Wasser- und Salzverhältnisse bei Halophyten der Salzsteppe in Utah/USA

Die beiden Xerohalophyten Atriplex confertifolia (Torr. und Frem.) S. Wats. und Ceratoides lanata Nevski (= Eurotia 1.), die im Mittelwesten der USA auf mäßig salzhaltigen, feinkörnigen Böden vorkommen, zeigen ein sehr unterschiedliches ökophysiologisches Verhalten. Einige der umfangreichen Untersuchungen an Atriplex confertifolia (C4-Pflanze) und Ceratoides lanata (C3-Pflanze) im Rahmen des IBP Desert Biome werden im Zusammenhang mit dem Salzhaushalt diskutiert. Analysen der Salzgehalte verschiedener Pflanzenorgane werden verglichen. Der potentielle osmotische Druck des Zellsaftes bleibt bei Ceratoides lanata bei etwa —30 bar, bei Atriplex confertifolia fällt er im Sommer bis —200 bar (Preßsaft ganzer Blätter). Parallel laufen starke jahreszeitliche Schwankungen der Salzgehalte. Atriplex confertijolia weist im Mittel ein K+/Na+-Verhältnis von 0,25 auf (Ceratoides lanata etwa 20) und ein SO₄ = / Cl? –Verhältnis von etwa 0,04 (Ceratoides lanata von etwa 0,15). Ceratoides lanata gehört zu den Arten, die die Salzaufnahme schon im Wurzelbereich weitgehend ausschließen, ähnlich den Nichthalophyten; Atriplex confertifolia ist dagegen “salzdurchströmt” und salzt durch Blasenhaare ab. Der Salzgehalt dieser Haare ist sehr hoch: 18% Na+, bezogen auf TG, = 9,3 M Na+. Durch Waschen der Blätter gehen nur geringe Salzmengen in Lösung. Die beiden Arten sind aufgrund sehr unterschiedlicher Strategien des Gesamtmetabolismus den dortigen Standortsbedingungen angepaßt. Je nach Zusammenspiel der Außenfaktoren fluktuiert das Konkurrenz-Gleichgewicht. Für eine Reisebeihilfe und finanzielle Unterstützung bin ich der Deutschen Forschungsgemeinschaft zu Dank verpflichtet. Mein herzlicher Dank gilt auch dem Ecology-Center in Logan/Utah, insbesondere Herrn Prof. Dr. M. M. Caldwell für seine vielseitige Hilfe vor, während und nach meinem Aufenthalt.     

Zur Verbreitung der gelben Narzisse (Narcissus pseudonarcissus L.) auf Primär- und Sekundärstandorten in Mittel- und Nordwesteuropa

N. pseudonarcissus und N. poeticus kommen in Nordwest- und Mitteleuropa sekundär in armen Triseteten und Arrhenathereten vor. N. pseudonarcissus hat weitere Vorkommen im Calthion, Molinion und Nardo-Galion; N. poeticus im Mesobromion. Primärstandorte von N. poeticus sind im Caricion ferrugineae, von N. pseudonarcissus im Calamagrostion arundinaceae zu finden Förderlich für die Entwicklung von N. pseudonarcissus ist ein ausgeglichenes Klima mit kühlen Sommern und milden Wintern Auf Grünlandstandorten wird N. pseudonarcissus durch einen phänologi-schen Vorsprung vor den anderen Wiesenarten gefördert; es ist dabei gleichgültig, ob dieser durch Wiesenbewässerung, durch “natural mulch” oder durch ein atlantisches Klima erreicht wird N. pseudonarcissus kommt in Wäldern im Acerion der Vogesen und in Niederwäldern der Ardennen vor. Auch hier ist die bodenklimatische Begünstigung in Abhängigkeit vom Waldtyp und der Exposition der ökologisch wichtigste Faktor     

Ascocarpontogenie,Ascusstruktur und -funktion bei Vertretern der Gattung Rhizocarpon

Zahlreiche gelbe und graue Rhizocarpon-Arten entwickeln ihre Fruchtkörperprimordien und Pyknidien im Prothallus, eine bei Flechtenpilzen unübliche Erscheinung. Die Pyknidien enthalten Phialiden, bei denen bei jeder Konidienabschnürung ein kleiner Kragen von Wandmaterial am Phialidenhals übrigbleibt. Bei senescenten Konidiophoren wird das Wandmaterial im Bereiche dieser Kragen abgebaut, was der Phialide ein annellidenähnliches Aussehen verleiht. Die abgeschnürten Mikrokonidien scheinen Spermatienfunktion zu haben. Der Fruchtkörper aller untersuchter Arten ist ein Discothecium. Ein generatives Hyphenknäuel wird nicht gebildet, sondern die Ascogone entwickeln sich zwischen den später zu Paraphysoiden werdenden vegetativen Thallushyphen. Trichogynen mit anhaftenden Mikrokonidien wurden beobachtet. Die Asci sind bitunicat mit schwachem ?Jack in the box”-Mechanismus während der Öffnung. Sie unterscheiden sich deutlich vom unitunicat-inoperculaten Lecanora-Typ und auch von allen anderen innerhalb der Lecanorales beobachteten Ascustypen. Die Asci vom Rhizocarpon-Typ stehen hinsichtlich Struktur und Funktion nahe bei Formen, wie sie bei den Patellariaceae gefunden werden. Rhizocarpon dürfte als archaische Form nahe dem phylogenetischen Ursprung der Lecanorales stehen und kann möglicherweise als eines der gesuchten Bindeglieder zwischen bitunicaten und lecanoralen Discomyceten betrachtet werden.     

Dynamics of Parental Behavior in the Black-Chinned Mouthbreeder,Tilapia melanotheron1 (Pisces: Cichlidae)2,3

Nur einige der Verhaltensweisen von Tilapia macrocephala (= melanotheron), die in der Brutpflegephase auftreten, werden davon beeinflußt, ob das ♂ Junge im Maul trägt. Alle Brutpflegehandlungen lassen sich von normalen Atmungs-, Körperpflege- und Nahrungsaufnahmebewegungen ableiten. Das Umschichten der Eier im Maul ist wahrscheinlich am wichtigsten. Es bewegt die Jungen im Atemwasserstrom und ändert sich — wie das Fächeln von Substratbrütern — mit dem Entwicklungsstand der Jungen. Es hängt aber auch noch von anderem ab: Umschichten stört, aber ersetzt auch funktionell das Atmen und hängt, wie dieses, mit dem Sauerstoffbedarf des Elterntieres zusammen. Vielleicht führt stärkere Sauerstoffzufuhr zu stärkerer Schwimmblasenfüllung. Diese muß kompensiert werden, ebenso das Gewicht der Jungen und ihr Gewichtsverlust, sobald ihre eigene Schwimmblase funktionsfähig ist. All das müßte das Atmen und Umschichten beeinflussen. Ein Maulbrüter muß Eier und Larven länger im Maul halten als ein Substratbrüter, muß also “Husten” und Schlucken entsprechend unterdrücken. Er muß ferner so gähnen, daß nichts aus dem Maul fällt; das Maulvorstülpen scheint ein derart modifiziertes Gähnen zu sein. Sich-Kratzen tritt während der ganzen Brutpflegezeit, aber nicht im Zusammenhang mit Ausschwimmversuchen der Jungen auf.     

Enzymatische Differenzierung der Symbiose von Glycine max und Rhizobium japonicum mit effektiven und ineffektiven Stämmen

Die Symbioseentwicklung von Glycine max und Rhizobium japonicum 61-A-101 in Nitrogenaseaktiven Wurzelknöllchen wird anhand des Knöllchenwachstums, der Nitrogenaseaktivität und einiger Enzyme des N-Stoffwechsels verfolgt: Aspartat-Aminotransferase = AST (E.C. 2.6.1.1.), Alanin-Amino-transferase = ALT (E.C. 2.6.1.2.), Glutamat-Dehydrogenase = GDH (E.C. 1.4.1.2.), Glutamat-Synthase = GOGAT (E.C. 1.4.1.13.), Glutamin-Synthe-tase = GS (E.C. 6.3.1.2.) und Alanin-Dehydrogenase = ADH (E.C. 1.4.1.1.). Die spezifischen Aktivitäten der AST, ALT und GDH aus dem pflanzlichen Cytoplasma durchlaufen ähnlich wie die bakterielle Nitrogenase ein frühes Maximum während der Knöllchenentwicklung, während sie in den Bakteroiden niedriger sind (20 bis 40 %) und sich geringfügiger verändern als in der pflanzlichen Fraktion. Die GS aus den Bakteroiden zeigt konstant niedrige Werte (um 350 mUnits), während in der pflanzlichen Fraktion ein Aktivitätsanstieg von etwa 1,2 Units am 19. Tag auf über 6 Units am 50. Tag meßbar ist. Die bakterielle ADH weist in demselben Zeitraum einen ähnlichen Anstieg (bis 300 mUnits) auf. Die GOGAT-Aktivitäten liegen in den Bakteroiden zweibis dreimal höher als im pflanzlichen Cytoplasma und steigen leicht an. Die Ergebnisse bei verschiedenen Soja-Sorten werden dargestellt. Die Auswirkungen der Infektion mit einem ineffektiven Stamm von Rhizobium japonicum (61-A-24) auf die Enzymaktivitäten werden untersucht. Sowohl die bakteriellen als auch die pflanzlichen Enzyme AST, ALT und GDH weisen eine ähnliche Entwicklung ihrer Aktivitäten wie in effektiven Knöllchen auf. Die pflanzlichen GOGAT- und GS-Aktivitäten und die der bakteriellen ADH liegen allerdings viel niedriger. Die GS-Aktivitäten aus den Bakteroiden übertreffen die spezifischen Aktivitäten aus effektiven Zellen um das Drei- bis Vierfache. Der ineffektive Rhizobienstamm unterscheidet sich auch vom effektiven dadurch, daß er bei den infizierten Pflanzen zu einer Erhöhung der Knöllchenzahl mindestens bis zum 50. Tag führt, im Gegensatz zu den N₂-fixierenden Pflanzen, die ihre Knöllchenzahl ab dem 15. Tag nicht mehr steigern. Ein Vergleich der Enzym-Aktivitäten aus Bakteroiden mit den Aktivitäten von Nitrogenaserepremierten und -derepremierten freilebenden Zellen von Rhizobium japonicum ergibt mehr Übereinstimmung mit letzteren. Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die gewährte Unterstützung im SFB 103 ?Zellenergetik und Zelldifferenzierung”.     

Vergleichende elektronenmikroskopische Untersuchungen im Vegetationskegel von Selaginella martensii Entwicklungsstadien der Chloroplasten in Meristemen

Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen an Selaginella martensii erbringen den Nachweis, daß sich die Chloroplasten in der Sproßspitze und den jüngsten Blättern unterschiedlich entwickeln:

• 1 . Die Proplastidenform ist einheitlich.
• 2 . In der Sproßspitze und dem jüngsten Stamm entstehen von der Höhe des dritten Blattansatzes abwärts eiförmige Chloroplasten (6 μ) mit Thylakoidstapeln ohne Zwischenstadien. Das Gebiet hat die geringste Belichtung im gesamten Beobachtungsraum.
• 3 . Im gleichen Gebiet wird im Problattspurmeristem die Entwicklung der Chloroplasten zurückgehalten: Das wird erkennbar in der Größe der Proplastiden (2 μ) und in einer geringen Membranausbildung.
• 4 . Die Entwicklung der becherförmigen Chloroplasten in den jüngsten Blättern weist ein Etioplasten-Zwischenstadium (16 μ) auf. Im fünften und sechsten Blatt sind zahlreiche Prolamellarkörper in den Chloroplasten vorhanden. Diese jungen Blätter erhalten eine höhere Lichtmenge als die Sproßspitze, aber eine niedrigere als die Außenblätter.

Daraus ergibt sich die Feststellung, daß ein Lichtmangel für das Auftreten von Prolamellarkörpern in Selaginella martensii nur bei einem Chloroplastentyp wirksam wird. Die determinierende Steuerung der Entwicklung erfolgt durch den Gewebezustand. Die Formenvielfalt der Merkmale der Selaginellaceae wird diskutiert. Für das stete Entgegenkommen und die Bereitstellung der Mikroskope im Institut für Elektronenmikroskopie am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft danken wir Herrn Prof. Dr. Ing. E. Wiesenberger und für Vergleichsaufnahmen am Elmiskop 102 Frau Dr. C. Weichan . Das Pflanzenmaterial erhielten wir aus dem Berliner Botanischen Garten von Prof. Dr. Th . Eckardt .     

Protoplasten aus Basidien und vegetativen Zellen von Coprinus radiatus

Aus dem dikaryotischen Mycel und dem Hymenium dreier verschiedener Entwicklungsstadien der Fruchtkörper von C. radiatus sind Protoplasten hergestellt worden. Dabei zeigte sich, daß auch aus differenzierten pilzlichen Zellen Protoplasten isoliert werden können. Zum enzymatischen Abbau der Zellwände wurden das chitinolytisch aktive Autolysat dieses Pilzes sowie im Handel erhältliche Enzyme verwendet. Die Protoplastenbildung setzt nach einer Inkubationszeit von 15 bis 30 Minuten in der Enzympräparation ein und ist nach 2 bis 4 Stunden abgeschlossen. Es wird nachgewiesen, daß Basidien die einzigen Zellen des bereits differenzierten Hymeniums sind, aus denen Protoplasten isoliert werden können. Die Protoplastenbildung erfolgt an Perforationen im Apikalbereich der Basidien, vermutlich den Loci der später einsetzenden Sterigmenbildung. Die Ausbeute an Basidialprotoplasten beträgt durchschnittlich 8,4 times 10⁵ je g Fruchtkörperfrischgewicht.     

Entwicklungsstadien- und sippenspezifische Zellwand-Autolysine bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen in der Gattung Chlamydomonas

Zellwand-Autolyse ist nach vorliegender Untersuchung in der Gattung Chlamydomonas ein normaler und streng stadienspezifischer Vorgang in der Ontogenese Zum Nachweis der beteiligten lyrischen Faktoren (?Autolysine”) wurden einfache biologische Tests entwickelt Eine Freisetzung von Zoosporen aus den Sporangien mittels enzymatischer Sporangienwand-Autolyse ließ sich bei 52 Stämmen unterschiedlicher Herkunft von 42 Arten nachweisen und ist für die Gattung als generelles Prinzip anzusehen Sekretion wie auch Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine sind entwicklungsstadien-spezifisch: nur junge Zellen können das Autolysin sezernieren; mit dem Autolysin läßt sich nur die Sporangienwand lysieren, nicht aber die Wand von Zoosporen, vegetativen Zellen oder Gameten Mit Sporangienwand-Autolysinen von Arten, bei denen sowohl vegetative Zellen wie Sporangien von einer gallertigen ?Kapsel” umgeben sind, ließ sich diese Gallerte in jedem Entwicklungsstadium kurzfristig auflösen, ohne jedoch auch hier die eigentliche Zellwand vegetativer Zellen zu lysieren Hinsichtlich der Wirksamkeit der Sporangienwand-Autolysine auf Sporangien anderer Chlamydomonas-Arten ergab sich eine Sippen-Spezifität, d. h. sie wirkten in der Regel nur innerhalb einer Gruppe morphologisch meist ähnlicher Arten, in einigen Fällen nur auf Sporangien des Erzeugerstammes. Nach der Wirkungsspezifität ihrer Autolysine ließen sich die 52 aktiven Chlamydomonas-Stämme 15 Gruppen zuordnen Eine Autolysinwirksamkeit zwischen diesen Gruppen war in mehreren Fällen nachweisbar: die Autolysine von vier Gruppen wirkten im Biotest einseitig auch auf Sporangien der Stämme jeweils einer anderen Gruppe Arten mit gemeinsamem Sporangienwand-Autolysin stimmten auch in weiteren physiologischen und morphologischen Merkmalen überein; offensichtlich handelt es sich um Gruppierungen natürlich verwandter Formen Es werden vier Modi der autolytischen Sporenfreisetzung beschrieben entsprechend dem unterschiedlichen Verhalten der Sporangienwände (totale oder partielle Lysis) und der Gallerten im Sporangieninneren Es wurden Methoden zur Isolierung und Reinigung von Sporangienwand-Präparaten für 14 Chlamydomonas-Arten mit jeweils spezifischem Autolysin ausgearbeitet. Nach dünnschicht-chromatographischen Analysen von Hydrolysaten dieser Wandpräparate sind die Haupt-Zuckerkomponenten fast immer Galaktose und Arabinose, dazu kommen in geringerer Menge je nach Art in wechselnden Verhältnissen Xylose, Fucose, Rhamnose, Uronsäuren und eine nicht identifizierte Pentose; Glucose — und damit Cellulose — fehlt in der Regel oder ist nur in Spuren nachweisbar. Eine Ausnahme macht nur C. ulvaensis. Haupt-Zuckerkomponenten sind hier Xylose und Glucose; Galaktose und Arabinose sind nur in geringen Anteilen enthalten In Bestätigung einer früheren Beobachtung von Claes (1971) wird die Wirksamkeit eines zweiten Autolysins im Entwicklungszyklus von Chlamydomonas nachgewiesen: Gameten der diözischen C. reinhardii sezernieren bei Geißelkontakt der Kreuzungspartner ein ?Gametenwand-Autolysin”, das zum Abwurf der Gametenwände bei beiden Kreuzungstypen führt. Es wurde eine verbesserte Methodik zur Gewinnung des Gametenwand-Autolysins erarbeitet Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich die Wände aller Zellstadien der Art (Gameten, Zoosporen, vegetative Zellen, Sporangien), mit Ausnahme der Zygoten, total auflösen. Entsprechend dieser Eigenschaft des Gametenwand-Autolysins wurde — erstmals bei einzelligen Grünalgen — ein schonendes Verfahren zur Isolierung von Protoplasten für Zellanalysen entwickelt Mit dem Gametenwand-Autolysin ließen sich nur bei den Stämmen Protoplastenbildung und Sporangiolysis erzeugen, die ein gemeinsames Sporangienwand-Autolysin mit C. reinhardii besitzen; beide Autolysine stimmen also in der Sippenspezifität ihrer Wirkung überein Sporangienwand- und Gametenwand-Autolysine gleichen sich in den bisher geprüften Eigenschaften: sie sind fällbar mit (NH₄)₂SO₄, nicht dialysierbar, temperaturlabil (inaktiviert nach 10 Min. 70 C), inaktivierbar mit 5 × 10^?4 M HgCl₂, mit der Proteinase Papain und meistens mit dem Komplexbildner Äthylendiamin-tetraessigsäure In der Diskussion wird im Zusammenhang mit den Resultaten vorliegender Arbeit über die Zusammensetzung der Zellwände bei den Volvocales, über die Beteiligung von Autolysinen bei der Freisetzung von Fortpflanzungszellen aus Sporangien und Gametangien bei Pilzen und Algen sowie über eine mögliche Berücksichtigung der Sippenspezifität von Autolysinen für ein natürliches System der Chlamydomonaden referiert     

Systematische Stellung und Vorkommen einer Corallinoidee (Corallinaceae,Cryptonemiales, Rhodophyceae) aus der Karibischen See: Corallina panizzoi nom. nov. et stat. nov.

Corallina officinalis L. ß fastigata Kütz. aus der Karibischen See wird mit Thalli von Corallina officinalis L. (einschließlich C. mediterranea Aresch.) verschiedener Herkünfte verglichen. Wegen anatomischer (Länge und Verhältnis Länge: Breite der Markzellen der Glieder) und morphologischer Unterschiede (Stellung der Konzeptakeln, Durchmesser der Thallusglieder, Ausbildung von Hörnchen an endständigen Konzeptakeln) werden die karibischen Pflanzen als zu einer eigenständigen Art gehörig angesehen, für die der Name Corallina panizzoi vorgeschlagen wird. C. panizzoi tritt an der venezolanischen und kolumbianischen Küste nur in Gebieten auf, in denen es wenigstens während der Trockenzeit zur Auftriebwasserbildung kommt. Weitere Funde liegen von Costa Rica und Puerto Rico vor. Die nördliche Verbreitungsgrenze von C. panizzoi erreicht offenbar nicht das Verbreitungsgebiet von C. officinalis. In Kolumbien wächst C. panizzoi im Eulitoral und im oberen Sublitoral bis in 3 m Tiefe.     

Eine morphologische Analyse der Anisophyllie bei Pellionia Gaudich. (Urticaceae)

Unter den Anisomorphien der Pflanzen beansprucht besonders die Anisophyllie ihrer bemerkenswerten Plastizität wegen das morphologische Interesse. Einer der bekanntesten Vertreter des Goldfussia-Typus (habituelle Anisophyllie) ist die Gattung Pellionia Gaudich., deren Blattentwicklung und Phyllotaxis ontogenetisch untersucht werden. — Bei der Entwicklung der kleinen Blätter (Dorsalblätter), deren Oberblatt bekanntlich stark rudimentiert, kann im Unterblattbereich eine leicht asymmetrische Randmeristeminkorporation und -fusion nachgewiesen werden; die zur (+)-Seite der hypoton-dorsiventralen Achse weisende Medianstipelhälfte ist gefördert. — Die Entwicklung der größeren Blätter (Flankenblätter) ist durch vier Besonderheiten charakterisiert: 1. asymmetrische Randmeristemfraktionierung (Primär “ternation”); 2. Randmeristeminkorporation im Unterblattbereich über die adaxiale Seite von einem Blattrand aus. 3. Randmeristeminkorporation auch auf die Dorsalseite, korreliert mit einer Drehung des Blattes kurz oberhalb seiner Insertion zur fixen Lichtlage; 4. maskierte Fiederbildung. — Die Blattstellung der Seitenachsen beginnt mit drei Vorblättern in streng disticher Anordnung; ab dem vierten Blatt (ersten (+)-Blatt) setzt abrupt schräge Dekussation ein, die durch ein keilförmiges Wachstum des Sprosses in die adulte Position abgeändert wird (Abb. 7 und 11). — Die kritische Analyse der Förderungsverhältnisse macht deutlich, daß die Gattung Pellionia nicht als Vertreter der Goldfussia-Aniso-phyllie angesehen werden kann.     

Ergebnisse zu entomologischen erhebungen und zur unkrautbekämpfung bei miscanthus und anderen c4‐pflanzen 1)

In zweijährigen Erhebungen zur Entomofauna an Miscanthus sinensis, Panicwn virgatum und Andropogon gerardii auf Flächen in Grcßbeeren und Güterfelde konnten erste Ergebnisse erzielt werden. Am Standort Güterfelde erfolgten gleichfalls mehrjährige Prüfungen der herbiziden Wirkung bei diesen C₄‐Pflanzen.

Die Besiedlung der Arthropoden mit 0,5 und 1,4 Individuen/Halm bzw. Horstpflanze erweist sich als sehr gering. Die Dominanz der Schad‐ und Nutzorganismen war im allgenmeinen ausgeglichen. Nur auf den Flächen mit P. virgatum und A. gerardii 1995 in Güterfelde lag der Schädlingsanteil durch die Blasenfüße (Thysanoptera) bei>90%, bedingt auch durch die trockene und warme Witterung im Juli/August. Das Schädlingsspektrum umfaßte Arten von Getreide u.a. Gramineen. Im gleichen Jahr 1995 verursachte die Gemeine Spinnmilbe (Tetranychus urticae) auf der Miscanthusfläche in Großbeeren bemerkenswerte Saugschäden. Das Nützlingsauftreten wurde von euryöken Arten bestimmt und war auf allen untersuchten Flächen gering.

Die Untersuchungen zur Unkrautbekämpfung im 1. bzw. 2. Standjahr zeigen, daß Präparate, die erfolgreich bei Mais und teilweise Getreide angewandt werden, auch auf Miscanthusflächen sowie bei Panicum und Andropogon vorrangig in der Nachpflanzanwendung zum Einsatz kommen können. Bedeutung erlangt auch die Anwendung der mechanischen Pflege. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Effektivität der Unkrautbekämpfung im Anpflanzjahr und der Pflanzenentwicklung im Anpflanzjahr und den folgenden Etablierungsjahren. Bei unzureichender Unkrautbeseitigung im 1. Standjahr muß auch im 1. Folgejahr eine Unkrautbekämpfung erfolgen.     

Die isolierte Frühmauser der Farbmerkmale des Kopfgefieders bei Uraeginthus granatinus (L.) und U. ianthinogaster Reichw. (Estrildidae)*

Die Jungvögel von Uraeginthus granatinus und U. ianthinogaster vermausern zwischen dem 24. und 35. Lebenstage, noch zur Zeit der Abhängigkeit von den Eltern, jene Partien des Kopfgefieders, die beim Altvogel violett, blau und schwarz gefärbt sind. Sie tragen damit auf ihrem einfarbig-gelbbraunen Jugendkleid die geschlechtsdimorphen Farbabzeichen des Erwachsenen. Gleichzeitig gehen die Jungvögel mit Altersgenossen feste Paarbindungen ein. Die Jugendvollmauser setzt erst mehrere Wochen später ein und verleiht dem Jungen das endgültige Kleid des Altvogels. Die isolierte Frühmauser ist im Interesse einer frühen Paarbildung entstanden, die ein ontogenetischer Vorläufer späterer Dauerehigkeit ist. Das Erhaltenbleiben des Jugendkleides nach dem Anlegen der geschlechtsdimorphen Farbabzeichen wird als Sicherung gegen Paarbildungen zwischen fortpflanzungsfähigen Erwachsenen und den noch unreifen Jungvögeln gedeutet. Die parallelen Fälle isolierter Frühmauser bei dem Meliphagiden Myzomela nigrita, den Timaliiden Leiothrix lutea und L. argentauris und den Picumninae Sasia und Picumnus werden erörtert.     

Embryoide Differenzierungsmuster im Kallus der Gattungen Iris und Asparagus

Die verschiedenen Differenzierungsmuster im Kallus der Gattungen Iris und Asparagus wurden histologisch untersucht. Es konnte im Kallus aus explantierten Sproßscheiteln von Iris-Sektionshybriden auf einem Medium nach Linsmaier/skoog (L/S) mit 2,4-D-Zusatz die Entstehung einer großen Zahl nichtzygotischer Embryoide nachgewiesen werden. Die bipolare Struktur entwickelte sich verhältnismäßig spät aus kleinzelligen, rundlichen oder länglichen Arealen, die sich mit einem Protoderm allmählich gegen den übrigen Kallus abgrenzten. Nach Abschluß der embryoiden Organisation wiesen die kallusbürtigen Embryonen das typische Strukturmuster eines monokotylen Embryos auf und keimten wie zygotische Embryonen ohne Zusatz von Wachstums-regulatoren auf nährstoffarmen Medien. Aus Sproßsegmenten von xx-, xy- und yy-Stämmen von Asparagus officinalis wurde auf L/S durch Zusatz von NES und Kinetin ein üppiger Kallus induziert. Auf IES - und BAP-haltigen Medien im Verhältnis 1: 1 oder 10: 1 haben sich neben Sprossen und Wurzeln auch embryoide Formen entwickelt. Die Sproßanlagen entstanden einzeln oder in Dreiergruppen am Kallusrand, die Wurzelanlagen wurden im Innern des Kallusgewebes aufgefunden. Der embryogene Charakter globulärer Formen, bestehend aus plasmareichen Zellen im peripheren Kallusbereich, wurde beschrieben. Bipolare Gebilde mit Sproß-und Wurzelpol, Prokambiumstrang und Kotyledoanlage wichen mehr oder weniger stark vom Bau zygotischer Embryonen ab. In der Weiterkultur auf wuchsstoffarmen Medien keimten diese Embryoide wie zygotische Embryonen. Die Mehrzahl der in Büscheln aus älteren Kalluskulturen herauswachsenden 3 bis 4 mm großen und äußerlich von Embryoiden nicht zu unterscheidenden weißen Gebilde sind hypertrophierte Phyllocladienhomologe. Sie gehören entweder zu einem breiten Scheitelmeristem und stellen somit einen aberranten Vegetationskegel dar oder sie verwachsen unter Aussparung eines zentralen Hohlraumes. In dieser Höhle mit einer basalen Öffnung befinden sich ein bis drei normal strukturierte Sproßknospen.     

Behavior of Sparrows of the Genus Zonotrichia,in Orientation Cages during the Lunar Cycle

Das nächtliche Zugverhalten verschiedener Zonotrichia-Arten wurde im beschriebenen 8-Stangen-Orientierungskäfig automatisch registriert. Die Tiere blieben einige Tage bis mehrere Monate darin. Ein Index für Gesamtaktivität, mittleres Azimut (Richtung) und Richtungsbevorzugung (Stärke der Orientierung) wurde für jede der 4198 Vogelstunden über den ganzen Lunarzyklus berechnet. Die nächtliche Orientierung wurde auf verschiedene Umweltvariable analysiert, speziell auf Azimut des Mondes und seiner Höhe über dem Horizont. Starke Nachtaktivität ging allgemein mit deutlicher Richtungsbevorzugung einher, solange der Mond nicht störte. In mondhellen Nächten war die Aktivität leicht erhöht und hing bei einigen Vögeln deutlich von Helligkeit und Höhe des Mondes ab und war dann nicht immer vor Mitternacht (im Frühling) am größten. Die Nachtaktivität blieb unbeeinflußt von Umgebungstemperatur, Bewölkung oder Fangen und Wiegen der Vögel am Vortage. Der Mond änderte die Azimutrichtung einiger Vögel, die dann phototaktisch reagierten (ausgenommen wenn der Mond durch Wolken schien oder künstlich nachgeahmt wurde). Meist folgte die Vorzugsrichtung dieser Vögel dem Mond in mäßig großem Winkel im Uhrzeigersinn; vermutlich wurde der Mond als Sonne angesehen. Die Zugrichtung der Vögel wechselte von Nacht zu Nacht, meist um etwa ± 20°; als signifikant gelten Änderungen von 45° oder mehr, die selten ohne, meist mit Mondsicht (großer Mond über mehrere Std.) vorkam. Auch gab es mondabhängige stündliche Richtungsänderungen. Mond-beeinflußte Vögel konnten in Vollmondnächten keine konstante Richtung halten; die meisten von ihnen waren als Jungtiere eingefangen worden. Auch ein anscheinend mondunabhängiger Vogel orientierte sich in manchen Mondnächten schlechter. Bewölkung verschlechterte die Gesamtnachtorientierung, nicht aber die Richtungskonstanz innerhalb der Meß-Stunden. Trotz solcher Störungen wiesen die Vögel im Frühling nach Norden, im Herbst nach Süden, aber mit großer Streuung sowohl zwischen Individuen als auch zwischen verschiedenen Zeiten desselben Tieres. Der einzige am Brutplatz gefangene Vogel bevorzugte die Heimatrichtung. Drehung des Käfigs erzeugte Störungen, die ein heuristisches kybernetisches Modell nahelegen. Daß die Sterne zur Orientierung dienen, ist auch hier nicht bewiesen, es spricht aber manches dafür.     

A Preliminary Survey of the Behaviour in Captivity of the Dasyurid Marsupial,Sminthopsis crassicaudata (Gould)

Das Verhalten von Sminthopsis crassicaudata wurde in möglichst natürlicher Gefangenhaltung untersucht. Es sind richtige Nachttiere, die sich tagsüber in einem natürlichen Schlupfwinkel, etwa einem hohlen Baumstamm, einer von ihnen erweiterten Höhle oder einem von ihnen allein ausgegrabenen Bau verbergen. Die Unterkunft wird mit Gras, Blättern oder ähnlichem ausgepolstert. In der Abenddämmerung erscheinen die Tiere und verschwinden wieder beim Morgengrauen. Sie sind aber nicht die ganze Nacht draußen, sondern ziehen sich zwischendurch mehrfach zurück, so daß die Nacht in eine Reihe tätiger Zeiten mit Ruhepausen dazwischen zerfällt; ihre Anzahl und Länge schwanken sehr stark. Die ergiebige Pelzpflege findet drinnen wie draußen statt; auch Sandbäder sind häufig. Verhalt ensmuster des Herstellens und Wandverkleidens des Baues, der Körperpflege, Nahrungssuche, des Erbeutens und Essens, der Harn- und Kotabgabe, des Duftmarkierens und agonistischen Verhaltens werden beschrieben, darunter auch eine beschwichtigende Gebärde. Jung erwachsene ♂♂ befeindeten sich nur in Anwesenheit eines paarungsbereiten ♀; ein junges Paar konnte man während der ganzen Aufzuchtzeit ihrer Jungen beisammen lassen, doch sprach manches dafür, daß ältere Tiere einander nicht so gut ertragen: besonders kann ein älteres Muttertier dem ♂ das Leben kosten. Im Gegensatz zur Mehrzahl der daraufhin schon untersuchten Dasyuriden ist Sminthopsis crassicaudata mehrmals jahrüber fortpflanzungsbereit; unter günstigen Umständen kann ein ♀ mehrmals züchten, ohne daß eine anoestrische Pause dazwischen liegt. Werben und Paarung werden beschrieben. In der ersten Nacht der Hitze bleiben ♂ und ♀ bis zum Morgen in copulo, in der zweiten, manchmal auch in der dritten Nacht kürzere Zeiten. Die ♀♀ gebären etwa 16 Tage nach der ersten Paarung; wenn der Erfolg ausbleibt, vergehen bis zur nächsten Hitze ungefähr 30 Tage. Die Wurfgroße schwankte von 3 bis 10. Das Verhalten des ♀ mit Jungen in der Bauchtasche wird beschrieben. Sie tragen die Jungen etwa 6 Wochen darin und lassen sie bei ihren nächtlichen Ausflügen im Nest zurück. Dort bleiben die Jungen noch weitere drei Wochen, so daß sie mit etwa 9 Wochen erstmals ins Freie kommen. Dann sind sie so gut wie selbständig; wenige Tage später kommt das ♀ wieder in Hitze, und die Familie löst sich auf. Das Verhalten der Jungen, besonders beim Beutemachen, wird beschrieben; von Spielen war nie etwas zu sehen. Es wird erörtert, ob und wieweit künstliche Haltung die Fortpflanzung und sonstige soziale Beziehungen unnatürlich beeinflußt haben mag. Manches spricht dafür, daß im Vergleich mit placentalen Säugetieren das Erbverhalten der Beuteltiere weniger vollständig ist, so daß sie vergleichsweise stärker von Außenreizen abhängen. Erwogen werden die Wechselbeziehungen zwischen ererbten Verhaltensweisen und Lernfähigkeit.     

90. K. Jeremias und Elisabeth Frank: Das jahresperiodische Verhalten der Zucker und der Stärke in Wedeln und Rhizomen; von Athyrium filix-femina und Dryopteris dilatata

1. In Wedeln und Rhizomen von Athyrium filix-femina und von Dryopteris dilatata wird der Jahresgang der Zucker und der Stärke bestimmt. 2. Die sommergrünen Wedel von Athyrium besitzen im Juni und im November je ein Zuckermaximum, das von Glucose, Fructose und Saccharose gebildet wird. Ein Zuckerminimum, das mit dem Stärkemaximum zusammenfällt, liegt im Mai. 3. Die Wedel von Dryopteris und die Rhizome beider Arten zeigen ein ausgeprägtes winterliches Zuckermaximum. In den Rhizomen wird während der kalten Jahreszeit Raffinose angehäuft. Der Stärkegehalt ist relativ hoch, nur während der Hauptwachstumsperiode geht er deutlich zurück. 4. Das jahresperiodische Verhalten der Zucker und der Stärke zeigt keine grundsätzlichen Unterschiede zu dem aus den Spermatophyten bekannt gewordenen.     

Pflanzenleben unter anaeroben Umweltbedingungen,die physikalischen Grundlagen und anatomischen Voraussetzungen

Die Sauerstoffversorgung bei Pflanzen, deren Wurzeln und Rhizome im anaeroben Sediment der Gewässer oder in den überschwemmten, O₂-armen Böden des Bruchwaldes wachsen, erfordern besondere anatomische Anpassungen. Die Auflockerung der Wurzelgewebe bei Schwarzerlen oder die Ausdifferenzierung eines Aerenchyms bei Wasserpflanzen ist eine wichtige Voraussetzung, durch erleichterte Gaswegigkeit im Innern der Pflanze die Zufuhr von O₂ von den luftexponierten Organen her zu ermöglichen. Eine Unterdruckbildung im Bereich der atmenden Gewebe, die auf der gegenüber O₂ höheren Löslichkeit des CO₂ in Wasser beruht, kann einen Massenstrom von Luft durch das Pflanzeninnere erzeugen, der die reine diffusive O₂-Zufuhr überlagert. Wasserpflanzen des Schwimmblattgürtels wie Nuphar lutea und N. advenum (Nymphaeaceae), Nelumbo nucifera (Nelumbonaceae) und Nymphoides peltata (Menyanthaceae), aber auch Alnus glutinosa als Leitform des Bruchwaldes, bei denen der Sauerstoff große Distanzen zurücklegen muß, um zum Ort des Verbrauchs zu gelangen, verstärken diesen Luftstrom durch Überdruckbildung in den luftexponierten Organen. Die Ausdifferenzierung einer Gewebeschicht mit Interzellularendurchmessern in der Größenordnung der ?mittleren freien Weglänge” der O₂-Moleküle befähigt sie, bei Ausbildung einer Temperaturdifferenz zwischen dem Pflanzeninnern und der Atmosphäre, zur Thermoosmose. Dabei tritt Luft entlang eines ansteigenden Temperaturgradienten in die Pflanze ein, um anschließend aufgrund eines entstehenden Überdrucks durch die Pflanze hindurchgedrückt zu werden. Dieser Luftstrom hält an, solange die Pflanze durch Aufnahme von Licht- oder Wärmeenergie die Temperaturdifferenz zwischen ihrem Innern mit höherer Temperatur und der umgebenden Luft aufrecht erhalten kann. Durch Ausnutzung dieses, als Knudseneffekt bekannten physikalischen Vorgangs, wird die O₂-Versorgung der heterotrophen, submers wachsenden Organe beträchtlich verbessert. Die Fähigkeit zur thermoosmotischen O₂-Versorgung ist in systematisch sehr wenig verwandten Pflanzenfamilien entwickelt worden. Der Erwerb dieser Fähigkeit muß deshalb als Anpassung an die durch Sauerstoffmangel im Boden charakterisierten Biotope angesehen werden und besitzt große ökologische Bedeutung. Diese Pflanzen haben sich mit der Fähigkeit zum thermoosmotischen Gastransport die Möglichkeit geschaffen, ökologische Nischen, wie sie anaerobe Böden darstellen, auf Dauer zu besiedeln. Es kann deshalb erwartet werden, daß noch weitere Pflanzenarten, die diese oder ähnliche Biotope besiedeln, mit Hilfe von thermoosmotischen Gastransport die O₂-Versorgung ihrer, in anaerobem Milieu wachsenden Organe verbessern.     

VERHALTEN VON MEGASTIGMUS BIPUNCTATUS (HYMENOPTERA,CHALCIDIDAE) BEI DER WIRTS- UND NAHRUNGSSUCHE

In Laboruntersuchungen wurde nachgewiesen, daß das Verhalten der Wacholdersamenwespe Megastigmus bipunctatus nicht allein bestimmt wird durch die Suche nach geeignetem Brutsubstrat, sondern auch durch die Suche nach Nahrung. Während der Orientierungsflüge konnten die Tiere durch Attrappen gelenkt werden:

• 1 Bei der Suche nach Eiablagemöglichkeiten erwiesen sich die rhomboide Form, die grüne Farbe und der Duft von wässrigem Wacholderbeerextrakt als orientierungsbestimmend. Optische Reize wirkten auslösend und richtend; olfaktorische Reize verstärkten die richtende Wirkung und verlängerten die Aufenthaltsphase nach der Landung. Die Männchen von Megastigmus bipunctatus bevorzugten kein bestimmtes Stadium der verschieden alten Wacholderbeeren. Die Weibchen hingegen besuchten fast ausschließlich Beerenzapfen des dritten und vierten Entwicklungsjahres. Beerenzapfen des zweiten Entwicklungsjahres blieben wegen ihrer geringen Größe unbeachtet. Anstiche mit dem Ovipositor erfolgten aufgrund taktiler Reize gezielt nur an den zur Eiablage und Larvenentwicklung geeigneten Beerenzapfen des dritten Entwicklungsjahres.
• 2 Die Nahrungssuche wird primär durch Farbreize gelenkt. Die Reaktion von Megastigmus bipunctatus auf verschiedene Farben ist stimmungsbedingt und hängt vom Ernährungszustand der Tiere ab. Bis zu 36 Stunden nach Fütterung mit Honiglösung wurden grüne Attrappen häufiger besucht als gelbe, später wurde eindeutig gelb bevorzugt. Aus dem Angebot von 42 zur Flugperiode von Megastigmus bipunctatus an Wacholderhängen blühenden Pflanzenarten wurde die gelbe, offen Nektar sezernierende Blüte von Pastinaca sativa am häufigsten besucht und als Nahrungsquelle genutzt. Wie sich die Wespen im Freiland ernähren, ist bisher nicht bekannt.
• 3 Unter verschieden geformten gelben Attrappen bevorzugten die Imagines die rhomboide Form. Das gelbe Rhomboid wurde von ungefütterten Tieren ebenso häufig besucht wie ein echter Wacholderzweig und die Nektar bietende Pastinak-Blüte. Die Fangwirkung gelber Rhomboide wurde auch im Freiland nachgewiesen. Die Befunde lassen darauf schließen, daß die Kombination der gelben Farbe mit der rhomboiden Form einen Schlüsselreiz für Megastigmus bipunctatus darstellt. Dadurch werden Möglichkeiten eröffnet, die Schädlinge aufgrund ihrer natürlichen Reaktion von ihrem Brutsubstrat fernzuhalten.

     

Regulation des photosynthetischen Elektronentransports zwischen Photosystem II und Photosystem I

Synchronkulturen einzelliger Grünalgen stellen ein ausgezeichnetes Untersuchungsmaterial zum Studium von Änderungen im Photosyntheseapparat ohne Anwendung externer Einflüsse dar. Vorausgegangene Untersuchungen legen es nahe, den begrenzenden Faktor für die Photosynthesekapazität im Elektronentransport zwischen PS II und PS I zu suchen. Die Regulation des Elektronentransportes zwischen PS'II und PS I während der Entwicklungszyklen von Scenedesmus und Chlamydomonas ist Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen. Messungen der Poolgrößen des Plastochinons und der Cytochrome ergaben während der Entwicklungszyklen größere Differenzen für Chlamydomonas als für Scenedesmus. Jedoch waren die Differenzen nicht groß genug, um die Schwankungen in der Photosynthesekapazität zu erklären. Aus den Messungen konnte indirekt geschlossen werden, daß die Poolgröße des Quenchers Q während der Entwicklungszyklen konstant bleibt. Experimente mit den Photosynthesehemmstoffen DCMU und DBMIB an ganzen Zellen und photosynthetisch aktiven Partikeln führten zu dem Schluß, daß die Reoxidationskapazität von Plastochinon den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt und somit die Regulation des nichtzyklischen Elektronentransports darstellt. Die Möglichkeit, daß während der Abnahme des nichtzyklischen Elektronentransports die Kapazität von PS I für zusätzliche zyklische Photophosphorylierung genutzt wird, wird diskutiert. Wir danken Herrn Prof. Dr. A. Trebst für die freundliche Überlassung von DBMIB und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für apparative Unterstützung.     

Synthese von Pigmenten und Entwicklung des Photosyntheseapparates in einigen Höheren Pflanzen

Die Synthese von Pigmenten und die Entwicklung des Photosyntheseapparates wurde an Keimlingen von Ephedra distachya und Welwitschia mirabilis untersucht, die im Dunkeln bzw. im Licht angezogen wurden. Zum Vergleich wurden Keimlinge der “typischen” Gymnosperme Pinus silvestris untersucht. Die Chlorophyllbildung bei Keimlingen von Welwitschia gleicht derjenigen der Angiospermen, sie synthetisieren Chlorophyll nur im Licht und entwickeln parallel dazu einen funktionsfähigen Photosyntheseapparat. Ephedra bildet ebenso wie die Gymnosperme Pinus Chlorophyll auch im Dunkeln. Die Dunkelsynthese von Chlorophyllen bei Pinus und Ephedra wird nach Überführung ins Licht (nach einer eintägigen lag-Phase) erhöht fortgesetzt. Dunkelangezogene Keimlinge zeigen keine Photosynthesekapazität. Erst nach 5 bis 10 Minuten Dauerlicht beginnt die Sauerstoffentwicklung. Wird die photosynthetische O₂-Entwicklung während der weiteren Ergrünung auf gleichen Chlorophyllgehalt bezogen, zeigt sich während der ersten beiden Tage im Licht ein steiler Anstieg, gefolgt von einem kontinuierlichen Abfall. Dieser wird hervorgerufen durch bevorzugte Synthese von Antennenchlorophyll, welches für eine bessere Ausnutzung von Licht geringerer Intensität sorgt. In der Chlorophyllbiosynthese und der Entwicklung des Photosyntheseapparates folgt Welwitschia den Charakteristika der Angiospermen, während Ephedra ausgesprochene Gymnospermenmerkmale zeigt. Wir danken Prof. Dr. C. H. Bornman und der Staatsdarre Wolfgang (Hanau) für die Überlassung von Samen von Welwitschia mirabilis bzw. Pinus silvestris und Frau I. Krieger und Herrn H. Becker für wertvolle Hilfe bei der Anfertigung des Manuskriptes.