Untersuchungen über den Temperatursinn der Honigbiene (Apis mellifica) unter besonderer Berücksichtigung der Wahrnehmung strahlender Wärme

Zusammenfassung Eine Anordnung wird beschrieben, durch die Bienen auf warme Räume dressiert werden können; es ist für den Erfolg gleichgültig ob die Dressurtemperatur über oder unter der Unterscheidungstemperatur gewählt wird. Ein Temperaturunterschied von 2° C wurde bei der verwendeten Anordnung von den Bienen eben noch im Gedächtnis behalten. Die Größe dieses Temperaturunterschieds blieb im untersuchten Bereich von der verwendeten Dressurtemperatur (20, 25, 32, 36° C) unabhängig.Im gestreckten Temperaturgefälle suchen Bienen eine bestimmte Zone auf (Thermopraeferendum). Im Winter entnommene Stockbienen (gestörtes Volk) stellten sich im Mittel auf 32,8° C ein. Nach längerem vorherigen Aufenthalt bei tiefen Temperaturen (13,7; 14,7° C) war das Thermopraeferendum erniedrigt. Verschiedene Beleuchtung blieb ohne Einfluß. Der relativen Inkonstanz winterlicher Stoektemperaturen (Himmer, Hess) scheint die Breite und relative Inkonstanz des Thermopraeferendums zu entsprechen. Jungbienen bis zum 7. Alterstag stellen sich sehr präzise auf eine der Brutnestwärme entsprechende Temperatur ein (35,1–37,5° C). Sie behielten sie im untersuchten Fall bis zum 7. Tag, unabhängig vom Stockzustand (Brut-keine Brut) bei. Zwischen Alter der Bienen, Stockzustand (Brut) und Höhe der bevorzugten Temperatur scheinen gesetzmäßige Beziehungen zu bestehen. 24stündiger Hunger erhöht an 2tägigen Jungbienen das Thermopraeferendum; eine vor dem Einsetzen mitgemachte CO₂-Narkose senkt sie, während Licht bzw. Dunkelheit sie nicht beeinflussen.Bei einer langsamen Verschiebung des Wärmegefälles folgen die Bienen nach Abkühlung um 0,25° C der geänderten Lage des Thermopraeferendums. Auf Erwärmung sprechen die Bienen nicht in gleicher Weise an; sie weichen erst vor der Schreckgrenze zurück.Die thermotaktisch bedeutsamen Rezeptoren befinden sich vor allem auf den letzten 5 Antennengliedern. Da aber auch antennenlose Bienen teilweise noch das Thermopraeferendum finden, können die gesuchten Sinnesorgane nicht nur an den Fühlern lokalisiert sein.Eine Orientierung der Bienen nach Wärmestrahlen ließ sich weder durch Dressur-, noch in Spontanwahlversuchen, noch durch Beobachtung der Tänze im Ultrarot nachweisen. Es ist also nicht anzunehmen, daß ihre Fähigkeit, auch bei bedecktem Himmel den Sonnenstand zu erkennen, auf der Wahrnehmung ihrer Wärmestrahlung beruht.     

Das Ei von Blennius fluviatilis Asso (= Bl. vulgaris poll.)

Zusammenfassung Ei und Gelegegröße von Blennius fluviatilis Asso entsprechen denen anderer Blenniiden; dasselbe gilt für die Anheftung der Eier in einer Schicht an der Decke der Wohnhöhle des Männchens.Die Haftvorrichtung des Eies besteht aus vielen, sehr dicht stehenden Einzelfäden, die mit einer besonderen Wurzel aus der Zona radiata entspringen. Von oben gesehen bilden sie eine Haftscheibe, auf der das Ei sitzt, von der Seite gesehen umgeben sie das Ei an der Basis wie ein Wall, von unten gesehen bilden sie einen Haftring um die zentral gelegene Mikropyle. Vergleiche mit anderen Fischfamilien legen die Vermutung nahe, daß die Struktur des Haftapparates der Eier auch bei den Blenniidae ein systematisch-taxonomisch verwertbares Merkmal ist.Die Zona radiata weist bei Blennius fluviatilis zwei verschiedene Porentypen an den beiden Eipolen auf. Vermutungen über die Funktion der beschriebenen Hofporen ergeben sich aus den Beobachtungen der Embryonalentwicklung. Wahrscheinlich dienen sie der besseren Sauerstoffversorgung des Embryos, dessen Dottersack-Oberfläche dann als Atmungsorgan wirkt.     

Über das Vorkommen von Sexualhormonen bei der Meeresschnecke Littorina littorea L.

Zusammenfassung Es wurde versucht, ein wirksames Prinzip als Ursache für den sexuellen Jahresrhythmus bei Littorina littorea L. zu finden. Die Tiere wurden auf den Gehalt an androgenen und oestrogenen Stoffen untersucht. Die Prüfung auf Extrakte aus Gonaden, Mitteldarmdrüsen und den Rest-Tieren ergab: Littorina littorea enthält keine im Test am Kückenkamm, an der männlichen, kastrierten Maus und papierchromatographisch nachweisbaren Mengen an androgenen Stoffen.Im Allen-Doisy-Test wirksame Substanzen konnten aus den Ovarien extrahiert werden. Aus der Dosiswirkungskurve ergibt sich ein Gehalt von etwa 3 mg Oestradiolbenzoat-Äquivalenten/kg Frischgewebe.Das Vorkommen von oestrogenen Stoffen ist auf die Ovarien beschränkt. Männliche Tiere sowie Mitteldarmdrüsen und andere Gewebe der Weibchen enthalten keine erfaßbaren Mengen an Oestrogenen.Es herrscht Parallelität zwischen der extrahierbaren Oestrogenmenge und dem Ausbildungsgrad der Keimdrüsen.Im Vergleich mit den Sexualhormonen der Wirbeltiere mittels Papierchromatographie zeigt sich, daß das wirksame Agens nicht identisch mit Oestradiol-(3,17) oder Oestron ist.Durch Abkühlungsversuche konnte ein Einfluß der Temperatur auch für die Aufbauphase im Sexualzyklus bei L. littorea wahrscheinlich gemacht werden.Die Injektion arteigener Extrakte bei den Schnecken führte bisher — wegen der Empfindlichkeit der Tiere — zu keinem Ergebnis.Für die mir immer gewährte freundliche Unterstützung bei der Durchführung der Arbeit sage ich meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. H. Giersberg, meinen herzlichen Dank.Für die freundliche Überlassung von Hormonpräparaten und Testsubstanzen bin ich Herrn Prof. Dr. J. Schmidt-Thomé, Frankfurt a. M.-Hoechst, Herrn Dr. J. Hübener, Institut für vegetative Physiologie, Frankfurt a. M., und der Schering AG zu besonderem Dank verpflichtet.Herrn C. Lüders, Seewasseraquarium Wilhelmshaven, danke ich verbindlichst für die Beschaffung der Littorinen.     

Über lokalisierte Karotinoidbildung und über Baueigen- tümlichkeiten des Cyanophyceenprotoplasten

Zusammenfassung Die beiSpirotaenia- Arten,Closteriospira undDactylococcopsis — durchwegs Algen mit langgestreckten Zellen — vorkommende lokalisierte Karotinoidbildung in den Zellenden tritt in auffallender Weise auch bei bestimmten langzelligen Arten vonOscillatoria auf.Hier ist die exzessive Karotinoidbildung an die Peripherie der querwandnahen Region des Protoplasten gebunden, d. h. an die Stellen, wo das die Längswände bedeckende Chromatoplasma endigt und wo kein Zellwachstum mehr stattfindet; beides ist offenbar die Ursache dieser besonderen Lokalisierung: denn Karotinoide dürften nur im Chromatoplasma gebildet werden können, andererseits herrschen in den embryonalen Abschnitten des Protoplasten in der Gegend des Zelläquators nicht die physiologischen Voraussetzungen für Karotinoidbildung. Die Zellenden befinden sich dagegen in einer Art von Dauerzustand, sind also physiologisch vergleichbar mit ganzen Zellen anderer Algen, die bei Teilungshemmung als ganze exzessiv Karotinoide bilden. Es läßt sich daraus auch verstehen, weshalb diese Art lokalisierter Karotinoidbildung an langgestreckte Zellen gebunden ist.Die Region der lokalisierten Karotinoidbildung ist gleichzeitig jene, in der bei bestimmten anderenOscillatoria- Arten lokalisiert Gasvakuolen entstehen. Die Ektoplasten bedecken dagegen die mittlere Fläche der Querwand, sofern sie überhaupt lokalisiert auftreten; auf jeden Fall entstehen sie an der Oberfläche des Centroplasmas.Die Bildung der Karotinoidkörper dürfte bei den beschriebenen Arten genotypisch fixiert, aber in ihrer Ausprägung modifizierbar sein; dabei spielt vermutlich die Verschiebung des Gleichgewichts von Assimilation und mineralischer Ernährung die wesentliche Rolle.     

La question de la sensibilité des Abeilles A l'ultra-violet

Zusammenfassung Es wurde die Reaktion von Bienen auf monochromatische Lichter und variabler Intensität im Spektrum von 300 bis 665 m untersucht. Das Spaltbild eines Spektrographen wurde auf die Wand einer Versuchskammer vergrössert abgebildet. Als Test der Reaktion wurde die Zahl der Bienen genommen die während einer vorgegebenen Zeit auf das Spaltbild zugehen und ihm entlanglaufen.Dabei ergaben sich folgende Resultate: 1) Eine lineare Abhängigkeit zwischen der Reaktionszahl und dem Logarithmus der verwendeten Spektralenergie für alle verwendeten monochromatischen Lichter. 2) Eine spektrale Empfindlichkeitskurve mit zwei Maxima bei 550 und bei 365 m. Das Letztere ist etwa doppelt so intensif wie das im Sichtbaren.Die gefundenen Resultate bestätigen z. Teil die Resultate Bertholf's und ergänzen sie. Es konnte gezeigt werden, warum bei Sander das Max. bei 365 m nicht auftritt.Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dassApis mellifica keinerlei Lichthautsinn besitzt.     

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.     

Selektive Paarung und gegenseitige Beeinflussung der Kopulationspartner bei der Diatomee Cocconeis

Zusammenfassung Früher untersuchte Sippen vonCocconeis zeigen die Gesetzmäßigkeit, daß Zellen nur paarungsfähig sind, wenn ihre Rapheschale der Hypotheka angehört. Der Richtungskörper entsteht dann, in der Folge einer inäqualen, differentiellen Cytokinese, gesetzmäßig an der Seite der Hypotheka, also in bezug auf die festsitzende Zelle unten. Bei var.euglyptoides sind außerdem auch Zellen sexualisierbar, welche die Rapheschale als Epitheka ausgebildet haben; sie können sich aber nicht mit ihresgleichen paaren. Die Paarung erfolgt überwiegend zwischen Partnern mit verschiedener Thekenkombination und nur in 1/8 der Fälle zwischen Partnern, deren Rapheschale der Hypotheka angehört. Die bei anderen Sippen bestehende 50%ige Sterilität wird dadurch entsprechend eingeschränkt.Die fixe Beziehung zwischen Richtungskörperbildung und Hypotheka ist auch beieuglyptoides erhalten, daher entsteht der Richtungskörper in Zellen mit oberer Hypotheka oben; die Polaritätsachse, welche den Ablauf der meiotischen Cytokinese kontrolliert, ist also in bezug auf den Protoplasten um 180° gedreht. Es sind also zweierlei Polaritäten zu unterscheiden: die den vegetativen Zellen inhärente Polarität, die sich in der Heteropolie der Pervalvarachse ausdrückt und nicht umkehrbar ist, und die während der Meiose auftretende, die beieuglyptoides mit ersterer gleich- oder gegensinnig wirken kann, während sie bei anderen Sippen immer gleichsinnig wirkt.Bei der Kopulation zeigen sich außerdem bestimmte (nicht zufällige) Beziehungen zwischen der Thekenkombination und der Lage der Partner zueinander, dem Eintritt in die Meiose und vermutlich der Bildung des Kopulationsschlauchs. Auch hieraus ist auf eine verschiedene physiologische Disposition der Zellen mit verschiedener Thekenkombination zu schließen.Infolge des verschiedenen Widerstands, den die oberen Theken in Paaren mit verschiedener Thekenkombination bei ihrem Aufklappen während der Bildung der Kopulationsgallerte leisten, entstehen bei der konstitutionell isogamen var.euglyptoides asymmetrische Kopulationsbilder, die eine bewegungsphysiologische Anisogamie, wie sie bei anderen Sippen konstitutionell ist, bloß vortäuschen.Mit 5 Textabbildungen     

Über den Geschmacksinn von Calliphoea erythrocephala Meigen und über die Verwertung von Zuckern und Zuckeralkoholen durch diese Fliege

Zusammenfassung Bei Calliphora erythrocephala wurden die Schwellenwerte (Reaktionsschwellen) der oralen und tarsalen Geschmacksorgane für Zucker und Zuckeralkohole bestimmt.Im Verlaufe einer 10tägigen Hungerperiode sinken die Schwellenwerte an beiden Organen ganz wesentlich (bei Tarsen für Maltose um das 700fache).Der Rüssel ist fast für alle Zucker und während der ganzen 10tägigen Hungerperiode ein empfindlicheres Geschmacksorgan als die Tarsen. Nur bei Saccharose, Maltose und Fruktose, für welche die vorige Regel zunächst auch gilt, werden die Tarsen in den letzten Hungertagen noch empfindlicher als der Rüssel.Minnich fand, daß die Tarsenschwellenwerte für Saccharose, Maltose, Glukose und Fruktose bei Calliphora vomitoria während einer Hunger-periode stets schneller fallen als die des Rüssels. Für Calliphora eryihrocephala ist dies gleichfalls zutreffend und gilt auch für weitere Zucker; in einigen Fällen tritt aber das Umgekehrte ein, so z. B. bei Raffinose.Die süßesten Zucker für den Rüssel der Fliege sind nach dem ersten Hungertag Rohrzucker und Malzzucker, nach dem zehnten Tag mit Abstand Malzzucker. Der süßeste Zucker für die Tarsen der Fliege ist stets Rohrzucker. Der Süßungsgrad dieses Zuckers übertrifft bei der Fliege den anderer Zucker weit mehr, als das bei den Bienen der Fall ist.Auf die Zucker Erythrit, Rhamnose und Laktose sprechen die Tarsen selbst im größten Hungerzustand nicht an; auch mit dem Rüssel schmeckt die Fliege diese drei Zucker erst nach einigen Hungertagen. Der Nährwert dieser drei Zucker ist gleich Null.Fliegensüße Zucker sind nicht immer auch gute Nährstoffe.In bezug auf die Verwertung von Arabinose, Xylose und Galaktose verhält sich Calliphora gerade umgekehrt, wie viele andere auf diese Zucker geprüfte Tiere, indem sie die ersten beiden nicht, die letztere aber sehr gut verwertet.Von Bienen und Fliegen gut verwertet werden nur die Zucker: Mannit, Sorbit, a-Methylglucosid, Glukose, Fruktose, Saccharose, Maltose, Trehalose und Melezitose.Fucose, Dulcit und Cellobiose haben trotz deutlichem Süßgeschmack keinen Nährwert für die Fliegen.Die Fliegen schmecken viel mehr Zucker süß als die Bienen; verwertbar aber sind für beide etwa gleich viele.Die geschmackliche Prüfung von Säure, Salz und Bitterstoff zeigte große individuelle Unterschiede.Die Tarsen sind für den vergällenden Geschmack weniger empfindlich als die Mundteile. Für Kochsalz sind die Tarsen ganz unempfindlich.Die Vergällungswerte ändern sich im Hunger nicht.Dissertation der Philosophischen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität München.     

Über die Leistung des isolierten Herzens der Weinbergschnecke (Helix pomatia L.) im künstlichen Kreislauf

Zusammenfassung Die quantitative Messung der Kreislaufleistung von Helix pomatia wird durch eine Methode ermöglicht, bei der das Herz im Perikard in ein künstliches Kreislaufsystem verbracht wird. Während das Herz allein schon von geringen Binnendrucken überdehnt wird, ist es im Verbände des Perikards außerordentlich belastungsfähig.Unter isotonischen Versuchsbedingungen (venöser Überdruck) werden die Ergebnisse älterer Autoren bestätigt: Vermehrung der Anfangsspannung beschleunigt den Herzschlag und steigert das Schlagvolum. Die Wirkungen sind am Herz-Perikardsystem gedämpfter als am freiliegenden Herzen.Werden venöses Angebot und arterieller Druck auf untereinander gleicher Höhe gehalten und gleichsinnig verändert, dann erreichen die Herzfunktionen auf niederer Belastungsstufe (5 cm H₂O) ihr Optimum, sinken aber bis mindestens 35 cm H₂O nicht ab. Das Verhalten wird auf die plastischen Eigenschaften des Herzens zurückgeführt; es ist eine Anpassung an wechselnde Druckzustände im Schneckenkörper.Die normale Kreislaufarbeit wird experimentell in die gegen den Körperbinnendruck und die gegen den Strömungswiderstand gerichtete zerlegt. Die höchstmögliche Druckentwicklung (isometrisches Maximum) beträgt im Durchschnitt 15 cm H₂O, im Höchstfall 25 cm H₂O.Bei steigendem arteriellen Druck sinken Frequenz und Schlagvolum; die Leistung steigt bis zu einem Optimum (10 g · cm/min), das bei einem Überdruck von 8 cm H₂O gefunden wird. Die zugeordnete Frequenz (17–19°C) beträgt 22,4/min, das Schlagvolum 42 mm³.Bei submaximal tonisierten Herzen verbessert die durch den arteriellen Druck erzwungene Spannungsentwicklung den Tonus. Isotonische Tätigkeit setzt ihn in allen Fällen herab.Arbeitet das Herz nur gegen einen Strömungswiderstand, dann sinkt die Frequenz bei konstantem schlagvolum. Die 'bremsende Wirkung des Widerstandes beruht auf der Fähigkeit von 'Tonusmuskeln, eine einmal entwickelte Spannung längere Zeit (bis zur vollständigen Volumaustreibung) zu erhalten. Die Leistung wird hierdurch gesteigert. Die höchste mögliche Leistung wird unter einer Kombination von Faktoren erzielt, welche Spannungsentwicklung erzwingen und die Kontraktion unter Arbeitsabgabe verzögern.Der Körperbinnendruck und der Strömungswiderstand im Schneckenkörper werden bestimmt und die Anwendbarkeit der Versuchsbedingungen auf die natürlichen Verhältnisse gesichert.Abschließend werden eine Modellvorstellung des Kreislaufes bei Helix entwickelt und die allgemein- sowie vergleichend-physiologischen Eigenschaften des Herzens diskutiert.Herrn Prof. Dr. K. Henke danke ich für die großzügig gegebenen Arbeitsmöglichkeiten im Zoologischen Institut der Universität Göttingen.     

Die Aktivitätsperiodik von Nagern im künstlichen 24-Stunden-Tag mit 6–20 Stunden lichtzeit

Zusammenfassung Die Tagesperiodik der lokomotorischen Aktivität von weißen Ratten und Mäusen ist nicht einfach 24-Std-periodisch. Man beobachtet auch im künstlichen Licht-Dunkel-Wechsel 2 Maxima der Aktivität, die den beiden Umkehrpunkten der Umweltperiode: Licht-an und Licht-aus zugeordnet sind. Veränderungen des Verhältnisses von Lichtzeit zu Dunkelzeit (bei unveränderter Dauer der Periode mit 24 Std) führt zu entsprechenden Verformungen der tierischen Periodik: die Maxima folgen mehr oder weniger streng den Verschiebungen der Umkehrpunkte, wie das auch von den jahreszeitlichen Änderungen der Vogelperiodik unter natürlichen Bedingungen bekannt ist.Wird die Zahl der Lichtstunden im 24-Std-Kunsttag von normal 12 Std um 6 Std herauf- oder herabgesetzt, so folgen die Maxima den Umkehrpunkten nicht in gleichem Ausmaß. Bei der Maus beträgt der Abstand zwischen Morgen- und Abendmaximum im Kunsttag mit 12 Std Licht rund 15,5 Std. Im Kunsttag mit 6 oder 18 Std Licht wird dieser Abstand nur um jeweils 1,5 Std verkleinert oder vergrößert. Das gilt auch für Tiere, die bereits 6 Wochen an das entsprechende Licht-Dunkel-Verhältnis angepaßt wurden. Die endogene Komponente der Tagesperiodik läßt Verformungen durch den Zeitgeber nur im begrenzten Umfang zu.Das Verhältnis der Lichtstundenzahl zur Dunkelstundenzahl übt einen starken Einfluß auf die insgesamt vom Tier entwickelte Aktivität aus. Bei schrittweiser Vergrößerung der Lichtstundenzahl von 12 über 14 auf 16 Std/die Licht versuchen dunkelaktive Tiere durch Steigerung der stündlichen Aktivitätsleistung zumal in der Dunkelzeit die Verkürzung der von ihnen bevorzugten Zeitspanne auszugleichen; sie erreichen im allgemeinen im Kunsttag mit rund 14–16 Std/die Licht die größte Gesamtaktivität je 24 Std. Im Kunsttag mit 18 Std Licht und mehr bricht diese Regulation zusammen — die Gesamtaktivität nimmt stark ab. Dasselbe gilt bei Verkürzung der Lichtstundenzahl auf 6: sowohl in der Lichtzeit wie in der Dunkelzeit wird unter diesen Umständen die je Stunde entwickelte Aktivität auf weniger als die Hälfte der Werte herabgedrückt, die für den Kunsttag mit mittlerer Lichtstundenzahl gelten.Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß je nach Tierart bestimmte Verhältnisse von Licht zu Dunkel eine optimale Umwelt darstellen und daß ganz allgemein nicht nur die Durchschnittswerte der wichtigsten Umweltgrößen sondern auch deren periodische Änderungen entscheidend die Lebensäußerungen der Tierwelt beeinflussen.     

Die optische Richtungsorientierung der Roten Waldameise (Formica Ruea L.)

Zusammenfassung Alle folgenden Angaben beziehen sich auf Formica rufa L., die Rote Waldameise, und sind nur unter Vorbehalt auf andere Insektenarten übertragbar.Die Ameisen benützen zur optischen Richtungsorientierung künstliche Lichtquellen, die Sonne oder den Mond.Eine distinkte Lichtquelle kann als Orientierungsmarke durch einen diffusen Lichtschein ersetzt werden.Mit Hilfe einer Polarisationsfolie läßt sich nachweisen, daß sich die Ameisen sowohl nach der Schwingungsrichtung des blauen Himmelslichtes als auch nach der Schwingungsrichtung des Folienlichtes orientieren können.Die Orientierung nach Landmarken, wie Häusern und Bäumen, spielt eine große Rolle und ist bei bewölktem Himmel wahrscheinlich die einzige optische Orientierungsmöglichkeit.Werden Himmels- und Landmarken in Konkurrenz gesetzt, dann läuft die Ameise in einer Kompromißrichtung.Ameisen reagieren in Neststimmung vorwiegend negativ und in Exkursionsstimmung vorwiegend positiv phototaktisch.Es wird eine Methode angegeben, mit der durch Vergleich von Dreherregungen die Stärke der phototaktischen Drehreaktionen gemessen werden kann.Bei gleich großer Ablenkung vom orientierten Lauf sind die geotaktischen und die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) quantitativ gleich.Die phototaktischen Dreherregungen (Drehtendenzen) sind helligkeitsunabhängig, ändern sich jedoch mit dem Einfallswinkel des Lichtes.Aus den experimentellen Befunden wird geschlossen, daß sich am zentralnervösen Funktionsgefüge der negativen (positiven) Phototaxis mindestens drei nervöse Instanzen (Mechanismen) beteiligen: Das Integrationszentrum, das Lagezentrum und der Koordinationsmechanismus der Beinbewegung.Wichtige Vorgänge beim Übergang von der positiven und negativen Phototaxis zur menotaktischen Hin- und Rückwegorientierung sind orientierungsfreie Suchschleifen und Lernprozesse, die zur Ermittlung der Luftlinienrichtung führen.Diese Lernprozesse finden sowohl auf dem Hin- als auch auf dem Rückweg statt.Die Ermittlung der Luftlinienrichtung geschieht über die Auswertung (Integration) der optischen Reizfolge, die kinästhetische Reizfolge ist dafür wahrscheinlich völlig bedeutungslos.Mit Hilfe der Kompensationstheorie werden eine Reihe von Reaktionen sich menotaktisch orientierender Ameisen kausal erklärt.Die Ameise kann sich eine Laufrichtung in bezug auf eine Lichtquelle mindestens 5 Tage lang merken.Die Ameise kann sich mit Hilfe von Landmarken an mindestens vier verschiedenen Plätzen im Gelände je eine bestimmte Laufrichtung merken.Erinnerungsbilder von Himmels- und Landmarken werden im Gedächtnis der Ameisen unabhängig voneinander aufbewahrt, die Erinnerungsbilder der Himmelsmarken dagegen sind im Gedächtnis der Ameisen aneinandergekoppelt.Die Ameisen haben die Fähigkeit, die Wanderung der Sonne bei der Richtungsorientierung mit einzuberechnen.     

Zur Gedächtnisleistung von Wespen

Zusammenfassung Wespen beachten in Labyrinthen Farbsignale, vor denen sie sich auf eine bestimmte Seite wenden müssen. Sie richten sich auch dann nach den Farbzeichen, wenn sie erst hinter diesen, also zeitlich nach der Farbwahrnehmung, die vom Merkmal angezeigte Seite aufsuchen können. Das Farbsignal wurde während der Dressur von der Entscheidungsstelle weg bis an die für das Gelingen der Orientierungsaufgabe gerade noch erträgliche Grenze vorgerückt.Gedächtnisinhalt scheint nicht eine durch das Farbmerkmal ausgelöste starre Bewegungsfolge zu sein, sondern eine aufgeschobene Orientierungsreaktion.Herrn Prof. Dr. K. v. Frisch zum 70. Geburtstag in Verehrung gewidmet.     

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

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

Beitrag zur heteromorphen Regeneration bei Dixippus morosus

Zusammenfassung Fassen wir jetzt noch einmal kurz die Ergebnisse meiner Arbeit zusammen: Festgestellt ist, daß die Heteromorphosen auf die Schaftglieder beschränkt sind, und daß eine Operation im proximalen Teil des Scapus keinerlei Regeneration zur Folge hat.Neu ist festgestellt, erst einmal, daß, gegenüberBordage undGodelmann, auch eine Operation in der Koxa möglich ist, die bei einem Schnitt am Vorderbein in einem ganz geringen Prozentsatz auch Regenerate hervorbringt, die wieder Vorderbeine sind.Dazu kommt, daß nun auch auf Grund anatomischer Untersuchungen einwandfrei festgestellt ist, daß es sich bei der Heteromorphose um ein mangelhaft ausgebildetes Bein handelt, dessen tiefgehender Unterschied gegenüber dem normalen nur in der Innervierung aus den Deuterocerebrum zu suchen ist.Drittens konnte ich feststellen: Die Schnittlegung, d. h. entsprechende Zellbezirke, bestimmen nicht allein das Regenerat. Es kommt darauf an, ob der Einfluß desJohnstonschen Organs auf diese Zellen erhalten bleibt. Wenn das der Fall ist, so entstehen auch da Fühlerbildungen, wo man der Schnittlegung nach eigentlich Heteromorphosen erwartet hätte. Mit anderen Worten: DasJohnstonsche Organ übt einen formativen Einfluß auf das Regenerat aus.Am Schluß dieser Arbeit möchte ich noch Herrn Prof.Herbst besonders danken, dem ich die Anregung dazu verdanke, und der mir während ihrer Entstehung stets mit freundlicher Hilfe zur Seite stand.     

Phosphatase-Aktivität in Hydathoden 1

Zusammenfassung Das Gewebe, welches in den Hydathoden zwischen Leitbündelende und Wasserspalten eingeschaltet ist, wird als Hydathodengewebe definiert (topographischer Begriff). Unabhängig davon, ob dieses Gewebe aus Mesophyllzellen besteht (Triticum), ob es ein scheidenloses Epithem vorstellt (Tropaeolum) oder ob es mit einer Scheide versehen in ein Zuleitungs- und ein Ausscheidungsgewebe differenziert ist (Alchemilla, Saxifraga), weist es beim histochemischen Test eine auffallende Aktivität der sauren Phosphatase auf.Da der Phosphatasenachweis in den dem aktiven Gewebe benachbarten Zellen der Epithemscheide, des Mesophylls und der Epidermis bei unseren Objekten negativ ausfällt, muß den Zellen des Hydathodengewebes ein besonderer Stoffwechsel zukommen. Dieser ist bei dem ins Hydathodengewebe vordringenden Xylemparenchym ausgeprägter als im Ausscheidungsgewebe unmittelbar unter den Wasserspalten (Alchemilla, Abb. 4).Es besteht eine auffällige Analogie mit den Nektarien, wo sich das Nektargewebe ebenfalls mit der Phosphatasereaktion gegenüber dem inaktiven Grundgewebe oder dem Mesophyll abgrenzen läßt, und wo das Ausscheidungsgewebe gleichfalls weniger aktiv als das Zuführungsgewebe erscheint. Ferner weisen die Xylemparenchymzellen im Bereiche der Hydathoden eine ähnlich starke Reaktion auf wie die Geleitzellen der Siebröhren. Der gefundene Parallelismus läßt es fraglich erscheinen, ob die Phosphatasereaktion im Phloem und in den Nektarien spezifisch für die Zuckerwanderung sei. Denn man stellt fest, daß die Hydathodengewebe, unabhängig davon, ob sie als Filtrations- oder als Ausscheidungsgewebe ausgebildet sind, eine ähnlich rege Aktivität der sauren Phosphatase entwickeln wie die zuckerverarbeitenden Gewebe. Die nachgewiesene histochemische Analogie der Hydathodengewebe mit dem Nektargewebe muß daher auf einer anderen stoffwechselchemischen Übereinstimmung beruhen.Herrn Professor Dr. K. Höfler zum 70. Geburtstage gewidmet.     

Über die karyologische Anatomie einiger Pteridophyten sowie auffallende Unterschiede im Kernvolumen beiCyrtomium falcatum

Zusammenfassung Bei 11 Arten, eine mit 2 Varietäten, von Pteridophyten bleiben die Dauergewebe der Wurzel einheitlich diploid, was man an Mitosen feststellen kann, die spontan auftreten, durch Wuchsstoffbehandlung oder durch das Wachstum von Seitenwurzelanlagen induziert werden.Bei 7 daraufhin untersuchten Arten findet im Rhizom bzw. in der oberirdischen Achse keine endomitotische Polyploidisierung statt.Kerngröße und Struktur geben auch bei den Wedeln bzw. Blättchen der 11 Arten keine Anhaltspunkte für das Vorkommen von Endopolyploidie.Die embryonalen Treppentracheïden in der Wurzel vonCyrtomium falcatum enthalten zwar Kerne, die wesentlich größer und anscheinend reicher an chromatischer Substanz sind als die Kerne der übrigen meristematischen Gewebe, doch werden auch in ihnen die Chromosomen nicht vermehrt, sondern nur vergrößert.Das mittlere Volumen von 50 Kernen aus embryonalen Treppentracheïden ist praktisch doppelt so hoch wie das mittlere Volumen von 50 Kernen aus dem Periblem und auch das Chromosomenvolumen steigt in den jungen Treppentracheïden schätzungsweise auf das Doppelte an. Beides geht wahrscheinlich auf ein echtes Wachstum zurück, doch ist es fraglich, ob genetisch wichtiges oder Ballast-Material vermehrt wird.Das interphasische Kernwachstum spielt sich beiCyrtomium falcatum in beiden Kerntypen sprunghaft ab, so daß bei beiden zwei Kategorien von Interphasekernen vorherrschen, nämlich posttelophasische und präprophasische. Damit verhält sich dieser Farn völlig übereinstimmend mit den bisher untersuchten Angiospermen.     

Das Blütennektarium von Magnolia und die Futterkörper in der Blüte von Calycanthus

Zusammenfassung Es wurde festgestellt, daß beiMagnolia Julan undMagnolia Soulangeana das Blütennektarium auf das Gynaeceum beschränkt ist. Der gesamte freie Teil des Fruchtblattes scheidet Nektar ab; die Narbenflüssigkeit enthält außer Schleim auch Zucker und dient, wie die Beobachtung blumenbesuchender Bienen zeigte, ebenfalls als Nektar. Die Sekretion erfolgt als Diffusion durch die Epidermisaußenwände und durch die nicht abgehobene, dünne Kutikula. Da im Fruchtblattgewebe weder Lokalisation von Stärke und Zucker entsprechend den Stellen der Abscheidung noch eine histologische Differenzierung eines Nektariumgewebes vorhanden ist, kann das Blütennektarium der untersuchten Arten als relativ ursprünglich angesehen werden.Die Futterkörper, welche sich an den Innenstaminodien, den fertilen Staubblättern und andeutungsweise an der Blütenhülle vonCalycanthus florida befinden, wurden hinsichtlich ihres Baues und ihrer Inhaltsstoffe beschrieben. Als vorherrschender Reservestoff ist Stärke vorhanden. Da nachDiels die Futterkörper des nahe verwandtenCalycanthus occidentalis fettes Öl und Proteine enthalten, ist zugleich ein Fall gegeben, wo entsprechende Blütenteile nahe verwandter Arten verschiedene Stoffe specichern.An den Futterkörpern der Innenstaminodien wurde zu Anthesebeginn eine schwache Nektarabscheidung nachgewiesen. Durch diese für die Ökologie der Futterkörper wichtige Tatsache ließen sich auch bezüglich der bei der Rückbildung fertiler Staubblätter auftretenden Nektarabscheidung und der Beziehung von Futterkörpern zu Nektarien neue Gesichtspunkte finden.Mit 9 Textabbildungen.     

Über das Lernvermögen bei Asseln

Zusammenfassung Sowohl bei Asellus aquaticus wie bei Porcellio scaber konnte die Bildung von Assoziationen nachgewiesen werden. Bei der letztgenannten Art kamen die Assoziationen rascher zustande als bei der ersteren. Bei beiden Tierarten waren die Ergebnisse der Versuche abhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen primär gegebener Tendenzen; diese konnten je nach ihrer Stärke das Dressurergebnis mehr oder weniger beeinträchtigen oder vereiteln. Asellus ließ sich im horizontal gelagerten T-förmigen Wahlapparat auf die Wahl des rechten oder linken Seitenschenkels dressieren. Untergrunddressuren ließen sich mit Asellus ebenfalls erfolgreich durchführen. Hier standen jeweils zwei verschiedene Untergründe zur Wahl, von denen der eine durch das Tier zu vermeiden war. Nur jeneUntergrunddressuren mißlangen stets, bei denen eine zu starke Tendenz für Rauh vorlag (1. Kombination) oder bei denen der Unterschied der betreffenden beiden Untergrundformen zu gering war (6. und 7. Kombination).Auch Porcellio vermochte Unterscheidungen zwischen zwei zur Wahl gebotenen Laufwegen vorzunehmen. Hier handelte es sich bei den einen Versuchen um einen rechten und linken Laufschenkel, bei den anderen Versuchen um einen oberen und unteren Laufkanal.D 4.     

Änderungen von Kern und Polyphosphaten in Abhängigkeit von dem Energiegehalt des Cytoplasmas bei Acetabularia

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen wurden ausgeführt, um den Einfluß des Cytoplasmas auf den Kern und Nucleolus näher zu analysieren. Als Maß der Kernreaktion wurde die Vergrößerung oder Verkleinerung des Kern- und Nucleolusvolumens gewählt, als Maß für den Zustand des Cytoplasmas das Vorhandensein bzw. Fehlen von energiereichen, Polyphosphate enthaltenden Grana und als Maß für die Leistung der ganzen Zelle das Wachstum.Der Einfluß der Photosynthese auf Kern und Polyphosphate wurde durch Applikation verschieden langer täglicher Belichtungszeiten untersucht (Tabelle 1, Abb. 1). Die Kern- und Nucleolusvergrößerung sowie die Entstehung der Polyphosphate und das Wachstum ist von der Länge der täglichen Belichtungszeiten abhängig. Auf der anderen Seite führt eine Verdunkelung der Zellen zu einer starken Reduktion der Polyphosphate sowie Kern- und Nucleolusgröße.Der Einfluß der Plastidenanzahl auf Kern und Polyphosphate wurde durch Belichtung kleiner und großer, verdunkelt gewesener Zellen untersucht (Tabelle 2, Abb. 2und 3). In den kleinen 4mm langen Zellen werden weniger Polyphosphate synthetisiert und auch die Kernvergrößerung ist wesentlich langsamer als in den großen 8 mm langen Zellen.Der Einfluß von energiereichen Substanzen des Cytoplasmas auf die Kernvergrößerung wurde durch Applikation verschiedener Gifte untersucht. 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure hemmen eine Synthese von Polyphosphaten, verhindern eine Volumenzunahme von Kern und Nucleolus und blockieren das Wachstum. Trypaflavin übt hingegen keinen wesentlichen Einfluß auf die Polyphosphatvermehrung und Kernvergrößerung aus (Tabelle 3, Abb. 4 und 5). Werden die Gifte großen Zellen mit ausgewachsenen Kernen appliziert, so erfolgt in 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure eine Reduktion von Kern- und Nucleolusvolumen sowie eine Verminderung der Polyphosphatgrana, während in Trypaflavin die Kerngröße kaum beeinflußt wird (Tabelle 5, Abb. 6).Aus diesen Befunden wurde geschlossen, daß das Cytoplasma einen steuernden Einfluß auf Reaktionen des Kernes und Nucleolus ausübt und daß dieser Einfluß durch die im Cytoplasma gebildeten energiereichen Phosphate (unter anderem Polyphosphate) bewirkt wird, wodurch auf die große Bedeutung des Cytoplasmas bei der Regulierung der Kernfunktion hingewiesen wird.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.