Comparative characteristics of some ecosystems of the upper regions of the shelf in tropical,temperate and Arctic waters

Summary 1. The distribution of biocoenoses in the upper shelf parts of temperate and tropical regions in the western part of the Pacific Ocean, in upper boreal Atlantic waters and in the high latitudes near Franz Josef Land has been investigated employing the quantitative diving method.2. In bionomically analogous parts of temperate and cold waters of the Northern hemisphere, parallelism in the distribution of biocoenoses can be observed. The leading (dominant) forms are substituted by vicarious species. A series of biocoenoses in these waters corresponds to tropical biocoenoses located at similar depths and on similar grounds. Reef-forming corals, dominant in many tropical biocoenoses, are replaced by macrophytes, especially in cold and temperate waters (convergency on a larger scale).3. The biomass of bottom biocoenoses attains maximum values in tropical waters and decreases regularly towards the high latitudes of the Arctic Ocean.4. Population density is maximum in biocoenoses of temperate latitudes; it decreases more or less equally in tropical and Arctic waters. The ratio of the quantity of species to population density per 1 m² of bottom surface area is maximum in tropical and Arctic biocoenoses and diminishes considerably in temperate waters.5. The geographical distribution of biocoenoses on similar grounds and at equal depths depends (a) in tropical waters upon the direction of prevalent currents and upon the degree of isolation of island shelves from the ancient continental shelf areas with diverse and abundant populations; (b) in temperate waters, upon the temperature regime of the surface waters (heat exchange between sea and atmosphere; influence of the prevalent water currents); (c) in Arctic waters, upon the solidity and constancy of the ice cover.6. In tropical and temperate waters, maximum biomass, maximum population density and greatest species diversity are observed at depths ranging from 0 to 10 m, in Arctic waters from about 18 to 25 m, due to ice conditions in the shoals which are unfavourable for life.7. In all areas investigated, the distribution of biocoenoses reveals a distinct vertical zonation. The zonation is caused in tropical waters (on identical grounds), by the degree of light penetration and by hydrodynamic peculiarities of different layers of the surface water mass; in temperate waters by differences in the thermal regime of the layers of the surface water masses; in the Arctic waters by the degree of light penetration, by the mechanical influence of ice, especially of icebergs, and by the mode of ice conditions prevailing over different depths.

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Vergleichende Charakterisierungen einiger Ökosysteme der oberen Schelfregionen in tropischen, gemäßigten und arktischen Gewässern

Kurzfassung Die Verteilung der Biozönosen in den oberen Schelfzonen des westlichen Pazifik, der boralen Regionen des Atlantik und arktischer Gewässer wurde unter vergleichenden Gesichtspunkten mit Hilfe der Methode des Schwimmtauchens untersucht. In kalten und gemäßigten Zonen der nördlichen Hemisphäre spielen stets verwandte Arten eine dominierende Rolle in den in ähnlicher Tiefe und auf ähnlichem Substrat lebenden Lebensgemeinschaften. Sie erweisen sich teilweise auch als konvergent gegenüber tropischen Biozönosen, doch stehen deren Charakterarten in keinem näheren Verwandtschaftsverhältnis zu jenen der in der nördlichen Hemisphäre vorkommenden Biozönosen. Die Biomasseproduktion am Boden steigt in Richtung von arktischen zu tropischen Regionen an; die Populationsdichte der Organismen ist in den gemäßigten Breiten am größten und verringert sich in etwa gleicher Weise zu den tropischen und arktischen Zonen hin. Das Verhältnis der Artenzahl zur Populationsdichte pro Flächeneinheit erreicht in tropischen und arktischen Lebensgemeinschaften ein Maximum; es verringert sich beträchtlich in gemäßigten Breiten. Die geographische Verbreitung der Biozönosen in gleichen Wassertiefen wird in tropischen Gebieten in erster Linie von Strömungen, in borealen Zonen von den Temperaturverhältnissen des Oberflächenwassers und in arktischen Regionen von der Eisbedeckung bestimmt. In tropischen und gemäßigten Zonen findet sich die größte Mannigfaltigkeit an Organismen und die höchste Biomasseproduktion in 0–10 m Wassertiefe, in arktischen Meeren dagegen in einer Tiefe von ca. 18–25 m. In allen untersuchten Gebieten wird eine vertikale Zonierung der Biozönosen deutlich, die im tropischen Bereich vom Lichteinfall und von den hydrodynamischen Besonderheiten der oberen Wasserschichten abhängen, in borealen Zonen von den Oberflächentemperaturen und in den arktischen Gewässern von dem Grad des Lichteinfalls und der Eisbedeckung.

     

Changes in the ecological balance of invertebrate communities in kelp holdfast habitats of some polluted North Sea waters

Summary 1. This paper presents a thirty-one month study of a neotenous invertebrate community which developed inLaminaria hyperborea holdfasts in some polluted waters of the North Sea (northeast England und southwest Scotland).2. Sixty miles of open coastal waters and approximately thirty miles of the Forth Estuary are affected by pollutants.3. Reduction in the species diversity leaves only one possible detritus food chain in the habitat.4. This simple community is not in balance.5. The ecology of the polluted water community is considered and the possible long-term effects of pollution in the kelp forest are discussed.

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Veränderungen des ökologischen Gleichgewichts von Invertebraten-Lebensgemeinschaften in Habitaten der Haftorgane von Tangen einiger verunreinigter Nordseegewässer

Kurzfassung Die durch Wasserverunreinigungen bedingten räumlichen und zeitlichen Veränderungen der Lebensgemeinschaften von Invertebraten, die auf dem Haftorgan der BraunalgeLaminaria hyperborea Gunn. Fosle siedeln, wurden untersucht. Alle Beobachtungen beziehen sich auf die nordöstliche Küste Englands und die südwestliche Küste Schottlands. Die Arbeit schließt sich an eine frühere Veröffentlichung (Jones 1971) an, in der die chemischen, physikalischen und biologischen Faktoren behandelt wurden, welche die verschmutzten Küstengebiete charakterisieren. Dabei wurde unterschieden zwischen der jährlichen Zuwachsrate des Haftorgan-Habitats (gemessen in mm³ ecospace) und der Besiedlungsrate (ecoperiod). Die Ergebnisse zeigen, daß die Entwicklung der Epifauna aufLaminaria hyperborea in einem Radius von ungefähr 50 km um den Firth of Forth und in einem Bereich von 100 km in offenen, verschmutzten Küstengewässern verlangsamt ist. In verunreinigten Küstengewässern entsteht eine wenig stabile Nahrungskette, die sich auf Detritus aufbaut. Der periodische Verlust einiger nur kurzfristig siedelnder Arten scheint zu bewirken, daß sich die Biozönose nicht unabhängig von benachbarten, in unverschmutzten Gebieten vorkommenden marinen Gemeinschaften entwickeln kann. Die möglichen Dauerfolgen der Verschmutzung auf derartige neotene Lebensgemeinschaften werden diskutiert.

     

Investigation of seasonal alterations of life in the upper sea zones of Southern Primorje by the quantitative diving method

Summary 1. Bottom biocoenoses in Possjet Bay (Sea of Japan) have been studied employing the quantitative diving method of hydrobiological investigation in different seasons of the year.2. The investigations have revealed the existence of considerable seasonal successions in biocoenoses. These successions affect not only the number of populations and their age structure, but also influence the qualitative composition of the biocoenoses.3. The responses are most pronounced in warm-water species; they initiate migrations preceding spawning in spring and summer, and torpor in the autumn-winter period. Migrations occur long before the temperature attains values necessary for successful reproduction, and long before it falls to the level causing torpor with cold. Apparently the primary factor initiating the migrations or changes in behaviour is the light.4. Species of different biogeographical origin respond to definite temperatures for spawning and for settling of young.5. The number of individuals per species undergoes considerable seasonal changes. Within the majority of species it reaches its maximum in summer and autumn, due to the appearance of the young, and its minimum in winter and spring, due to mass elimination.6. The degree of seasonal changes in bottom biocoenoses of the upper regions of the shelf is highest in submerged plants; it diminishes in the following order: inhabitants of the phytal epifauna, animals with a short life cycle, animals with a long life cycle, vegetarian species, predators.7. To a considerable extent, seasonal successions in biocoenoses depend upon fluctuations in biomass of the dominant background-forming species. Seasonal variations comprising 7 or 10 times larger or smaller biomasses are observed in biocoenoses in which the dominant background-forming species reveal pronounced changes in their biomass within a one-year period; relatively small seasonal variations (2 or 3 fold) are characteristic of biocoenoses with dominant species which are not background-forming or which change their biomass during the seasons only slightly.8. Biocoenoses of the littoral zone change much more than biocoenoses located below the tidal level. Biocoenoses of the littoral zone and of shoals that are covered with a solid layer of ice during winter are less liable to seasonal successions than biocoenoses of open unprotected beaches that remain free from ice during the cold season or are intermittently covered with drift ice.9. Before the cold season begins, warm-water species migrate from the littoral to depths below 0 m, form aggregations and fall into torpor with cold, when the temperature falls further. Cold-water species remain active in winter; some of them rise from more than 20 m to depths of about 2 or 3 m, temporarily joining the shoal biocoenoses. In some more changeable biocoenoses of the littoral, successions result in the substitution of the dominant forms.10. All biocoenoses studied are stationary; in each season they exhibit a more or less definite number of species, biomass and specific composition.

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Untersuchung der jahreszeitlichen Veränderungen des Lebens in der oberen Meereszone der südlichen Primorje mit Hilfe der quantitativen Tauchmethode

Kurzfassung Untersuchungen über die Sukzessionen der Bodenlebensgemeinschaften in der Possjet-Bucht (Japanisches Meer) haben gezeigt, daß sowohl Zahl und Altersaufbau als auch die qualitative Zusammensetzung der Biozönosen durch den Wechsel der Jahreszeiten beeinflußt wird. Jahreszeitliche Schwankungen des Bestandes und Artenspektrums der submersen Pflanzenwelt bewirken zudem, daß die Lebensbedingungen der tierischen Bewohner des Phytals je nach dem Grad ihrer Biotopbindung mehr oder weniger stark verändert werden. Die Biozönosen des Litorals mit fester Eisbedeckung im Winter erfahren geringere Veränderungen als jene Lebensgemeinschaften, die sich in Gewässern mit driftendem Eis oder in eisfreien Gebieten entwickeln. Arten aus tropischen, subtropischen oder angrenzenden borealen Regionen weisen eine größere quantitative Variabilität auf als Arten aus kälteren Zonen. Erstere wandern vor Beginn der Winterzeit in größere Tiefen, wo sie häufig Aggregationen bilden und in Kältestarre fallen; letztere dringen dagegen aus tieferen in flachere Wasserschichten vor, ohne daß ihre Aktivität beeinträchtigt wird.

     

Rhythmische Erregungen in den optischen Zentren von Calliphora erythrocephala

Zusammenfassung Die rhythmischen Aktionspotentiale in den optischen Ganglien der Schmeißfliege (Calliphora erythrocephala) werden untersucht.Wird das Komplexauge von Calliphora belichtet, so können vom Ganglion opticum II schnelle, rhythmische Aktionspotentiale, 'Belichtungsrhythme , abgegriffen werden (Abb. 1). Sie treten im Bereich physiologischer Temperaturen und Lichtintensitäten stets und unabhängig von Schädigungen auf. Sie sind die einzige Form von Erregung, die zwischen dem retinalen Bereich und dem Cerebralganglion nachgewiesen werden kann. Die Belichtungsrhythmen zeigen gesetzmäßige Abhängigkeiten von den Reizgrößen. Es ist daher wahrscheinlich, daß sie in die Kausalkette der bei Belichtung des Auges ablaufenden zentralen Vorgänge eingeschaltet sind.Die optischen Ganglien werden mit einer Doppelmikroelektrode abgetastet. Da die Spannung zwischen zwei eng benachbarten Elektroden in der Nähe der Spannungsquelle am größten sein muß, kann gezeigt werden, daß die Belichtungsrhythmen wahrscheinlich in der äußeren Körnerschicht des Ganglion opticum II entstehen (Abb. 14 und 15).Als Maß für die Größe der Belichtungsrhythmen wird die größte während einer Belichtung auftretende Amplitude gewählt, die 'Maximalamplitud ; sie hängt stetig und reproduzierbar von der Zahl belichteter Ommatidien, von der Lichtintensität und vom Adaptationszustand des Auges ab (Abb. 5, 6, 7, 8, 10, 11 und 12).Die Amplituden der Belichtungsrhythmen klingen bei längerer Belichtung allmählich ab (Helladaptation), (Abb. 1C, Abb. 5). Die Heiladaptationszeit ist der Maximalamplitude proportional (Abb. 6, 8, 9 und 10). Wird die Belichtung vor dem völligen Abklingen der Rhythmen unterbrochen, so werden sie durch den Aus-Effekt des Retinogramms gehemmt und brechen sofort und vollkommen ab (Abb. 1 D). Die Dunkeladaptation ist selbst nach vorangegangener Belichtung mit sehr hohen Lichtintensitäten nach spätestens einer Minute abgeschlossen (Abb. 6 und 7).Die Frequenz der Belichtungsrhythmen liegt zwischen 100 sec^–1 und 250 sec^–1, sie nimmt mit steigender Temperatur zu (Tabelle 1). Die Frequenz ist unabhängig von der Lichtintensität, vom Adaptationszustand d von der Zahl belichteter Ommatidien.Während der einzelnen Belichtung zeigen die Rhythmen ein verschieden starkes Schwanken der Amplitude, eine Amplitudenmodulation. Die Modulation hängt vom Präparat und vom Präparationszustand ab.Durch den Vergleich der verschiedenen Modulationstypen und durch gleichzeitige Ableitung an mehreren Stellen des Ganglions können die physikalischen Überlagerungsvorgänge untersucht werden. Die Einzelschwingungen physiologischer Einheiten überlagern sich am gemeinsamen Ableitwiderstand zwischen den Elektroden. Durch die Art der Überlagerung wird die Modulationsform bestimmt. Sie hängt im besonderen von der Frequenz und der Phasenlage der Einzelrhythmen und von physiologischen Synchronisationsvorgängen ab (Abb. 1, 2 und 16).Auch wenn ein Bereich der Retina gereizt wird, der nur wenige Sinneszellen umfaßt, treten Belichtungsrhythmen wie bei großen Reizflächen auf (Abb. 12). Deshalb wird die Möglichkeit diskutiert, daß bereits die kleinste physiologische Einheit im Ganglion mit rhythmischer Erregung antwortet, die in ihrer Amplitude, nicht aber in ihrer Frequenz vom Reiz abhängt.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich für das stete Interesse, das er den Untersuchungen entgegengebracht hat. Die Untersuchungen wurden zum Teil mit Apparaten durchgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Nachweis der Chemilumineszenz spontaner und strahleninduzierter Peroxiradikale

Zusammenfassung Die Autoxydation einiger organischer Verbindungen wird von einer schwachen Chemilumineszenz begleitet, deren Intensität bei Zimmertemperatur in der Grö-ßenordnung von 10³ Photonen/cm³ s liegt. Diese kleinen Lichtmengen werden mit einer Apparatur zur ichtquantenzählung gemessen. Der Einfluß von Licht und ionisierender Strahlung sowie verschiedenen Chemikalien auf die autokatalytische Kettenreaktion bei der Oxydation von Estern ungesättigter Fettsäuren und damit auf den zeitlichen Verlauf der Lumineszenz läßt einige kinetische Aussagen über die untersuchten Systeme zu. Aus der Temperaturabhängigkeit der Lichtemission lassen sich Aktivierungsenergien berechnen, aus dem Spektrum können Angaben über Reaktionsenthalpien gewonnen werden. Die Versuchsergebnisse stützen die Hypothese strahleninduzierter freier Radikale und gleichzeitig die Gültigkeit des klassischen Mechanismus der Kettenreaktion im untersuchten Dosisleistungsbereich. Auf Möglichkeiten des neuen Meßverfahrens bei der Behandlung von Problemen in der Strahlenbiologie wird hingewiesen.     

Über die Vibrationsstärke-Empfindung und die Wahrnehmbarkeit von Reizstärkeänderungen beim Tastsinn

Zusammenfassung Im Hinblick auf eine Informationsübertragung über den Tastsinn wird die Vibrationsstärke-Empfindung als Funktion der Reizstärke und deren gerade wahrnehmbare Änderung an einer Stelle der Haut an der Innenseite des Unterarms untersucht.Zunächst wird aufgrund von Schwellenmessungen gezeigt, daß ein schmalbandiger mechanischer Reiz der Haut sinnvoll durch den zeitlichen Verlauf der Hüllkurve der Deformationsgeschwindigkeit (t) im Frequenzbereich um 180 Hz beschrieben werden kann. Daran anschließend wird die VibrationsStärke-Empfindung als Funktion der Dauer t _iund der Geschwindigkeitsamplitude einer sinusförmigen Vibration untersucht. Aus den Meßergebnissen geht hervor, daß erst nach etwa 100 ms sich die volle Empfindungsstärke einstellt, die proportional zu ^t anwächst. Bei Vibrationsdauern t _i< 100 ms integriert der Tastsinn das Quadrat der Geschwindigkeit über die Zeit.Die Wahrnehmbarkeit von Reizstärke-Änderungen hängt von der Stärke des Reizes, von der aus die Änderung erfolgt, und von dem zeitlichen Verlauf des Reizes vor der Änderung ab. Letzteres enthält die Fähigkeit des Tastsinns, auf den jeweils herrschenden Reizzustand zu adaptieren und so die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen zu erhöhen. Im nicht adaptierten Zustand können im Bereich weit oberhalb der Fühlschwelle relative Änderungen der Vibrationsamplitude von 16% gerade wahrgenommen werden, im adaptierten Zustand dagegen bereits solche von 6%.     

Über den Einfluss der Bewegungsrichtung der Basilarmembran auf die Ausbildung der Cochlea-Potentiale von Strix varia (Barton) und Melopsittacus undulatus (Shaw)

Zusammenfassung Die vom runden Fenster abgeleiteten Cochlea-Potentiale von Barred Owl (Strix varia) und Wellensittich (Melopsittacus undulatus) werden in einer ursprünglich für Säuger entwickelten Apparatur untersucht. Verbesserungen der schon früher erarbeiteten präparativen Technik für Kleinvögel werden angegeben.Die Cochlea-Potentiale der Eule werden in ihrer Abhängigkeit von Intensität, Dauer und Polarität (Phase) eines ursprünglich rechteckigen Reizimpulses dargestellt. Nur die Stärke des Klicks hat einen wesentlichen Einfluß auf ihre Ausbildung; dies stimmt mit den Beobachtungen an Säugern überein.Nur die Mikrophon-Komponente der elektrischen Schwankungen im Innenohr des Wellensittichs verhält sich wie bei Eule und Säuger. Die auf die Entladungen von Nervenzellen zurückgeführte Komponente N₁ zeigt eine gründlich verschiedene Empfindlichkeit für die Dauer und die Phase des Reizes. Ähnliche Verhältnisse scheinen nach älteren Untersuchungen bei der Taube zu bestehen.In der Diskussion werden die Unterschiede zwischen Sittich (und Taube) einerseits, Eule (und Säuger) andererseits in Parallele zur Größenentwicklung von Cochlea und Fußplatte des Gehörknöchelchens gesetzt.Zur Erklärung der Empfindlichkeit der nervösen Entladungen für die sich mit der Reizdauer und -phase ändernde Bewegungsweise der Basilarmembran wird angenommen, daß die Verlagerung der Haarzellen zum ovalen Fenster erregend, in entgegengesetzter Richtung hemmend wirkt. Bei kurzen Reizen tritt Interferenz beider Wirkungen auf.Ermöglicht durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Herkunftsversuche für Zwecke der Forstpflanzenzüchtung,erläutert am Beispiel zweier Modellversuche

Zusammenfassung Die älteren Herkunftsversuche hatten das Ziel, das genetische Variationsmuster der Baumarten zu beschreiben (wirtschaftliche Zielsetzung) und durch dessen Abhängigkeiten von der Umwelt die Wirksamkeit der natürlichen Auslese zu zeigen (genökologische Zielsetzung). Gelegentlich werden auch taxonomische Fragen mit bearbeitet. Als bester Plan für die Stichprobenentnahme von Material für solche Versuche kann Probenentnahme entlang von transsects angesehen werden. Eine Kombination von Labor-, Baumschul- und Feldversuchen ermöglicht Prüfung auch umfangreichen Versuchsmaterials, wie es bei hinreichend dichter Probenahme und großem Verbreitungsgebiet der Baumart notwendigerweise anfällt.Von Herkunftsversuchen, die als Grundlage für Züchtungsprogramme dienen sollen, müssen auch Informationen über die genetische Variation und Kovariation innerhalb der Herkünfte gefordert werden. Bei geeigneter Versuchsanordnung können dann nicht nur Informationen über die Wirksamkeit der natürlichen Auslese überhaupt, sondern auch über das Zusammenspiel von Umweltvariation und genetischen Prozessen in den Populationen gewonnen werden. Art und Ausmaß der genetischen Variation und Kovariation in den Herkünften, Feststellung von Art, Richtung und Intensität der natürlichen Auslese, Bedeutung von Zufälligkeiten für die Differenzierung von Herkünften sowie der Grad der Koadaptation beim Vergleich entfernterer Herkünfte stellen die Populationsparameter dar, an denen der Forstpflanzenzüchter interessiert ist, wenn er die Erfolgsaussicht bestimmter Phasen eines Züchtungsprogramms einschätzen will.Zur Erläuterung wurden Ergebnisse zweier Herkunftsversuche mit Birken verwendet. Es wird darauf hingewiesen, daß es notwendig ist, Modelle und Verfahren zu entwickeln, die für die Verhältnisse in den Waldbaumpopulationen passen und den Schwierigkeiten beim Experimentieren mit Bäumen Rechnung tragen.Mit 4 Abbildungen     

Dye-induced changes in the developmental physiology of Aedes aegypti larvae

Exposure to methylene blue and neutral red affected length of development, rate of pupation, and larval mortality in populations of Aedes aegypti (L.). Female pupal weights generally were adversely affected, while male pupal weights were not. Retardation of growth was not caused by rejection of dyed food under the conditions of our experiments. Methylene blue, neutral red, and nile blue A were most severe in their action on longer exposures and exposures to earlier instars.The importance of recognizing the physiological and behavioral changes in organisms caused by perfunctory use of dyes is discussed.

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Zusammenfassung Bei Larven von Aedes aegypti, die Methylenblau oder Neutralrot ausgesetzt wurden, ließ sich eine deutliche Verzögerung des Wachstums nachweisen. Der Verpuppungsbeginn (Larven-Puppen-Häutung) wurde von beiden Farben in Abhängigkeit von der ansteigenden Konzentration verzögert. Obwohl zur Erzeugung der Reaktion mit Neutralrot höhere Konzentrationen erforderlich waren, war die Genauigkeit der Farbwirkung größer. Die geprüften Konzentrationen von Methylenblau reichten von 0,5 bis 4,5 ppm; die für Neutralrot von 3 bis 9 ppm.In der Absicht, die Wirkungen der beiden Farben zu messen, wurden andere Parameter quantitativ geprüft. Diese umfaßten die Mortalität, den Weibchen-Prozentsatz und die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen. Die Sterberaten waren hoch und äußerst variabel. Es ließen sich auch keine Unterschiede im Geschlechterverhältnis der Populationen finden, die als Larven in Methylenblau oder Neutralrot aufgezogen worden waren. Neutralrot und Methylenblau schienen auch die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen nicht zu beeinflussen, jedoch erzeugten sie deutliche Wirkungen bei den durchschnittlichen Puppengewichten der Weibchen. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in den Nahrungsmengen festgestellt werden, die von gefärbten oder ungefärbten Larven oder von Larven in ansteigenden Farbkonzentrationen aufgenommen wurden. Die jüngeren Larvenstadien wurden stärker beeinflußt und längerer Aufenthalt in der Farbe ergab stärkere Verzögerung der Wachstumsrate.Folgende Aspekte der Vital-Farbstoffe werden diskutiert: 1. ihre toxischen Wirkungen, 2. Beziehungen zwischen Genauigkeit und Aussagewert der experimentellen Ergebnisse, und 3. die Notwendigkeit vollständigerer Kenntnis der Farbstoffe vor ihrer Anwendung auf lebende Systeme.

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Contribution No: 1420 from the Department of Entomology, University of Massachusetts, Amherst, Mass. This research was supported by Hatch Project No. 253 Revised.     

Elektronenmikroskopische Untersuchung des Trypanosoma cruzi mit besonderer Berücksichtigung des Periplasten und des Blepharoplasten

Zusammenfassung Der Periplast der begeißelten Trypanosomen (Trypanosoma Cruzi) und der Leishmaniaform besteht aus einer 130 Å dicken, dreigeschichteten Membran und den unmittelbar daruntergelegenen Fibrillen. Jede der beiden osmiophilen Membranschichten des Periplasten ist 45 Å dick; die osmiophobe Mittelschicht mißt 40 Å. Die Fibrillen sind 200–210 Å dick und liegen als wandverstärkende Röhrchen unmittelbar an der Innenfläche der Hüllmembran. Der helle röhrenförmige Innenraum der Fibrillen hat einen Querdurchmesser von 90–100 Å. Der seitliche Abstand der Fibrillen mißt etwa 320 Å.Der Blepharoplast ist ein etwas gekrümmter, scheibenförmiger Körper mit einem Längsdurchmesser von 0,75–1,35 und einem Querdurchmesser von 0,2–0,3 . Er liegt gemeinsam mit dem Basalkörperchen an der Geißelbasis. Der Blepharoplast gibt eine positive Feulgen-Nuklealreaktion und enthält Desoxyribonukleinsäure. Elektronenmikroskopisch finden sich im Innern des Blepharoplasten helixförmig angeordnete 125 Å dicke Fibrillen, die einen 35 Å im Querdurchmesser messenden helleren Innenraum aufweisen. Die Hülle des Blepharoplasten besteht aus einer mitochondrienähnlichen Doppelmembran, die an einigen Stellen auch Cristae bildet. An der zur Geißelbasis gerichteten Oberfläche des Blepharoplasten kommen knospenförmige und länglich ausgezogene mitochondrienähnliche Fortsätze vor, von denen wir vermuten, daß sie Mitochondrien nach Abschnürung vom Blepharoplasten darstellen. In diesen Fortsätzen finden sich zahlreiche Innenmembranen, die manchmal stark ineinander verzahnt sind. Offenbar werden sie von der Hüllmembran des Blepharoplasten gebildet. Es wird angenommen, daß der Blepharoplast ein mit Desoxyribonukleinsäure und Lipoproteinen, möglicherweise auch mit Atmungsfermenten besonders ausgestattetes Zellorganell ist, das sich zu teilen vermag, den Zellkern und die Zellteilung beeinflußt sowie produktiv an der Bildung der Mitochondrien beteiligt ist.Die Zellteilung der Parasiten beginnt mit einer Bildung von Tochterkörperchen durch die Basalkörperchen und der Ausbildung einer zweiten Geißel. Die Filamente der zweiten Geißel werden im Zytoplasma der Mutterzelle gebildet. Danach teilt sich der Blepharoplast quer zur Längsachse. Der Blepharoplast ist vor der Teilung etwa 1,35 lang und schwalbenförmig. Nach der Querteilung des Blepharoplasten erfolgt erst die Kernteilung und die Längsteilung des Zytoplasmas.Die Befunde wurden auf der 28. Tagung der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie in Düsseldorf am 2. 5. 1961 von H. Schulz vorgetragen.     

Experimentelle Untersuchungen über die Resorptionsfähigkeit des Stratum synoviale

Zusammenfassung Unsere Versuche zeigen, daß das Stratum synoviale eine gute Resorptionsfähigkeit besitzt. Eine intraartikulär injizierte wäßrige Lösung wird innerhalb von 20–25 min in die Blutbahn aufgenommen. Durchblutung und Resorption unterliegen den gleichen vegetativ nervösen Regulationen wie in anderen Körpergebieten. Sie können durch eine Entzündung an gelenkfernen Gebieten, reflektorisch durch eine Entzündung der Haut über dem Gelenk, durch örtliche oder intravenöse Injektion von Adrenalin, durch eine Barbituratnarkose und Muskelrelaxantien im Sinne einer Verzögerung beeinflußt werden. Cortison hat am gesunden Stratum synoviale keinen Einfluß auf die Resorption.Jede Entzündung des Stratum synoviale führt über eine Irritation des Endstrombahngebietes zu einer Resorptionsverzögerung, wobei diese von Art und Grad der Entzündung abhängig ist.Bei einem pH von 4,6 und bei Anwendung eines bestimmten Druckes wird die Resorption durch Hyaluronidase über eine verbesserte Diffusion zum Kapillar-system anfänglich gesteigert. Eine sekundär durch Hyaluronidase ausgelöste Entzündung jedoch, die sich in Form von Ödem, Hyperämie, petechialen Blutungen und mäßiger granulozytärer Infiltration manifestiert, verzögert die Resorption, wobei sich aber mit dem Abheilen der Entzündung wieder normale Werte einstellen.Bei einer durch Formalin erzeugten Arthritis findet man eine oberflächliche Koagulationsnekrose der Synovialzellschicht und der in ihr liegenden Gefäße, die vom subsynovialen Gewebe langsam durch Organisation resorbiert wird. In allen Stadien dieser Entzündung, beobachtet vom 1.–12. Tage nach der Injektion, findet man eine beträchtliche, etwa in gleicher Höhe bestehenbleibende Resorptionsverzögerung.Im Vordergrund der allergisch-hyperergischen Arthritis steht eine Gefäßalteration, die 24 Std nach Auslösung der Antigen-Antikörperreaktion zu einer Resorptionssperre führt. Zu diesem Zeitpunkt findet man bei einer hochgradigen, ödematösen Auflockerung des Synovialgewebes Gefäßwandnekrosen und eine massive granulozytäre Infiltration. Die Synovialzellschicht ist völlig abgeschilfert. Mit dem Abheilen der Entzündung nähern sich auch die Resorptionswerte wieder der Norm.Aus den Versuchen wird der Schluß gezogen, daß im Mittelpunkt einer Gelenkerkrankung eine Alteration des Stratum synoviale stehen muß, die über eine Änderung der Sekretion bzw. Resorption zu Funktionsstörungen im Gelenk führt.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Quantitative Untersuchungen über Kapillaren und Tubuli der Hundeniere

Zusammenfassung Fünf Hundenieren werden so infundiert und fixiert, daß alle ihre Kapillaren gut gefüllt sind. Volumina und Oberflächen der Kapillaren und Tubuli können dann in den mikroskopischen Präparaten mit Hilfe der von A. Hennig (1957) angegebenen Integrationsokulare (Fa. Carl Zeiss) bestimmt werden. Aus diesen, nach Rinde und Mark gesonderten Werten, lassen sich eine große Reihe weiterer quantitativer Daten errechnen.Das Prinzip der beiden Hennigschen Integrationsokulare ist ein statistisches: Volumenanteile werden durch Trefferzahlen in genügend vielen Stichproben ermittelt. Oberflächengrößen werden aus der Zahl von Durchstoßpunkten, ebenfalls in genügend vielen Stichproben, abgeleitet. — In der vorliegenden Arbeit sind erstmalig beide Methoden zugleich auf die Kapillaren eines bestimmten Organs angewandt.Der Schwerpunkt der Arbeit liegt im Methodischen. Das Vorgehen mit den Integrationsokularen, die Fehlerquellen und Fehlergrenzen und die Ansätze für die verschiedenen Ausrechnungen werden ausführlich dargelegt und erörtert.Der Gedankengang dabei ist folgender: Kennt man (mit Hilfe der Integrationsokulare) Gesamtvolumen und Gesamtoberfläche bestimmter Elemente, z. B. aller Kapillaren, so kann man hieraus rein rechnerisch weitere Daten (z. B. Einzeldurchmesser oder Abstände) gewinnen, falls es morphologische Gesetzmäßigkeiten gibt, die als Vereinfachungen in die Rechnung eingehen. Im Fall der Niere sind dies die Gleichartigkeit einer Vielzahl von Elementen (Nephronen), die Röhrenform und Parallelität von Tubuli und Kapillaren und ihre räumliche Anordnung in bestimmten Verteilungsmustern. Das mikroskopische Bild dient zur Kontrolle der errechneten Werte.Alle quantitativen Ergebnisse sind in einer Reihe von Tabellen zusammengestellt. Sie können hier nicht vollständig angeführt werden. Die wichtigsten sind folgende: Das Gesamtvolumen aller Kapillaren einer unter arteriellem Druck infundierten Niere beträgt etwa 1/4 des Gesamtvolumens dieser Niere. Das absolute Kapillar volumen des Markes ist etwa ebensogroß wie das der Rinde. (Das Rinden-Gesamtvolumen verhält sich zum Mark-Gesamtvolumen wie 21). Vom Gesamtvolumen der Niere machen die Rindentubuli etwas weniger als die Hälfte, die Marktubuli etwa 1/10 und das gesamte Interstititum einschließlich aller nichtkapillaren größeren und großen Gefäße zusammen nur etwa 1/4 aus. Das Gesamtvolumen aller Nierenkörperchen beträgt nur etwa 4% des Gesamtnierenvolumens. Die gegen Interstitium und Tubuli gewendete Gesamtaußenfläche aller Rindenkapillaren beträgt an einer großen (150 g schweren) Niere rund 3,5 m ², die der Markkapillaren rund 4 m ², die. Außenfläche der Tubuli (gegenüber Kapillaren und Interstitium) in der Rinde rund 5 m ², im Mark rund 3 m ², wovon nur rund 0,5 m ² auf die dünnen Schleifenteile entfallen. Die Gesamtoberfläche der Markkapillaren ist etwa um 1/3 größer als die Oberfläche der Marktubuli. Dieses Verhältnis wird unter dem Gesichtspunkt diskutiert, daß die Markkapillaren am Haarnadel-Gegenstromprinzip der Harnkonzentrierung im Mark entscheidend beteiligt sein müssen. Auch die Berührungsflächen zwischen Kapillaren und Tubuli, die bei der engen Packung der Nierenelemente ebenfalls Quadratmetergrößenordnung haben, werden bestimmt. Die Faktoren für eine Umrechnung der ermittelten Oberflächen auf Nieren anderer Größe werden abgeleitet und mitgeteilt.Die mittlere Gesamtkapillarlänge je Gramm Nierengewebe ist in Rinde und Mark etwa gleich. Sie beträgt rund 1400 m. Die mittleren Kapillardurchmesser in Rinde und Mark betragen rund 16–18. Die mittlere Gesamttubuluslänge je Gramm Nierengewebe beträgt in der Rinde rund 700 m, im Mark rund 800 m. In der Rinde entfallen je rund zwei Kapillarlängen auf eine Tubuluslänge, im Mark 1,5 Kapillarlängen. Es wird dargelegt, wie aus diesen Verhältnissen auf eine Zuordnung bestimmter Kapillarstrecken zu bestimmten Tubulusstrecken geschlossen werden kann und daß in der Rinde aus der Zuordnung 12 dasselbe Rindenmuster hervorgeht, das die Präparate zeigen.Das Gewichts- und Volumenverhältnis Rinde zu Mark ist ziemlich genau 21. Eine 150 g schwere Niere hat rund 700000 Glomeruli: je Gramm Rinde also rund 7000 Glomeruli, oder je Gramm Niere rund 5000 Glomeruli. Die Gesamtlänge aller Nephrone einer 150 g-Niere beträgt etwa 110km (!), die mittlere Länge eines Nephrons rund 15 cm.Die Dichte der Kapillaren und Tubuli (Anzahl der Querschnitte je Quadratmillimeter) ist folgende: Kapillaren: Rinde 700, Mark 1300. Tubuli: Rinde 340, Mark 790. — Die mittleren Kapillarabstände (in der Rinde ausgerechnet unter Berücksichtigung des Verteilungsmusters der Kapillaren) sind (von Außenwand zu Außenwand gerechnet) in der Rinde: 9, im Mark 14 . Die Zwischenräume zwischen den Kapillaren sind in der Rinde also etwa halb so groß wie die Kapillardurchmesser und im Mark etwas kleiner als die Kapillardurchmesser.Die große Zahl und die hohe Kapazität der Markkapillaren wird im Hinblick auf physiologische Daten über die Markdurchblutung (Thurau 1960) und im Hinblick auf das Haarnadel-Gegenstromprinzip (Wirz 1960) diskutiert. In diesem Zusammenhang wird eine neue Hypothese über einen hydraulischen Mechanismus der Markdurchblutungsregelung vorgetragen, bei welchem die Markgefäße passiv bleiben würden und ihre Durchblutung lediglich von der Steuerung der Rindenarterien abhinge.Aus der rechnerisch erschlossenen und mikroskopisch wahrscheinlich gemachten Parallelität von Kapillaren und Tubuli auch in der Rinde, ferner aus Literaturangaben (Rollhäuser) über Ort und Zeitfolge von Farbstoffausscheidung aus dem Kapillarblut in das Epithel von Rindentubuli, wird folgende weitere Hypothese abgeleitet und diskutiert: Harnstrom und Kapillarstrom der Rinde laufen erstens parallel, sind aber zweitens außerdem gegenläufig. In der Rinde läge dann ein zweites Gegenstromprinzip der Niere vor: ein Tubulus-Kapillar-Gegenstromprinzip.Wir danken Herrn Dr.-Ing. A. Hennig (Anatomisches Institut der Universität München) für freundliche Durchsicht des Manuskriptes.Die Arbeit stützt sich z. T. auf Untersuchungen B. Braungers, die seiner Dissertation: Nierenkapillaren und -tubuli: ihre Volumina und Oberflächen mit dem Integrationsokular an Hundenieren bestimmt, Freiburg i. Br. 1962, zugrunde lagen.     

Über das Verhalten von lebenden Blut- und Exsudatzellen in hochprozentigen,isotonischen Eiweisslösungen

Zusammenfassung Es wird über das Verhalten von lebenden Blut- und Exsudatzellen nach Immersion in 2%–40% isotonischen Lösungen von -Globulin und Albumin berichtet.Insbesondere von den konzentrierten (20%–30%) -Globulinlösungen geht eine deutlich stimulierende Wirkung auf die Zellmotilität und die Pinocytose von Leukocyten, Monocyten und Exsudathistiocyten aus, in geringerem Maße auch auf ihre Adhäsionsfähigkeit an soliden Unterlagen, die in solchen Lösungen von der Anwesenheit der Calcium-Ionen abhängig, von anderen Serumeiweißfraktionen unabhängig ist.Der Ablauf der Zellveränderungen nach Austausch des Kontrollmediums gegen die konzentrierte Proteinlösung wird beschrieben. Der Versuch wird begonnen, in diesem über etwa 10 Std bei Zimmertemperatur ablaufenden Prozeß Gesetzmäßigkeiten zu erkennen.Glasadhärente Leukocyten lösen sich nach Kontaktnahme mit der konzentrierten Globulinlösung von der Unterlage ab und gehen in langgestreckte Formen mit starken amöboiden Bewegungen bei oft ausgedehnter Pseudopodienbildung über. Intensive Bewegung und Pinocytose sind Zellreaktionen, die sich weitgehend gegenseitig behindern. Die Aktionen der Monocyten sind langsamer, ihre Pseudopodien sind breiter. Auf dem Höhepunkt der Zelltätigkeit sind die Kerne der Monocyten deutlich angeschwollen.Durch Pseudopodienformierung meist glasadhärenter Leuko- und Monocyten werden Tropfen der konzentrierten Proteinlösung in die Zellen aufgenommen. Die so neu gebildeten Pinocytose-Vakuolen (Typ I) können zusammenfließen, viele werden ausgestoßen, andere durch Wasserentzug konzentriert (Typ II).Eosinophile Leukocyten des Blutes blieben in konzentrierter Proteinlösung unbeweglich, solche aus Exsudaten zeigen die gleiche Motilität wie neutrophile Leukocyten, jedoch keine Pinocytose. Lymphocyten, Mesothelien und Exsudat-Tumorzellen zeigen keine Reaktionen, die sich jenen der Leuko- und Monocyten vergleichen lassen.Durch Immersion in Albumin lassen sich qualitativ ähnliche, quantitativ wesentlich geringere Wirkungen auf Zellmotilität und Pinocytose auslösen. Auffallend ist aber die mitunter ausgeprägte Pinocytosefähigkeit von Exsudathistiocyten. In konzentrierten Lösungen beider Proteine wird häufig Phagocytose der körpereigenen Erythrocyten beobachtet.Die Zellagglomeration wird durch konzentrierte Proteinlösungen deutlich gefördert.Es wird versucht, die Ergebnisse in die Erfahrungen der Zellphysiologie einzuordnen. Die Bedeutung der Zellmembranreaktionen für Motilität, Pinocytose und Adhärenz wird in der Diskussion hervorgehoben.     

Autoradiographische Untersuchungen zur Aminosäure-Inkorporation im Nukleolus

Zusammenfassung Die unter dem Einfluß von TAA vergrößerten Leberzell-Nukleolen der Ratte inkorporieren in wesentlichem Umfang H³-Phenylalanin, wobei die Einbaurate der markierten Aminosäure in direkter Abhängigkeit zur Größe des Kernkörperchens steht. Die Resultate erlauben somit den Schluß, daß einmal in der Nukleolarsubstanz eine Synthese höherer EW-Körper bzw. eine Neubildung von Ribonukleoproteiden erfolgt, und daß zum andern eine Korrelation zwischen der Größe des Nukleolus und seiner synthetischen Aktivität im Hinblick auf seine EW-Syntheserate existiert. Der Tatbestand, daß die nukleoläre SK-Dichte (SK-Zahl/²) in unserem Experiment schon bei sehr kurzen Versuchszeiten (5 min nach Injektion der markierten Aminosäure) im Mittel etwa gleich der karyoplasmatischen SK-Dichte, im Einzelfalle aber ganz wesentlich höher als die karyoplasmatische ist, spricht für unser Beobachtungsgut weitgehend gegen eine alleinige Migration markierten Materials aus dem Karyoplasma in den Nukleolus. Dementsprechend stellt der Nukleolus als Funktionseinheit betrachtet einen selbständigen EW-Syntheseort dar.Die Untersuchungen wurden im Institut für Medizinische Isotopenforschung der Universität Köln (Leiter: Prof. Dr. W. Maurer) durchgeführt.     

Biologie, ökologie und brutpflege von coelotes terrestris (wider) (araneae,agelenidae) teil I. biologie und ökologie

Zusammenfassung Coelotes terrestris (Wider) hat seinen Verbreitungsschwerpunkt in den geschlossenen Laub- und Nadelwäldern besserer Bonität auf lehmigen Böden und kommt in erster Linie in Berggegenden vor. Von dort strahlt sie aber weit auf die Sandböden der Ebene aus und kompensiert dabei die Feuchtigkeitsdifferenz zwischen Lehm- und Sandboden durch ihren Aufenthalt in Gebieten mit hohem Grundwasserstand. Den wechselnden Feuchtigkeitsverhältnissen entsprechend ist ihr Vorkommen in Verbreitungsrandgebieten inselartig. Wenn sie stellenweise auch in Grenzgebieten möglicher Besiedlung, wie sie scheinbar trockene, dürftige Föhrenbestände darstellen, eine überraschend hohe Populationsdichte erreicht, ist dies nicht auf ein Optimum an Faktorenkonstellation schlechthin, sondern auf die Unmöglichkeit einer Ausbreitung in angrenzende Trockengebiete zurückzuführen. Coelotes ist eine Bodenspinne. Auf lehmigen Böden lebt sie in Laubstreu, in Bodenspalten unter den flach ausgebreiteten Wurzeln von Fichten, auf Sandboden in hochwüchsigem Moos (Hypneen, nicht Sphagnum), vor allem aber in der Rohhumus- und Streuschicht, die sockelartig den Fuß von Föhrenstämmen umgibt, und überall gerne unter großen, tiefliegenden Steinen. Bewohner von Kiefernstämmen legen ihre Netze mit Vorliebe zwischen Borke und umgebender Rohhumus-bzw. Streuschicht an. Um einen Kiefernstamm von nur 16 cm Durchmesser wurden bis zu fünf bewohnte Netze gefunden. Eine Prävalenz von Kiefernborke war im Wahlversuch nachweisbar, desgleichen eine solche von Rohhumus vor ebenso feuchtem Lehm- oder Sandboden verschiedener Körnigkeit. Dank seiner beträchtlichen Wasserkapazität und guten Wärme-Isolation bietet der Rohhumus diesen Spinnen auch in Trockengebieten eine Existenzmöglichkeit. Resistenzversuche ergaben, daß Coelotes zwar auf die Dauer eine weitgehende Wasserdampfsättigung der Luft benötigt, daß aber seine Widerstandsfähigkeit gegenüber einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30–75% im Vergleich zu anderen feuchtigkeitssuchenden Bodentieren recht groß ist. Die Resistenz aller Jugendstadien ist höher als die der Erwachsenen. Während sich aber die Lebensdauer der noch im mütterlichen Netz verweilenden Kleinspinnen mit abnehmender Luftfeuchtigkeit merklich verkürzt, erweist sich die Widerstandsfähigkeit der halbwüchsigen Individuen, die überwintern, in allen Feuchtigkeitsbereichen als annähernd gleich hoch. Selbst in 75% relativer Luftfeuchtigkeit blieben adulte nur durchschnittlich 131 Std am Leben, bei 30% dagegen immerhin noch 40 Std. Jungspinnen hingegen halten in 30% relativer Luftfeuchtigkeit 2–3mal so lange aus.Bei Stammbewohnern ließ sich eine Bevorzugung der Ostseite (nicht Osthälfte!) und noch deutlicher eine Meidung der West- und Nordwestseite der Stämme nachweisen, wodurch sie sich - ihrer Hemihygrophilie entsprechend - dem unmittelbaren Abfluß des Regenwassers von den Stämmen entziehen. Nächst der genauen Ostrichtung werden aber auch die Nord- und Südseiten der Stämme stark frequentiert, die Zwischenhimmelsrichtungen dagegen auffallend benachteiligt. Als Erklärung dafür wird angenommen, daß die Spinnen durch vermutliche polarisationsoptische Orientierung primär der Ostseite zustreben. Ist diese schon besetzt, rücken sie zur Wahrung eines angemessenen Sicherheitsabstandes vom Nachbarindividuum um rund 90° des Kreisbogens ab und treffen somit auf die Nord- oder Südseite. - Die Überwinterung der und halbwüchsigen Tiere erfolgt 10–15 cm von den Kiefernstämmen entfernt im Rohhumus und zwar nur etwa 5 cm unter der Bodenoberfläche. Dabei bevorzugen sie die Ostseite und relativ trockene Stellen. Seltener überwintern sie in ihren alten Wohnröhren, die sie dann oben verschließen.Habilitationsschrift     

Die Verbreitung von Vitamin K1 und Plastochinon in Pflanzen

Zusammenfassung Nach einem streng spezifischen Verfahren (Genauigkeit ±10%) wird die Verbreitung von Plastochinon 45 und Vitamin K₁ in Beziehung zu Chlorophyll a, -Carotin und, soweit ausgebildet, Blattfläche bestimmt. Geprüft wurden Vertreter der Cyano-, Chloro-, Charo-, Phaeo-, Rhodo- und Pteridophyta, Gymno- und Angiospermae.In allen Fällen wird bei Gegenwart von Chlorophyll auch Vitamin K₁ gefunden, begleitet von einem Überschuß an Plastochinon. Nur bei einem Teil der Rotalgen war kein oder nur sehr wenig PQ nachweisbar. Im allgemeinen liegen die Pigmentverhältnisse in den schranken von a:PQ:VK₁=100:10±5:1±0,5. Ausnahmen bilden, neben den Rotalgen, nur Aureablätter (a) und Sonnenblätter mancher Laubbäume (b). Bei (a) bleibt die Chlorophyllsynthese so stark zurück, daß trotz normaler Chinonausstattung pro Blattfläche und normaler Photosynthese extrem niedrige Quotienten a:PQ und a:VK₁ entstehen. Bei (b) folgt nach Abschluß der Chlorophyllsynthese und nach Erreichen maximaler Leistung ein starker Plastochinonanstieg, ohne daß sich der Vitamin K₁-Gehalt vergleichbar erhöht.Chromoplasten führendes Gewebe enthält die Plastidenchinone (PQ und VK₁) nur, wenn die Chromoplasten durch Metamorphose aus Chloroplasten hervorgegangen sind (Herbstlaub, Früchte), nicht aber, wenn sie überwiegend aus Proplastiden entstehen (Blumenblätter). Eine Chinonsynthese im Chromoplasten ist auszuschließen. Chloro- und Chromoplasten entbehrendes Gewebe führt auch keine Chinone (außer den Ubichinonen, die in Mitochondrien zu finden sind).Mit 4 Textabbildungen     

Die Feinstruktur des Dünndarmepithels während der physiologischen Milchresorption beim jungen Goldhamster

Zusammenfassung Im Dünndarmepithel werden helle und dichte Saumzellen und sezernierende Zellen unterschieden. Die dichten Saumzellen entsprechen lichtmikroskopisch dunklen Zellen. Aus ihrer Feinstruktur wird geschlossen, daß es sich um die Stammzellen der hellen Saumzellen handeln kann.Auf den Microvilli der hellen Saumzellen wird eine Decksubstanz gefunden, die als Sekret der Becherzellen gedeutet wird. Sie dürfte nicht nur als Schutzschicht, sondern auch als Fermentträger für die durchtretenden Milchbestandteile von Bedeutung sein.Bei der Deutung des Resorptionsablaufes wurden die Milchfetttröpfchen im Darmlumen berücksichtigt. Sie können im Darmlumen zu kleinsten Partikeln abgebaut werden. Zwischen den Microvilli werden nur sehr selten kontrastreiche größere Partikel (Lipidtropfen) gefunden, nicht jedoch im angrenzenden Schlußleistennetz. Aus den Befunden wird geschlossen, daß Milchfetttröpfchen zu elektronenmikroskopisch nicht mehr sichtbaren Partikeln abgebaut werden können, die als solche resorbiert werden. Andererseits deuten die Befunde darauf hin, daß größere Partikel durch Pinocytose an der apicalen Zellmembran aufgenommen werden. Den morphologischen Befunden können chemisch unterschiedliche Abbaustufen der Milchfetttröpfchen zugrunde liegen. Die intrazelluläre und interzelluläre Verteilung des resorbierten Milchfettes ist ähnlich wie bei Resorption reiner Fette nach experimenteller Fütterung. Kontrastreiche Tröpfchen (Lipid) werden auch in der perinucleären Zysterne und in den Zellkernen gefunden.Im Gegensatz zur Resorption reiner Fette findet man nach Milchresorption in den intrazellulären Bläschen außer den kontrastreichen Lipidtröpfchen noch kontrastarme Substanzen und kleine Vesikeln sowie verschiedenartige Einschlüsse. Dieser Unterschied gegenüber der reinen Fettresorption wird auf die Resorption von Kohlenhydraten und Eiweißen der Milch zurückgeführt.Die Feinstruktur der hellen Saumzellen im Darm des Goldhamsters entspricht im wesentlichen jener der entsprechenden Zellen im Darm von Ratte und Maus.In hellen Saumzellen ohne Lipidtröpfchen werden verschiedenartige Cytosomen beobachtet.Die Feinstruktur von sezernierenden Zellen wird kurz beschrieben.Höhe, Durchmesser, Oberfläche und Anzahl der Microvilli und der Flächenzuwachsfaktor für die apicale Zellmembran werden gemessen und berechnet.Dissertation zur Erlangung des Grades eines Doktors der Medizin. Der Medizinischen Akademie in Düsseldorf vorgelegt. — Arbeit unter Leitung von Priv.-Doz. Dr. Lindner.     

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

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