Intensives Wachstum von Ricciocarpus natans (Lebermoos) in Durchlüftungskultur

Das Lebermoos Ricciocarpus natans wurde nichtaxenisch in Durchlüftungskulturen (etwa 2% CO₂ in Luft) im Lichtthermostaten angezogen und seine morphologischen Merkmale beschrieben. Als optimal für eine hohe Produktivität erwiesen sich bei der verwendeten Nährlösung 29 C, ein Licht-Dunkel-Wechsel von 14:10 Stunden und eine Beleuchtungsstärke von maximal 10000 Lux. Unter diesen Bedingungen ist das Wachstum bei relativ kleinen Schwankungen sehr gleichmäß. Die Verdopplungszeit für Masse und Individuen beträgt 48 Stunden. In eine 300 ml-Kulturröhre wurde 1 g Frischgewicht in 200 ml Nährlösung eingeimpft (Trockengewichtsanteil etwa 4 %). NH₄ (bei Konstanthalten des pH-Wertes) und NO₃ sind als Stickstoffquelle gleich gut geeignet. Bei Mangel an Stickstoff nimmt die Thallusgröße stark ab, die Ventralschuppen werden auffällig lang und violett gefärbt. Das Lebermoos eignet sich gut für eine standardisierte, effektive Laborkultur zum Zwecke physiologischer und biochemischer Untersuchungen.     

Lichtabhängige Insektizidwirkungen auf einzellige Algen

Bei der Einwirkung der Insektizide Sevin (Carbaryl) sowie Lindan und Dieldrin in Konzentrationen von 0,1 bis 100 ppm wurden eine Reihe von Schädigungen auf das Wachstum und den Stoffwechsel von Ankistrodesmus braunii und Anacystis nidulans beobachtet Alle drei Insektizide stören die Synchronisation von Ankistrodesmus-Kuturen und erniedrigen Chlorophyllgehalt, Trockengewicht, Photosynthese und Autosporenbildung. Die Autosporenbildung wird aber auch im Dunkeln direkt durch Sevin und Dieldrin gehemmt. Lindan erniedrigt Pigmentgehalt, Trockengewicht und Zellzahl ab 10 ppm, wenn es im Licht gegeben wird. Nach der Dunkelphase, bei der alle bisher untersuchten Größen konstant bleiben, verstärkt sich besonders die Hemmwirkung von 10 ppm Lindan auffällig im Licht. Die Photosyntheseaktivität und die Dunkelatmung zeigen bei niedrigen Lindan-Konzentrationen Förderungen, bei höheren Konzentrationen wachsende Hemmwirkungen. Hemmwirkungen entstehen und verstärken sich nur im Licht. Lindan wird bei Ankistrodesmus gegenüber dem Gehalt in der Nährlösung erheblich akkumuliert. Die Lindan-Konzentrationen sind bei den Lichtkulturen deutlich höher als bei den Dunkelkulturen. Die vorliegenden Untersuchungen wurden durch die finanzielle Unterstützung des Bundesministeriums für Forschung und Technologie ermöglicht. Für die methodischen Hinweise zur Vorreinigung und Extraktion des Lindan aus den Alpen danken wir Frau Dr. D. URBACH sowie Frau E. KAISER für gediegene technische Assistenz.     

Erste Beobachtungen über die Eignung von Coelastrum proboscideum Bohlin zur Massenkultur

Die coenobienbildende Grünalge Coelastrum proboscideum Bohlin wurde aus Proben vom Eggstädter Seengebiet isoliert und auf ihre Eignung für die Massenkultur geprüft Der Entwicklungsgang ist sehr einfach. Die Vermehrung in Nährlösungskulturen erfolgt durch die Bildung von Tochtercoenobien in den ausgewachsenen Teilzellen der Muttercoenobien Aufbau und Größe der Coenobien bedingen eine gute Schwebefähigkeit und eine ausgezeichnete Filtrierbarkeit Das Massenwachstum erscheint vielversprechend. Unter günstigen Versuchsbedingungen konnten wir Zuwachsraten von mehr als 0,5 g Trockenmasse/l und Tag erzielen Noch offene Fragen, wie Empfindlichkeit bzw. Widerstandsfähigkeit gegen Giftstoffe und Infektionen, werden diskutiert. Eine Analyse der wichtigeren Inhaltsstoffe und möglichst günstiger Wachstumsbedingungen ist im Gange     

Über die Lichtinduktion der geotropen Orientierung von Luft- und Bodenwurzeln in Gewebekulturen von Cymbidium

Proliferierende Meristemkulturen eines unbenannten Klones von Cymbidium zeigten eine starke Hemmung des Wachstums der angelegten, ageotrop orientierten Sprosse und der Entstehung positiv geotroper Nährwurzeln, wenn das Nährmedium voll belichtet wird. Dabei entstehen fast ausschließlich negativ geotrope Luftwurzeln mit Velamen radicum, die ergrünen und deren ergrünende Wurzelspitze negativ phototrop ist. Wird das Nährmedium verdunkelt, so entwickeln sich die angelegten Sprosse bei gleich starker Beleuchtung zu üppigem Wachstum und assimilieren stark, die Proliferation wird gehemmt, worauf sich positiv geotrope Boden-(Nähr-)wurzeln entwickeln mit einem dichten Besatz von Wurzelhaaren. Auch die Bodenwurzeln haben eine Velamenzone, die allerdings nur aus zwei bis drei Zellagen besteht, ihre Wurzelhaare haben vereinzelt ebenfalls die gleichen schraubigen Wandverdickungen wie die Velamenzellen. Werden die bei Verdunkelung entstehenden Bodenwurzeln abermals starker Beleuchtung ausgesetzt, so werden sie wieder negativ geotrop und kehren ihre Wachstumsrichtung um. Sie ergrünen später und stellen in der Reagensglaskultur ihr Wachstum ein. Spätere Versuche bei schwacher Beleuchtung, im Dauerdunkel und am Klinostaten zeigen, daß diese Steuerung der geotropen Reaktion von der Assimilationsleistung abhängig ist, nicht von einem photoinduktiven Reiz allein. Es ergibt sich also eine eindeutige Beziehung zwischen dem stoffwechselphysiologischen Geschehen und der reizphysiologischen Induktion. Auch die mikroskopischen Befunde über das Vorhandensein der Plastiden und die Beziehungen zwischen Velamenzellen und Wurzelhaaren weisen darauf hin, daß für den geschilderten Effekt die Beziehung zur Photosynthese entscheidender ist als die Funktion der Luft- bzw. Bodenwurzeln. Dieser Tatsache kommt praktische Bedeutung zu insofern, als sie eine exakte Steuerung der Meristemkulturen ermöglicht und einerseits die Proliferation, andererseits das Erstarkungswachstum der Jungpflanzen zu regeln gestattet.     

Lichtabhängige DDT-Wirkung bei Mikroalgen

In sieben Tage laufenden Kulturversuchen wurde das “Wachstum, gemessen in mg Trockensubstanz/100 ml Algensuspension, von Microcystis aeruginosa und von Coelastrum proboscideum unter dem Einfluß von DDT im Nährmedium und unter der zusätzlichen Wirkung von einem zu Versuchsbeginn gegebenen Starklichtschock verschiedener Stärke geprüft Bei Microcystis aeruginosa, die auch auf die Starklichtbestrahlung allein mit erheblichen Zuwachsdepressionen reagierte, stieg auch die DDT-Empfindlichkeit mit steigender Intensität der Starklichtbestrahlung stark an Coelastrum proboscideum hingegen erwies sich als weitgehend unempfindlich sowohl gegen Starklichtbestrahlung allein wie auch in Kombination mit DDT-Zusätzen Es wird darauf hingewiesen, daß absolute Angaben über die DDT-Empfindlichkeit oder die DDT-Toleranz einer Alge nur sehr bedingt möglich sind, da zusätzliche Faktoren diese Reaktionen entscheidend beeinflussen können. Den Tedmischen Assistentinnen Fräulein E. KONZ und Fräulein W. HILSCHER danken wir für stets zuverlässige Mitarbeit bei der Durdiführung der Versudie, der Deutschen Forsdiungsgemeinsdiaft und dem Bunde der Freunde der Tedinisdien Universität Mündien für wesentliche Förderung durch wertvolle Sadibeihilfen.     

Beobachtungen an sozialbezogenen Verhaltensweisen von Sammelbienen

Mit Hilfe neuer Registriermethoden wurden der Saugvorgang und das Duftmarkieren bei Sammelbienen in Abhängigkeit vom Zuckerwasserangebot an der Futterquelle untersucht. Wenn an einer Futterquelle das Angebot ergiebig ist, wirbt die Sammelbiene Neulinge an. Ein Teil des erhöhten Angebotes wird durch die Neulinge aufgefangen, jedoch wächst die Neulingszahl nicht proportional zur Erhöhung des Angebotes. Anwerbung im Stock und Wettbewerb zwischen den Sammelbienen an der Futterquelle schließen einen Regelkreis. Dadurch gleicht sich diese Sammelschar jederzeit dem veränderlichen Angebot an der Futterquelle an. Durch Änderung des Angebots an der Futterquelle lassen sich die Schwelle für das Duftmarkieren bestimmen und verschiedene Intensitätsstufen des Duftmarkierens unterscheiden. Bei konstantem Angebot an der Futterquelle lassen sich Schwankungen in der Dauer des Duftmarkierens und der Länge der Saugdauer bzw. der Größe der Abflugmagenfüllung ablesen, die gewisse Gesetzmäßigkeiten aufweisen. Mit Hilfe von Funktionsschemata werden Deutungen für diese Erscheinungen vorgeschlagen.     

3. Walter Baumeister und Dietrich Conrad: Über Beziehungen zwischen der Natriumversorgung and dem Phosphathaushalt bei Scenedesmus obliquus (Turp.) Kuetz

• 1 . Es wurde der Einfluß des Natriums bei unterschiedlicher Kaliumversorgung auf das Wachstum, die Phosphataufnahme und die Phosphatverteilung von Scenedesmus obliquus (Turp.) Kuetz. untersucht.
• 2 . Bei ausreichender Kaliumversorgung hemmen zusätzlich gegebene Na-triumsalze das Wachstum von Scenedesmus obliquus weniger als Kaliumsalze in gleichmolarer Konzentration. Die Ansprüche dieser Alge an die Kaliumversorgung sind dabei sehr gering.
• 3 . Natriumsalze in der Nährlösung fördern die Phosphataufnahme. Das aufgenommene Phosphat findet sich nach siebenstündiger Lichtperiode bevorzugt in der Su-7 Ph-Fraktion.
• 4 . Es wird vermutet, daß das Natrium vornehmlich die Phosphataufnahme, weniger aber die sekundären Umlagerungen des Phosphatstoffwechsels beeinflußt.

     

Vergleichende Untersuchungen zur Phänologie landwirtschaftlich bedeutsamer Schadinsekten

Bei der Virusresistenzforschung und ‐prüfung hat die postinfektionelle Bestimmung der Viruskonzentration in der Wirtspflanze zunehmende Beachtung gefunden. Hierzu hat der ELISA wesentlich beigetragen, da mit seiner Hilfe das Resistenzmerkmal “verringerte Viruskonzentration” orientierend quantitativ routinemäßig erfaßt werden kann. Eine wichtige Voraussetzung für ein Resistenzscreening ist, daß dieses Merkmal mit anderen Merkmalen der quantitativen Virusresistent, insbesondere mit der Symptomstärke, dem Wachstum und dem Ertrag, korreliert, um anhand der schnell bestimmbaren Viruskonzentration eine Vorselektion virusresistenten Ausgangsmaterials durchführen zu können. Bisher nachgewiesene diesbezügliche Korrelationen bei verschiedenen Wirt‐Virus‐Systemen wurden zusammengestellt. Dabei müssen bei jedem System Besonderheiten beachtet werden. Zwischen der Viruskonzentration und anderen Resistenzmerkmalen bestehen nicht notwendig lineare Korrelationen. Dies betrifft vor allem die Symptomstärke und die Ertragsminderungen, weshalb die Viruskonzentration nicht alleiniges Indiz für das Resistenzniveau eines Genotyps ist. Für die Messung der Viruskonzentration sind in Abhängigkeit vom Wirt‐Virus‐System nur bestimmte Pflanzenorgane geeignet.

Bei Laubblättern können sogar deren Insertion für die Differenzierung anfälliger von resistenten Genotypen sowie das Entwicklungsstadium der Pflanzen entscheidend sein.

Darüber hinaus beeinflussen eine Reihe von Faktoren wesentlich die Viruskonzentration. Zu ihnen zählen die Virulenz der Virusstämme, die Infektionsdosis, das Alter und das genetisch fixierte Resistenzniveau der Wirtspflanze sowie Temperatur.

Im Hinblick auf verschiedene Einflußfaktoren müssen optimale Bedingungen gegeben sein sowie das am besten geeignete Pflanzenorgan verwendet werden. Abschließend werden Beispiele für die Nutzung des Resistenzmerkmals “verringerte Viruskonzentration” bei der Resistenzprüfung und ‐Züchtung angeführt.     

Tropische Hochgebirge: Hotspots der Biodiversitätsentwicklung

Tropische Hochgebirge stellen für Pflanzen und Tiere einzigartige Habitate dar. Diese Regionen oberhalb von 3500 Meter Meereshöhe sind ungewöhnlich harten Umweltbedingungen unterworfen, die mit „summer every day and winter every night”︁ treffend gekennzeichnet werden können. Dazu kommen starkes Bodenfließen, hohe Lichtintensitäten, geringer Luftdruck (verminderte CO2‐ und O2‐ Konzentration), Trockenheit oder Nässe und immer wiederkehrende Brände. Die große Bandbreite an unterschiedlichsten Mikrostandorten führt zu einer Bildung von Ökorassen und Arten — Entwicklungen, die noch zusätzlich durch begrenzten Genaustausch als Folge der isolierten Lage gefördert werden. Hybridbildung ist ein weiterer Mechanismus, der die Entwicklung der Pflanzendiversität in den tropisch‐alpinen Regionen beschleunigt. Die scheinbare Monotonie der tropisch‐alpinen Vegetation im Hinblick auf die Wechselwirkungen von Biodiversität und Stabilität der Ökosysteme ist ebenfalls Thema des Artikels. Am Beispiel des Afrikanischen Bambus wird dargestellt, wie der regelmäßige Wechsel des in seiner Entwicklung synchronisierten Bambus mit einem gänzlich anderen, vom afrikanischen Holunder dominierten Vegetationstyp das Auftreten ökologischer Kalamitäten, wie beispielsweise Schädlingsplagen, verhindert. Temporäre Diversität durch einen regelmäßigen Wechsel verschiedener Vegetationstypen kann so eine geringe α‐Diversität kompensieren. Trotzdem sind tropisch‐alpine Ökosysteme in höchstem Maße anfällig für anthropogene Störungen. Touristische Aktivitäten verändern die Räuber‐Beute‐Beziehungen zugunsten der Herbivoren, deren Populationen enorm anwachsen und zu einer nachhaltigen Zerstörung der einzigartigen tropisch‐alpinen Vegetation führen.     

Zur Konkurrenz der Vogelmiere,Stellaria media (L.) Vill., in Produktionsbeständen von Wintergerste,Winterweizen und Sommergerste auf Lö 3/4-Standorten und ihre Bedeutung für die Herbizidanwendung

In Fortführung der Untersuchungen zur Analyse des Struktureinflusses auf die Aktivitätsparameter für die Beeinflussung von Wachstum und Entwicklung von Chlorella vulgaris in Submerskulturen durch Benzenderivate, werden in dieser Mitteilung die quantitativen Struktureinflüsse von Benzenen mit zwei oder drei Substituenten höherer Ordnung (z.B. CHO, CN, NH₂, NHCONH₂, NHCSNH₂, NHC = NHNH₂, NO₂ und OH) auf das autotrophe und heterotrophe Wachstum von Chlorella vulgaris sowie auf die Vergiftung der Alge in weitgehend nährstofffreier Suspension untersucht. Mathematische Ableitungen der Struktur‐Wirkungs‐Beziehungen werden für alle drei Testvarianten vorgestellt und verglichen. Mittels dieser Ausdrücke sind die biologischen Wirkquantitäten direkt als eine Summe von Aktivitätsinkrementen in guter Näherung zugänglich.     

Versuche zur Protoplastenregeneration dikotyler Pflanzen unterschiedlicher systematischer Zugehörigkeit

Die beschriebenen Experimente, die bisher mit 63 Pflanzenarten durchgeführt wurden, erbrachten Protoplastenteilungen bei 42 Arten, Bildung von wüchsigem Kallus bei 22 Arten, von Wurzeln als einzigen Organen bei vier Arten und von Sprossen bei zwölf weiteren Arten. Bei acht dieser Arten gelang bereits die Aufzucht von Pflanzen. Mit den gesammelten Informationen scheinen erste Fortschritte auf dem Weg zur Standardisierung der Protoplastenregeneration dikotyler Pflanzen möglich zu sein. So erwiesen sich Sproßspitzen als leicht verfügbares Material, aus dem Protoplasten geeigneter Differenzierung gewonnen werden konnten. Unter Gewebekulturbedingungen herangezogene Sprosse waren, vor allem auf Grund des Fehlens von Kontaminationen, Pflanzen von Erdkulturen vorzuziehen. Protoplastenteilungen der diversen Taxa angehörenden Pflanzen wurden durch das Kulturmedium V-KM ermöglicht, insbesondere bei Verwendung von Sproßspitzen als Ausgangsmaterial. Anfänglich hohe Zelldichten, schrittweise Verdünnung der Suspensionen und Übertragung auf V-KM-Bodenagar einige Tage vor der Erhöhung der Turgeszenz erwiesen sich in der Regel als vorteilhaft. Wir danken Frau J. Finger und Fräulein G. Mordhorst für ihre technische Mitarbeit. Die Experimente wurden durch eine Beihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.     

Eine Gelbfleckigkeit an Leonurus cardiaca L., verursacht vom Ackerbohnenwelke-Virus (broad bean wilt virus) (Kurze Mitteilung)

Das Tabakmosaik‐Virus (tobacco mosaic tobamovirus, TMV) und ein aus dem Wasser der Havel isoliertes, isometrisches Virus (Havel river ?tombusvirus, HRV) werden bei Hydrokultivierung von den Wurzeln experimentell infizierter Versuchspflanzen (Petunia hybrida bzw. Nicotiana megalos‐iphon) in die Nährlösung abgegeben und bleiben über lange Zeit infektiös. Die als Substrat verwendeten Blähtonkugeln erwiesen sich als viruskontaminiert. Bei erneuter Verwendung zur Hydrokultur können dadurch in unterschiedlich hohem Grade Spontaninfektionen der gesunden nachgebauten Pflanzen auftreten. Für das HRV wurde damit erstmalig eine vektorlose Übertragung nachgewiesen.

Nach Desinfektion der Gefäße und des Blähtons konnten dagegen keine Spontaninfektionen festgestellt werden.

Im Gegensatz zum TMV und HRV konnte für das Gurkenmosaik‐Virus (cucumber mosaic cucumovirus, CMV) eine derartige Übertragungsweise nicht nachgewiesen werden.     

Veränderungen im stomatären Kaliumgehalt bei Änderungen von Luftfeuchte und Umgebungstemperatur

Der Kaliumgehalt der Schließzellen von Valerianella locusta wird bei Stomataschluß stark reduziert; er erhöht sich bei Spaltenöffnung. Dies gilt nicht nur für Stomatabewegungen, die durch Hell-Dunkel-Wechsel ausgelöst werden, sondern auch für stomatäre Reaktionen auf Temperatur- und Luftfeuchteänderungen. Höhere Temperaturen bedingen größere Porusweiten und höhere K -Gehalte in den Schließzellen. Zwischen 48 C und 50 C zeigen immer mehr Stomataapparate Lethalerscheinungen und sind geschlossen; in solchen toten Schließzellenpaaren ist kein Kalium mehr nachweisbar. Im gesamten physiologisch-relevanten Temperaturbereich besteht zwischen dem Öffnungsgrad der Stornata und ihrem K-Gehalt stets ein lineares Verhältnis. Im Unterschied zu den gleichzeitigen Veränderungen von Spaltöffnungsweite und K -Gehalt der Schließzellen bei Stomatabewegungen, die durch Licht- oder Temperaturänderungen bewirkt werden, erfolgen Änderungen der Porusweite in Antwort auf erniedrigte oder erhöhte Luftfeuchte zeitlich vor einer Ab- oder Zunahme des K+-Gehaltes in den Schließzellen. Dies wird besonders deutlich bei totalem Spaltenschluß nach abrupter, starker Senkung oder — zur vollen Öffnung — Erhöhung der Luftfeuchte. Eine Verzögerung in der Veränderung des stomatären K+-Gehaltes gegenüber der Spaltenbewegung ist aber auch festzustellen bei schrittweisen Luftfeuchteänderungen, die zu intermediären Öffnungsweiten der Stornata führen. Bleiben diese mittleren öffnungsweiten unter längerdauernd unveränderten kleinklimatischen Bedingungen bestehen, so sind auch unverändert intermediäre K+-Gehalte in den Schließzellen zu finden. Zwischen Porusweiten und stomatären K+ -Gehalten besteht dann Proportionalität. Beide Größen sind bestimmt durch das jeweilige Zusammenspiel der Umweltfaktoren. Ein Raumdiagramm veranschaulicht dies für die möglichen Werte von Stomataweite und K+-Gehalt der Schließzellen bei einer Reihe von Temperatur/Luftfeuchte-Kombinationen. Die weitgehende Übereinstimmung der Abhängigkeit beider Wertegruppen von dem jeweiligen Kleinklima läßt die starke Prägung der öffnungsweite der Stornata durch deren K+-Gehalt unter unveränderten Umweltfaktoren klar hervortreten. Ändert sich aber die Temperatur oder die Luftfeuchte, so paßt offenbar jeweils ein anderer Mechanismus die schließzelleninterne Kaliumkonzentration der neuen Bedingung an.     

59. P. Hoffmann und H. Sachert: Der Einfluß von Harnstoff auf die Entwicklung von Salicornia brachystachya G. F. W. Meyer — ein Beitrag zum Halophytenproblem

Salicornia-Pflanzen salzreicher Böden zeichnen sich gegenüber Pflanzen weniger haliner Standorte durch prostraten Wuchs, verringertes Frisch- und Trockengewicht und verminderten Stickstoffgehalt aus. Die Chlorophyllbildung ist stark herabgesetzt, dafür kommt es aber zur vermehrten Ausbildung von Betacyanen. Durch eine zusätzliche Stickstoffdüngung über wöchentliche Besprühung von Versuchsparzellen derartiger Salicornieta mit 1 % Harnstoff in Meerwasser lassen sich diese Mangelerscheinungen — bei Aufrechterhaltung aller übrigen Milieufaktoren — nahezu oder völlig aufheben. Die hervorragende Bedeutung des Stickstoffs vor allem für die Zunahme des Chlorophyllgehaltes und für die Verminderung der Betacyansynthese wird unter besonderer Berücksichtigung des Halophytenproblems diskutiert, und es wird die Schlußfolgerung gezogen, daß nicht ausschließlich der erhöhte Salzgehalt und ein Mangel an Nährstoffen im Substrat, sondern auch deren erschwerte Ausbeute seitens des Wurzelsystems der Pflanze die Ursache für das beschriebene Verhalten der Pflanzen auf stark halinen Standorten darstellt.     

Untersuchungen über die allelopathischen Eigenschaften der Getreidearten bei deren Nachkultivierung

In dieser Arbeit wurden allelopathische Eigenschaften von Roggen, Weizen, Gerste und Hafer studiert, die sich bei gegenseitigen Beziehungen dieser Getreidearten geltend machen können. Als Beweis für die Wurzelbeeinflussung der angeführten Getreidearten wurde eine Methode verwendet, bei der die erwähnten Getreidearten in derselben Kultivierungserde wuchsen, und zwar teils unmittelbar nacheinander, teils in abgestuften Zeitintervallen nacheinander mit verschiedenlanger Lagerungszeit der Erde. Die Versuchsergebnisse haben die Ansichten zahlreicher Verfasser bestätigt, die behaupten, dass die angegebenen Getreidearten allelopathish aktiv sind. Roggen, Weizen und Hafer beeinflussten signifikant das Wachstum der nachfolgenden Kulturen; dabei erwiesen die Ergebnisse nicht deutlich jene Beeinflussung, die durch das Erschöpfen der Nährstoffe durch die vorhergehende Pflanze bedingt worden wäre. Die angewandte Methode einer nachfolgenden Kultivierung erwies sich geeignet als Beweis für die allelopathischen Eigenschaften der Pflanzen unter natürlichen Bodenbedingungen. Die erwähnte Methode lässt sich vorteilhaft insbesondere in jenen Fällen anwenden, bei denen der Unterschied im Habitus der oberirdischen Teile der Pflanzenarten das Studium des Charakters ihrer gegenseitigen Beziehungen bei gemeinsamem Wachstum unmöglich macht. Diese Methode könnte ebenfalls eine Anwendung in der landwirtschaftlichen Praxis finden, wenn eine geeignete Zeitfolge der Pflanzen bei der unmittelbare Reihenfolge auf demselben Standort ermittelt werden soll.     

Artspezifische Wachstumsreaktionen einiger Grünalgen auf einen kombinierten DDT-Starklicht-Salzstreß

An Laborkulturen wurde das Zusammenwirken mehrerer ökologisch bedeutsamer Faktoren auf die Produktivität der Grünalgen Chlorella fusca var. vacuolata Shih et Krauss, Coelastrum proboscideum Bohlin und Chlamydomonas sp. untersucht. Mit Hilfe der Kombination von Starklicht sowie von DDT- und NaCl-Zusatz zur Nährlösung wurden Interaktionen natürlicher und anthropogener Faktoren erfaßt. Die Versuchsanstellung wurde dadurch den Freilandbedingungen möglichst angeglichen. DDT, das selbst keine Wachstumsdepressionen auslöste, verstärkte bei Chlamydomonas die Starklichtwirkung, bei Chlorella und Coelastrum die durch NaCl-Zusatz verursachte Wachstumshemmung. Kombinationseffekte zeigten sich auch bezüglich Starklichtschock und NaCl-Zusatz. Lang anhaltende und ausgeprägte Wachstumsverzögerungen wurden beim Zusammenwirken aller drei Faktoren bei jeder der untersuchten Arten beobachtet. Den technischen Assistentinnen Fräulein E. Konz und Frau C. Göls danken wir für die stets zuverlässige Mitarbeit bei der Durchführung der Versuche.     

Buchbesprechungen

Die Baumwolle ist eine der ältesten Kulturpflanzen. Sie gehört zur Familie Malvaceae und wächst hauptsächlich in den tropischen und gemäßigten Klimazonen. Weltweit kann die Baumwolle als die wichtigste Faserpflanze betrachtet werden. Das Compendium über Baumwollkrankheiten stellt einen Teil einer von der American Phytopathological Society herausgegebenen Serie dar, innerhalb welcher bisher 35 Abhandlungen zu Krankheiten der verschiedensten Kulturpflanzen erschienen sind. Es ist sowohl für Pflanzenpathologen und Mitarbeiter des Pflanzenschutzdienstes als auch f¨r Fach- und Hochschullehrer, Wissenschaftler und Studenten gedacht, die sich mit dem Studium oder der Erforschung, der Diagnose und Bekämpfung von Baumwollkrankheiten befassen. Diese zweite Auflage liefert aktuelle und praktische Informationen zur Diagnose und Kontrolle der Baumwollkrankheiten weltweit. Sie beginnt mit einer Übersicht über die Herkunft der kultivierten Baumwollpflanzen bzw. -arten. Das Wachstum und die Entwicklung der Pflanze für eine grundlegende Diagnose der Krankheiten und ihrer Bekämpfung werden beschrieben. Der Hauptteil dieses Compendiums befasst sich mit der Pathologie der wichtigsten Kulturformen der Baumwolle. Es werden Infektionskrankheiten, die durch Pilze, Bakterien, Viren oder Mycoplasmen verursacht werden, durch Nematoden hervorgerufene Schäden sowie nicht parasitäre Erkrankungen, die auf Nährstoffmangel, Schadstoffe aus der Umwelt, Pestizide bzw. Herbizide u.a. zurückzuführen sind, behandelt. Jede Beschreibung einer Krankheit wird durch einen kurzen Überblick zur wirtschaftlichen Bedeutung und weltweiten Verbreitung eingeleitet. Es folgen Beschreibungen der Symptome, die Charakterisierung des Erregers bzw. der Schadursache, Hinweise zur Epidemiologie und Empfehlungen für Bekämpfungsmaßnahmen. Abschließende Literaturverzeichnisse ermöglichen weitergehende Studien. Außer den genannten Autoren wirkten weitere 52 namhafte Wissenschaftler des Fachgebietes aus den USA, Australien und Großbritannien mit. Die auf das Wesentliche konzentrierten Texte werden durch ausgezeichnete Abbildungen ergänzt, so dass der Leser einen schnellen und umfassenden Überblick gewinnt. Das Compendium ist eine wertvolle Hilfe für jeden, der sich in die Vielfalt der Krankheiten der Baumwolle einarbeiten oder sich über spezielle Sachverhalte sachkundig informieren will. Ismail A. Al Hussein, Halle (Saale)     

Kälteresistenz der Fichte

Fichtenchloroplasten durchlaufen während eines Jahres saisonbedingte charakteristische Struktur- und Funktionswechsel: Frühjahrschloroplasten, die in den alten Nadeln kurz vor und während des Knospenaustriebes gefunden werden, sind sehr groß und so sehr mit Stärke erfüllt, daß man sie als Amyloplasten bezeichnen kann. Beim Aufbau der neuen Nadelgeneration wird diese Stärke verbraucht, und es entwickeln sich aus den Amyloplasten wieder die photosynthetisch aktiven Sommerpiastiden mit einem gut entwickelten Membransystem. Während der Frosthärtung und insbesondere während der Frostperiode treten die Chloroplasten in ihrer Winterform auf: amöboide, an einer Stelle der Zelle konzentrierte, stark aufgequollene Plastiden mit einem aufgelockerten und zum Teil reduzierten Thylakoidsystem. Der Strukturwandel der Chloroplasten wird — wie die Frostresistenz selbst — durch exogene Faktoren (Tageslänge, Temperatur) ausgelöst und kann auch durch artifiziell veränderte Umgebung zu unnatürlichen Zeitpunkten ausgelöst werden. Begleitet wird der Strukturwandel von einer Veränderung der CO₂-Fixierungsrate der Fichtennadeln, die ihrerseits auf Veränderungen der photochemischen Aktivität der Chloroplasten zurückzuführen ist. In Frostexperimenten konnte gezeigt werden, daß die Frosthärtung Reaktionen auf zwei verschiedenen Ebenen auslöst: 1. Produktion von kolligativ wirksamen Membranschutzstoffen sowie 2. einer Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Chloroplastenmembranen; zumindest letztere führt offensichtlich zu einer Verringerung der Photosyntheseleistung. Frostschädigung der Chloroplasten tritt bei nicht entsprechend stark gehärteten Nadeln auf, jedoch nicht durch direkten Einfluß der tiefen Temperatur auf das Thylakoidsystem als vielmehr durch Freisetzung membranschädigender Substanzen durch Permeabilitätsverlust plasmatischer Membranen. Wir danken Herrn Prof. Dr. O. Kandler für anregende Diskussionen und für die kritische Durchsicht des Manuskriptes. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft wird für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit gedankt.     

Bird Orientation under Different Sky Sectors

Das Orientierungsverhalten einer Gruppe Rotkehlchen wurde unter zwei Bedingungen untersucht: (1) die Vögel konnten fast den gesamten Himmel überblicken; (2) ihre Sicht war auf einen 95°-Sektor um den Zenit beschränkt. Dabei ergab sich weder für die Genauigkeit der Richtungswahlen von Nacht zu Nacht noch für die Genauigkeit, mit der die gewählte Richtung innerhalb der einzelnen Nächte eingehalten wurde, ein signifikanter Unterschied. Wir müssen deshalb annehmen, daß der Himmelsausschnitt bis 43° über dem Horizont, der in diesem Fall den Polarstern und die meisten zirkumpolaren Sterne enthielt, sowie die Sicht des letzten Teils der Sonnenbahn und des Sonnenuntergangspunktes keine Information liefern, die die Genauigkeit der Orientierung über das Maß hinaus verbessert, das bei Sicht des zentralen Himmelsausschnitts erreicht wird.     

Änderungen im Wirkungsgrad der Photosynthese als Basis erhöhter Produktivität

Am Beispiel von Phaseolus vulgaris var. nanus L. wird gezeigt, wie die einzelnen ökologischen Parameter den photosynthetischen Prozeß der Energiekonversion und Speicherung beeinflussen. Einzig eine kontinuierliche Erhöhung der Temperatur bewirkt einen simultanen Anstieg der Nettophotosynthese sowie des CO₂- und des Lichtwirkungsgrades der Photosynthese. Wegen des vergleichsweise niederen Temperaturoptimums von C3-Pflanzen bleiben die Nettophotosyntheseraten gering und ihr Wirkungsgrad bei Starklicht ist schlecht, obwohl C3-Pflanzen grundsätzlich mit einem höheren Wirkungsgrad arbeiten könnten als C4-Pflanzen. Soll das Gesamtenergieangebot an Licht und Temperatur durch C3-Pflanzen besser genutzt werden können, muß das Temperaturoptimum angehoben werden. Dies geschieht am besten durch eine Erhöhung der CO₂-Konzentration. Wie nun die ökologischen Parameter Licht, CO₂ und Temperatur in den verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten auf die Effizienz der Photosynthese einwirken, wurde an Hand einer durch Meßwerte kontrollierten Modellvorstellung erarbeitet. Mit dieser Methode läßt sich auch die phorosynthetische Nutzung einer Erhöhung der Lichtintensität oder CO₂-Konzentration bestimmen. So sollen hohe CO₂-Konzentrationen immer nur bei hohen Lichtintensitäten und hohen Temperaturen (? 35 C) geboten werden. Die erhöhte CO₂-Tension muß daher immer gut auf das aktuelle Gesamtenergieniveau abgestimmt werden: Bei 35 C sollten CO₂-Konzentration (Y) und Lichtintensitär (X) der Funktion y = 1,5+60 angepaßt sein. Für Phaseolus ließe sich unter Glas durch entsprechende Manipulation der Kulturbedingungen die in trockenen Bohnen zu speichernde Sonnenenergie von 0.17 % auf 0,32 % der Globalstrahlung erhöhen. Dies bedeutet einen möglichen Ertragsgewinn von fast 100 %. Leider kann dieser Erfolg die an sich stark negative Energiebilanz der gärtnerischen und landwirtschaftlichen Kulturen nur geringfügig verbessern, da die Änderung der Kulturbedingungen im Glashaus relativ hohe zusätzliche Energieinvestitionen nach sich zieht und in vom Energieaufwand her günstigeren Freilandkulturen eine Erhöhung der CO₂-Konzentration nur schwer verwirklichbar ist.