neben solchen, die eine derartige apikale Differenzierung ihres Zytoplasmas besitzen. Bei den untersuchten Teleostiern sowie jenen Selachiern, deren Krönchenzellen meist eine Krönchenbildung aufweisen, zeigten sich — von Zelle zu Zelle — deutliche Größenunterschiede der mit dem Krönchenfortsatz versehenen Kopfabschnitte. Bei Dasyatis habe ich sogar typische Krönchen vermißt und an ihrer Stelle nur unregelmäßig geformte Zytoplasmazipfel gefunden.Als bisher unbeachtete Eigentümlichkeit der Krönchenzellen werden. azidophile, an Einschlukörper erinnernde Homogenisierungen des Zellleibes bei Selachiern beschrieben, die sehr umfangreich ausgebildet sind. Bei Teleostiern treten kleinere, in Kernnähe gelegene Einschlüsse im Zytoplasma der Krönchenzellen auf. Engere Beziehungen der intrazellulären Neurofibrillen zu den von ihnen umgebenen Einschlüssen wurden nicht festgestellt. li]5.|Zugunsten der zur Erörterung gestellten Annahme, die Krönchenzellen könnten sekretorisch tätige Elemente verkörpern, sprechen mehrere Beobachtungen, von denen die eines Auftretens von Blasen an der Zelloberfläche wohl die geringste Beachtung verdient, da die Möglichkeit der artefiziellen Auslösung durch die Fixierungsflüssigkeit nicht ausgeschlossen werden konnte. Bemerkenswerter erscheint das Vorkommen von Körnchen und Tröpfchen innerhalb der Krönchenbüschel, die sich teils mit Chromalaunhämatoxylin, teils mit Phloxin bevorzugt anfärben. Gleichartige Gebilde kann man frei im Saccuslumen nachweisen. In anderen Fällen verdämmert der Krönchenbesatz im Inhalt des Saccus. Ferner läßt sich der Krönchenrasen gelegentlich mit der Perjodsäure-Schiffreaktion in blauvioletter Farbe sichtbar machen, die auch der Saccusinhalt aufweist. Besonders auffallend ist schließlich die Füllung der Organlichtung mit einem Kolloid, das in vielen Fällen eine kompaktere Masse darstellt. li]6.|Der Inhalt des Saccuslumens der Selachier stellt sich im Schnittpräparat seltener als homogene Masse, in der Regel als netzig-fädiges oder körniges Gerinnsel dar, das sich mit Chromalaunhämatoxylin und Anilinblau anfärben läßt. Ein auffallender Unterschied des Inhaltes von Saccus und übrigen Ventrikelabschnitten ist im allgemeinen nicht nachzuweisen. Einen ausgesprochen an Schilddrüsenkolloid erinnernden Inhalt einzelner Saccusnischen sah ich lediglich bei Stechrochen (Dasyatis marinus). Dagegen findet man in der Lichtung des Saccus verschiedener Teleostier, wie erwähnt, kompakte Kolloidmassen verschiedenen Aussehens und Umfanges. In manchen Fällen werden gegenüberliegende Wandpartien des Saccus nur durch schmale Blätter von Kolloid voneinander geschieden. Vielleicht unter der Einwirkung der Fixierungsmittel entstehen in diesem Material bald Tröpfchen und Körnchen, in anderen Fällen Vakuolen, die dem Kolloid ein wabigschaumiges Aussehen verleihen. Bei starker Füllung der Saccusnischen mit Kolloid können Bilder Zustandekommen, die oberflächlich einem Durchschnitt durch eine Schilddrüse ähneln. Der kolloidale Saccusinhalt gibt eine positive Perjodsäure-Schiffreaktion. Diese Reaktion fällt zwar auch am Liquor cerebrospinalis positiv aus. Indessen erreicht ihre Intensität nicht jene, die man an massiverem Saccuskolloid feststellen kann, was auf der größeren Dichte dieses Materials beruhen mag. Die Anwesenheit eines so umfangreichen und sicherlich verhältnismäßig zähen Kolloidinhaltes des Saccus scheint mit der Hypothese einer rezeptorischen Funktion des Organs schwer in Einklang zu bringen sein. Experimentellen Untersuchungen bleibt es freilich vorbehalten, die hier geäußerte Auffassung von einer sekretorischen Tätigkeit des Saccus vasculosus zu erhärten. li]7.|Die sog. Stützzellen der Saccusauskleidung bestehen aus zytoplasmaarmen Elementen mit meist oberflächennahe gelegenem Kern. Diese Zellen setzen an der die Saccusinnenfläche bedeckenden siebartig gebauten Gliamembran mit fußartigen Verbreiterungen an. Ihre schmalen basalen Abschnitte treten mit der die äußere Oberfläche des Saccusepithels überziehenden Membran in Verbindung. In manchen Abschnitten, so im mittleren Bereich der dorsalen und ventralen Wandpartie, nehmen sie stark gewundenen Verlauf, so daß hier das Bild eines Fasergewirrs entsteht. Da die Stützzellkerne gelegentlich eine durch Zerklüftung und Knospenbildung bedingte Oberflächenvergrößerung aufweisen (z.B. Lophius), ferner Kerneinschlüsse enthalten können, erscheint der Gedanke gerechtfertigt, daß diese gliösen Elemente nicht nur eine Stützfunktion ausüben.Diese Untersuchung erfolgte mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Herrn Prof. Dr. Eberhard Ackerknecht zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Elektronenmikroskopische Beobachtungen an Kernresten in verhornten Federzellen

Zusammenfassung An Querschnitten durch gelbe lipochromführende Federäste eines Fasans (Lady Imhurst-Fasan) und auch durch die zugehörigen Federstrahlen ließen sich in den verhornten Rinden- bzw. Radienzellen Kernreste mit dem Elektronenmikroskop nachweisen. Ihr Umriß wechselt mannigfach, indem die Austrocknung der Feder am Ende ihrer Entwicklung auch die Zellkerne zum Schrumpfen bringt, wobei benachbarte Tonofibrillenbündel in sie hineingepreßt werden können. Die Reste lassen stets die Kernbegrenzung durch die Zisterne erkennen; der Kerninhalt ist manchmal homogen, manchmal körnig strukturiert. Die elektronenmikroskopischen Befunde lehren also, daß an den Kernorten, die das Lichtmikroskop bei geeigneten Objekten zeigt, zusammengeschrumpfte Zellkerne vorliegen. Auch bei einigen anderen Vögeln wurden Kernreste verhornter Rindenzellen im elektronenmikroskopischen Bild beobachtet, so in den schillernden Schwanzfedern eines polnischen Hahns. Kernreste finden sich also sowohl bei lipochrom- wie bei melaninführenden Zellen.Die Markzellen der hier behandelten Federäste vom Fasan zeigen einen bemerkenswerten Übergang von gewöhnlichen Markzellen (mit Keratinmantel und einheitlichem luftgefülltem intramoenialem Raum) zu Tyndallblau-Zellen (in ganzer Ausdehnung mit schaumiger Gerüststruktur): sie ähneln den erstgenannten Zellen durch den Besitz eines Keratinmantels, enthalten aber zugleich im Innern ein freilich grobes Keratingerüst, das mit dem schrittweise sich auflockernden Mantel zusammenhängt.Frl. Christiane Liebich danken wir für ihre Hilfe bei der elektronenmikroskopischen Arbeit.     

Untersuchungen über Beziehungen zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese

Zusammenfassung An der einzelligen GrünalgeChlorella pyrenoidosa und an Systemen mit isolierten Spinat-Chloroplasten wurde das Problem einer möglichen Beziehung zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese (unter Ausschluß der Photophosphorylierung) bearbeitet.Eine Erhöhung des intracellulären Ascorbinsäure-Spiegels derChlorella pyrenoidosa konnte bei Dauerlichtkulturen erst bei einer Ascorbinsäure-Konzentration des Außenmediums von5·10^–2 Mol/l nachgewiesen werden. An Synchronkulturen ergab sich eine Phase im Entwicklungscyclus der Algen (18. Std), in der bereits bei einer Ascorbinsäure-Konzentration des Außenmediums von 1·10^–3 Mol/l eine signifikante Aufnahme erzielt werden konnte.In Versuchen anChorella-Zellen mit künstlich erhöhtem intracellulären Ascorbinsäure-Spiegel wurde weder bei Gaswechsel-Messungen noch bei der¹⁴CO₂-Fixierung eine Wirkung der Ascorbinsäure auf die Photosynthese festgestellt. Untersuchungen an Synchronkulturen ergaben keine Korrelation zwischen Ascorbinsäure-Gehalt und Photosynthese-Leistung im Verlauf der Zellentwicklung.Der Ascorbinsäure-Gehalt von Spinat-Chloroplasten nach Isolierung in nicht-wäßrigem Medium wurde bestimmt.Versuche an Systemen mit isolierten Chloroplasten ergaben keine Abhängigkeit der Hill-Reaktion mit NADP⁺ als Elektronenacceptor von der Ascorbinsäure. Ein positiver Effekt der Ascorbinsäure zeigte sich nur bei gealterten Chloroplasten-Bruchstücken sowie bei deren Gewinnung bei p_H 8,0. Er wurde im Sinne einer Stabilisator Wirkung der Ascorbinsäure gedeutet.Die Untersuchungen dieser Arbeit und die anderer Autoren zu einer möglichen Beziehung zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese wurden hinsichtlich der Versuchsproblematik und der Ergebnisse diskutiert.Aus den Versuchsergebnissen an Synchronkulturen vonChlorella pyrenoidosa wurde auf eine mögliche Funktion der Ascorbinsäure für die Vorbereitung oder Auslösung der Teilung hingewiesen.Mit 9 TextabbildungenDissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Tübingen 1963.     

Über die widerstandsfähigkeit von moosrotatorien aus wasserkulturen gegen trocknung und gegen niedere und hohe temperaturen,insbesondere über einige faktoren,welche die resistenz begrenzen

Zusammenfassung In Wasser kultivierte Moosrotatorien, Philodina roseola Ehrenb. und vor allem Habrotrocha constricta Duj. wurden auf ihre Trocken- und Temperaturresistenz geprüft.Ohne kolloidale Unterlage auf ebener Glasfläche bei Versuchsraumtemperaturen getrocknete Rotatorien sterben. Nur, wenn bei hoher Luftfeuchte langsam getrocknet wird, überlebt ein Teil der Tiere.Wird auf oder in einem Kolloid getrocknet, dann überlebt ein großer Teil der Tiere nach Maßgabe der folgenden Faktoren: Je größer die Trocknungsgeschwindigkeit und der schließliche Wasserverlust der Tiere, desto mehr Tiere sterben. Ebenso werden mit der Dauer des Trockenliegens immer mehr Tiere getötet. Je stärker die Abflachung der trockenen Tönnchen ist, desto mehr werden diese geschädigt. Schnelles Befeuchten der trockenen Tönnchen ist unschädlich. Zum Wiederaufleben ist Sauerstoff nötig.Die Kolloid-Bettung ermöglichte es, das Eintrocknen und Quellen der Tiere auch morphologisch zu verfolgen.Das Volumen der eingetrockneten Tiere beträgt etwa 8% des Volumens der aktiven Tiere oder 11% der zu Tönnchen kontrahierten, aber noch nicht entquollenen Tiere. Die lufttrockenen Tönnchen enthalten etwa noch 15–20% Wasser. Der Volumenverlust des Eiplasmas von Habrotrocha constricta beträgt bei 75% relativer Feuchte und l.8° C etwa 83–87%.Die untersuchten Rotatorien ziehen sich noch vor dem Eintrocknen zu Tönnchen zusammen; hierdurch werden die Deformation des Körpers und die Zerreißungen durch das Trocknen möglichst klein gehalten.Wiederholtes Trocknen tötet viele Tiere. Habrotrocha constricta verträgt osmotischen Wasserentzug (durch Saccharoselösung) gut; der Aufenthalt in destilliertem Wasser tötet die Tiere hingegen bald.Die Zeit, welche die Tiere zum Wiederaufleben benötigen; ist um so länger, je stärker sie getrocknet waren und je länger sie trockengelegen hatten. Erhitzt gewesene Tiere brauchen besonders lang zum Wiederaufleben.Lufttrockene Tiere vertragen extreme Temperaturen besser als solche mit höherem Wassergehalt: Aktive Tiere in Wasser oder nassem Mooshäcksel sterben, bei –15° C schnell eingefroren, rasch. Bei –4° C langsam eingefrorene aktive Tiere überleben zu etwa 10%. Bei –10 bis –15° C 3 Monate lang lufttrocken gelagerte Tiere überleben ohne zusätzliche Verluste durch die Kälte. Auch bei kurzfristigem, wiederholtem Wechsel zwischen –15 und +18 oder +35° C sterben die lufttrockenen Tiere nicht.Nur wenig entquollene Tönnchen vertragen die entsprechende Temperaturbehandlung aber schlecht.Aktive Tiere, die 5 min lang höheren Temperaturen ausgesetzt werden, sterben schon bei 42° C zu 50%; wenig entquollene Tönnchen überleben im äußersten Fall die gleiche Expositionszeit bei 48° C, lufttrockene Tönnchen bis zu 70° C. Osmotisch (in 0,5 mol. Rohrzucker) entquollene Tiere, die 30 sec höheren Temperaturen ausgesetzt wurden, überlebten dies noch bei 52° C zu 50%; Brunnenwasser-Kontrollen starben zu 50% schon bei 48° C.Auch beim Trockenliegen schaden schon mäßig hohe Temperaturen (30–35° C).Verglichen mit dem, was frühere Autoren über die Resistenz von Wildfängen angegeben haben, und was die experimentelle Nachprüfung dieser Angaben gebracht hat, ist die Widerstandsfähigkeit der in Dauer-Wasserzucht gehaltenen Tiere geringer: Bei etwa 60–80% relativer Feuchte und +18 bis + 20°C (Versuchsraumbedingungen) getrocknet, überlebte Habrotrocha constricta Duj. mit 50 % der Tiere im günstigsten Fall 25 Tage. Einzelne Tiere überlebten mehr als 50 Tage. Für 50% relative Feuchte sind die entsprechenden Werte 6 und 25 Tage, bei Lagerung im Exsikkator über konzentrierter H₂SO₄ 2 und 50 Std. Nur in der Kälte sind auch die getrockneten Zuchttiere sehr widerstandsfähig.Im Verlauf von 60 Monaten Dauer-Wasserzucht nahm die Trockenresistenz von Habrotrocha constricta Duj. auf etwa die Hälfte ab; während der gleichen Zeit sank die durchschnittliche Größe der Tiere auf etwa 67% des Ausgangswertes. (Gesamtzuchtdauer 8 Jahre.)Eine Abhärtung durch wiederholtes Austrocknenlassen wurde versucht, aber nicht erzielt.Die quantitativen Versuchsergebnisse gründen sich auf über 100000 ausgezählte Individuen und sind statistisch gesichert.Die ökologische Bedeutung der untersuchten, die Resistenz begrenzenden Faktoren wird kurz erörtert.Für die Anregung und Förderung der Arbeit Herrn Professor Dr. Gerolf Stelner herzlich.     

Über die röhrenförmige Nektarschuppe an den Nektarblättern verschiedenerRanunculus- undBatrachium-Arten

Zusammenfassung Nach einem Überblick über die Formenmannigfaltigkeit der rudimentären Ventralspreite, der Schuppe, der Nektarblätter vonRanunculus, wird an Hand vonRanunculus platanifolius undsceleratus sowieBatrachium trichophyllum versucht, den Bau der hufeisenförmigen und der geschlossenen ring- oder röhrenförmigen Nektarschuppe zu klären, da diese Schuppenformen nicht ohne weiteres aus dem Spreitenbau der an sich peltaten Nektarblätter verständlich sind.Die Untersuchung der Ontogenese und der Bündelversorgung der röhrenförmigen Nektarschuppen vonRanunculus platanifolius undBatrachium trichophyllum erwies sich dabei als nicht sehr aufschlußreich: der vordere Schuppenrand geht aus der Mitte einer basalen Verdickung der Blattanlage hervor, wächst seitlich empor und schließt nach einem hufeisenförmigen Zwischenstadium dann apikal zusammen; die vier Schuppenbündel vonRanunculus platanifolius, die dem Dorsalmedianus und einem Lateralis entspringen, bilden einen ventral offenen Bogen, beiBatrachium trichophyllum sind bloß zwei Bündel vorhanden, Äste des Dorsalmedianus, die aber bereits unterhalb des Nektargewebes endigen; die Orientierung der Schuppenbündel ist bei beiden Arten wegen der zarten Beschaffenheit nicht festzustellen.Die Lösung brachteRanunculus sceleratus, dessen Schuppenform normalerweise zwischen einem elliptischen Wall und einem oben offenen Hufeisen schwankt. Bei ihm wurden nämlich häufig Nektarblätter mit drei hufeisenförmigen Schuppenwällen gefunden, wobei die äußeren Randwülste der seitlichen Schuppen stets in den Spreitenrand übergingen. Zwischenformen zwischen verbildeten Antheren und Nektarblättern zeigten zudem ganz klar, daß diese Wülste selbst Teile des ventralen Spreitenrandes sind: die mit der Dorsalspreite kongenital verwachsene Ventralspreite ist median eingeschnitten und damit zweilappig, wie sie, freilich unverwachsen, ja auch bei verschiedenen Sapindaceen-Kronblättern anzutreffen ist; die basalen Randschleifen des medianen und der seitlichen (zwischen Dorsal- und Ventralspreite gelegenen) Einschnitte sind zu den drei Schuppenwällen verdickt. Da im Normalfall beiRanunculus undBatrachium der ventrale Spreitenrand seitlich in seiner Entwicklung gehemmt ist, bildet sich gewöhnlich nur die Randschleife des Medianeinschnittes zu einer normalen Nektarschuppe aus. Die Abrundung des von echten Randteilen gebildeten Hufeisenbogens zu einem ring- oder röhrenförmigen Gebilde aber erfolgt durch eine zusätzliche Neubildung, die mit dem Bau der Ventralspreite nichts zu tun hat.