Die intracytoplasmatische Organellenverteilung als Indikator gerichteter Wechselbeziehungen zwischen Kapillarsystem und zentralnervösen Zellkomplexen

Zusammenfassung Funktionelle Zusammenhänge zwischen dem Kapillarsystem und zentralnervösen Zellkomplexen wurden im Oberschlundganglion von Lumbricus terrestris L. mit einer weiterentwickelten morphometrischen Methode nach dem Punktzählverfahren sichtbar gemacht. Die Häufigkeitsverteilung von Mitochondrien und endoplasmatischem Retikulum (ER) wurde zur Charakterisierung der metabolischen Koppelung der Perikapillarzellen, Gliazellen und Neurone herangezogen. Danach sind die Neuron-Glia-Komplexe asymmetrisch um die Hirnkapillaren verteilt. Aus morphometrischen Befunden wird geschlossen, daß die Wege des transzellulären Metaboliten-Austausches, der von den unterschiedlichen Stoffwechselleistungen der Mitochondrien und des endoplasmatischen Retikulums abhängt, meist entgegengesetzt gerichtet sind. Zellsysteme mit Kapillarkontakt unterscheiden sich durch ihre auf Gefäße orientierte Häufigkeitsverteilung der Mitochondrien und des ER von kapillarfernen Neuron-Glia-Komplexen. Die Abhängigkeit der Neurone von der umgebenden Hüllglia wird in gefäßfernen Gebieten durch die gleichsinnige Ausrichtung der Häufigkeitsmaxima der Mitochondrien- und ER-Verteilung in beiden Zelltypen sichtbar.

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The intracellular distribution of organelles as an indicator of metabolie interrelationships between capillaries and cell complexes in the central nervous system of Lumbricus terrestris L.

Summary Results obtained in Lumbricus terrestris L. by a modified morphometric pointcounting method suggest functional interrelationships between the capillary system and certain nerve cell-glia complexes of the supraoesophageal ganglion. The distribution of the mitochondria and the endoplasmic reticulum (ER) in the pericapillary cells, in the neuroglia and in the neurons was used to characterize different types of functional cell-coupling. Nerve cell-neuroglia complexes are arranged in an asymmetric pattern around the capillaries. On the basis of morphometric calculations it is shown that there are two main axes of distribution of mitochondria or ER which are arranged at right angles to each other. Therefore it is suggested that there exist two different types of transcellular metabolic pathways characterized by either high concentrations of mitochondria or ER. The orientation of the distribution frequencies of mitochondria and ER in juxtavascular neurons, glial-and pericapillary cells suggests that these cells are metabolically linked. In contrast to the juxtavascular cell complexes the distribution frequencies of mitochondria and ER in nerve cells and glial cells at some distance from the capillaries were not at right angles but overlapped. From this observation it is apparent that these peripheral neurons depend metabolically on their glial satellites.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Mikroanatomic des Bauchmarks von Lumbricus terrestris L. (Annelida,Oligochaeta)

Zusammenfassung Die Nervenzellen and -bahnen der Bauchmarkganglien von Lumbricus terrestris wurden in osmiumfixierten Serienquersehnitten möglichst vollständig identifiziert and eingehend besehrieben. Folgende Gruppen lassen sich trennen:In jeder Bauchmarkseite wurden 5 Bündel von sensorischen, anscheinend aus den Epidermissinnesorganen stammenden Fasern lokalisiert (SLB). Sie sind mit den von Coggeshall (1965) elektronenoptiseh dargestellten and als Neuropil bezeiehneten Fäserchen von nur 0,I bis 0,3 m Durchmesser identisch.Die Zellsomata der ventralen Riesenfasern (VRF) wurden aufgefunden. Diese Fasern bestehen ebenso wie die dorsalen RF aus unizellulären, rich über eine lange Strecke überlappenden, segmentalen Abschnitten. Sie stehen in enger morphologischer Beziehung zu einem der sensorischen Längsbündel.Die identifizierten Bauchmarkneurone mitperipherwärtsverlaufenden Axonen (PN) wurden in 4 Gruppen unterteilt: Die PN1 Bind hoterolaterale, monopolare Neurone mit Kollateralen im dorsalen Neuropil; ihre Axone verlassen das Bauchmark durch alle 3 Seitennerven-Paare. PN2, PN3 and PN4 sind homolaterale Neurone mit Kollateralen im ventralen Neuropil. PN2 and PN4 sind monopolar ; ihre Axone treten durch die SN3 des gleichen bzw. des vorangehenden Segments aus dem Bauchmark. Die PN3 sind bipolar, gelegentlich tripolar ; ihre Axone verlassen das Bauchmark durch 2 (bzw. 3) SN, eines stets durch den SN3 des gleichen Segments, das (oder die beiden) andere(n) durch den SN1 des gleichen oder (und) des nachfolgenden Segments. Lage, Anzahl und Cytologie der in Gruppen vorkommenden PN-Somata werden eingehend geschildert.Die Interneurone des Bauchmarks (IN; RF nicht einbegriffen) werden drei Hauptgruppen zugeordnet : Der größere Teil der IN (über die Hälfte aller Bauchmarkneurone) besteht aus kleinen Neuronen mit kurzen, sich our in das homolaterale Neuropil erstreckenden Fasern (KIN). Die zweite Gruppe wird von größeren Interneuronen gebildet (GSIN), die anscheinend streng metamer und symmetrisch in beiden Ganglionhälften vorkommen. Sie machen je nach Körperregion aller Neurone des Ganglions aus. Ihre homo- oder heterolateralen Axone können in Längsrichtung intra- oder intersegmental oft über eine Segmentlänge hin verfolgt werden. Die dritte Gruppe wird von polysegmentalen IN (PSIN) gebildet, mit sehr großen Zellkörpern, die weder metamer noch bilateral-symmetrisch angeordnet sind. Die Axone erstrecken sich polysegmental über mindestens 30 Segmente und bilden auffällige Hauptfaserzüge (HFZ) in der Peripherie der Faserregion des Bauchmarks.Zuletzt wird die Anzahl und Verteilung der Neurone in Ganglien verschiedener Bauchmarkregionen angegeben und mit der Anzahl der Nervenfasern in den Konnektiven verglichen. Die Anzahl der kleinen Interneurone (KIN) ist je nach Bauchmarkregion sehr unterschiedlich, während die übrigen Neurone regelmäßig auftreten.In der Diskussion wird einerseits die morphologische und cytologische Konstanz vieler Einzelelemente im Regenwurmbauchmark hervorgehoben und auf die funktionellen Konsequenzen hingewiesen. Außerdem wird versucht, durch Vergleich mit Angaben über andere Tierarten und Gegenüberstellung morphologischer und funktioneller Befunde allgemeine Prinzipien für den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion im Bauchmarkaufbau herauszustellen.

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Microanatomy of the Ventral Nerve Cord of Lumbricus terrestris L. (Annelida, Oligoehaeta)

Nerve cells and tracts in the ventral nerve cord of the earthworm Lumbricus terrestris are thoroughly described and partly individually identified: sensory bundles, ventral giant fibers, central neurons with peripheral axons and various types of interneurons are recognized.

     

Die zentralnervöse Kontrolle der Dehydration beiLumbricus terrestris L.

Zusammenfassung Im Dehydrations-Experiment versuchen Lumbriciden den permanenten Wasserverlust durch Gegenregulation zu kompensieren. Dieser Prozeß wird durch funktionell gekoppelte aminerge und peptiderge Neuronenkomplexe zentralnervös kontrolliert. Durch Elektrokoagulation bestimmter Areale des Ober- und Unterschlundganglions vonLumbricus terrestris L., Durchtrennung von Bahnverbindungen (Konnektive und Kommissuren) und Injektion von Reserpin wurden mindestens fünf verschiedene zentrale Regelglieder gefunden, die sich gegenseitig fördernd oder hemmend beeinflussen. Das übergeordnete Zentrum der Dehydrations-Kontrolle liegt im ArealA III des Oberschlundganglions, in dem zwischen ependymähnlichen Fasergliaformationen kettenförmig angeordnete Zilienquerschnitte beobachtet wurden. Eine Funktion dieser Zilien als zentralgelegene Rezeptor-organe des Regelsystems wird erwogen.

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The central nervous control of dehydration inLumbricus terrestris L.

Summary Lumbricidae try to compensate for the permanent water loss during experimentally induced dehydration. InLumbricus terrestris L. this process is controlled by functionally coupled aminergic and peptidergic neurons of the central nervous system. It was shown (1) by electrocoagulation of well defined areas of the supra- and sub-oesophageal ganglion, (2) by transsection of the circumoesophageal connectives and commissures, and (3) by injection of reserpine into the coelomic cavity of the third and fourth segment, that there may be five different centers controlling water loss and compensatory processes acting after the loss. The greatest water loss was observed after destruction of areaA III of the suprao-esophageal ganglion. This region was built up of ependyma-like glial cells and rows of cilia of unknown origin. The possible role of these cilia as central receptor sites in the control mechanism of water balance inLumbricus terrestris L. is discussed.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

Zusammenfassung Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden ²-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden ²-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.     

Methodische Untersuchungen zur Ploidiebestimmung an Ruhekernen

Zusammenfassung BeiTrifolium pratense (2n=2x=14) undhybridum (2n=2x=16) ist in jedem haploiden Chromosomensatz ein bestimmtes Chromosom vorhanden, von dem ein bestimmter Abschnitt im ruhenden Zellkern als T-Chromozentrum gut sichtbar sein kann. Die Anzahl dieser T-Chromozentren schwankt innerhalb eines Organs und Gewebes einer Pflanze. Bei einer jeweils bestimmten Prozentzahl der Ruhekerne, die aus gewissen, nachfolgend aufgeführten Geweben und Organen stammen, ist die T-Chromozentrenanzahl gleich der Genomanzahl oder Ploidiestufe der betreffenden Einzelpflanze. Höher als die Genomanzahl wird sie bei jenen Organen und Geweben aber nicht. Man kann also durch Feststellung der Höchstzahl der T-Chromozentren die Ploidie einer Pflanze bestimmen. Dieses Verfahren, das im einzelnen eingehend beschrieben wird, ist leichter und schneller als das der Chromosomenauszählung. Geeignet sind folgende leicht zu präparierende Organe und Gewebe: Die Zellen der Kalyptra und die Epidermiszellen des Hypokotyls (beide für die Ploidiebestimmung beim Saatgut), ferner die Epidermiszellen des Stiels des Kotyledo und des Stielchens des Fiederblattes, weiter die subepidermalen Zellen der Innenseite des Kelchblattes, und schließlich — nur beiTr. hybridum — die Epidermiszellen des Stielchens der Einzelblüte.BeiTr. pratense kann man mittels der T-Chromozentrenmethode leicht Aneutetraploide auffinden, deren T-Chromozentrenhöchstzahl 3 oder 5 beträgt; ihr Vorkommen deutet darauf hin, daß die betreffende tetraploide Sorte noch nich frei von Meiosestörungen ist.Mit 7 TextabbindungenHerrn Professor Dr.Hans Bauer zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet.     

Die Cuticula der Epidermis des Regenwurms (Lumbricus terrestris L.)

Zusammenfassung Die um 3–4 dicke Cuticula des Regenwurms (Lumbricus terrestris L.) besteht aus 20–30 sich annähernd rechtwinklig kreuzenden Lagen von Cuticulafibrillen. Senkrecht zu und zwischen den sich kreuzenden Fibrillen verlaufen röhrenförmige Zellfortsätze, Cuticulakanälchen von der Oberfläche der Epithelzelle zur Epicuticula. Die Epicuticula bildet eine kontinuierliche, mit feinen, dicht stehenden Exkreszenzen besetzte Schicht. Die zelluläre, respektive extrazelluläre Natur der Cuticulastrukturen und ihr funktionelles Verhalten werden besprochen. Anmerkung bei der Korrektur. Die Herren D. Peters (Hamburg) und W. J. Schmidt (Gießen) machten uns auf die Untersuchung der Cuticulastruktur des Regenwurms durch Reed und Rudall (1948) aufmerksam.Die von den englischen Autoren gewonnenen Abdruckpräparate aus verschieden tiefen Schichten der Cuticula stimmen mit den hier gezeigten Schnittpräparaten vorzüglich überein und ergänzen sie durch die Aufsicht auf die freie Oberfläche. Mit der Abdrucktechnik sind jedoch die Cuticula-Kanälchen zwischen den Fibrillen nicht erkannt worden. Einige der Vermutungen über die Bildung der Cuticulafibrulen (s. auch Rudall 1950) dürften deshalb hinfällig geworden sein. Über die chemische Zusammensetzung der Cuticula und ihre chemischen Unterschiede gegenüber Kollagen s. Watson und Smith (1956).Mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen durchgeführte Untersuchung.     

Ausbildungsformen von kutikula und kutikularen kleinorganen bei der honigbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Ausbildungsformen der Kutikula bei Larve, Puppe und Imago werden beschrieben.Die Mächtigkeit der Kutikula ist abhängig von der Anzahl der sie aufbauenden Epidermiszellen.Polyploide Epidermiszellen bilden Verbände haarartiger, fächerartiger und höekerartiger Trichome, die teilweise die Länge der echten Haare übertreffen. Die Grö\Be der Trichombildung ist abhängig vom Polyploidiegrad der Bildungszellen.Borsten und Epithelzellen stehen in gesetzmäßigem Zusammenhang, der auf die Entwicklung aus Borsten-Epithel-Stammzellen zurückgeführt wird. Epidermiszellen können rich zu Nebenzellen differenzieren.Bei Gelenkflächen verhindern Trichome das Gleiten von Skleriten aufeinander. Bewegliche Gelenkmembranen ermöglichen starke Strekkungen. Die Epidermiszellen der Membranen werden in der Imago nicht rückgebildet.Sinnesorgane besitzen unterschiedliche Anzahlen von zugehörigen Epidermiszellen und Sinneszellen Bowie unterschiedliche Kernausstattung der Bildungszellen.Über Hautdrüsen bilden sich Kutikulasonderformen.Die Kastenmerkmale Trichome des Stachelapparates, Höcker des Pollenkneters und Widerhaken der Stechborsten differenzieren sich durch unterschiedlichen Polyploidiegrad der Bildungszellen. Die unterschiedliche Anzahl der Sammeltarsusborsten wird auf den untersehiedlichen Zeitpunkt der ersten differentiellen Teilung zurückgeführt.Bei den Porenplatten der Antennen, den Sinneskuppeln an den Stechborsten und den superfiziellen Postgenaldrüsen entwickelt sich die Arbeiterin wie bei den übrigen Merkmalen über das Stadium hinaus, auf dem die Konigin stehen bleibt. Die Befunde unterbauen die These von Demoll von der atavistischen Natur der Bienenkönigin.     

Fine structure of photoreceptor cells in the earthworm,Lumbricus terrestris

Summary Photoreceptor cells in the epidermis and nerve branches of the prostomium and in the cerebral ganglion of Lumbricus terrestris were investigated with the electron microscope. The photoreceptor cell is similar to the visual cell of Hirudo by having a central intracellular cavity (phaosome) filled with microvilli. Besides microvilli, several sensory cilia can also be found in the phaosome but they are structurally independent of the microvilli. A gradual branching of the phaosome cavity into smaller cavities makes its sectional profile extremely labyrinthic. Flattened smooth-surfaced cisternae in stacks of 2 to 5 are frequently observed around the phaosome. Characteristic constituents of the cytoplasm are vesicles and vacuoles filled with a substance of varying density. The photoreceptor cell is covered by glial cells or by their processes which at many places deeply invaginate the cell surface (trophospongium).

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Zusammenfassung Die Feinstruktur der Photorezeptorzellen in der Epidermis, in kleineren Nervenästen und im Zerebralganglion von Lumbricus terrestris wurde untersucht. Das Vorhandensein eines zentralen, intrazellulären Lumens (Phaosom), das mit Mikrozotten gefüllt ist, erinnert in der Struktur der Photorezeptorzelle des Regenwurms an Lichtsinneszellen von Hirudo. Außer Mikrozotten findet man im Phaosom einige Zilien vom Typ 9×2+0; solche Zilien sind von den Mikrozotten strukturell unabhängig. Durch eine Aufzweigung des Phaosoms in kleinere Buchten, die tief in das umgebende Zytoplasma eindringen, erhält es ein labyrinthartiges Aussehen.Glatte Zisternen in Gruppen von 2 bis 5 wurden oft um das Phaosom im Zytoplasma beobachtet. Charakteristische Bestandteile der Zelle sind noch Vesikel und Vakuolen, die mit einer Substanz von wechselnder Elektronendichte gefüllt sind. Die Photorezeptorzellen werden von Gliazellen und Gliafortsätzen umgeben, die an vielen Stellen die Zelloberfläche tief einstülpen (Trophospongium).

     

Vergleichende qualitative und quantitative untersuchungen an der hörbahn von vögeln

Zusammenfassung Das Innenohr, der Hörnerv und die medullären akustischen Zentren von 31 Vogelarten aus 8 Ordnungen werden nach histologischen Präparaten vergleichend untersucht. Die räumlichen Verhältnisse der akustischen Kerngebiete in der Medulla oblongata werden am Beispiel von Sturnus vulgaris und Tyto alba ausführlich beschrieben. Der Singvogel kann als repräsentativ für das Gros der untersuchten Vogelarten gelten. Die Eule läßt ausgeprägte Vergrößerungen erkennen, die zu Veränderungen in Form und räumlicher Anordnung führen.Im allgemeinen hängen die Länge des Innenohres, die Zahl der Elemente des Hörnerven und die Anzahl akustischer Neurone in ähnlicher Weise vom Körpergewicht ab, dessen Einfluß allerdings gering ist (Relationsexponenten 0,15–0,25).Diejenigen Arten von Eulen, bei denen die Asymmetrie der Außenohren, die extrem nächtliche Lebensweise und Verhaltensuntersuchungen eine besondere Bedeutung des Gehörs erkennen lassen, zeichnen sich durch eine ungewöhnlich starke Vermehrung der zentralen Verarbeitungsstätten akustischer Information aus, die die erhöhte Größenentwicklung des Sinnesorgans von Eulen im Vergleich mit Nicht-Eulen noch übertrifft.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München.     

Über die seitendrüsen der mitteleuropäischen rötelmaus (Clethrionomys Glareolus schreber)

Zusammenfassung Die Untersuchung der Seitendrüsenfelder der mitteleuropaischen Rötelmaus (Clethrionomys glareolus) ergab Übereinstimmung mit den Flankenorganen des Goldhamsters (Mesocricetus auratus) und der Wühl ratte (Arvicola terrestris) insofern, als es sich in allen drei Fällen um vergrößerte (hypertrophische) Haarbalg-Talgdrüsen handelt. Derwesentliche Unterschied scheint nur darin zu bestehen, daß these Drüsen bei der Rötelmaus sehr viel schwächer und nur bei geschlechtsaktiven ausgeprägt sind und nur in seltenen Fällen deutlich sezernieren. Die Behaarung der Seitendrüsenfelder ist bei der männlichen Rötelmaus gut ausgeprägt und abweichend von der Haarfarbe und -folge des übrigen Felles. Über die Funktion der Seitendrusen ließ sich nichts ermitteln.     

Zur Charakterisierung neuronaler und gliöser Elemente im Epithel des Saccus vasculosus von Knochenfischen

Zusammenfassung Das Epithel des Saccus vasculosus des Flußbarsches Perca fluviatilis besteht aus Krönchenzellen, bipolaren Liquorkontaktneuronen (Zahlenverhältnis etwa 41) und Stützzellen. Im Bereich des Saccus kommen Macrophagen vor. Die Krönchenzellen wurden unter verschiedenen Fixierungsbedingungen untersucht. Die Globuli enthalten schlauchförmige Zisternen, die nicht mit den Zisternen des Zellapex in Verbindung stehen. Im Zytoplasma des Zellapex und der Globuli wird bei langdauernder OsO₄-Imprägnation Osmium gebunden. Die Krönchenzellen werden basal von Ausläufern der Stützzellen unterlagert. Sie werden nicht innerviert und entsenden keine Axone.Die bipolaren Neurone sind durch einen im Liquor endigenden Dendriten und ein Axon gekennzeichnet, das in eines der Faserbündel des Epithels eintritt. Der Dendrit trägt 1 bis 2 Zilien. Die Zelle ist reich an Vesikeln und kann am Perikaryon wie an den Ausläufern Synapsen tragen. Im extrazellulären Raum um die Neurone und in vesikulären Strukturen des Apex wird Acetylcholinesterase nachgewiesen.Der Nervus sacci vasculosi dürfte nur afferente Axone von Liquorkontaktneuronen und efferente Fasern, die diese innervieren, enthalten.

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Neuronal and glial cell elements within the epithelium of the Saccus vasculosus in teleosts

Summary The epithelium of the Saccus vasculosus of Perca fluviatilis consists of coronet cells and bipolar liquor contact neurones in a 41 ratio, and supporting cells. The organ also contains macrophages.The coronet cells have been studied after different kinds of fixation. The globules of these cells contain tubelike cisternae, which do not connect with cisternae in the cell's apical protrusion. The cytoplasm of the apical protrusion and to a greater extent of the globules, is stained by longlasting OsO₄-impregnation. The coronet cells have no direct contact with the basement membrane of the organ. They are neither innervated nor have axons.The dendrites of the bipolar nerve cells end with a bulbous structure protruding into the cerebrospinal fluid. The dendrites contain vesicles and each bears 1–2 cilia. The axons join the fiber bundles of the epithelium. There are synaptic contacts on the surface of the neurons and their processes. In some vesicular structures within the apices and more conspicuously within the extracellular space around these cells indications of acetylcholinesterase activity are found.It appears that the nervus sacci vasculosi contains only afferent axons of the bipolar liquor-contact neurons and efferent fibres which form synaptic contacts with these neurons.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Simulation of rhythmic nervous activities

Zusammenfassung Die überschwellige Dauererregung mehrerer Jenik-Modellneurone würde bei jedem einzelnen zu einer ununterbrochenen Dauerentladung führen. Auf Grund des hier vorgestellten Verschaltungsprinzips der sog. Zyklischen Hemmung sind die Elemente jedoch über Hemmungsleitungen in zyklischer Weise miteinander verkoppelt, wodurch zeitlich definierte, periodisch sich wiederholende, gegenseitige Erregungsunterdrückungen erreicht werden. Das heißt: trotz gleichförmiger Eingangserregung zeigen die Neuronenmodelle am Ausgang ein burst-artiges Entladungsmuster.Der für einen solchen Burst-Generator endlicher Folgefrequenz notwendige Verzögerungsmechanismus ist dadurch gegeben, daß die Modellneurone nach erfolgter Hemmung eine ausreichend lange Erholphase durchlaufen müssen, bevor sie wieder in den aktiven Entladungszustand gelangen. Die Länge dieser Erholphase ist abhängig von den Parametern des Erregungs- und Hemmeinganges (Frequenz, Amplitude, PSP-Zeitkonstante), also von außen steuerbar.Zwei verschiedene Typen von zyklischen Netzwerken werden untersucht. In den einfachen Netzwerken werden Ausgangs- (Erregungs-) und Zwischen- (Hemmungs-) Nervenzelle durch ein und dasselbe Modellneuron repräsentiert. Beliebig viele, jedoch mindestens 3 Einzelelemente umfaßt ein solcher Burst-Generator (N3), wobei jedes Element in Hemmrichtung maximal bis zu M _maxN–2 Nachbarelemente hemmend beeinflussen kann. Diese streng rotationssymmetrische Hemmungsverschaltung garantiert das charakteristische rhythmische Ausgangsmuster der periodischen Erregungsumläufe, indem die Modellneurone entgegen dem Hemmrichtungssinn nacheinander in Bursts entladen.Im Unterschied zu den einfachen Netzwerken wird — als mögliche Annäherung an die physiologischen Gegebenheiten — in den sog. komplexen Netzwerken der Hemmeinfluß jedes Ausgangselementes über ein eigenes Zwischen- (Hemmungs-) Element ausgeübt. Die Vielfalt der Ausgangs-Zeitmuster kann dadurch erheblich gesteigert werden.Die Ausgangsmuster beider Netzwerktypen können bei gegebener Struktur als Funktion der Erholphase errechnet werden. Die Nützlichkeit dieser Netzwerke als biologisches Modell liegt vielleicht gerade darin, daß die das Zeitverhalten bestimmende Erholphase von den Eingangsgrößen direkt gesteuert wird, d. h. die Werte der Eingangsparameter werden in eine Zeitgröße (der Länge der Erholphase) umgesetzt. Mit noch zusätzlicher zeitabhängiger und asymmetrischer Variation dieser Eingangsparameter an den Einzelelementen stellt ein derartiges Netzwerk ein vielseitiges und flexibles Steuerinstrument für die verschiedensten (periodischen) Vorgänge dar.Obwohl es aus der Biologie noch keinen direkten Beweis für das Vorhandensein einer derartigen Hemmungsverkopplung gibt, sind andererseits rückführende Hemmverbindungen und Neurone mit relativ langer Hyperpolarisationsphase bekannt. Im Rückenmark, Septum, Ammonshorn und Thalamus sind in der Literatur ähnliche Neuronenaktivitäten beschrieben, die unsere Modellvorstellung unterstützen.     

Über den Einfluss der Bewegungsrichtung der Basilarmembran auf die Ausbildung der Cochlea-Potentiale von Strix varia (Barton) und Melopsittacus undulatus (Shaw)

Zusammenfassung Die vom runden Fenster abgeleiteten Cochlea-Potentiale von Barred Owl (Strix varia) und Wellensittich (Melopsittacus undulatus) werden in einer ursprünglich für Säuger entwickelten Apparatur untersucht. Verbesserungen der schon früher erarbeiteten präparativen Technik für Kleinvögel werden angegeben.Die Cochlea-Potentiale der Eule werden in ihrer Abhängigkeit von Intensität, Dauer und Polarität (Phase) eines ursprünglich rechteckigen Reizimpulses dargestellt. Nur die Stärke des Klicks hat einen wesentlichen Einfluß auf ihre Ausbildung; dies stimmt mit den Beobachtungen an Säugern überein.Nur die Mikrophon-Komponente der elektrischen Schwankungen im Innenohr des Wellensittichs verhält sich wie bei Eule und Säuger. Die auf die Entladungen von Nervenzellen zurückgeführte Komponente N₁ zeigt eine gründlich verschiedene Empfindlichkeit für die Dauer und die Phase des Reizes. Ähnliche Verhältnisse scheinen nach älteren Untersuchungen bei der Taube zu bestehen.In der Diskussion werden die Unterschiede zwischen Sittich (und Taube) einerseits, Eule (und Säuger) andererseits in Parallele zur Größenentwicklung von Cochlea und Fußplatte des Gehörknöchelchens gesetzt.Zur Erklärung der Empfindlichkeit der nervösen Entladungen für die sich mit der Reizdauer und -phase ändernde Bewegungsweise der Basilarmembran wird angenommen, daß die Verlagerung der Haarzellen zum ovalen Fenster erregend, in entgegengesetzter Richtung hemmend wirkt. Bei kurzen Reizen tritt Interferenz beider Wirkungen auf.Ermöglicht durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Struktur,Verteilung und Funktion der Kontaktzonen im Bauchmark von Lumbricus terrestris L.

Zusammenfassung Das Grundgerüst des Nervensystems von Lumbricus terrestris L. wird von dem aus verformbaren Bogensystemen aufgebauten Neurilemmschlauch gebildet. Astrozytenähnliche Gliazellen sind durch Kontaktzonen mit den Neurilemmsepten verknüpft. Die gliösen Elemente umhüllen faserkorbartig die Ganglienzellen, scheiden — zu Lamellen angeordnet — die dorsalen Riesenaxone ein und unterteilen das zentrale Neuropil. Auf diese Weise werden die nervösen Strukturen nach dem Prinzip der flexiblen Stabilisierung geschützt. Die verschiedenartigen Zonulae adhaerentes und Hemidesmosomen verhindern gemeinsam mit dem Faserbügelsystem des Neurilemms sowie den Gliafilamenten eine unphysiologische Deformierung des Bauchmarks. Die charakteristische Verteilung der Zonulaketten im Bereich der dorsalen Riesenaxone sowie auch in den Durchdringungszonen mehrerer aneinandergrenzender Gliafaserkörbe der Ganglienzellschicht deutet auf einen stabilisierenden Effekt der Kontaktzonen hin. Das Fehlen von Maculae adhaerentes, Zonulae occludentes und septierten Desmosomen wird mit Hinweis auf die daraus resultierenden funktionellen Konsequenzen diskutiert.

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Structure, distribution and function of the attachment zones in the ventral nerve cord of lumbricus terrestris L.Light- and electron-microscopic studies

Summary The basic principle of flexible stability is evident in the construction of the fibrous capsule of the nervous system of Lumbricus terrestris L. The astrocyte-like glial cells are attached by means of different types of half-desmosomes to this fibrous tissue. On the other hand the glial elements form basket-like structures on the surface of nerve cell bodies and surround the dorsal giant axons in the form of lamellae. Specialized zonulae adhaerentes of glial processes are very abundant in those areas that are mainly subject to deformation. These results, and other indications of the existence of a specific pattern of distribution of glial cell junctions, support the hypothesis of a stabilizing function of the contact zones within the ventral nerve cord. Neither maculae adhaerentes nor zonulae occludentes and septate desmosomes are found in the nervous system of Lumbricus; the functional consequences are discussed.

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Teil einer medizinischen Doktorarbeit.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle nach Fixation durch Gefriersubstitution

Zusammenfassung Die Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta besteht aus parallel verlaufenden Muskelfasern, die über glanzscheibenartige Strukturen in den Querverbindungen miteinander verbunden sind. Jede Muskelfaser ist von einer dicken Bindegewebshülle umgeben. Die Fasern sind über Hypodermiszellen mittels Tonofibrillen in der Cuticula verankert.Unkontrahierte Sarkomere haben eine Länge von 5 m und mehr. Eine H-Zone ist angedeutet, eine M-Linie nicht vorhanden. Aktin- und Myosinfilamente (Durchmesser 72 bzw. 160 AE) liegen nicht im Register. Daneben existiert ein dritter, sehr dünner Filamenttyp. Die Z-Zone hat einen gewellten Verlauf und faßt die Aktinfilamente in Bündeln zusammen. Mitochondrien liegen beiderseits der Z-Zone. Das T-System faltet sich in Form von Sarkolemmkerben in das Faserinnere ein und setzt sich in Tubuli nach innen fort. Z-Zonen und Sarkolemmkerben sind miteinander verbunden. T-System und sarkoplasmatisches Retikulum treten durch unregelmäßig verteilte Diaden miteinander in Kontakt.Begrenzter Ca⁺⁺-Entzug läßt Kontraktionswellen von der Länge mehrerer Sarkomere entstehen.Die Fixation durch Gefriersubstitution erzeugt gegenüber Standardverfahren Veränderungen wie Schrumpfung des Sarkoplasmas, Verdickung der Myosinfilamente, Vakuolisierung von Mitochondrien und vesikulärem System. In der Kontraktionswelle verkürzt sich die A-Zone mit zunehmender Sarkomerenkontraktion. Der Durchmesser der Myosinfilamente beträgt 172 AE, die Periodik der Cross-bridges von 305 AE bleibt im mittleren Bereich der Filamente konstant.

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Electron microscope studies of the ventral diaphragm of Locusta migratoria and of the slow wave of contraction after fixation by freeze substitution

Summary The muscular system of the ventral diaphragm of Locusta consists of parallel muscle fibers, which are connected by structures like intercalated discs within transverse bridges. Each muscle fiber is enveloped by a thick sheath of connective tissue. The fibers are attached to the cuticule by means of hypodermic cells with tonofibrils.Uncontracted sarcomeres have a length of 5 m and more. The H-band is slightly indicated, a M-line is not visible. Actin and myosin filaments (diameter 72 respectively 160 AE) are out of register. Moreover there is a third and very thin type of filaments. The Z-band has an undulating shape and collects the actin filaments into bundles. Mitochondria lie on either side of the Z-band. The T-system invaginates as sarcolemmal clefts and continues its course inwards as tubuli. The sarcolemmal clefts are connected with the Z-band. The T-system and the sarcoplasmic reticulum are joined by diads of irregular distribution.Limitated deprivation of Ca⁺⁺ causes waves of contraction with the length of several sarcomeres.Contrary to standard methods the freeze-substitution causes some modifications such as shrinking of the sarcoplasm, thickening of the myosin filaments, vacuolization of mitochondria and vesicular system. Within the waves of contraction the A-band shortenes with increasing sarcomere contraction. The diameter of the myosin filaments measures 172 AE, the 305 AE-period of the cross-bridges remains constant within the middle of the filaments.

Auszug aus der Dissertationsarbeit Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Muskulatur des ventralen Diaphragmas von Locusta migratoria und der langsamen Kontraktionswelle unter Anwendung der Gefriersubstitution (Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Universität Göttingen). Auf Anregung von Herrn Prof. Dr. Schlote und mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Göttinger Akademie der Wissenschaften.     

Untersuchungen am Ovar von Bruchidius obtectus Say. (Coleoptera-Polyphaga) zur Klärung des Oocytenwachstums in der Prävitellogenese

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit werden die Ovariolen adulter Imagines von Bruchidius obtectus licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Durch den Nachweis von Nährsträngen, die die Oocyten mit den Nährzellen der Endkammer verbinden, konnte erstmals gezeigt werden, daß Bruchidius telotroph-meroistische Ovariolen besitzt. Die Nährzellen, deren Kerne kettenförmige Nukleolen aufweisen, bilden bei den Imagines ein Syncytium, das von einem räumlichen Maschennetz aus interstitiellen Zellen stabilisiert wird. In den Oocytenkernen entsteht während der Prävitellogenese eine Karyosphäre, von der aus Nukleolarkörper, Binnenkörper und segmentierte Längsstrukturen gebildet werden. Die Nukleolarkörper und die kettenförmigen Nährzellnukleolen werden als multiple Nukleolen diskutiert.Der zweite Teil der Arbeit stellt eine ontogenetische Untersuchung des Ovariolengewebes dar. Danach entsteht das Nährzellsyncytium in der Phase der Imaginalhäutung aus einem zellulär-fusomalen Verband. Die morphologische Abgrenzung der Ei- und Nährzellen voneinander sowie die Ausbildung von Nährsträngen finden ebenfalls in dieser Entwicklungsphase statt. Die präsumptiven Ei- und Nährzellen durchlaufen auf dem Puppenstadium das Pachytän der Prophase der Meiose. Damit weisen sich die Nährzellen als Keimbahnabkömmlinge aus.Im dritten Teil der Untersuchungen erfolgt eine Analyse der DNA- und RNA-Synthese sowie des RNA-Transports in dem Ovariolengewebe adulter Imagines. DNA Markierungen mit ³H-Thymidin lassen auf einen, wenn auch geringen, Polyploidiegrad der Nährzellkerne schließen. Markierungen mit ³H-Uridin belegen eine hohe RNA-Syntheserate der Nährzellkerne. Mit nahezu gleicher Intensität wie die Nährzellkerne synthetisieren auch die Oocytenkerne RNA, obwohl sie eine Karyosphäre bilden. Mit Hilfe von Markierungsgradienten im Ooplasma sowie von Nährstrangmarkierungen gelang der Nachweis eines RNA-Transportes von Nährzellsyncytium über die Nährstränge in die Oocyten.Abschließend wird das telotrophe Ovar von Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) dem telotrophen Ovar der Heteropteren gegenübergestellt. Der Vergleich legt eine konvergente Entwicklung dieses Ovartyps bei Insekten nahe.

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The growth of oocytes during previtellogenesis in the ovary of Bruchidius obtectus say. (Colepotera-Polyphaga)

Summary In the first part of the investigation the ovarioles of adult imagines are analyzed by light and electron microscopy. It is shown that nutritive cords connect the oocytes with the apical trophic tissue, demonstrating that Bruchidius has telotroph-meroistic ovarioles. The trophic tissue, in which the nurse cell nuclei contain chain-like nucleoli, is a syncytium stabilized by a three-dimensional network of interstitial cells. During previtellogenesis, a karyosphere is formed in oocyte nuclei in which nucleolar bodies, endobodies, and filament bodies originate. The nucleolar bodies and the chain-like nucleoli of nurse cells are considered to be multiple nucleoli.In the second part, the development of the ovariole tissue during ontogenesis is studied. The syncytial trophic tissue derives from a cellular-fusomal organization during the phase of molting. During the same period, the morphological distinction between nurse cells and oocytes as well as the development of nutritive cords take place. Nurse cells are derived from the germ-line, since, during pupal stages, both the prospective oocytes and the prospective nurse cells undergo the prophase of meiosis up to pachytene.The third part is an investigation of DNA- and RNA-synthesis and RNA-transport in the ovariole tissue of adult imagines. DNA labelling with tritiated thymidine shows a small degree of polyploidisation in nurse cell nuclei. By labelling with tritiated uridine, a high rate of RNA-synthesis could be demonstrated in nurse cell nuclei. A similar amount of RNA-synthesis exists in oocyte nuclei, even if they form a karyosphere. The transport of RNA from the apical trophic tissue via the nutritive cords into the oocytes is demonstrated by silver grain gradients over the ooplasm and by the labelling of nutritive cords.Finally, the telotrophic ovary of Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) is compared with the telotrophic ovary of Heteroptera, suggesting a convergent development of telotroph-meroistic ovaries in insects.

Meinem verstorbenen Lehrer Herrn Prof. Dr. Karlheinz Bier bin ich für die Überlassung des Themas und für die rege Anteilnahme am Fortgang der Arbeit zu großem Dank verpflichtet. Ebenso gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. Klaus Heckmann, der mir die Fortsetzung der Arbeit ermöglichte. Für zahlreiche Diskussionsbeiträge und kritische Anmerkungen danke ich Herrn Prof. Dr. Oswald Hess, Herrn Dr. Udo Mays, Herrn Prof. Dr. Karl Müller und Herrn Dr. Fritz Weber. Frau Marianne Unger danke ich für die technische Hilfe bei der Anfertigung des Schemas.     

Changes in the ecological balance of invertebrate communities in kelp holdfast habitats of some polluted North Sea waters

Summary 1. This paper presents a thirty-one month study of a neotenous invertebrate community which developed inLaminaria hyperborea holdfasts in some polluted waters of the North Sea (northeast England und southwest Scotland).2. Sixty miles of open coastal waters and approximately thirty miles of the Forth Estuary are affected by pollutants.3. Reduction in the species diversity leaves only one possible detritus food chain in the habitat.4. This simple community is not in balance.5. The ecology of the polluted water community is considered and the possible long-term effects of pollution in the kelp forest are discussed.

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Veränderungen des ökologischen Gleichgewichts von Invertebraten-Lebensgemeinschaften in Habitaten der Haftorgane von Tangen einiger verunreinigter Nordseegewässer

Kurzfassung Die durch Wasserverunreinigungen bedingten räumlichen und zeitlichen Veränderungen der Lebensgemeinschaften von Invertebraten, die auf dem Haftorgan der BraunalgeLaminaria hyperborea Gunn. Fosle siedeln, wurden untersucht. Alle Beobachtungen beziehen sich auf die nordöstliche Küste Englands und die südwestliche Küste Schottlands. Die Arbeit schließt sich an eine frühere Veröffentlichung (Jones 1971) an, in der die chemischen, physikalischen und biologischen Faktoren behandelt wurden, welche die verschmutzten Küstengebiete charakterisieren. Dabei wurde unterschieden zwischen der jährlichen Zuwachsrate des Haftorgan-Habitats (gemessen in mm³ ecospace) und der Besiedlungsrate (ecoperiod). Die Ergebnisse zeigen, daß die Entwicklung der Epifauna aufLaminaria hyperborea in einem Radius von ungefähr 50 km um den Firth of Forth und in einem Bereich von 100 km in offenen, verschmutzten Küstengewässern verlangsamt ist. In verunreinigten Küstengewässern entsteht eine wenig stabile Nahrungskette, die sich auf Detritus aufbaut. Der periodische Verlust einiger nur kurzfristig siedelnder Arten scheint zu bewirken, daß sich die Biozönose nicht unabhängig von benachbarten, in unverschmutzten Gebieten vorkommenden marinen Gemeinschaften entwickeln kann. Die möglichen Dauerfolgen der Verschmutzung auf derartige neotene Lebensgemeinschaften werden diskutiert.

     

Biologie, ökologie und brutpflege von coelotes terrestris (wider) (araneae,agelenidae) teil I. biologie und ökologie

Zusammenfassung Coelotes terrestris (Wider) hat seinen Verbreitungsschwerpunkt in den geschlossenen Laub- und Nadelwäldern besserer Bonität auf lehmigen Böden und kommt in erster Linie in Berggegenden vor. Von dort strahlt sie aber weit auf die Sandböden der Ebene aus und kompensiert dabei die Feuchtigkeitsdifferenz zwischen Lehm- und Sandboden durch ihren Aufenthalt in Gebieten mit hohem Grundwasserstand. Den wechselnden Feuchtigkeitsverhältnissen entsprechend ist ihr Vorkommen in Verbreitungsrandgebieten inselartig. Wenn sie stellenweise auch in Grenzgebieten möglicher Besiedlung, wie sie scheinbar trockene, dürftige Föhrenbestände darstellen, eine überraschend hohe Populationsdichte erreicht, ist dies nicht auf ein Optimum an Faktorenkonstellation schlechthin, sondern auf die Unmöglichkeit einer Ausbreitung in angrenzende Trockengebiete zurückzuführen. Coelotes ist eine Bodenspinne. Auf lehmigen Böden lebt sie in Laubstreu, in Bodenspalten unter den flach ausgebreiteten Wurzeln von Fichten, auf Sandboden in hochwüchsigem Moos (Hypneen, nicht Sphagnum), vor allem aber in der Rohhumus- und Streuschicht, die sockelartig den Fuß von Föhrenstämmen umgibt, und überall gerne unter großen, tiefliegenden Steinen. Bewohner von Kiefernstämmen legen ihre Netze mit Vorliebe zwischen Borke und umgebender Rohhumus-bzw. Streuschicht an. Um einen Kiefernstamm von nur 16 cm Durchmesser wurden bis zu fünf bewohnte Netze gefunden. Eine Prävalenz von Kiefernborke war im Wahlversuch nachweisbar, desgleichen eine solche von Rohhumus vor ebenso feuchtem Lehm- oder Sandboden verschiedener Körnigkeit. Dank seiner beträchtlichen Wasserkapazität und guten Wärme-Isolation bietet der Rohhumus diesen Spinnen auch in Trockengebieten eine Existenzmöglichkeit. Resistenzversuche ergaben, daß Coelotes zwar auf die Dauer eine weitgehende Wasserdampfsättigung der Luft benötigt, daß aber seine Widerstandsfähigkeit gegenüber einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30–75% im Vergleich zu anderen feuchtigkeitssuchenden Bodentieren recht groß ist. Die Resistenz aller Jugendstadien ist höher als die der Erwachsenen. Während sich aber die Lebensdauer der noch im mütterlichen Netz verweilenden Kleinspinnen mit abnehmender Luftfeuchtigkeit merklich verkürzt, erweist sich die Widerstandsfähigkeit der halbwüchsigen Individuen, die überwintern, in allen Feuchtigkeitsbereichen als annähernd gleich hoch. Selbst in 75% relativer Luftfeuchtigkeit blieben adulte nur durchschnittlich 131 Std am Leben, bei 30% dagegen immerhin noch 40 Std. Jungspinnen hingegen halten in 30% relativer Luftfeuchtigkeit 2–3mal so lange aus.Bei Stammbewohnern ließ sich eine Bevorzugung der Ostseite (nicht Osthälfte!) und noch deutlicher eine Meidung der West- und Nordwestseite der Stämme nachweisen, wodurch sie sich - ihrer Hemihygrophilie entsprechend - dem unmittelbaren Abfluß des Regenwassers von den Stämmen entziehen. Nächst der genauen Ostrichtung werden aber auch die Nord- und Südseiten der Stämme stark frequentiert, die Zwischenhimmelsrichtungen dagegen auffallend benachteiligt. Als Erklärung dafür wird angenommen, daß die Spinnen durch vermutliche polarisationsoptische Orientierung primär der Ostseite zustreben. Ist diese schon besetzt, rücken sie zur Wahrung eines angemessenen Sicherheitsabstandes vom Nachbarindividuum um rund 90° des Kreisbogens ab und treffen somit auf die Nord- oder Südseite. - Die Überwinterung der und halbwüchsigen Tiere erfolgt 10–15 cm von den Kiefernstämmen entfernt im Rohhumus und zwar nur etwa 5 cm unter der Bodenoberfläche. Dabei bevorzugen sie die Ostseite und relativ trockene Stellen. Seltener überwintern sie in ihren alten Wohnröhren, die sie dann oben verschließen.Habilitationsschrift     

Elektronenmikroskopische Untersuchung der Neurosekretion im Cerebralganglion des Regenwurmes (Lumbricus terrestris)

Zusammenfassung Die Feinstruktur der neurosekretorischen Nervenzellen und der Gliazellen im Cerebralganglion des Regenwurmes (Lumbricus terrstris) wurde untersucht.Die Nervenzellen zeigen verschiedenartige Erscheinungsformen. Einzelne sind mit reifen Neurosekretgranula (Durchmesser von rund 280 m) gefüllt (Speicherzellen). In anderen dominieren leere Vesikel, oder das Ergastoplasma nimmt die ganze Zelle ein. In einzelnen Fällen erweitern sich die Ergastoplasmacysternen sackartig, so daß die Zelle ein vakuolisiertes Aussehen gewinnt. Der für ein Sekret charakteristische Stoff wird zuerst in den flachen Cysternen des Golgi-Apparates und in den Golgi-Vesikeln der entleerten Zellen gefunden. Daraus kann geschlossen werden, daß der Golgi-Apparat in enger Beziehung zur Sekretbildung steht. In einigen Zellen werden reife Sekretgranula im Interzellularraum zwischen den Fortsätzen der Glia- und Nervenzellen beobachtet.Charakteristisch für die Gliazellen sind ein gut entwickelter Golgi-Apparat, Stützfilamente und einzelne Vesikelreihen. Letztere stehen vermutlich mit der Pinocytose und Phagocytose in Zusammenhang. Oft kommen in den Gliazellen — aber in geringer Menge auch in den Nervenzellen — große, dunkle Körper (Durchmesser 0,5–2,5 ) mit feinkörnigem, homogenem oder lamellärem Inhalt vor. Anscheinend bestehen zwischen diesen Körpern und den Gliamitochondrien Übergangsformen.Erweiterungen des Interzellularraumes an isolierten Abschnitten stehen aller Wahrscheinlichkeit nach mit der Entleerung des Sekretes in Verbindung. In ihnen ist ein blasser, fein präzipitierter Stoff zu finden. Die Wand der Kapillaren wkd von einer feinen Basalmembran und einer Myoendothelzellschicht gebildet. Oft sind zwischen benachbarten Endothelzellen und zwischen ihnen und der Basalmembran kleine homogene, dunkle Gebilde mit verwaschenem Umriß zu beobachten, die vielleicht mit der Entleerung der Sekretgranula in die Kapillaren in Zusammenhang stehen.     

Temperaturregulation und Tagesperiodik des Stoffwechsels bei Winterschläfern

Zusammenfassung o1.Das Temperaturregulationsvermögen von Myotis myotis Borkh. ist im Sommer besser entwickelt als im Winter. Die Höhe der Körpertemperatur ist im Sommer unabhängig von der Ruhe-Aktivitätsperiodik.Während die Tiere im Sommer selbst bei hoher Kältebelastung — bei täglich ausreichender Nahrungsaufnahme — zu Beginn ihrer Aktivi tätsperiode spontan erwachen, tritt im Winter unter gleichen Bedingungen nach viertägiger Kälteeinwirkung Winterschlaf ein.Der HVL zeigt deutliche jahresperiodische Veränderungen, hervorgerufen durch eine Verminderung der A-Zellen, besonders im äußeren Bereich der Adenohypophyse im Winter. Die Schilddrüsenfunktion und das Differentialblutbild sind deutlich vom jeweiligen Aktivitäts- bzw. Belastungszustand der Tiere abhängig.Der Eintritt des Winterschlafs wird durch erhöhte Schlafbereitschaft während der Ruheperiode (tiefe Tagesschlaflethargie) bestimmt. Temperaturen unter 10° C verkleinern die Amplitude des Stoffwechselanstiegs zu Beginn der Aktivitätsperiode.Das Fortbestehen tagesperiodischer Stoffwechseländerungen unter konstanten Umweltbedingungen konnte in den ersten Wochen des Winterschlafs nachgewiesen werden. Nach längerem natürlichem Winterschlaf war keine sichtbare Stoffwechselperiodik mehr zu erkennen. Für ein Weiterbestehen der endogenen Rhythmik (inneren Uhr) im tiefen Winterschlaf liegen Hinweise vor.Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf schwankt unregelmäßig zwischen 15 und 90 min.In der Höhe von Körpertemperatur und Stoffwechsel konnten deutliche Unterschiede bei Myotis myotis und Barbastella barbastella Schreb festgestellt werden. 2.Bei einjährigen Siebenschläfern (Glis glis L.) wurden in den Sommermonaten Absinken der Körpertemperatur und Lethargie während des Ruheschlafs beobachtet. Als primäre Ursache wird eine durch die Gefangenschaft bedingte, zeitlich verschobene Winterschlafbereitschaft verantwortlich gemacht.Stoffwechsel und Atmung beim Eintritt und im Verlauf des Winterschlafs des Siebenschläfers zeigen keine prinzipiellen Unterschiede gegenüber Myotis myotis. Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf variiert unregelmäßig zwischen 5 und 60 min. Eine Fortdauer der sichtbaren Stoffwechselperiodik konnte nicht festgestellt werden.Bei konstant niederer Temperatur (6° C) und Dauerdunkel konnte die Winterschlafbereitschaft der Buche trotz Fütterung bis in den Frühsommer verlängert werden. 3.Eine jahresperiodisch eintretende innere Winterschlafbereitschaft ist die Voraussetzung für den Eintritt des Winterschlafs beim Goldhamster (Mesocricetus auratus Waterh.).Konstant tiefe Temperatur verlängert die Dauer der Winterschlafperioden. Der Eintritt der Lethargie erfolgt während der normalen Ruheperiode, unabhängig von der Temperatur.Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. F. P. Möhres, danke ich für die Überlassung des Themas und wertvolle Anregungen und Hinweise. Ebenfalls zu Dank verpflichtet bin ich Herrn Dr. H. Löhrl für die Beschaffung der Siebenschläfer und Herrn H. Frank und dem Heimat- und Höhleverein in Laichingen (Württemberg) für die freundliche Unterstützung beim Besuch der schwäbischen und slowenischen Höhlen. Die Arbeit wurde gefördert durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die Prof. MÖhres zur Verfügung standen.