Hell-und Dunkeladaptation der Augen vonPieris brassicae L. (Lepidoptera)

Summary The compound eyes ofPieris brassicae L. have a tiered retina. During light and dark adaptation, ultrastructural changes have been observed throughout the length of the ommatidia in the latero-ventral region of the eyes. These changes have been quantitated by mapping at distinct levels of the ommatidia, and plotted as histograms. Both in visual cells and secondary pigment cells and at the attachment region between crystalline cone and rhabdome such ultrastructural changes have been found to be correlated to the state of adaptation.Distal and proximal photoreceptor cells show different adaptation mechanisms. Whereas the distal cells show a clear pupil mechanism in their distal parts, there is only very little horizontal movement of pigment granules in the proximal cells. In the proximal cells, multivesicular bodies (MVB) are always abundant, while in the distal cells their number is small and increases slightly during light adaptation. In the proximal cells light adaptation causes pigment granules, located in the distal process, to move proximally. Increasing the light intensity from 160 to 1600 W/cm² results in more intense migration of pigments.In the secondary pigment cells, a slight but significant distal movement of pigment granules is observed at high light intensity. If continued this condition causes the granules to aggregate in the vicinity of the apical cell membrane, and to move up to the distal inflated extensions of the distal processes formed by these cells. In dark adapted eyes, these processes are nearly devoid of pigment and the pigment granules beneath the apical membrane disperse. In addition to these structural changes, there is a tendency for retinal movements at the attachment from crystalline cone to rhabdome. — The various adaptation mechanisms are not equally well developed in different regions of the compound eye.

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Hell-und Dunkeladaptation der Augen vonPieris brassicae L. (Lepidoptera)

Zusammenfassung Die Retina vonPieris brassicae L. ist mehrreihig. Erstmals wurden feinstrukturelle Veränderungen während der Hell und Dunkeladaptation über die gesamte Länge der Ommatidien des latero-ventralen Augenbereichs anhand von Kartierungen in vergleichbaren Höhen der Ommatidien untersucht und in Histogrammen wiedergegeben. — Sowohl in den Sehzellen als auch Nebenpigmentzellen und am Übergang von Kristallkegel zum Rhabdom wurden feinstrukturelle Veränderungen in Korrelation mit der Adaptation gefunden.Die Adaptation erfolgt bei distalen und proximalen Sehzellen jeweils auf andere Art. Während die distalen Sehzellen in ihrem distalsten Bereich sehr gut die Pupillenreaktion zeigen, adaptieren die proximalen Sehzellen nur geringfügig mit horizontaler Pigmentwanderung. Auch die Anzahl der multivesikulären Körper (MVB), die in den proximalen Sehzellen immer groß ist, steigt bei Helladaptation (HA) nur in den distalen Sehzellen etwas an. In den proximalen Sehzellen wandern die Pigmentgranula bei HA geringfügig aus dem distalen Fortsatz dieser Sehzellen proximalwärts. Intensitätssteigerung auf das 10fache (von 160 auf 1600W/cm²) bewirkt eine Verstärkung der genannten Pigmentwanderungs-Reaktionen in den Sehzellen.Die Granula der Nebenpigmentzellen wandern bei HA mit starker Intensität etwas distalwärts. — Bei starker langer HA häufen sich diese Granula unter der apikalen Membran dieser Nebenpigmentzellen und wandern bis in die distalen kleinen Erweiterungen der distalen Fortsätze dieser Zellen. Bei Dunkeladaptation (DA) sind diese Fortsätze nahezu frei von Pigment; unter der apikalen Zellmembran verteilen sich die Pigmente locker. Außerdem besteht am Übergang von Kristallkegel zu Rhabdom die Tendenz zur Retinomotorik. — In den verschiedenen Augenbereichen erfolgen die genannten Adaptationsreaktionen unterschiedlich gut.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Stiftung Volkswagenwerk

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Herrn Prof. Dr. Kurt Hamdorf (Bochum) danken wir für kritische Diskussion und Fräulein Althaus für die graphischen Darstellungen     

Polarisationsoptische Untersuchungen am Auge von Calliphora erythrocephala (Meig.)

Zusammenfassung Die Doppelbrechung der Cornealinse und der Rhabdomere im Facettenauge von Calliphora erythrocephala (MEIG.) wurde untersucht.Der Gangunterschied wurde in Schnitten parallel zur Ommatidienachse gemessen. Die Differenz der Brechungsindices — die Doppelbrechung — zwischen dem außerordentlichen und dem ordentlichen Strahl ist (n _e – n _o) = 0,0012. Die Cornealinse ist ein einachsig, negativ doppelbrechender Kristall. Die optische Achse verläuft parallel zur Ommenachse.Die Kristallkegel und die Rhabdomerenkappen sind isotrop. Die Rhabdomere selbst sind anisotrop. Der Gangunterschied in den Sehstäben 1–6 (50 nm) scheint größer zu sein als im siebenten Rhabdomer (18 nm). Die Rhabdomere der siebenten und achten Sehzelle liegen jedoch genau hintereinander in einer Achse und dieTubuli sind zueinander senkrecht orientiert. Polarisationsoptisch gesehen liegen die beiden Sehstäbe in Subtraktionsstellung. Die Doppelbrechung der Rhabdomere ist (n _e – n _o) = – 0,0004.

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Investigations with polarized light on the eye of Calliphora erythrocephala (Meig.)

Summary The birefringency of the corneal lens and of the rhabdomeres in the compound eye of Calliphora erythrocephala (MEIG.) was investigated.The phase difference was measured in sections parallel to the axis of the ommatidium. The difference of the refractive indices — the birefringency — between the extraordinary and the ordinary beam is (n _{e – n o}) = –0,0012. The corneal lens is a negative birefringent crystal. Its optical axis runs parallel to the axis of the ommatidium.The crystalline cones and the extracellular distal processes of the rhabdomeres are isotropic. The rhabdomeres are anisotropic. The phase difference along the rhabdomeres No. 1–6 (50 nm) seems to be higher than in the seventh (18 nm). As rhabdomere No. 8 is situated beneath rhabdomere No. 7 and the tubules of these two rhabdomeres are perpendicularly orientated, the phase differences are partially cancelled. The birefringency of the rhabdomeres is (n _e – n _o) = –0,0004.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen des Auges von Planarien

Zusammenfassung Es wurde das Auge der Süßwasserturbellarien Dugesia lugubris und Dendrocoelum lacteum mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Im Feinbau stimmen die Augen beider Arten im wesentlichen überein. Das eigentliche Auge besteht aus dem Pigmentbecher und den zur Photorezeption differenzierten Nervenendigungen der bipolaren Sehzellen, den sog. Sehkolben. Das Cytoplasma der Pigmentzellen wird von durchschnittlich 1 großen kugeligen, mehr oder weniger homogenen Pigmentkörnchen erfüllt. Der Zellkern liegt in der äußeren pigmentfreien Zone des Cytoplasmas. Vor allem dort können auch das endoplasmatische Reticulum und die Mitochondrien beobachtet werden. Der sog. Pigmentbecher ist ein allseitig geschlossenes Gebilde, dessen pigmentfreier Teil von einer Verschlußmembran, der sog. Cornealmembran, gebildet wird. Diese Verschlußmembran ist ein cytoplasmatischer, nichtpigmentierter, lamellar gebauter Fortsatz der Pigmentzellen. Der distale Fortsatz der Sehzellen dringt durch die Verschlußmembran in das Innere des Auges ein. Im Inneren des Pigmentbechers wird der Raum zwischen den Sehkolben vom homogenen Glaskörper ausgefüllt. Dieser zeigt in osmiumbehandelten Präparaten eine mittlere Dichte und mit stärkerer Vergrößerung eine sehr feine fibrilläre Struktur. Der kernhaltige Teil der Sehzellen liegt außerhalb des Pigmentbechers. Der Kern ist verhältnismäßig locker gebaut, enthält einen kleinen exzentrisch liegenden Nucleolus und wird von einer doppellamellär gebauten Kernmembran begrenzt. Das Perikaryon besitzt eine feinkörnige Grundstruktur. Die Durchmesser der Körnchen wechseln von 50 bis zu mehreren 100 Å; ihre Struktur zeigt einen Übergang über die Vesiculae zu den Vakuolen des Cytoplasmas. Die verschieden großen Vakuolen des Cytoplasmas sind von einer hellen, homogenen Substanz erfüllt. Das Perikaryon enthält auch Mitochondrien. Die Grundstruktur der distalen Fasern der Sehzellen ist ähnlich wie die des Perikaryons, enthält aber auch 100–120 Å dicke Neurofilamente. Die Nervenfasern sind nackt und recht verschieden dick. Die distale Faser der Sehzellen durchbohrt die Verschlußmembran und setzt sich in den Sehkolben fort. Der Stiel — bei Dugesia lugubris — ist prinzipiell ebenso gebaut wie die Nervenfaser; er ist ihre intraokulare Fortsetzung. Auf diesem Stielteil sitzt der eigentliche Sehkolben. Er besteht im allgemeinen aus 2 verschiedenen Teilen: aus der in der Fortsetzung des Stieles liegenden Achsenzone und aus der Zone des Bürstensaumes (Stiftchenkappe). In der Achse des Sehkolbens liegen viele Mitochondrien. Die Struktur des Cytoplasmas der Achsenzone ist ähnlich wie jene im Perikaryon bzw. in der Nervenfaser. Auffallend sind in der Achsenzone viele von einer hellen, homogenen Substanz erfüllte, verschieden große Vakuolen. Ihre Zahl hängt vom Funktionszustand des Auges ab. Die Randzone des Sehkolbens ist der Bürstensaum, der von cytoplasmatischen Mikrozotten gebildet wird. Die Breite der Mikrozotten wechselt von 200–1000 Å. Die Dicke der etwas dunkleren Grenzmembran beträgt 50–70 Å, der Inhalt der Mikrozotten erscheint homogen. Der Bürstensaum gibt im Polarisationsmikroskop eine positive Doppelbrechung. Die Bürstensaumzone, die eine Vergrößerung der Membranoberfläche bewirkt, dürfte im Dienste der Photorezeption stehen.     

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.     

Lichtinduzierte Farbstoffbildung bei Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus

Zusammenfassung Die lichtinduzierte Pigmentbildung wird in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren untersucht und ihre Kinetik gemessen. Der Farbstoff entsteht nur in einem stickstoffhaltigen Medium. — Der Temperaturbereich, innerhalb dessen Pigmentbildung möglich ist, liegt zwischen 14° und 39° C mit einem Optimum bie 29° C. — Für die Anfangskonzentration von Glucose im Medium wird ein Optimum bei 3% gefunden. Nach Verbrauch der Glucose hört die Farbstoffbildung auf, sofern nicht ein anderer Faktor begrenzend wirkt wie z. B. hohe Lichtintensität, durch die die Pigmentproduktion stark eingeschränkt, schließlich sogar völlig verhindert wird. In Abhängigkeit von der Lichtintensität findet sich ein Optimum der Pigmentbildung je nach Lichtsensibilität der Zellen zwischen 26 und 45 kerg · sec^-1 · cm^-2. Hohe Lichtintensität wirkt zerstörend auf bereits entstandenes Pigment. — Die Aktivität des pigmentbildenden Systems sowie die erreichbare Farbstoffendkonzentration hängen ferner vom Beginn der Belichtung ab. Nennenswerte Pigmentsynthese ist nur möglich bei einem Belichtungsbeginn innerhalb der ersten 10–12 Std und ist um so intensiver, je früher die Belichtung einsetzt. — Bei im übrigen günstigen Kulturbedingungen arbeitet das pigmentbildende System nur während der Lichteinwirkung. — Kinetische Untersuchungen der Farbstoffbildung zeigen, daß das Pigment im Medium entsteht und von dort in die Zellen aufgenommen wird. Demnach muß eine Synthese von Pigmentvorstufen in den Zellen und ihre Abgabe an das Medium angenommen werden.

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Light-induced pigment production by Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus Physiology of pigment production

Summary Light-induced pigment synthesis by cells of Saccharomyces cerevisiae var. ellipsoideus is investigated under the influence of various factors, and kinetic studies of its formation are performed. Pigmentation only occurs with nitrogen in the medium. The temperature favouring pigment production ranges between 14° C and 39° C, and has its optimum at 29° C. Optimum glucose concentration in the medium is 3%. Pigment formation continues until glucose is completely exhausted provided that no other factor — as for instance high light intensity — limits pigment synthesis before. The lowest possible light intensity for pigment production was found at 3 kerg · sec^-1 · cm^-2, the optimum lies between 26 and 45 kerg ¢ sec^-1 · cm^-2 — depending on the light sensibility of the cells. Still higher light intensities finally destroy part of the pigment already formed. — There is a clear influence of the onset of light exposure a) on the activity of the pigment producing system and b) on the end concentration of pigment. Only cells exposed to light within the first 10–12 hours of culture give rise to considerable pigment synthesis which is the more active the more the onset of light approaches that of the culture. If all other factors are favourable the pigment producing system once working continues to do so only as long as light is on. —Kinetic experiments show the pigment to be formed in the medium and then to be incorporated by the cells. It must be concluded therefore that pigment precursors are synthesised in the cell and from there transferred into the medium.

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Herrn Prof. Dr. W. Simonis zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Feinstruktur des Komplexauges der Roten Waldameise,Formica polyctena (Hymenoptera,Formicidae)

Zusammenfassung Die Analyse der Feinstruktur des Komplexauges der Ameise Formica polyctena ergab, daß der dioptrische Apparat der insgesamt 750 Ommatidien aus einer lamellierten Cornealinse und einem euconen Kristallkegel besteht. Zwei Hauptpigmentzellen umgeben schalenförmig den Kristallkegel, 8 Nebenpigmentzellen schirmen das Ommatidium in seiner ganzen Länge von der Cornea bis zur Basalmembran ab. Jedes Ommatidium besteht in seinem distalen Teil aus 8 Retinulazellen, 2 gegenüberliegenden schmalen und je 3 gegenüberliegenden großen Sehzellen. Weiter proximal tritt eine 9. Retinulazelle hinzu. Die Mikrovillisäume der Sehzellen verschmelzen zu einem zentralen Rhabdom. Im distalen Teil sind die Mikrovilli in 3 Richtungen angeordnet. Es wird im besonderen die Orientierung der Mikrovilli zur Augenlängsachse und zur Ommatidien-Symmetrieachse untersucht. Auch die 9. Sehzelle bildet Mikrovilli. Das Rhabdom endet an 4 basalen Pigmentzellen.Auf den Mikrovillisaum folgt im Querschnitt des dunkel adaptierten Ommatidiums ein Kranz von großen intrazellulären Vakuolen. Die anschließende cytoplasmatische Zone der Retinulazellen enthält viele Pigmentgranula und Mitochondrien; multivesikuläre und multilamelläre Körper sowie Golgiapparate treten nur selten auf. Die funktionelle Bedeutung des Ommatidienaufbaues und die Verteilung der Organellen bei Dunkeladaptation werden diskutiert.

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The fine structure of the complex eye of the ant Formica polyctena (Hymenoptera, Formicidae)

Summary The fine structure of the compound eye of the ant Formica polyctena was investigated. The eye consists of a total of 750 ommatidia, each containing a dioptric apparatus of a lamellated cornea lens, a eucone-type crystalline cone, and 8 long pigment cells which surround the ommatidium for its total length, i.e. from the cornea to the basal membrane. Each ommatidium has in its distal portion 8 retinula cells—6 large plus 2 small ones. The retinula cells are arranged in such a way that 3 pairs of large cells, and the one pair of the small cells lie opposite each other. Further proximally, a 9th retinula cell is encountered. The fused, centrally located rhabdom is built up by the microvilli of all nine retinula cells. The rhabdom ends at 4 basal pigment cells. In dark adapted ommatidia, a ring of large intracellular vacuoles is to be seen immediately peripherally to the rhabdom. The outer, cytoplasmic zone of the retinula cells contains many pigment granules and mitochondria; multivesicular bodies, onion bodies and Golgi apparatus are of relatively rare occurrence. The functional significance of the ommatidial structure and the arrangement of the cell organelles in the dark adapted condition are discussed.

Für technische Hilfe danke ich Frau Langer und Frl. Müller, Herrn Prof. H. Markl für die Durchsicht des Manuskripts.     

Das auge des hühnerflohs Ceratophyllus gallinae (Schrank) (Insecta,siphonaptera)

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Auge von Ceratophyllus zeigen, daß es keinem der bislang beschriebenen Ommatiden-Bautypen bei Insekten zuzuordnen ist.Der Rezeptorteil des Auges besteht aus über 100 Retinulazellen. (Beim Igelfloh Archaeopsylla sind es sogar über 300.) Diese bilden im Zentrum ein sehr voluminöses Rhabdom. Auf Querschnitten ist dieses aus Bändern geformt, die unregelmäßige Muster bilden. Außerdem liegen um dieses zentrale Rhabdom herum noch zahlreiche kleinere Rhabdomere bzw. Rhabdome. In ihrer Gesamtheit sollen sic als laterales Rhabdom bezeichnet werden. Distal ist es mit dem zentralen verbunden, basalwärts trennt es sich von diesem, um dann noch weiter proximal dessen zentrale Position einzunchmen. Beim Igelfloh dagegen ist nur ein Zentralrhabdom ausgebildet.Die von einer Neurallamelle umgebenen Axone sind von unterschiedlicher Dicke. Sic verlassen den Bereich der Sehzellen in kleineren oder größeren Gruppen, treten jedoch schon nach einer kurzen Strecke zu einem einheitlichen Nerven zusammen.Der cuticulare Teil des Auges besteht aus einer dicken, bikonvexen, außen völlig glatten Cornealinse und einem tief in das Innere des Kopfes hineinragenden Becher. Dieser besitzt proximal eine exzentrisch liegende Öffnung für die Axone, Tracheolen und die Lymphe. Becher und Linse werden von schmalen Epithelzellen ausgekleidet. Ein Kristallkegel ist nicht vorhanden. Schirmpigmenthaltige Zellen fehlen eben-falls.

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The eye of the flea Ceratophyllus gallinae (Schrank) (Insecta, siphonaptera)

Summary Electron microscopic investigations on the eye of Ceratophyllus prove that its construction does not match any type of ommatidia as yet described in insects.The perceiving part of the eye consists of more than I00 retinula cells (in the hedgehog flea more than 300). They form a bulky central rhabdom. Cross-sections of the rhabdom reveal ligaments forming irregular patterns. The central rhabdom is surrounded by numerous smaller rhabdoms (or rhabdomeres), collectively described as a lateral rhabdom.At the distal end the lateral and central rhabdoms are connected; towards the basis they part, and further proximally, the lateral rhabdom assumes the position of the central rhabdom. However, in Archaeopsylla only a central rhabdom occurs. The axons are surrounded by a neural lamina, and vary in diameter. They leave the retinular area in smaller or larger groups, but soon merge to form a homogeneous nerve.The cuticula part of the eye consists of a thick biconvex corneal lens completely smooth on its surface and of a cup projecting deeply into the head. Proximally, the cup has a eccentric opening through which pass axons, trachooles and hemolymph. Cup and lens are lined with small epithelial cells. Neither cristal cone nor as pigment cells are present.

     

Die Wasserpermeabilität der Zellen von Tolypellopsis Stelligera

Zusammenfassung Zur Bestimmung der Wasserpermeabilität makroskopischer Zellen ist eine Methode ausgearbeitet worden, die keine Plasmolyse der Zellen nötig macht. Die Wasserabgabe der Zelle wird dabei durch Verfolgung der zeitlichen Zunahme des spezifischen Gewichtes der Zelle mittels eines Schwebeverfahrens gemessen.Die Wasserpermeabilität der Internodialzellen der Blätter vonTolypellopsis stelligera wurde in dieser Weise bei 20°C zu durchschnittlich 1,08, · Atm.^–1 · Minuten^–1 bestimmt.Meinem verehrten Lehrer Herrn Prof. Dr. Runar Collander danke ich bestens für die Anregung der vorliegenden Arbeit und für die kritische Durchsicht des Manuskripts.     

Feinstruktur und Funktion der Fimbrien beidem sternbildenden Bakterium Pseudomonas echinoides

Zusammenfassung Die Fimbrien des sternbildenden Bakteriums Pseudomonas echinoides sind monopolar inserierte lange Fäden, die die Fähigkeit besitzen, sich mit Fimbrien anderer Zellen zu verbinden, sich dann zu kontrahieren und so mehrere Zellen zu Sternen irreversibel zusammenzuheften. Bei stern^--Mutanten haben die Fimbrien die Haftfähigkeit und die Kontrahierbarkeit verloren.Der Durchmesser der Fimbrien beträgt etwa 50 Å. Sie weisen eine Querstruktur mit einer Periode von 50–80 Å auf.Zellen mit aktiven Fimbrien heften sich auf Erythrocyten fest, aber nur mit ihrem fimbriierten Pol. Diese Hämadsorption wird durch Mannose verhindert.Die hier beschriebenen monopolaren Fimbrien werden mit den peritrichen der Enterobacteriaceen verglichen.

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Summary The fimbriae of the star-forming bacterium Pseudomonas echinoides are monopolar inserted long threads. They are able to attach to the fimbriae of other cells and to contract themselves, irreversibly joining several cells to a stable star-like cluster.In star^--mutants the fimbriae have lost their adhesive properties and their contractability. The fimbriae are about 50 Å in diameter and show a fine structure with a periodicity of about 50–80 Å.Cells with active fimbriae adhere to red blood cells, but only with their fimbriated pole. This haemadsorption is inhibited by mannose.The monopolar fimbriae described here are compared with the peritrichous fimbriae of the Enterobacteriaceae.

     

Untersuchungen zur Feinstruktur der Augen von Bockkäfern (Coleoptera,Cerambycidae)

Zusammenfassung Es wurden die Augen von 55 Cerambycidae-Arten aus 6 Unterfamilien elektronenmikroskopisch untersucht. Jedes Auge setzt sich aus aconen Ommatidien mit je einer bikonvexen Cornea-Linse, 4 SemperZellen, 8 Retinula-, 2 Haupt-, sowie einer größeren und unterschiedlichen Anzahl von Nebenpigmentzellen zusammen.Die verschiedenen Anordnungen der einzelnen Rhabdomere in den in der Regel offenen Rhabdomen lassen sich in 2 Grundmustern zusammenfassen, wobei im Falle von Grundmuster 1 die zentralen Rhabdomere R 7/8 von den peripheren R 1–6 räumlich vollkommen isoliert sind. Grundmuster 2 liegt dann vor, wenn R 7/8 über einen strukturellen Kontakt mit R 1 und R 4 mit dem peripheren Rhabdomeren-System verbunden sind. Innerhalb jedes Grundmusters treten verschiedene Rhabdomeren-Formen auf, die sich insbesondere aus unterschiedlichen Mikrovilli-Streichrichtungen von R 7 und R 8 ergeben. Außerdem kommt es innerhalb einiger Taxa zu partiell fusionierten, bei einer einzigen Art sogar zu vollkommen fusionierten Rhabdomen. Die Ableitung von offenen Rhabdomen mit entsprechender Grundmuster-Zugehörigkeit gelingt in jedem Fall über eine eindeutige Homologisierbarkeit der beteiligten Retinulazellen.Die wichtige Frage nach der Taxon-Spezifität der rhabdomerialen Muster läßt nach ihrer Beantwortung Aussagen über den Wert ultrastruktureller Muster für phylogenetische Argumentationen zu. Die bei den Cerambycidae ausgeprägte ungleichförmige Verteilung von Rhabdom-Mustern innerhalb niederer, näher verwandter Taxa zeigt (im Vergleich mit den jeweils außerordentlich ähnlichen Rhabdomen der Chrysomelidae, Wachmann, 1977, deren gute Unterfamilien-Spezifität weitere Stützung erfährt) das Auftreten von Konvergenzen. Diese lassen sich jedoch nur am System selbst nachweisen. Somit zeigt es sich, daß die Muster offener Rhabdome nur als mehr oder weniger gute zusätzliche Indizien für die Monophylie von Gruppen herangezogen werden können, die jedoch mit Hilfeanderer Merkmale aufgestellt worden sind. Trotz hochgradiger Übereinstimmungen sind Rhabdom-Merk-male für sich allein genommen nicht hinreichend geeignet, um monophyletische Gruppen auszugliedern.Die vergleichend morphologischen Untersuchungen bilden eine gute Grundlage für funktionelle Interpretationen der verschiedenen Rhabdome. Ungelöst bleibt jedoch die Frage, ob den Sehzellen derart unterschiedlich konstruierter Rhabdome gleiche oder verschiedene neurale Verschaltungsstrategien im Bereich von Lamina und Medulla zugrunde liegen.

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Comparative morphological investigations on the ultrastructure of long-horned beetles (Coleoptera, Cerambycidae)

Summary The eyes in 55 species of 8 subfamilies of long-horned beetles (Cerambycidae) have been examined ultrastructurally. An eye consists of acone ommatidia of which each is assembled by a bi-convex corneal lens, 4 Semper-cells, 8 retinula cells, 2 primary pigment cells, and of a larger and variable number of secondary pigment cells.The differently arranged rhabdomeres of the — as a rule — open rhabdoms can be summed up to two basic patterns: In the case of the basic pattern 1 the central rhabdomeres R 7/8 are completely isolated from the peripheral rhabdomeres R 1–6. As to the basic pattern 2 the central rhabdomeres R 7/8 are structurally attached to the peripheral rhabdomere arrangement through R 1 and R 4. Due to different directions of the microvilli in R 7 and R 8 there occur several rhabdomeral shapes. Furthermore, within some taxa partially fused rhabdoms are present; in one species the fusion is even complete. Nevertheless, a derivation from an open rhabdom with reference to one of the basic patterns is always possible due to a clear homologous comparison of the anticipating retinula cells.The successfully answered question upon a taxon-specifity of the basic patterns and the rhabdomeral shape allows statements as to the value of these ultrastructural patterns for a phylogenetic argumentation. In Cerambycidae the distinct and not uniform arrangement of these patterns and shapes within lower, closer related taxa represents the occurrence of convergencies (as compared to the extraordinarily similar rhabdoms in Chrysomelidae, Wachmann, 1977, which receive in this paper a further support as to their subfamiliar specification). However, these convergencies are demonstrable through the phylogenetic system only. Thus, patterns of open rhabdoms can only be used as more or less additional indices on a monophyly of groups which already has been proved by means of other characteristics. In spite of an extreme conformity within different taxa rhabdomeral characteristics solely are not appropriate enough in order to separate monophyletic groups.The ultrastructural investigations give a good basis as to the interpretation of the function of the different rhabdoms. However, the question remains not answered whether there exist equal or unequal strategies of circuits within the lamina and medulla.

     

Zum Feinbau der Ommatidien von Pteronemobius heydeni (Fisch.) (Orthoptera,Gryllidae)

Zusammenfassung Die Ommatidien der Sumpfgrille Pteronemobius wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Der dioptrische Apparat besteht aus der cuticularen Linse, auf der zahlreiche Cornea-Nippel stehen, sowie dem Kristallkegel mit seinen Zellen, die auch noch beim adulten Tier Mitochondrien besitzen. Diese vier Zellen bilden insgesamt acht nach basal gerichtete Fortsätze, vier laterale und vier zentrale. Die lateralen, die auch bei anderen Insekten vorkommen, ziehen zwischen den Retinulazellen bis zur Basalmembran, an der sie enden. In ihrem proximalen, erweiterten Bereich nehmen die Fortsätze Kontakt miteinander auf. Hier enthalten sie außer den für den gesamten Verlauf typischen Mikrotubuli Pigment und feine Granula, die denen des Kegels gleichen.Die vier anderen, zentral gelegenen Fortsätze bilden gemeinsam den dünnen Spitzenausläufer der Kegelbasis. Er wird vom Rhabdom umhüllt und endet nach etwa 6 m.Sieben oder acht Retinulazellen bilden ein Rhabdom vom geschlossenen Typ. Zunächst umfassen vier dieser Zellen den Kegel, doch treten noch vor seinem basalen Ende drei weitere hinzu. Die beiden primären Pigmentzellen werden dabei peripherwärts abgedrängt. Die sekundären Pigmentzellen bilden keinen geschlossenen Zylinder um die Retinulazellen.

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The fine structure of the ommatidia of Pteronemobius heydeni (fisch.) (Orthoptera, Gryllidae)

Summary The ommatidia of the gryllid Pteronemobius have been examined electron microscopically. The dioptric apparatus consists of a cuticular lens on which numeral nipples insert and of the crystalline cone with its cells bearing mitochondria even in the adult. These four cells form altogether eight proximally directed processes, four lateral and four central ones. The lateral processes — as in other insects — extend from between the retinula cells to the basal membrane at which they terminate. In its proximal enlarged region they get into contact with each other. Besides those microtubuli typical for the total process they contain pigment and fine granules similar to those of the cone.The four remaining processes centrally situated form the thin pointed appendix of the cone basis being enveloped by the rhabdom and ending after about 6 m.Seven or eight retinula cells form a rhabdom of the closed type. Primarily there are four of these cells enclosing the cone, however, farther proximally they are joined by three more cells. Thus, the two primary pigment cells are forced away towards the periphery. The secondary pigment cells do not constitute a closed cylinder around the retinula cells.

Frl. A. Hennig bin ich für ihre technische Mitarbeit zu großem Dank verpflichtet.     

Beiträge zur Entwicklungsgeschichte des sporogenen Gewebes und des Tapetums bei einigen Dipsacaceen

Zusammenfassung Die Pollenmutterzellen von vier Dipsacaceen-Arten (Knautia drymeia, K. arvensis-2 n, K. arvensis-4 n undScabiosa hladnikiana) sind immer so angeordnet, daß sie einen Zellstrang bilden, der zum größten Teil aus übereinanderliegenden Einzelzellen aufgebaut ist, zum kleineren Teil —an ein, zwei oder drei Stellen — aus Doppelzellen. Diese Anordnung kommt dadurch zustande, daß die Pollenurmutterzellen eine Längsreihe bilden und entweder direkt zu Pollenmutterzellen werden oder vorher eine Teilung erfahren. Die Zahl der Pollenmutterzellen ist verhältnismäßig gering und für die einzelnen Arten charakteristisch; sie beträgt beiKnautia drymeia 11–16, beiK. arvensis-2 n 12–18, beiK. arvensis-4 n 13–18, beiScabiosa hladnikiana 21–25.Das Antherentapetum aller vier untersuchten Arten entwickelt sich nach dem Schema des zellulär mehrkernigen Typus. Der Ursprung des Tapetums ist parietal, und zwar werden die Tapetumzellen im Verlauf einer zentrifugalen Teilungsfolge gebildet. Während der Meiose laufen in den Tapetumzellen bis zu drei — zum Teil gehemmte — Mitosen, aber nie Endomitosen ab. Da außerdem die Zellwandbildung unterbleibt, entstehen einerseits Restitutionskerne und anderseits Zellen mit allen möglichen Kernformen und -zahlen bis zu acht. Es wird gezeigt, daß auch in diesem Fall mehr als vierkernige Tapetumzellen nur dann gebildet werden, wenn die Zellen im Verhältnis zur Spindellänge sehr groß sind. Bei der Degeneration werden die Tapetumzellen immer amöboid.     

Zum Feinbau des Komplexauges von Stylops spec. (Insecta,Strepsiptera)

Zusammenfassung Unter den Cornealinsen des Komplexauges von Stylops befindet sich ein Kristallkegel vom pseudoconen Typ, der von zahlreichen Pigmentzellen umhüllt wird. An seinem proximalen Ende liegen 6 meist pigmentfreie Zellen (Sempersche Zellen).Das Ommatidium besteht aus etwa 60 Retinulazellen. Ihre distal kranzartig miteinander verbundenen Mikrovillisäume bilden ein einziges offenes Rhabdom, das extrazelluläres (?) granuläres Material und die Basis der Semperschen Zellen umgibt. Stellenweise wird das Rhabdom samt granulärem Material von homogen erscheinenden distalen Ausläufern einzelner Retinulazellen überlagert. Proximad zerfällt das Rhabdom zunehmend in kleinere Rhabdomteile. Im zentralen Teil des Ommatidiums liegen 1–2 auffallend große Retinulazellen, die meist weniger elektronendicht erscheinen und kleinere Pigmentgrana haben.Die einzelnen Ommatidien werden von ungemein zahlreichen, sehr pigmentarmen Stützzellen umhüllt. Diese werden — wie die basalen Teile der Retinulazellen — teilweise durch Gliazellfortsätze isoliert.Bei Stylops, einem Vertreter der Strepsipteren, handelt es sich nicht um ocelläre Komplexaugen (Strohm, 1910), auch nicht um eucone Ommatidien (Kinzelbach, 1967), sondern um Ommatidien vom pseudoconen Typ. Zumindest der Bau des Rhabdoms ähnelt dem des Larvenauges (Stemma), dessen rezeptorischer Teil entgegen den Annahmen früherer Autoren in der Imago nicht reduziert wird.

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On the fine structure of the compound eye of Stylops spec. (Insecta, Strepsiptera)

Summary In the compound eye of Stylops a crystalline cone of the pseudocone type is found beneath the corneal lens. It is enveloped by several pigment cells. At the proximal part of the cone there are 6 cells (Semper cells) mostly pigment-free.The ommatidium consists of approximately 60 retinula cells. Their rhabdomeres distally rim-like connected to another form a single open rhabdom which encircles extracellular granular material as well as the bases of the Semper cells. Here and there the rhabdom plus granular material is overlain with distal protrusions of single retinula cells which appear to be homogeneous. Towards the proximal part the rhabdom increasingly divides up into smaller rhabdomal segments. One or two conspicuous large retinula cells were found in the central part of the ommatidium, appearing to be less electron-dense and containing pigment granules of a smaller size. Each ommatidium is surrounded by numerous cells (Stützzellen) lacking in pigment. These cells are partially insulated from another—as well as the basal parts of retinula cells—by protrusions of glia cells.Our investigations show that the eyes of Stylops (as a representative of Strepsiptera) are not of the ocellar complex eye type. At least the structure of the rhabdom resembles to that of the larval eye (stemma), the receptor part of which is not reduced in the imago.

Herrn Prof. Dr. Helmcke danke ich für die freundliche Unterstützung am Raster-Elektronenmikroskop.     

The nucleolar fibrillar centres in various cell types in vivo or in vitro

Summary The compound eye of male (haploid) Xyleborus ferrugineus beetles was examined with scanning and transmission electron microscopy. The eye externally consists of ca. 19 to 33 facets. Each ommatidium is composed of a thickly biconvex lenslet with about 50 electron dense and rare layers, but at the junction area between two lenslets there are only about 35 to 37 layers that can be distinguished. A very short (3.4–4.0 m) acone type crystalline cone is located directly beneath the lenslet. Each ommatidium is surrounded by pigment cells, and pigment granules also appear throughout the cytoplasm of the retinular cells. Some pigment granules are even present below the basement membrane. There are 8 retinular cells. The rhabdomeres of 2 centrally situated photoreceptor cells fuse into a rhabdom which is enveloped by the rhabdomeres of 6 peripheral retinular cells. The rhabdomeres of the 6 peripheral retinular cells join laterally to form a rhabdomeric ring around the central rhabdom. No tracheation was observed among the retinular cells. Virus-like particles are evident near the nucleus in each Semper cell of the crystalline cone.This research was supported by the Director of the Research Division, C.A.L.S., University of Wisconsin, Madison; and in part by research grant No. RR-00779 from the Division of Research Resources, National Institutes of Health and by funds from the Schoenleber Foundation, Milwaukee, WI to D.M.N.     

Histologische Untersuchungen zum Bau des Auges von Ocypode cursor (Brachyura)

Zusammenfassung Im Ommatidium des Komplexauges von Ocypode cursor wurde entgegen einer früheren Untersuchung eine achte Retinulazelle gefunden. Sie unterscheidet sich nach Form und Lage von den sieben regulären Retinulazellen. Ihr Kontakt zum Rhabdom und der Besitz eines Axons (bisher bei Decapoden unbekannt) widerlegen die für andere Decapoden geäußerte Ansicht, daß diese Zelle rudimentär sei. Ihre besondere Ausbildung legt den Gedanken nahe, daß sie funktionell spezialisiert ist.Am distalen Ende der Retinula liegt eine im Schnitt quer zur Ommatidienachse kreuzförmige pigmentfreie Zone (Abb. 3, 4). Ein Arm, in jedem Ommatidium der gleiche, enthält einen kugeligen Kern. Es ist anzunehmen, daß diese pigmentfreie Zone den Zellkörper der achten Retinulazelle darstellt. Diese Zelle steht in räumlichem Kontakt zum Rhabdom. Der Raum zwischen den vier Armen der Zelle 8 wird von den distalen, stark pigmentierten Enden der sieben regulären Sinneszellen gefüllt. Die in der Regel größere Zelle 7 liegt hinten, Zellen 1 und 2 oben, Zellen 3 und 4 vorn, Zellen 5 und 6 unten. Die Kerne dieser Zellen sind länglich ellipsoid. Der kernhaltige Arm der Zelle 8 verjüngt sich nach proximal zu einem Axon (Abb. 6), das an der Peripherie des Rings der sieben regulären Retinulazellen an der Naht zwischen den Zellen 6 und 7 zur Basalmembran zieht (Abb. 7). Unmittelbar über der Basalmembran divergieren die Retinulazellen: Zelle 1 zieht nach hinten oben, Zellen 2 und 3 nach vorn oben, Zellen 4 und 5 nach vorn unten, Zellen 6 bis 8 nach hinten unten (Abb. 9). In dieser asymmetrischen Gruppierung durchstoßen die Axone der Retinulazellen die vier lanzettlichen Öffnungen, die zur Basis der in der darüber und darunter liegenden Reihe nächst benachbarten Ommatidien ziehen (Abb. 10). Auf diese Weise ergibt sich ein regelmäßiger Wechsel von Öffnungen in der Basalmembran mit drei und fünf Querschnitten von Axonen (Abb. 11).

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Summary In the ommatidium of the apposition eye of Ocypode cursor eight retinula cells are found, where the eighth accessory cell has a characteristic shape and position distinct from the other seven retinula cells. For other decapods this cell has been assumed to be rudimentary. At least for Ocypode its contact with the rhabdome and the possession of an axon contradict this assumption. A functional specialization of this cell seems more probable.In sections perpendicular to the optical axis a cross-shaped pigmentless structure appears at the distal end of the retinula. One bar of this cross (in any particular ommatidium the same) contains a spherical nucleus (Figs. 3, 4). All four bars seem to be in contact with the central rhabdome. The similar appearance of all four bars and the presence of only one nucleus in this region favour the assumption that all four bars belong to one and the same cell. The space between the bars is filled by the densely pigmented distal ends of the seven regular retinula cells: the dorsal space by cells 1 and 2, the anterior by 3 and 4, the ventral by 5 and 6, and the posterior by cell 7. The nuclei of these cells are elongated. The nucleus-containing bar tapers proximally into an axon (Fig. 6) which extends towards the basilar membrane peripheral to the rosette of the seven regular sense cells, close to the border of cells 6 and 7 (Fig. 7). Immediately adjacent to the basement membrane the retinula cells (in this case, their axons) diverge peripherally: the direction of No. 1 becomes dorso-posterior, No. 2 and No. 3 dorso-anterior, No. 4 and 5 ventro-anterior, No. 6–8 ventro-posterior (Fig. 9). In this asymmetric distribution the axons of the retinular cells pass through the basement membrane by openings which extend between the bases of neighbouring ommatidia in the next higher or lower row of ommatidia (Fig. 10). Thus a sequence of openings follows with alternately three and five cross sections of axons (Fig. 11).

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Herrn E. Freiberg danke ich für die Ausführung der Zeichnungen, Frl. I. Geiss und Drs. R. und S. Pickering für Hilfe bei der Anfertigung des Manuskriptes, Herrn Dr. K. Kirschfeld für dessen kritische Durchsicht.     

Veränderungen des intracytoplasmatischen Membransystems (Thylakoide) von Rhodospirillum rubrum unter Stickstoff-Limitierung

Zusammenfassung Ruhende Zellen von Rhodospirillum rubrum formten in Gegenwart von Substrat nach 1–4 Tagen ihre intracytoplasmatischen Vesikel zu Schläuchen und unregelmäßigen Membran-Aggregaten um. Die Veränderungen traten anaerob und aerob im Licht sowie in aerober Dunkelkultur auf und waren von der Art des Substrats abhängig. Ohne Substratzugabe waren keine Veränderungen im intracytoplasmatischen Membransystem zu beobachten. Auch bei einer völligen Umgestaltung der Thylakoidvesikel blieb der Bacteriochlorophyllgehalt der Zellen nahezu konstant. Da in denselben Zellen sich Speicherstoffe anhäuften, kann angenommen werden, daß die ATP-Bildung nicht limitierend war. Die Rate der anaeroben Photophosphorylierung und die O₂-Aufnahme im Dunkeln verringerten sich jedoch. Auch die Zahl der vermehrungsfähigen Bakterien nahm ab.Es wird diskutiert, ob die Veränderungen der intracytoplasmatischen Membranvesikel nur eine Desintegration der Membranen beim Absterben der Bakterien sind oder ob sie als eine vom Stoffwechsel der Zelle kontrollierte Morphogenese ablaufen.

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Changes in the intracytoplasmic membrane system (thylakoids) of Rhodospirillum rubrum under nitrogen limitation

Summary In resting cells of Rhodospirillum rubrum under N-limitation in presence of a substrate the intracytoplasmic vesicles were transformed within 1 to 4 days into tubes and irregular membrane aggregates. The changes were observed either in the light under aerobic and anaerobic conditions or in the dark under aerobic conditions. They were dependent on the substrate supplied. Without substrate no changes in the intracytoplasmic membrane system occurred. Even after a complete morphological change of the thylakoid vesicles the bacteriochlorophyll content of the cells remained nearly constant. It can be assumed that the ATP production was not limiting, because in the same cells storage material accumulated. On the other hand, however, the rate of the anaerobic photophosphorylation, the O₂-consumption in the dark, and the number of viable cells in the culture decreased.It is discussed, whether the variations of the intracytoplasmic membrane vesicles are only a disintegration of the membranes during death of the bacteria or whether they occur as a morphogenesis which is controlled by the metabolism of the cell.

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Abkürzungen BChl Bacteriochlorophyll - CM Cytoplasmamembran - ICM intracytoplasmatische Membranen     

Feinstruktur des Riechepithels von Calamoichthys calabaricus J. A. Smith (Pisces,Brachiopterygii)

Zusammenfassung Die vorliegende Untersuchung befaßt sich mit der Feinstruktur der Riechfalten von Calamoichthys calabaricus unter besonderer Berücksichtigung des Riech- und Flimmerepithels. — Das Flimmerepithel ist aus 3 Zelltypen aufgebaut: Flimmerzellen, wenigen Stützzellen und Basalzellen. Die Flimmerzellen sind mitochondrienreich und tragen bis zu 160 Flimmerhärchen pro Zelle. Diese Kinocilien besitzen an ihren Basalkörpern Zilienwurzeln, von denen ein Teil ins Zellinnere bis in Kernnähe zieht, während der andere Teil parallel zur Oberfläche verläuft und benachbarte Basalapparate verbindet. — Auch das Riechepithel, das gegen das Flimmerepithel scharf abgesetzt ist, besteht aus 3 Zelltypen: Rezeptoren, Stützzellen und Basalzellen. Die Rezeptoren haben eine einheitliche Gestalt und Struktur. Sie sind schlank keulenförmig und überragen mit einer kleinen Vesicula olfactoria die Epitheloberfläche. Seitlich sitzen an der Vesicula — unter konstant 25–27° Ablenkung von der Senkrechten — in der Regel 12 sensorische Cilien, die alle auf gleicher Höhe entspringen. Basal setzt sich das Rezeptorperikaryon in ein Axon fort. Die Axone mehrerer Rezeptoren vereinigen sich noch innerhalb des Epithels zu Bündeln, die durch die Basalmembran ins Bindegewebe ziehen. Die stark osmiophilen Stützzellen des Riechepithels durchziehen das Riechepithel von der Basalmembran bis zur Epitheloberfläche und tragen einzelne Cilien. Der verbreiterte Apikalteil der Stützzellen enthält zahlreiche Schleimvesikel, die auf eine sezernierende Funktion dieser Zellen hinweisen. Die präparative Behandlung von Riechepithelien wird kritisch diskutiert.

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Ultrastructure of the olfactory epithelium of Calamoichthys calabaricus J. A. Smith (Pisces, Brachiopterygii)

Summary The ciliary epithelium of the olfactory folds in Calamoichthys calabaricus is composed of ciliary cells, supporting cells, and basal cells. All ciliary cells contain numerous mitochondria and bear up to 160 kinocilia. Some rootlets of the basal bodies of the kinocilia, project towards the nucleus, while others run parallel to the epithelial surface and connect with neighbouring basal bodies. Ciliary and olfactory epithelia are separated from each other. — The olfactory epithelium contains olfactory receptor cells, supporting cells, and basal cells. The club shaped olfactory receptor cells have a uniform ultrastructure. The terminal portions of the olfactory dendrites form small olfactory vesicles which are seen above the olfactory surface. 12 sensory cilia project constantly to the more basal portion of the olfactory vesicles, each cilium forming a 25–27° angle with the vertical cell axis. Basally, an axon originates from each olfactory receptor cell. Axons from a number of olfactory receptor cells may combine to form bundles within the epithelium. The supporting cells of the olfactory epithelia are strongly osmiophilic. Supporting cells occur in all parts of the olfactory epithelium and bear few cilia. Numerous mucous vesicles, located within the apical region of the supporting cells, probably have a secretory function.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Vergleichende Untersuchungen an haploiden und durch Colchicineinwirkung diploid gewordenen Stämmen vonOedogonium cardiacum

Zusammenfassung Durch die Behandlung gut teilungsfähiger Fäden vonOedogonium cardiacum mit einer 1%igen Colchicinlösung während 36 Stunden läßt sich Polyploidie auslösen.Die Bestimmung des Zuwachses von je 65 fünfzelligen haploiden und diploiden Keimlingen nach 1, 2 und 3 Wochen ergibt für haploide und diploide Zellen eine weitgehend übereinstimmende Vermehrungsrate.Die haploiden Keimlinge reagieren auf eine leichte Veränderung der Außenbedingungen im Zuge der Überimpfung mit einer höheren Absterberate als die diploiden (31 gegenüber 9).Die Bestimmung der Zellzahl von 500 beliebigen Keimlingen aus Massenkulturen in Abständen von 10, 20 und 30 Tagen nach dem Überimpfen ergibt nach den ersten beiden Zeiträumen eine höhere Zahl für die haploiden, nach 30 Tagen aber eine merkbar höhere für die diploiden Keimlinge. Dabei ist nach 10 und 20 Tagen der Anteil Einzelliger bei den diploiden Keimlingen viel höher als bei den haploiden; ob dies auf verzögerter oder wiederholter Schwärmerbildung beruht oder an einem Keimverzug liegt, ist fraglich. Jedenfalls wird das anfängliche Nachhinken der diploiden Keimlinge nach 20–30 Tagen völlig ausgeglichen.Im Konkurrenzversuch erweist sich unter den gegebenen Kulturbedingungen die diploide der haploiden Sippe hinsichtlich der Vermehrungsrate überlegen; denn bei Beimpfung der Kulturgefäße mit je zehn haploiden und zehn diploiden 40zelligen Fäden (vier Parallelversuche) finden sich in 35 Tage nachher entnommenen Proben ungefähr 2/3 diploide und 1/3 haploide Zellen.Die Mittelwerte des Zellvolumens von haploiden und diploiden Keimlingen verhalten sich wie 14,6, die des Kernvolumens wie 14,0.Die Anzahl der Pyrenoide ist bei den diploiden Zellen erhöht (100 haploide Zellen enthielten 306, 100 diploide 584 Pyrenoide), das einzelne Pyrenoid ist etwas vergrößert.Hinsichtlich der Breite der Chromatophorenlamellen ergeben sich zwischen haploiden und diploiden Zellen keine wesentlichen Unterschiede.Die Chromosomenzahl vonOedogonium cardiacum beträgt n=19. Im haploiden Satz liegen drei verschiedene, charakteristisch gestaltete SAT-Chromosomen vor.Mit Hilfe der Colchicin-Behandlung lassen sich auch tetraploide Zellen und kurze Fadenstücke erzielen, doch zeigt sich bei diesen eine verminderte Vitalität.     

Die Wasserpermeabilität der Zellen des Drüsenepithems vonSaxifraga

Zusammenfassung Die Epithemzellen der Hydathoden vonSaxifraga lingulata zeigen einen außerordentlichen raschen Plasmolyseeintritt und damit eine sehr hohe Wasserpermeabilität; diese ist im Mittel k=1,43; dieser Wert gibt aber wohl nur die untere Grenze der tatsächlichen Wasserpermeabilität an, die gemessenen Höchstwerte liegen zwischen 3,20 und 3,62. Diese Konstanten gehören unter die höchsten, die für die Zellen von Landpflanzen gefunden wurden. Daneben zeigt das Epithem eine sehr hohe Wegsamkeit der Membranen für die plasmolysierende Zuckerlösung, die im schlagartig raschen Plasmolyseeintritt auch mehrschichtiger Schnitte zum Ausdruck kommt.Die Wasserpermeabilität der Zellen des Blattparenchyms (Mesophylls) ist bedeutend niedriger; sie beträgt im Mittel k=0,42.Wässerung von langer Dauer (6–24 Std.) vermindert die Wasserpermeabilität der Epithemzellen bedeutend (im Mittel k=0,41). Die Parenchymzellen bleiben unbeeinflußt.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Wirkung von Triaethylenmelamin (TEM) auf die Retina-Entwicklung der Alpenmolchlarve (Triturus alpestris)

Zusammenfassung Larven vonTriturus alpestris (Glaesner-Stadien 27, 34, 39 und 43) wurden 24 Std in einer Lösung von 10^–4 g TEM/ml Leitungswasser gehalten und hierauf in reinem Leitungswasser weiter aufgezogen. Lichtmikroskopisch wurden in der Retina ein Verschwinden der Mitosen sowie eine Vergrößerung der teilungsbereiten Zellen beobachtet. Kern-Pyknosen und Zellzerfall ließen sich in den Differenzierungszonen feststellen. Die verschiedenen Entwicklungs-Stadien zeigten gegenüber TEM eine unterschiedliche Empfindlichkeit.Elektronenmikroskopisch waren bereits 12 Std nach Beginn der TEM-Exposition Veränderungen in den Kernen der Retinazellen nachweisbar. Durch Einstülpen der Kernmembran und Verschmelzen von daraus entstandenen Bläschen wurden Fragmente aus dem sonst morphologisch normal erscheinenden Kern herausgelöst und schließlich abgebaut. Die Fragmentation griff üblicherweise auf den ganzen Kern über und führte zum Untergang der Zelle. In der Randzone der Retina vergrößerten sich die Zellen; ihre Kerne wurden gelappt und das Chromatin verlagerte sich teilweise an die Peripherie. Autolytische Prozesse begannen in einzelnen Zytoplasma-Arealen und griffen schließlich auf die ganze Zelle über. In TEM-behandelten Augen kam es zu einer starken Hypertrophie des Pigmentepithels, das längliche und runde Melanosomen und auffallend viele Prämelanosomen enthielt.Der Wirkungsmechanismus von TEM wird mit demjenigen anderer alkylierender Zytostatika verglichen. Die Kernveränderungen und die autolytischen Vorgänge an den Retina-zellen sowie die Hypertrophie des Pigmentepithels werden diskutiert.

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The effect of Triethylenmelamin (TEM) on the retinal development of the newt (Triturus alpestris): An electron microscopic study

Summary Larvae ofTriturus alpestris (stages according to Glaesner: 27, 34, 39 and 43) were kept for 24 hours in a solution containing 10^–4 gr Triethylenmelamin (TEM) per ml tap water. Thereafter, they were further grown in pure tap water. Light microscopically, a fading of mitotic figures and an enlargement of cells prepared to divide were observed within the retina. Pyknotic nuclei and cell death occured in the zones of cell differentiation. The various developmental stages were differently affected by TEM.Electron microscopically, alterations of retinal cell nuclei were found to occur as early as 12 h after the onset of TEM- incubation. Fragments of nuclei which otherwise appeared morphologically normal were observed to develop by an invagination of the nuclear membrane and a subsequent fusion of the small vesicles which originated from the nuclear envelope. These fragments became completely digested. The fragmentation process eventually involved the entire nucleus and resulted in cell death.In peripheral zones of the retina, cells became enlarged, their nuclei being lobulated and their chromatin becoming transposed towards the periphery. Autolytic processes were observed to start in particular areas of the cytoplasm and to extend all over entire cells. In TEM-treated eyes, the pigment epithelium became grossly hypertrophied. This epithelium impressed by elongated and round melanosomes and a surprisingly large number of premelanosomes.The mechanism of TEM-effect was compared to that of other alkylating cytostatic drugs and discussed in connection with the observed cytological alterations.

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Mit Unterstützung durch den Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung (Kredit Nr. 4804).

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Herrn Prof. Dr. G. Töndury danke ich für die Überlassung des Themas und die zahlreichen Anregungen, Herrn Dr. G. Kistler für die Einführung in die Technik der Elektronenmikroskopie sowie die umfassende Beratung und Herrn W. Scherle für die Hilfe bei technischen Problemen.