Vorkommen und Funktion sensibler Erregungssubstanzen und sie abbauender Fermente im Tierreich

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

Nervöse Überträgersubstanzen und ihr fermentativer Abbau

Zusammenfassung In sensiblen Nerven der Wirbeltiere kommen zwei Überträger substanzen vor, Dorsin in den dorsalen Rückenmarkswurzeln, Opticin im Nervus opticus und im Nervus stato-acusticus; von beiden ist es möglich, daß sie auch im Zentralnervensystem vorkommen. Beide sind im Bienentest durch Kreise nach der Seite des angestochenen Auges nachweisbar, im Test am denervierten Kaninchenohr wirkt Dorsin schon wenige Tage nach der Nervendurchschneidung gut, Opticin wirkt in den ersten 2–3 Wochen sehr schwach und erst nach der 4. Woche, evtl. nach einer zweiten Nervendurchschneidung, gut.Durch Kochen der Nerven in wäßriger Lösung erhält man Dorsin und Opticin in gebundener Form, durch Kochen in 75%igem Alkohol und Überführen in wäßrige Lösung in freier Form.Durchleiten von Sauerstoff durch Lösungen von Überträgersubstanzen zerstört Opticin rascher als Dorsin und jeweils die freie Form rascher als die gebundene. 5-Oxytryptamin, das im Bienentest nach der Seite des nicht angestochenen Auges wirkt, wird durch Sauerstoff in eine Substanz verwandelt, die im Bienentest nach der Seite des angestochenen Auges wirkt.Lösungen von Dorsin vertragen kurzes Kochen, Opticin wird in Lösung schon bei 60° C in mehreren Minuten zerstört, wobei freies Opticin empfindlicher ist als gebundenes.Von den freien Überträgersubstanzen wird jede durch ein eigenes Ferment abgebaut. Die Mengen von Dorsinase, die Dorsin abbaut, in den dorsalen Wurzeln und von Opticinase, die Opticin abbaut, im Nervus opticus sind so, daß sie die Überträgersubstanzen unter vergleichbaren Bedingungen in ähnlichen Zeiten abbauen, wie Cholinesterase aus ventralen Wurzeln Acetylcholin abbaut.Gebundenes Dorsin der Wirbeltiere wird durch Pease gespalten, ein Ferment, das man erhält, wenn man eine stark verdünnte, nicht sterile Aufschwemmung aus zerriebenen dorsalen Wurzeln einen Tag lang bei 36° C inkubiert. Die sehr rasche Wirkung dieses Fermentes läßt sich auch mit dem Test am Meerschweinchen-Ileum an der Abnahme der P-Wirkung eines Extraktes aus dorsalen Wurzeln verfolgen.Gebundenes Opticin und andere gebundene Überträgersubstanzen der Wirbeltiere werden durch Dorsinase gespalten. Dorsinase führt diese Spaltung ähnlich rasch durch wie Pease die Spaltungen von gebundenem Dorsin und etwa 50mal so rasch wie den Abbau von freiem Dorsin.Gebundenes Acetylcholin ist als Überträgersubstanz vom Hornhautepithel auf die freien Nervenenden und von sekundären Sinneszellen auf die sensiblen Nerven anzunehmen.Bei der Nervendegeneration erfahren Opticin und Dorsin ähnliche Veränderungen wie Acetylcholin.Bei Mollusken sind als nervöse Überträgersubstanzen wenigstens Opticin, 5-Oxytryptamin und Acetylcholin anzunehmen, bei Arthropoden wenigstens Dorsin, Opticin, Acetylcholin, 5-Oxytryptamin und eine noch kaum untersuchte Substanz, deren fermentativer Abbau durch Strychnin gehemmt wird, bei Anneliden dieselben Substanzen mit Ausnahme von Dorsin.Die Krämpfe lassen sich durch die Hemmung des fermentativen Abbaues von Überträgersubstanzen durch die Krampfgifte erklären. Bei Mollusken und bei Arthropoden hemmen verschiedene Krampfgifte verschiedene Fermente und damit den Abbau verschiedener Überträgersubstanzen. Bei den Wirbeltieren ist die Hemmung der Dorsinase am wichtigsten. Die typischen Krampfgifte hemmen die Dorsinase in denselben gegenseitigen Verhältnissen, in denen sie Krämpfe auslösen. Die Hemmung der Dorsinase bedeutet eine Hemmung des Abbaues von freiem Dorsin und eine Hemmung der Spaltung anderer gebundener Überträgersubstanzen; damit dürfte auch die Wirkung sekundärer Sinneszellen auf die sensiblen Nerven gesteigert werden. Die bei den verschiedenen Krampfgiften verschieden starke zusätzliche Hemmung der Cholinesterase beeinflußt den Charakter der Krämpfe. Als Erklärung für den spezifischen Charakter der Strychninund Brucinkrämpfe bleibt noch die Blockierung der Hemmungen, die bei Wirbeltieren nur durch diese beiden Krampfgifte erfolgt, oder die Hemmung des fermentativen Abbaues von Crosslands Kleinhirnfaktor.Fräulein Ilse Silberbauer und Herrn Helmut Gübitz danken wir für ihre Mithilfe bei einem Teil der Versuche.Wir danken allen Tierärzten des Grazer Schlachthauses für ihr stets freundliches und verständnisvolles Entgegenkommen, welches sie uns bei dieser Arbeit und schon seit 1946 bei den im Literaturverzeichnis genannten Arbeiten von Hellauer und Umrath gezeigt haben.     

Über den Einfluß von Tryptophan und analogen Verbindungen auf die Biosynthese von Clavinalkaloiden in saprophytischer Kultur

Zusammenfassung Tryptophan steigert die Alkaloidbildung des Claviceps-Stammes SD 58, wenn es den Kulturen vor der Beimpfung oder in einem frühen Stadium zugesetzt wird, nicht jedoch bei späterem Zusatz. Den gleichen Effekt zeigen verschiedene Tryptophan-Analoga. Es handelt sich nicht um einen Nährstoff-Effekt, sondern wahrscheinlich um eine Beeinflussung von Enzymen des Alkaloidstoffwechsels. Obwohl man eine Hemmung des Alkaloidabbaus nicht ausschließen kann, vermuten wir eher, daß das Tryptophan als Induktor für Enzyme der Alkaloidsynthese wirkt. Als Arbeitshypothese wird angenommen, daß die Alkaloidbildung durch ein Nachlassen der Eiweißsynthese und eine damit verbundene Vergrößerung des Pools freier Aminosäuren ausgelöst wird, was dann zur induzeirten Synthese von Enzymen führt, die für die Alkaloidbildung erforderlich sind.     

Die Wirkung von Blausäure auf die Kohlensäureassimilation und Atmung von Stichococcus bacillaris

Zusammenfassung Durch Zusatz geringer Mengen Blausäure wird die Kohlensäureassimilation vonStichococcus bacillaris bei hoher und niedriger Lichtintensität beschleunigt. Größere Dosen von Blausäure verursachen eine Hemmung der Assimilation; bei hoher Bestrahlungsintensität ist die Hemmung etwas stärker als bei niedriger. Diese Ergebnisse bestätigen die früher mitHormidium erhaltenen Ergebnisse.Stichococcus unterscheidet sich von dieser Grünalge dadurch, daß es nur mit sehr hohen Gaben an Blausäure möglich ist, die Assimilation unterhalb des Gaswechselgleichgewichtes zu hemmen, und ähnelt hierin der vonWarburg untersuchtenChlorella.Die Atmung wird durch Blausäurezusatz stark beschleunigt. Auch hierin verhält sichStichococcus wieChlorella und unterschiedlich vonHormidium.Die Abspaltung von Sauerstoff aus Zwischenprodukten der Atmung verläuft wahrscheinlich unter geringerem Energieaufwand als die Abspaltung von Sauerstoff aus freier Kohlensäure.Mit 2 Textabbildungen.     

Untersuchungen über einen Sporulations-und Wachstumshemmstoff in Oedogonium-Kulturen

Zusammenfassung In Abhängigkeit vom Entwicklungszustand der Oedogonium-Kulturen wird von den Zellen ein Hemmstoff in die Kulturlösung ausgeschieden. Die wachstumshemmende, insbesondere aber die sporulationshemmende Wirkung dieses Stoffes wurde nachgewiesen.Wie sichergestellt werden konnte, wird der Hemmeffekt nicht durch andere Faktoren der Nährlösung (Änderung desph-Wertes oder der Nährsalzkonzentration) verursacht. Ein Zusammenhang zwischen dem Anstieg desph-Wertes der alternden Kulturlösungen und der Hemmstoffausscheidung der Zellen ließ sich nicht nachweisen.Die Kulturen vermögen denph-Wert stark gepufferter Lösungen schnell zu verändern.Die Hemmstoffausscheidung und der wirksame Hemmstoffgehalt nimmt in alternden Kulturen (über 10 Wochen) wieder ab.Die Hemmstoffausscheidung ist im 12 stündigen Licht-Dunkel-Wechsel in der Beleuchtungsphase größer als in der Dunkelphase.     

Beobachtungen an einem Subfertilen Fragaria-Klon

Zusammenfassung Aus der Kreuzung zweier oktoploider Gartenerdbeeren vom Typ derFragaria chiloensis bzw.virginiana wird eine Pflanze mit teratologisch verbildeten Blättern (Reduktion des Mesophylls) beschrieben, die von 1923–1939 in Klonvermehrung nicht zur Blüte kam. Die Blattanomalie ergreift nie die ganze Pflanze, läßt gegen Ende des Sommers nach, konnte aber durch Selektion nach normal bzw. extrem abnorm nicht zur Konstanz gebracht werden.Von 1939–52 wurde eine in Richtung auf normal zunehmende Ausbildung von stets nur selten gebildeten Inflorescenzen und Blüten festgestellt, ohne daß bis heute ein völlig normaler Zustand erreicht ist.Als 1952 erstmalig normale Antheren mit Pollen gebildet wurden, konnte durch Rückkreuzung auf denvirginiana-Elter in der Folgegeneration das erbliche Verhalten der Anomalie nachgewiesen und die Annahme, daß es sich um eine vegetativ weitergegebene Krankheitserscheinung handele, ausgeschlossen werden.Die normale Anlage aller 4 Blütenkreise in den ersten nicht weiter aufgeblühten Knospen von 1939 sowie die morphologische Ausbildung der±defekten Blüten zeigt, daß es sich nicht um eine der bekannten Phyllodien oder Funktionsumwandlungen eines Blütenkreises handelt, sondern um eine erbliche Entwicklungsstörung (Hemmung), die auf verschiedenen Stufen der Ontogenese eingreift. Als Ursache der Hemmung wird eine recessive Mutation angesehen, welche den normalen Wuchsstoffhaushalt der Pflanze verändert.Eine Ursache für die allmähliche Normalisierung konnte bis zum Abbruch der Versuche nicht gefunden werden.Analoge Erscheinungen bei v.Wettstein undRenner werden diskutiert.Mit 17 TextabbildungenHerrn Professor Dr.Otto Renner zum 75. Geburtstag.     

Die orthopteren-fauna und pflanzengesellschaften der kahlschläge des arbergebietes im bayerischen wald,mit einem beitrag zum problem der makropterie

Zusammenfassung Während eines 12tägigen Aufenthaltes im September 1962 warden die Orthopteren-Fauna und Pflanzengesellschaften der Kahlschläge im Arbergebiet des Bayerischen Waldes in soziologischer Hinsicht bearbeitet. Zur Charakterisierung des Gebietes werden Klimadaten und die Vegetationsgliederung herangezogen.Die einzelnen Kahlschläge sind in ihrem Mikroklima nicht einheitlich, was anhand der Vegetation und Orthopteren-Verteilung gezeigt werden konnte. Die Orthopteren lassen sick auch in diesen Gebieten als Indikatoren des Mikroklimas verweaden.Es warden 13 Orthopteren-Arten erbeutet, die im Hinblick auf ihre ökologische Verbreitung charakterisiert werden. Am häufigsten ist auf allen Arber-Kahlschlägen die mesophile Art Omocestus viridulus vertreten, gefolgt von Roeseliana roeselii und Glyptobothrus biguttulus, wodurch die untersuchten Flächen mikroklimatisch als mäßig trocken bis mäßig feucht gekenuzeichnet werden.Eine direkte Parallelität zwischen Pflanzensoziation und Orthopteren-Population besteht nicht. Die vor allem auf die Bodenbeschaffenheit ansprechenden Pflanzen zeigen etwas trockenere Verhältnisse auf den Arberwiesen an als die Orthopteren.Ein Vergleich mit anderen Gebieten zeigt, daß O. viridulus mit zunehmender Höhe eine stärkere Assoziation mit xerophilen Arten eingeht.Auf engem Raum wurden von drei verschiedenen Arten holoptere Formen gefangen. Die Entstehung von makropteren Individuen wird als klimatisch bedingt hingestellt. Es wird diskutiert, ob bei verschiedenen Orthopteren-Unterordnungen die Flügelreduktion bzw. -verlänge-rung von gleichen Mechanismen gesteuert wird.Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. B. Rensch zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Über die Spaltung von Adenosintriphosphat in Isolierten Myofibrillen aus Insektenflugmuskeln

Zusammenfassung An isolierten Myofibrillen aus den indirekten Flugmuskeln der Schmeißfliege Phormia regina wurde die Lokalisation der ATPase-Aktivität in der Feinstruktur sowie die Bedingungen, unter denen ihr Nachweis gelingt, untersucht. Die Fällung des freigesetzten Phosphats geschah dabei entweder direkt mit Pb⁺⁺ oder aber zunächst mit Ca⁺⁺ bei nachfolgender Umfällung in Bleiphosphat.Mit beiden Methoden konnte demonstriert werden, daß die Ablagerung des Reaktionsprodukts (und damit die Spaltung von ATP) in zwei verschiedenen Abschnitten der Sarcomere erfolgt: im A-Band und in der Z-Scheibe.Innerhalb des A-Bandes finden sich in der Regel Abschnitte mit unterschiedlicher Niederschlagsdichte. Während die — häufig von der H-Zone zerteilte — Zentralregion mit Präzipitat dicht bedeckt ist, enthalten die Endabschnitte an der Grenze zum I-Band deutlich weniger Partikel. Die Bleiphosphatkristallite sind nicht selten in longitudinalen Reihen angeordnet, die der Position der Primärfilamente entsprechen. In der H-Zone wurden niemals Anzeichen für eine Spaltung von ATP gefunden.Die ATPase-Aktivität der Z-Scheibe läßt sich regelmäßig und unter den verschiedensten Bedingungen demonstrieren. Sie muß deswegen als ein spezifisches Kennzeichen dieser Sarcomerenregion angesehen werden. Es gelang allerdings nicht, die Hydrolyse von ATP in der Z-Scheibe unabhängig von der im A-Band nachzuweisen und umgekehrt.

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Summary The fine structural localization of ATPase activity and the conditions under which it can be demonstrated in myofibrils isolated from indirect flight muscles of the blowfly Phormia regina were studied, using either Pb⁺⁺ or Ca⁺⁺ as precipitating reagents.With both techniques, the deposition of reaction product indicating the hydrolysis of ATP was found in two separate parts of the sarcomere: in the A band and in the Z disc.The A band very often appeared to consist of a central region (frequently divided by the H zone) densely covered with precipitate, while narrow zones bordering the A/I junction contained significantly less particles. Sometimes the precipitated cristallites were found to be arranged in longitudinal rows which corresponded to the position of the thick filaments. Under no conditions was ATPase activity detected in the H zone.The Z disc is established as a specific place of ATP splitting in the sarcomere although it was not possible to demonstrate both myofibrillar ATPase activities independently from each other.

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Dem Andenken an Herrn Prof. Dr. Wolfgang von Buddenbrook gewidmet.

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Wir danken Frau D. Rewicki für ihre kompetente Mithilfe bei der Ausführung der Experimente und der Aufarbeitung des Materials. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sind wir für ihre großzügige Unterstützung der Arbeit zu Dank verpflichtet.     

Zur funktionellen Morphologie der Gallen- und Pankreasgangpapille bei Mensch und Rind

Zusammenfassung Die Muskulatur der Papilla duodeni major bzw. minor von Mensch und Rind erweist sich als ein charakteristisches System, das als M. complexus papillae duodeni majoris bzw. minoris beschrieben wird. Ein Sphinkter im Sinne von Oddi ist nicht vorhanden. Lediglich einzelne zirkuläre Muskelbündel sind ausgebildet: der Sphincter baseos papillae und der M. sphincter pori papillaris. Der M. complexus papillae duodeni wird sowohl für die Entleerung als auch für den Verschluß des terminalen Ductus choledochus bzw. pancreaticus verantwortlich gemacht. In Porusnähe wird beim Rind ein Schwellkörper beobachtet, der zusammen mit anderen Faktoren eine maßgebliche Rolle beim Verschluß spielen dürfte. Eine ähnliche Einrichtung wird beim Menschen auf Grund besonderer Gefäßverhältnisse vermutet.An Präparaten der Muscularis mucosae duodeni und der Papillae duodeni mit zugehörigen Frenula des Rindes konnten einige neue Befunde über das elastisch-muskulöse System erhoben werden. Nagels Angaben, die elastischen Sehnen enthielten zelluläre Elemente — Sehnenzellen —, werden nicht bestätigt. Vielmehr stülpen sich die elastischen Sehnen wie Trichter über zapfenartige Ausläufer der Elemente der glatten Muskulatur, um sich dann in einzelnen Fasern aufzulösen, welche die Muskelzell gruppen begleiten.     

Der Einfluss des radonarmen bzw. radonfreien Gasteiner Thermalwassers auf die Regeneration vonEuplanaria gonocephala (Dugès)

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit verfolgt die Regeneration des abgetrennten Kopfabschnittes durch den Rumpf beiEuplanaria gonocephala während des Aufenthaltes der Tiere in verschiedenen Wässern: Trinkwasser der Stadt Salzburg, Wasser der Grabenbauern- Quelle vom nördlichen Rand der Stadt Salzburg sowie Gasteiner Thermalwässer der Quelle VII — Neue Franzens- Quelle und der Quelle IX — Elisabeth- Quelle; die erstere ist durch ihren äußerst geringen Radon-Gehalt gekennzeichnet, welcher schon beim Quellaustritt noch geringer ist als der im gewöhnlichen Gasteiner Trinkwasser; die letztere gehört zu den am stärksten radonhaltigen Gasteiner Thermalquellen, hatte allerdings im Zeitpunkt der Verwendung bei den vorliegenden Untersuchungen durch die Entgasung und den natürlichen Zerfall des Radons während des Transportes von Badgastein nach Salzburg ihren Radon-Gehalt zum allergrößten Teil bereits verloren.Die in verschiedener Art abgewandelten Untersuchungen ergaben, daß das Gasteiner Thermalwasser eine ausgesprochene Hemmung des Regenerationsverlaufes herbeiführt; im Vergleich zum Salzburger Trinkwasser wird im gleichen Zeitpunkt in den Thermalwässern nur eine Fläche des Regenerates von 50–60% erreicht. Wenn die operierten Tiere zuerst in das Salzburger Trinkwasser gebracht, dann später aber in Thermalwasser übertragen werden, so tritt die Hemmung erst nach einer Latenzzeit von etwa 3 Tagen auf. Die Ursache dieses Hemmungseffektes soll in weiteren Versuchen geklärt werden. Außerdem wurden eine Reihe von Nebenbefunden über den Regenerationsprozeß erhoben.Herrn Professor Dr. F.Scheminzky, Leiter des Forschungsinstitutes Gastein der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und Vorstand des Physiologischen und Balneologischen Institutes der Universität Innsbruck habe ich für seine großzügige Hilfe und Aufgeschlossenheit für die vorliegende Problemstellung zu danken. Ebenso bin ich Herrn Professor Dr. O.Steinböck, Vorstand des Zoologischen Institutes der Universität Innsbruck für viele Hinweise und Literaturangaben zu großem Dank verpflichtet. Herrn Ing. E.Komma möchte ich danken für die Ausarbeitung der Kontrollanalyse der Grabenbauern-Quelle. Herrn DirektorBurgschwaiger, Bad Gastein, habe ich zu danken für die Entnahme und den Transport der Thermalwässer.     

Die Cytologie der Pädogenese und der Geschlechts-bestimmung einer heterogonen Gallmücke

Zusammenfassung Die weiblichen Larven der heterogonen Gallmücke Heteropeza pygmaea (Syn.: Oligarces paradoxus) können milieuabhängig viviparpädogenetisch sowohl weibliche als auch männliche Nachkommen erzeugen.Das Divergieren der pädogenetischen Entwicklung von Weibchen und Männchen ist spätestens im Laufe der ersten Reifeteilung sichtbar: Bei Weibchen läuft nur eine, und zwar eine äquationelle Reifeteilung ab. Der nicht reduzierte Eikern enthält ungefähr 77 Chromosomen. Der einzige Richtungskern degeneriert in der Regel. Aus Eiern, in denen beide Reifeteilungen durchgeführt werden und der Chromosomensatz des Eikerns auf 38 oder 39 Chromosomen reduziert wird, entwickeln sich Männchen. Die drei Richtungskerne degenerieren nicht, sondern beteiligen sich an der Furchung.Die Männcheneier sind in der Regel schon vor der Metaphase der ersten Reifeteilung daran zu erkennen, daß sie größer sind als Weibcheneier gleichen Kernteilungsstadiums und außerdem eine im Verhältnis zur Nährkammer sehr viel größere Eikammer haben.Zwischen Meiose und erster Furchungsteilung der Männchen wird die Chromosomenzahl des reduzierten Eikerns aufreguliert, indem zwei oder mehrere somatische Kerne der Mutter mit dem Eikern verschmelzen. Diese somatischen Kerne wurden schon während der Meiose in der Eikammer beobachtet.In der zweiten bis vierten Furchungsteilung werden in Weibchen und Männchen Chromosomen aus den zukünftigen somatischen Kernen eliminiert (1. El.). Jeweils ein Kern jedes Embryos, der spätere Keimbahnkern, wird von dieser Elimination ausgenommen. Im Männchen ist dies stets ein Abkömmling des auf regulierten Kerns. Aus den anderen Abkömmlingen des aufregulierten Kerns werden die zur Aufregulation verwendeten Chromosomen der mütterlichen Somakerne eliminiert.In der sechsten bis achten Furchungsteilung wird in beiden Geschlechtern aus den künftigen somatischen Kernen ein einzelnes Chromosom eliminiert (2. El.). Danach enthalten die Somakerne die endgültigen Chromosomenzahlen: im Weibchen 10, im Männchen 5. Die Chromosomenzahl der Spermatocyten II beträgt 7.Meinem verehrten Lehrer, Prof. Dr. H. Ulrich, danke ich für die Anregung zu dieser Arbeit und den stets fördernden Einfluß, den er auf den Fortgang der Untersuchungen ausübte. Ich danke Herrn F. Würgler und Herrn Dr. W. Sautee für ihre Hilfe bei der Auswertung und meiner Mutter für ihre Unterstützung beim Verfassen des Manuskripts. Prof. J. Seiler und Prof. H. Bauer danke ich für ihre wertvollen Ratschläge.     

Die Bedeutung einiger Spurenelemente für Cellvibrio-und Cytophaga-Arten

Zusammenfassung In nicht besonders gereinigten synthetischen Nährlösungen mit Cellulose oder Glucose als Kohlenstoffquelle werden von Cellvibrio- und Cytophaga-Arten Calcium, Eisen, Mangan und zum Teil auch Kupfer als Spurenelemente benötigt, von Cytophagen mehr als von Cellvibrionen. Die Cytophagen sind besonders manganbedürftig. Dementsprechend sind sie mehr in schwach sauren Böden und die Cellvibrionen mehr in schwach alkalischen verbreitet.Aus physiologischen Antagonismen zwischen den einzelnen Spuren-elementen wird auf ihre Rolle im Stoffwechsel geschlossen. Die Funktionen des Calciums scheinen demnach im hydrolytischen und diejenigen des Eisens, Mangans und Kupfers im oxydativen Atmungsstoffwechsel zu liegen. Die überragende Bedeutung des Calciums für die Cellulosezersetzung, besonders durch einige Zellvibrionen, liefert eine Stütze für die Auffassung vom hydrolytischen und nicht oxydativen Abbau der Cellulose.Mitunter verhalten sich die Organismen abweichend vom Gewohnten. Sie wachsen dann entweder überhaupt nicht oder mit anderen Spuren-elementkombinationen. In solchen Fällen konnte die Entwicklung der Cytophagen in Glucose-Lösung nur durch Zusatz reduzierender Stoffe zur Nährlösung erreicht werden.Einige der untersuchten Organismen werden durch die verschiedenen Kohlenstoffquellen und Spurenelemente auch morphologisch und biologisch in charakteristischer Weise beeinflußt.Einiges hierüber wurde schon 1953 anläßlich der Tagung der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie in Düsseldorf vorgetragen (Bortels 1953).     

Beitrag zur morphologie und optik der schillerschuppen von hoplia coerulea drury und hoplia farinosa linné (col.)

Zusammenfassung Die Schillerschuppen von Hoplia coerulea bestehen aus einer dicken Platte mit verdicktem und aufgewölbtem Rand als Unterseitenlamelle und einer unregelmäßig gerillten und gewölbten Platte als Oberseiten lamelle. Das Schuppenlumen ist — entgegen der Ansicht Biedermanns —mit 3—4 durch Luft getrennte Lamellen ausgefüllt. Die Oberseitenlamelle trägt ein Netzmaschenwerk, das sich den Unebenheiten der Oberseitenlamelle anschmiegt und mit sehr kurzen Trabekeln befestigt ist. Hiermit wird die Auffassung Dimmocks bestätigt. Das Netzmaschenwerk ist formdoppelbrechend und besteht aus dünnen, sublichtmikroskopischen Lamellen mit wechselnden Lagen zur Schuppenplatte. Die Lamellen wirken als Blättchensatz und erzeugen durch Interferenz des weißen Lichtes die Schillerfarben. Die Lamellierung der Schuppenplatte und die Eigenfarbe des Chitins sind für die Farbenerzeugung von geringer Bedeutung.Die Schillerschuppen von Hoplia farinosa sind sehr stark gewölbt und tragen auf der Schuppenplatte, die in ihrem Aufbau der von Hoplia coerulea gleicht, zahlreiche feinste Borsten, die der Erzeuger der Schillerfarbe sind. Die beobachtete Formdoppelbrechung der Borsten weist auf eine lamellöse Struktur hin, die als, Blättchensatz die Interferenzfarben erzeugt. Hinsichtlich des Verlaufs der Lamellen besteht keine volle Klarbeit.Herrn Professor Dr. W. J. Schmidt zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Über die Mechanik des Herzschlages bei Cladoceren. Eine Analyse mit Hilfe der Mikrozeitlupe

Zusammenfassung Das Herz von Holopedium gibberum besitzt außer den sonst den Cladoceren allein zukommenden, reifenförmig ausgebildeten Wandmuskeln noch das Lumen seines dorsalen Abschnittes sagittal durchsetzende Binnenmuskeln.Das mit der Mikrozeitlupe aufgenommene Herz von Holopedium zeigt eine Pulsationsfrequenz von 270 Schlägen in der Minute, das von Daphnia pulex eine solche von 285 Schlägen. Die Systole dauert bei beiden Tieren ungefähr 11/2mal solange als die Diastole.Die Ausdehnung des Herzens in der Diastole wird allein durch die Elastizität der Wandung durchgeführt, die Zusammenziehung in der Systole durch die Konstriktorenmuskeln. Das Konstriktorenmuskelsystem vollführt nicht gleichzeitig die Kontraktion, sondern nacheinander nach einem bestimmten Zeitgesetz.Die Ostienlippen sind nicht, wie bisher angenommen wurde, Muskelbänder, sondern nicht verkürzbare, federnde Elemente, deren Ruheform durchgebogen ist. Im ungespannten Zustande klafft das Ostium deshalb mit linsenförmiger Öffnung, die die Ostienlippen in der Ruhe umgreifen. Im Verlaufe der Diastole verengert sich die Ostiumöffnung dadurch, daß die Lippen durch die sich ausdehnende Herzwand allmählich gespannt werden und sich so strecken, ohne jedoch dabei vollständig gestreckt zu werden und so zu einem Ostienverschluß zu führen. Im dorsalen und ventralen Winkel des Ostiums setzen besonders differenzierte, der Wandmuskulatur zugehörige Muskeln an, der obere und der untere Ostiumschließmuskel. Diese sind es, die bei Beginn der Systole zuerst zur Kontraktion gelangen, die Ostienlippen zur Geraden spannen und dadurch den dichten Verschluß des Ostiums herbeiführen. Dieser Verschluß hält durch die ganze Dauer der Systole an. Sie sind es auch, die als erste bei beginnender Diastole erschlaffen, wodurch die Federkraft der Ostienlippen freigegeben wird. Die Lippen springen in die durchgebogene Ruheform zurück, mit großer Schnelligkeit, in einer Zeitspanne, die weniger als 6 dauert. Dadurch wird bewirkt, daß das Ostium vom ersten Beginne der Diastole an offen steht. Bei Daphnia pulex läßt sich der gleiche Öffnungs- und Schließmechanismus des Ostiums an Hand der Mikrozeitlupenaufnahme nachweisen.Die weitere Kontraktionsfolge in der Systole bei Holopedium gibberum ist die, daß sofort auf die Kontraktion der Ostienschließmuskeln diejenige der in ihrer Nachbarschaft gelegenen Wandmuskeln erfolgt; durch sie erfahren als erste die mittleren Partien des Herzens eine Höhenverkürzung. Darauf folgt Kontraktion der sagittalen Binnenmuskeln, wodurch der Breitendurchmesser der Herzkuppe verringert wird. Erst gegen Ende der Systole kontrahieren sich die Wandmuskeln des hinteren Herzzipfels.Approximative Berechnungen haben ergeben, daß sowohl bei Holopedium gibberum als auch bei Daphnia pulex bei einer Herzkontraktion ungefähr die Hälfte des Blutinhaltes ausgetrieben wird.Mit Unterstützung der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft.     

Über die Wirkung von Digitalis und anderen Glykosiden auf die Keimung und das Wachstum von Pflanzen

Zusammenfassung Entgegen der Behauptung vonFahrenkamp ergibt eine fehlerstatistisch gesicherte Untersuchung bei keiner Konzentration herzwirksamer Glykoside eine Förderung der Samenquellung, der Keimung, der Katalaseaktivität, des Keimwurzelwachstums und des Ernteertrags von Kulturpflanzen. Das gilt sowohl für die nachFahrenkamp in den Handel gebrachten Viviflor-Präparate, wie fürDigitalis-, Adonis-, Scilla- undConvallaria-Tinkturen,Digitalis-Preßsaft und wäßrige Lösungen von Digitalin und Digitonin. Die bei höheren Konzentrationen auftretenden Hemmungswirkungen gehen auf den Alkoholgehalt der Viviflorpräparate und Tinkturen zurück. Diese Schädigung nimmt mit steigender Temperatur ab; sie beruht nicht auf einer entquellenden Wirkung und auch nicht auf einer Hemmung der Katalaseaktivität, da diese Erscheinungen erst bei viel höheren Konzentrationen auftreten als die Wachstumsschädigungen. Die Schädigung durch wäßrige Digitoninlösung höherer Konzentration nimmt entgegengesetzt der Alkoholschädigung mit steigender Temperatur zu. Auch diese Wirkung geht nicht über die Quellung oder Katalaseaktivität. Abschließend ergibt sich, daß keinerlei Aussicht besteht, auf dem vonFahrenkamp vorgeschlagenen Weg einer Glykosidbehandlung eine Erntesteigerung zu erzielen.Mit 9 Abbildungen.Auszug aus meiner Dissertation: Kritische Untersuchungen über die vonFahrenkamp angegebene Methode einer Wachstumsbeschleunigung und Ernteerhöhung durchDigitalis und verwandte Glykoside, Darmstadt 1945. Den Herrn Professoren Dr.O. Stocker und Dr.L. Schmitt, welche die Arbeit angeregt und in ihren Instituten Betreut haben, bin ich zu großem Dank verpflichtet.     

Die Verwendung der Spektrochemie zur Bestimmung der Zusammensetzung von Bakterien

Zusammenfassung Wir benutzten die Spektrochemie zur Bestimmung der Zusammen-setzung von zwei Bakterienarten (Sarcina citrea und Azotomonas insolita). Zu dieser Bestimmung benötigten wir eine groß Menge Bakterien. Diese nahmen wir bei den Vorversuchen von der Oberfläche des festen Nährbodens, später bei den Hauptversuchen durch Zentrifugieren aus dem flüssigen Nährboden, den wir nach Dox u. Czapek mit einigen Änderungen herstellten. Wir bestimmten den Wassergehalt, die trockene, die organische, und anorganische Substanz.Zur spektrographischen Untersuchung diente ein ISP-22 Spektrograph. Die Anregung erfolgte mit 220 V/10 A Gleichstrom-Abreißbogen. Die Spalthöhe hatte 3,2 mm, der Elektrodenabstand betrug 2 mm und die Spaltbreite wählten wir zu 0,005 mm.Wir konnten in den Bakterienzellen auch solche Elemente nachweisen, welche nicht Bestandteile unseres Nährbodens waren. Sie sind wahrscheinlich durch die Verunreinigungen der angewandten Reagentien in den Nährboden gekommen.Die spektrochemische Analyse ist einfacher durchzuführen, als die mikrochemischen Verfahren. Die Ergebnisse können auch praktische Anwendung finden, da man bei Kenntnis der elementaren Zusammen-setzung der fraglichen Bakterien für sie den optimalen synthetischen Nährboden zusammenstellen kann.In Kurzfassung wurde diese Arbeit auf dem Kongreß der Ungarischen Mikrobiologischen Gesellschaft im Oktober 1957 in Budapest vorgetragen     

Experimentelle Untersuchungen zur Entwicklungsphysiologie der Stangenbildung beim Reh (Capreolus C. capreolus L. 1758)

Zusammenfassung Bei einem 3 Wochen alten Rehbockkitz wurde vor Beginn der Rosenstock- und Stangenbildung ein Hautaustausch in der Weise vorgenommen, daß die Haut der linken Stirnhälfte auf die Keule und ein entsprechendes Stück Keulenhaut auf die Stirn transplantiert wurde.Die auf die Keule transplantierte Stirnhaut heilte am fremden Ort dauerhaft ein und blieb nach Ausbildung einer neuen Behaarung bis zum Tode des Versuchstieres unverändert.Die auf die Stirn verpflanzte Keulenhaut blieb auf die Dauer nicht erhalten. Sie wurde im Laufe von 8 Wochen durch Material ersetzt, das von den Schnitträndern der benachbarten Stirnhaut nachwuchs, d.h. aus Hautbereichen, die sich normalerweise nicht am Aufbau des Bastkolbens beteiligt hätten. Die im Transplantatbereich regenerierende Stirnhaut zeigte Bastcharakter.Die Anlage und Bildung der Rosenstöcke und Stangen erfolgte auf beiden Stirnseiten zu gleicher Zeit und in gleicher Weise, obwohl im Bildungsbereich der linken Stange ein ortsfremdes Regenerat die Stirnhaut repräsentierte.Auf der Versuchsseite ergab sich eine Hemmung des Knochenwachstums, von der nicht speziell Rosenstock und Stange, sondern auch das Frontale betroffen wurde. Diese Wachstumshemmung wird als unspezifische Reaktion auf den operativen Eingriff gedeutet.     

Biochemische Untersuchungen über das proteolytische Enzym des Darmsaftes von Helix pomatia L.

Zusammenfassung Die Verfasserin hat mit der biochemischen Duspiva-Methode eine kaseinspaltende Tätigkeit im Darmsaft von Helix pomatia nachgewiesen. Das proteolytische Enzym wirkt bei p_H 4 optimal. Es wird durch Glutathion, Cystein und Ascorbinsäure aktiviert, aber durch Cystin, Kaliumeisencyanid, Bleinitrat, p-Chloromercuribenzoat und o-Jodosobenzoat gehemmt.Die von diesen beiden letzten Stoffen hervorgerufene Hemmung ist durch Glutathion und Ascorbinsäure umkehrbar. Daraus schließt die Verfasserin, daß die Protease des Darmsaftes von Helix pomatia zu den sulfhydrylischen Enzymen gehört; sie nimmt an, daß dieses Enzym nicht nur von der Mitteldarmdrüse, sondern auch vom Darmkanal kommt.     

Die Lungenatmung der Süsswasserpulmonaten (zugleich ein Beitrag zur Temperaturabhängigkeit der Atmung)

Zusammenfassung Das Lungengas wird bei der Ventilation durch Diffusion erneuert, zum geringen Teil jedoch durch aktives Kontrahieren und Expandieren der Lunge (wie bei den Stylommatophoren).Die Reflexhandlung der Luftaufnahme verläuft bei Jungtieren von Segmentina nitida äußerst starr. Am Oberflächenhäutchen wird nach wechselnden Zeiten plötzlich in mehreren Ventilationen die Lunge mit Luft gefüllt. Durch Außeneinflüsse kann die Zeit bis zum Eintritt des Reflexes verändert werden. — Auch Armiger crista vermag Luft in die normalerweise Wasser enthaltende Lungenhöhle aufzunehmen.Die bei Jungtieren von Segmentina nitida starr verlaufende Reflexhandlung kann für längere Zeit (1 Stunde und mehr) unterbrochen werden. Der Reizzustand dauert dabei an.Bei den kleineren Arten der Planorbiden verlängert sich mit abnehmender Körpergröße die Tauchzeit. Segmentina nitida macht als sehr bewegliche Art eine Ausnahme. Die kleinen Planorbiden sind auch bei mittleren Temperaturen bei erzwungener Hautatmung (durch Absperren von der Wasseroberfläche) lebensfähig.Im Winter, aber auch im Sommer geht Limnaea stagnalis bei niedriger Temperatur (5° C) zu reiner Hautatmung über.Bei der Ventilation wird das Lungengas weitgehend erneuert. Die kurz nach derselben gemessenen Lungengasmengen variieren je nach den Versuchsbedingungen mehr oder weniger. Bei einer bestehenden Sauerstoffschuld (z. B. nach längerer erzwungener Tauchzeit) wird die Lungenfüllung vergrößert. Auch reiner Stickstoff wird aufgenommen. Nach der Füllung der Lunge mit diesem Gas kriecht die Schnecke abwärts.Luft, der CO₂ in geringen Mengen beigemischt wird, hat deutlich abstoßende Wirkung auf Limnaea stagnalis. In geringen Mengen im Versuchswasser gelöstes CO₂ verlängert die Zeit des Spiraculumanlegens (Diffusionsregulierung), hat jedoch keinen Einfluß auf die Länge der Tauchzeiten, auf die bei der Ventilation aufgenommene Luftmenge und auf die Gasmenge der Lunge beim Aufstieg am Ende der Submersion.Während der Tauchzeit funktioniert das Lungengas wie bei den tauchenden Insekten als physikalische Kieme.Sauerstoffmangel kann als Atemreiz die negative Geotaxis am Ende der Tauchzeit auslösen (auch bei Armiger crista).Druckversuche zeigen, daß auch die Abnahme der Lungenfüllung als Atemreiz wirken kann. Die Schnecke perzipiert den Füllungsdruck.Durch Versuche mit übergeleiteten Gasgemischen wird das Zusammenwirken beider Faktoren geklärt. Sie können sich in ihrer Wirkung summieren. In einem Sommer- und Winterversuch wurde die Länge der Tauchzeiten durch übergeleitete Gasgemische beeinflußt, und zwar in beiden Versuchen entgegengesetzt. Es wird gezeigt, daß allein ein Variieren von Aufbewahrungs- und Versuchsbedingungen das verschiedene Verhalten bedingen kann. Die beim Aufstieg in der Lunge befindliche Gasmenge bleibt dagegen bei nicht gerade extremen Versuchsbedingungen annähernd konstant. In sauerstoffarmem Wasser sind die Tauchzeiten verkürzt und die Lungengasmengen beim Aufstieg vergrößert.Die Tauchzeiten sind im Winter länger als im Sommer. Die Lungenfüllung beim Aufstieg am Ende derselben ist im Winter geringer.Das beim Atmungsprozeß entstehende CO₂ reichert sich nicht im Lungengas an, sondern löst sich sofort im Wasser.Der Sauerstoff des Lungengases wird bei erzwungenen Tauchzeiten weitgehender verbraucht als in Hazelhoffs Versuchen. Nach langen Tauchzeiten enthält das Lungengas von Limnaea stagnalis im Winter 1% O₂, im Sommer etwas mehr.Der O₂-Verbrauch bei 30 Min. Tauchzeit ist im Winter größer als im Sommer (wahrscheinlich nicht Rassenunterschiede). Bei diesen schon längere Zeit an die Versuchstemperatur angepaßten Schnecken ist der Unterschied im Verbrauch bei 15° und 21,5° C im Sommer größer als im Winter. Die Abhängigkeit der Lungenatmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist in beiden Jahreszeiten gleich. Die Temperaturabhängigkeit der Atmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist grundsätzlich verschieden von der nach einer Anpassung des Organismus an die Versuchstemperatur. Beides läßt sich nicht zu einem Gesetz vereinigen.Die Anpassung des Organismus nach plötzlicher Temperaturänderung verläuft in den beiden Jahreszeiten grundsätzlich verschieden. Im Sommer werden die endgültigen Werte nach der Anpassung bei der plötzlichen Änderung der Temperatur nicht erreicht, im Winter dagegen überschritten.     

Untersuchungen über den Einfluß der Außenfaktoren auf die Bildung der Oogonien bei Saprolegnia ferax (Gruith.) Thuret

Zusammenfassung Untersuchungen bei Agarkulturen der parthenogenetischen Art Saprolegnia ferax (Gruith.) Thuret brachten folgende Ergebnisse:Das Temperaturoptimum für die Oogonienbildung liegt etwa zwischen 20 und 25°C. Bei mehr als 27°C treten nur noch Gemmen auf.Die nur während einer bestimmten Reifephase des Mycels mögliche Bildung von Oogonieninitialen wird vom Tageslicht oder Fluorescenz-lampenlicht (Osram HNT, HNW) einer Intensität von mehr als 100 lux für die Dauer der Einstrahlung vollständig unterdrückt. Die weitere Ausdifferenzierung bereits im Dunkeln induzierter Oogonieninitialen zu Oogonien mit reifen Oosporen wird vom Licht nicht beeinflußt.Der blaue und grüne Spektralbereich unterdrückt die Bildung der Oogonieninitialen vollständig, und der rote Spektralbereich hemmt sie auch noch teilweise.Aneurin, Biotin, Nicotinsäureamid, pantothensaures Calcium und Meso-Inosit haben keinerlei sichtbaren Einfluß auf Mycelwachstum und Oogonienbildung. Zugabe von Hefeautolysat zum Nährboden hingegen vermag eine äußerst starke Oogonienbildung im Dauerdunkel auszulösen.Oogonien treten nur imph-Bereich von 5,2 bis 7,2 auf; optimal ist einph-Wert von 5,8–6,9, der mit Hilfe von Phosphat-oder Citratpuffer-gemischen im Agar eingestellt werden kann.Von 8 untersuchten Kohlenhydraten verwertet das Mycel nur die 3 epimeren Monosaccharide d-Glucose, d-Fructose und d-Mannose, sowie das Disaccharid Maltose.