Kernkontrollierte Lactatdehydrogenase inAcetabularia

Zusammenfassung In kernhaltigen, aber auch in kernlosen Zellen vonAcetabularia wird wÄhrend des Wachstums die LDH-AktivitÄt bis zum Beginn der Hutbildung vermehrt. Verschiedene Arten vonAcetabularia weisen bezüglich der LDH entweder durch Zahl der Banden oder Position der Banden Unterschiede voneinander auf. Heterologe Transplantate bzw. Implantate lassen einige Wochen nach der Operation erkennen, da\ die artspezifischen Isozymbanden des Cytoplasmas verschwinden und die vom Kern determinierten erscheinen. Zumindest ein Teil der LDH-AktivitÄt ist an die Chloroplasten gebunden. Dieses wurde mit Hilfe der Saccharose-Dichtegradienten-Zentrifugation und auf histochemischem Wege nachgewiesen.

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Nucleus dependent lactic dehydrogenase inAcetabularia

Summary In nucleate as well as in anucleate cells ofAcetabularia LDH activity is increased until the cap is formed. Different species ofAcetabularia can be distinguished by the electrophoretic behavior of the LDH. Heterologous grafts of nucleus containing rhizoids or of isolated nuclei to anucleate cytoplasm result in the disappearance of the LDH pattern of the cytoplasm and in the appearance of a new one which is specific for the species of the nucleus. At least part of the enzyme activity is linked to the chloroplasts as was shown by sucrose density gradient centrifugation and by histochemical techniques.

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Wir danken Herrn Dr. G.Werz für Anregungen beim histochemischen Nachweis und Herren H.Kretschmer für seine Hilfe bei der PrÄparation der Transplantate und Implantate.     

Ribonuclease-Aktivität in Acetabularia

Zusammenfassung In Acetabularia mediterranea, Acetabularia crenulata und Polyphysa cliftonii wurde das Vorhandensein von Ribonuclease-Aktivität nachgewiesen. Es wurde gezeigt, daß das Enzym hitzestabil ist und bei pH 7,2 und im Bereich von pH 5 Maxima aufweist. Selbst durch eine Zentrifugation nit 105000 x g über 120 min wurde die Enzym-Aktivität nicht sedimentiert.In kernlosen Zellen von Acetabularia nimmt die Ribonuclease-Aktivität zu, allerdings in geringerem Maße als in kernhaltigen Zellen.Die Stabilität der genetischen Information im Cytoplasma von kernloser Acetabularia kann nicht durch das Fehlen von Ribonuclease-Aktivität erklärt werden.Fräulein A. Grohs sei für die geschickte und sorgfältige Hilfe bei der Durchführung der Experimente gedankt.

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Activity of ribonuclease in Acetabularia

Summary In Acetabularia mediterranea, Acetabularia crenulata and Polyphysa cliftonii ribonuclease activity was demonstrated. The enzyme is heat stabile and exhibits maxima at pH 7.2 and at the region of pH 5. Even centrifugation with 100000 x g for 120 minutes does not result in sedimentation of enzyme activity.Anucleate cells of Acetabularia are capable of increasing their ribonuclease activity, but to a smaller extent than nucleate cells do.The stability of the genetic information in the cytoplasm of anucleate Acetabularia cannot be explained by a lack in ribonuclease activity.

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Herrn Prof. J. Hämmerling zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Primärvorgänge bei der Realisation der Morphogenese von Acetabularia

Zusammenfassung Morphologisch erkennbare Primärvorgänge bei der REalisation der morphogenetischen Prozesse Wirtel- und Hutbildung bei Acetabularia-Zellen werden beschrieben.Wir fanden, daß die Prozesse, welche die Ausprägung einer spezifischen Zelldifferenzierung bestimmen, durch charakteristische Lyseprozesse in der bereits vorhandenen Zellwand eingeleitet werden. Diese werden ihrerseits wieder durch zeitlich früher erfolgende Prozesse induziert.

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Primary processes in the realization of morphogenesis in Acetabularia

Summary Primary processes in the realization of morphogenesis during whorl and cap differentiation in Acetabularia cells are described.It has been demonstrated that the morphological appearance of these specific cellular differentiations is initiated by characteristic lytic processes within the already existant cell wall. It is proposed that they are induced by specific cytoplasmic processes.

     

Morphogenetische Wirkungen von Aminosäuren bei Acetaublarien

Zusammenfassung An denAcetabularia-ArtenA. mediterranea undA. crenulata wurden die Wirkungen von S-haltigen 3-C-Aminosäuren und einigen stoffwechselmäßig verwandten, S-freien Substanzen auf den Ablauf der morphogenetischen Prozesse Stiel- und Hutlildung geprüft.Wir fanden a) Hemmwirkungen bei beidenAcetabularia-Arten durch toxische Effekte (Schwefelwasserstoff- bzw.Methylmerkaptanwirkungen bei Cystein- bzw. S-Methylcystein-Behandlung); b)Wisrkungen auf die Auslösung der Hutbildung, wobei dieselbe Aminosäure bei beiden Arten nicht hemmend oder sogar fördernd (Cysteinsäure) oder aber hemmend wirkte (Alanin). c) Verschiedene Wirkungen derselben Aminosäure beiA. mediterranea undA. crenulata: Serin förderte die Hutbildung beimed und hemmte beicren, Taurin hemmte dagegen beimed und förderte die Hutbildung beicren.Mit 2 Textabbildungen     

Plasmolyse verhindert Ergrünen

Zusammenfassung Im Dunkeln etiolierte Plastiden ergrünen im Lichte nicht, wenn und so lange die Zellen plasmolysiert sind.Diese Hemmung der Chlorophyllbildung ist reversibel; nach erfolgter Deplasmolyse stellt sich im Lichte Ergrünen ein.Auch ein bereits beginnender Ergrünungsprozeß kann bei nachträglicher Plasmolyse nicht fortgesetzt werden.Während der Plasmolyse kann am Licht in den etiolierten Plastiden sich auch die für die Silberreduktion der Chloroplasten verantwortliche Substanz nicht bilden.Die Behinderung der Chlorophyllbildung im plasmolysierten Zustande der Zelle wird als ein Symptom dafür angesehen, daß die Plasmolyse die Physiologie der Zelle nicht unwesentlich beeinflußt.     

Über die kernlosen Erythrozyten und die freien Kerne im Blut der Urodelen

Zusammenfassung Im Blut der Urodelen kommen außer kernhaltigen roten Blutkörperchen stets auch kernlose vor. Ihre Zahl ist bei den einzelnen Arten sehr verschieden. Den höchsten bisher beobachteten Prozentsatz besitzt der lungenlose Salamander Batrachoseps attenuatus. Bei ihm ist die Mehrzahl (90–98%) der Erythrozyten kernlos. Die kernlosen roten Blutkörperchen sind kein Kunstprodukt, sondern ein normaler Bestandteil des Urodelenblutes. Die Kernlosigkeit ist ein Zeichen der höheren Differenzierung der Erythrozyten, nicht dagegen das Zeichen einer Degeneration. Sie ist eine funktionelle Anpassung des Blutes an die Lebensweise und die dadurch bedingte Atmungsweise des Tieres. Die lungenlosen, durch die Haut und die Buccopharyngealschleimhaut atmenden Urodelen haben mehr kernlose Erythrozyten als die mit Lungen atmenden.Die Bildung der kernlosen roten Blutkörperchen findet im zirkulierenden Blut statt und geschieht in Form einer Abschnürung größerer oder kleinerer Cytoplasmastücke von kernhaltigen Zellen. Sie sind infolgedessen ganz verschieden groß. Sehr deutlich läßt sich diese Art der Entstehung kernloser Erythrozyten in vitro beobachten. Vielleicht gibt es daneben auch noch eine zweite Art. Manche kernlosen Erythrozyten mit Jolly-Körperchen und Chromatinbröckelchen machen es wahrscheinlich, daß sie durch eine intrazelluläre Auflösung des Kernes aus einem kernhaltigen Erythrozyten hervorgegangen sind. Die Regel ist jedoch die Abschnürung. Eine Ausstoßung des Kernes kommt bei normalen Erythrozyten nicht vor, sondern nur bei zerfallenden. Sie ist ein Zeichen der Degeneration der Zelle. Der Zelleib geht kurz nach dem Austritt des Kernes zugrunde. Der Kern bleibt als freier oder nackter Kern etwas länger erhalten, um dann aber ebenfalls völlig zu zerfallen.Da im zirkulierenden Blut der Urodelen regelmäßig eine Anzahl von Erythrozyten zugrunde geht, sind in ihm immer freie Kerne zu finden. Sie haben nicht mehr das normale Aussehen eines Erythrozytenkernes, sondern sind bereits erheblich verändert. Schon vor der Ausstoßung des Kernes aus der Zelle tritt eine teilweise Verflüssigung des Kerninhaltes ein; es bilden sich mit Flüssigkeit gefüllte Vakuolen, die zu Kanälchen und größeren Hohlräumen zusammenfließen. Auf diese Weise kommt es zu einer starken Auflockerung und Aufquellung des Kernes. Wenn der Kern den ebenfalls aufgequollenen und sich allmählich auflösenden Cytoplasmaleib verlassen hat und als nackter Kern im Blut schwimmt, schreitet der Prozeß des Zerfalles weiter fort. Nach allen Seiten strömt schließlich der noch nicht völlig verflüssigte Kerninhalt in Form fädiger und körniger Massen aus.Nach Komocki sollen sich diese Massen als eine Hülle um den nackten Kern legen und in Cytoplasma verwandeln, in dem dann später Hämoglobin auftritt. Die nackten Kerne sollen die Fähigkeit haben, aus sich heraus eine neue Erythrozytengeneration aufzubauen. Das ist nicht richtig. Es hat sich kein Anhaltspunkt für eine Umwandlung der den freien Kernen entströmenden Massen in Cytoplasma ergeben. Die Bilder, die Komocki als Beleg für seine Theorien heranzieht, sind vielmehr der Ausdruck der letzten Phase in dem Degenerationsprozeß des Kernes.Andere sogenannte freie Kerne, die Komocki abbildet und als Ursprungselemente einer neuen Erythrozytengeneration in Anspruch nimmt, sind gar keine freien, nackten Kerne, sondern weiße Blutzellen, vor allem Lymphozyten und Spindelzellen. Das weiße Blutbild der Urodelen ist, abgesehen von den Spindelzellen, einer für Fische, Amphibien, Reptilien und Vögel charakteristischen Zellform des Blutes, ganz das gleiche wie das der Säugetiere und des Menschen. Es setzt sich aus Lymphozyten, Monozyten und den drei Arten von Granulozyten, neutrophilen, eosinophilen und basophilen, zusammen. Die Monozyten können sich unter gewissen Umständen, z. B. bei Infektionen oder in Blutkulturen, zu Makrophagen umwandeln und Erythrozyten bzw. Reste zerfallender Erythrozyten phagozytieren. Die phagozytierten Teile roter Blutkörperchen haben Komocki zu der falschen Annahme verleitet, daß bei Batrachoseps attenuatus, in dessen Blut er entsprechende Bilder beobachtet hat, die kernlosen Erythrozyten in besonderen Zellen, sogenannten Plasmozyten entstehen und sich ausdifferenzieren. Komockis Theorie über die Bildung roter Blutkörperchen aus dem Chromatin nackter Kerne ist nicht haltbar. Die Befunde, auf denen sie aufgebaut ist, sind keineswegs beweiskräftig. Sie verlangen eine ganz andere Deutung, als Komocki ihnen gegeben hat. Komockis Kritik an der Zellenlehre ist daher in keiner Weise berechtigt.     

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.     

Studien zum Gestaltwandel der Bakterien

Zusammenfassung Unter dem Einfluß von 14% Magnesiumsulfat wurden bei einem Vertreter der Achromobacteriaceae durch Hemmung des Längenwachstums und simultan erfolgende Teilungen kokkoide Zellen ausgebildet. Diese Kokkenformen vermehrten sich entsprechend den Sarcinen mit zwei senkrecht aufeinander stehenden Teilungsachsen. Der Prozentsatz der so gebildeten Kokkentetraden betrug 96, eine Abhängigkeit der Bildung vom Alter der Kultur bestand nicht. Eine anfängliche Wachstumsverzögerung verschwand nach mehreren Passagen auf Magnesiumsulfat-Agar, diese Adaptation hatte jedoch keinen Einfluß auf den Prozentsatz der typisch veränderten Zellen.Die Weiterzüchtung der Kokkenform auf dem Versuchssubstrat gelang leicht. Die Rückwandlung auf normalem Medium erfolgte durch eine Längenzunahme der kokkoiden Zellen bis zu typischen Stäbchen und Kurzstäbchen, die sich ohne Rückfall durch normale Querteilungen vermehrten.Die Wirkungsweise des Magnesiumsulfats wurde so gedeutet, daß allein das für Längenwachstum verantwortliche Prinzip reversibel geschädigt wird.Die Bildung sarcinaähnlicher Wuchsformen wurde durch die empirisch gesicherte Tatsacheerklärt, daß bei Bakterien eine Teilungimmer senkrecht zur Längsachse eintritt. Die bei dem Versuchsstamm unter dem Einfluß von Magnesiumsulfat auftretenden Kokken wie auch einige zum Vergleich untersuchte Sarcinen wiesen in der Wachstumsphase Längsachsen auf, die — durch die Teilungen präformiert — jeweils senkrecht aufeinander standen.Auszug aus dem zweiten Teil einer Dissertation Studien zum Gestaltwandel der Bakterien (nach Untersuchungen an Proteus vulgaris und einem gramnegativen, unbeweglichen Stäbchen), der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät Tübingen 1956.     

Differenzierung und Zellwandbildung in isoliertem Cytoplasma ausAcetabularia

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit beschreibt die Isolierung kernhaltigen und kernfreien Cytoplasmas aus den Hutkammern vonAcetabularia und dessen morphogenetisches Verhalten unterin vitro-Bedingungen.Kernhaltiges Cytoplasma (Protoplasten) bildet stets Cysten und cystenspezifische Zellwand.Die Fähigkeit kernlosen Cytoplasmas (Cytoplasten) zur Differenzierung und zur Synthese von Cystenwand hängt von der Einwirkungszeit des Kernes vor der Isolierung ab. Daher zeigen Cytoplasten aus Hutkammern, die keine Kerne enthielten, weder Differenzierung noch Bildung von Cystenwand. Differenzierung und Bildung von Cystenwand findet in gewissem Ausmaß dann statt, wenn Cytoplasten aus Hutkammern isoliert werden, in denen das Cytoplasma unter Kerneinfluß einen höheren Grad der Differenzierung erreicht hatte.

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Differentiation and cell wall formation in isolated cytoplasm ofAcetabularia

Summary The present paper reports on the isolation of nucleate and anucleate cytoplasm of cap rays ofAcetabularia and with its morphogenetic behaviour underin vitro conditions.The nucleate cytoplasm (protoplasts) always differentiates cysts and cyst specific cell wall.The ability of anucleate cytoplasm (cytoplasts) to differentiate and to synthesize cyst wall depends on the time of nuclear actions prior to its isolation. Therefore, cytoplasts of cap rays which did not contain nuclei, show neither differentiation nor cyst wall formation. A certain degree of differentiation and of cyst wall formation takes place if cytoplasts are isolated from cap rays in which the cytoplasm had obtained a higher degree of differentiation eunder nuclear actions.

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Fräulein R.Sandfuchs danke ich für die Aufzucht der Versuchspflanzen, Herrnstud. rer. nat. K.Ertl für seine Hilfe bei der Durchführung der Experimente.     

Behavior of the mitochondria in relation to the division of the anuclear cytoplasmic bud in grasshopper spermatocytes

Zusammenfassung Es werden 3 Fälle abweichender Reifeteilungen der 1. Spermatocyten von Podisma sapporense nach Lebendbeobachtung beschrieben, bei denen es nach einer unbekannten Störung zu einer Restitutionskernbildung am Ende der Anaphase I kam und trotzdem eine kernlose Plasmaknospe abgeschnürt wurde. Da bei der Restitutionskernbildung die Spindel wohl sicher rückgebildet wurde, kann die Knospe außer den Mitochondrien keine weiteren Zellbestandteile erhalten haben. Trotzdem teilte sie sich synchron mit der kernhaltigen (diploiden) Zelle, wobei es auch in ihr zur Bildung eines gestreckten Mitochondrienbündels kam, durch dessen Mitte die Teilungsfurche einschnitt. Es wird die Ansicht vertreten, daß das Mitochondrienbündel (nicht die Spindel) auch in normalen Zellen durch seine Streckung die Durchschnürung des Plasmakörpers verursacht.

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Contribution No. 321 from the Zoological Institute, Faculty of Science, Hokkaido University, Sapporo, Japan. With the financial support from the Scientific Research Fund of the Ministry of Education.     

Nervöse Überträgersubstanzen und ihr fermentativer Abbau

Zusammenfassung In sensiblen Nerven der Wirbeltiere kommen zwei Überträger substanzen vor, Dorsin in den dorsalen Rückenmarkswurzeln, Opticin im Nervus opticus und im Nervus stato-acusticus; von beiden ist es möglich, daß sie auch im Zentralnervensystem vorkommen. Beide sind im Bienentest durch Kreise nach der Seite des angestochenen Auges nachweisbar, im Test am denervierten Kaninchenohr wirkt Dorsin schon wenige Tage nach der Nervendurchschneidung gut, Opticin wirkt in den ersten 2–3 Wochen sehr schwach und erst nach der 4. Woche, evtl. nach einer zweiten Nervendurchschneidung, gut.Durch Kochen der Nerven in wäßriger Lösung erhält man Dorsin und Opticin in gebundener Form, durch Kochen in 75%igem Alkohol und Überführen in wäßrige Lösung in freier Form.Durchleiten von Sauerstoff durch Lösungen von Überträgersubstanzen zerstört Opticin rascher als Dorsin und jeweils die freie Form rascher als die gebundene. 5-Oxytryptamin, das im Bienentest nach der Seite des nicht angestochenen Auges wirkt, wird durch Sauerstoff in eine Substanz verwandelt, die im Bienentest nach der Seite des angestochenen Auges wirkt.Lösungen von Dorsin vertragen kurzes Kochen, Opticin wird in Lösung schon bei 60° C in mehreren Minuten zerstört, wobei freies Opticin empfindlicher ist als gebundenes.Von den freien Überträgersubstanzen wird jede durch ein eigenes Ferment abgebaut. Die Mengen von Dorsinase, die Dorsin abbaut, in den dorsalen Wurzeln und von Opticinase, die Opticin abbaut, im Nervus opticus sind so, daß sie die Überträgersubstanzen unter vergleichbaren Bedingungen in ähnlichen Zeiten abbauen, wie Cholinesterase aus ventralen Wurzeln Acetylcholin abbaut.Gebundenes Dorsin der Wirbeltiere wird durch Pease gespalten, ein Ferment, das man erhält, wenn man eine stark verdünnte, nicht sterile Aufschwemmung aus zerriebenen dorsalen Wurzeln einen Tag lang bei 36° C inkubiert. Die sehr rasche Wirkung dieses Fermentes läßt sich auch mit dem Test am Meerschweinchen-Ileum an der Abnahme der P-Wirkung eines Extraktes aus dorsalen Wurzeln verfolgen.Gebundenes Opticin und andere gebundene Überträgersubstanzen der Wirbeltiere werden durch Dorsinase gespalten. Dorsinase führt diese Spaltung ähnlich rasch durch wie Pease die Spaltungen von gebundenem Dorsin und etwa 50mal so rasch wie den Abbau von freiem Dorsin.Gebundenes Acetylcholin ist als Überträgersubstanz vom Hornhautepithel auf die freien Nervenenden und von sekundären Sinneszellen auf die sensiblen Nerven anzunehmen.Bei der Nervendegeneration erfahren Opticin und Dorsin ähnliche Veränderungen wie Acetylcholin.Bei Mollusken sind als nervöse Überträgersubstanzen wenigstens Opticin, 5-Oxytryptamin und Acetylcholin anzunehmen, bei Arthropoden wenigstens Dorsin, Opticin, Acetylcholin, 5-Oxytryptamin und eine noch kaum untersuchte Substanz, deren fermentativer Abbau durch Strychnin gehemmt wird, bei Anneliden dieselben Substanzen mit Ausnahme von Dorsin.Die Krämpfe lassen sich durch die Hemmung des fermentativen Abbaues von Überträgersubstanzen durch die Krampfgifte erklären. Bei Mollusken und bei Arthropoden hemmen verschiedene Krampfgifte verschiedene Fermente und damit den Abbau verschiedener Überträgersubstanzen. Bei den Wirbeltieren ist die Hemmung der Dorsinase am wichtigsten. Die typischen Krampfgifte hemmen die Dorsinase in denselben gegenseitigen Verhältnissen, in denen sie Krämpfe auslösen. Die Hemmung der Dorsinase bedeutet eine Hemmung des Abbaues von freiem Dorsin und eine Hemmung der Spaltung anderer gebundener Überträgersubstanzen; damit dürfte auch die Wirkung sekundärer Sinneszellen auf die sensiblen Nerven gesteigert werden. Die bei den verschiedenen Krampfgiften verschieden starke zusätzliche Hemmung der Cholinesterase beeinflußt den Charakter der Krämpfe. Als Erklärung für den spezifischen Charakter der Strychninund Brucinkrämpfe bleibt noch die Blockierung der Hemmungen, die bei Wirbeltieren nur durch diese beiden Krampfgifte erfolgt, oder die Hemmung des fermentativen Abbaues von Crosslands Kleinhirnfaktor.Fräulein Ilse Silberbauer und Herrn Helmut Gübitz danken wir für ihre Mithilfe bei einem Teil der Versuche.Wir danken allen Tierärzten des Grazer Schlachthauses für ihr stets freundliches und verständnisvolles Entgegenkommen, welches sie uns bei dieser Arbeit und schon seit 1946 bei den im Literaturverzeichnis genannten Arbeiten von Hellauer und Umrath gezeigt haben.     

Plasmatische Formbildung als Voraussetzung für die Zellwandbildung bei der Morphogenese vonAcetabularia

Zusammenfassung über die Frage, ob die morphologische Ausbildung eines Artmerkmales durch spezifische Vorgänge im Plasma bestimmt wird oder durch die spezifische Bildung von Zellwand zustande kommt, wird an Hand von Untersuchungen über die Differenzierung der Cysten in den Hutkammern vonAcetabularia- Zellen berichtet.Derartspezifischen Cysten-Differenzierung liegt eine aktive Ausformung des Plasmas der Hutkammern zur definitiven plasmatischen Cystenform zugrunde. Diese Prozesse sind mit Proteinsynthesen gekoppelt, die wahrscheinlich von Wirkungen der Sekundärkerne abhängen. Erstnach der Ausbildung der definitiven Plasmaform entsteht Cystenwand, die durch ihre spezifische Farbreaktion mit Chlorzink-Jod-Lösung nachgewiesen werden kann. Die Ausbildung der normalen plasmatischen Cystenform kann in den frühen Stadien der Cysten-Entwicklung mit Actinomycin-D sowie mit Puromycin beeinflußt werden, so daß morphologisch veränderte Plasmaformen entstehen. An ihnen wird ebenfalls Cystenwand gebildet, und zwar entsprechend der jeweils entstandenen Plasmaform.Die Form eines Merkmales wird daher nicht durch eine merkmalspezifische Aggregation von Zellwandbausteinen, sondern durch spezifische Formbildungsprozesse des Plasmas bestimmt, welche ihrerseits die Auslösung der spezifischen Zellwandbildung bewirken.

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Summary The question, whether the formation of a species characteristic is regulated by specific determinative processes within the cytoplasm, or whether it is brought forth by a specific mode of cell wall formation, is discussed on the base of investigations about cyst differentiation within the cap rays ofAcetabularia cells.Basis of species specific cyst differentiation was found to be an active rearrangement of the cap ray plasm, resulting in the formation of the definitive plasmatic model of the cyst. These processes presumably are associated with protein synthesis, dependent on secondary nuclei actions. Onlyafler development of the definitive plasmatic form cyst wall is synthesized, being detectable by a distinctive color reaction with zink chloride-iodine reagent. In early stages of cyst development, the formation of normal plasmatic cyst models can be influenced with actinomycin-D or with puromycin, causing the formation of plasmatic forms of altered morphology. On their surfaces specific cyst wall is also deposited. Formation of species characteristics, therefore, is determinated by specific morphogenetic processes which the cytoplasm undergoes, and not by the mode of cell wall formation.

     

Der Einfluß von Colchicin auf in vitro gezüchtete endokrine Pankreaszellen

Zusammenfassung Der Insulinrelease in vitro gezüchteter Ratten- (special cells) und Schweinepankreaszellen, die aufgrund der Aufarbeitungsmethode an endokrinen Zellen angereichert sind, bleibt durch Colchicin unbeeinflußt. Die Zellen selber (behandelt oder unbehandelt) enthielten die gleichen Mengen Insulin.Nach Wechsel der Nährlösung verringerte sich ihr Insulingehalt um die in die Nährlösung abgegebene Insulinmenge. Koffeinzusatz vermehrte bei Versuchs- und Kontrollkulturen den Insulinrelease gleichartig, während Sekretin in beiden Fällen keinen Einfluß hatte.Morphologische Analysen (Lichtmikroskop, Zeitrafferfilm, Stereoscan®) ergaben Strukturveränderungen im Cytoplasma und an der Zelloberfläche, die als Ausdruck der Reaktion zwischen Colchicin und mikrotubulärem Protein gedeutet werden.

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The influence of colchicine on endocrine pancreatic cells in vitro

Summary The insulin release of in vitro grown endocrine rat and pig pancreatic cells was not influenced by colchicine. The cells (with or without treatment) contained the same amount of insulin.After changing the nutritive medium the insulin content of the cells was decreased by the corresponding quantity of insulin released into the respective medium. Addition of caffeine increased the insulin release in experimental as well as in control cultures in the same manner, whereas secretin had no influence.Morphological analyses (light microscope, scanning microscope, slow motion film) revealed structural alterations in cytoplasm and cell surface. This we consider as an expression of the reaction between colchicine and microtubular protein.

Frau I. Hehle, Fräulein H. v. Kalinowski, Fräulein E. Leschinski und Herrn Meisinger danke ich für gute Mitarbeit bei den Untersuchungen.     

Beeinflussung der Morphogenese,Substanzproduktion und Proteinzunahme vonAcetabularia mediterranea durch sichtbare Strahlung

Zusammenfassung Während in Blaulicht die Entwicklung vonAcetabularia mediterranea normal verläuft, wird in Rotlicht das Zellwachstum nach 2–3 Wochen fast vollständig eingestellt. Hutbildung konnte in Rotlicht nur dann beobachtet werden und auch nur unmittelbar nach der übertragung des Rotlichts, wenn mit Zellen im Stadium kurz vor der Hutbildung gearbeitet wurde.An Zellen, die nach Vorbehandlung mit Rotlicht aufgehört haben zu wachsen, kann Wachstum wieder induziert werden, wenn sie zusätzlich zum Rotlicht kurzfristig mit Blaulicht bestrahlt werden. Die Wachstumsgeschwindigkeit (Zunahme der Stiellänge) ist dabei zwischen 10 sec und 1 Std. Blaulicht täglich proportional dem Logarithmus der Bestrahlungsdauer. Die Hutbildung wird um so stärker gefördert, je mehr Blaulicht die Zellen zusätzlich erhalten.Da beiAcetabularia Wachstumsvorgänge mit einer Substanzzunahme gekoppelt sind, wird in Rotlicht die Substanzproduktion frühzeitig eingestellt, verläuft in Blaulicht dagegen normal. Entsprechend wird durch zusätzliche Blaulichtgaben auch die Substanzproduktion gefördert.Eine genauere Untersuchung der wirksamen Spektralbereiche ergab, daß nur Strahlung mit Wellenlängen < 545 nm einen fördernden Einfluß auf Zellwachstum und Substanzproduktion hat. Außerdem wird durch diesen Spektralbereich auch die Proteinvermehrung spezifisch gefördert, allerdings nur bei Dauerbestrahlung.Das Verhalten der Zellen in Rotlicht beruht nicht auf einem Mangel an morphogenetischen Substanzen.

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Summary In blue light cell parts ofAcetabularia mediterranea grow normally, they form stalks and finally caps. In red light, however, growth processes cease almost completely after 2–3 weeks. Cells in red light do not form caps, except those in the stage just before cap formation and then only immediatly after transfering to red light.Additional blue light to red light induces growth on cells pretreated with red light. Between 10 sec and 1 h of blue light per day, the growth rate (increase of stalk length) is proportional to the logarithm of the amount of additional blue light. Cap formation is also promoted by blue light.InAcetabularia, there is a close correlation between growth processes and increase of dry weight. Therefore, in blue light dry matter increases continuously but is limited in red light. Here again, additional breaks with blue light stimulate the formation of dry matter.A close examination of the different spectral regions shows that only radiation with wavelength < 545 nm promotes cell growth and formation of dry matter. In addition, there is also a specific promotion of protein synthesis in this spectral region, but only in continuous light.The reduction of growth processes in red light is not caused by a lack of morphogenetic substances.

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Frau R.Dittrich danke ich für die sorgfältige Betreuung der Kulturen und Mithilfe bei den Versuchen.

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Die Arbeit wurde durch eine Sachbeihilfe des Ministeriums für wissenschaftliche Forschung an Herrn Prof. J.Reinert unterstützt.     

Beiträge zur Kenntnis der Plasmolyse

Zusammenfassung In den Zellen der äußeren Epidemien der Zwiebelschuppen vonAlliumcepa (morphologische Unterseite) erfährt nach Zusatz stark wasserentziehender Lösungen (n-KNO₃) die Vakuole Deformationen und Zerklüftungen, welche den bei Krampfplasmolyse am ganzen Protoplasten beobachteten ähnlich sind; es wird der Versuch gemacht, sie aus einer Verhärtung der Vakuolenhaut zu erklären. Die Zerklüftung der Vakuolenoberfläche führt in vielen Fällen zu einer rapide vollzogenen Abtrennung kleiner Zellsaftblasen von der Hauptmasse des Zellsaftes.In den Zellen mancher Zwiebeln bleiben die Vakuolen der durch plasmolytische Kontraktion in mehrere Teilstücke zerlegten Protoplasten durch deutlich wahrnehmbare, widerstandsfähige Fäden aus Vakuolenhautsubstanz miteinander verbunden.An demselben Material tritt nach irgendwelchen Schädigungen der Zellen Plasmoschise ein; der wandständige Plasmabelag bleibt in seiner bisherigen Lage. Die Vakuole kontrahiert sich. Auch hierbei kann es zu vielfacher Zerfällung der Vakuole kommen.In den durch Wundreiz beeinflußten Zellen erfolgt oftmals eine spontane Kontraktion der Vakuole, bei welcher der Zellsaftmeniskus sich fast stets von der der Wunde abgewandten Schmalseite der Zellen zurückzieht.     

Über die Heilung von Hautwunden bei der MehlmotteEphestia Kühniella Zeller

Zusammenfassung An Raupen der MehlmotteEphestia kühniella Zeller wurde im letzten oder vorletzten Raupenstadium auf der Rückenseite des 4. Abdominalsegments durch Hitze ein Epidermisbezirk unter der Kutikula abgetötet.Um die Wunde breitet sich ein Bereich aus, in dem die Zellen eine Umstellung in einen neuen, auf die Heilung zugeschnittenen Reaktionszustand durchmachen. Die angeregten Zellen unterliegen einer Mitosenhemmung, sie haben kontrahierte Kerne und entwässertes Zytoplasma und wandern auf die Lücke zu, die so verschlossen wird. Die Anregung wird von einer Zelle zur anderen weitergegeben, sie verringert sich während der Ausbreitung. Sie klingt ab, wenn die Epidermislücke durch die zuwandernden Zellen aufgefüllt ist.In der Raupenepidermis treten während der Heilung Riesenzellen auf, in der Puppen- und Falterkutikula entsprechende kutikulare Bildungen.In der Diskussion wird die Heilung nach den Brennverletzungen dem Schließen eines Hautimplantatbläschens gegenübergestellt. Eine Brennwunde verheilt mittels Epithelwanderung unter Mitosenhemmung, das Implantatbläschen schließt sich durch Epithelwachstum unter Zellteilungen. Riesenzellen treten in beiden Fällen auf.Meinem hochverehrten Lehrer, Professor Dr.Alfred Kühn, danke ich für die Anregung und Förderung dieser Arbeit.     

Zur Lage des wahren Karpellrandes

Zusammenfassung Es wird die alte Annahme von der Einrollung der Karpellränder und der strikten Randbürtigkeit der Samenanlagen bzw. Plazenten, die heute wieder mehrfach vertreten wird, neuerlich überprüft.Die Untersuchung vergrünter Karpelle vonTrifolium hybridum sowie petalisierter Karpelle vonAnemone ranunculoides ergab keine Hinweise für die Randbürtigkeit der Samenanlagen, die an solchen Karpellen besonders deutlich sein sollte. Selbst die zu Fiedern verbildeten Samenanlagen vonTrifolium hybridum entspringen der randnahen Karpelloberseite.Zudem zeigen die Ränder junger Karpelle vonTrifolium hybridum, Butomus umbellatus undSedum hybridum ein kennzeichnendes subepidermales Randwachstum, und zwar dort, wo die Samenanlagen nicht sind. Das Plazentenmeristem seinerseits, untersucht an den beiden letzteren Objekten, stammt wohl in seinen Zellen vom Randmeristem ab, jedoch wird durch seine Randferne und durch die Teilungsrichtung seiner Zellen, die senkrecht zu den von den Randzellen gebildeten Zellreihen steht, klar angedeutet, daß hier kein Blattrand, sondern nur ein flächenständiger Auswuchs (Plazenten und Samenanlagen) gebildet wird.     

Zur submikroskopischen Struktur der Thrombozyten,Lymphozyten und Monozyten des Haushuhnes (Gallus domesticus)

Zusammenfassung Die Feinstruktur der kernhaltigen Thrombozyten des Haushuhnes wurde an 9 Weißen Leghorn licht- und elektronenmikroskopisch vergleichend untersucht. Bei guter Fixierung entsprechen die kernhaltigen Thrombozyten morphologisch denen der Säugetiere, doch fehlt das -Granulomer. Der Kern weist eine für den Thrombozyten charakteristische Chromatinverteilung auf, die von Aufhellungen durchsetzt ist. Im Cytoplasma lassen sich regelmäßig kleine Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum und ein deutlich ausgebildeter Golgiapparat nachweisen.Bei der Blutgerinnung (nach intravenöser Verabreichung von Thrombin) läßt sich in und an den kernhaltigen Thrombozyten der Beginn der Fibrinbildung verfolgen. Kernveränderungen lassen vermuten, daß im Kern gerinnungsphysiologische Aktivitäten vorhanden sind, doch sind weitere Untersuchungen erforderlich.Auf die Ultrastruktur der Erythrozyten, Lymphozyten und Monozyten wird kurz eingegangen. Es läßt sich Übereinstimmung mit den bisherigen Beobachtungen in den entsprechenden Zellen von Säugetieren feststellen.Mit Unterstützung durch die Heinrich-Hertz-Stiftung. — Assistent an der Medizinischen Klinik der Tierärztlichen Hochschule in Wien. Wien III., Linke Bahngasse 11.     

Über den Ersatz einzelner Zellen im Epithelgewebe. Eine histophysiologische Untersuchung auf Grund von Lebendbeobachtungen

Zusammenfassung Da Lebendbeobachtungen über den Ersatz einzelner Zellen im Epithelgewebe noch nicht vorliegen und das Schicksal verletzter absterbender Zellen in diesen Geweben bisher nicht direkt verfolgt worden ist, werden mit Hilfe des Mikromanipulators durch Anstich einzelne Zellen abgetötet und das Verhalten der Umgebung beobachtet. Als Objekt der Untersuchung dienten das Epithel der Haut von Feuersalamander- undHyla-Larven und Flimmerepithel an den Kiemenlamellen des Axolotl. An den verletzten Zellen lassen sich Erscheinungen beobachten, die mit den von T.Péterfi gesehenen thixotropen Veränderungen verschiedenster Zellarten Ähnlichkeit aufweisen und als kolloidale Entmischungserscheinungen des Cytoplasmas anzusehen sind. Das Cytoplasma der angestochenen Zellen wird trüb, optisch inhomogen und zeigt starke Viskosität, während der Zellkern einen flüssigen, leicht beweglichen Inhalt aufweist und sich nach Verletzung scharf gegen die übrige Zelle abgrenzt. Im Beginne sind die Vorgänge reversibel und die verletzten Zellen können sich erholen. — Der Ersatz der durch Anstich getöteten Zelle erfolgt in der Weise, daß sie zunächst in ganz kurzer Beobachtungszeit von den Nachbarzellen zusammengepreßt wird. Diese schieben sich darauf nach dem Orte vor, welchen die absterbende Zelle einnimmt und drängen sie so weit heraus, bis sie ganz aus dem Gewebsverband entfernt ist. Der erste Vorgang des Zusammenpressens wird als Wirkung des plötzlich freiwerdenden Binnendruckes des Gewebes aufgefaßt, während der endgültige Verschluß der Lücke durch Formveränderungen und Vorrücken der Nachbarzellen erfolgt und der von A.Oppel beschriebenen aktiven Epithelbewegung zuzuschreiben ist.Am Flimmerepithel der Kiemen des Axolotl spielen sich Zellausstoßung und Zellersatz ähnlich ab, nur geht der ganze Vorgang meist innerhalb weniger Minuten vor sich, so daß man nur die Zellbewegung der Umgebung und weniger die Wirkung der plötzlichen Druckschwankung im Gewebe durch das Anstechen der Zelle beobachten kann.Man muß auf Grund der Versuche daher wohl annehmen, daß ein lebendes Epithel in normalem Zustande einen bestimmten Binnendruck in seiner Zelldecke aufweist, welcher der Summe der von jeder Zelle ausgeübten Einzeldrucke entspricht. Entsteht durch Ausfall einer Zelle ein Druckgefälle, so äußert es sich in dem Auftreten von teils aktiven, teils passiven Bewegungen derselben. Sie schieben sich solange gleitend aneinander vorbei, bis eine neue Ruhelage erreicht und eine vorhandene Gewebslücke geschlossen ist. Wird eine Zelle geschädigt und sind die auftretenden Kolloidveränderungen reversibel, so ist sie bei einsetzender Erholung in der Lage, den Seitendruck der Umgebung wieder zu kompensieren; ist die Schädigung vom Zelltod gefolgt, so wird ihr Platz durch Vorrücken der Nachbarzellen eingenommen und sie selber nach außen entfernt. Das Vorhandensein einer toten Zelle wirkt also ebenso wie eine Lücke im Epithelbelag. Die aktive Zellausstoßung ist demnach das Mittel, durch welches die funktionelle und morphologische Gleichartigkeit der Zusammensetzung eines Gewebes gewährleistet wird. Es ist wahrscheinlich, daß auch andere Epithelien als die untersuchten z. B. beim Warmblüter sich ebenso verhalten, da hier die Ergänzung großer Flächen in der gleichen Weise erfolgt wie bei den Amphibien.     

Das Vorkommen von Kohlenhydraten im Ruhekern und während der Mitose

Zusammenfassung Kerne verschiedener tierischer Zellen und der Alge Acetabularia wurden mit Hilfe der HotchkissReaktion auf ihren Kohlenhydratgehalt geprüft. Hierbei ergab sich, daß sich nicht teilende Kerne in Zellen mit einer starken Eiweißsynthese (Ganglienkerne von Mäusen und Tauben, Leberkerne von Mäusen, Oocytenkerne von Cyclops, Diaptomus, Tipula und Ascaris) frei von cytochemisch erfaßbaren Kohlenhydraten sind (ausgenommen Acetabularia), während in sich teilenden Kernen (Oogonien- und Furchungskernen von Cyclops) Kohlenhydrate nachgewiesen werden können. Die Kohlenhydrate erscheinen im Kernsaft und in der aus dem Kernsaft intranukleär sich ausbildenden Spindel, sowie in den Centrosomen und Astrosphären. Der Kohlenhydratgehalt der Kerne wechselt je nach Funktion dieser. So ist die Hotchkiss-Reaktion bei Cyclops positiv in Oogonienkernen, negativ in Oocytenkernen, positiv in Oocytenkernen kurz vor der Reifeteilung, positiv in Furchungskernen, negativ in den Urgeschlechtszellen, die sich während der Embryonalentwicklung nicht mehr teilen. Diese Befunde weisen auf eine wesentliche Bedeutung der Kohlenhydrate für den extrachromosomalen Teilungsapparat, wie Spindel, Centrosom und Astrosphäre hin.Mit Unterstützung durch die Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft.