Ökologische Untersuchungen zur Nitrifikation in Nord-und Ostsee

Zusammenfassung 1. Seit November 1964 werden in regelmäßiger Folge Bestimmungen des Ammoniak-, Nitrit- und Nitratgehaltes bei verschiedenen Stationen der Kieler Bucht vorgenommen. Es zeigte sich ein deutlicher Jahresgang mit ausgeprägten Nitrit- und Nitratmaxima in der Zeit von Anfang Februar bis Anfang März.2. Der kräftige Nitratanstieg während des Winters ist — ebenso wie der schwächere sommerliche NO ₃ ^– -Anstieg — auf die Oxydation von Ammoniak über Nitrit zu Nitrat zurückzuführen. Diese wird im wesentlichen durch Bakterien bewirkt.3. Dementsprechend konnten im ganzen Bereich der Kieler Bucht und im Seegebiet um Helgoland — sowohl im Wasser als auch in den Sedimenten — chemoautotrophe Nitrit- und Nitratbakterien nachgewiesen werden, die unter den dort gegebenen Salinitätsverhältnissen auch zur Oxydation von Ammoniak beziehungsweise Nitrit in der Lage sind.

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Ecological investigations on nitrification in North and Baltic Sea

Ammonia, nitrite and nitrate were regularly estimated at several stations in the Kieler Bucht (western Baltic Sea) since November 1964. There are considerable seasonal changes in the contents of these 3 nitrogen compounds with impressive maxima of nitrite and nitrate in February or at the beginning of March. The great increase of nitrite and nitrate during the winter and also a smaller increase in summer are mainly caused by oxidation of ammonia, first to nitrite and then to nitrate, by nitrifying bacteria. In consequence chemoautotrophic nitrite- and nitratebacteria could be found in the water as well as in sediments all over the Kieler Bucht and also in the North Sea around the isle of Helgoland. These nitrifying bacteria are able to oxidize ammonia or nitrite in salinity conditions typical for the western Baltic Sea and the North Sea.

     

Das Verhalten von Nitratreductase,Nitritreductase, Hydrogenase und anderen Enzymen von Ankistrodesmus braunii bei Stickstoffmangel

Zusammenfassung Bei der N-Verarmung von Ankistrodesmus braunii wurde eine intracelluläre Bildung von Nitrit und Nitrat durch heterotrophe Nitrifikation festgestellt, die charakteristisch für den beginnenden N-Mangel ist. Damit wird die hohe Nitrat- und Nitritreductaseaktivität bei N-Mangelalgen verständlich.Die Hydrogenase ist auch bei N-verarmten Algen aktiv, doch kann Nitrit nicht mehr als H-Acceptor verwendet werden. Die Aktivierung des Enzyms ist energieabhängig und durch Antibiotica (Actinomycin C, Puromycin, Gentamycin) hemmbar. Offenbar findet während der Inkubation mit Wasserstoff eine Proteinsynthese statt.Zum Vergleich wurde das Verhalten einiger anderer Enzyme [Glucose-6-phosphat-dehydrogenase, NAD(P)-Reductase, Glyoxylat-reductase, Katalase, Malat-dehydrogenase, Glutamat-dehydrogenase, Isocitratase] bei N-Mangel untersucht.

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Nitrate reductase, nitrite reductase, hydrogenase, and other enzymes in nitrogen-deficient Ankistrodesmus braunii

Summary An oxidation of organic nitrogen compounds leading to an intracellular formation of nitrite and nitrate (heterotrophic nitrification) was found in nitrogen-deficient Ankistrodesmus braunii. This explains the rather high levels of nitrate and nitrite reductases observed in algae after the supply of nitrogen has been exhausted.Hydrogenase is active also in nitrogen-deficient algae which, however, can no longer use nitrite as an acceptor for hydrogen. The activation of hydrogenase is energy-dependent and can be inhibited by means of antibiotics (actinomycin C, puromycin, and gentamycin). Protein synthesis seems to take place during incubation under hydrogen.For comparison, several other enzymes [glucose-6-phosphate dehydrogenase, NAD(P) reductase, glyoxylate reductase, catalase, malate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, and isocitratase) were studied in nitrogen-deficient cells.

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Verwendete Abkürzungen G-6-P-DH Glucose-6-phosphat-dehydrogenase - M-DH Malat-dehydrogenase - Glu-DH Glutamat-dehydrogenase - NAD(P)-R Nicotinamid-adenin-dinucleotid(phosphat)-reductase - CCCP Carbonylcyanid-mchlorophenylhydrazon - DNP 2,4-Dinitrophenol - MB Methylenblau     

Morphologische und physiologische Untersuchungen an Zellen von Nitrobacter winogradskyi Buch

Zusammenfassung Wir untersuchten elektronenmikroskopisch das periphere Membransystem und die Polyphosphatgranula in Schnitten von Nitrobacter winogradskyi und verglichen beide mit physiologischen Daten. Die Nitrit-Oxydationsaktivität ist abhängig von der Konzentration des Cytochroms c. Ganz allgemein haben Zellen mit einer hohen Aktivität eine große, solche mit einer niedrigen eine kleine Cytochrommenge. Entsprechend ändert sich der Membrangehalt. Aktive Zellen mit hohem Cytochromgehalt enthalten viele Membranen, inaktive mit geringem Gehalt nur wenige. Außerdem ist die Aktivität pro Cytochrommolekül nicht konstant. Zellen, die lange Zeit ohne Nitrit gestanden haben, besitzen eine niedrige, solche aus der logarithmischen Wachstumsphase eine hohe Umsatzrate. Die Ursache ist nicht bekannt. Die Zahl der Polyphosphatgranula steigt mit zunehmendem Gehalt an Polyphosphaten in der Bakterienzelle.

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Morphological and physiological investigations in Nitrobacter winogradskyi Buch

Summary The peripheral membrane system and polyphosphate granules of Nitrobacter winogradskyi as they are revealed by sections studied in the electron microscope are regarded in relation to physiological data. The activity of nitrite oxydation depends on the concentration of cytochrome c. Cells being highly active generally show a relatively high amount of cytochrome c, whereas this is not the case in less active cells. The number of membrane pairs is affected simultaneously: active cells of high cytochrome concentration contain a high number of membrane pairs; those which are less active and have a lower cytochrome concentration, possess only a few membrane pairs. In addition the activity per mol cytochrome varies. Cells having been short of nitrite for a long time show a low turnover rate, whereas in the logarithmic phase of growth the turnover rate is considerably higher. The reason of this is not yet known. The number of polyphosphate granules increases in relation to the amount of polyphosphate found in the bacterial cell.

     

Synthese von Phosphoenolpyruvat aus Pyruvat durch Extrakte aus Hydrogenomonas eutropha Stamm H 16

Zusammenfassung Zellfreie Extrakte aus Hydrogenomonas eutropha Stamm H 16 katalysieren die Biosynthese von Phosphoenolpyruvat aus Pyruvat und Adenosintriphosphat. Unter identischen Bedingungen erfolgte diese Synthese auch durch Extrakte aus Escherichia coli.Das Reaktionsprodukt Phosphoenolpyruvat wurde durch Papierchromatographie, durch Anwendung von radioaktivem Pyruvat und durch einen gekoppelten enzymatischen Test unter Einsatz eines gereinigten Präparates von 3-Desoxy-d-arabino-heptulosonsäure-7-phosphat Synthase, AMP wurde als zweites Produkt der PEP-Synthasereaktion nachgewiesen. Die Versuchsergebnisse lassen darauf schließen, daß der Stamm H 16 über ein Enzym verfügt, welches Pyruvat direkt phosphoryliert.

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Biosynthesis of phosphoenolpyruvate from pyruvate by extracts from Hydrogenomonas eutropha strain H 16

Summary Crude extracts from Hydrogenomonas eutropha strain H 16 catalyze the biosynthesis of phosphoenolpyruvate from pyruvate and adenosine triphosphate. Under identical conditions extracts from Escherichia coli synthesized phosphoenol-pyruvate from pyruvate also.The reaction product phosphoenolpyruvate has been identified by paper chromatography, by employing radioactive pyruvate and by a coupled enzyme assay, using a purified preparation of 3-deoxy-d-arabino-heptulonic acid-7-phosphate synthase. AMP has been found as the second product of the PEP-synthase reaction. From these results it is concluded that strain H 16 contains an enzyme phosphorylating pyruvate directly.

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Abkürzungen DAHP 3-Desoxy-d-arabino-heptulosonsäure-7-phosphat - DTT Dithiothreitol - PEP Phosphoenolpyruvat - P ortho-Phosphat - PP Pyrophosphat     

Ricerche sulle cause che determinano la ciclopia degli anfibi

Zusammenfassung Durch die Wirkung von Na₂SO₄, NaCl, MgCl₂, Na-Tartrat, Äthylalkohol, Na-Monojodacetat (nur auf Axolotl) und Floridzin auf Embryonen vonRana esculenta undAmblystoma tigrinum, wurden Mißbildungen der cyclopischen Reihe erzeugt (Embryonen mit konvergierenden Nasenlöchern, mit unpaarer Nasenhöhle, mit Augenkonvergenz, mit Cyclopie und mit Anophthalmus), welche mit den durch Behandlung mit LiCl erzeugten Mißbildungen vergleichbar sind.Ohne entsprechende Wirkung blieben: dl Glycerinaldehyd (sowohl in alter als auch in neuhergestellter Lösung), NaF, NH₄F, Na-Monojodacetat (beim Frosch), Na-Citrat und KCN.Jener Abschnitt des Kohlehydratenstoffwechsels, der von NaF, Na-Monojodacetat und dl Glycerinaldehyd verhindert wird, ist deshalb nicht verantwortlich für die normale Bildung des Kopfes. Dabei ist zu bemerken daß die alten Lösungen von dl Glycerinaldehyd den besonderen Kohlehydratenstoffwechsel verhindern, dervon Needham und seinen Mit-arbeitern für den Embryo beschrieben wurde.Die geringe Fähigkeit des Floridzins, Mißbildungen der cyclopischen Reihe, zu erzeugen, führt ebenfalls zu dem Schluß, daß bei der Bestimmung der Cyclopie eine vom LiCl erzeugte Inhibition des Kohlehydratenstoffwechsels keine Rolle spielt.Die Wirkungsintensität der als Chloride gebrauchten Kationen stimmt vollständig mit der ReiheHofmeisters überein; dieselbe Übereinstimmung beobachtet man für die als Na-Salze gebrauchten Anionen. Man kann deshalb den Schluß ziehen, daß die erste Ursache der LiCl-Wirkung bei der Cyclopieerzeugung ein Niederschlag der Kolloiden ist, der die Zellen weniger beweglich macht, so daß Störungen bei der Unteranlagerung eintreten.Das Floridzin bestimmt eine Inhibition während der Entwicklung der Linse.     

Chemolithotrophes Wachstum von Hydrogenomonas H16 im Chemostaten mit elektrolytischer Knallgaserzeugung

Zusammenfassung Ein Chemostat zur Kultur von Knallgasbakterien mit begrenzenden Konzentrationen von Wasserstoff und Sauerstoff wird beschrieben. Die Gase werden durch Elektrolyse des Mineralmediums erzeugt. Durch Verwendung von zwei Anoden, von denen die eine außerhalb des Kulturgefäßes angeordnet ist, läßt sich das Verhältnis H₂/O₂ innerhalb weiter Grenzen verändern. Zur Steuerung und Veränderung der Flußrate zwischen 20 und 720 ml/Std dient ein Tropfenzähler mit Platinkontakten, ein Magnetventil und ein Impulsgeber.Wurde Hydrogenomonas H 16 in statischer Kultur mit H₂ oder O₂-Begrenzung herangezogen, so nahmen die Rate der Gasaufnahme und die Hydrogenase-Aktivität mit zunehmendem Alter der Kultur ab. In kontinuierlicher Kultur mit Wasserstoff als wachstumsbegrenzendem Faktor wurden die Beziehungen zwischen Wachstumsrate, Bakterienkonzentration und Wasserstoffverbrauch untersucht. Bei gleichen Wachstumsraten unter Begrenzung des Wachstums a) durch Wasserstoff und b) durch Sauerstoff wurden einige Stoffwechsel-Aktivitäten miteinander verglichen. Wurde das Wachstum durch Wasserstoff begrenzt, so war der Gehalt an Poly--hydroxybuttersäure gering und die Aktivitäten von Hydrogenase und Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase waren hoch. Bei Begrenzung des Wachstums durch Sauerstoff häuften die Zellen Poly--hydroxybuttersäure bis zu 23% des Trockengewichts an; die Aktivitäten der Hydrogenase und Glycerinaldehydphosphat-Dehydrogenase waren gering. Das H₂/CO₂-Verhältnis betrug bei Begrenzung durch Wasserstoff 9,1, bei Begrenzung durch Sauerstoff 4,6. Die spezifischen Aktivitäten anderer Enzyme (Phosphoglycerokinase und NADP-spezifische Glutamat-Dehydrogenase) unterschieden sich nicht nennenswert.

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Chemolithotrophic growth of hydrogenomonas H16 using electrolytic production of hydrogen and oxygen in a chemostat

Summary A chemostat for growing Knallgasbacteria with limiting concentrations of hydrogen or oxygen is described. Both gaseous components were produced by electrolysis of the mineral medium. By using two anodes, one of which was located outside the culture vessel, the proportion of hydrogen and oxygen could be varied within wide limits. An electronic control unit consisting of a magnetic valve, a drop counter with platinum contacts and a timer was used to control and vary the flowrate from 20 to 720 ml/hour.When Hydrogenomonas H 16 was grown with limiting hydrogen or oxygen concentrations in static culture, the rate of gas uptake and hydrogenase activity of the cells declined concomitantly. In continuous culture with hydrogen as the growth limiting factor, the relationships between growth, cell density and hydrogen consumption were investigated. At equal growth rates some metabolic activities were compared. With hydrogen as the limiting factor, the amount of poly--hydroxy-butyric acid was negligable, however, the specific activities of hydrogenase and glyceraldehyde phosphate dehydrogenase were high. With oxygen as the limiting factor the cells accumulated poly--hydroxybutyric acid up to 23% of the dry weight; the activities of hydrogenase and glyceraldehyde phosphate dehydrogenase were low. The H₂/CO₂-ratio was 9.1 with hydrogen limitation and 4.6 with oxygen limitation. The specific activities of other enzymes (phosphoglycerokinase, NADP-specific glutamate-dehydrogenase) did not significantly differ under either condition.

     

Das Verhalten von Chlorella fusca gegenüber Perchlorat und Chlorat

Zusammenfassung Das Verhalten von Chlorella fusca gegenüber markiertem Chlorat und Perchlorat wurde untersucht. Unabhängig von den Bedingungen wird Perchlorat nur zu einem geringen Maß aufgenommen, und es wird nicht zu Chlorid reduziert. Dagegen wird Chlorat mit Michaelis-Menten-Kinetik reduziert. Die Geschwindigkeit wird durch Belichtung erhöht und durch DNP, Cyanid und Jodacetat vermindert. Die Reduktion des Chlorats wird durch Nitrat und Nitrit kompetitiv gehemmt. Offenbar erfolgen Aufnahme und Reduktion von Chlorat durch Mechanismen, die dem Stoffwechsel von Nitrat und Nitrit dienen. Nach Züchtung auf Ammonium als einziger Stickstoffquelle reduziert Chlorella anfangs Chlorat nicht. Die Dunkelreduktion durch nitratgezüchtete Chlorella wird durch eine stickstofffreie Vorperiode beschleunigt.

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The action of Chlorella fusca on perchlorate and chlorate

Summary The reactions of labelled chlorate and perchlorate with Chlorella fusca have been studied. Independently of conditions, perchlorate is absorbed only to a small extent, and it is not reduced to chloride. In contrast, chlorate is reduced with Michaelis-Menten kinetics. The velocity of reduction is higher in the light than in the dark, and is depressed by DNP, cyanide and iodoacetate. The reduction of chlorate is competitively inhibited by nitrate and nitrite. Apparently uptake and reduction of chlorate are mediated by mechanisms evolved for nitrate and nitrite metabolism. Chlorella grown on ammonium as the only nitrogen source at first does not reduce chlorate. The velocity of reduction in the dark by nitrate-grown Chlorella is enhanced by a period without nitrogen before the test.

     

Studies on the secretion of digestive enzymes in Locusta migratoria L. I. Proteinase activity

Proteinase activity in various parts of the digestive tract of Locusta migratoria L. was studied in fed and starved insects. Proteinase activity occurred mainly in the gut lumen. In starved locusts the proteinase activity disappeared and was only restored after continuous feeding. There are apparently two stages in the production of the digestive fluid. Enzymes are elaborated in the cells of the digestive tract and are simultaneously and continuously discharged into the lumen.

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Zusammenfassung Die Proteinase-Aktivität in verschiedenen Teilen des Verdauungskanals von Locusta migratoria wurde unter den Bedingungen normaler Nahrungsaufnahme sowie bei Hunger untersucht.Zu Beginn des Imaginallebens zeigt Locusta Proteinase-Aktivität hauptsächlich, wenn auch nicht ausschließlich, im Lumen der Blinddärme. Sie wird schon vom letzten Larvenstadium an in Gang gesetzt. Gewebeextrakte von Blinddärmen und Mitteldarm zeigen aber bei der Häutung noch keine meßbare Aktivität, jedoch entsteht eine geringe Aktivität am ersten und zweiten Tage des Adultstadiums. Bei Hunger fällt die Gewebeaktivität wieder ab. Wenn die Insekten gefüttert werden, ist die Abnahme weniger deutlich und im Falle der Blinddärme von einem zweiten Anstieg gefolgt. Jedoch ist der Enzymspiegel im Gewebe immer sehr niedrig und stellt nur einen Bruchteil des im Darmlumen vorhandenen dar. Es wird daraus geschlossen, daß die beiden Phasen der Bildung von Verdauungsflüssigkeit, die Bildung der Fermente in den Zellen und ihre Freisetzung aus ihnen, gleichzeitige und kontinuierliche Prozesse darstellen.Nach einer dreitägigen Hungerperiode ergibt eine einzelne Mahlzeit von halbstündiger Dauer innerhalb der nächsten 24 Stunden noch keine Anregung der Proteinase-Aktivität. Um Aktivität zu erreichen, ist fortgesetzte Nahrungsaufnahme und danach eine Latenzperiode von 48 Stunden erforderlich. Unter diesen Umständen enthält das Insekt einen gefüllten Darm und es scheint, daß dies die notwendige Voraussetzung für die Proteinase-Aktivierung darstellt. Jedoch muß der Darm mit Nahrung gefüllt sein, da Wasser keine Reaktion ergibt.

     

Labendbeobachtungen an Myxococcus rubescens

Zusammenfassung Es wird über die Bildung von Kriechspuren von Myxococcus rubescens auf Agarhängetropfen berichtet. Die Spuren werden als Rinnen gedeutet, die beim Kriechen der Zellen auf älteren Hängetropfenpräparaten entstehen und sich nicht mit der Vorstellung einer Fortbewegung der Zellen durch Schleimabsonderung vereinbaren lassen. Es wird in Erwägung gezogen, daß Kontraktionsbewegungen der aktiv biegsamen Zelle zur Erklärung der Bewegungsart dienen könnten; damit steht auch das elastikotaktische Verhalten in Einklang.Die Zellteilung wird an lebendem Material im Agarhängetropfen beobachtet. Die von den meisten Untersuchern behauptete teigige Einschnürung und Ausziehung war unter diesen Bedingungen nicht festzustellen.     

Vergleich des Einflusses der Veratmung endogener und exogener Substrate auf Polyphosphatbildung und Kaliumaufnahme bei phosphatverarmten Zellen von Candida utilis

Zusammenfassung Bei Phosphatmangelzellen von C. utilis wurde der aerobe Umsatz von zugesetztem KH₂PO₄ mit und ohne Zucker verglichen. Bereits die grobe Unterteilung der Zellphosphate läßt erkennen, daß in beiden Fällen der Hauptteil des aufgenommenen P unlöslich in kalter TES ist und durch heiße HClO₄ extrahiert werden kann. Die Zunahme der UV-absorbierenden Substanzen ist in dieser Hauptfraktion gering. Deshalb wird der Anstieg dieser Fraktion vorwiegend auf die Bildung hochmolekularer anorganischer Polyphosphate zurückgeführt.In den ersten zwei Minuten wird bei P-Mangelzellen sowohl mit als auch ohne Zucker das gegebene Phosphat vorzugsweise als Orthophosphat der Zelle wiedergefunden. Die Sättigung der Zellen wird sehr rasch erreicht, danach ist jede weitere P-Aufnahme unabdingbar an endergone Kondensationsreaktionen gebunden.In vivo binden die Polyphosphate sehr viel weniger Kalium, als der Formel (KPO₃)_n entsprechen würde. Die Art der Bindung erscheint als unspezifische Austauschadsorption.     

Zur Kombination von UV-Microbeambestrahlungen mit UV-mikrospektrometrischen Messungen in lebenden Zellen

Zusammenfassung Es wird eine Anlage beschrieben, in der ein UV-Mikrospektralphotometer mit einerUV-Microbeameinrichtung kombiniert ist. Dabei ist es gelungen, die Strahlenbelastung im UV-Mikrospektralphotometer so niedrig zu halten, daß eine Messung in lebenden Zellen, z. B. nachMikrobeambestrahlung möglich ist.Sowohl automatischeScanningmessungen mit Integration der Extinktion als auch die Aufnahme von Extinktionsspektren sind möglich. Es wird gezeigt, wie durch eine besondere Regeleinrichtung im Einstrahlverfahren direkt die Extinktion in Abhängigkeit von der Wellenlänge geschrieben werden kann. Meß- und Bestrahlungsort können unabhängig voneinander gewählt werden. Verschiedene Zusatzeinrichtungen werden beschrieben. Die Messung von Meß- und Bestrahlungsdosen wird diskutiert und gezeigt, daß die Meßdosen weit unter den Schädigungsdosen liegen. Weiter wird erläutert, daß nur mit einem UV-Mikrospektralphotometer bei einer Strahlenbelastung weit unter der Schädigungsgrenze genaue Angaben der absorbierten Dosis im UV beiMicrobeam- und Partialbestrahlung, aber auch für die Bestrahlung ausgedehnter Objekte erhalten werden können.     

Verwertung von Fructose durch Hydrogenomonas H16 (I.)

Zusammenfassung Die Hydrogenomonas-Stämme H 1, H 16 und H 20 nutzen als einziges Kohlenhydrat Fructose; chemolithotroph gewachsene Zellen des Stammes H 16 oxydieren diesen Zucker nach einer lag-Phase von 20 min.Die Fructose wird über den Entner-Doudoroff-Weg umgesetzt; während der Adaptation erhöht sich der Gehalt der Zellen an Phosphoglucose-Isomerase, Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase und an den für den Entner-Doudoroff-Weg charakteristischen Enzymen.Die Aktivität der Ribulosediphosphat-Carboxylase geht bei der Adaptation an Fructose innerhalb von 2 Std um 75% zurück, sinkt dann aber während mehrerer Fructose-Passagen nur langsam ab. Folglich kann selbst mit Fructose gewachsener Hydrogenomonas H 16 Kohlendioxyd über den Calvin-Cyclus fixieren.

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Summary The only carbohydrate utilized by Hydrogenomonas strains H 1, H 16 and H 20 is fructose; chemolithotrophically grown cells of strain H 16 oxidize this sugar following a lag-period of 20 min. Fructose is metabolized via the Entner-Doudoroff-pathway. During the adaptation to fructose, the level of the following enzymes increases in the cells: phosphoglucoseisomerase, glucose-6-phosphate-dehydrogenase and the enzymes characteristic of the Entner-Doudoroff-pathway.During the change from chemolithotrophic to organotrophic growth, with fructose serving as a substrate, the activity of ribulose-diphosphate carboxylase is reduced by 75% within 2 hrs. However, following repeated growth in a fructose medium, this enzyme activity decreases only very slowly. Consequently fructose-grown Hydrogenomonas H 16 is capable of fixing carbon dioxide via the Calvin cycle.

     

Der apomiktische Entwicklungscyclus der vielsporigen Stämme der Lipomyces-Hefen

Zusammenfassung Der Entwicklungscyclus zweier vielsporiger Stämme von Lipomyces wurde mit genetischen Methoden untersucht. Nach Behandlung von vegetativen Zellen und von Askosporen mit UV-Licht, KNO₂ und N-Methyl-N-Nitro-N-Nitrosoguanidin (NNG) traten unter deren Nachkommen keine definierten auxotrophen Mutanten auf. Hieraus wurde gefolgert, daß die an den Chromosomen wahrscheinlich entstandenen Schäden recessiv vorliegen und sowohl die einkernigen vegetativen Zellen als auch die Askosporen keine Kerne mit haploidem Chromosomensatz haben.Es ließen sich an Lipomyces Resistenzmutationen gegen Allylalkohol, Acriflavin und Schwermetallsalze induzieren. Bei der Sporulation der Resistenzmutanten erfolgte jedoch keine Mendelsche Aufspaltung in resistente und nichtresistente Stämme. Es wurde der Schluß gezogen, daß der Sporulation keine Meiose vorausgeht. Es gelang nicht, Kopulationen zwischen Mutanten, die gegen Allylalkohol sowie Acriflavin resistent sind, nachzuweisen. Abtötungskurven zeigten den für Diplonten typischen Verlauf. Die Zahl der Sporen in den Asci vielsporiger Stämme wurde mit statistischen Methoden untersucht, und es zeigte sich, daß die durchschnittliche Zahl der Sporen pro Ascus nicht ein Vielfaches von 4 ist, sondern 2,7 bzw. 3,6 Sporen pro Ascus bei den untersuchten Stämmen beträgt.Die Ergebnisse führten zu dem Schluß, daß es sich bei den vielsporigen Stämmen von Lipomyces um nicht-haploide Hefen mit apomiktischem Entwicklungsgang handelt. Die Ascosporen haben den gleichen Kernwertigkeitsgrad wie die nichthaploiden vegetativen Zellen.

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The apomictic life-cycle of the multispored strains of the yeast Lipomyces

The life-cycle of two multispored strains of Lipomyces was elucidated by genetical methods. No defined auxotrophic mutants could be detected under the survivors of vegetative cells and ascospores treated with ultraviolet light, KNO₂, and N-Methyl-N-Nitro-N-Nitrosoguanidin (NNG). It has been concluded that the damages at the chromosomes probably induced were kept recessive and that neither the single-nucleated vegetative cells nor the ascospores have a haploid constitution.Mutations resistant to allyl alcohol, acriflavin, and salts of heavy metals could be induced, although the resistant strains did not segregate. This result led to the conclusion, that meiosis does not precede the sporulation of the multispored strains.Experiments designed to prove copulations between strains resistant to allyl alcohol and acriflavin failed. The mortality rates after treatment with UV-light were typical for non-haploid yeasts. The number of spores per ascus was counted and checked with statistical methods. The result was, that the average number of spores per ascus was not a manifold of 4, but 2.7 and 3.6 spores per ascus, respectively.It has been concluded that the multispored strains of Lipomyces are nonhaploid yeasts with an apomictic life-cycle. The ascospores have the same degree of polyploidy as the normal vegetative cells.

     

Aktive Bewegung der CyanophyceeSynechococcus und die Koloniebildung in einer Ebene beiChamaesiphon undSalpingoeca

Zusammenfassung Die Zellen vonSynechococcus sp. führen eine verhältnismäßig schnelle, sehr unregelmäßig erscheinende Kriechbewegung aus, die in längeren Zeiträumen keine nennenswerte Ortsveränderung bewirkt; die Zellen bleiben in einer Art von Schwarm beisammen, was zur Bildung der charakteristischen Kolonien wesentlich beiträgt. Auch in alten Kolonien ist die aktive Beweglichkeit der einzelnen Zellen von Bedeutung.Das Kriechen erfolgt meist nicht in Richtung der Längsachse der Zelle, sehr oft kommt sogar eine genau transversale Verschiebung vor. Charakteristisch ist unter anderem ein Sich-Überschlagen um das eine Zellende; ansonsten ist die Zelle streng mit der Längsseite an das Substrat gebunden; infolge der Ausscheidung von nur weichem Schleim werden die Kolonien einschichtig.Die Bewegung ist nur durch kurze Zeiträume hindurch stetig. Auch sich teilende Zellen und überhaupt Zellen aller Entwicklungsstadien sind bewegungsfähig, im Unterschied zu den Wanderzellen vonPorphyridium cruentum. Gewisse Ähnlichkeiten der Bewegung dieser und der Portpflanzungszellen anderer Rhodophyceen sind wahrscheinlich nur äußerlicher Natur.Einschichtige, kreisrunde Kolonien bilden auch bestimmte Arten vonChamaesiphon. Bei ihnen sind es die aktiv beweglichen, auch aus den inneren Zellen der Kolonie entstehenden Exosporen, die den Rand der Zellansammlung nicht überschreiten, sondern sich an ihm festsetzen und so ein Randwachstum der Scheibe bewirken. Das gleiche gilt für die einschichtigen, kreisrunden Kolonien vonSalpingoeca, bei der die frei gewordenen Tochterzellen beliebiger Mutterzellen sich analog wie die Exosporen vonChamaesiphon verhalten.     

Beobachtungen am Mäuseeierstock nach Vitalfärbung mit Trypanblau

Zusammenfassung Durch wiederholte subcutane Verabreichung mäßiger Dosen von Trypanblau wurde unter Vermeidung jeglicher Gewebsschädigung eine gute vitale Anfärbung aller speicherungsfähigen Zellen des Mäuseeierstockes erzielt.Die Art der Farbstoffspeicherung ermöglicht Rückschlüsse auf den Funktionszustand der speichernden Zellen. Gesunde lebende Zellen speichern den Farbstoff in kleinen Granula. Starke, grobgranuläre Speicherung in einer Zelle kann bereits als Entartungsreaktion gewertet werden. Fleckige und diffuse Anfärbung von Zellen ist als Zeichen des Zelltodes anzusehen.Alle Bindegewebszellen des Ovars zeigen granuläre Farbstoffspeicherung; die Stärke der Speicherung ist dem Differenzierungsgrad der Zellen umgekehrt proportional.Noch bei geschlechtsreifen Mäusen erfolgt vereinzelt ein Einwuchern meist kleinerer Gruppen von Zellen des Ovarialoberflächenepithels unter Durchbrechung der Tunica albüginea in die Tiefe. Die Zellen des Oberflächenepithels zeigen bei ihrer Dedifferenzierung als Oberflächendeckzellen geringe feingranuläre Farbstoffspeicherung; dieses Speicherungsvermögen für Trypanblau geht jedoch mit ihrer fortschreitenden Umdifferenzierung bald wieder verloren. Wenige dieser aus dem Oberflächenepithel einwandernden Zellen sind frei von Vitalfarbstoff (Ureier).Am Aufbau des Stratum granulosum der Follikel haben neben Abkömmlingen des Oberflächenepithels des Eierstockes auch vitalspeichernde Zellen bindegewebiger Herkunft mit Anteil. Bei den bereits größeren in der Ovarialoberfläche außerhalb der Tunica albüginea zur Entwicklung gekommenen Eiern finden sich vorwiegend Zellen bindegewebigen Charakters an Stelle des Stratum granulosum.Das Speicherungsvermögen für Trypanblau erlischt in den aus dem Bindegewebe stammenden Granulosazellen zu dem Zeitpunkt, wo der einschichtige Granulosazellmantel von einem allseitig in sich geschlossenen, lockeren Bindegewebsnetz umgeben ist. Die Zellen der Granulosa junger Primärfollikel sind trotz ihrer allmählich bereits erkennbar werdenden Formverschiedenheit frei von vitaler Farbstoffeinlagerung.Erst nach Einsetzen der Liquorbildung entwickeln sich im Stratum granulosum zwei in Form und Farbstoffspeicherungsvermögen deutlich verschiedene Zelltypen. Der syncytiale Zelltyp zeigt mit zunehmendem Alter der Follikel an Zahl zunehmende stäubchenförmige Farbstoffgranula. Der abgerundete, mehr epitheliale Zelltyp der Granulosa ist frei von vitaler Farbstoffeinlagerung.Das Auftreten von Farbstoffspeicherung in Granulosazellen ist nicht nur mit Eisler als Ausdruck einer stärkeren Durchströmüng derselben, sondern vielmehr als Ausdruck ihrer beginnenden Umdifferenzierung zu werten. Die weitere Abwandlung dieser Zellen, vor allem im Corpus atreticans, vollendet die bereits im normalen Follikel eingeleitete Umdifferenzierung.Vereinzelt finden sich in fast reifen normalen Follikeln abnorm stark grobschollig Trypanblau speichernde Granulosazellen, die sich unter erheblicher Vergrößerung und Vakuolenbildung im Protoplasma aus dem syncytialen Verband lösen und im Liquorraum zerfallen (örtlich begrenzter langsamer Beginn der Follikelatresie in de Graafschen Follikeln).Die Entstehung des Liquor folliculi darf jedoch keinesfalls mit dem Untergang von Granulosazellen in Zusammenhang gebracht werden. Der von Vitalfarbstoff freie Liquor ist lediglich als Transsudat aufzufassen.Bei Eintritt der Follikelatresie zeigen die Granulosazellen zwei grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten ihres Verhaltens: chromatolytische Entartung und progressive Umwandlung; auch letztere endet schließlich meist in degenerativen Formen, wie das auch die Art der Farbstoffspeicherung dartut. Beide Reaktionsarten der Granulosa sind durch fließende Übergänge miteinander verbunden. Bei dem Typ der progressiven Umwandlung des Stratum granulosum scheinen kleinere peripher gelegene Zellgruppen noch längere Zeit unverändert weiter zu leben. Die Beziehung dieser Zellgruppen zur interstitiellen Drüse können an Hand des untersuchten Materials nicht beurteilt werden.Lebendige Eizellen sind stets frei von vitalem Farbstoff; erst totes Eimaterial zeigt Anfärbung mit Trypanblau.Junge Oocyten können im Gegensatz zu älterem Eimaterial bei beginnender Follikelatresie häufiger noch mit dem Versuch einer Umdifferenzierung antworten, der jedoch bald mit dem Eitod endet.Die starke Farbstoff speicherung in den Polkörperchen noch vollständig gesunder Follikel zeigt, daß der Vitalfarbstoff auf intrazellulärem Weg durch das Stratum granulosum geleitet wird. Die Tatsache der Farbstoffspeicherung im Polkörperchen gibt Berechtigung zu der Annahme, daß die Zona pellucida lediglich eine von Granulosazellen ausgeschiedene Interzellularsubstanz darstellt, die noch von Fortsätzen der Coronazellen durchbrochen ist. Die eigentliche Stoffwechselgrenzmembran des Eies ist seine verdichtete Zelloberfläche, das Oolemma.Die verschiedenen Bilder der Follikelatresie legen die Vermutung nahe, daß der Vorgang der Follikelatresie entweder durch den primären Eitod oder durch den Zerfall der Granulosa eingeleitet wird. Die durch primären Eitod eingeleitete Follikelatresie ist gekennzeichnet durch den unter dem Bilde der Caryolyse erfolgenden Eitod und die progressive Umwandlung der Granulosa. Die durch den Zerfall der Granulosa eingeleitete Follikelatresie verläuft besonders in jungen Follikeln noch häufig mit Teilungsversuchen des Eies; sie ist identisch mit der von Flemmikg beschriebenen chromatolytischen Atresie der Follikel.     

Beiträge zur Analyse des Gewebewachstums

Zusammenfassung Es finden sich in einer gewissen Anzahl von Meerschweinchen Gebilde, die jungen, unter abnormen Bedingungen gebildeten Embryonen gleichen; es überwiegen hierbei Teile der embryonalen Placenta oder dieser gleichende Gebilde, über die eigentlichen embryonalen Gebilde. Der embryonalen Placenta ähnliche Gebilde können sich auch bei Abwesenheit der Decidua durch Differenzierung, Teilung und Wanderung einer einzigen Zellart bilden. Berührung mit den Gefäßen oder der Einfluß des im Gefäßlumen circulierenden Blutes führt zur Bildung der Syncytien, während das Herunterrücken von Zellen aus dem inneren epithelähnlichen Zellverband in das Stroma des Wirtsgewebes zur Bildung von Riesenzellen führt. Der Kontakt mit dem umgebenden Gewebe des Wirtes bewirkt wahrscheinlich die Umbildung einer embryonalen Zelle in Teile der embryonalen Placenta. Unsre Befunde machen es außerordentlich wahrscheinlich, daß unregelmäßige parthenogenetische Entwicklung von Eiern zu embryonalen, mehr oder weniger pathologischen Gebilden in dem Ovarium von Säugetieren ein nicht seltener Vorgang ist.     

Die Biosynthese der Poly-β-hydroxybuttersäure durch Knallgasbakterien

Zysammenfassung Bereits nach 8 sec ¹⁴CO₂-Fixierung ist die aus Hydrogenomonas H 16 isolierte Poly--hydroxybuttersäure (PHBS) gleichmäßig radioaktiv markiert.Es werden Beweise dafür erbracht, daß die PHBS aus Kohlendioxyd über 3-Phosphoglycerinsäure, Brenztraubensäure, Acetyl-CoA und Acetacetyl-CoA synthetisiert wird.Während der PHBS-Synthese geht so eines von drei fixierten CO₂-Molekülen durch oxydative Decarboxylierung der Brenztraubensäure wieder verloren. Damit steht im Einklang, daß die CO₂-Fixierungsleistung wachsender Zellen größer ist als die PHBS-speichernder.Nur ein Zehntel der Ribulose-1,5-diphosphat-Carboxylase, die für die gemessene autotrophe CO₂-Fixierungskapazität erforderlich wäre, konnte im Rohextrakt von Hydrogenomonas H 16 nachgewiesen werden. Das Enzym ließ sich 20 fach anreichern.

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Summary Poly--hydroxybutyric acid (PHBA) isolated from Hydrogenomonas H 16 following an 8 sec ¹⁴CO₂-incorporation is already uniformly labelled.It was shown, that the synthesis of PHBA from carbon dioxide takes place via 3-phosphoglyceric acid, pyruvic acid, acetyl-CoA and acetoacetyl-CoA.During the synthesis of PHBA, one of three CO₂-molecules previously fixed is lost in an oxydative decarboxylation of pyruvic acid. It is therefore evident that the CO₂-fixation of growing cells will be larger than that of cells storing PHBA.Only one tenth of the ribulose-1,5-diphosphate carboxylase, which would be necessary for the measured CO₂-fixation, could be determined in the crude extract of Hydrogenomonas H 16. The carboxylase was purified about 20-fold.

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Auszug aus der gleichlautenden Dissertation der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen 1963.     

Polyphosphatsynthese während der Nitrat-Atmung von Micrococcus denitrificans Stamm 11

Zusammenfassung An P-Mangelzellen eines neu isolierten Stammes von Micrococcus denitrificans wurde der Orthophosphat-Einbau während der aeroben und anaeroben Atmung untersucht. In Gegenwart von Sauerstoff bauten die Zellen Orthophosphat rasch ein. Unter anaeroben Bedingungen wurde ein derartiger P-Einbau durch die Zugabe von Nitrat ermöglicht. Als Hauptsyntheseprodukt wurden säurelösliche und säureunlösliche Polyphosphate nachgewiesen. Die Befunde deuten auf eine mit der Nitrat-Atmung gekoppelte oxydative Phosphorylierung hin.

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Summary The uptake of orthophosphate by phosphorus-deficient cells of a newly isolated strain of Micrococcus denitrificans was investigated under aerobic and anaerobic conditions. A rapid uptake of orthophosphate was detected in the presence of oxygen and under anaerobic conditions in the presence of nitrate. Stored phosphates were chiefly acid-soluble and-insoluble polyphosphates. The results indicate the coupling of oxydative phosphorylation to nitrate-respiration.

     

Bildung und differenzierung der keimblätter bei chrysopa perla (L.)

Zusammenstellung der wesentlichsten Ergebnisse Die Bildung und Segmentierung der Keimblätter beruht auf allgemeiner Zelldifferenzierung des ursprünglich gleichförmigen Blastoderms. Diese Differenzierung geht von einem prothorakalen Differenzierungszentrum aus und schreitet von da nach vorn und hinten weiter. Dadurch entsteht im Längsschnitt des Keimes ein Differenzierungsgefälle, das bis in späte Stadien der Organbildung nachzuweisen ist.Der Unterlagerungsvorgang erfolgt auf der Grundlage der Segmentierung. Er beginnt mit der Einsenkung der Mittelplatte und endet mit der Bildung der Coelomepithelien. Die Einsenkung der Mittelplatte ist auf Zelldifferenzierung zurückzuführen. Die Coelomblätter sind in einer Schichtung der Mesodermzellen vorgebildet, die nach Einsenkung der Mittelplatte unter der Mitte des Ektoderms entsteht.Als spezielle Zelldifferenzierung beginnt die Organbildung im Ektoderm vor, im Mesoderm nach der Unterlagerung. Sie schreitet innerhalb eines jeden Segmentes und in allen Keímschichten von der Mitte des Keimes nach den Seiten fort. Am Chrysopa-Ei konnte these Gesetzmäßigkeit in der Differenzierung des Querschnittes erstmalig bis in alle Einzelheiten der Zelldifferenzierung nachgewiesen werden. Es ist zu erwarten, daß she für die Entwicklung aller Insekten typisch ist.     

Das Gastroderm im Prozeß der Regeneration der Hydra

Zusammenfassung Es wurden Amputationen an Hydren in der hypostomalen Region durchgeführt. Das Material wurde in verschiedenen Zeitabschnitten fixiert (von 5 min bis 19 Std). Die Heilung der Wunde findet unter Mitwirkung aller entodermalen Zellen statt. Der Prozeß der Regeneration geht von zymogenen Zellen aus, welche sich zu Neoblasten entdifferenzieren. Diese wandeln sich durch Differentiation in ektodermale Zellelemente um. Das alte Ektoderm hat an der Bildung des jungen Ektoderms im Gebiete der Wunde keinen Anteil.Der Wandel des Entoderms im Verlaufe der Heilung der Wunde und der Regeneration wurde mit Hilfe histochemischer Methode zur Darstellung der sauren Phosphatase verfolgt. Es wurde die Annahme geäußert, daß die zymogenen Zellen auch bei der normalen Hydra das Ektoderm mit neuen Zellen versorgen.

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The gastroderm in the process of the regeneration of hydra

Summary The amputations of the hydra in the hypostomal region have been performed. The material has been fixed in various time intervals after the amputation (from 5 min to 19 hours).The healing of the wound is done with the participation of all endodermal cells, the regeneration process with the help of zymogenic cells which dedifferenciate into neoblasts, and the neoblasts develop into ectodermal cell elements by differentiation. The old ectoderm does not take part in forming the young ectoderm in the wound area.The participation of endoderm in healing the wound and in the regeneration has been stated by the method for the acid phosphatase. It is supposed that the zymogenic cells also in normal hydra supply the ectoderm with new cells.