Veränderungen des Meeres durch Abfälle und die darauf basierende Einführung von fünf Gefahrenklassen für das Einbringen von Abfällen ins Meer

Zusammenfassung 1. Die Veränderungen des Meeres, die durch das Einbringen von Abfällen ins Meer hervorgerufen werden können, werden besprochen.2. Vier verschiedene Arten von Veränderungen werden unterschieden: (a) Veränderungen am Meeresboden, (b) Veränderungen im Meerwasser, (c) Veränderungen an der Meeresoberfläche, (d) Veränderungen in der Luft über dem Meer.3. Als Maß für die Schädlichkeit schwer löslicher Abfälle, die auf den Meeresboden absinken, wird die von den Abfällen zugedeckte Fläche am Meeresboden benutzt.4. Als Maß für die Schädlichkeit von Abfällen im Meerwasser wird das schädlich veränderte Meerwasservolumen eingeführt. Das schädlich veränderte Meerwasservolumen ist dasjenige Volumen, in dem durch das Einbringen von Abfällen Schäden auftreten können, weil ein bestimmter Grenzwert, beispielsweise eine Grenztemperatur oder eine Grenzkonzentration (z. B. die Erträglichkeitsgrenze), über- oder unterschritten ist. Bei kontinuierlichem Einbringen von Abfällen ist der zeitlich konstante Wert, bei ein- oder mehrmaligem Einbringen der zeitliche Maximalwert des schädlich veränderten Meerwasservolumens ausschlaggebend. Für Überschlagsrechnungen kann man den zeitlichen Maximalwert des schädlich veränderten Meerwasservolumens demjenigen Meerwasservolumen gleichsetzen, das erforderlich ist, um den betreffenden Abfall bis zur Ungefährlichkeit und Unschädlichkeit zu verdünnen.5. Als oberstes Gebot für das Einbringen von Abfällen ins Meer wird die Notwendigkeit herausgestellt, die negativen Wirkungen der Abfälle auf Pflanzen und Tiere des Meeres und der Küstenländer, auf Schiffahrt, Fischerei, Sport und Tourismus und nicht zuletzt auf die Gesundheit des Menschen so klein wie möglich zu halten.6. Unter Berücksichtigung dieses Gebotes wird eine Klassifizierung von Abfällen und Meeresgebieten vorgeschlagen.7. Die vorgeschlagene Klassifizierung teilt die Abfälle unter Berücksichtigung von Stoff und Menge in fünf Gefahrenklassen ein und gibt an, ob und bei welchen Wassertiefen die Abfälle ins Meer eingebracht werden dürfen.8. Für die Einordnung von Abfällen in die einzelnen Gefahrenklassen werden Kriterien angegeben. Diese Kriterien berücksichtigen Art, Ausmaß und Dauer der durch die Abfälle im Meer hervorgerufenen Veränderungen.9. Die Kriterien für die Einordnung von Abfällen in die einzelnen Gefahrenklassen und die Angaben darüber, ob und bei welchen Wassertiefen die Abfälle ins Meer eingebracht werden dürfen, sind in Form einer Tabelle zusammengestellt.10. An Hand von praktischen Beispielen wird die vorgeschlagene Klassifizierung erläutert.

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Changes of the sea by wastes, and the introduction of five danger classes for the disposal of wastes in the sea, based on such changes

There are four different kinds of changes caused by the disposal of wastes into the sea: changes on the sea floor, in the seawater, at the surface and in the air above the sea. The measure for the harmful effect of insoluble wastes on the sea floor is the area covered by the wastes. The measure for harmful effects in sea-water is the water volume with harmful properties; this is the volume in which a certain critical value (temperature, concentration, etc., e. g. in regard to the tolerance limits of organisms) is surpassed. In case of continuous waste disposal, the constant value (with time) of the water volume with harmful properties is decisive; in case of a singular or repeated disposal, the maximum value (with time). The maximum value of the water volume with harmful properties is almost equal to the water volume necessary for making a waste harmless by dilution. It is necessary to keep negative effects of wastes on organisms, fisheries, sport and tourism, and — last but not least — on the health of mankind, as small as possible. Keeping this necessity in mind, a classification of wastes and sea areas is proposed. This classification divides the wastes, according to substance and quantity, into five classes and provides information whether or not wastes may be disposed of in the sea and at which depths. Special criteria are provided for the classification of waste products; these criteria take into consideration type, extent, and duration of the changes caused in the sea. Examples are given to demonstrate the application of the proposed classification in praxis. Criteria for waste classification and instructions for disposal in sea areas of different depths are given in a table.

     

Experimenteller Beitrag zur Physiologie des Winterschlafes

Zusammenfassung. An im Winterschlaf befindlichen Siebenschläfern wird auf thermoelektrischem Wege die Körpertemperatur und die Umgebungstemperatur verfolgt, wobei die Tiere unter möglichst physiologischen Bedingungen gehalten und auch durch die Mess ingen nicht gestört werden. Unter solchen Verhältnissen folgt die Körpertemperatur der Außentemperatur passiv. Es gelingt durch subkutane Injektion mit 0,2–0,4 ccm 1-bzw. 3%igen Atropin winterschlafende Tiere aufzuwecken und in einen Zustand überzuführen, welcher sich nach dem Verlaufe der Körpertemperatur und dem ganzen Verhalten nicht von dem eines spontan erwachten Tieres unterscheidet. Dieses Ergebnis wird als Stütze betrachtet für die von W. R. Hess aufgestellte Theorie, daß der Winterschlaf — wie der normale Schlaf — durch das vegetative Nervensystem reguliert wird, und zwar im Sinne eines Vorherrschens der Punktion des Parasympathikus.     

Wurzelkörper von Apfelbäumen unter dem Einfluß eines jeweils vorherrschenden Faktors

Zusammenfassung Die über viele Jahre hinweg am gleichen Standort durchgeführten Ausgrabungen ermöglichten die vorliegende Zusammenstellung von Wurzelkörpern, die den Einfluß eines jeweils vorherrschenden Faktors auf die Entwicklung erkennen lassen.Dabei zeigte sich, daß die während der ersten Lebensjahre durch Wurzelumstimmung herbeigeführte Änderung der Rangordnung einer allgemein gültigen Gesetzmäßigkeit folgt, die sich durch keinen anderen Faktor verdrängen läßt. Abgesehen von dieser unter allen Umständen eintretenden vernachlässigung der Primärwurzeln zugunsten der oberen jüngeren Wurzeln, wurde die Form des Wurzelgerüstes vor allem durch Erbanlage und Boden geprägt. Aber auch die Standweite hatte formenden Einfluß infolge der Abneigung der Wurzelkörper, sich gegenseitig zu berühren. Kronenbau und Sorte zeigten überwiegend Einfluß auf die Faserwurzelbildung. Zu morphologischen Sonderbildungen führten Vermehrungsart und Nachbau.Die vorliegenden Beobachtungen erlauben einen ungewöhnlichen Einblick in das Verhalten der Wurzelkörper von Apfelbäumen auf engbegrenztem Raum. Obwohl unter normalen Verhältnissen die Einwirkungen komplexer Natur sind und deshalb die Erfassung der Wirkung vorherrschender Faktoren in erster Linie der Grundlagenforschung dient, darf man annehmen, daß solche rein morphologischen Beobachtungen auch zu zielbewußten, der Praxis direkt dienenden, physiologischen Untersuchungen anregen. Das gilt besonders für das Problem der Abneigung bei engen Standweiten und für die Förderung der Faserwurzelbildung. Von diesen Einzelheiten abgesehen, führen die Beobachtungsergebnisse zu ersten Ansätzen einer Systematik der Obstaumwurzeln.Mit 10 Abbildungen     

Zur Kenntnis des Absterbens der Hefe beim Austrocknen

Zusammenfassung Im Anschluß an eigene frühere Untersuchungen über das Absterben der Hefezellen beim Austrocknen wurden Versuche beschrieben, die die frühere Annanme bestätigten, daß die mechanische Schädigung des Protoplasmas der Hefezellen durch die Schrumpfung desselben beim Austrocknen und das Zurückschnellen in die ursprüngliche Lage beim Anfeuchten das Absterben der Zellen verursacht.Wie jede mechanische Schädigung des Protoplasmas ist auch die Schädigung durch Austrocknen von der Geschwindigkeit, mit der es stattfindet, abhängig. Je größer diese ist, desto leichter sterben die Zellen ab. Dauert das Austrocknen nur einige Sekunden, so bleibt keine Zelle am Leben, während beim langsamen Austrocknen in Bröckchen keine Zelle im Inneren derselben abstirbt. Eine langsame Wasseraufsaugung nach dem Austrocknen begünstigt das Überleben ebenfalls.Wie die mechanische Schädigung beiSpirogyra und Echinodermeneiern ist auch die Schädigung und das Absterben der Hefezellen beim Austrocknen von pH der umgebenden Lösung abhängig. Eine schwach alkalische Reaktion ist, wie für die Ertragung der mechanischen Schädigung, so auch für das Ertragen der Austrocknung am günstigsten, während eine zu stark sauere oder alkalische Reaktion die Zahl der beim Austrocknen absterbenden Hefezellen stark vergrößert.Wie die mechanische Schädigung beiSpirogyra und Echinodermeneiern wird auch das Absterben der Hefezellen beim Austrocknen durch niedrige Temperatur begünstigt.Am Absterben der Hefezellen bei einer lange dauernden Aufbewahrung spielt die Oxydation der Hefesubstanzen (des Proteinteils der Vitaidmoleküle) durch Luftsauerstoff eine große Rolle. Die Aufbewahrung der Hefe in trockenem Zustand während vier Jahre in zugeschmolzenen Glasröhren bei einem inneren Druck von 0,01 mm beseitigt aber das Absterben der Zellen noch nicht, so daß ein anderer Faktor außer dem Luftsauerstoff angenommen werden mußte, der beim Absterben der Hefezellen mitwirkt. Es wird vermutet, daß dieser Faktor das Imbibitionswasser der Hefe ist, das wahrscheinlich den Proteinteil des Vitaidmoleküls chemisch verändert (denaturiert) und dadurch diese Moleküle zum Zerfall veranlaßt.Karl Höfler zum 50. Geburtstag     

Die Entstehung des Farbmusters beim Lakenfelder Huhn

Zusammenfassung Das Gefieder des erwachsenen Lakenfelder Huhnes ist im großen ganzen schwarzweiß gescheckt, doch enthalten sowohl die schwarzen als auch die weißen Gefiederregionen stets eine mehr oder weniger große Anzahl von gemusterten Federn.Obwohl die Zeichnung dieser gemusterten Federn sehr variabel ist, behalten die Federn aus ein und demselben Follikel in aufeinanderfolgenden Federgenerationen ihr Muster jeweils bei.Das Kücken der Lakenfelder besitzt ein anderes Muster als das erwachsene Huhn. Wie ein Vergleich zwischen den Embryonen der einfarbig schwarzen Rheinländer und denjenigen der Lakenfelder zeigt, entstehen die Melanocyten bei der letztgenannten Hühnerrasse in viel geringerer Anzahl, besiedeln die verschiedenen Körperregionen verspätet und bilden auch weniger Pigment.Die langsamere Wanderung und die spätere Pigmentsynthese führen zur Ausbildung des Kückenmusters, während das Muster des erwachsenen Huhnes vor allem auf der verringerten Melanocytenanzahl beruht. Nur an denjenigen Körperstellen, die in unmittelbarer Nähe der beiden Entstehungszentren der Melanocyten, d. h. am Kopf und am Hinterende liegen, erhalten die Federanlagen so viele Pigmentzellen, daß hier schwarze Federn entstehen können. Die wenigen, weiterwandernden Melanocyten dringen nur noch hier und dort in einzelne Federkeime ein und führen so zu der Entstehung der in das weiße Rumpfgefieder eingestreuten mehr oder weniger stark gemusterten Federn.Auch in vitro bildet Embryonalgewebe von Lakenfeldern sehr viel weniger Melanocyten als gleichaltriges Gewebe von schwarzen Rheinländern.     

Die rotbraune Zeichnung der Wespennestmütter,eine durch mechanischen Reiz ausgelöste Pigmentablagerung in Liesegangschen Ringen

Zusammenfassung Bei den Nestmüttern von Vespa crabro, V. media, V. germanica, V. vulgaris, V. saxonica und V. rufa werden besondere rotbraune Zeichnungen beobachtet, die diese Tiere von allen übrigen Nestinsassen unterscheiden.Diese Zeichnungen beruhen auf der Bildung eines rotbraunen Pigments, das aller Wahrscheinlichkeit nach zur Melaningruppe gehört und in der Hypodermis selbst abgelagert wird. Sie finden sich nur in der Nähe solcher Integumentteile, die dauernder Reibung an härteren Chitinstücken ausgesetzt sind.Durch diesen dauernden mechanischen Reiz wird die Hypodermis unter dünneren Chitinlagen so beeinflußt, daß in ihr an Stelle der normalen Stoffwechselvorgänge ein anormaler Schädigungsstoffwechsel tritt. Dieser kann an den betreffenden Stellen zu einem teilweisen Abbau des darin abgelagerten Pterinpigments führen und an besonders stark gereizten Stellen eine Zerstörung der Hypodermis selbst bewirken.An den Stellen der Hypodermis, die diesem anormalen Stoffwechsel verfallen sind, entsteht weiterhin eine Substanz, die anscheinend ein Eiweißabbauprodukt ist und von diesen Stellen als Diffusionszentren aus durch die Hypodermis hindurchdiffundiert. Dabei wird sie in das rotbraune Pigment überführt und dadurch unlöslich niedergeschlagen. Die Ablagerung dieses Pigments findet nach den Gesetzen der Bildung periodischer Niederschläge statt und führt zur Entstehung von Liesegangschen Ringen und ähnlichen Zeichnungsmustern.Die Zeichnung der Wespennestmütter ist das erste Beispiel, in dem die Bildung einer periodischen und symmetrischen Insektenzeichnung, die als solche nicht direkt von morphologischen Strukturen abhängig scheint, weitgehend auf einfache Kausalzusammenhänge und auf Vorgänge zurückzuführen ist, die bei anderen leblosen oder belebten Systemen bereits bekannt und untersucht sind. Sie kann daher als Modell für schwerer analysierbare flächenhafte Symmetriemuster betrachtet werden.     

Hauptquellen häuslicher Abwässer und deren Bedeutung für die Verunreinigung der Nordsee

Zusammenfassung 1. Häusliche Abwässer sind durch einen hohen Gehalt an C-, N- und P-haltigen Substanzen, Spurenelementen und wichtigen organischen Verbindungen, wie Vitaminen und Aminosäuren, gekennzeichnet. Im Stoffhaushalt der relativ nährstoffarmen See können sich diese Verbindungen in negativer wie auch in positiver Weise bemerkbar machen.2. Die Verschmutzungsquellen des Meeres durch häusliche Abwässer können ihrer Herkunft nach in 2 Gruppen unterteilt werden: (a) Abwassereinleitungen aus direkt am Meer gelegenen Ortschaften, (b) das Wasser großer Ströme, das Abwässer und Abwasserinhaltsstoffe in mehr oder weniger abgebautem Zustand aus dem Innern des Landes mit sich führt.3. Der Grad der Reinigung, der an ein Abwasser gestellt werden muß, bevor es in einen Vorfluter eingeleitet werden kann, hängt von der Selbstreinigungskraft des Vorfluters ab und von den Ansprüchen, die an den Vorfluter gestellt werden müssen.4. Am Beispiel amerikanischer Verhältnisse wird gezeigt, daß die Einleitung großer Mengen nur primär gereinigter Abwässer mit Hilfe von Rohrleitungen in größerem Abstand vor der Küste ein ökonomisches Verfahren der Abwasserbeseitigung darstellt, da der offene Ozean schnell in größere Tiefen abfällt und eine hinreichende Verdünnung der Abwässer gewährleistet ist.5. Das Beispiel des Oslo-Fjordes zeigt, daß für abgeschlossene Meeresbuchten eine Reinigung der Abwässer bis zur dritten Stufe vor Einleitung in See erforderlich werden kann, um einer unerwünschten Eutrophierung der Küstenzone vorzubeugen.6. Anhand der Abwasserverhältnisse der Stadt Hamburg wird die Belastung der Unterelbe diskutiert. Der Einfluß des nährstoffreichen Süßwassers kann an der Verteilung der N- und P-Komponenten bis über Helgoland und Amrumbank hinaus in See verfolgt werden.7. Auf holländischer Seite wird der Bau einer Strohpappen- und Kartoffelmehlindustrie für 13 Millionen Einwohnergleichwerte pro Erntesaison geplant, deren Abwässer in das Emsästuar eingeleitet werden sollen.8. In Holland sollen bis 1975 sechs Rohrleitungen gelegt werden, die Abwässer aus dem Inneren des Landes direkt zur Küste befördern werden.9. Der eutrophierende Einfluß der Themse auf die südliche Nordsee wird am Beispiel einer Phosphorbilanz nach einer Arbeit vonKalle (1953) dargestellt. Die Eutrophierung wirkt sich hier in einer Steigerung der Fischereierträge aus.10. Angesichts der gegenwärtigen Situation und der für die unmittelbare Zukunft in Aussicht genommenen Maßnahmen ist eine gesetzliche, internationale Regelung über die Belastungsgrenzen von Meeres- und Küstengebieten durch häusliche Abwässer dringend erforderlich, um diese Gebiete vor Schäden zu schützen.

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Major sources of domestic sewages and their significance in the pollution of the north sea

Domestic wastes are characterized by a high percentage of C-, N- and P-containing substances and organic compounds such as vitamins and amino-acids. These substances are of great importance in regard to the metabolism of the sea and may have negative as well as positive effects on the biocoenosis. The sources of domestic wastes can be divided into: (a) effluents from cities or villages located directly at the sea, and (b) river water which carries more or less decomposed domestic sewages released at various places in the interior part of the country. The degree of purification of waste water, which is introduced into river, lake or sea depends on its self-purification capacity and is a function of water quality demands in regard to the effluents. In many cities of the U.S.A., large quantities of primary effluents and digested sludge are released via pipes on the bottom of the sea at great distances from the shore into the open ocean without apparent harm. In near shore waters, especially bays, fjords, etc., sewages have to be treated so as to eliminate or reduce phosphates by electrolysis before introducing them into the sea; such treatment prevents unwelcome eutrophication. The degree and kind of pollution in the lower Elbe due to sewage from the city of Hamburg is discussed. The nutrient-rich Elbe water can be traced by N- and P-measurements all the way to the region near Helgoland and Amrumbank. In the Netherlands, construction of a pipeline for transporting wastes from a large strawboard and potato flour mill industry into the Eems estuary is being planned. The pollutional capacity of this industry has been estimated at approximately 12 million population equivalents during its autumn working season. Until 1975 six pipelines will transport sewages from the inner parts of the country to the shore. The influence of the Thames waters with their high P amounts on biological processes in English coastal waters is discussed. In view of recent developments and future plans, international agreements on marine pollution problems are urgently needed in order to prevent deleterious effects in coastal waters.

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Meinem hochverehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr.K. Günther, zum 60. Geburstag gewidmet.     

Der winterschlaf der fledermäuse mit besonderer berücksichtigung der wärmeregulation

Zusammenfassung Teilen wir die Säugetiere nach der Ausbildung ihrer Wärmeregulation ein, so können wir höhere und niedere Warmblüter unterscheiden, wobei naturgemäß beide Gruppen durch Übergänge miteinander verbunden sind.Die untersuchten Fledermäuse (14 Arten) gehören zu den ausgesprochen niederen Warmblütern, sie besitzen eine außerordentlich unvollkommene Wärmeregulation. Während des Tagesschlafes sinkt auch im Sommer ihre Körpertemperatur auf die Höhe der Umgebungstemperatur und die Tiere fallen in einen lethargischen Zustand, die Tagesschlaflethargie, aus der sie jeden Abend erwachen. Dies konnte nicht nur bei gefangen gehaltenen, sondern auch bei freilebenden Tieren beobachtet werden.Während der Tagesschlaflethargie sind alle Lebensfunktionen mehr oder weniger verlangsamt. Auf äußere Reize hin, z. B. bei Berührung, kann die Tagesschlaflethargie unterbrochen werden und die Körper temperatur steigt in relativkurzer Zeit bis zur Höhe der Wachtemperatur an. Das Tier ist erwacht und fähig, ungehemmt von seinen Organen Gebrauch zu machen, wenn die Körpertemperatur eine Höhe von etwa 35° erlangt hat., Die maximale Wachtemperatur ist bei den einzelnen Arten verschieden und kann bis über 40° betragen.Wir können annehmen, daß für den Eintritt der Schlaflethargie innere Faktoren maßgebend sind, die dem Tier die Schlafbereitschaft (Müdigkeit) geben und die sich in einem deutlichen Tagesrhythmus ausprägen. In zweiter Linie kommt die Umgebungstemperatur hinzu, durch die vor allem die Tiefe des Zustandes bestimmt wird.Bei sehr hoher Umgebungstemperatur tritt kein lethargischer Zustand ein, da dann die Körpertemperatur nicht unter die Bewußtseinsschwelle sinkt. Die Grenze liegt bei einer Umgebungstemperatur von etwa 28°. Im Leben der Fledermäuse hat die Tagesschlaflethargie zweifellos die Bedeutung, daß bei ungünstiger Witterung (Fehlen der Insektennahrung) infolge der mit der Erniedrigung der Körpertemperatur verbundenen Stoffwechselverminderung Nahrungsaufnahme nicht notwendig ist und die Tiere in ihren Verstecken bleiben können.Eine Ausnahme machen nach den bisherigen Beobachtungen trächtige Weibchen, bei denen kein Sinken der Körpertemperatur unter die Bewußtseinsschwelle und damit keine Lethargie beobachtet wurde. Dies erklärt sich wohl aus dem mit der Trächtigkeit verbundenen erhöhten Stoffwechsel.Die Tagesschlaflethargie geht in die Winterschlaflethargie über, wenn die Umgebungstemperatur eine bestimmte Grenze unterschreitet, die etwa bei 8–10° liegt. Es wird dann der Tagesrhythmus ausgeschaltet und die Lethargie wird zum Dauerzustand (= Winterschlaf). Es ist anzunehmen, daß neben der tiefen Umgebungstemperatur auch noch eine innere Winterschlafbereitschaft hinzutreten muß, denn die Fledermäuse treffen zum Winter hin gewisse Vorbereitungen (Wanderungen).Entsprechend der tieferen Umgebungstemperatur ist im Winterschlaf auch der lethargische Zustand tiefer als im Tagesschlaf. Die Körpertemperatur kann sogar unter 0° sinken, ohne daß dasTier geschädigt wird. Fledermäuse lassen sich also wie manche Kaltblüter unterkühlen. Erst eine Umgebungstemperatur von etwa –5° wirkt tödlich.Ähnlich wie bei anderen Winterschläfern setzt auch bei den Fledermäusen bisweilen beim Erreichen der Minimal temperatur infolge des Kältereizes eine Wärmeproduktion ein (Wiedereinschalten der Wärmeregulation), die bis zu einem völligen Erwachen führen kann. Die untersuchten Tiere waren aber nicht fähig, längere Zeit, etwa tagelang, Kältetemperaturen zu ertragen; es tritt dann der Kältetod ein. Dieser erfolgt bisweilen auch schon, ohne daß die Tiere fähig waren, ihre Minimal-temperatur zu halten oder gar wach zu werden. Es geht dann der Winterschlaf ohne weiteres in die tödliche Erstarrung über. Der Winterschlaf der Fledermäuse nähert sich damit der Kältestarre eines Kaltblüters.Ein normales Aufwachen aus dem Winterschlaf kann auch mitten im Winter — wohl infolge eines inneren Weckreizes — gelegentlich vorkommen. Die Dauer des Wachseins ist dann aber meist nur kurz.In Anlehnung an die Untersuchungen von Merzbacher können 4 Stadien des Winterschlafes unterschieden werden. Das unterste Stadium, das bei anderen Winterschläfern gewöhnlich nicht auftritt und das auch bei den Fledermäusen meist nur bei extremer Kälte (im Experiment) herbeigeführt wird, ist das der Rigidität. Es tritt bei Temperaturen unter 0° ein und ist durch Vorherrschen der Rückenmarksreflexe gekennzeichnet. Das 2. Stadium ist das des tiefen Winterschlafes, das mit Temperaturen über 0° verbunden ist, und bei dem die Medulla-oblongata-Reflexe hervortreten (Anhefterreflex). Bei etwa 10° geht der tiefe Winterschlaf in den leichten (Stadium 3) über, bei dem die Gehirntätigkeit einsetzt. Dieses Stadium entspricht auch dem Zustand, in den die Tiere während der Tagesschlaflethargie verfallen. Mit dem 4. Stadium, das durch Vorherrschen der Großhirntätigkeit gekennzeichnet ist, geht der leichte Winterschlaf in den Wachzustand über.Diese Stadien, die gleitend miteinander verbunden sind, werden sowohl beim Einschlafen wie beim Aufwachen durchlaufen.Das Erwachen aus dem Winterschlaf kann durch äußere Reize herbeigeführt werden und erfolgt je nach der Intensität des Reizes und der mehr oder weniger vorhandenen Winterschlafbereitschaft schneller oder langsamer.Auch bei Tieren, die im Zustand des Winterschlafes durch Herzstich tödlich verwundet werden, wird zunächst ein Aufwachen eingeleitet.Beobachtungen freilebender Fledermäuse haben gezeigt, daß die bestimmten Winterquartiere, die sich meist von den Sommerquartieren unterscheiden, alljährlich von einer großen Anzahl von Arten und Individuen aufgesucht werden. Die besonderen, an die Winterquartiere gestellten Bedingungen, sind Frostfreiheit und genügende Luftfeuchtigkeit. Die Wahl der engeren Schlafplätze im Winterquartier fällt bei den einzelnen Arten mehr oder weniger verschieden aus. Manche Arten über-wintern mit Vorliebe gesellig, andere stets einzeln. Gelegentliches Aufwachen aus dem Winterschlaf kommt vor. Beginn und Beendigung des Winterschlafes dürfte zeitlich von der Witterung und Außentemperatur weitgehend abhängig sein.Die Untersuchungen haben gezeigt, daß — wenigstens bei den Fledermäusen — eine enge Beziehung zwischen Schlaf und Winterschlaf besteht. Sie unterstützen damit die, neuerdings wieder von Uiberall vertretene Ansicht, daß der Winterschlaf überhaupt in das Gebiet der Schlaferscheinungen einzuordnen ist und auf einer Funktion des Zentralnerven-systems beruht.Die Annahme von der Bedeutung der innersekretorischen Drüsen für den Winterschlaf verliert gerade bei Berücksichtigung der besonderen Verhältnisse der Fledermäuse stark an Wahrscheinlichkeit.Die Untersuchungsergebnisse deuten ferner darauf hin, daß die geringe Wärmeregulation der Fledermäuse eine primäre Eigenschaft ist und daß bei der engen Verknüpfung von Wärmeregulation und Winterschlaf auch dieser eine primäre Eigentümlichkeit darstellt.     

Untersuchung über die Bildung des Actinomycins X

Zusammenfassung Das Antibioticum Actinomycin X wird von einer Gruppe systematisch nicht einheitlicher Streptomyceten gebildet, die sich morphologisch und vor allem physiologisch durch das Vorkommen oder Fehlen eines schwarzbraunen Pigmentes beim Wachstum auf peptonhaltigem Nährboden voneinander unterscheiden. Submerskulturen Actinomycin X-bildender Streptomyceten liefern unter dem Einfluß systematisch variierter Ernährungsbedingungen, wie verschiedener Stickstoffquellen, Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnisse und Wuchsstoffzusätze, sehr verschiedene Ausbeuten an Actinomycin und unterschiedliche Mengenverhältnisse der Actinomycin-Komponenten X₀, X₁ und X₂. Zu Beginn der Actinomycinbildung und unter wachstumsverlangsamenden Bedingungen überwiegen die hydrophilen Komponenten X₀ und X₁. Dagegen wird zum Zeitpunkt maximaler Actinomycinausbeute und unter Kulturbedingungen, die zu einer raschen Fermentation und hohen Actinomycinausbeute führen, ein vorwiegend aus der hydrophoben Komponente X₂ bestehendes Actinomycin vorgefunden. Die zeitlichen Maxima von Mycelertrag und Actiomycinbildung stimmen überein.Es wird geschlossen, daß die Actinomycinsynthese durch eine Seitenreaktion des assimilierenden Stoffwechsels erfolgt.Versuche zur Konservierung von Streptomyceten in Erde werden beschrieben.     

Elektronenmikroskopische Beobachtungen von Vesikulationsvorgängen am Mesaxon peripherer markloser Nerven

Zusammenfassung Es wird über Beobachtungen an den Lemnoblasten der marklosen Nerven der Harnblasenmuskulatur des erwachsenen Kaninchens berichtet. Die Harnblasen wurden unter verschiedenen Dehnungs- bzw. Erschlaffungszuständen fixiert. Die marklosen Nerven besitzen meistens sehr lange, mäanderartig gewundene oder zirkulär verlaufende, z. T. verzweigte Mesaxone. Das Cytoplasma der Lemnoblasten wird durch diese Doppelmembranen in kompliziert ineinander verschlungene und verzahnte Fächer geteilt. Ein Teil der Mesaxone besteht nicht aus den typischen Doppelmembranen, sondern aus Schichten von membranbegrenzten Vesikeln mit einem Durchmesser von 300–500 Å. Die Befunde weisen auf eine Transformation von Vesikeln in Doppelmembranen (Fusion) oder umgekehrt (Zerfall) hin. Der Zerfall der Mesaxone kann bis zur völligen Auflösung des Mesaxons führen. Andererseits kann die Fusion von kreisförmig angeordneten Vesikeln zu Strukturen führen, die nicht von kleinen Axonen unterscheidbar sind. Die Befunde werden u. a. in Bezug auf das analoge Verhalten verschiedener Gliazellen, besonders der Astrocyten des ZNS, diskutiert.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Permeabilität Der Rhoeo-Zellen für Ammoniak und Essigsäure

Zusammenfassung In vorliegender Arbeit wurde vornehmlich versucht, die Permeabilität der Epidermisprotoplasten vonRhoeo discolor für Ammoniak und. Essigsäure quantitativ zu bestimmen. Die Bestimmung geschah in erster Linie auf Grund von Beobachtungen über die Deplasmolysegeschwindigkeit dieser Protoplasten in Lösungen von Ammoniumazetat, wobei vorausgesetzt wurde, daß praktisch allein die hydrolytisch abgespaltenen Essigsäure- und Ammoniakmoleküle durch das Plasma permeieren.Für die Permeationskonstante der Essigsäure ergaben sich bei Benutzung derselben Maßeinheiten wie in den Arbeiten von Poijärvi und Bärlund Werte zwischen 20 und 60, für diejenige des Ammoniaks solche zwischen 200 und 2000. In nur vorläufig orientierenden Versuchen wurde außerdem gefunden, daß die Permeationskonstante der Milchsäure etwa von der Größenordnung 2 und die der Buttersäure etwa von der Größenordnung 200 ist. Alle diese Werte gelten allein für die undissoziierten Säurenbzw. Basenmoleküle.Der von uns für Ammoniak gefundene Wert ist weit größer als der entsprechende Wert von Poijärvi. Der Unterschied dürfte u. a. darauf zurückzuführen sein, daß die von uns bestimmte Konstante sich hauptsächlich nur auf die Permeation durch den Protoplasmaschlauch bezieht, während der Vorgang, dessen Geschwindigkeit in den Versuchen von Poijärvi gemessen wurde, sich aus mehreren Einzelprozessen zusammensetzt, unter denen die Permeation durch das Plasma nur einer ist.Da einer exakten Bestimmung von Permeationskonstanten leicht permeierender Basen sehr große Schwierigkeiten entgegenstehen, bedürfen die bisher erhaltenen diesbezüglichen Werte einer gründlichen Nachprüfung.     

A systems theoretical approach to biological membranes

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die Eindeutigkeit der Beschreibung erregbarer Membranen mit Hilfe von Ersatzschaltungen untersucht. Bei Voraussetzung der Existenz verschiedener Membrankanäle für den Ionentransport läßt sich unter Berücksichtigung nichtlinearer Eigenschaften eine weitgehend eindeutige Ersatzschaltung für einen Kanal angeben. Als wesentliches Kriterium erweist sich dabei das Vorhandensein eines konstanten Gleichgewichts-potentials für jeden Kanal. Der lonentransport durch die Membran wird durch ein einfaches Elektrodiffusionsmodell beschrieben. Hierin ist der Potentialverlauf in der Membran durch physiko-chemische Eigenschaften der Membran und nicht durch die transportierten Ionen bestimmt. Die Leitfähigkeit eines bestimmten Kanals verändert eine Steuervariable, deren Wert sich mit Hilfe einer algebraischen Beziehung aus den Zustandsvariablen eines linearen Differentialgleichungssystems ergibt (dessen Koeffizienten vom Potential über der Zellmembran abhängen). Die Zusammenfassung mehrerer Kanäle (passives Transportsystem) und die Einführung von Stromgeneratoren für den aktiven Transport (deren Effektivität von der chemischen Zusammensetzung der an die Membran angrenzenden Lösungen abhängt) führt zu einer allgemeinen Ersatzschaltung für die erregbare Membran. Die so gewonnene Beschreibung ist hinreichend allgemeingültig, um als Grundlage für die Analyse von Problemen der Informationsverarbeitung im Nervensystem bzw. für die weitere Aufklärung der in der erregbaren Membran ablaufenden physikalisch-chemischen Prozesse zu dienen.

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Presented in part at the IV. Intern. Biophysics Congress, Moscow, August 1972.     

Die Temperaturregulation des Bienenvolkes unter regeltheoretischen Gesichtspunkten

Zusammenfassung Es werden zwei Anlagen beschrieben, die es ermöglichen, einen Temperaturreiz auf das Bienenvolk auszuüben und den Temperaturverlauf selbsttätig zu registrieren.Ein thermoelektrisches Psychrometer zur Messung der relativen Feuchte innerhalb der Beute wird beschrieben.Es wird gezeigt, daß die Temperaturregulation des Bienenvolkes im Sinne der Regeltheorie erfolgt. Das für ein Regelsystem typische Überpendeln bei Regelstörung und Sollwertverstellung sowie Balanceschwankungen werden nachgewiesen.Unter normalen Verhältnissen ist der Wasserdampfgehalt der Beutenluft in der ganzen Beute gleich, und zwar so hoch, daß bei der im Brutnest vorliegenden Temperatur hier etwa 40% relativer Feuchte herrschen. Das Brutnest ist der trockenste Teil der Beute. Die Luftströmung erfolgt im Versuchskasten von unten nach oben.Bei einem Wärmereiz wird durch Herausfächeln der Luft aus dem Flugloch die Luftströmung umgekehrt. Durch Wasserverdunstung im Brutbereich, vorzugsweise am Brutnestrand, wird die Temperatur auf 36–37° C gehalten. Im Gegensatz zu den Verhältnissen vor dem Reiz sind jetzt die Kastenaußenbezirke trockener als der Brutbereich.Die Regulation wird durch unzureichende Wasserzufuhr oder schlechte Ventilationsmöglichkeit behindert. Im Falle einer unvollkommenen Regulation wird für das ganze Brutnest eine höhere Gleichgewichtstemperatur eingestellt.Die Bedeutung der Luftzirkulation für das Klima der Beute wird dargelegt.Kältereize bis zu 10° C können von einem normal starken Volk ohne Beeinträchtigung des Wärmehaushaltes ertragen werden. Bei einem schwachen Volk sinkt bei starken Kühlreizen die Brutnestrandtemperatur im beobachteten Falle bis auf 25° C ab. Durch die verstärkte Atmung steigt die relative Feuchte im Brutbereich bis auf 50–70%. obwohl bei stärkeren Reizen durch die Kondensation des Wasserdampfes in den Kastenaußenbezirken dem Brutnest Feuchtigkeit entzogen wird.Auf die Beziehungen zwischen Brutnestgröße und Wasserhaushalt wird hingewiesen.Bei gleichzeitigem Kühl- und Feuchtereiz hat bei schwachen Kühlreizen die Feuchteregulation den Vorzug, solange die Temperatur im Brutbereich nicht unter 33° C absinkt. Bei stärkeren Kühlreizen wird der Feuchtereiz durch physikalische Umstände aufgehoben.Es wird ein Temperaturindifferenzbereich zwischen 33 und 36° C festgestellt. Seine Bedingtheiten und seine Bedeutung für die Temperaturregulation des Bienenvolkes werden dargelegt.Für die Anregung zu dieser Arbeit danke ich Herrn Prof. Neuhaus, Herrn Prof. Stammer für die Unterstützung durch Mittel des Institutes. Ferner danke ich Herrn Dr. Böttcher, Bayerische Landesanstalt für Bienenzucht Erlangen, für den Arbeitsplatz an seinem Institut.     

Der Geruchssinn des Kartoffelkäfers (Leptinotarsa decemlineata Say)

Zusammenfassung Am Kartoffelkäfer wurden Freiland- und Laboratoriumsbeobachtungen und Versuche zur Frage seines Geruchsvermögens angestellt. Normale augenlackierte Tiere fanden kleine Kartoffelblattstückchen im Durchschnitt nach 4 min. Käfer, denen beiderseits bis drei Antennenglieder fehlten, brauchten bis 10 min Laufzeit. Nach Amputation von vier und mehr Gliedern fanden sie den Köder nicht mehr.Einseitig antennenamputierte Käfer machen im diffusen Duftfeld Manegebewegungen.In unbewegter Luft hält der laufende Käfer oft inne und wittert durch rasches Antennenbewegen und seitliches Abspreizen der Antennen, sowie durch Fächeln mit den Vorderbeinen.Die beiden mit gleicher duftfreier Luft durchströmten Röhren des Olfaktometers erhalten gleichstarken Besuch. Beide Geschlechter und beide Generationen verhalten sich gleich. Im Luftstrom des Olfaktometers wird nicht gefächelt. Die relative Feuchtigkeit der Luft beeinflußt die Wahl nicht entscheidend.Tiere mit erhaltenen Tastern können nach Verlust der beiden letzten Antennenglieder die nach Kartoffelkraut duftende Röhre nicht mehr von der duftfreien unterscheiden. Dagegen wählen Tiere mit amputierten Tastern noch nach Verlust von beiderseits drei Antennengliedern richtig. Vielleicht senkt Wegfall der Tasterfunktion die Schwelle der Geruchsorgane. Sinngemäß umgekehrt reagieren die Käfer auf abweisende Stoffe (Nelkenöl).Die Antennen tragen drei Arten von Sensillen, nämlich zweierlei Tasthaare und sehr viel kleinere Härchen, die nur auf den fünf Endgliedern der Antenne vorkommen. Ihre prozentuale Verteilung auf dieser und die Ergebnisse der Olfaktometerversuche führen zu dem sicheren Schluß, daß die letztgenannten kleinen feinen Härchen Riechhaare sind. Ihre Geruchswahrnehmungen lenken den Kartoffelkäfer zum Futter.Die flaschenförmigen Drüsen sind wahrscheinlich Schmierdrüsen; sie sind überall im Körperchitin verteilt.Kiefer- und Lippentaster besitzen neben Tasthaaren weitere Formen von Chemorezeptoren, versenkte Haare und sensillae basiconicae; letztere sind wahrscheinlich Geschmacksorgane.Auf den Tarsen wurden keine Chemorezeptoren gefunden.     

The body temperature of the desert locust Schistocerca gregaria

Summary The internal equilibrium body temperatures of hoppers (nymphs) of Schistocerca gregaria were studied in the field. The data obtained are here compared with theoretical estimates of the thermal balance resulting from the factors assumed to be concerned in heat loss and heat gain.In the field, the equilibrium body temperature of quiescent hoppers shaded from direct sunshine was up to 3.2° higher than the air temperature when the latter was about 25° or less, but was lower than the air temperature when this was above about 31°. In sunlight, body-temperature excesses increased linearly with total radiation intensity between 0.15 and 1.25 cal/cm²/min. Differences in orientation to the sun gave rise to differences in equilibrium body temperature of as much as 6°. At relatively low radiation intensities (about 0.5 cal/cm²/min) the equilibrium body temperatures were found to vary with a power of the wind speed of about 0.35. There were no demonstrable significant differences in equilibrium body temperature or rate of change of body temperature between hoppers having opposite extremes of possible coloration.Except in hoppers shaded from sunlight and those exposed to low radiation intensities there was good agreement between the observed equilibrium temperatures and those expected on theoretical grounds. This provides evidence of the relative importance of the factors concerned in thermal balance.The relation between body temperature and behaviour is discussed.

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Zusammenfassung Das innere Gleichgewicht der Körpertemperatur von vorzugsweise fünften Larvenstadien der Wüstenheuschrecke wurde unter Freilandbedingungen in Beziehung zu Lufttemperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Strahlungsintensität, Windgeschwindigkeit und Aktivität gemessen.Die verschiedenen Faktoren, die das Temperaturgleichgewicht der Heuschrecken beeinflussen, werden theoretisch behandelt. Die unter bestimmten Kombinationen der Umweltbedingungen zu erwartenden Gleichgewichts-Körpertemperaturen werden aus den theoretischen Werten für die verschiedenen beteiligten Faktoren errechnet und mit den unter entsprechenden Freilandbedingungen beobachteten Werten verglichen.Ohne Sonneneinstrahlung und unter relativ windstillen Bedingungen wurde bei ruhenden Larven des fünften Stadiums eine Gleichgewichts-Temperatur des Körpers gefunden, die bis zu 3,2° höher lag als die Lufttemperatur, wenn diese ca. 25° oder weniger betrug. Dieser Überschuß hatte eine abnehmende Tendenz bei Lufttemperaturen bis zu etwa 31° und über dieser Schwelle waren die Gleichgewichts-Temperaturen des Körpers im allgemeinen niedriger als die entsprechenden Lufttemperaturen. Theoretisch würde zu erwarten sein, daß unter diesen Umweltbedingungen das Temperaturgleichgewicht des Körpers in allen Niveaus annähernd der Lufttemperatur entspräche. Folglich scheint hier ein physiologischer Mechanismus zu bestehen, mit dessen Hilfe die Insekten in Abwesenheit von Sonnenschein und unter den Bedingungen schwacher Konvektion ihre Körperausgleichstemperaturen bei niedrigen Lufttemperaturen erhöhen, bei hohen senken können.Es war nicht möglich, im Freiland nachzuweisen, daß Unterschiede in der relativen Luftfeuchtigkeit irgendeinen signifikanten Einfluß auf die ausgeglichenen Körpertemperaturen in dem untersuchten Bereich (Sättigungsdefizit von 2 bis 27 mm) ausübten. Die erwarteten maximalen Differenzen der Gleichgewichts-Körpertemperaturen lagen in diesem Bereich des Sättigungsdefizits in einer Größenordnung von nur 0,5°.Unter relativ ruhigen Freilandbedingungen zeigten die Heuschrecken im Sonnenschein Körpertemperaturüberschüsse, die bei einer totalen Strahlungsintensität zwischen 0,15 und 1,25 cal/cm²/min annähernd linear anstiegen (von einem Mittel von 2–10° bei fünften Larvenstadien). Die in diesem Strahlungsintensitätsbereich gemessenen Übertemperaturen des Körpers stimmten einigermaßen gut mit Werten überein, die von anderen Untersuchern unter Laboratoriumsverhältnissen festgestellt wurden. Unter 0,40 cal/cm²/min waren die beobachteten Körpertemperaturüberschüsse im allgemeinen höher als theoretisch zu erwarten gewesen wäre. Die Körpertemperatur von Larven des ersten Stadiums nahm rascher zu als die von Larven des fünften, jedoch nur bis zu einem niedrigeren Niveau; auch das stimmte gut mit den theoretischen Vorstellungen und mit der Laborerfahrung überein. Die Einstellreaktion der Heuschrecken zur Sonne ergab beobachtete Unterschiede in der Gleichgewichts-Körpertemperatur bis zu 6° zwischen Larven des fünften Stadiums, die sich in Richtung der Sonnenstrahlen eingestellt hatten, und solchen, die im rechten Winkel zur Sonnenrichtung auf dem Boden standen; die erwarteten Unterschiede waren von der gleichen Größenordnung.Im Sonnenschein variierten die erwarteten Intensitätsproportionen zwischen der Ausgleichstemperatur und der Windgeschwindigkeit zwischen 0,5 und 0,6 mit dem Sättigungsdefizit. Bei Strahlungsintensitäten von etwa 1,10 cal/cm²/min stimmten die beobachteten Körpergleichgewichtstemperaturen engstens mit den erwarteten überein, aber bei geringeren Strahlungsintensitäten von etwa 0,50 cal/cm²/min variierten die Meßwerte mit einer Intensitätsproportion zur Windgeschwindigkeit von etwa 0,35. Darin zeigt sich möglicherweise, daß bei niederen Strahlungswerten die Körperausgleichstemperaturen zu höheren Werten tendieren als zu erwarten war.Das beobachtete Ansteigen der Körperausgleichstemperatur von ungefähr 1° bei dritten Larvenstadien und von 2–3° bei fünften Larvenstadien befindet sich in Übereinstimmung mit dem für entsprechende Umweltbedingungen errechneten.Zwischen Larven extrem entgegengesetzter Färbungstypen konnten keine Unterschiede in den Körperausgleichstemperaturen oder dem Ausmaß der Körpertemperaturänderung nachgewiesen werden.Mit Ausnahme der vor direkter Sonnenbestrahlung geschützten Heuschrecken unter relativ ruhigen Bedingungen und der Heuschrecken, die niederen Strahlungsintensitäten ausgesetzt waren, bestand eine gute allgemeine Übereinstimmung zwischen den beobachteten und den erwarteten Gleichgewichts-Körpertemperaturen. Es wurde deshalb geschlossen, daß die durchgeführten Bestimmungen Beweise für die relative Bedeutung der für den Temperaturhaushalt verantwortlichen Faktoren darstellen. Zur Erzeugung beträchtlicher Überschüsse der Körpertemperatur über die Lufttemperatur hat die Strahlung die größte Bedeutung. Für den Wärmeabfluß nach außen werden die durch Konvektion entstehenden Wärmeverluste, die insgesamt 94% oder mehr betragen, als bei weitem am wichtigsten angesehen.Einige mögliche Beziehungen zwischen Körpertemperatur und Verhalten werden besprochen.

     

Die Zellstrukturen des Dünndarmepithels in ihrer Abhängigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Darminhalts

Zusammenfassung Wirkungen von Chloroform, Diäthyläther, Äthylalkohol und Aceton auf den anschließend mit Osmiumtetroxyd fixierten Dünndarm der Maus werden beschrieben.Auffallende Erweiterungen der inneren Zellräume, vor allem des endoplasmatischen Retikulums, werden mit einem lähmenden Einfluß des Chloroforms auf Transportmechanismen in den Membranen gedeutet. Durch die Reduzierung von Membranvesikulationen an glatten Muskelzellen wird die Schädigung eines Transportmechanismus unter der Einwirkung von Aceton unmittelbar nachgewiesen.Vom Chloroform abweichende Wirkungen des Diäthyläthers werden auf das andere Lipoidlösungsspektrum und auf eine geringere Anreicherung des Diäthyläthers in den Membranschichten zurückgeführt.Auf die Bedeutung des Kern-Plasma-Kreislaufs für das Zellgeschehen und auf seine Beeinflußbarkeit durch die Narkotica wird hingewiesen. Im Zusammenhang damit wird die Glykolyse im Kern und die mögliche Beschränkung glykolytischer Prozesse im Cytoplasma auf das endoplasmatische Retikulum erörtert.Die im Vergleich zu reinem Wasser geringen osmotischen Effekte wäßriger Lösungen der Lipoidlösungsmittel machen eine Abnahme der Membranpermeabilität für Wasser wahrscheinlich.Bei den Versuchen mit Äthylalkohol und Aceton tritt mit steigenden Konzentrationen eine Abnahme der Osmiophilie und schließlich Zerfall der Membranstrukturen ein. Das Problem der Lipoiddifferenzierung durch Extraktion aus den einzelnen Membranen der Zelle wird diskutiert.Es wird darauf hingewiesen, daß die Betrachtung der Grenzflächenspannung zwischen verschiedenen Flüssigkeitsphasen den in der Zelle gegebenen Verhältnissen nicht voll gerecht wird. Statt einfacher Grenzflächen liegen Grenzmembranen vor, die aus mehreren Substanzschichten bestehen und in sich mehrere Grenzflächen enthalten. Zur Erklärung des dynamischen Verhaltens der Zelloberfläche ist mit unterschiedlichen Schichtspannungen in den Plasmamembranen zu rechnen.Auf die Möglichkeit einer gezielten Präparation durch verschiedene Vorbehandlungen der Gewebe oder durch die Art der Zusammensetzung der Fixierungslösung wird hingewiesen.Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Teilweise vorgetragen auf der 10. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Kiel, September 1961.     

Absence of interaction between photo-reactivation and temperature-dependent dark recovery of ultraviolet irradiated yeasts

Yeast cells possess a temperature-dependent mechanism for dark recovery from ultraviolet irradiation. Evidence is presented that this recovery mechanism affects a different kind of ultraviolet damage than that repaired through photoreactivation. Since photoreactivation is due specifically to removal of the cardinal ultraviolet induced DNA lesions contributing to cellular inactivation, the findings are consistent with previous evidence that temperature-dependent dark recovery of irradiated yeasts occurs through the repair or by-passing of non-genetic inactivational damage.

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Zusammenfassung Hefezellen besitzen einen von Temperatur abhängigen Mechanismus für Dunkelerholung von ultravioletter Bestrahlung. Beweis ist gegeben, dass dieser Erholungsmechanismus eine andere Art von ultravioletter Schädigung betrifft, als diejenige, die durch Photoreaktivierung bewirkt wird. Da Photoreaktivierung hauptsächlich durch die Beseitigung der durch das Kardinalultraviolett verursachten DNA Läsionen erfolgt, die zu Zellularinaktivierung führt, sind die Befunde in Übereinstimmung mit den vorherigen Beweisen, dass die von Temperatur abhängige Dunkelerholung der bestrahlten Hefezellen durch Wiederherstellung oder durch Umleitung der nicht genetisch inaktivierenden Schädigung erfolgt.

     

Die Zellstrukturen des Dünndarmepithels in ihrer Abhängigkeit von der physikalisch-chemischen Beschaffenheit des Darminhalts

Zusammenfassung Die Kenntnis der Mikromorphologie der Saumzellen des Dünndarmepithels wird in einigen Punkten ergänzt (Ausbildung des Terminalgespinsts, Zusammenhang von endoplasmatischem Retikulum und perinukleärer Zisterne, Centrosom).Durch Erniedrigung und Erhöhung des osmotischen Drucks im Darminhalt werden die in den verschiedenen Membransystemen der angrenzenden Zellen eingeschlossenen flüssigen Mischphasen beeinflußt. Die sich hierbei ergebenden Veränderungen von Form, Größe und Dichte der Zelle und ihrer Komponenten werden beschrieben. Der Weg des Wassers führt durch die Epithelzellen über die epithelialen Interzellularräume in den subepithelialen Raum. Einige Eigenschaften der verschiedenen Membranen der Zelle werden besprochen. Die flache Form der Sacculi in den Golgi-Zonen und der Cysternen des endoplasmatischen Retikulums wird darauf zurückgeführt, daß der osmotische Druck in diesen Räumen niedriger liegt als im angrenzenden Cytoplasma. Es wird vermutet, daß aktive Transportleistungen der Membranen des endoplasmatischen Retikulums zu einem Kreislauf von Stoffen zwischen Kern und Cytoplasma führen.

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Teilweise vorgetragen auf der 9. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Elektronenmikroskopie in Freiburg, Oktober 1959.

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Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen und die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

über Veränderungen der Hinterbeinknochen von Hunden in Folge Mangels der Vorderbeine

Zusammenfassung In der vorstehenden Abhandlung glauben wir, in bisher nicht geprüften Verhältnissen einen neuen Beweis dafür erbracht zu haben, dass durch einen Eingriff, welcher die studirten Theile (Knochen und Muskeln) nur insofern betrifft, als das Thier zu einer veränderten Verwendung derselben genöthigt wird, tiefgreifende Umbildungen an den betreffenden Theilen veranlasst werden, welche in Beziehung zu der Häufigkeit dieser neuen Verwendung stehen.Um bloß das Hauptsächlichste anzuführen, so hat sich nach Exartikulation der Vorderbeine von jugendlichen Thieren, bei den am meisten mit den Hinterbeinen hüpfenden und auf ihnen aufrecht sitzenden Hunden gezeigt, dass sich unter dem Einfluss dieser für sie abnormen Haltung und Lokomotionsweise eine Veränderung in den Längenverhältnissen von Femur und Tibia ausgebildet hat, welche die relativen Maße dieser Knochen den entsprechenden Verhältnissen an normaler Weise häufig diese Haltung und Lokomotionsweise annehmenden Thieren (Känguruhs) ähnlicher machte. Damit hat sich also eine Art funktioneller Anpassung in der »Länge« der zu einer veränderten Verwendung herangezogenen Knochen bekundet, welche eine Transformation des Thieres im SinneLamarck's darstellt.Da unser Versuchs- resp. Beobachtungsmaterial nur fünf genügend alt gewordene zweibeinige Hunde umfasste, also nur klein war, so sind weitere Untersuchungen in gleicher Richtung sehr zu wünschen. Bei diesen würde man nunmehr auf Grund der gewonnenen Erfahrung die der Vorderbeine beraubten Versuchsthiere wohl in zwei Gruppen zu theilen haben, die man unter ungleichen Bedingungen halten würde, um womöglich die eine Gruppe unter möglichster Vermeidung des Hüpfens zu häufigem aufrechten Sitzen auf den Hinterbeinen zu veranlassen, während man die Thiere der anderen Gruppe unter möglichster Vermeidung des aufrechten Sitzens zu häufigem Hüpfen nöthigen würde. So könnte man dann wohl den besonderen Antheil ermitteln, welchen jede dieser beiden Angewöhnungen an der von uns beobachteten Transformation nimmt.     

A study on hearing in frogs (Rana pipiens and Rana clamitans)

Zusammenfassung Die relative Reizschwellkurve für die Schallempfindung bei den Fröschen Rana clamitans und R. pipiens wurde in dem Frequenzbereich von 30–15000 Hz bestimmt. Die Kurve ist dieselbe für beide Geschlechter. Versuche zeigten, daß Schälle entweder inhibierend oder stimulierend auf die Atmungsbewegungen wirken können. Diese Wirkung wird nicht von der Frequenz oder der Intensität der Schälle bestimmt, sondern von dem physiologischen Zustand des Tieres.Die Latenzzeit zwischen Reiz und Effekt ist unabhängig von der Tonfrequenz, wird aber von den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Reizen beeinflußt; sie wird kürzer, wenn die Intervalle verlängert werden.Dressurversuche mit 18 Tieren, unter Anwendung von Strafung durch elektrische Schläge und einem Dressurton von 300 Hz, ergaben positive Erfolge bei zwei Individuen von R. clamitans.

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Contribution No. 67 of the Department of Biology, Hamilton College, McMaster University, Hamilton, Ontario.