Untersuchungen über die Morphologie,Entwicklungsgeschichte und Systematik von Flechtengonidien

Zusammenfassung DieProtococcus-Gonidien von neun Verrucariaceen, zwei Dermatocarpaceen und einer Lecideaceae, die sich in situ zum Großteil nicht unterscheiden, lassen sich mit Hilfe einfacher Kulturversuche auf Grund konstanter morphologischer und entwicklungsgeschichtlicher Merkmale drei verschiedenen Typen zuordnen: Protococcus Verrucariae acrotelloidis, der inVerrucaria acrotelloides, vierThelidium-Arten und inLecidea coarctata auftritt, ist gekennzeichnet durch die Bildung von Zellpaketen, Verringerung der Zellgröße, plötzlich einsetzendem Zerfall der Pakete in relativ kleine Einzelzellen, weitere Teilung und Isolierung der letzteren und schließlich Einsetzen einer Größenzunahme unter neuerlicher Paketbildung; die Rhythmik dieser Entwicklung wird durch eine Erneuerung des Kulturmediums nicht beeinflußt; Protococcus Dermatocarponis miniati ausDermatocarpon miniatum, Endocarpon pallidum, Verrucaria tristis undThelidium perexiguum unterscheidet sich vonProtococcus Verrucariae acrotelloidis im wesentlichen durch die Fähigkeit, im Anschluß an den Paketzerfall kurze Fäden zu bilden; bemerkenswert ist der starke Polymorphismus; die Aufstellung einer eigenen GattungHyalococcus Warén erübrigt sich;BeiProtococcus Staurothelis treten nur lockere und aus relativ wenigen Zellen bestehende Pakete auf, da die Tochterzellen sich unmittelbar oder bald nach der Teilung trennen und abrunden; im Zusammenhang damit breiten sie sich mehr in der Fläche aus, während bei den beiden anderen Typen begrenzte und dickere Kolonien auftreten.DieHeterococcus-Gonidien vonVerrucaria elaeomelaena undV. laevata lassen sich bei Kultur mitHeterococcus caespitosus identifizieren. Myrmecia pyriformis undMyrmecia reticulata, zwei Protococcalen, die bisher nur aus je einer Flechte bekannt waren, wurden — erstere inDermatocarpon velebiticum, D. rufescens undVerrucaria submersa, letztere inBacidia nanipera — wieder gefunden.Eine neue Protococoale,Chlorellopsis pyrenoidosa nov. gen., nov. sp., aus zweiLecidea-Arten und einer sterilen Flechte ist u. a. durch Autosporenbildung und Vorhandensein eines stets deutlich sichtbaren Pyrenoides charakterisiert.In den GattungenLecidea, Dermatocarpon undThelidium wurden je zwei, beiVerrucaria vier Gonidientypen gefunden. Die systematische Stellung der Algen kann in diesen Verwandtschaftskreisen somit nur zur Charakterisierung der Flechten-Arten, keineswegs der Gattungen oder gar der Familien herangezogen werden.Der Vergleich zwischen den Algen im Flechtenthallus und in Kultur bestätigte in allen Fällen die Tatsache, daß die Zellen im Thallus im Zusammenhang mit geringerer Teilungsfrequenz im allgemeinen größer sind als in gut wachsenden Kulturen und daß ferner die Assimilatspeicherung fehlt oder vermindert ist, dagegen in pilzfreier Kultur gesteigert auftritt.Auch kennzeichnende Merkmale, wie Fadenbildung und Vermehrung durch Zoosporen, sind im Thallus unterdrückt.FürEndocarpon pallidum läßt sich feststellen, daß die Keimhyphen auf weite Strecken hin von den Hymenialgonidien angelockt werden. Heterococcus caespitosus bildet mehrkernige Keimlinge und Fadenendzellen.     

Über den Schwänzeltanz der Bienen

Zusammenfassung Der Schwänzeltanz der Bienen wird um so langsamer, je weiter das Ziel entfernt ist. Mit Hilfe von Zeitlupenaufnahmen sollte geklärt werden, welches Element des Tanzes die beste Beziehung zur Entfernung zeigt.Die Frequenz der Schwänzelbewegung ist mit etwa 13 Doppelschwänzlern je Sekunde bei verschiedenen Entfernungen konstant, kommt also als Signal für diese nicht in Betracht.Die beste Korrelation zur Entfernung weist die Schwänzelzeit auf (Zeitdauer der Schwänzelbewegung in einem Umlauf). Die gesamte Umlaufzeit ist als Signal für die Entfernung um 14%, die Zahl der Schwänzelbewegungen je Durchlauf um 20% weniger gut als die Schwänzelzeit. Gegen die Bedeutung der Schwänzlerzahl spricht auch, daß den Bienen das Erfassen und Vergleichen von Zahlen nicht zugemutet werden kann. Eine sichere Entscheidung, ob die Schwänzelzeit oder die gesamte Umlaufzeit (der Tanzrhythmus im alten Sinne) als maßgebendes Signal für die Entfernung dient, ist zur Zeit nicht möglich.Die Rücklaufzeit und die Länge der Schwänzelstrecke sind um rund 60–80% schlechter als die Schwänzelzeit und auch aus anderen Gründen als Signal für die Entfernung kaum in Betracht zu ziehen.Die durch die Tänze ausgesandten Bienen fliegen das Ziel mit größerer Genauigkeit an, als nach der Streuung der einzelnen Schwänzelzeiten zu erwarten wäre. Man kann daraus entnehmen, daß sie bei der Verfolgung der Tänze mehrere Einzelwerte mittein.Über die Konzentration der gesammelten Zuckerlösung werden die Stockgenossen durch verfütterte Kostproben und durch die Dauer und Lebhaftigkeit der Tänze, aber nicht durch ein spezielles Element des Schwänzeltanzes unterrichtet.Mit Unterstützung der Rockefeller Foundation und der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Entwicklung vonMonostroma grevillei

Zusammenfassung Die Entwicklung vonMonostroma grevillei zeichnet sich durch eine ungewöhnliche Variabilität aus (Schema Abb. 5). Der Lebenszyklus ist heteromorph mit einem einzelligen, kalkbohrenden Sporophyten (a). Parthenogenetische Gameten entwickeln sich zur Gestalt von Sporophyten; ihre Nachkommenschaft behält das Geschlecht der Ursprungspflanze bei (b). Ein kleiner Teil der zweigeißeligen Schwärmer kann unmittelbar wieder zu Gametophyten führen (c). Ganz ungewöhnlich ist die durch besondere Versuchsbedingungen bewirkte Entstehung beider Phänotypen sowie morphologischer Zwischenformen in der Nachkommenschaft eines einzelnen Sporophyten.(Mit 5 Abbildungen im Text)Herrn Prof. Dr. FranzFirbas zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Ueber den Verdauungskanal nektarfressender V?gel

Zusammenfassung Die Untersuchung des Verdauungskanals von mehr oder weniger einseitigen Nektarfressern aus den Familien der Trochiliden, Nectariniiden und Meliphagiden zeigt, daß Anpassungen an die Spezialnahrung vorhanden sind, die denen der spezialisierten Fruchtfresser, besonders derDicaeum-Arten, ähneln. Diese Aehnlichkeit der Anpassungen beruht auf einer durch die Nahrungswahl begründeten funktionellen Verwandtschaft zwischen Fruchtfressern und Nektarfressern, jedoch sind die Spezialisierungen bei den Nektarfressern lange nicht so stark und einseitig ausgeprägt wie bei denDicaeum-Arten und durch alle Uebergänge mit normalen Bautypen innerhalb der gleichen Familie verbunden.Ausgeprägte Anpassung an Nektarnahrung zeigt folgende Eigentümlichkeiten: Der Muskelmagen ist kräftig ausgebildet, die Ein- und Ausgangsöffnung ganz nahe zusammengerückt, sodaß dadurch eine eigene kleine Kamnier über der eigentlichen Magenkammer mehr oder weniger stark angedeutet ist. Infolgedessen kann der leicht verdauliche Nektar wahrscheinlich auch bei prall gefülltem Magen direkt vom Drüsenmagen in den Darm übertreten. Der Darmkanal ist relativ sehr kurz und großkalibrig wie ein typischer Fruchtfresserdarm.     

Artspezifische Entwicklungsgänge in der GattungEctocarpus

Zusammenfassung Ectocarpus divergens nov. spec. wird beschrieben und seine Entwicklung in Kulturen untersucht. Die Ausgangspflanze trägt beiderlei Sporangien und erhält sich durch die Schwärmer ihrer plurilokulären Sporangien. Die Schwärmer der unilokulären Sporangien kommen nur selten zur Entwicklung; aus ihnen entsteht eine Generation, die wie ihre Nachkommenschaft ungeschlechtliche Schwärmer bildet. Von diesen Generationen führt kein Weg zur Ausgangspflanze zurück. Die Generationen dieser Art sind also genetisch nur in einer Richtung miteinander verbunden; wegen ihrer morphologischen Verschiedenheit könnte man sie ohne Kenntnis des entwicklungsgeschichtlichen Zusammenhangs für getrennte Arten halten. Ectocarpus siliculosus von List/Sylt weist in Kulturen einen antithetischen Wechsel isomorpher Generationen auf. Ein kleiner Teil der Gameten beider Geschlechter kann sich zu Gametophyten entwickeln, deren Schwärmer jedoch nur in ganz geringem Anteil kopulieren.Die verschiedenartigen Entwicklungsmöglichkeiten der bisher untersuchtenEctocarpus-Arten werden erörtert und die untergeordnete Bedeutung des unilokulären Sporangiums in dieser Gattung aufgezeigt.Mit 7 Abbildungen im Text     

Über Haustorien bei Flechten und überMyrmecia Biatorellae inPsora globifera

Zusammenfassung Der anatomisch hochdifferenzierte Thallus vonPsora globifera zeigt das eigentümliche Verhalten, daß in manchen Abschnitten intrazellulare Haustorien regelmäßig vorhanden sind, in anderen regelmäßig fehlen, während in allen bisher untersuchten Flechten das Verhalten einheitlich ist. Es scheint, daß die Haustorien nur in den jüngsten, unter hoher Teilungsfrequenz der Algenzellen lebhaft wachsenden Thallusabschnitten fehlen, aber in den älteren und vor allem in den Apothezien tragenden regelmäßig (obligat und permanent) gebildet werden. Das Fehlen intrazellularer Haustorien entspricht den Erfahrungen an anderen anatomisch hochorganisierten Flechten, während ihr Auftreten in anderen Abschnitten unerwartet ist. Die Haustorien enthalten, soweit bekannt im Unterschied zu anderen Flechten, einen Zellkern.Die Alge istMyrmecia Biatorellae, die seit ihrer Erstbeschreibung immer wieder als Flechtengonidie aufgefunden wird; zusammen mitPsora globifera handelt es sich nunmehr um 10 Arten, und zwar um 2 Lecideaceen, 3 Acarosporaceen, 4Dermatocarpon-Arten und 1Verrucaria-Art; in allen Gattungen treten aber auch Arten mit anderen Protococcalen auf.Die ausPsora stammendeMyrmecia bildet in Kultur zunächst — im Unterschied zu Pflanzen anderer Herkunft — tetraëdrische Autosporenpyramiden und erst spät die typischen Zoosporangien und zeigt anfangs unter Gelblichwerden eine starke Aufblähung des Chromatophors — unbeschadet hoher Teilungsfrequenz und guten Wachstums; es läßt sich nicht entscheiden, ob es sich um eine spezifische Nachwirkung des Zusammenlebens gerade mit demPsora-Pilz oder bloß um die Folge zufällig etwas anderer Kulturbedingungen handelt.     

Einige Beobachtungen über den Entwicklungszyklus des cellulosezersetzenden Organismus.

Zusammenfassung 1. Der von uns untersuchte Organismus ist mit Sp. cytophaga Hutchinson und Clayton identisch. — 2. Der Entwicklungszyklus umfaßt ein stäbchenförmiges Stadium und eine daraus entstehende Form, die das Aussehen eines Kokken hat (=Sporoid Hutchinsons). —3. Die kokkenartige Form (=Sporoid) stellt einen Körper von schleimiger Konsistenz dar, die sich unter der Einwirkung von Sodalösung verändert. — 4. In frischer Nährlösung kommen aus den schleimigen, kokkenartigen Zellen stäbchenartige Formen hervor, die analog sind den Formen, die in den ersten Tagen der Entwicklung des Organismus beobachtet werden. — 5. Alle Entwicklungsstadien dieses Organismus lassen sich durch Kombination von Beobachtungen in Probiergläsern auf Filtrierpapier mit Beobachtungen im hängenden Tropfen auf Filtrierpapierfasern verfolgen. — 6. Dieser Organismus ist sehr weit verbreitet, indem er sowohl in verschiedenen Bodenarten und in Salzseen der gemäßigten Zone als auch im arktischen Gebiet vorkommt, wo er von uns auf Franz-Joseph-Land, Nowaja Zemlja, Severnaja Zemlja und im Wasser des Barentsmeeres gefunden wurde. — 7. Wir behalten für ihn den von Winogradsky gegebenen Namen bei: Cytophaga Hutchinsoni, da keine Gründe vorliegen, seine Identität mit Spirochaeta anzunehmen.     

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.     

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.     

Beziehungen zwischen Peroxydasereaktion,Eiweiss-Spiegel und Chlorophyllbildung

Zusammenfassung Bei Bastarden der KreuzungPhaseolus vulgaris x Phaseolus multiflorus sowieEpilobium-Bastarden der KreuzungEpilobium hirsutum x Epilobium parviflorum, die im Wuchs stark gehemmt sind und mehr oder weniger ausgeprägte Chlorophylldefekte zeigen, ist die Peroxydasereaktion stark erhöht und der Eiweißspiegel (Eiweiß-N/lösl. N) erniedrigt.Magnesiummangel löst beiPhaseolus vulgaris die bekannte Hemmung der Chlorophyllsynthese aus und bewirkt außerdem einen Anstieg der Peroxydasereaktion und ein Absinken des Eiweißspiegels.Abgeschnittene Blätter verlieren beim Verdunkeln Chlorophyll, gleichzeitig nimmt die Peroxydasereaktion zu und geht der Eiweißspiegel zurück.BeiPhaseolus-Bastarden mit starken Chlorophylldefekten geht der Anstieg der Peroxydasereaktion mit einem Abfall der Katalasereaktion einher.Diese Befunde decken sich weitgehend mit den FeststellungenSchumachers an weißen Partien panaschierter Gewebe, deren Stoffwechsel ebenfalls durch einen niedrigen Eiweißspiegel, starke Peroxydase-und in manchen Fällen schwache Katalasereaktion gekennzeichnet ist.Da diese Symptome vereint bei Objekten auftreten, deren Entwicklungsstörung ganz verschieden bedingt, ist, darf angenommen werden, daß ein enger ursächlicher Zusammenhang zwischen ihnen besteht.Die prosthetische Gruppe der Peroxydase ist ein Eisenporphyrin, das nahe mit dem vonGranick als Chlorophyllvorstufe erkannten Protoporphyrin verwandt ist. Wird aus inneren oder äußeren Ursachen die Chlorophyllsynthese gehemmt, so steht mehr Protoporphyrin für die Synthese der anderen Zellporphyrine, u. a. der Peroxydase zur Verfügung, da, es wahrscheinlich ist, daß die Synthese aller Porphyrine über das Protoporphyrin läuft und die Chloroplasten sowie die anderen Zellorganelle das Porphyrin nicht von Grund aus aufbauen, sondern fertiges Porphyrin aus einer gemeinsamen Quelle entnehmen und lediglich zu den für sie spezifischen Porphyrinen umbauen.Da die Porphyrine in Form von Proteiden in der Zelle vorkommen, ist verständlich, daß Porphyrin- und Eiweißstoffwechsel eng miteinander verknüpft sind. In diesem Fall scheint ein mehr indirekter Zusammenhang ausschlaggebend zu sein: Bei gestörter Chlorophyllbildung ist die Intensität der Photosynthese vermindert und der Kohlenhydratspiegel, von dessen Höhe wiederum der Eiweißgehalt und das Verhältnis Eiweiß-N/lösl. N abhängt, erniedrigt.Mit 1 Textabbildung.     

Histologische Untersuchungen über die Bedeutung des Ependyms,der Glia und der Plexus chorioidei für den Kohlenhydratstoffwechsel des ZNS

Zusammenfassung Sowohl im ZNS des Acraniers Amphioxus als auch im Gehirn von Vertretern aller Wirbeltierklassen einschließlich des Menschen gelingt es, mit cytochemischen Methoden Glykogen nachzuweisen. Kohlenhydrat ist das wichtigste Brennmaterial der Ganglienzelle. Glykogen kommt vor sowohl in den Ganglien-, als auch in den Ependym- und Gliazellen. Aus der mengenmäßigen und topischen Glykogenverteilung und aus histochemischen Reaktionen wird geschlossen, daß Ependym- und Gliazellen durch ihre aktive Leistung die Ganglienzelle mit Kohlenhydrat versorgen. Der Stoffaustausch zwischen den Ganglienzellen und den versorgenden Zellen wird in dem lichtoptisch nicht mehr auflösbaren Bereich vermutet, der lückenlos neben den feinsten neuritischen und dendritischen Verzweigungen ebensolche Elemente der Glia- und Ependymzellen enthält. Das in diesem Feld nachweisbare Glykogen ist somit intrazellulär. Eine Grundsubstanz kann elektronenmikroskopisch nicht nachgewiesen werden. Die Stärke der alkalischen Phosphatasereaktion geht hier parallel mit der nachweisbaren Glykogenmenge.Nimmt man das Glykogen als Indikator, so lassen sich phylogenetische, ontogenetische und jahreszyklische Unterschiede in der Stoffwechsellage des Gehirns feststellen.Das Gehirn der Cyclostomen, Fische und Amphibien ist reicher an Glykogen als das Gehirn der Reptilien, Vögel und Säuger.Im embryonalen Säugergehirn kann man mit histologischen Methoden in der Regel mehr Glykogen nachweisen als im adulten Gehirn.Das Gehirn winterstarrer Anuren (Rana temporaria, Rana esculenta) und winterschlafender Säuger (Erinaceus europaeus, Myoxus glis) ist wesentlich reicher an Glykogen als das von Sommertieren.Bei winterschlafenden Säugern füllt sich auch der sonst bei adulten Säugern glykogenfreie Plexus chorioideus mit Glykogen. Der embryonale Säugerplexus ist glykogenreich und verliert das Glykogen etwa 2–4 Wochen nach der Geburt; es gibt hier artbedingte Unterschiede. Die Plexus chorioidei der Cyclostomen, Fische und Amphibien enthalten auch bei adulten Tieren während des ganzen Jahres Glykogen.Ein phylogenetischer Unterschied besteht hinsichtlich der Glykogenverteilung auf das Ependym und die gliösen Astrocyten. Das Ependym des Acraniers Amphioxus und der Cyclostomen, Fische und insbesondere der Amphibien ist außerordentlich glykogenreich. In den dickeren Abschnitten der Gehirnwand beobachtet man aber bereits bei Fischen und Amphibien glykogenhaltige Endfüße der Gliazellen. Bei Reptilien verschiebt sich diese Entwicklung noch weiter zugunsten der Glia, bis bei Vögeln und Säugern das Ependym seine Stoffwechselpotenzen weitgehend eingebüßt hat. Aus der hochzylindrischen, mit einem Fortsatz ausgestatteten Ependymzelle ist eine kubische, mehr an ein Deckepithel erinnernde Zelle geworden.Infolge der Dickenzunahme der Gehirnwand reicht offensichtlich die ependymale Versorgung der nervösen Substanz nicht mehr aus. Gleichzeitig mit der mächtigen Entfaltung des Gefäßbaumes erfahren die Gliazellen eine starke Vermehrung. Der ursächliche Faktor für diesen Umdifferenzierungsvorgang ist im Wachstum des Gehirns zu erblicken.Solange noch die ependymale Versorgungsweise die Hauptrolle spielt, muß auch der Plexus funktionell eine andere Bedeutung haben. Bei Fröschen erfüllt der Plexus offensichtlich die Rolle eines Glykogendepots. Durch Adrenalinzufuhr wird dieses Glykogen mobilisiert. Gleichzeitig wird das Glykogen in den Ependymzellen angereichert. Die Ependymzellen des Frosches geben im Gegensatz zum Säugerependym eine starke alkalische Phosphatasereaktion und sind offensichtlich zur Glucoseresorption befähigt.Im Zusammenhang mit der wechselnden Glykogenmenge im ZNS wurden die biologischen Faktoren diskutiert, die einen Einfluß auf den Kohlenhydratstoffwechsel haben.Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Studien über die Ursachen der Frostresistenz

Schlußbemerkung und Zusammenfassung Die Untersuchungen der Thermik an Blättern um den Gefrierpunkt haben also ergeben, daß die Vorstellung von einer Initialenbildung der Eiskristallisation im Interzellularsystem zu Recht besteht, denn nur turgeszente oder gewelkte Blätter sind unterkühlbar, infiltrierte Blätter dagegen nicht. Damit besteht durchaus die Möglichkeit, daß dem Unterkühlungseffekt für die Resistenz der Blätter, insbesondere gegen Früh- und Spätfröste, Bedeutung zukommt. Ferner hat sich gezeigt, daß selbst in einem so flächenhaften Gebilde wie es ein Blatt mit einer Dicke von etwa 0,3 mm darstellt, die Heterogenität durch die luftgefüllten Interzellularen sich im Temperaturausgleich in der Umgebung experimentell deutlich erkennen läßt, besonders im Vergleich mit der Thermik flächenhaft ausgebreiteter Flüssigkeiten oder Gele, die für den Wärmeaustausch praktisch homogen erscheinen.Mit 9 farbigen Textabbildungen.     

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

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

Die Bedeutung der Pektin- und Zellulosekomponente für die Lage des Entladungspunktes pflanzlicher Zellwände

Zusammenfassung Der Entladungspunkt (EP, oft noch als IEP bezeichnet) wird mit Hilfe des Fluoreszenzmikroskops in den üblichenp _H-gestuften Acridinorangereihen, außerdem aber in — stärker wirksamen — Farblösungsreihen mit steigendem CaCl₂-Zusatz bestimmt. In solchen Reihen zeigen pektinreiche Zellwände (z. B. Sonnenblumenmark) einen weiter im sauren Bereich bzw. bei höherem CaCl₂-Zusatz liegenden EP, während praktisch pektinfreie Substrate (z. B. Wattefasern aus reiner Zellulose) überhaupt keine deutliche Färbeschwelle zeigen.Herauslösen der Zellulose aus Gewebeschnitten mit Cuoxam hat keinen nennenswerten Einfluß auf den EP, während Zerstörung des Pektins, z. B. mit H₂O₂, eine bedeutende Verschiebung des EP in Richtung des Neutralpunktes bewirkt.Diese Versuchsergebnisse legen den Schluß nahe, daß die Ursache des elektroadsorptiven Bindungsvermögens der pflanzlichen Zellwand bei den vor allem im Pektin enthaltenen COOH-Gruppen zu suchen ist und daß die Lage des Entladungspunktes einer Zellwand vor allem vom Pektingehalt derselben bestimmt wird.Es konnte auch in einem Modellversuch nachgewiesen werden, daß eine Vermehrung der in der Zellulose enthaltenen Carboxylgruppen durch NO₂-Oxydation eine Vergrößerung ihres Bindungsvermögens für basische Farbstoffe und eine Verschiebung des EP nach der sauren Seite hin zur Folge hat.     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Als bestimmend für die Dynamik des Langzeitvorganges des Spannungsabfalles im Muskel nach aufgebrachten stufen- und rampenförmigen Längenänderungen ist das Übertragungsverhalten eines s ^k -Elementes mit einer elastischen Komponente ermittelt worden. Vergleichende Betrachtungen über die Veränderung der H-Zonenlänge und des Exponenten k haben zu einer Lokalisierung der Übertragungseigenschaften in der in der Mitte des Sarkomers befindlichen H-Zone geführt. Es wird vorgeschlagen, daß die elastische Rückstellkraft des Muskels in den parallel zur H-Zone befindlichen m-Filamenten generiert wird; diese Strukturen stellen zusätzliche Verbindungen zwischen den Myosinfilamenten in den beiden Halbsarkomeren dar. Aus der Modellierung mit einem Analogrechner folgt, daß das s ^k -Element physikalisch einer Kombination einer stark nichtlinearen Feder mit einem konventionellen Dämpfertopf entspricht. Durch vektorielle Subtraktion des s ^k -Anteiles mit elastischer Komponente von der Ortskurve der Dehnbarkeit des entspannten Insektenflugmuskels ist mit sehr guter Genauigkeit die Übertragungsfunktion von zwei in Serie befindlichen viskoelastischen Elementen des Maxwell-Typs ermittelt worden. Durch die Annahme, daß in einem der drei bereits früher postulierten Maxwell-Elemente, die als konzentriert in den dominanten passiven Strukturen — den Verbindungsfilamenten, den Myosinfilamenten und der H-Zone — angenommen wurden, die Feder in Serie mit dem Dämpfertopf eine stark nichtlineare Kraft-Längen-Charakteristik hat, wird es möglich, die Gültigkeit eines schon früher formulierten Modelles auf Langzeitveränderungen ausdehnen.Die Möglichkeit der Beschreibung von Spannungsabfällen, gemessen für verschiedene andere Muskeln, durch die Übertragungseigenschaften eines s ^k -Gliedes läßt eine Allgemeingültigkeit der am Insektenmuskel erzielten Ergebnisse als wahrscheinlich erscheinen. Die Möglichkeit ist diskutiert, daß die für Dehnungsreceptoren abgeleitete Übertragungsfunktion das im Muskel lokalisierte s ^k -Glied mit einbezieht.     

Zur Morphologie und Entwicklung vonPercursaria percursa

Zusammenfassung Der zweireihige Thallus vonPercursaria entsteht durch einmalige Längsteilung der von der Scheitelzelle des Keimlings abgegliederten Segmente. Die Scheitelzelle stellt ihre Tätigkeit frühzeitig ein, und der Doppelfaden verlängert sich durch interkalare Teilungen. Percursaria ist ein Diplohaplont mit gleichgestalteten Generationen.Die unverschmolzenen Gameten können sich zu Gametophyten oder zu Sporophyten oder zu Mischformen entwickeln.Es werden Tatsachen erörtert, welche die Annahme einer physiologischen Verschiedenheit der auf einem Gametophyten gebildeten Schwärmer berechtigt erscheinen lassen.Mit 7 Abbildungen im TextErweiterte Darstellung eines auf dem 8. Intern. Botaniker-Kongreß in Paris gehaltenen Vortrags (Kornmann 1954).     

Zur Zytologie der parthenogenetischen Curculioniden der Schweiz

Zusammenfassung In der vorliegenden Untersuchung werden die Chromosomenverhältnisse von 6 bisexuellenOtiorrhynchus-Arten und 16 parthenogenetischen Curculioniden aus den UnterfamilienOtiorrhynchinae undBrachyderinae näher behandelt. Das Untersuchungsmaterial stammt aus verschiedenen Orten in der Schweiz.Alle untersuchten bisexuellenOtiorrhynchus-Arten haben dieselbe Chromosomenzahl (2n=22). Sie sind also durchgehend diploid mit der Grundzahl 11. Das Geschlechtschromosomenpaar besteht beim Männchen aus einem X- und einem kleinen Y-Chromosom.Alle untersuchten parthenogenetischen Curculionidenarten sind polyploid. Triploid sind 11 Arten:Otiorrhynchus chrysocomus, O. pauxillus, O. salicis, O. singularis, O. subcostatus, O. sulcatus, Barynotus moerens (pentaploid in den österreichischen Kalkalpen),Polydrosus mollis (diploid in Finnland und Polen),Sciaphilus asperate, Strophosomus melanogrammus undTropiphorus carinatus. Tropiphorus cucullatus ist tetraploid undOtiorrhynchus anthracinus pentaploid.Zwei von den untersuchten Arten,Otiorrhynchus rugifrons undO. niger, weisen in der Schweiz sowohl eine diploide bisexuelle als auch eine triploide parthenogenetische Basse auf.Drei Arten,Otiorrhynchus scaber, O. subdentatus undPeritelus hirticornis, haben in der Schweiz sowohl eine triploide als auch eine tetraploide parthenogenetische Rasse.Im Ovarium eines triploiden parthenogenetischenOtiorrhynchus scaber-Weibchens wurde ein hexaploides Ei mit etwas mehr als 60 Chromosomen gefunden. Der hexaploide Chromosomensatz in diesem Ei ist offen-bar durch Verdoppelung der triploiden Chromosomengarnitur entstanden.Ein Größenvergleich der zytologisch verschiedenen Rassen bei vier Cureulionidenarten zeigt, daß die Polyploidie auch bei den Curculioniden eine Größenzunahme der Tiere mit sich bringt.Ziehen wir sämtliche vorläufig zytologisch untersuchten parthenogenetischen Rüsselkäferarten und -rassen, insgesamt 30, in Betracht, so ergibt es sich, daß nur eine von diesen (Polydrosus mollis in Finnland und Polen) diploid ist. 21 sind triploid, 6 tetraploid und 2 (Otiorrhynchus anthracinus in der Schweiz undBarynotus moerens in den österreichischen Kalkalpen) pentaploid. Die große Mehrzahl der parthenogenetischen Curculioniden ist also triploid. Die vorläufig zytologisch untersuchten parthenogenetischen Curculioniden und ihre Polyploidiegrade sind auf S. 644–645 verzeichnet.In allen genauer untersuchten Fällen, in denen eine Curculionidenart entweder sowohl eine bisexuelle als auch eine parthenogenetische Rasse oder mehrere, dem Grad ihrer Polyploidie nach verschiedene parthenogenetische Rassen hat, weisen diese Rassen eine verschiedene Verbreitung auf. Die wichtigste Ursache zu der verschiedenen Verbreitung der betreffenden Rassen ist offenbar die Polyploidie, und zwar wahrscheinlich dadurch, daß sie anscheinend zu einer Veränderung der Reaktionsnorm und des Lebensoptimums der in Frage stehenden Rassen geführt hat.Der relative Anteil der polyploiden parthenogenetischen Formen in der GattungOtiorrhynchus ist in Fennoskandien bedeutend größer als in der Schweiz und in den österreichischen Kalkalpen.     

Beiträge zur Temperaturadaptation des Aales (Anguilla vulgaris L.). I

Zusammenfassung Der Sauerstoffverbrauch von intakten Aalen zeigt eine Temperatur-adaptation im Sinne einer Kompensation. Vor den Messungen vorn kalt und hinten warm aufbewahrte Tiere weisen einen mittleren oder schwach erhöhten Sauerstoffverbrauch auf. Dieser ist jedoch unter den gleichen Versuchsbedingungen stark gesteigert, wenn während der Vorbehandlung die Vorderenden der Aale warm und die Hinterenden kalt gehalten wurden.Der Sauerstoffverbrauch und die Succinodehydrogenase- und Katalaseaktivität des Muskelgewebes sind normalerweise im Hinterkörper größer als im Vorderkörper. Durch eine Vorbehandlung vorn kalt, hinten warm wird dies für die Succinodehydrogenaseaktivität umgekehrt, für den Sauerstoffverbrauch in einem entsprechenden Sinne geändert; die Katalaseaktivität hängt nicht von einer derartigen Vorbehandlung ab (Herbstversuche). Der Gewebsstoffwechsel kann somit beim Aal durch eine längere Temperatureinwirkung direkt beeinflußt werden.     

Ergänzende Beobachtungen über die extratropische BasidiolicheneClavaria mucida

Zusammenfassung Die Untersuchung mehrerer Exemplare der BasidiolicheneClavaria mucida [=Lentaria mucida (Fries)Corner] ergibt volle Übereinstimmung mit früheren Befunden und bestätigt die Tatsache, daß es sich um eine typische Flechte handelt, d. h. um das obligate Zusammenleben eines bestimmten Pilzes mit einer bestimmten Alge unter entsprechenden morphologischen Konsequenzen.Freie Gonidien konnten nur im Bereich des Flechtenthallus aufgefunden werden. Sie sind im Vergleich zu den gewöhnlichen Thallusgonidien sehr klein. Ihre Entstehung aus den Thallusgonidien läßt sich in Kultur verfolgen. Die bedeutende Größe der Thallusgonidien ist als Hemmung der Teilungsfrequenz durch den Pilz verständlich.     

Kleinsippen bei Diatomeen

Zusammenfassung Es werden teils neue, teils bloß referierend oder auch ergänzte alte Angaben über Arten von Diatomeen zusammengestellt, deren Formwechsel vollständig bekannt ist, und diese Daten werden mit den allgemein verwendeten Diagnosen verglichen. Dabei zeigt sich, daß viele Diagnosen — begreiflicherweise — hinsichtlich der Größenangaben unvollständig sind, was weniger bedeutungsvoll ist, daß aber anderseits auch viele Diagnosen zu weit gefaßt sind und mehrere Sippen, Kleinarten oder Rassen, umfassen.Der Vergleich der erarbeiteten Daten mit den Diagnosen ist besonders deshalb lehrreich, weil gerade die Diatomeen auf Grund vonHustedts einzigartiger Formenkenntnis und unerreicht kritischen Betrachtungsweise wohl die am besten systematisch durchuntersuchten Algen sind. Die Diskrepanz rührt daher, daß üblicherweise die Beschreibung und Bestimmung ohne Kenntnis des gesamten Formwechsels erfolgt. In praxi wird es wohl meistens dabei bleiben, so daß die DiagnosenHustedts so betrachtet nicht entwertet sind; sie stellen jedenfalls das Beste dar, was auf diesem Wege erreichbar ist. Dennoch erscheint es notwendig, sich bewußt zu sein, daß die üblichen Diagnosen den tatsächlichen Verhältnissen vielfach nicht gerecht werden. Gerade die Diatomeen sind infolge ihres starren Entwicklungsschemas besonders geeignet die Sippengliederung aufzuklären, wenn man sich die entsprechende Mühe nimmt.