Der Einfluss verschiedener Ernährung auf die „Soldaten“-Entwicklung bei Ameisen mit vergleichenden Untersuchungen bei Anderen tieren

Zusammenfassung Als Hauptergebnis der Ameisenversuche, die damit auch ein allgemeines Interesse verdienen, läßt sich folgendes feststellen: Es ist möglich, in Kunstnestern der dafür besonders geeigneten Gattung Pheidole durch experimentelle Methoden Soldatenentwicklung künstlich hervorzurufen, d.h. die Entwicklung der jungen Larven so zu beeinflussen, daß nicht, wie gewöhnlich, kleine Arbeiterinnen entstehen, sondern größere, kräftigere, widerstandsfähigere Tiere, die sich außerdem durch eine längere Lebensdauer auszeichnen. Man kann aber auch in natürlichen, ganz unbeeinflußten Pheidole-Nestern die Zahl solcher Soldaten auf das 4- und 5fache erhöhen, wenn man den Nestern ein bestimmtes Futter vorlegt. Die Möglichkeiten zur Soldatenentstehung sind bei Pheidole im Ei vererbungsmäßig festgelegt; sie verwirklichen sich aber nur unter gewissen Bedingungen. Ausschlaggebend ist dabei ein besonderer Wirkstoff, der Faktor T. Er konnte bisher durch keinen anderen Biokatalysator ersetzt werden, und ebensowenig durch bisher angewandte Gemische von Vitaminen und Aminosäuren-Cholin, Carnitin und Desoxyribonucleinsäure. Dies gilt nicht nur für die Beobachtungen und Versuche an Ameisen selbst, sondern auch für die zu Modellexperimentell herangezogenen anderen Tiere, insbesondere Drosophila melanogaster. Dieser Faktor T hat nach allen vorliegenden Erfahrungen bis hinauf zum Menschen in bisher noch nicht absteckbaren Grenzen die Fähigkeit, andere Wirkstoffe zu mobilisieren und damit vorhandene Reserven herauszuholen. Die Ameisengattung Pheidole, die schon bei der Auffindung dieses Faktors eine bedeutende Eolle spielte, ist durch ihre Soldaten-Kaste bis jetzt das eindrucksvollste Beispiel dafür, wie durch den Faktor T schlummerende, nicht genützte biologische Möglichkeiten verwirklicht werden können.Herrn Prof. Dr. K. von Frisch zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

‘SPREADING OF THE RISK’ IN DEVELOPMENTAL MORTALITY: SIZE,FECUNDITY AND REPRODUCTIVE RATE IN THE BLACK BEAN APHID

In contrast to small (200g) apterous exules of A. fabae, large individuals (1,000g) contain twice as many embryos, more of which are well developed. Large individuals start reproducing earlier and achieve their maximum reproductive rate earlier in adult life, have a higher reproductive rate overall, and produce larger offspring. The fecundity achieved at 20° is slightly less than the number of embryos present at the adult moult, after which no more embryos are generated. Small aphids have a longer reproductive period but the same length of adult life as large aphids.The tendency of many aphids not to maximize their reproductive rate but to spread their offspring both in space and time, and thus use the heterogeneity in habitat quality, has possibly been important in determining the success of aphids.

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Zusammenfasung Kleine Aptere (200g) von A. fabae enthalten nur halb so viele Embryos wie große Individuen (1,000g), bei denen die meisten Embryos gut entwickelt sind. Große Bohnenläuse beginnen früher mit der Reproduktion und erreichen das Reproduktionsmaximum eher; sie haben insgesamt eine höhere Reproduktionsrate und gebären auch größere Larven. Die Anzahl der abgesetzten Larven ist bei 20° etwas geringer als die Anzahl der Embryos, die bereits bei der Imaginalhäutung vorhanden sind; später werden keine Embryos mehr gebildet. Kleine Blattläuse setzen über einen längeren Zeitraum Larven ab, leben nach Imaginalhäutung aber nicht länger als große Läuse.Die Tendenz vieler Blattläuse, ihre Reproduktionsrate nicht zu maximieren sondern ihre Jungen räumlich und zeitlich zu verteilen und damit die heterogene Qualität des Habitats auszunutzen ist wahrscheinlich wichtig für den Erfolg der Blattläuse.

     

Crossing over bei Bastarden von Chironomus thummi piger × Ch. thummi thummi

Zusammenfassung Bastarde mit der Elternkombination Chironomus thummi piger x Chironomus thummi piger wurden mit beiden Geschlechtern von Ch. th. piger rückgekreuzt. An den Speicheldrüsen-Chromosomen von 1401 Larven der Nachkommenschaft wurde die crossing over-Häufigkeit in den strukturidentischen und strukturdifferenten Chromosomenabschnitten in der Meiose der Bastarde untersucht.In den strukturdifferenten Chromosomenabschnitten der Bastarde ist die Austauschhäufigkeit erheblich niedriger (Chromosom I 1,6%, Chromosom II 0,4%, Chromosom III 0,2%, Chromosom IV 7,2%) als in den strukturidentischen Abschnitten (zwischen 20,6 und 38,4%). Regionen mit starken Strukturdifferenzen im Bastard (Chromosom III) haben seltener Austausch als Regionen mit schwachen Strukturdifferenzen (Chromosom IV). Bei Weibchen liegen die Austauschhäufigkeiten in den strukturidentischen Abschnitten höher als bei Männchen.Das Fehlen einer totalen Unterdrückung des Austausches in den strukturdifferenten Abschnitten bei Bastarden läßt auf eine untergeordnete Bedeutung cytogenetischer Faktoren als Isolationsmechanismus bei der Evolution beider Unterarten schließen.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

The effects of gibberellic acid upon developmental processes in Drosophila hydei

The injection of gibberellic acid (GA₃) into larvae of Drosophila hydei can affect the pattern of gene activities in a specific manner. This became clear from a study on the pattern of puffs in the giant chromosomes of the larval salivary glands.Depending upon the age of the larvae injected, either of two new puffs, 72B or 21B, appeared. Not only was the activity of these chromosome regions stimulated but the activity of some normally occurring puffs specific for the period shortly before puparium formation was affected. If GA₃ was injected during the period shortly before puparium formation further development became influenced as revealed by a significant reduction in the number of flies emerging from treated animals.

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Zusammenfassung Es wurde die Wirkung verschiedener Konzentrationen von Gibberellinsäure (GA₃) nach Injektion in Drosophila-Larven unterschiedlichen Alters untersucht. Konzentrationen von 3 g/Larve und höher führten bei jungen und mittleren Larven des 3. Stadiums zur Ausbildung eines neuen Puffs (72B) in den polytänen Chromosomen der Speicheldrüse. Diese Reaktion wurde in 15–20% der Larven beobachtet.In späteren Stadien der Entwicklung kurz vor der Pupariumbildung wird nach Injektion von 1 g/Larve ein weiterer Puff (21B) in 10% der Larven induziert. Der Prozentsatz der Larven die diesen Puff 3 Stunden nach der Injektion aufweisen, nimmt mit steigender GA₃-Konzentration zu. Nach Injektion von 5–6 g/Larve war der Puff 21B in 80% der Tiere enthalten.Zur selben Zeit ließ sich eine Beinflussing der Aktivität von zwei Puffs nachweisen, die für die Periode der Pupariumbildung spezifisch sind. Die Aktivität dieser Puffs wird durch die Injektion von GA₃ herabgesetzt.GA₃ bewirkt nicht nur die Induktion neuer Puffs, sondern außerdem eine Verzögerung der Entwicklung. Nach der Injektion von 2 g/Larve verzögert sich die Zeit der Pupariumbildung um 2–10 Stunden. Die Zahl der Fliegen, die aus Larven schlüpfte, die kurz vor der Pupariumbildung eine Injektion von mehr als 3 g GA₃ erhielten, war deutlich herabgesetzt. Es wird vermutet, daß GA₃ eine spezifische Wirkung auf die Aktivität des Genoms ausübt und damit eine Beeinflussung der normalen Entwicklung bewirkt.

     

Über das Aktionsspektrum der phototaktischen Reaktionen von Euglena

Zusammenfassung Bei Euglena gracilis zeigt das Aktionsspektrum der positiv-phototaktischen Reaktion, gemessen an Reizstärken, die eben über der Schwelle liegen, ein Hauptmaximum bei etwa 490–500 m, ein Nebenmaximum wurde bei etwa 415–430 m gefunden.Das Aktionsspektrum für die negativ-phototaktische Reaktion, gemessen an den Reizstärken, die eben über der Schwelle für diesen Reaktionstyp liegen, hat sein Hauptmaximum bei etwa 415 m; es stimmt ungefähr mit dem eben erwähnten Nebenmaximum der positivphototaktischen Reaktion überein.Die Empfindlichkeitsgrenze zum Langwelligen liegt für beide Reaktionstypen bei etwa 550 m.Die Befunde legen folgende Deutung nahe: Die negativ-phototaktische Reaktion erfolgt ohne Mitwirkung des Stigmas rein phobisch. Die positiv-phototaktische Reaktion ist an die gleiche strahlungsabsorbierende Substanz gebunden wie die negative, für sie ist dabei aber eine periodische Verdunkelung dieser Photoreceptorsubstanz durch die photochemisch nicht wirksamen Carotinoide des Stigmas erforderlich. Wo diese Verdunkelung wegen geringer Absorption der Stigma-Carotinoide (etwa bei 400 m) nicht möglich ist, kann nur die negative (phobotaktische) Reaktion entstehen. Wo umgekehrt zwar das Stigma absorbiert (etwa zwischen 550–600 m), nicht aber die lichtempfindliche Substanz des Photoreceptors, sind beide Reaktionen ausgeschlossen.     

Biologische Beobachtungen bei der Aufzucht von Heringsbrut

Zusammenfassung Im Frühjahr und Sommer 1960 wurden auf Helgoland die Aufzuchtversuche an Heringsbrut wieder aufgenommen. Als Elterntiere dienten Frühjahrslaicher aus der Elbmündung und der Kieler Bucht und eine Kreuzung Kieler Hering × Clyde-Hering.Erbrütung und Aufzucht erfolgten vornehmlich in kleinen Steinzeug-Bekken (120 1) mit Seewasserdurchfluß in einem temperaturkonstanten Raum mit diffuser, künstlicher Beleuchtung. Bei den Temperaturversuchen wurde die Brut bis zur Resorption des Dotters bei ca. 5°, 8°, 11° und 14° C gehalten. Später wurde in allen Becken die gleiche Temperatur angestrebt, die in den folgenden Monaten von 8° auf 14°C anstieg.Bei Verlassen des Eies waren die kalt erbrüteten Larven länger und verfügten über weniger Dotter als die warm erbrüteten. Am Ende des Dottersackstadiums hatten aber die bei 8°C gehaltenen Larven die größte Körperlänge erreicht.In einer weiteren Versuchsserie wurde die Brut gleicher, konstanter Temperatur, aber verschiedenem Salzgehalt ausgesetzt. Die bei 15, d.h. unter annähernd isotonischen Bedingungen gehaltenen Larven waren sowohl beim Schlüpfen als auch am Ende des Dottersackstadiums am längsten. Bei hohen Temperaturen (> 11°C) war die Schlüpfrate der Eier stark herabgesetzt. Die optimale Befruchtungs- und Schlüpfrate der Brut des Küstenherings lag im Gegensatz zum Nordsee-Bankhering im Bereich niedriger Salzgehalte (15 bis 20).Bezüglich der Größe und der Schlüpfrate konnten keine Unterschiede zwischen den Kiel × Kiel- und Kiel × Clyde-Larven festgestellt werden.Bei der Aufzucht traten zwei Phasen hoher Sterblichkeit auf. Die Mehrzahl der Larven starb bald nach der Resorption des Dotters, wahrscheinlich infolge unzureichender Ernährung. Die besten Überlebensraten wurden bei einem großen Angebot von frischgefangenem Zooplankton vermischt mitArtemia-Nauplien erzielt. Als weitere Todesursache junger Larven wurde das Auftreten von Gas im Darm beobachtet. Durch sorgfältige Beseitigung der Luftblasen von der Wasseroberfläche ließ sich diese Krankheit vermeiden.Nach einigen Wochen trat eine zweite Mortalitätsphase auf, der meist Larven von etwa 16–20 mm zum Opfer fielen. Die Anfälligkeit dieser Larven hängt vielleicht damit zusammen, daß bei ihnen die Kiemen noch nicht funktionstüchtig sind, das Verhältnis von Körpermasse zu -oberfläche aber immer ungünstiger wird.Etwa 5% der Larven überstanden auch diese Mortalitätsphase (0,1 bis 0,3% aller geschlüpften Larven), sie legten bei 25 mm Körperlänge Wirbel an und metamorphisierten, als sie 30–35 mm lang und 3–4 Monate alt waren. Trotz der hohen Verluste konnten die Versuche zeigen, daß es möglich ist, Heringslarven unter kontrollierten Bedingungen in kleinen Becken und bei künstlicher Beleuchtung bis zur Metamorphose aufzuziehen.Abschließend werden einige mögliche Verbesserungen in der Aufzuchttechnik genannt und die biologische Bedeutung der Konditionsunterschiede der Larven aus den verschiedenen Erbrütungsexperimenten kurz diskutiert.

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Summary Rearing experiments on herring were done using eggs and sperm from spring spawing herring of the Elbe estuary and Kiel Bight. A successful cross fertilization was also made between the eggs of a Kiel female and the sperm of a Scottish (Clyde) male herring, the sperm having been frozen for about six weeks.The eggs were incubated and the larvae reared at temperatures of about 5, 8, 11 and 14°C in 120 1 earthenware tanks with a sea water circulation, the apparatus being contained in a constant temperature room with artificial lighting. The temperatures were equalised in the tanks after the larvae had resorbed their yolk sacs and the temperature was then allowed to rise slowly from about 8°C to 15°C during the rearing phase.At high temperatures (greater than 11°C) the percentage hatching was much reduced. At hatching the larvae incubated at the lower temperatures tended to be longer and have less yolk than those larvae hatched at higher temperatures. At the end of the yolk sac stage the larvae kept at 8°C were longest.No differences in size or percentage hatching were observed between the Kiel × Clyde cross and its Kiel × Kiel control.In further experiments eggs and larvae were kept at a constant temperature but at different salinities. The highest percentage fertilization and hatching was found in a salinity of 15–20 (in contrast to that of North Sea Banks herring). The larvae were longest both at hatching and at the end of the yolk sac stage when kept in a salinity of 15 (isotonic conditions).There were two main phases of mortality during rearing. Most larvae died at the end of the yolk sac stage probably due to inadequate suitable food. The best survival was found in tanks where the larvae were fed on wild plankton andArtemia nauplii. Another cause of death was swallowing of air bubbles. This mortality was reduced by careful removal of air bubbles from the water surface and by keeping the surface very clean.After this initial phase of mortality there was good survival for some weeks until the larvae reached a length of 16–20 mm. The cause of death at this stage might have been due to respiratory difficulties caused by the gills not yet being functional and by the increasingly unfavourable relationship between body area and volume.About 5% of larvae which survived beyond the yolk sac stage (or 0,1 to 0,3% of hatched larvae) developed vertebrae at a length of 25 mm and metamorphosed when 30–35 mm long and 3–4 months old.These experiments show that it is possible to rear herring larvae to metamorphosis using controlled conditions in small tanks and with artificial light.Means of improving our rearing techniques are given and the biological implications of the differences in size of herring larvae reared under different conditions are discussed.

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(Mit 6 Abbildungen und 5 Tabellen im Text)

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Die Untersuchungen wurden ermöglicht durch Reisestipendien des Department of Agriculture and Fisheries of Scotland und des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten und durch Sachbeihilfen der Deutschen Wissenschaftlichen Kommission für Meeresforschung.     

Weitere Untersuchungen über Induktion bei Amphioxus

Zusammenfassung Es wird über Versuche anBranckiostoma lanceolatum berichtet, in denen obere Urmundlippe der jungen Gastrula in das Blastocöl gleich alter anderer Gastrulä implantiert wurde.Bei Zuchttemperaturen von 17–20° C übten die entstandenen sekundären Chorden keine Induktionswirkung auf das darüberliegende nichtneuralvirtuelle Wirtsektoderm aus.Bei Temperaturen von 22–24° C trat in der Mehrzahl der Fälle Neuralinduktion ein, womit die Ergebnisse vonTung, Wu undTung (1962) bestätigt sind.Das Ausbleiben der Induktion bei niederer Temperatur bestätigt das Ergebnis V.Ubischs von 1963, wo auch bei einer Zuchttemperatur von 18° C Induktion ausblieb.Es wird die Frage diskutiert, ob die Versuchsergebnisse darauf hindeuten, daßBranchiostoma ein werdendes oder ein reduziertes Wirbeltier sei.Es wird weiterhin auf Grund der gefundenen Temperaturabhängigkeit der sekundären Neuralinduktion die Frage diskutiert, wieweit Induktion in der normalen Entwicklung stattfindet und eine Rolle für die normale Entwicklung spielt oder ob diese nur bei Störung der normalen Struktur des Keimes als ein experimentell erzeugtes Phänomen eintritt.     

The reactions of three species of grasshopper to simple visual stimuli at different temperature-humidity conditions

The effect of the temperature-humidity factor on the reaction of two different visual stimuli has been investigated with Chorthippus brunneus (Thunb.) (= Chorthippus bicolor Charp.), Chorthippus longicornis (Latr.) (= Ch. parallelus Zett.) and Mecostethus grossus (L.). At low and high temperatures (high and low relative humidities), the three species show a greater preference for surroundings with vertical stripes than for white surroundings. At medium temperature and relative humidity, the preference for white surroundings is greater than for surroundings with vertical stripes. In a comparison between the three species at high temperature, they show regarding their intensity of preference for surroundings with vertical stripes a ranking order which is identical with that of their preference for dense grass vegetation in natural environments. In a comparison between and at high temperature, show a greater preference for surroundings with vertical stripes than .

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zusammenfassung Die Wirkung des Temperatur-Luftfeuchtigkeits-Faktors auf die Reaktion gegenüber zwei optischen Reizen wurde bei Chorthippus brunneus (Thunb.) (= Chorthippus bicolor Charp.). Chorthippus longicornis (Latr.) (= Ch. parallelus Zett.) und Mecostethus grossus (L.) untersucht. Bei niederen und hohen Temperaturen (hoher und niederer relativer Luftfeuchtigkeit) zeigen die drei Arten eine größere Bevorzugung für Umgebungen mit vertikalen Streifen als für weiße Umgebungen. Bei mittlerer Temperatur und relativer Feuchtigkeit ist die Bevorzugung weißer Umgebung größer als für Umgebungen mit vertikalen Streifen. Bei einem Vergleich der drei Arten bei hoher Temperatur ergibt sich hinsichtlich der Stärke ihrer Bevorzugung für vertikal gestreifte Umgebung eine Rangfolge, die mit der ihrer Bevorzugung dichter Grasvegetation in natürlicher Umgebung identisch ist. Bei einem Vergleich zwischen und bei hoher Temperatur zeigen die eine größere Präferenz für Umgebung mit Vertikalstreifung als die .

     

Die Plastiden derCleome-Epidermis

Zusammenfassung In den Epidermiszellen der Blattunterseite vonCleome spinosa befinden sich fast farblose Plastiden, die tagsüber mit Stärke vollgepfropft sind und dabei beträchtliche Größe erreichen. Bei Verdunkelung und Vergilbung verschwindet diese Stärke, sie kann aber bei Angebot von Traubenzucker auch im Dunkeln gebildet werden. Für solche Plastiden der Epidermis wird zum Unterschied zu den inaktiven Intermediärplastiden die Bezeichnung aktive Intermediärplastiden oder Amylointermediärplastiden vorgeschlagen, diese Plastiden der Epidermis bilden die Stärke nicht durch Photosynthese, sondern aus zugeleitetem Zucker.     

Temperature requirements of a house-dust mite Dermatophagoides pteronyssinus compared with the climate in different habitats of houses

Laboratory test show an optimal development of a house-dust allergen generating mite, Dermatophagoides pteronyssinus (Trouessart) at a temperature of 25° C; after 8 weeks at a temperature of 30° the number of mites is 40% of the number at 25°, at 20° only 15%. In the Dutch climate only in summer is relative humidity in houses high enough to allow rapid population growth, but the average temperature on floors in summer is usually below 20°. In occupied beds and upholstered chairs temperatures increase in a short time to optimal levels for mite breeding, and relative humidity increases by 5–8%. It is to be expected that in summer beds and chairs are suitable breeding places in a temperate climate.

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Zusammenfassung Laborexperimente ergaben eine optimale Entwicklung der Hausstaub-Allergie erzeugenden Milbe Dermatophagoides pteronyssinus bei 25°. Nach 8 Wochen beträgt bei 30° die Anzahl der Milben nur 40% der bei 25° erzielten; bei 20° nur 15%. Im holländischen Klima ist die rel. LF in den Häusern nur im Sommer hoch genug, um eine Milbenpopulation schnell wachsen zu lassen, doch liegt die durchschnittliche Temperatur auf dem Fuboden im Sommer gewöhnlich unter 20°. In Gegenwart von Betten und gepolsterten Stühlen steigt die Temperatur in kurzer Zeit bis zu einer optimalen Höhe und die rel. LF um 5–8%. Man darf annehmen, da in einem gemäigten Klima im Sommer Bette und Stühle geeignete Milbenbrutstätten sind.

     

Zur Dynamik der Selbststeuerung bei Anpassungsvorgängen

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit ist die 2. einer Reihe, deren Ziel die vergleichend-physiologische Untersuchung der Dynamik zentralnervöser Selbststeuerungssysteme sein soll. Die bei Anpassungsvorgängen auftretenden Änderungen des motorischen Verhaltens der Lebewesen werden als Schwingungsvorgänge im mathematischen Sinne aufgefaßt. Die Güte der Anpassung wird definiert als die zu der Einschwingungskurve gehörige Fläche.Ebenso wie die in der I. Mitteilung untersuchten Axolotl (Amblystoma) zeigen auch die hier benutzten Tische (Carassius carassius) periodisch gedämpften Einschwingungstyp. Dieser scheint bei niederen Wirbeltieren häufig zu sein (verbunden mit relativ großer Fläche, d. h. geringer Güte), während bei höheren Wirbeltieren, besonders beim Menschen, aperiodische Einschwingung (mit nahezu minimaler Fläche, also optimaler Güte) vorherrscht.Die Versuche bezogen sich hier nicht (wie bei der I. Mitteilung) auf die Anpassungsleistung von Einzeltieren, sondern auf die Verhaltensänderung eines Kollektivs. Da es sich bei diesen Fischen um ausgesprochene Schwarm-Tiere handelt, erschien dieser Weg als der biologisch richtigere.     

Zur Protoplastierung von E. coli B mit Lysozym und Versen

Zusammenfassung Die Einwirkung von Lysozym und Versen auf Zellen von E. coli B wird untersucht. Während die kombinierte Einwirkung, wie von Repaske (1956) beschrieben, zu Protoplasten führt, entstehen bei der alleinigen Einwirkung von Lysozym Halbprotoplasten. Diese unterscheiden sich äußerlich nicht von Bakterien, vermehren sich normal, platzen aber beim Verdünnen in dest. Wasser. Die Einwirkung von Versen allein hat keinen sichtbaren Erfolg, beeinträchtigt aber das Adsorptionsvermögen für den Phagen T 4. Beide Befunde werden in ihrem Zusammenhang mit der Wandstruktur der Zellen diskutiert.     

Einflüsse von Licht und temperatur auf den Winterschlaf des Siebenschläfers Glis g. glis (Linnaeus 1766)

Zusammenfassung Vom Sommer 1956 bis zum Frühjahr 1959 wurden mit Siebenschläfern (Glis glis L.) Licht- und Temperaturversuche durchgeführt. Jede Versuchsgruppe war in einem besonderen Versuchsraum untergebracht. Daneben wurden Beobachtungen an wildlebenden Bilchen durchgeführt.Eine Gruppe von Siebenschläfern lebte in einer Voliere im Freien, eine zweite in einem Tierstall mit natürlichen Lichtverhältnissen ohne UV, 2 Tiere waren in einem ähnlichen Raum untergebracht und wurden täglich 1 Std UV-bestrahlt. Diese beiden Tierräume wurden im Winter geheizt (meist über 20° C). Eine Gruppe lebte in einem Klimaraum (wechselnde Temperaturen), in dem täglich 18 Std lang Kunstlicht brannte. Einer letzten Gruppe wurde im Frühsommer die Tagdauer rasch verkürzt, so daß im Hochsommer schon Kurztag herrschte (Raumtemperatur über 20° C).Es wurden untersucht: das Körpergewicht, das Haarkleid, die motorische Aktivität und die Körpertemperatur.Auf Grund der Versuche wurde folgendes festgestellt: Das Körpergewicht bildet bei Tieren, die unter natürlichen Lichtverhältnissen leben, einen ausgeprägten Jahreszyklus. Bei Bilchen im ständigen Langtag war dieser nicht mehr zu erkennen; die Gewichte blieben gleich. Es fand demnach keine Fettspeicherung im Herbst statt. Obwohl das Haarkleid oft gewechselt wurde, blieb stets ein Sommerpelz erhalten. Ebenso war die motorische Aktivität dieser Bilche stets die gleiche, während Normaltiere ein Absinken der Aktivität im Herbst und ein Wiederansteigen im Frühjahr zeigten. Durch frühzeitige Verkürzung der Tagdauer konnten die Tiere schon im Juli veranlaßt werden, Fett zu speichern und ihr Haarkleid zu wechseln.Die Außentemperatur hat nicht den Einfluß auf den Winterschlaf, den man ihr meist zuschrieb. Im Winter schliefen Normaltiere bei Temperaturen um 24° C noch verhältnismäßig tief. Die Schlaftiefe ist allerdings bei niederen Temperaturen größer als bei hohen. Demnach stellt die Temperatur einen wichtigen, sekundären Faktor dar. Normale Sommertiere und Bilche aus dem ständigen Langtag blieben auch bei Kälte wach, wenn genügend Nahrung vorhanden war.Es wird der Schluß gezogen, daß durch die jahreszeitlichen Veränderungen der Tag-Nachtdauer eine endokrine Umstellung stattfindet, die Reservenspeicherung sowie die Winterschlafbereitschaft auslöst. Die Temperatur greift dann erst sekundär ein, indem sie die Tiefe der Lethargie steuert. Trotzdem erfolgt in gewissen Zeitabständen ein spontanes Erwachen.Das Problem Winterschlaf — Torpidity wird an Hand eigener Ergebnisse sowie Untersuchungen anderer Autoren diskutiert und dabei festgestellt, daß ersterer ein komplexes Phänomen darstellt, das vom Organismus wohl vorbereitet wird, während die Torpidity einer Kältestarre vergleichbar ist. Letztere ist daher nicht mit Winterschlaf gleichzusetzen.     

Zur spektralen Empfindlichkeit des Komplexauges von Calliphora

Zusammenfassung Mit einer neuen Methode wird die spektrale Empfindlichkeit des Komplexauges von Calliphora erythrocephala im Spektralbereich zwischen 429 und 631 m bei extrem niedrigen Reizlichtstärken untersucht. Sie hat ein Maximum bei 480 m und fällt nach beiden Seiten gleichmäßig ab. Bei 631 m ist die relative Empfindlichkeit nur noch sehr gering (Abb. 5).Bei den minimalen Lichtstärken dieser Versuche wird die spektrale Empfindlichkeit des Calliphora-Auges von einem seiner beiden Rezeptorentypen allein bestimmt, nämlich vom Rezeptor des Dämmerungssehens, der im untersuchten Spektralbereich die niedrigsten Schwellen hat.Mit einer neuen Methode wird beim Calliphora-Auge die Abhängigkeit der Sehschärfe von der Wellenlänge der Reizlichter untersucht. Dazu werden diejenigen Strahlungsstärken monochromatischer Lichter gemessen, bei denen das Eintreten einer Verhaltensreaktion anzeigt, daß die Sehschärfe eine bestimmte Höhe jeweils gerade erreicht hat. Die Kehrwerte dieser Strahlungsstärken bilden die Kurve der spektralen Sehschärfe.Die spektrale Sehschärfe ist bei 631 m sechsmal höher als die spektrale Empfindlichkeit des Rezeptors für das Dämmerungssehen; sonst besteht zwischen den beiden Kurven kein gesicherter Unterschied (Abb. 8). Daraus wird geschlossen, daß der zweite, weniger empfindliche Rezeptor des Calliphora-Auges bei den höheren Lichtstärken, die zur Bestimmung der spektralen Sehschärfe nötig waren, im roten Spektralgebiet bereits tätig ist.Bei denselben Reizlichtstärken, bei denen zuvor im Verhaltensversuch jeweils die gleiche Sehschärfe festgestellt worden ist, werden die Potentialhöhen des Elektroretinogramms ausgemessen. Im Spektralbereich zwischen 449 und 590 m haben die Potentiale für alle untersuchten Wellenlängen etwa dieselbe Höhe. Bei 631 m ist das Potential erheblich höher als bei den übrigen Wellenlängen (Tabelle 1).Dieser Befund läßt sich mit der Hypothese (Autrum 1955) erklären, die Schutzpigmente des Calliphora-Auges seien für rotes Spektrallicht teilweise durchlässig: Dadurch muß bei rotem Licht die Sehschärfe geringer und das Elektroretinogramm höher werden, als es in einem Auge mit vollständig gegeneinander abgeschirmten Ommatidien der Fall wäre.Durch diesen Befund wird also gleichzeitig die von Autrum auf Grund früherer, elektrophysiologischer Ergebnisse aufgestellte Hypothese einer Rot-Durchlässigkeit der Schutzpigmente gestützt.Für die Ausführung der elektrophysiologischen Versuche und für fruchtbare Diskussion danke ich Frau I. Autrum. Die Experimente sind zum Teil mit Apparaten durchgeführt worden, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung gestellt hat.     

Auxosporenbildungen bei einigen pennaten Diatomeen undNitzschia flexoides n. sp. in der Gallerte vonOphrydium versatile

Zusammenfassung AußerNitzschia subtilis, sigmoidea unddissipata paaren sich mittels eines distinkten Kopulationsschlauchs und ohne über die Schalen vortretende Gallerte auchN. palea, Kützingiana, flexoides n. sp. und zwei unbestimmte Arten. Sie bilden auch Wander- und Ruhegameten, kopulieren also unter dem Bild physiologischer Anisogamie — im Unterschied zu anderenN. -Arten, die nach einem anderen Typus die Auxosporen bilden.Für die extrem naviculoideCymbella cesati ergibt eine umfangreichere Auszählung in natürlichen Populationen neuerlich, daß nicht, wie bei cymbelloiden Arten, Paarung ausschließlich an den Ventralseiten vorkommt, sondern daß auch die beiden anderen noch möglichen Paarungsstellungen realisiert werden, daß diese aber nicht zufallsgemäß auftreten; dabei überwiegt nicht die aus mechanischen Gründen zu erwartende Stellung, sondern eine andere. Die ebenfalls, aber weniger extrem naviculoideCymbella delicatula führt die Paarung ausschließlich an den Ventralseiten durch. Die Lagebeziehung der Achsen der Erstlingszellen zu denen der Mutterschalen ist, zumindest in den beobachteten Fällen, fixiert.Bei zwei Sippen vonNavicula cryptocephala und fast sicher auch bei einer dritten, nicht eigens daraufhin untersuchten erfolgt in der bauchig aufgetriebenen Auxospore vor der Bildung der ersten beiden Theken eine starke, hauptsächlich auf die Ausbauchung gerichtete Kontraktion des Protoplasten (Spontanplasmolyse ?). Die Erstlingszelle erhält dadurch sofort die für die Art charakteristische Form. Das Verhalten ist sonst von keiner Diatomee bekannt.Die Gallerte der Kolonien des CiliatenOphrydium versatile wirkt auf bestimmte, aktiv bewegliche Diatomeen wie eine Falle, was zu ihrer Anreicherung und zu einem sehr charakteristischen Bild der Besiedlung führt.     

Der eilegeapparat der odonaten

Zusammenfassung Der Eilegeapparat mit drei Paar Gonapophysen wind als der ursprünglichste angesehen und vollständiger Eilegeapparat genannt; alle Typen mit weniger als drei Gonapophysenpaaren sind von ihm durch Rudimentation abzuleiten und werden als unvollständiger Eilegeapparat zusammengefaßt.Am vollstandigen Eilegeapparat sind seine Teile durch Gelenke und Muskeln beweglich, am unvollstandigen sind sie starr ; Gelenke und Legemuskeln fehlen. Die fur die Eiablage wichtigen Gelenke und Muskeln werden beschrieben.Die Entwicklung des vollstandigen Eilegeapparates erfolgt bei der Larve in der Reihenfolge, daß zuerst die Gon. laterales, hierauf die mediales und zuletzt die anteriores ausgebildet werden. Die Rudimentation des unvollstandigen geschieht in der gleichen Reihenfolge, indem zuerst die Gon. laterales und als letzte die anteriores zurück-gebildet worden.Die Eiablage erfolgt beim vollstandigen Eilegeapparat primär exophytisch durch Ablage auf dem Boden oder endophytisch durch Einstechen in Pflanzengewebe, beim unvollstandigen Eilegeapparat exophytisch durch Ablage in das Wasser.Es wind angenommen, daß die primär exophytische Ablageart die ursprünglichste ist und alle anderen von ihr abzuleiten sind.Die endophytische Ablage entwickelt an den Gonapophysen verschiedene Anpassungen, die exophytische führt zu ihrer Rudimentation.Anpassungen an die endophytische Ablage sind Verkürzung der Gonapophysen, Entwicklung eines Tastapparates (Styli), eines Schneide-apparate (Gon. mediales), einer Legeröhre (Gon. anteriores) und einer Stützkante an den Gon. laterales, Ablage in Gonaphysenstellung, oder am 10. Sternit, Ablage in Sternitstellung.Ablage in Gonapophysenstellung beansprucht die Gon. laterales und führt bei Ablage in ein Substrat von zunehmender Härte - sie erfolgt in extremen Fallen in Baumstämme — zu verschiedenen Modifikationen ; Ablage in Sternitstellung läßt die Gon. laterales unbeansprucht und könnte bei Ablage in ein Substrat von abnehmender Härte — sie erfolgt in extremen Fallen in Schlamm — zu Rudimentation der Gon. laterales und exophytischer Ablage in das Wasser überleiten.Der unvollständige Eilegeapparat zeigt eine große Formenmannigfaltigkeit, die sich aber auf zwei Grundtypen, einem mit zwei Paar Gonapophysen — es fehlen die Gon. laterales — und einem mit einem Gonapophysenpaar, der Scheidenklappe, einem Rudiment der Gon. anteriores, zurückführen lassen.Der Zweigonapophysentypus ist bei verschiedenen Gruppen erhalten; bei den Cordulegasterinae ist er morphologisch einheitlich, was einen Stillstand des Rudimentationsprozesses andeutet, und an eine bestimmte Eiablageart angepaßt; bei den anderen Gruppen ist er morphologisch sehr verschieden, wobei es sich wohl um verschiedene Rudimentationsstufen handelt, und fur die Eiablage funktionslos geworden.Der Scheidenklappentypus findet sich bei den Gomphidae, Corduliidae und Libellulidae. Ursprünglichere Formen zeigen längere, höher entwickelte, kürzere Scheidenklappen. Bei vielen Arten ist die Scheidenk1appe restlos rudimentiert. Ihre Rolle für die Eiablage ist fraglich, vielleicht nur sinnesphysiologischer Art. Mechanisch zu deutende Formen (Spitzhammerbildung) kommen vor und sind gelegentlich mit Eiablage auf dem Boden verbunden, was als Anklänge an eine primär exophytische Ablage gedeutet wird.Bei den Libellulidae werden vereinzelt sekundäre Apparate aus neuen Elementen entwickelt.Die Eizahl ist bei Formen mit vollständigem Eilegeapparat höher als bei Formen mit ,unvollständigem und bei den Corduliidae und Libellulidae am höchsten.Die morphologische Vielfalt der Eilegeapparate ist das Ergebnis von zwei Verhaltensänderungen, dem Üborgang der Imagines zu einer Ablage durch Einstechen in Pflanzengewebe und dem Übergang der Larven zum Leben im Wasser. Diese Änderungen wurden von den einzelnen Gruppen auf verschiedene Weise und in verschiedenem Ausmaße vollzogen und ließen eine Unzahl von morphologischen Typen entstehen.Das Bestreben, die Eier möglichst nahe dem Wasser abzulegen, führte jene Gruppen, die nicht oder nicht zu weit an die Ablage in Pflanzengewebe angepaßt waren, zur Ablage in das Wasser. Diese Ab lageart führte zur Rudimentation der Gonapophysen und ließ möglicherweise neue, der neuen Ablageart angepaßte Apparate entstehen.Die Rudimentation der Gonapophysen ermöglichte eine Erhöhung der Eizahl und führte these Gruppen zur Besiedlung von neuen Lebensräumen und damit zu ihrer heute dominierenden Stellung innerhalb der Ordnung.     

THE ABSORPTION OF P,P′-DDE BY LARVAE OF AGLAIS URTICAE (LEPIDOPTERA: NYMPHALIDAE)

Fifth instar larvae of Aglais urticae L. absorb single and double doses of 27.5 g of p,p-DDE at a constant rate 8–72 hours after dosing. There is little difference between the rates of absorption by the blood of larvae given doses on two sites, and the sum of the rates of absorption by the blood of larvae given single doses, so that the blood does not limit the rate at which apolar substances pass through the cuticle.

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Zusammenfassung Die Rate, mit welcher p,p-DDE durch die Kutikula des 5.Larvenstadiums von A. urticae eindringt, wurde durch direkte Messung der absorbierten Menge bestimmt: Verluste durch Stoffwechsel und Exkretion waren zu vernachlässigen. Die Raupen erhielten entweder einzelne Dosen von 27,5 g DDE in 1 l 1,4-Dioxan auf den Thorax oder das Abdomen, oder zwei Dosen, eine auf den Thorax und eine auf das Abdomen. Die Larven wurden 8, 24 und 72 Stunden nach der Applikation auf DDE untersucht. Die Aufnahmerate durch die Larven, die zwei Dosen erhalten hatten, war mit 0,6–1,1 ppm/Std ähnlich der Summe der Aufnahmeraten durch die Larven, denen einzelne Dosen auf Thorax oder Abdomen verabreicht worden waren, so daß die Aufnahmerate wahrscheinlich völlig durch Faktoren innerhalb der Kutikula begrenzt wird und die Absorptionskapazität des Blutes für diese apolare Substanz keinen entscheidenden Faktor darstellt.

     

The effects of various temperature-salinity combinations on the body form of newly hatchedCyprinodon macularius (Teleostei)

Summary 1. Spawning groups of the teleostCyprinodon macularius kept at 28° C in air-saturated water of 35 salinity were allowed to spawn at intervals of 3 to 4 days. Their eggs were transferred 4 hours after fertilization into a variety of temperature-salinity combinations and the newly hatched young fixed within 60 minutes. The body form of these young was then examined by measuring 13 different length, depth and width dimensions.2. All 13 dimensions vary as a function of the temperature and salinity conditions effective during incubation. The dimension versus temperature plot results in differently shaped curves in the three test salinities.3. In fresh water, body length decreases above and below 32° to 33° C, while the various depth and width measurements increase. Maximum total length values are therefore correlated with minimum depth and width values; the body tends to become deeper and wider in the lowest and highest temperatures tested.4. In 35 body length decreases progressively with increasing temperature, especially near the upper critical temperature (34°, 35° C). All depth and width dimensions measured tend to decrease more or less harmoniously; hence there is little change in body form (isometry).5. In 70 body length decreases rapidly from 26° to 28° C but changes little in the next higher temperature level (31° C). All depth and width dimensions measured tend to change proportionally (often not quite as harmoniously as in 35 ).6. It seems possible that the increasing degree of disharmony in the order 35 < 70 < fresh water is related to the fact that(a) all eggs tested were laid and fertilized in 35 and remained there for 4 hours before being transferred into the test salinities and(b) 35 affords near optimum conditions for growth and reproduction. It seems possible that the structural consequences of exposure to the different incubation media may be different if spawning took place in fresh water or 70 instead of in 35 .7. Body depth and width tend to increase with decreasing salinity, resulting in rounder fish in fresh water with less surface area per unit volume.8. Body dimensions (length as well as depth and width) are significantly smaller in 70 than in fresh water or 35 .9. Changes in body dimensions of hatching fry may be related to the concomittant changes in the amounts of dissolved gases, especially O₂, in the various temperature and salinity combinations employed.10. Environmental effects during very early ontogeny are of paramount importance for the functional and structural properties of the individual and may modify its ecological capacities.

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Die Wirkungen verschiedener Temperatur-Salzgehalts Kombinationen auf die Körperform frischgeschlüpftercyprinodon macularius (Teleostei)

Kurzfassung Eier des KnochenfischesCyprinodon macularius wurden 4 Stunden nach dem Laichakt in verschiedene Temperatur-Salzgehalts Kombinationen überführt und unter kontrollierten Bedingungen erbrütet. Alle zum Laichen angesetzten Elterntiere besaßen einen ähnlichen genetischen Hintergrund (Nachkommen eines einzigen Ausgangspaares) und waren während ihres ganzen Lebens bei 28° C und 35 S gehalten worden. Die frischgeschlüpften Jungfische wurden möglichst rasch fixiert und 13 ihrer Körperdimensionen vermessen. — Alle vermessenen Dimensionen werden durch Temperatur und Salzgehalt des Inkubationsmediums beeinflußt. Trägt man die Dimensionen gegen die Inkubationstemperatur auf, so ergeben sich in den drei Testsalzgehalten unterschiedliche Kurvenzüge. In Süßwasser nimmt die Körperlänge von 28° bis 33° C zu, verringert sich aber merkbar bei 34° C; Körpertiefe und -breite verhalten sich praktisch umgekehrt; die größte Länge wird also bei einer intermediären Temperaturstufe erreicht und ist korreliert mit Minimalwerten für Tiefe und Breite (v-förmige Kurven); die größte Tiefe und Breite wird in den niedrigsten (28° C) und in den höchsten (34° C) Testtemperaturen erreicht. In 35 verringert sich die Körperlänge mit abnehmender Temperatur und sowohl die Tiefe als auch die Breite des Körpers verändern sich nahezu direkt proportional (weitgehend isometrisches Wachstum). In 70 nimmt die Körperlänge von 26° nach 28° C rapide ab, zeigt aber bei 31° C nur geringfügige Veränderungen; Tiefe und Breite verändern sich harmonisch; das Ausmaß der Isometrie ist jedoch zumeist geringer als in 35 . Mit abnehmendem Salzgehalt verringert sich der Oberflächen/Volumen-Quotient des Körpers. Die Befunde werden im Lichte früherer Untersuchungen anC. macularius und ähnlicher Studien an anderen aquatischen Organismen eingehend erörtert. Zweifellos kommt dem Einfluß der Umwelt — insbesondere während der sehr frühen Ontogenie — eine hervorragende Bedeutung zu für die funktionellen und strukturellen Eigenschaften und damit für die ökologische Potenz des aufwachsenden Individuums.