Einfluß der Fixierung und der Säurekonzentration auf die Feulgen-Hydrolyse bei 28° C

Zusammenfassung Es wurde eine für Routinezwecke geeignete Feulgenreaktion für die cytophotometrische DNS-Bestimmung ausgearbeitet, die gegen geringe Schwankungen der Temperatur, der Säurekonzentration und der Zeitdauer der HCl-Hydrolyse weniger empfindlich ist als die 60°-Standardhydrolyse. Dazu wurden die Feulgen-Hydrolysekurven von alkohol-, formalin- und methanol-formalin-eisessigfixierten Hühnererythrocyten nach Behandlung mit 5 N, 4 N und 2 N HCl bei 28° C, bzw. mit 1 N HCl bei 60° C geprüft und miteinander verglichen. Als besonders brauchbar erwies sich die Fixierung mit 70%igem Isopropylalkohol (20 min Hydrolyse in 5 N HCl oder 45 min in 4 N HCl) und die MethanolFormalin-Eisessig-Fixierung (105 min Hydrolyse in 4 N HCl). Reine Formalinfixierung erwies sich als ungeeignet, da eine starke Kernschrumpfung mit Extinktionen größer als 0,75 beobachtet wurden.An alkoholfixierten Leberzellausstrichen wurde ein gleichartiger Verlauf der Hydrolysekurven von di-, tetra- und oktoploiden Leberzellkernen festgestellt. Die relativen Farbstoffmengen (AE-Werte) dieser Kerne verhielten sich bei allen geprüften Hydrolysezeiten wie 124.

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Influence of fixation and add concentration on the Feulgen hydrolysis at 28° C

Summary A routine Feulgen procedure for quantitative cytophotometric absorption measurements of DNA at the integrating microdensitometer should be established, which is less alterable by minor deviations in temperature, acid concentration and in duration of hydrolysis than is the 60° C standard treatment. Feulgen hydrolysis curves of alcohol-, formalin- and methanol-formalin-glacialacidicacid-fixed fowl erythrocytes have been examined after hydrolysis in 5 N, 4 N and 2 N HCl at 28° C, as well as in 1 N HCl at 60° C. Fixation in 70% isopropylalcohol and hydrolysis in 5 N HCl for 20 minutes or in 4 N HCl for 45 minutes proved to be particularly useful. Fixation in a mixture of 85% methanol, 10% formalin and 5% glacialacidicacid gave good results, too, but hydrolysis time had to be chosen considerably longer for maximum staining (105 minutes in 4 N HCl). Formalin fixation proved not to be suitable because of a considerable shrinkage of the nuclei resulting in extinctions well above 0.75.Identical hydrolysis curves have been obtained for di-, tetra- and octoploid liver cell nuclei from alcohol-fixed liver smears. The relative dye contents (AE-values) of these nuclei were in the ratio 124 at all hydrolysis times examined.

     

Ein Beitrag zum histochemischen Verhalten der Kern-DNS in Interphase und Mitose,dargestellt durch kombinierte Säurehydrolyse und Akridinorangefluorochromierung

Zusammenfassung Aufbauend auf vorangegangenen Arbeiten über die unterschiedliche Darstellung von DNS durch Kombination einer Säurehydrolyse mit einer Akridinorange-fluorochromierung, sollte untersucht werden, ob sich, damit unter standardisierten Bedingungen Unterschiede der DNS an alkoholfixierten Kernen bei Tumoren, im Laufe der Mitose sowie bei Kernen nekrotischer Zellen darstellen lassen.Ein rascherer Fluoreszenzumschlag zum Langwelligen bereits nach kurzer Hydrolyse (1 min, n/HCl, 37° oder 60°) war zu beobachten: bei allen nekrotischen Zellkernen, bei den Kernen eines Teiles der untersuchten Tumoren (in 45 von 85 Fällen), innerhalb eines Interphasekernes im Heterochromatin und in allen Fällen an den Mitosechromosomen. Unter Berücksichtigung unserer heutigen Vorstellungen über den Bindungsmechanismus des Akridinorange an die Nukleinsäuren des Zellkernes und über die Veränderungen der DNS-Molekülstruktur nach Säurehydrolyse kommen als morphologisches Substrat für den Fluoreszenzumschlag in Betracht: eine geringere sekundärstrukturelle Festigkeit des DNS-Moleküls, ein geringerer Polymerisationsgrad und ein erhöhter Gehalt an ribonukleaseresistentem DNS-RNS-Komplex.Unabhängig von der noch problematischen Deutung der Befunde ist die angewandte Methode in der Lage, Unterschiede in der Struktur der Nukleinsäuren dieser Zellkerne zur Darstellung zu bringen, die sich bisher einem Nachweis entzogen haben.

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Summary Based on previous papers on the variable demonstration of DNA by means of a combination of acid hydrolysis and conjugation with acridine orange, a study was conducted to investigate if under standardized conditions alcohol fixed nuclei of tumours show differences in their DNA during mitosis and necrosis. A rather sudden change of the fluorescence to the long wave region after short hydrolysis (1 min, n/HCl, 37° or 60°) was observed: in all necrotic cell nuclei; in the nuclei of some of the tumours (45 out of 85); in the heterochromatine of an interphase nucleus, and in all cases of chromosomes in mitosis. Taking into consideration the current knowledge on the linking mechanism of acridine orange to nucleic acids of the cell nucleus, and on changes of the molecular structure of DNA following acid hydrolysis the morphologic substrate responsible for the change of the fluorescence could be: a lesser secondary structural stability of the DNA molecule; a lower degree of polymerisation and a higher level of a ribonuclease resistant DNA-RNA complex.Although it is rather difficult to interprete the findings, it can be said that the method described reveals differences in the structure of certain cell nuclei, which so far have not been demonstrable.

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Einige Ergebnisse dieser Arbeit wurden auf der 4. Arbeitstagung der Arbeitsgemeinschaft Morphologie in der DDR am 2./3. Oktober 1964 in Leipzig vorgetragen und sind Teil einer Habilitationsschrift, die dem Senat der Medizinischen Akademie Carl Gustav Carus, Dresden, vorgelegen hat.     

Die Lokalisation endogener Peroxydase in der Glandula parotis der Ratte

Zusammenfassung Die Lokalisation endogener Peroxydase wurde in der Glandula parotis der Ratte mit der Methode von Graham und Karnovsky (1966) untersucht. Lichtmikroskopisch ist das Reaktionsprodukt im basalen Cytoplasma, in den Sekretgranula und, nach Pilocarpinreizung, in den Lumina der interzellulären Sekretkapillaren, der Drüsenendstücke und der Schaltstücke nachweisbar. Der Speichel enthält eine Peroxydase, die durch Hitze (100°) und durch KCN und 3-Amino-1,2,4-Triazol hemmbar ist. Der Speichel zeigt bei 415 m eine Schulter im Absorptionsspectrum, die nach Komplexbildung mit H₂O₂ um 15 m nach rechts verschoben wird. Elektronenmikroskopisoh läßt sich das Reaktionsprodukt der Peroxydase in allen Cisternen des rauhen endoplasmatischen Reticulums, einschließlich der perinucleären Cisterne, in glattwandigen Bläschen zwischen rauhem endoplasmatischen Reticulum und Golgi-Membranstapeln, in den kondensierenden Vacuolen und in allen Sekretgranula nachweisen. Die Cisternen des Golgi-Apparates enthalten selten Reaktionsprodukt. In der Glandula parotis der Ratte sind vorwiegend die kondensierenden Vacuolen, in geringerem Maße auch die Cisternen des Golgi-Apparates, an der Segregierung und Kondensierung von Peroxydase beteiligt.

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The localization of endogenous peroxidase in the parotid gland of the rat

Summary The localization of endogenous peroxidase was investigated in the parotid gland of the rat by the method of Graham and Karnovsky (1966). By light microscopy, the reaction product was localized in the basal cytoplasm, in secretion granules, and, after injection of pilocarpine hydrochloride, in the lumina of the intercellular canaliculi, the acini and the intercalated ducts. The peroxidase reaction of the saliva collected from the oral cavity can be suppressed by heat (100° C), by 3-amino-1,2,4-triazole, and by KCN. Absorption spectra of the saliva show a shoulder at 415 m which is shifted by 15 m towards longer wave lengths after complexing with H₂O₂. At the ultrastructural level, reaction product is present in all cisternae of the rough endoplasmic reticulum including the perinuclear cisternae, in smooth vesicles located between the rough endoplasmic reticulum and the stacks of Golgi cisternae, in condensing vacuoles, and in all secretion granules. The Golgi cisternae seldom contain reaction product. The results show that in the parotid gland of the rat, the condensing vacuoles and, to a lesser extent, the cisternae of the Golgi apparatus function in the segregation and condensation of peroxidase.

Nachtrag bei der Korrektur: In einer soeben veröffentlichten Arbeit (Strum und Karnovsky, J. Ultrastructure Res. 31, 323–336, 1970) wurde endogene Peroxydase im endoplasmatischen Reticulum, in den membrangebundenen Ribosomen und gelegentlich in den Sekretgranula der Glandula submaxillaris der Ratte nachgewiesen.     

Proprioreceptoren am Subcoxal-und Femur-Tibia-Gelenk der Stabheuschrecke Carausius morosus und ihre Rolle bei der Wahrnehmung der Schwerkraftrichtung

Zusammenfassung Am Subcoxalgelenk befinden sich außer den schon bekannten Borstenfeldern Proprioreceptoren in Form von vier Borstenreihen an der Coxa. -Die Bewegung des Femur-Tibia-Gelenkes wird von einem Chordotonalorgan gemessen, das an der Basis des Femur liegt. Vom Receptor zieht eine cuticulare Sehne (Receptorsehne) zum FemurTibia-Gelenk. Die wichtigsten Nervenverästelungen im Femur und eine anormale Lage des Chordotonalorganes werden beschrieben. -Das Chordotonalorgan ist Glied eines Regelkreises zur Stabilisierung des Femur-Tibia-Gelenkes. Dieser Regelkreis adaptiert, mindestens bei höherer Belastung, langsam, aber vollständig. —Wirkt bei einem senkrecht vom Körper abstehenden Bein eine Kraft in Richtung der Querachse auf das Tier ein, ist in der normalen Körperhaltung die Auslenkung des Tibia-Tarsus-Gelenkes für kurze Zeit proportional zur einwirkenden Kraft. Die Regelkreise der beiden Körperseiten beeinflussen sich nicht gegenseitig. —Die von der Streckmuskulatur erzeugte Kraft ist um so größer, je stärker der Receptor vor Beginn des Reizes gedehnt war. — Wird die Receptorsehne nach außen gezogen, streckt das Tier das Femur-Tibia-Gelenk. Wird die Receptorsehne nach innen geschoben, beugt es das Femur-Tibia-Gelenk. Dabei ist ebenfalls vollständige Adaptation zu beobachten. — Die Streckung der Tibia (in Winkelgraden) ist proportional dem Logarithmus der Bewegung der Receptorsehne nach außen. Die Reaktion ist um so stärker, je mehr der Receptor vor Beginn des Reizes gedehnt war. —Die Beugung der Tibia (in Winkelgraden) ist proportional dem Logarithmus der Bewegung der Receptorsehne nach innen. Auch diese Reaktion ist um so stärker, je mehr der Receptor vor Beginn des Reizes gedehnt war. —Wird eine senkrechte Lauffläche von der Seite beleuchtet, stellen sich die Tiere teils in eine Resultierende zwischen Licht-und Schwerkraftrichtung ein, teils wenden sie sich vom Licht ab. — Der Mittelwert der Winkel zwischen Tierlängsachse und Schwerelot (₁) ist bei den dem Licht zugekehrten Tierstellungen von der Lichtintensität und dem Winkel zwischen Lichtrichtung und Schwerelot abhängig. Er ist unabhängig von Körpergewicht und Hangneigung. Die Streuung wird bei erhöhtem Körpergewicht kleiner. Abschaben der Sinnesborsten an den Subcoxalgelenken verkleinert den Mittelwert der Winkel ₁. Werden die Sehnen der femoralen Chordotonalorgane der nach oben zeigenden Körperseite durchtrennt, wird der Mittelwert der Winkel ₁ kleiner. Bei derartig operierten Tieren wird der Mittelwert der Winkel ₁ nach Erhöhung des Körpergewichtes größer. Werden die Sehnen der femoralen Chordotonalorgane der nach unten zeigenden Körperseite durchtrennt, wird der Mittelwert der Winkel ₁ größer als bei intakten Tieren. Bei derartig operierten Tieren wird der Mittelwert der Winkel ₁ nach Erhöhung des Körpergewichtes wieder kleiner. — Werden die Sehnen der femoralen Chordotonalorgane einer Körperseite durchtrennt, weichen die Tiere auf einer senkrechten Fläche zur operierten Körperseite hin von der Senkrechten ab (intakte Tiere laufen unter denselben Bedingungen etwa senkrecht nach oben oder unten). Der Winkel zwischen Körperlängsachse und Schwerelot ist bei den operierten Tieren um so kleiner, je größer das Körpergewicht und je größer die Hangneigung ist. — Die Genauigkeit, mit der ein einmal eingeschlagener Kurs nach Drehung der Lauffläche wieder aufgenommen wird, ist um so größer, je steiler die Lauffläche steht. — Bei der Orientierung im Schwerefeld liegt die Labilit ätsstellung für die Stabilitätsstellungen 0° und 180° ungefähr gegenüber der jeweiligen Stabilitätsstellung. — Es wird festgestellt, das Tier verhalte sich in allen Experimenten so, wie wenn bei ihm die von der negativen Geotaxis ausgelöste Drehtendenz als Quotient aus der Belastung in Richtung der Querachse und dem Betrag der Belastung in Richtung der Längsachse gebildet würde. Ein Minimalmodell für die Bildung der Drehtendenz wird aufgestellt. Theoretisch denkbare Möglichkeiten zur Verschiebung der Stabilitäts-und Labilitätsstellung werden diskutiert.     

Some factors influencing the emergence of overwintering Hessian Fly larvae

Overwintering fully-fed Hessian Fly larvae in puparia respond to experimental conditions of constant temperature and relative humidity progressively faster as the normal time of pupation and emergence in the spring approaches. Frost does not speed up emergence.A constant temperature of 15° or 20° C at 95% RH is recommended for the production of midges for experimental purposes from overwintering Hessian Fly puparia.

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Zusammenfassung Eine einfache Methode zur Erlangung von großen Mengen überwinternder Larven der Hessenfliege und Methoden für die Untersuchung des Einflusses konstanter Temperaturen und relativer Feuchtigkeit auf dieselben werden beschrieben.Ein hoher Schlupf-Prozentsatz wurde bei einer Temperatur von 15° C und bei einer relativen Feuchtigkeit von 75, 85 und 95% erhalten, gleichgültig ob das Material dem Frost ausgesetzt war oder nicht. Bei Temperaturen von 20 und 25° wurde ein höherer Prozentsatz von älterem gefrorenen Material erhalten. Bei 30° schlüpften jüngere, nicht gefrorene Puparien (Scheinpuppen) nicht, obwohl ältere Puppen von gefrorenem Material zum Schlüpfen stimuliert wurden. In beiden Fällen erfolgte das Schlüpfen der Mücken nach Übertragung in eine Temperatur von 20°. Kein Schlüpfen erfolgte bei 35°, doch wurden dabei nicht alle Insekten getötet, da ein gewisses Schlüpfen zustande kam, wenn die Puparien wieder niedrigen Temperaturen ausgesetzt wurden.Bei 20° und 95% relativer Feuchtigkeit nahm die Reaktionsgeschwindigkeit mit der Annäherung des Frühlings zu. Unter diesen Verhältnissen begannen die Puparien Anfang November nach 12–13 Tagen zu schlüpfen, während Anfang April das Schlüpfen schon nach 3–4 Tagen begann; ein 50%-Schlupf wurde nach 19 Tagen bzw. nach 7 Tagen beobachtet.Es wurde kein Beweis dafür gefunden, daß Frost die Entwicklung beschleunige. Bei 24 Stunden Licht wurde das Schlüpfen schneller beendet als bei 8 und 16 Stunden oder ohne Licht.Im Frühjahr erfolgte schwacher Schlupf bei 10° und keiner bei 5° und 0°.Das Bespritzen der Puparien mit Dowicide verhinderte das Schlüpfen nicht.Angaben über die Ausbildung der Puparien und das Schlüpfen im Frühjahr von ähnlichem Material, das in offenen Glashäusern überwintert wurde, sind zu Vergleichszwecken angeführt.Es kann gefolgert werden, daß sich die vollernährten Larven in den Puparien während des Winters langsam entwickeln und auf experimentelle Umstände von konstanter Temperatur und Feuchtigkeit umso schneller reagieren, als der normale Zeitpunkt der Bildung von Puparien bzw. das Schlüpfen herannaht.Für die Erzeugung von Mücken zu Versuchszwecken werden eine konstante Temperatur von 15° oder 20° C und eine relative Feuchtigkeit von 95% empfohlen.

     

Untersuchungen über den Einfluß der Adaptationstemperatur auf die Resistenz und Aktivität der Transaminasen von Hefezellen

Zusammenfassung Die Hitzeresistenz und Aktivität von Transaminasen aus Candida pseudotropicalis wurde nach Adaptation der Kulturen an 20 und 40°C untersucht. Mit Anpassung an die höhere Temperatur nahm die Hitzeresistenz der Asparaginsäure--Ketoglutarsäure-Transaminase (AKT) zu. Die Substrate der AKT, Asparaginsäure, Pyridoxalphosphat und besonders -Ketoglutarsäure, verliehen dem Enzym aus beiden Adaptationstemperaturen eine höhere Hitzeresistenz. Durch weitere Aminosäuren wurde dagegen keine nennenswerte Resistenzsteigerung hervorgerufen. Der Hitzedenaturierung ging eine Aktivierung voraus, die bei Anwesenheit der stabilisierenden Substrate besonders ausgeprägt war/Die Aktivität der AKT war bei der an 40°C adaptierten Hefe erheblich höher als bei der 20^o-Hefe, dagegen konnte eine Leucin-Oxalessigsäure-Transaminase nur bei der tieferen, Adaptationstemperatur beobachtet werden. Zugabe von Pyridoxalphosphat steigerte die AKT-Aktivität in zellfreien Extrakten, und zwar am stärksten bei der weniger aktiven 20^o-Hefe. Die durch die unterschiedlichen Adaptationstemperaturen bedingten Leistungsunterschiede konnten durch das Coenzym teilweise ausgeglichen werden.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir, für die Gewährung einer Sachbeihilfe.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Diaphragma der Maus nach einseitiger Phrenikotomie

Zusammenfassung Die Änderungen der Ultrastruktur im Diaphragma der Maus nach einseitiger Durchtrennung des N. phrenicus wurden im Abstand von 14 Std bis zu 6 Monaten nach Denervierung untersucht. Von den Degenerationserscheinungen nach Denervierung werden terminales Axon, Schwannsche Zelle und Muskulatur betroffen. In der ersten Degenerationsphase (1. bis 3. Tag) findet die Fragmentation des Axons durch die Schwannsche Zelle statt, die Agglutination der synaptischen Vesikel, die Lyse der Axon-Innenstruktur und die Resorption des Axons durch die Schwannsche Zelle. Die zweite Phase (3. bis 5. Tag) ist gekennzeichnet durch den Verlust der Schwannschen Zelle und die Bedeckung des sekundären Synapsenspaltes durch kollagenes Bindegewebe. Subneural-Apparat und Soleplate-Kerne bleiben während des Degenerationsprozesses erhalten. Im Sarcoplasma treten dichte Körper, Myelinfiguren, coated vesikel, multivesiculäre Körper und Lysosomen auf. Die Abbauprozesse im Muskel führen schließlich zur völligen Lyse der Struktur. Sechs Monate nach Denervierung sind die Muskelfasern durch Kollagenfasern ersetzt. Die Cholinesterase konnte bis zu vier Wochen nach Denervierung an der postsynaptischen Membran nachgewiesen werden. Die Ergebnisse werden mit den in der Literatur vorliegenden Befunden an degenerierenden Endplatten und Synapsen nach Nervendurchtrennung diskutiert.

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Electron-microscopical investigation of the mouse diaphragm after unilateral phrenicotomyI. The degenerating motor end-plate

Summary Ultrastructural changes of the denervated mouse diaphragm were studied 14 hours to 6 months following section of the n. phrenicus on the left side. Degeneration occurred in the terminal axon, the Schwann cell and in the muscle cell. In the first period (1–3 days) the fragmentation of the axon by the Schwann cell, the agglutination of synaptic vesicles, the lysis of the axon internal structure and the absorption of the axon by the Schwann cell are observed. The second period (3–5 days) is characterized by the loss of the Schwann cell and the covering of the secondary synaptic cleft by collagen fibrils. Subneural apparatus and soleplate nuclei persist during degeneration. In the sarcoplasm we found dense bodies, myelinated figures, coated vesicles, multivesicular bodies and lysosomes. The degenerating process in the muscle led to complete lysis of the structure. Six months after denervation the muscle fibers are replaced by collagen fibres. The cholinesterase is observable in the post-synaptic membrane until 4 weeks after denervation. The results are discussed in the light of literature on degenerating endplates and synapses after nerve section.

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Wir danken dem Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (Nr. 4563) für die Unterstützung dieser Arbeit.     

Autoradiographische Bestimmung der S-Phasen-Dauer der Gonocyten bei der Wistarratte durch Einfach- und Doppelmarkierung

Zusammenfassung Die Gonocyten der Ratte können in 2 hintereinander geschaltete Keimzellarten gegliedert werden, die I-Gonocyten und II-Gonocyten. Die I-Gonocyten proliferieren bei der Wistarratte zwischen 15. und 18. Fetaltag, die Tochterzellen der I-Gonocyten, die II-Gonocyten treten nach einer Zeitdauer von 7–8 Tagen zwischen 4. und 6. Lebenstag in die Mitose. Auf Grund der gewonnenen Daten erschien es sinnvoll, die mitotische Aktivität der II-Gonocyten und die Bestimmung der Dauer ihrer S-Phase an 5 Tage alten Ratten durchzuführen. Untersuchungen von 50 Zentren mitotischer Aktivität in einem in Serie geschnittenen Hoden einer 5 Tage alten Ratte ergaben, daß 148 von 190 Mitosen, d.s. 78%, in Gruppen und 122, d.s. 64% der Mitosen in Paaren vorkommen. Mit der Methode der markierten Mitosen (Quastler u. Sherman, 1959) und der Methode der Doppelmarkierung (Hilscher u. Maurer, 1962) wurde die Dauer der S-Phase der II-Gonocyten bei 5 Tage alten Ratten bestimmt. Es ergab sich eine gute Übereinstimmung der nach beiden Methoden bestimmten Werte. Die S-Phasen-Dauer der II-Gonocyten dürfte danach am 5. Lebenstag bei 11,0–11,5 Std liegen.

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Autoradiographic determination of the duration of S-phase of the gonocytes of wistar albino rat by single and double labeling

Summary The gonocytes of the rat are of two types: I-gonocytes and II-gonocytes. In Wistar rat I-gonocytes proliferate at the beginning of prespermatogenesis between the 15^th and 18^th day of gestation. Their multiplication stops between the 18^th and 19^th day. Starting on the 4^th postnatal day, II-gonocytes, the daughter cells of I-gonocytes, begin to proliferate. The 5^th postnatal day proved to be favourable for studying the mitotic activity and for determing the S-phase of II-gonocytes. In one serially sectioned testis of a 5 days old rat 25 sex cords were reconstructed. Till now 50 centres of mitotic activity of II-gonocytes with 190 mitoses were localized. Only 42 out of the 190 mitoses were isolated, 148 occur in groups. 122 out of the grouped mitoses are in pairs. That means that 78% of the grouped and 64% of all mitoses were to be found in pairs. By the method of labeled mitoses (Quastler and Sherman, 1959) and by the method of double labeling with C-14- and H-3-thymidine (Hilscher and Maurer, 1962) the duration of the S-phase of II-gonocytes were determined in 5 days old rats. The results of both methods show that the S-phase is 11.0 to 11.5 hours.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Proportionalitätsfehler bei der Feulgen-Hydrolyse

Zusammenfassung Beim Vergleich des Feulgen-Farbgehaltes verschiedener Zellkerne (Leberzellen, Lymphozyten, Granulozyten und Spermien) traten nach Alkoholfixierung Abweichungen der gemessenen Feulgen-Werte von den nach dem Gesetz von der DNS- Konstanz zu erwartenden DNS-Gehalt dieser Kerne auf. Verglichen mit den Feulgen-Werten der diploiden Leberzellkerne ergaben Lympho- und Granulozyten bei allen Hydrolysezeiten zu niedrige (bis zu minus 20%), haploide Spermien im postmaximalen Hydrolysebereich zu hohe Feulgen-Werte (z. T. sogar höhere Werte als die diploiden Zellkerne). Innerhalb desselben Zelltypes wurden dagegen, auch beim Vergleich der verschiedenen Ploidiestufen der Leberkerne, keine Differenzen festgestellt.Da die an Leukozyten und Spermien beobachteten Abweichungen nach Methanol-Formalin-Eisessig-Fixierung nicht mehr auftraten und auch durch UV-absorptionscytophotometrische Messungen nicht bestätigt werden konnten, muß man annehmen, daß es sich um Proportionalitätsfehler handelt, die auf Hydrolyseunterschieden beruhen.Für die quantitative Feulgen-Cytophotometrie scheint daher die Methanol-Formalin-Eisessig-Fixierung besser geeignet zu sein als die Alkoholfixierung, bei deren Verwendung es leicht zu Proportionalitätsfehlern während der Feulgen-Hydrolyse kommen kann.

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Proportionality errors during feulgen hydrolysis

Summary Comparing the Feulgen dye-content of different nuclei (liver cells, lymphocytes, granulocytes and sperms) after alcohol-fixation deviations were found between the measured Feulgen values and the DNA-content to be expected from the DNA-constancy law. The Feulgen values of lymphocytes and granulocytes proved to be lower (up to minus 20%) than those of diploid liver nuclei at all hydrolysis times, while in the postmaximal range of hydrolysis the values of the haploid sperms were too high (even higher than those of the diploid nuclei). Such differences did not appear when nuclei of the same cell type in different DNA- ploidy classes (liver nuclei) were compared.Those deviations of leucocytes and sperms were no longer found after fixation in methanol-formalin-glacial acetic acid and, in addition, could not be confirmed by UV-absorption measurements. For that reason we suppose them to be due to proportionality errors caused by variations in the hydrolytic behaviour of the different nucleoproteins.Thus fixation in methanol-formalin-glacial acetic acid seems to be more suitable for quantitative Feulgen measurements than alcohol-fixation, which may easily give rise to proportionality errors during Feulgen hydrolysis.Moreover, to avoid any false interpretation of Feulgen data we should suggest controll measurements using another independent method (f. e. UV-absorption), or — if this is impossible — to check the Feulgen values after different fixations and variant hydrolysis times (premaximal, maximal, postmaximal).

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Der Sauerstoffverbrauch der Insektenretina im Licht und im Dunkeln

Zusammenfassung Mit Mikromethoden wird der Sauerstoffverbrauch der ganglienzellfreien Retinulae von Calliphora, Apis, Locusta und Periplaneta im Dunkeln und unter dem Einfluß von Licht gemessen.In den Retinulae von Calliphora (Versuchstemperatur 25°) und Apis (34° C) steigt der Sauerstoffverbrauch unmittelbar bei Belichtung; die Steigerung hält an, solange Licht einwirkt.Bei Locusta und Periplaneta steigt der Sauerstoffverbrauch nicht während sondern nach der Belichtung. Das gleiche ist bei Apis bei einer Versuchstemperatur von 25° der Fall. Die normale Körpertemperatur im Kopf der Biene liegt zwischen 27° und 38°.Es wird angenommen, daß die Zunahme des Sauerstoffverbrauches bei bzw. nach Belichtung mit den regenerativen Leistungen der Sehzellen zusammenhängt. In elektrophysiologischen Versuchen ist (früher) gezeigt worden, daß die Regeneration der normalen Empfindlichkeit (Dunkeladaptation) nach Lichtreizen bei Calliphora und Apis außerordentlich schnell (in wenigen Millisekunden), bei Locusta und Periplaneta sehr langsam (bis zu 30 min) verläuft. Diese Unterschiede im Adaptationsverlauf spiegeln sich in der zeitlichen Beziehung zwischen Belichtung und Sauerstoffmehrverbrauch wider.Nach Vergiftung mit KCN ist die Atmung im Dunkeln bei Calliphora gänzlich, bei Locusta aber nur zum Teil gehemmt. In beiden Fällen tritt auch nach Vergiftung mit KCN bei Belichtung ein zusätzlicher Sauerstoffverbrauch auf.In Homogenaten von der Retinula nimmt die von der Belichtung abhängige Atmung mit steigendem p_H zu. Ein p_H-Maximum der Atmung existiert nicht.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Kultur der Erdflechte Endocarpon pusillum im Labor

Zusammenfassung Kulturversuche mit der Erdflechte Endocarpon pusillum im Labor bestätigen die oft angezweifelten Beobachtungen und Ergebnisse von Stahl (1877). Eine reproduzierbare Kultur dieser Flechte im Labor von Spore zu Spore ist möglich. Bereits nach zwei Monaten läßt sich eine Differenzierung in Rinde, Algenschicht, Mark und Rhizinen erkennen; nach 5-6 Monaten sind reife, keimfähige Ascosporen vorhanden.Beobachtungen bei der Sporengewinnung zeigten, daß die Ascosporen bis zu einer Höhe von 5 cm ausgeschleudert werden. Der Sporenabschuß kann dabei mehrere Tage anhalten und zu dichten Sporenaussaaten führen.Die Thallusentwicklung (Keimung der Ascosporen, Umwandlung der Hymenialgonidien in Thallusgonidien, Bildung von Thallusinitialen, Prothalli und Primärthalli) und die Bildung reifer Perithecien mit keimfähigen Sporen in Laborkulturen wird beschrieben und abgebildet.Die Frage der speziellen Eignung schnellwüchsiger kleiner Erdflechten für die Laborkultur und das Problem der Flechtensynthese wird diskutiert.

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The culture of the lichen Endocarpon pusillum in the laboratory

Summary Culture experiments with the lichen Endocarpon pusillum corroborate the often doubted observations and results of Stahl (1877). It is possible to cultivate this lichen in the laboratory from spore to spore. After two months a differentiation into cortex, algae-layer, medulla and rhizines is developed and after 5–6 months the formation of mature and germinable ascospores is finished.Observations of the spore dispersal showed that the ascospores are ejected up to 5 cm. The spore dispersal can endure for some days and in this way produces a compact dissemination.The thallus development (germination of ascospores, transformation of hymenialalgae into thallus-algae, development of thallus initials, prothalli and primary thalli) and the formation of mature perithecia with germinable ascospores in laboratory cultures is described and illustrated.The opinion that such quickly growing and developing epigaeic lichens are especially suitable for laboratory cultures is emphasized and the problem of lichensynthesis is discussed in relation to the results of the experiments.

     

Die wirkung von hyperthermie auf DNA-reparaturvorgänge

Summary The time-course of DNA repair after irradiation was measured in HeLa cells at various temperatures. Unscheduled DNA synthesis was estimated by incorporation of³H-thymidine in presence of hydroxyurea. To dedect the ligase reaction, the number of single strand breaks (SSB) was determined by centrifugation in alcaline sucrose as well as by hydroxylapatite chromatography after partial denaturation. In addition, the temperature dependence of DNA polymerase and DNase reaction in cell-free systems were measured. These data were compared with the reduction of colony-forming ability of the cells caused by irradiation and following repair at various temperatures. All steps of repair proceed faster at 41–43° than at 37° but cells are most resistant to irradiation at 37°. We therefore assume that the DNA repair process at 42° is faster but more error prone than at 37°.

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Die wirkung von hyperthermie auf DNA-reparaturvorgänge

Zusammenfassung In HeLa Zellen wurde der zeitliche Ablauf des DNA Reparaturvorganges nach-Bestrahlung bei verschiedenen Temperaturen gemessen. Die unprogrammierte DNA-Synthese wurde durch Einbau von³H-Thymidin in Gegenwart von Hydroxyharnstoff bestimmt. Für die Erfassung des Ligase Schrittes wurde die Anzahl der DNA-Einstrangbrüche (SSB) durch Zentrifugation im alkalischen Saccharosegradienten sowie durch Hydroxylapatit-Chromatographie nach partieller Denaturierung bestimmt. Weiters wurde die Temperaturabhängigkeit der DNA-Polymerase- und der DNase-Reaktion im zellfreien System gemessen. Diese Daten wurden mit der Verminderung der Fähigkeit zur Kolonie-Bildung der Zellen durch-Bestrahlung und anschließender Reparatur bei verschiedenen Temperaturen verglichen. Es zeigte sich, daß alle Schritte des Reparaturvorganges bei 41–43° schneller ablaufen als bei 37°, die Zellen jedoch bei 37° die größte Strahlenresistenz zeigen. Wir nehmen daher an, daß der Reparaturvorgang bei 42° zwar schneller aber ungenauer abläuft.

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Eingegangen am 7. Dezember 1978     

Anatomische und karyologische Untersuchungen an der Galle vonMayetiola poae aufPoa nemoralis

Zusammenfassung Endopolyploidie tritt in der Galle vonMayetiola poae (Diptera, Cecidomyidae) aufPoa nemoralis im umgebildeten Stengel auf (insbesondere in den zentralen Zellschichten, aber auch in den peripheren Geweben — mit Ausnahme der Epidermis — nahe der Larvenkammer), sie fehlt aber in den Beiwurzeln, in der Blattscheide und in der Epidermis. Die endopolyploiden Kerne weisen als charakteristische Struktur je nach Polyploidiegrad kompakte oder lockere Endochromozentren auf (Bündel von Endochromosomen oder andere strukturelle Besonderheiten finden sich nicht).Der Endopolyploidiegrad nimmt im vergallten Halmteil von außen nach innen zu: das Zentrum enthält wahrscheinlich sogar 4096ploide Kerne (dies stellt den höchsten bisher beobachteten Endopolyploidiegrad in pflanzlichen Geweben außerhalb der Blütenregion dar). Diese Werte treten, wie schon mehrfach bei Dipterocecidien beobachtet, im Gegensatz zu Gallen, die von Erregern anderer systematischer Stellung hervorgerufen werden und in denen es ebenfalls zur Endopolyploidisierung kommt, nicht in unmittelbarer Nähe des Parasiten, sondern ± weit entfernt von ihm auf. Ursache für die Entstehung polyploider Gewebe bzw. für ihre relative Lage zum Parasiten ist wahrscheinlich die Ausscheidung bestimmter Stoffe durch die Larven, die bei mehreren Dipterocecidien — im Gegensatz zu anderen Gallmückengallen und allen Cynipiden- und Acarocecidien — erst in einigem Abstand vom Parasiten eine (Endo-)Polyploidie auslösende Konzentration erreichen.Die auffälligen fädigen Auswüchse der Galle sind ihrem Bau nach tatsächlich Beiwurzeln: sie besitzen einen Zentralzylinder mit einem sekundär veränderten, sklerotisierten Perizykel, eine Tertiärendodermis und keine Kutikula.Der auch im Raum der Galle auftretende Hohlraum im Halm kann — unabhängig vom Entwicklungsstadium der Galle — vorhanden oder teilweise bzw. vollkommen verschwunden sein.

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Summary All cells in some tissues of the cecidium onPoa nemoralis, caused byMayetiola poae (Diptera, Cecidomyidae), contain endopolyploid nuclei, viz. the central layers of the gall-stem (the pith), but also the peripherical tissue — especially the epidermis — near the larva. There are no polyploid nuclei in the adventitious roots, in the leaf-sheath and in the epidermis. The endopolyploid nuclei show characteristic structures: in low degrees of endopolyploidy the chromocentres are compact; high degrees contain loose chromocentres, but no bundles of endochromosomes.In the cells of the gall-stem the degree of endopolyploidy increases from the periphery to the central region, where the highest degrees are to be found — probably up to 4096-ploidy (this is the highest degree of endopolyploidy known from parts outside the angiosperm floral region). The higher degrees are not near the larva, but are to be found in some distance (accordingly to other Dipterocecidies, but unusual to Hymenoptero- and Acarocecidies, where the higher degrees exist in the larva's neighborhood). Polyploid tissues and their relative position to the parasite are probably caused by the secretion of specified substances emissed by the larva; these substances achieve in several dipterocecidies an endopolyploidy-causing concentration in some distance from the larva.The peculiar filamentous outgrouwths of the cecidium, which are induced by the gall formation at the stem, are really adventitious roots: they possess a sclerotic, secundary altered pericycle, a tertiary endodermis and no cuticle.The cavity in the pith can be found open, or totally or partially enclosed — independant of developmental stage.

     

Biologische Beobachtungen bei der Aufzucht von Heringsbrut

Zusammenfassung Im Frühjahr und Sommer 1960 wurden auf Helgoland die Aufzuchtversuche an Heringsbrut wieder aufgenommen. Als Elterntiere dienten Frühjahrslaicher aus der Elbmündung und der Kieler Bucht und eine Kreuzung Kieler Hering × Clyde-Hering.Erbrütung und Aufzucht erfolgten vornehmlich in kleinen Steinzeug-Bekken (120 1) mit Seewasserdurchfluß in einem temperaturkonstanten Raum mit diffuser, künstlicher Beleuchtung. Bei den Temperaturversuchen wurde die Brut bis zur Resorption des Dotters bei ca. 5°, 8°, 11° und 14° C gehalten. Später wurde in allen Becken die gleiche Temperatur angestrebt, die in den folgenden Monaten von 8° auf 14°C anstieg.Bei Verlassen des Eies waren die kalt erbrüteten Larven länger und verfügten über weniger Dotter als die warm erbrüteten. Am Ende des Dottersackstadiums hatten aber die bei 8°C gehaltenen Larven die größte Körperlänge erreicht.In einer weiteren Versuchsserie wurde die Brut gleicher, konstanter Temperatur, aber verschiedenem Salzgehalt ausgesetzt. Die bei 15, d.h. unter annähernd isotonischen Bedingungen gehaltenen Larven waren sowohl beim Schlüpfen als auch am Ende des Dottersackstadiums am längsten. Bei hohen Temperaturen (> 11°C) war die Schlüpfrate der Eier stark herabgesetzt. Die optimale Befruchtungs- und Schlüpfrate der Brut des Küstenherings lag im Gegensatz zum Nordsee-Bankhering im Bereich niedriger Salzgehalte (15 bis 20).Bezüglich der Größe und der Schlüpfrate konnten keine Unterschiede zwischen den Kiel × Kiel- und Kiel × Clyde-Larven festgestellt werden.Bei der Aufzucht traten zwei Phasen hoher Sterblichkeit auf. Die Mehrzahl der Larven starb bald nach der Resorption des Dotters, wahrscheinlich infolge unzureichender Ernährung. Die besten Überlebensraten wurden bei einem großen Angebot von frischgefangenem Zooplankton vermischt mitArtemia-Nauplien erzielt. Als weitere Todesursache junger Larven wurde das Auftreten von Gas im Darm beobachtet. Durch sorgfältige Beseitigung der Luftblasen von der Wasseroberfläche ließ sich diese Krankheit vermeiden.Nach einigen Wochen trat eine zweite Mortalitätsphase auf, der meist Larven von etwa 16–20 mm zum Opfer fielen. Die Anfälligkeit dieser Larven hängt vielleicht damit zusammen, daß bei ihnen die Kiemen noch nicht funktionstüchtig sind, das Verhältnis von Körpermasse zu -oberfläche aber immer ungünstiger wird.Etwa 5% der Larven überstanden auch diese Mortalitätsphase (0,1 bis 0,3% aller geschlüpften Larven), sie legten bei 25 mm Körperlänge Wirbel an und metamorphisierten, als sie 30–35 mm lang und 3–4 Monate alt waren. Trotz der hohen Verluste konnten die Versuche zeigen, daß es möglich ist, Heringslarven unter kontrollierten Bedingungen in kleinen Becken und bei künstlicher Beleuchtung bis zur Metamorphose aufzuziehen.Abschließend werden einige mögliche Verbesserungen in der Aufzuchttechnik genannt und die biologische Bedeutung der Konditionsunterschiede der Larven aus den verschiedenen Erbrütungsexperimenten kurz diskutiert.

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Summary Rearing experiments on herring were done using eggs and sperm from spring spawing herring of the Elbe estuary and Kiel Bight. A successful cross fertilization was also made between the eggs of a Kiel female and the sperm of a Scottish (Clyde) male herring, the sperm having been frozen for about six weeks.The eggs were incubated and the larvae reared at temperatures of about 5, 8, 11 and 14°C in 120 1 earthenware tanks with a sea water circulation, the apparatus being contained in a constant temperature room with artificial lighting. The temperatures were equalised in the tanks after the larvae had resorbed their yolk sacs and the temperature was then allowed to rise slowly from about 8°C to 15°C during the rearing phase.At high temperatures (greater than 11°C) the percentage hatching was much reduced. At hatching the larvae incubated at the lower temperatures tended to be longer and have less yolk than those larvae hatched at higher temperatures. At the end of the yolk sac stage the larvae kept at 8°C were longest.No differences in size or percentage hatching were observed between the Kiel × Clyde cross and its Kiel × Kiel control.In further experiments eggs and larvae were kept at a constant temperature but at different salinities. The highest percentage fertilization and hatching was found in a salinity of 15–20 (in contrast to that of North Sea Banks herring). The larvae were longest both at hatching and at the end of the yolk sac stage when kept in a salinity of 15 (isotonic conditions).There were two main phases of mortality during rearing. Most larvae died at the end of the yolk sac stage probably due to inadequate suitable food. The best survival was found in tanks where the larvae were fed on wild plankton andArtemia nauplii. Another cause of death was swallowing of air bubbles. This mortality was reduced by careful removal of air bubbles from the water surface and by keeping the surface very clean.After this initial phase of mortality there was good survival for some weeks until the larvae reached a length of 16–20 mm. The cause of death at this stage might have been due to respiratory difficulties caused by the gills not yet being functional and by the increasingly unfavourable relationship between body area and volume.About 5% of larvae which survived beyond the yolk sac stage (or 0,1 to 0,3% of hatched larvae) developed vertebrae at a length of 25 mm and metamorphosed when 30–35 mm long and 3–4 months old.These experiments show that it is possible to rear herring larvae to metamorphosis using controlled conditions in small tanks and with artificial light.Means of improving our rearing techniques are given and the biological implications of the differences in size of herring larvae reared under different conditions are discussed.

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(Mit 6 Abbildungen und 5 Tabellen im Text)

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Die Untersuchungen wurden ermöglicht durch Reisestipendien des Department of Agriculture and Fisheries of Scotland und des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten und durch Sachbeihilfen der Deutschen Wissenschaftlichen Kommission für Meeresforschung.     

Untersuchungen zur N2-Binding bei der Verrottung von Waldgräserwurzeln unter Mikroaeroben Bedingungen

Zusammenfassung Es sollte geprüft werden, ob verrottende Wurzeln von Waldgräsern in einem mikroaeroben Milieu den N-Bindern wesentliche Mengen ausnutzbarer C-Quelle zur Verfügung stellen, so daß N-Gewinne mit dem Kjeldahlverfahren nachweisbar sind.Grobwurzeln von Calamagrostis epigaios mit C/N-Verhältnissen von 56 bis 61 wurden mit Quarzsand und Ca-Bentonit gemischt und mit einer für N-Bindung geeigneten Nährlösung überschichtet und nach Impfung bebrütet.Bei 28°C zeigten sich nach 14 Tagen erhebliche N-Gewinne, nach weiteren 7 Tagen war der N-Gehalt der Ansätze nahezu auf den Ausgangswert zurückgegangen.Der Zerkleinerungsgrad der Wurzeln hatte keinen nennenswerten Einfluß auf die Zersetzungsgeschwindigkeit. Bei 16°C und 6°C wurden fast die gleichen N-Gewinne beobachtet wie bei 28°C. Vermutlich sind die N-Verluste bei 28°C größer als bei tieferen Temperaturen.Die Untersuchungen wurden überwiegend mit Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt. Für diese Unterstützung sei hiermit bestens gedankt. Besonders danke ich weiterhin Herrn Prof. Laatsch für seine Anregungen und der Chemotechnikerin Frau Schmidt für die Durchführung der Analysen. Dank gebührt ferner den Herren Dr. Poschenrieder und Dr. Beck von der Bayer. Landesanstalt für Bodenkultur, Pflanzenbau und Pflanzenschutz, München, und Herrn Dr. Kutzner vom Bakteriologischen Institut der Südd. Forschungsanstalt für Milchwirtschaft in Weihenstephan b. Freising für die Einführung in mikrobiologische Arbeitsverfahren.

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Summary It was investigated if the roots of forest grasses, decomposing in a waterlogged environment, can provide substantial amounts of utilizable carbon compounds for nitrogen-fixing organisms, so that nitrogen gains can be detected by the Kjeldahl-procedure.Mixtures of quarz-sand and calcium-bentonite with coarse roots of Calamagrostis epigaios were soaked and covered with a nutrition solution suitable for N-fixation. The C/N-ratios of the roots ranged from 56 to 61. After inoculation the samples were incubated at different temperatures for various periods of time.After 14 days of incubation at 28°C considerable N-gains were obtained, but after additional 7 days the N-content of the samples almost returned to its original level.Roots ground to different particle size did not differ in their rate of decomposition. At 16°C and at 6°C almost the same N-gains were detected as at 28°C. Presumably the N-losses at 28°C are higher than at lower temperatures.

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Laatsch, zu seinem 60. Geburtstag in Dankbarkeit gewidmet.     

Temperature effects on the development and multiple generations in the alkali bee, Nomia melanderi cockerell

The range for development of post-diapausing prepupae of the alkali bee lies between 17 and 35°. Peak developmental temperature is approximately 29°. Although temperatures above 33° are outside of the favorable range of development and induce an obligatory aestivation, they are effective in causing a very rapid diapause breakage. Prepupae held at 35° for 110 days underwent no development, yet when removed to 29° they pupated in half of the time required by the controls at that temperature. Voltinism in the alkali bee is temperature dependent, and apparently the physiological system that triggers diapause is not activated unless the developing larvae or prepupae are subjected to temperatures below 27°. Males continue to emerge throughout the season, but a small percentage of the male population appears before any females to effect the phenomenon of proterandry.

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Zusammenfassung Der förderliche Bereich für die Postdiapause-Entwicklung der Präpuppen der Alkali-Biene liegt zwischen 17 und 35°. Die Optimaltemperatur beträgt annäherungsweise 29°. Obwohl Temperaturen über 33° außerhalb des förderlichen Entwicklungsbereichs liegen und eine obligatorische Ästivation induzieren, verursachen sie doch einen sehr raschen Bruch der Diapause. Präpuppen, die 110 Tage bei 35° gehalten wurden, entwickelten sich nicht weiter; nach 29° zurückgebracht, verpuppten sie sich jedoch in der Hälfte der Zeit, welche von den Kontrolltieren bei dieser Temperatur benötigt wirde. Mehrfach-Generationen der Alkali-Biene sind temperaturbedingt, und offensichtlich wird das physiologische System, welches Diapause auslöst, nur dann in Gang gesetzt, wenn die Larven oder Präpuppen Temperaturen unter 27° ausgesetzt werden. Männchen schlüpfen während der gesamten Brutsaison, doch erscheint ein kleiner Teil der männlichen Population vor den Weibchen und bewirkt so das Phänomen der Proterandrie.

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Technical Paper No. 1847, Oregon Agricultural Experiment Station, supported by National Science Foundation Grant No. G 15609.     

Über die Verteilung einiger Hydrolasen in der Rattenniere

Zusammenfassung Die Verteilung der sauren Phosphatase (SPB=nach Barka und Anderson; SPG=nach Gomori), -Glucuronidase (-Glu), Arylsulfatase (AS), -N-Acetylglucosaminidase (NAG), saure 5-Nucleotidase (s5-Nucl), unspezifische Esterase (UE) und der alkalischen Phosphatase (AP) wurden in den Nieren männlicher und weiblicher Ratten mit Hilfe unterschiedlicher Methoden (freischwimmende Gefiermikrotomschnitte, Kryostatschnitte, gefriergetrocknete Schnitte, Azofarbstoffmethode, Metallsalzmethode, Indigogenmethode) und nach verschiedenen Modifikationen (u.a. der Substratkonzentration, des pH, der Temperatur und Inkubationsdauer) untersucht. Ein optimaler Nachweis dieser Enzyme gelingt mit der Inkubation freischwimmender Schnitte nach Standard-Fixierung (2 Std. in Formol-Calcium und anschließend für 18–22 Std. in Formol-Calcium mit 0,88 M Saccharose bei 4°C) von Nierenscheiben (für die SPB und UE jedoch nach Holtscher Fixierung). Ferner sind bei einigen Enzymen für ihre bestmögliche Darstellung folgende Bedingungen einzuhalten: AP und UE Inkubation bei 4° C, End-pH für SPB 5,5, SPG 5,0, UE 6,5, UE als Kuppler Fast Garnet GBC Salt. Für alle Hydrolasen bestehen in der Niere Geschlechtsunterschiede. Bei Weibchen kommt außerdem eine erhöhte Aktivität im Östrus vor. In den S1-Segmenten der juxtamedullären Nephrone reagieren die SPB, s5-Nucl und AP bei Männchen und die SPG bei Weibchen kräftiger als in den S1-Segmenten der übrigen Rinde. In den Markstrahlen sind in den S2-Segmenten weiblicher Ratten die Aktivitäten der UE und s5-Nucl stärker als bei Männchen. Höhere Enzymaktivität weisen die in den Markstrahlen gelegenen S3-Abschnitte für SPG und AP bei Männchen und für NAG und UE bei Weibchen auf. In der Markinnenzone haben die Sammelrohre bei Männchen eine starke -Glu und bei Weibchen eine stärkere NAG-Aktivität. In den cortical gelegenen distalen Tubuli ist die SPB-Reaktion bei Männchen intensiver.

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Distribution of some hydrolases in the rat kidney

Summary Most of the available histochemical methods and techniques (azodye, metal salt and indigogenic methods, cryostat, free-floating and lyophilized section techniques) and different modifications of these methods (different substrate concentrations, pH, temperature, incubation time e.g.) were applied to study the distribution of acid phosphatase (AcPB=after Barka and Anderson; AcPG=after Gomori), -glucuronidase (-Glu), aryl sulfatase (AS), -N-acetylglucosaminidase (NAG), acid 5-nucleotidase (a5-Nucl), non-specific esterase (NE) and alkaline phosphatase (AlP) in the kidneys of rats of both sexes. The optimal conditions for the demonstration of these enzymes were established. As most important proved: the incubation of free-floating sections cut from standard-fixed (2 h in formol-calcium continued for another 18–22 h in the same fixative plus 0.88 M sucrose at 4° C) kidney slices — only for AcPB and NE material fixed after Holt had to be used; the incubation for AlP and NE at 4° C; final pH of the incubation medium for AcPB 5.5, AcPG 5.0 and NE 6.5; the use of Fast Garnet GBC Salt as coupler in the NE azo-dye reaction. Sex differences and for the female rats an increased activity during oestrus were established for all hydrolases studied. In particular the following results were obtained: AcPB, a5-Nucl and AlP are more intensive in male and AcPG in female S1 segments of the juxtamedullary nephrons in relation to the nephrons of the other parts of the cortex. In the medullary rays the NE and the a5-Nucl show a higher activity in the S2 segments of the female rats than in the male ones. The S3 segments of the medullary rays of female rats demonstrate a more intensive activity for NAG and NE. This is true for AcPG and AlP in male rats. In the inner medulla a stronger -Glu activity in male rats and a stronger NAG activity in female rats is observed. The AcPB activity of the cortical distal tubules is higher in male rats.

     

Der eilegeapparat der odonaten

Zusammenfassung Der Eilegeapparat mit drei Paar Gonapophysen wind als der ursprünglichste angesehen und vollständiger Eilegeapparat genannt; alle Typen mit weniger als drei Gonapophysenpaaren sind von ihm durch Rudimentation abzuleiten und werden als unvollständiger Eilegeapparat zusammengefaßt.Am vollstandigen Eilegeapparat sind seine Teile durch Gelenke und Muskeln beweglich, am unvollstandigen sind sie starr ; Gelenke und Legemuskeln fehlen. Die fur die Eiablage wichtigen Gelenke und Muskeln werden beschrieben.Die Entwicklung des vollstandigen Eilegeapparates erfolgt bei der Larve in der Reihenfolge, daß zuerst die Gon. laterales, hierauf die mediales und zuletzt die anteriores ausgebildet werden. Die Rudimentation des unvollstandigen geschieht in der gleichen Reihenfolge, indem zuerst die Gon. laterales und als letzte die anteriores zurück-gebildet worden.Die Eiablage erfolgt beim vollstandigen Eilegeapparat primär exophytisch durch Ablage auf dem Boden oder endophytisch durch Einstechen in Pflanzengewebe, beim unvollstandigen Eilegeapparat exophytisch durch Ablage in das Wasser.Es wind angenommen, daß die primär exophytische Ablageart die ursprünglichste ist und alle anderen von ihr abzuleiten sind.Die endophytische Ablage entwickelt an den Gonapophysen verschiedene Anpassungen, die exophytische führt zu ihrer Rudimentation.Anpassungen an die endophytische Ablage sind Verkürzung der Gonapophysen, Entwicklung eines Tastapparates (Styli), eines Schneide-apparate (Gon. mediales), einer Legeröhre (Gon. anteriores) und einer Stützkante an den Gon. laterales, Ablage in Gonaphysenstellung, oder am 10. Sternit, Ablage in Sternitstellung.Ablage in Gonapophysenstellung beansprucht die Gon. laterales und führt bei Ablage in ein Substrat von zunehmender Härte - sie erfolgt in extremen Fallen in Baumstämme — zu verschiedenen Modifikationen ; Ablage in Sternitstellung läßt die Gon. laterales unbeansprucht und könnte bei Ablage in ein Substrat von abnehmender Härte — sie erfolgt in extremen Fallen in Schlamm — zu Rudimentation der Gon. laterales und exophytischer Ablage in das Wasser überleiten.Der unvollständige Eilegeapparat zeigt eine große Formenmannigfaltigkeit, die sich aber auf zwei Grundtypen, einem mit zwei Paar Gonapophysen — es fehlen die Gon. laterales — und einem mit einem Gonapophysenpaar, der Scheidenklappe, einem Rudiment der Gon. anteriores, zurückführen lassen.Der Zweigonapophysentypus ist bei verschiedenen Gruppen erhalten; bei den Cordulegasterinae ist er morphologisch einheitlich, was einen Stillstand des Rudimentationsprozesses andeutet, und an eine bestimmte Eiablageart angepaßt; bei den anderen Gruppen ist er morphologisch sehr verschieden, wobei es sich wohl um verschiedene Rudimentationsstufen handelt, und fur die Eiablage funktionslos geworden.Der Scheidenklappentypus findet sich bei den Gomphidae, Corduliidae und Libellulidae. Ursprünglichere Formen zeigen längere, höher entwickelte, kürzere Scheidenklappen. Bei vielen Arten ist die Scheidenk1appe restlos rudimentiert. Ihre Rolle für die Eiablage ist fraglich, vielleicht nur sinnesphysiologischer Art. Mechanisch zu deutende Formen (Spitzhammerbildung) kommen vor und sind gelegentlich mit Eiablage auf dem Boden verbunden, was als Anklänge an eine primär exophytische Ablage gedeutet wird.Bei den Libellulidae werden vereinzelt sekundäre Apparate aus neuen Elementen entwickelt.Die Eizahl ist bei Formen mit vollständigem Eilegeapparat höher als bei Formen mit ,unvollständigem und bei den Corduliidae und Libellulidae am höchsten.Die morphologische Vielfalt der Eilegeapparate ist das Ergebnis von zwei Verhaltensänderungen, dem Üborgang der Imagines zu einer Ablage durch Einstechen in Pflanzengewebe und dem Übergang der Larven zum Leben im Wasser. Diese Änderungen wurden von den einzelnen Gruppen auf verschiedene Weise und in verschiedenem Ausmaße vollzogen und ließen eine Unzahl von morphologischen Typen entstehen.Das Bestreben, die Eier möglichst nahe dem Wasser abzulegen, führte jene Gruppen, die nicht oder nicht zu weit an die Ablage in Pflanzengewebe angepaßt waren, zur Ablage in das Wasser. Diese Ab lageart führte zur Rudimentation der Gonapophysen und ließ möglicherweise neue, der neuen Ablageart angepaßte Apparate entstehen.Die Rudimentation der Gonapophysen ermöglichte eine Erhöhung der Eizahl und führte these Gruppen zur Besiedlung von neuen Lebensräumen und damit zu ihrer heute dominierenden Stellung innerhalb der Ordnung.     

Retinotopische Beziehungen und Struktur rezeptiver Felder im Tectum opticum und Praetectum der Katze

Zusammenfassung 1.Von 600 Neuronen des Colliculus superior und Praetectums der Katze wurde mit Stahlmikroelektroden abgeleitet und der Ableitort markiert. Die Lage der rezeptiven Felder wurde mit bewegten und stationären Lichtreizen bestimmt und dem Ableitort zugeordnet.2.Im Colliculus superior und Praetectum fanden sich richtungsspezifische und richtungsunspezifische Bewegungsneurone. Ein Teil der praetectalen Neurone reagierte richtungsspezifisch auf Bewegungen vom Tier weg und auf das Tier zu (S-Neurone).3.Innerhalb einer senkrecht zur Oberfläche des Colliculus verlaufenden Penetrationssäule nahm die Feldgröße bei gleichbleibender Feldposition mit zunehmender Tiefe zu. Zwischen Ableitort und Feldposition bestand eine systematische retinotopische Beziehung. Die Projektion des vertikalen O-Meridians des Gesichtsfeldes verlief im rostralen Drittel des Colliculus von medial nach lateral, die des horizontalen O-Meridians in der Mitte des Colliculus von rostral nach caudal. Das Projektionsschema eines Colliculus enthält einen nasalen Teil der ipsilateralen Gesichtsfeldhälfte.4.Im Praetectum verlief die Projektion vertikaler Meridiane am caudalen Ende von medial nach lateral und überlappte sich teilweise mit dem Projektionsgebiet des vertikalen O-Meridians im Colliculus. Die horizontalen Meridiane verliefen so von caudal nach rostral, daß das Projektionsschema des Praetectums spiegelbildlich zu dem des Colliculus superior angeordnet war. Dieses Projektionsschema galt nur für den Nucleus tractus optici und die Area praetectalis. Die übrigen praetectalen Kerne mit zum Teil sehr großen rezeptiven Feldern und spezifischen Reaktionsweisen erhielten keine retinotopische Projektion.5.Rezeptive Felder der oberflächennahen Schichten waren uniform on-, off-oder on-off strukturiert, Felder tiefergelegener Einheiten waren ungeordnet aus on-, off- und on-off Bezirken zusammengesetzt. Binocular erregbare Neurone zeigten für beide Augen gleiche Position und Struktur der rezeptiven Felder.6.Die Ergebnisse wurden mit den an anderen Tierarten erhobenen Befunden verglichen. Ihre mögliche funktionelle Bedeutung wurde diskutiert.

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Retinotopic relationship and structure of receptive fields in the optic tectum and pretectum of the cat

Summary 1.600 neurons of the cat's superior colliculus and pretectum were recorded and marked with stainless-steel microelectrodes. The position and structure of receptive fields were tested with stationary flickering and moving stimuli. The position of the stimuli in the visual field was determined by the direction of the lamp projecting the light-points because animal and lamp were arranged in a fixed relationship to the screen. The positions of the stimuli were described in a coordinate system based on the horizontal-and vertical zeromeridean of the retina.2.About 55% of tectal neurons are directionally selective and signal mainly movements directed to the periphery of the visual field. Neurons of the pretectum have the same response characteristics as neurons of the superior colliculus but in addition some are selectively responsive to movements towards the animal or away from it (S-neurons).3.Neurons in one functional column (diameter 0.5 mm, length 3.6 mm) perpendicular to the surface of the superior colliculus react to the same position and preferred direction of a moving stimulus. The size, complexity and directional selectivity of the receptive fields increase with the depth of the recorded neurons. The projection of the vertical zero-meridean passes across the rostral part of the colliculus but does not form the rostral border of the superior colliculus. The nasal part of the ipsilateral visual field projects to the most rostral part of the superior colliculus. The projection of the horizontal zeromeridean passes rostro-caudally in a nearly sagittal plane down the middle of the colliculus. Along this projection-line the resolving power is 13°/column in the caudal part and 6°/column in the rostral part of the superior colliculus. The size of the receptive fields increase with their excentricity in the visual field. (Average of field diameters: 26±13°).4.The diameter of receptive fields in the pretectum was 21±11°, except for a few very large fields (70° and larger). Along the medio-lateral axis of the pretectum there was a retinotopic organization identical to that in the colliculus. Along the caudo-rostral axis, the retinotopic organization was the mirror image of that in the colliculus. No retinotopic organization was observed in the so-called deep pretectal nucleus or in the nucleus of the posterior commissure. Neurons of these nuclei may represent more complex levels in the visual pathway.5.The more superficial neurons of the colliculus (0.1–1.8 mm deep) react mainly with uniform on-, off- or on-off responses to stationary flickered stimuli, i.e. their receptive fields (7–20° in diameter) are uniformly on-, off- or on-off. The deeper neurons (2 mm and deeper) have receptive fields (20–40° in diameter) with compound but not antagonistic structure. No receptive fields showed on- or off-inhibition. Binocularly driven neurons have the same position and structure of their receptive fields for both eyes.6.A survey of the literature reveals that all vertebrates so far investigated show small differences in the destination and retinotopic organization of their retinofugal fibre projections and in the types of tectal receptive fields. These differences seem to indicate an adaption to the development of binocular representation of the center of the visual field, of a specialized area of the retina and of a retino-cortical system.

     

Die Struktur der Hoch Endopolyploiden Kerne Im Endosperm von Zea Mays,Das Auffallende Verhalten Ihrer Nucleolen und Ihr Endopolyploidiegrad

Zusammenfassung Die endopolyploiden Kerne des Endosperms von Zea mays enthalten bei 3 eingehend und 10 stichprobenartig untersuchten Sippen durchgehend Chromatinstränge, die sich aus den perlschnurartig gebauten Endochromosomen zusammensetzen. Sie stehen zum Teil netzartig miteinander in Verbindung, so daß sie nicht individuell als Riesenchromosomen kenntlich sind. In ihren Verlauf schalten sich die endomitotisch herangewachsenen knobs in Form kompakter Endochromozentren oder±dichter Ansammlungen von Heterochromomeren ein.Die Endopolyploidisierung führt bei den drei Sippen WF 9, M 14 und WF 9 X M 14 und offenbar auch bei den zehn anderen bis zu 192-Ploidie, ausnahmsweise zu 384-Ploidie.Die Kerne von M 14 erscheinen bei höchstwahrscheinlich gleicher Polyploidiestufe im allgemeinen ärmer an Chromatin als die von WF 9, und auch innerhalb dieser Sippe gibt es analoge Schwankungen kleineren Ausmaßes. Sie beruhen vermutlich auf Spiralisierungseffekten.Sippenspezifische Unterschiede bestehen auch im Vorkommen von Sekundärnucleolen, kleineren Nucleolen, die dicht neben den Hauptnucleolen an den drei endo-nucleolar-organizing bodies entstehen und bei WF 9 häufiger, in höherer Zahl und größeren Dimensionen als bei M 14 auftreten. Bei der Sippe M 14 werden dagegen häufiger und gehäuft Vacuolen aus den Nucleolen ausgestoßen (=freie N.); auch finden sich reichlicher als bei WF 9 zusätzliche kleine Nucleolen in den Chromatinsträngen eingeschaltet oder an ihnen angeheftet (=festsitzende N.). Der Bastard nimmt bezüglich der Sekundärnucleolen eine Mittelstellung zwischen den Elternsippen ein; bezüglich der freien und festsitzenden Nucleolen verhält er sich ähnlich wie M 14, bezüglich der Protuberanzen ähnlich wie WF 9.Die verschiedenartigen Nucleolen—einschließlich der in Ausstoßung begriffenen Nucleolusvacuolen—enthalten RNS, was sich aus der Methylgrün-Pyroninfärbung, kombiniert mit Ribonuclease-Behandlung ergibt.

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The structure of the highly endopolyploid nuclei in the endosperm of Zea mays, their conspicuous nucleolar conditions and degree of endopolyploidy

Summary The endopolypoid nuclei in the endosperm of Zea mays (8 inbred lines and 5 hybrids, 2+1 were investigated intensively) throughout contain strands of chromatin, which are composed of endochromosomes having chromomeric constitution. Some of the strands join laterally and most of them cannot be recognized individually. Inserted within them are endopolyploid knobs of compact heterochromatin or assemblages of heterochromomeres.In the lines WF 9 and M 14, the hybrid WF 9 x M 14 and obviously in the others the largest nuclei are 192 n and exceptionally 384 n.Nuclei of M 14 most likely having the same degree of polyploidy as those of WF 9 seem to contain less chromatin and even within WF 9 there are similar variations; probably they result from different spiralization.The different lines also show specific differences concerning the secondary nucleoli; these are nucleoli developing with endopolyploidization side by side with the main nucleoli at the three endo-nucleolar-organizing-bodies; WF 9 shows them in more nuclei, in higher frequency and in larger dimensions than M 14. In M 14 on the contrary more vacuoles (=free nucleoli) are ejected from the nucleoli and this happens more often; small additional nucleoli are also more abundantly inserted in the chromatin-strands. The hybrid behaves intermediately concerning the secondary nucleoli, more like M 14 concerning inserted and free nucleoli and similar to WF 9 in expulsion of vacuoles.Staining with methylgreen-pyronin and treatment with ribonuclease show the different nucleoli including the ejected vacuoles to contain RNA.