Zur Kenntnis vonChlamydomonas suboogama

Zusammenfassung Die Variatonsbreite der Merkmale von vegetativen Zellen und von Gametangien ist beiChl. suboogama größer als es nach früheren Untersuchungen schien.Vegetative Zellen können ellipsoidische, eiförmige oder zylindrische Gestalt haben.—Die Oberfläche des Chromatophors herangewachsener vegetativer Zellen ist durch kurze, längs verlaufende Rippen gegliedert.Außer in Gruppen von drei Makrogametangien und einem Spermatogon (was die Regel bildet) bzw. einem Makrogametangien und einem Spermatogon, können die Gametangien auch isoliert vorkommen; sie sind dann relativ groß und entstehen höchstwahrscheinlich durch direkte Umwandlung aus einer Gametangienmutterzelle. In den großen Spermatogonen entsthen 16 oder 32 Spermein (sonst 4 oder 8).Die frisch entleerten Spermein besitzen eine Wand. Diese wird—früher oder später—vor der Befruchtung abgestreift.An den Makrogameten, jungen Zygoten sowie an den mitunger stellenweise abgehobenen Protoplasten vegetativer Zellen ist ein hyaliner Saum ausgebildet, dessen Natur sich nicht klären ließ.Der Entwicklungsgang der Gametangien und Gameten ist tagezeitlich gebunden. Unter den Beleuchtungs-und Temperaturverhältnissen, wie sie in der ersten Hälfte Mai herrschen, zerlegen sich die Gametangienmutterzellen in den Nachmittags-und Nachtstungen in vier Tochterzellen; diese reifen am folgenden Vormittag zu drei Makrogametangien und einem spermatogon heran und entlassen die Hauptmasse der Gameten in den Mittagsstunden.Mit 5 Textabbildungen     

Schichtung und Feinstruktur des Grundzytoplasmas

Zusammenfassung Die Untersuchungen beziehen sich auf das Grundzytoplasma der Spermatozyten und Spermatiden von Tachea nemoralis, Helix lutescens und Helix pomatia.Das Grundzytoplasma der Spermatozyten hat eine schon mikroskopisch nachweisbare Schichtung. Es besteht aus einem Ekto- und aus einem Entoplasma. Das erstere ist hyalin und einschlußfrei. Das letztere besteht aus einer lipoidarmen, zentralen, mitochondrienhaltigen und aus einer lipoidreichen, peripheren, zum Teil das Zentrosom unmittelbar umhüllenden, den Golgi-Apparat enthaltenden Phase. Der Golgi-Apparat und die Mitochondrien sind konzentrisch in bezug auf das Zentrosom angeordnet. Der erstere liegt näher dem Zentrosom als die letzteren.Die Zellen wurden durch verschiedene Mittel zur Bildung von Myelinfiguren veranlaßt. Die Myelinfiguren entstehen aus der Plasmamembran, aus der lipoidreichen Phase des Entoplasmas und aus der Hülle der Golgi-Apparatelemente. Dagegen konnten die Mitochondrien, das zwischen ihnen liegende Grundzytoplasma, die Binnenkörper der Golgi-Apparatelemente und das Ektoplasma niemals zur Bildung von Myelinfiguren veranlaßt werden. Die Lipoide sind also ungleichmäßig im Zytoplasma verteilt. Die strukturellen Veränderungen der lipoidreichen Phase, welche experimentell entweder durch Verflüssigung oder durch Verfestigung ihrer Substanz hervorgerufen werden können, werden näher beschrieben.Die lipoidreichen Schichten des Entoplasmas sind nach Vitalfärbung mit Chrysoidin schwach positiv doppelbrechend in bezug auf den Radius der Zelle. Die Oberfläche der lebenden ungefärbten Zelle ist dagegen schwach negativ doppelbrechend in bezug auf den Radius. Diese Doppelbrechung wird nicht auf die Plasmamembran, sondern auf das äußere Ektoplasma bezogen.Das Grundzytoplasma hat also submikroskopischen Schichtenbau. Die miteinander alternierenden Eiweißfolien und Lipoidlamellen sind jedoch teilweise gerüstartig miteinander verbunden, da die nachgewiesene Doppelbrechung nur schwach ist. Die Lipoidlamellen sind jedoch nicht gleichmäßig im Grundzytoplasma verteilt. Am zahlreichsten müssen sie in der lipoidreichen Phase des Entoplasmas und in der Plasmamembran sein. Gering ist dagegen ihre Anzahl im Ektoplasma, welches hauptsächlich aus Eiweißfolien aufgebaut sein muß. Die Lipoidlamellen und Eiweißfolien sind innen konzentrisch in bezug auf das Zentrosom und außen konzentrisch in bezug auf den Kern und das Zentrosom angeordnet. Diese submikroskopische Struktur muß sehr labil sein, da der Aggregatzustand des Grundzytoplasmas in der Mitte zwischen einem typischen Gel und einem typischen Sol steht.Während der Reifungsteilungen zerfallen die lipoidreichen Schichten in Fibrillen, welche in bezug auf ihre Länge schwach negativ doppelbrechend sind. Während der Mitose geht die submikroskopische Schichtenstruktur des Grundzytoplasmas teilweise, insbesondere im Inneren der Zelle, in eine submikroskopische Fibrillenstruktur über.Die submikroskopische Struktur des Golgi-Apparates wurde vom Verfasser schon früher beschrieben. Auch wurde die Doppelbrechung der Mitochondrien schon früher festgestellt. Die Moleküle der Glyzeride sind senkrecht zur Länge der sehr kurzen, stäbchenförmigen Mitochondrien orientiert.Die Literatur, welche sich auf die mikroskopisch faßbare Schichtung des Grundzytoplasmas in verschiedenen Zellen bezieht, wird besprochen. Die mikroskopische Struktur der Zellen ist nämlich der grobmorphologische Ausdruck einer feineren submikroskopischen Struktur. Auch kann aus der Schichtung der mikroskopischen Einschlüsse auf die Schichtung der Substanzen des Grundzytoplasmas geschlossen werden. Die auf diese Weise gewonnenen Vorstellungen über die submikroskopische Struktur des Grundzytoplasmas können polarisationsoptisch geprüft werden.Das Grundzytoplasma der Spermatozyten, Ovozyten und der somatischen Zellen besteht aus einem Ekto- und aus einem Entoplasma. Das letztere ist entweder homogen oder besteht aus einer lipoidarmen, mitochondrienhaltigen und aus einer lipoidreichen, mit dem Golgi-Apparat verbundenen Phase. Das Ektoplasma der Ovozyten, Spermatozyten, Amöbozyten, Leukozyten und Fibroblasten ist in der Regel hyalin und einschlußfrei. Dagegen ist es in einigen Fällen nachgewiesen, daß die Neurofibrillen, Nissl-Körper, Myofibrillen, Tonofibrillen, Epithelfibrillen und retikulären Bindegewebsfibrillen nur im Ektoplasma liegen. Deshalb ist die Vermutung naheliegend, daß die spezifischen mikroskopischen Komponenten der Nerven-, Muskel-, Epithel- und retikulären Bindegewebszellen Differenzierungsprodukte des Ektoplasmas sind. Dagegen scheinen die Sekretions-, Exkretions- und Reserveprodukte, ebenso wie der Golgi-Apparat und die Mitochondrien immer nur im Entoplasma zu liegen.Der Golgi-Apparat und die Mitochondrien sind entweder konzentrisch in bezug auf den Kern oder konzentrisch in bezug auf das Zentrosom angeordnet. Im letzteren Fall wird das Zentrosom entweder unmittelbar vom Golgi-Apparat umgeben, während die Mitochondrien nach außen von ihm liegen oder umgekehrt. In jungen Ovozyten können diese mikroskopischen Komponenten besonders dicht um das Zentrosom zusammengedrängt sein, ja das ganze Entoplasma kann einen fast kompakten, vom Ektoplasma durch eine Membran scharf abgegrenzten Körper bilden. In solchen Fällen haben wir es mit einem Dotterkern im weiteren Sinne zu tun. Seltener scheinen die mikroskopischen Komponenten regellos im homogenen Entoplasma zerstreut zu sein.Gewöhnlich besteht das Grundzytoplasma nur aus einer Ekto- und Entoplasmaschicht. Seltener alternieren zahlreichere Ekto- und Entoplasmaschichten miteinander. Auch kann das Entoplasma als ein Netzwerk von Strängen im Ektoplasma liegen. Die lipoidreiche und die mitochondrienhaltige Phase bilden gewöhnlich zwei verschiedene Schichten des Entoplasmas. Jedoch kann sich die lipoidreiche Phase auch als ein kompliziertes Lamellensystem, ein Faden- oder ein Netzwerk in der mitochondrienhaltigen Phase verteilen oder umgekehrt. Die lipoidreiche, mit dem Golgi-Apparat verbundene und die mitochondrienhaltige Phase können entweder konzentrisch in bezug auf den Kern oder wenigstens teilweise auch konzentrisch in bezug auf das Zentrosom angeordnet sein. Im letzteren Fall wird das Zentrosom entweder unmittelbar von der lipoidreichen Phase umhüllt, während die mitochondrienhaltige nach außen von ihr liegt oder umgekehrt. Auch scheint eine der beiden Phasen des Entoplasmas bisweilen einen kompakten Körper bilden zu können.Das Grundzytoplasma ungefähr isodiametrischer Zellen (Ovozyten, Spermatozyten, Amöbozyten, Fibroblasten, Nervenzellen) scheint also überall aus Eiweißfolien und Lipoidlamellen, welche entweder konzentrisch in bezug auf den Kern oder auch teilweise konzentrisch in bezug auf das Zentrosom angeordnet sind, aufgebaut zu sein. Die Lipoidlamellen sind in den einen Schichten des Grundzytoplasmas zahlreicher und in den anderen spärlicher. Die Eiweißfolien und Lipoidlamellen sind wohl zum Teil gerüstartig miteinander verbunden. Nur die Ausläufer dieser Zellen haben eine submikroskopische fibrilläre Struktur. Dagegen müssen wir annehmen, daß in sehr stark gestreckten Zellen (Muskelzellen, hohe Zylinderepithelzellen) das gesamte Grundzytoplasma eine mehr oder weniger deutlich ausgesprochene submikroskopische fibrilläre Struktur hat. An der Peripherie solcher Zellen kommt es vielleicht sogar zur Filmstruktur. In schwächer anisodiametrischen Zellen hat das Entoplasma, die Plasmamembran und vielleicht auch das äußerste Ektoplasma, wenn es frei von mikroskopischen Fibrillen ist wohl noch eine submikroskopische Folien- und Lamellenstruktur.     

Experimentelle Zellkern-Verlagerung in Pilzhyphen

Zusammenfassung Die experimentelle Verlagerung der Zellkerne in vegetativen Hyphen von Basidiomyceten-Arten gelingt, ohne daß der Zelle Dauerschäden zugefügt werden.Die zur Teilung führenden extra- und intranucleären Prozesse können durch den mikrurgischen Eingriff unterbrochen werden, wenn dieser Eingriff in der Anfangsphase der Teilung erfolgt. Die Kernteilung ist jedoch nicht mehr aufzuhalten, wenn sie bereits weiter fortgeschritten ist. Es wird angenommen, daß die Kernteilungsprozesse mit der Auflösung der Kernmembran eingeleitet werden.Kernteilung und Einschmelzen der Altkernsubstanz müssen nicht äquilokal erfolgen. Die Kernteilung in der Schnalle verläuft normal, wenn die morphologisch distinkte Hauptmasse des teilungsbereiten Kernes mikrur gisch entfernt wird.Im Gefolge der Kernverlagerungen entstehen wachstumsfähige Zellen, die kernlos, ein- oder mehrkernig sein können.     

Observations on the morphology,submicroscopic structure and biological properties of satellite cells (S.C.) in sensory ganglia of mammals

Zusammenfassung Die Untersuchung der perisomatischen und periaxonalen Satelliten in sensiblen Ganglien verschiedener Säuger hat folgende Ergebnisse:Es wird nachgewiesen, daß die Satelliten um das Neuron eine ununterbrochene Hülle bilden, die es von den Bindegewebsstrukturen des Ganglions vollständig trennt. Jeder Satellit ist von seiner eigenen Zellmembran scharf begrenzt; die Membranen der anliegenden Zellen sind durch Zwischenräume von etwa 200 Å getrennt. Die Form der Satelliten ist im wesentlichen laminär: die Abbildungen von Zellen mit feinen verzweigten Fortsätzen, die hauptsächlich durch Silberimprägnation gewonnen wurden, geben meistens Artefakte wieder.Die Satelliten haben innige Beziehungen zum Neuron, von dem sie durch einen dünnen Zwischenraum (etwa 200 Å), von den entsprechenden Zellmembranen abgegrenzt, getrennt sind: die Satelliten passen sich jeder Unregelmäßigkeit der Neuronenoberfläche an, die durch kleine Paraphyten hervorgerufen wird.Wo der Neurit erscheint, stellen sich die perisomatischen Satelliten ein. Sie werden von den periaxonalen Satelliten ersetzt und diese ihrerseits von den Schwannschen Zellen.Die Satelliten enthalten manchmal ergastoplasmische Bildungen. Im großen und ganzen ist die Struktur dieser Zellen derjenigen der Schwannschen Zellen und vieler protoplasmatischen Gliocyten des Zentralnervensystems ähnlich.Während des körperlichen Wachstums erfahren die Satelliten eine bedeutend geringere Volumen-Zunahme als die Neurone, aber sie vermehren sich häufig durch mitotische Teilung. Beim Erwachsenen sind die Mitosen dagegen sehr selten. Das endgültige Volumen der Satelliten ist eher gleichmäßig, es entspricht dem Drieschschen-Gesetz. Auf Grund der gewonnenen Daten kann man diese Zellen als stabile Elemente im Sinne Bizzozero's betrachten.Über den funktionellen Wert der Satelliten äußert sich der Verfasser auf Grund der morphologisch und biologisch gesammelten Daten. Da diese Zellen immer zwischen den Blutgefäßen und den Neuronen liegen, muß ihre Tätigkeit trophischer Art sein. Die morphologischen Untersuchungen können allerdings nicht feststellen, ob diese trophische Funktion nur in einer Filtrierung der von den Blutgefäßen herkommenden Substanzen oder auch in ihrer Verarbeitung besteht.Schließlich behauptet der Verfasser, daß die perisomatischen und periaxonalen Satelliten einerseits eine große Ähnlichkeit mit den perineuronalen protoplasmatischen Gliocyten des Zentralnervensystems aufweisen, andererseits mit den Schwannschen Zellen. Es ist vielleicht möglich, in einer Kategorie viele Zellen zusammenzufassen, die in enger Beziehung zu den Neuronen stehen und ähnliche funktionelle Eigenschaften besitzen, Zellen, die sowohl dem zentralen als auch dem peripheren Nervensystem angehören.

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Research supported by a C.N.R. Grant.     

Über den Ersatz einzelner Zellen im Epithelgewebe. Eine histophysiologische Untersuchung auf Grund von Lebendbeobachtungen

Zusammenfassung Da Lebendbeobachtungen über den Ersatz einzelner Zellen im Epithelgewebe noch nicht vorliegen und das Schicksal verletzter absterbender Zellen in diesen Geweben bisher nicht direkt verfolgt worden ist, werden mit Hilfe des Mikromanipulators durch Anstich einzelne Zellen abgetötet und das Verhalten der Umgebung beobachtet. Als Objekt der Untersuchung dienten das Epithel der Haut von Feuersalamander- undHyla-Larven und Flimmerepithel an den Kiemenlamellen des Axolotl. An den verletzten Zellen lassen sich Erscheinungen beobachten, die mit den von T.Péterfi gesehenen thixotropen Veränderungen verschiedenster Zellarten Ähnlichkeit aufweisen und als kolloidale Entmischungserscheinungen des Cytoplasmas anzusehen sind. Das Cytoplasma der angestochenen Zellen wird trüb, optisch inhomogen und zeigt starke Viskosität, während der Zellkern einen flüssigen, leicht beweglichen Inhalt aufweist und sich nach Verletzung scharf gegen die übrige Zelle abgrenzt. Im Beginne sind die Vorgänge reversibel und die verletzten Zellen können sich erholen. — Der Ersatz der durch Anstich getöteten Zelle erfolgt in der Weise, daß sie zunächst in ganz kurzer Beobachtungszeit von den Nachbarzellen zusammengepreßt wird. Diese schieben sich darauf nach dem Orte vor, welchen die absterbende Zelle einnimmt und drängen sie so weit heraus, bis sie ganz aus dem Gewebsverband entfernt ist. Der erste Vorgang des Zusammenpressens wird als Wirkung des plötzlich freiwerdenden Binnendruckes des Gewebes aufgefaßt, während der endgültige Verschluß der Lücke durch Formveränderungen und Vorrücken der Nachbarzellen erfolgt und der von A.Oppel beschriebenen aktiven Epithelbewegung zuzuschreiben ist.Am Flimmerepithel der Kiemen des Axolotl spielen sich Zellausstoßung und Zellersatz ähnlich ab, nur geht der ganze Vorgang meist innerhalb weniger Minuten vor sich, so daß man nur die Zellbewegung der Umgebung und weniger die Wirkung der plötzlichen Druckschwankung im Gewebe durch das Anstechen der Zelle beobachten kann.Man muß auf Grund der Versuche daher wohl annehmen, daß ein lebendes Epithel in normalem Zustande einen bestimmten Binnendruck in seiner Zelldecke aufweist, welcher der Summe der von jeder Zelle ausgeübten Einzeldrucke entspricht. Entsteht durch Ausfall einer Zelle ein Druckgefälle, so äußert es sich in dem Auftreten von teils aktiven, teils passiven Bewegungen derselben. Sie schieben sich solange gleitend aneinander vorbei, bis eine neue Ruhelage erreicht und eine vorhandene Gewebslücke geschlossen ist. Wird eine Zelle geschädigt und sind die auftretenden Kolloidveränderungen reversibel, so ist sie bei einsetzender Erholung in der Lage, den Seitendruck der Umgebung wieder zu kompensieren; ist die Schädigung vom Zelltod gefolgt, so wird ihr Platz durch Vorrücken der Nachbarzellen eingenommen und sie selber nach außen entfernt. Das Vorhandensein einer toten Zelle wirkt also ebenso wie eine Lücke im Epithelbelag. Die aktive Zellausstoßung ist demnach das Mittel, durch welches die funktionelle und morphologische Gleichartigkeit der Zusammensetzung eines Gewebes gewährleistet wird. Es ist wahrscheinlich, daß auch andere Epithelien als die untersuchten z. B. beim Warmblüter sich ebenso verhalten, da hier die Ergänzung großer Flächen in der gleichen Weise erfolgt wie bei den Amphibien.     

Über die Aufnahme von radioaktivem Schwefel in die wachsende Vogelfeder nach Applikation von 35S-Methioninlösungen

Zusammenfassung Wellensittichen (Melopsittacus undulatus), Elstern (Pica pica) und Haustauben (Columba livia) werden 0,1c1 ml einer isotonischen ³⁵S-DL-Methioninlösung mit Aktivitäten von 0,05–1,2 mC beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert.Die Lokalisation des in den heranwachsenden, primären Konturfedern, aber auch nach natürlicher Mauserung oder künstlicher Entfernung derselben in den folgenden Federgenerationen abgelagerten radioaktiven Isotops erfolgt mit einem Methan-Durchflußzähler oder autoradiographisch.An den Deck- und Flugfedern kann ein proximales, stark strahlendes Areal mit einem bogenförmigen Verlauf seiner apikalen Begrenzung von einem oder mehreren distalen Strahlungsbändern schwacher Aktivität unterschieden werden.Die distalen Strahlungsbänder treten häufig in einer rhythmischen Folge auf, wobei ihr Winkel zu dem proximalen Schaftteil in etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit diesem entspricht. In der rhythmischen Folge dieser Zuwachsstreifen ist nicht selten noch ein weiterer Unterrhythmus erkennbar.Die Breitenunterschiede der distalen Strahlungsbänder bzw. die Amplituden ihrer Rhythmen sind nicht ausschließlich korreliert mit der jeweiligen definitiven Federlänge, sondern auch abhängig von der Wachstumsphase der Feder am Applikationstermin und in gewisser Weise kennzeichnend für den Federtyp.Für das Ausbreitungsvermögen des radioaktiven Isotops bzw. der dasselbe enthaltenden Verbindungen kann auch eine gewisse Individualität der Einzelfeder festgestellt werden.Auch in dem proximalen, stark strahlenden Areal ist bisweilen (Pica pica) eine rhythmische Ablagerungsfolge des radioaktiven Isotops zu beobachten. Der Winkel dieser radioaktiven Streifen entspricht ebenfalls etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit dem proximalen Schaftteil.Bei einmaligen Injektionen von Methioninlösungen nicht zu hoher Strahlungsdosen wird bei Applikation in einer frühen Wachstumsphase der Feder eine proximalwärts abnehmende Strahlungsintensität auf der Fahne und dem Schaft gefunden. Dabei nimmt die Aktivität der Fahnen schneller ab als die des Schaftes, d. h. dieser schwärzt den Röntgenfilm weiter proximal als die Außen- und Innenfahne.Bei den Autoradiographien der Dorsal- und Ventralseiten der Konturfedern ergibt sich ein deutlicher Unterschied. Die Dorsalseite zeigt an der distalen Grenze des stark strahlenden Areals auf dem Röntgenfilm im Gebiet des Federschaftes eine strahlungsschwache Kerbe, die Ventralseite dagegen eine die distale Grenze des stark strahlenden Areals überragende Strahlungsspitze.In verschiedener Höhe durch den Federschaft markierter Federn geführte Querschnitte zeigen bei entsprechender junger Wachstumsphase im Spulenbereich eine radioaktive Strahlung der Spulenwand und der Federscheide, sowie weiter apikal auch eine solche der Hornsepten, der Schaftschenkel und der Markzellen des Schaftes (Columba livia).Bei hohen applizierten Strahlungsdosen kann eine langsame Abnahme der Aktivitäten über mehrere Federgenerationen verfolgt werden. Mehrfache, in 24stündigem Abstand folgende Injektionen nicht zu hoher Aktivitäten markieren sich auf dem Federschaft in der Form tütenartig ineinandergeschachtelter, oval ausgebuchteter Strahlungsrhythmen (Columba livia).Eine zeitmäßige Zuordnung der distalen Grenzen der distalen Strahlungsbänder und des proximalen Areals hoher Aktivität zum Applikationstermin ergibt für Federn einer frühen Wachstumsphase ein Emporwandern des radioaktiven Isotopes über das Oberflächenniveau der Haut nach der Applikation.Die natürlichen Zuwachsstreifen decken sich zuweilen (Pica pica) mit wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen auf der Federfahne. Diese können auch auf die Dorsalseite des Schaftes übergreifen. Ebenso können die Ansätze der Rami an den Schaftseiten in einer wellenartigen Folge inserieren. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Wellen der Federfahne mit den rhythmischen Schwankungen der Strahlungsintensität zusammenfallen, und unter gewissen Umständen können Fehlstreifen als extreme Ausschläge eines stoffwechselphysiologischen Rhythmus, wie er in der Folge der radioaktiven Querbänderung zum Ausdruck kommt, angesehen werden. Die auf dem Röntgenfilm in Erscheinung tretende Querbänderung der Federfahne kann durch quantitative Ablagerungsunterschiede des radioaktiven Isotops und, wenn auch in wesentlich geringerem Maße, durch Änderungen der Hornstruktur bedingt sein. Eine autoradiographische Auswertung von ein- und zweidimensionalen Papierchromatogrammen von Hydrolysaten markierter Federn läßt eine radioaktive Strahlung im Bereich des Cystin, Cystein, Taurin und Lanthionin erkennen. Dabei ist aber zu bedenken, daß Cystein und Lanthionin und insbesondere das Taurin durch die chemische Aufbereitung entstanden sein können. ³⁵S-Methionin konnte sowohl autoradiographisch as auch mit dem Methandurchflußzähler nicht erfaßt werden.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich auch diesmal wieder für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

Beitrage zur symbiose der aphiden und psylliden

Zusammenfassung Das Mycetom der Psylliden ist in der Jugend unpaar, zur Zeit der Geschlechtsreife paarig. Gestalt und Lage sind im Laufe der post embryonalen Entwicklung veränderlich.Das Mycetom besteht aus einem Syncytium, in dessen Randgebiet einkernige Mycetocyten eingelagert sind; sie können das Syncytium allseitig umschließen oder Lücken aufweisen, zwischen denen dieses an die Oberfläche tritt.Die Symbionten der Mycetocyten stellen bei 22 untersuchten Arten recht ähnliche Schläuche dar.Die Symbionten den Syncytiums können von Faden, und Stäbchen-formen bis zu gequollenen Schläuchen variieren; innerhalb einer Art sind sie konstant. Aber auch in letzterem Falle lassen sie sich stets durch die Struktur des Protoplasmas und seine Affinität zum basischen Farbstoff von den Mycetocytensymbionten, selbst wenn sie gleich groß sind, unterscheiden. Übergänge von einem Typ in den anderen fehlen durchaus.Bei einer unbestimmten Trioza und Strophingia ericae ist das Syncytium zwar ebenso entwickelt, aber symbiontenfrei; bei Trioza spec. leben die Syncytium-Symbionten im Fettgewebe; bei Strophingia fehlt jedoch dieser zweite Symbiont völlig.Beide Symbiontensorten infizieren vereint auf dem Weg über die Follikelzellen die Eier.Das die beiden Mycetomteile charakterisierende gelbe Pigment entstammt dem Eiplasma. Es tritt bereits in jungen Ovocyten auf, sammelt sich später um die polare Symbiontenmasse und wird darn in sie einbezogen. Es handelt sich hierbei nicht um Melanin.Während der Keimstreifbildung werden die beiden Symbiontensorten geschieden. Merkwürdigerweise kommen die endgültig im zentralen Syncytium liegenden Symbionten zunächst in periphere, einkernige Zellen und die schließlich in solchen untergebrachten in ein zentrales Syncytium. Auf einem weiteren Stadium wird dieses provisorische Syncytium in einkernige Zellen aufgeteilt, gleichzeitig aber löser sich andererseits die Wände der bereits gebildeten cinkernigen Zellen auf; das so entstehende Syncytium nimmt darn den Raum zwisclien den neuen Mycetocyten ein.Beziehungen der verschiedenen Symbiose-Typen zum System lassen sich noch nicht erkennen.Dissertation der mathematisch-naturwissenschaftlichen Abteilung der Philosophischen Fakultät der Universität Leipzig.     

Über den Licht- und Schattenreflex von Mya arenaria

Zusammenfassung Wird eine Intensität, an die Mya adaptiert ist, für einige Sekunden vermindert und dann wieder auf die alte Höhe gebracht, so benötigt Mya 5 Min., um sich an die Ausgangsintensität zurückzuadaptieren.Es ist damit zu rechnen, daß etwa 70% aller Beschattungen eine Reaktion zeitigen. Das Auftreten oder Fehlen der Reaktion steht nicht in Zusammenhang mit der Länge der Zeit, während der das Tier an die Ausgangsintensität adaptiert wurde, wenn diese Zeit länger als die eigentliche Adaptationszeit ist. Auf Beschattung reagiert Mya in der Regel durch Einschlagen oder Einziehen der an den Siphoöffnungen befindlichen Tentakel, auf Belichtung mittels einer Siphokontraktion. Die biologische Bedeutung dieser beiden Reaktionsweisen wird zu erklären versucht.Die Unterschiedsschwellen für Belichtung und Beschattung fallen annähernd in die gleiche Größenordnung, auf Intensitätserhöhung reagieren die Tiere um ein Geringes empfindlicher. Die Muscheln sprechen im. Durchschnitt auf eine Intensitätsverminderung um 59,35% des Anfangsbetrages gerade eben noch an, während eine Erhöhung um das 1,05fache des Anfangsbetrages als durchschnittliche Unterschiedsschwelle des Licht-reflexes anzusehen ist.Die minimalen Beschattungszeiten und die Latenzzeiten des Schatten-reflexes sind wesentlich kürzer als die minimalen Expositionszeiten und Latenzzeiten des Lichtreflexes unter entsprechenden Bedingungen.Setzt man die Muscheln einer Kombination zweier Lampen aus, von denen jede stets die gleiche Intensität hat, während die Farbe der einen Lampe gewechselt werden kann, und mißt nun die Reaktionszeiten bei Auslöschen des farbigen Lichtes, so ergeben sich bei den verschiedenen Farben verschiedene Reaktionszeiten. Die kürzeste Reaktionszeit fanden wir bei Auslöschen gelben Lichtes. Im Gelb ist also das Absorptions-maximum der den Schattenreflex bedingenden photosensiblen Substanz, in einem anderen Spektralbereich also als das des den Lichtreflex bestimmenden Stoffes.Alle diese Tatsachen führten uns zu der Schlußfolgerung, daß die für den Schatten- und Lichtreflex von Mya verantwortlich zu machenden Rezeptoren miteinander nicht identisch sind.Die Reaktionszeit des mechanischen Reizes verkürzt sich mit steigender Reizstärke. Mechanischer Reiz und ein (an sich zeitlich unterschwelliger) Lichtreiz können sich summieren, was sich in einer Verkürzung der Reaktionszeit zeigt.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an pflanzlichen Geweben

Zusammenfassung Mit Hilfe von Schnitten und an isolierten Zellen wurde der submikroskopische Bau der Zellmembranen in der Wurzel, dem Stengel und dem Blatt untersucht. Im ersten Teil ist die Entwicklung der Primärwände an verschieden alten Parenchymzellen erläutert und mit den bisherigen Wachstumstheorien verglichen worden. Aus den Aufnahmen ist zu schließen, daß das Flächenwachstum sowohl durch Dehnung wie durch aktives Wachstum erfolgt. In einem weiteren Kapitel sind die sekundären Wandverdickungen in den Epidermisund Kollenchymzellen des Hyazinthenblattes und den Markzellen im Stengel von Sedum ausführlich beschrieben worden. Diese Membranen weisen eine deutliche Lamellenstruktur auf, die beim Kollenchym durch abwechselnde Pektin- und Zelluloseschiehten verursacht wird. Auch die stark verdickten Sekundärwände des Holzes sind lamelliert, jedoch liegen die Schichten so eng aufeinander, daß sie kaum mehr voneinander unterschieden werden können. Die Ergebnisse bestätigen also die bisherigen licht- und polarisationsoptischen Befunde in jeder Hinsicht.Die vorliegende Arbeit wurde durch ein Fellowship des National Institutes of Health in Bethesda ermöglicht. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen sind im Laboratorium von Herrn Dr. R. W. G. Wyckoff, dem ich für seine Unterstützung bestens danken möchte, gemacht worden.     

Zur Entwicklung der Labyrinthulen

Zusammenfassung Die Labyrinthulen besitzen ein Amöbenstadium, aus welchem durch Verschmelzung ein Fusionsplasmodium entsteht. In der Randzone deselben erfolgt eine Zerklüftung. Kleine Amöben treten hervor und bilden ein Plasmodium, an dessen terminalen Endigungen die spindelförmigen Zellen entstehen und das Netzplasmodium aufbauen. Rücken die spindelförmigen Zellen in Verbänden von rutenartigem Aussehen wie bei der Sorusbildung dicht zusammen, so verändern sie ihre Form und können das Plasmodium verlassen, nachdem sie in ein amöboides Stadium übergegangen sind.Die Labyrinthulen sind demnach Schleimpilze, die ursprünglichere Merkmale aufweisen als die exosporen Myxomyceten der Gattung Cerationmyxa.     

Beobachtungen anPhaeocystis-Kulturen

Zusammenfassung 1. Durch Kulturversuche wurde festgestellt, daß der Lebenszyklus vonPhaeocystis eine freibewegliche monadale Phase und ein palmelloides Koloniestadium umschließt. Die beiden Generationen können in den Kulturen nebeneinander bestehen und sich selbständig vegetativ vermehren. Wahrscheinlich wird unter den natürlichen Lebensbedingungen im freien Meere die Zeit des Fehlens der Kolonien durch die Schwärmergeneration überbrückt.2. Die Kolonien vermehren sich hauptsächlich durch Schwärmer, in die sich die vegetativen Zellen innerhalb weniger Stunden umwandeln können, nachdem sie mechanisch aus dem Verband der Kolonie herausgelöst sind. Aus jedem Schwärmer geht einc neue Kolonie hervor.In alternden Kulturen entstehen Mikrozoosporen — zum Unterschied von einer größeren Schwärmerart, deren Bedeutung im Lebenszyklus noch unklar ist —, die sich ausgiebig vegetativ vermehren. Aus ihnen entstehen unter geeigneten Kulturbedingungen wieder kugelige Kolonien.3. Die Schwärmer vonPhaeocystis haben zwei gleichlange heterodynamische Geißeln und eine kurze, gerade, unbewegliche Nebengeißel.4. Durch diese anPhaeocystis Poucheti — globosa erzielten Ergebnisse erhält die Familie derPhaeocystidaceae neue Merkmale. Alle übrigen bisher in die Gattung oder Familie eingeordneten Formen scheiden aus.Mit 13 Abbildungen im TextHerrn Prof. Dr.F. Laibach zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Kontraktion Anthoorphnin-haltiger Vakuolen

Zusammenfassung Die durch Anthoorphnin grau bis schwarz gefärbten Vakuolen der Epidermiszellen der Unterseite der Involukralblätter mancher Kompositen können spontane Kontraktion erleiden. Dabei wird der Zellsaft fest und die kontrahierte Vakuole rundet sich daher nicht ab. Es liegen hier feste Zellsäfte vor wie bei den Boraginaceen. Die Zellsäfte können spröde werden und in der lebenden Zelle wie Glas in Bruchstücke zerspringen. In Zellen, in denen keine spontane Vakuolenkontraktion (Vako) eingetreten ist, kann die Vako durch Zusatz von 1/10 normaler Schwefelsäure ausgelöst werden. Diese induzierte, rasch ablaufende Vako ist insofern reversibel, als sie durch Laugenzusatz rückgängig gemacht werden kann. Kontraktion und Dilatation des Zellsaftes kann wiederholt veranlaßt werden. Es wird vermutet, daß das eigenartige Verhalten der grauen Kompositen-Zellsäfte ebenso wie das des anthozyanroten Zellsaftes vonCerinthe durch den Gehalt an Pektin bedingt ist.     

Beobachtungen über die Besiedlung von moderndem Holz mit besonderer Berücksichtigung der adnaten Vereine

Zusammenfassung Das Vermodern des Holzes stellt einen Teil der Bodenbildung dar und wird vom Klima und den bodenbereitenden Organismen beeinflußt. Letztere bestehen aus zwei Hauptgruppen:1. Die Aufwuchsvereine, 2. die Fauna und Pilzflora im Innern des Holzkörpers.Für die klimatisch bedingte Sukzession der Vereine wurden zwei Typen aufgestellt:1. Der Naßtyp in nahezu dauernd wasserdampfgesättigter Luft, charakterisiert durch starke Pilztätigkeit; 2. der Trockentyp, dessen Klimabedingungen durch zeitweilig sehr niedere relative Feuchtigkeit infolge starker Einstrahlung gekennzeichnet sind; hier ist die Tätigkeit der Fauna sehr stark.Da ein vermodernder Holzkörper keine ökologische Einheit bildet, können an ihm beide Typen nebeneinander vorkommen. Der Naßtyp herrscht in der feuchten Bergwaldstufe der Nebelzone vor, der Trockentyp an der Baumgrenze und auf Kahlschlägen.Es wurden fünf Zerfallsgrade, bestimmt durch die Konsistenz des Holzes, unterschieden, die ebenfalls nebeneinander vorkommen können. Bei Aufnahmen von Moosvereinen in verschiedenen Gebieten mit abweichendem Lokalklima zeigte sich, daß die Vereine der einzelnen Zerfallsgrade des Naß- und Trockentyps in ihrer Artzusammensetzung im wesentlichen konstant bleiben.Der P_h des Holzes liegt bei Nadelhölzern und Eiche im stärker sauren, bei Buche und Linde im schwach sauren Bereich. Allgemein steigt die Wasserstoffionenkonzentration während des Holzzerfalls; sie erreicht mit der Pilztätigkeit im Zerfallsgrad 4 ihren Höhepunkt, um dann, wahrscheinlich durch das Einwirken der Fauna, wieder abzusinken. In Wäldern mit starker Rohhumusbildung wurde aber ein weiteres Ansteigen beobachtet.Die Moosvereine der Zerfallsgrade 3 und 4 finden sich in ähnlicher Zusammensetzung bei maximaler Luftfeuchtigkeit auch auf sauren mineralischen Substraten.     

Kybernetische Untersuchungen zur Strahlenwirkung auf Hefezellen

Zusammenfassung Es sollen kybernetische Untersuchungen über die Strahlenwirkung auf lebende Zellen durchgeführt werden, indem der Einfluß von Regel- und Steuervorgängen in der Zelle beim Ablauf der Strahlenreaktion quantitativ berücksichtigt wird. Dazu ist es nötig, die grundlegenden Vorgänge der Zellteilung und Vermehrung in flüssigem Medium und bei räumlicher Fixierung auf einer Agaroberfläche ebenfalls quantitativ zu behandeln.In dieser Arbeit wird die Vermehrung von Einzelzellen in homogenen und synchronisierten Populationen theoretisch untersucht. Die Berücksichtigung von Teilungsverzögerungen in der Ausgangspopulation und Schwankungen der Zykluszeit t_C ergibt bei der Zellvermehrung eine Lagzeit t_lag und anschließend eine genau exponentielle Vermehrung. Es werden mehrere Möglichkeiten zur experimentellen Bestimmung von Lagzeiten sowohl in flüssigen Medien wie auch auf einer Agaroberfläche angegeben, aus denen die Streuungen der Population ermittelt werden können. Durch sehr kleine Zellkonzentrationen, durch Anteile avitaler Zellen, durch Änderungen des Zustandes der Agaroberfläche und durch das Auftreten von Zellgruppen infolge einer längeren Trennzeit t_T können Pseudo-Lag-zeiten entstehen, die eine verzögerte Zellteilung nur vortöuschen. Diese Möglichkeiten werden quantitativ behandelt und durch Experimente mit Hefezellen belegt.     

Ein Beitrag zum Problem der Zellform und deren Umwandlung

Zusammenfassung An Hand von Modellversuchen und Experimenten an lebenden Zellen werden jene Faktoren diskutiert, die die Form der Zellen in Gewebekulturen beeinflussen können, wobei besonders auf die Wirkung von Oberflächenkräften hingewiesen wird. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurde unter anderem festgestellt, daß spezifische, gegen Gewebsbrei von Hühnerembryonen gerichtete Antisera von Meerschweinchen an Hühnerfibroblasten von Gewebekulturen irreversible Zustandsänderungen auslösen können, die bei höheren Konzentrationen des Serums bis zu einer Zerstörung der Zellmembran und zu einem Ausfließen des Plasmas führen. Auch das Zytoplasma scheint dann irreversibel verändert zu sein. Bei Verwendung geringerer Konzentrationen des Antiserums kommt es primär zu einer kurzen Bewegungsphase der Zelloberfläche und zu einer Abrundung der Zellen. Ähnliche Erscheinungen können auch durch wenig konzentrierte Lösungen von Tannin erzielt werden. Die Versuchsergebnisse ermöglichen verschiedene Schlußfolgerungen hinsichtlich des Zustandekommens von Formveränderungen der Zellen und der Wirkung spezifischer Antikörper.     

Über den Zusammenhang zwischen Membranbau,Wuchsstoffwirkung und der Sukkulenzzunahme von Kalanchoe Blossfeldiana im Kurztag

Zusammenfassung Es wurden im Lang- sowie im Kurztag gewachsene Pflanzen vonKalanchoe Bloßfeldiana auf den Feinbau und die Dehnbarkeit ihrer Zellwände, auf ihren Wuchsstoffgehalt sowie ihre osmotischen Werte hin geprüft. Außerdem wurden auch im Langtag herangewachsene, aber später in den Kurztag übertragene Lang-Kurztagspflanzen in den Kreis dieser Untersuchungen gezogen.Im Mesophyll des im Langtag gewachsenen, nicht sukkulenten Blattes besitzen alle Zellen trotz ihrer annähernd isodiametrischen oder sogar etwas quergestreckten Gestalt deutliche Röhrenstruktur in bezug auf den Dickendurchmesser des Blattes. Die Zellen sind also in ihrem Membranfeinbau so ausgestaltet, daß sie für die bei Kurztagseinwirkung auftretende starke Streckung der Zellen, welche zum Sukkulentwerden der Kurztagsblätter führt, auch vom physikalischen Gesichtspunkte aus gesehen besonders geeignet erscheinen.Die Wanddehnbarkeit sowie vor allem die im lebenden Blatt herrschende Turgorspannung ist im Kurztagsblatt wesentlich größer als im Langtagsblatt.Diese Unterschiede können nicht auf verschieden großen Wuchsstoffgehalt oder auf verschieden große Empfindlichkeit auf den vorhandenen Wuchsstoff zurückgeführt werden; denn der Auxingehalt der Kurztagspflanzen ist wesentlich geringer als der von im langen Tage gewachsenen, und auch durch Zufuhr von zusätzlichem Wuchsstoff können keine Sukkulenzsteigerung und keine Beeinflussung der Zellwanddehnbarkeit erzielt werden.Die osmotischen Werte der Kurztagsblätter sind wesentlich niedriger als die von Langtagsblättern. Sukkulente Exemplare vonKalanchoe Bloßfeldiana gleichen auch in dieser Beziehung nicht nur morphologisch, sondern auch physiologisch dem Typus reiner Sukkulenten.Die Lang-Kurztagspflanzen standen in jeder Beziehung zwischen den nur im langen oder kurzen Tag erwachsenen Pflanzen; der im langen Tag angelegte morphologisch-physiologische Typus wurde durch den mehrwöchigen Aufenthalt im Kurztag auch in bezug auf die hier untersuchten Größen noch stark umgeprägt.Mit 4 Textabbildungen (7 Einzelbildern).     

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.     

Über Vitalfärbung des Golgi-Apparates und der ergastoplasmatischen Strukturen in einigen Gastropoden-Zellen

Zusammenfassung In Gastropoden-Zellen färbt sich das Vakuom vital mit Neutralrot, der Golgi-Apparat dagegen nicht. Mit Ausnahme der Spermatocyten und Spermatiden ist der Golgi-Apparat in allen anderen Zellen im lebenden, ungefärbten Zustande, unsichtbar. Der Golgi-Apparat läßt sich aber durch folgendes Verfahren, vital gefärbt, sichtbar machen: Die Zellen werden mit einer isotonischen Ammoniumchloridlösung behandelt (eine Stunde), dann in einer isotonischen Kochsalzlösung gewaschen und schließlich in einer isotonischen Natriumbikarbonatlösung, welche die Farbstoffe Dahlia und Chrysoidin enthält, gefärbt (15 Minuten). Die schönsten Resultate erhielt der Verfasser an Speicheldrüsenzellen vonHelix. Unter der Einwirkung von Ammoniumchlorid werden die Lipoid-Eiweiß-Verbindungen in geringer Menge aufgespalten, um die freigewordenen Lipoide des Golgi-Apparates mit basischen Farbstoffen färben zu können. Die ergastoplasmatischen Strukturen werden sichtbar, wenn die Speicheldrüsenzellen mit einer isotonischen Natriumbikarbonatlösung behandelt (15 bis 30 Minuten) und dann mit Dahlia gefärbt werden.     

Untersuchungen Über den Zelltod. I

Zusammenfassung Eine Reihe von Untersuchungen soll die Erscheinung des Zelltodes und die Altersveränderangen von Zellen analysieren, um so allmählich zu einer Definition des Begriffes Zelltod und zu einem tieferen Verständnis für die Bedingungen des Absterbens und Alterns von Zellen und Geweben zu kommen.In dieser ersten Untersuchung werden die Zustandsänderungen während des Katastrophentodes verschiedener Zelltypen der Haut junger Axolotllarven mit Hilfe der Neutralrotfärbung festgestellt.Es erweist sich als unmöglich, lediglich mit Hilfe der Färbung ohne Analyse der Anfärbungsbedingungen und vor allem ohne Prüfung der Irreversibilität festzustellen, ob eine Zelle lebt oder abgestorben ist. Zwischen dem färberischen Verhalten der lebenden und der toten Zelle gibt es einen charakteristischen Zwischenzustand, der experimentell sehr zuverlässig herbeigeführt werden kann und in den Anfangsstadien völlig reversibel ist. Dieser Zustand wird färberisch vor allem durch die Kernfärbung und durch das Fehlen typisch granulärer Speicherungsprozesse im Plasma gekennzeichnet.Die vitale Kernfärbung kann in befriedigender Weise durch eine reversible Entmischung und Dehydratation der sauren Kerneiweiße erklärt werden. Es ist kolloidchemisch verständlich, daß die sauren Kerneiweiße im völlig ungeschädigten Kern gegen die polare Adsorption von basischem Farbstoff durch den Solvatmantel geschützt sind. Die Reaktion im Kern wie im Plasma ist unabhängig von dem isoelektrischen Punkt der in ihnen dispergierten Eiweißsubstanzen nach ihrer Ausfällung. Trotz des Vorhandenseins sich leicht entmischender saurer Eiweißsubstanzen im Kern kann er daher doch relativ alkalisch reagieren und dementsprechend nur ein geringes Aufnahmevermögen für den basischen Farbstoff besitzen. Dagegen tritt bei Entmischung, Dispersitätsverminderung und Dehydratation sofort die Farbstoffadsorption ein. Die Annahme einer impermeablen Kernmembran ist sehr unwahrscheinlich, und die Reduktion von Farbstoff im Kerninnern kann als Grund für das Farblosbleiben der ungeschädigten Kerne bei der vitalen Färbung ausgeschlossen werden.Die normalerweise bei dem Absterben der Zelle eintretenden Entmischungserscheinungen können durch bestmimte alkalisierende Mittel sowie durch Stoffe, die in spezifischer Weise Eiweiß-Lipoidkomplexe zu stabilisieren vermögen, verzögert oder sogar verhindert werden.Modellversuche ergaben, daß dieselben Substanzen, die Kernfärbung hervorriefen, auch bei Eiweißtropfen Fällung und Farbstoffadsorption im sauren Farbton zur Folge hatten, während die Stoffe, die Zelltod ohne Kernfärbung bewirkten, auch im Eiweiß nur zu zarten Diffusfärbungen im alkalischen Farbton führten. Das ist ein Beweis mehr dafür, daß die vitale Kernfärbung in erster Linie, wenn nicht ausschließlich, von der Dispersität und Hydratation der Eiweißkörper und dem dadurch bedingten Adsorptionsvermögen für den basischen Farbstoff (und einer Reaktionsänderung?) abhängt.Eine Eiweißentmischung (Fällung) im Hyaloplasma und die damit verbundene Farbstoffadsorption war in den untersuchten Zelltypen stets irreversibel und konnte daher als Signal für den eingetretenen Zelltod gewertet werden.Die granuläre Farbstoffspeicherung im Plasma ist nicht abhängig von der durch Oxydationsvorgänge gelieferten Energie. Die Speicherungsprozesse wurden in den Epithelzellen durch leicht in das Plasma eindringende alkalisierende Substanzen sowie durch Stoffe, die deutliche Quellungserscheinungen an Plasmastrukturen hervorriefen, begünstigt, dagegen durch leicht permeierende Säuren unterdrückt. Die typische granuläre Farbstoffspeicherung ist stets nur in lebenden Zellen möglich und kann daher als ein gewisses Kriterium für die Lebendigkeit gewertet werden.Innerhalb eines sehr weiten p_H-Bereiches bleibt die Innenreaktion der Zellen in Pufferlösungen konstant, solange die Zellen nicht absterben. Dementsprechend läßt sich das Ergebnis der Vitalfärbung nicht durch die Reaktion der Farblösung in demselben Sinne wie bei der histologischen Färbung modifizieren, nur wird das Eindringen des basischen Farbstoffes aus saurer Lösung erschwert, aus basischer Lösung begünstigt. Dagegen läßt sich die Reaktion des Hyaloplasmas sehr leicht reversibel durch permeierende Säuren und Laugen verändern.Es wird über die Möglichkeiten verschiedener vitaler Elektivfärbungen berichtet (Färbung von Interzellularen, Cuticularstrukturen, Färbung der Leydigschen Zellen, der Macrophagen, granuläre Färbung der Epithelzellen). Vitale Kernfärbungen lassen sich experimentell entweder ausschließlich an den Leydigschen Zellen oder nur in den Bindegewebszellen oder in Bindegewebszellen und Epithelzellen hervorrufen. Wahrscheinlich sind diese Unterschiede zum Teil durch das Plasma mitbedingt; jedenfalls unterscheiden sich die angeführten Zelltypen auf fixierten Präparaten nicht meßbar im isoelektrischen Punkt der Kernstrukturen. Bei den Leydigschen Zellen riefen alle Mittel vitale Kernfärbung hervor, die die sauren Sekretschollen in stärkerem Maße zur Verquellung oder zum Schrumpfen brachten. Es ist leicht zu beweisen, daß alle Schädigungen bei differenzierten Zellen ausgesprochen zellspezifisch verschieden wirken.Die Chromosomen aller Mitosestadien reagieren genau so zellspezifisch wie die Chromatinstrukturen der Ruhekerne. Es ergibt sich aus dem Verhalten bei der Vitalfärbung für die untersuchten Zelltypen eine bestimmte stoffliche Kontinuität aller Chromatinstrukturen.Im Zusammenhang mit den Untersuchungen Zeigers kann daher behauptet werden, daß zwischen den protoplasmaphysiologischen und cytogenetischen Untersuchungen über den Zellkern kein Gegensatz zu bestehen braucht.Es ist nicht möglich, bei der Vitalfärbung grundsätzlich zwischen passiven Speicherungsprozessen für basische Farbstoffe und der aktiven Speicherung saurer Farbstoffe zu unterscheiden, sowie durch die Vitalfärbung mit basischen Farbstoffen Paraplasma, leblose Zellprodukte und Protoplasma auseinander zu halten oder auf einfache Weise lebendes und totes Plasma durch ihr unterschiedliches Reduktionsvermögen für basische Vitalfarbstoffe zu trennen.Im Absterbeprozeß werden bei manchen Zelltypen (z. B. Ez) Beziehungen zwischen benachbarten Zellen offensichtlich, die bei den LZ allem Anschein nach fehlen. Es ist nicht möglich, färberisch ein Vorauseilen bestimmter Zellstrukturen im Absterbeprozeß festzustellen; stets treten Veränderungen in bezug auf das Ergebnis der Anfärbung mehr oder minder gleichzeitig in allen Zellstrukturen ein. Die extrazellulären Bildungen sind in ihrem Verhalten von den zugehörigen Zellen abhängig, so daß wir auch hier von vitalen Färbungen sprechen können.Auf Grund der vorliegenden Erfahrungen wird vorgeschlagen, als vitale Färbung nur die Färbungserscheinungen an sicher noch lebenden Histosystemen in lebenden Organismen zu bezeichnen. Als supravitale Färbung kann die Färbung isolierter Histosysteme gekennzeichnet werden, soweit die Vitalität durch Fortdauer bestimmter Stoffwechselerscheinungen, Fortpflanzungsmöglichkeit oder aber Reversibilität bestimmter Färbungserscheinungen in geschädigten Zellen bewiesen werden kann. Von diesen Färbungserscheinungen ist die postmortale (oder postvitale oder auch histologische) Färbung toter Histosysteme grundsätzlich scharf zu trennen.     

Adsorptionsprozesse im Boden und die Wurzelernährung der Pflanzen

Zusammenfassung 1. Eine große Rolle bei der Ernährung der Pflanzen spielen die von Bodenkolloiden adsorbierten Kationen und möglicherweise auch die Anionen, ins besondere die Phosphationen.2. Die vom Boden adsorbierten Ionen können im feuchten Medium von einem Kolloidteilchen auf ein anderes migrieren. Analoge Prozesse können auch zwischen Bodenteilchen und Wurzelhärchen durch den sie trennenden Lösungsfilm vorsichgehen.3. Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, daß die Pflanzen sich ernähren und einen befriedigenden Ertrag liefern können, wenn sie auf einem Substrat gezogen werden, in welchem keine Salze, sondern nur adsorbierte Ionen vorhanden sind.4. Die Pflanzenaufnehnbarkeit der vom Boden adsorbierten Ionen wurde unter Verwendung verschiedener Methoden bewiesen und zwar: der Sämlingsmethode, der Methode der getrennten Wurzelmasse und der Mischkulturen, unter Ausnutzung verschiedener Adsorbenten (künstliche Zeolithe, synthetische Harze, Tone und Böden), und auch durch Anwendung radioaktiver Isotope.5. Die wichtigste Voraussetzung zur Ausnutzung der adsorbierten Ionen durch die Pflanzen, ist der enge Kontakt zwischen dem Wurzelsystem und der festen Phase des Bodens.Kurzvortrag veröffentlicht in: Verhandlungen der II. und IV. Kommissionen der Internationalen Bodenkundlichen Gesellschaft Hamburg 1958II, 159–163 (1958).Professor Dr. (Lehrstuhl für Agrikultur- und Biochemie).