Cryostat technique for fresh plant tissues and its application in enzyme histochemistry

Summary A rapid cryostat technique for sectioning fresh plant tissues is described. The plant tissues are embedded in unfixed brain, frozen with CO₂ and sectioned in a cryostat at temperatures ranging from-12° to-18° C for different plant materials. Embedding in brain prevents disruption of plant tissues during freezing and sectioning. The sections are allowed to dry in the cryostat and must be warmed slowly to room temperature before starting histochemical experiments to avoid thawing artefacts.For histological evaluations rapid fixation and staining procedures were elaborated.The reliability of the technique is shown for different tissues of higher plants.Cytochemical localization of some enzymes in meristematic cells is given as an example for the application of the cryostat technique in histochemistry. From the dehydrogenases, NAD-diaphorase is found in the cytoplasm, lactic dehydrogenase seems to be bound to the mitochondria and distributed in the cytoplasm, especially near the nuclear membrane; succinic and isocitric dehydrogenases are localized within the mitochondria. The site of aliesterase activity is close to the plasm membrane. No enzyme activity was found in the nuclei.

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Zusammenfassung Es wird eine einfache Kryostatschnitt-Technik für natives Pflanzengewebe beschrieben. Die Gewebe werden in unfixiertes Gehirn eingebettet, mit CO₂ eingefroren und in einem Kryostat bei Temperaturen geschnitten, die je nach Pflanzenmaterial zwischen-12° und-18°C liegen. Die Gehirneinbettung verhindert ein Zerreißen der Planzengewebe während des Einfrierens und Schneidens. Man läßt die Schnitte im Kryostaten trocknen und erwärmt sie langsam auf Zimmertemperatur, um Auftauartefakte zu vermeiden.Einfache Fixierungs-und Färbeverfahren werden für histologische Untersuchungen angegeben.Die Zuverlässigkeit der Kryostatmethode wird an Hand von Schnitten durch verschiedene Pflanzengewebe gezeigt.Als Beispiel für die Anwendung der Kryostat-Technik in der Histochemie dient die cytochemische Lokalisierung einiger Enzyme in meristematischen Zellen. Von den untersuchten Dehydrogenasen ist die NAD-Diaphorase im Cytoplasma nachweisbar, die Milchsäuredehydrogenase scheint sowohl gebunden in den Mitochondrien als auch im Cytoplasma, vor allem in der Umgebung der Kernmembran vorzukommen. Bernsteinsäure-und Isocitronensäuredehydrogenase sind in den Mitochondrien lokalisiert. Die Aktivität der Aliesterase befindet sich nahe der Plasmamembran. Im Zellkern konnte keines der untersuchten Enzyme nachgewiesen werden.

     

Endoplasmatisches Retikulum und Reizleitung im Flimmerepithel

Zusammenfassung In den Flimmerzellen der Schleimhaut des Respirationstraktes der Ratte wird ein acetylcholinesterasehaltiges Doppelmembransystem dargestellt. Dieses endoplasmatische System lagert sich den Basalknötchen der Flimmerhaare und den Zellgrenzen im Bereich der Nachbarzellen eng an. In Analogie zum sarkoplasmatischen Retikulum der Herzmuskelzelle wird angenommen, daß dieses System der intrazellulären Reizleitung dient; seine Funktion bei der Reizbildung wird für möglich gehalten. — Die Literatur über die Physiologie und Pharmakologie der Flimmerbewegung wird diskutiert und zu den morphologisch-histochemischen Befunden in Beziehung gebracht.

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Summary Acetylcholinesterase is demonstrated in the endoplasmic reticulum of ciliated cells in rat respiratory mucosa. This endoplasmic system shows close relation to basal bodies of cilia and to the lateral cell surface.According to the hypothesis of functions of the sarcoplasmic reticulum this system is supposed to be involved in intracellular transmission. Even the possibility of impulse origin in it is given.The literature about physiology and pharmacology of ciliary activity is discussed and confronted with our morphological and histochemical results.

     

A systems theoretical approach to biological membranes

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

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

Symphalangismus,Strabismus und Mittelohrmißbildung

Zusammenfassung Es wird über die Kombination von Symphalangismus und Mittelohrmißbildung innerhalb einer Familie berichtet. Für die Skeletfehlentwicklung und für die Mittelohrmißbildung wird der gleiche Gendefekt verantwortlich gemacht. Der kongenitale Strabismus bei den Geschwistern kann nicht sicher zu den anderen beiden Mißbildungen in Beziehung gebracht werden. Der genetische Zusammenhang einer erstmals bei Symphalangismus beschriebenen Spina bifida mit den Finger- und Zehenmißbildungen wird abgelehnt.

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Symphalangism, strabism, and anomaly of the middle ear

Summary This report describes a combination of symphalangism and anomaly of the middle ear in a family. The same genetic defect is thought to be responsible for both the deformation of the skeleton and the anomaly of the middle ear. The authors are not sure whether there is any connection between the congenital strabismus and the two other anomalies of brother and sister. The assumption of a genetic connection between spina bifida, which was described for the first time with symphalangism, and the anomalies of the fingers and toes is rejected.

     

Histologischer Calciumnachweis mit den Metallindikatoren Murexid,Calcon und Calcein

Zusammenfassung Die Metallindikatoren Calcon und Calcein werden in die histologische Technik eingeführt, und ihre Spezifität für den Calciumnachweis wird erörtert. Es gelingt bei Anwendung einer 0,1 N NaOH- oder KOH-Lösung unter Zusatz von KCN im Ansatz sowie nach Vorbehandlung mit Na₂CO₃, einen hochspezifischen Calciumnachweis in den Anlagen von Skeletstücken mit Calcein und dem in der Histologie bereits bekannten Murexid zu erzielen.Calcon gibt nur in Glycinpuffer (pH 12,4 oder 9) eine verwertbare Rotfärbung der calciumhaltigen Strukturen. Die Spezifität ist geringer, jedoch kann mit Calcon eine Zweikomponenten-Färbung erreicht werden: das Präparat ist im Untergrund diffus blau gefärbt, wie auch die Zellen mit den Zellkernen, und die calciumhaltigen Skeletstrukturen heben sich dagegen rot ab. Eine Gegenfärbung zur Zelldarstellung ist somit, im Gegensatz zu Murexid, nicht unbedingt erforderlich.Für den intrazellulären Calciumnachweis eignen sich die in den angegebenen Lösungen gelösten Indikatoren nur in geringem Umfange.

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Specific demonstration of calcium

Summary The metal indicators Calcon and Calcein are introduced into histochemical technology and their specifity for the demonstration of calcium is discussed. A high specifity of histochemical demonstration of calcium in skeleton is possible by means of Calcein and Murexide which has been known in histology for some time. This high specifity in using Calcein and Murexide is obtained by adding KCN to a 0.1 N NaOH or KOH solution and by pretreatment with Na₂CO₃.Calcon, however, only stains material containing calcium in glycin buffer (pH 12.4 or 9). The specifity is lower but it is possible to obtain a double — coloured demonstration: calcium structures in skeleton show red against an underground (including cells and nuclei) in blue. In comparison to Murexide a counterstain for the demonstration of cells is not absolutely necessary.For the intracellular demonstration of calcium the abovementioned methods are applicable though not very efficient.

     

Untersuchungen zur Entwicklung von Gehölz-Aufforstungen auf Bergbaukippen in der Dübener Heide (DDR)

Zusammenfassung Der Braunkohlentagebau führt zu beträchtlichen Eingriffen in die Kulturlandschaft. Durch Wiederurbarmachung und Rekultivierung der Tagebauareale werden beträchtliche Bodenflächen der gesellschaftlichen Nutzung wieder zur Verfügung gestellt. In Landschaften mit von Natur aus fruchtbaren Böden steht dabei die Kippenrekultivierung für eine landwirtschaftliche Nutzung und in Gebieten mit von Natur aus weniger fruchtbaren Böden für eine forstliche Nutzung im Vordergrund. Die Tagebaurestlöcher werden häuftig zu Naherholungsgebieten umgestaltet oder für wasserwirtschaftliche Zwecke bzw. für eine geordnete Mülldeponie verwandt. In der Arbeit wird die syngenetische Entwicklung von aufgeforsteten achtjärigen Monokulturen des Populus-Artemisia vulgaris-Typs über etwa 30 jährige Bestände des Populus-Taraxacum officinale-Typs und Populus-Calamagrostis epigeios-Typs bis zu etwa 60 jährigen Baumbeständen des Populus-Carpinus betulus-Typs unter pflanzensoziologischen, ökologischen und pflanzengeographischen Aspekten untersucht. Die Arbeit schließt mit einer Darstellung der landeskulturellen Bedeutung der Kippenaufforstung für die gesamte Kulturlandschaft.

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In der Untersuchung wurden Ergebnisse, darunter Vegetationstabellen der zu erwähnenden Vegetationstypen der Lehrer-Diplomarbeit von Herrn Frenzel (1976) mit einbezogen, dem wir an dieser Stelle für seine Mitarbeit recht herzlich danken möchten.     

Untersuchungen an Oozytenkernen von Amphibien und Teleosteern mit Pseudoisozyanin

Zusammenfassung Das fluoreszenzmikroskopische Nachweisverfahren für DNS-Nukleoproteide mit N,N-Diäthylpseudoisozyaninchlorid (PIC-Reaktion nach Sterba, 1963) wird auf seine Spezifität für DNS und auf den zugrundeliegenden Mechanismus untersucht.Es wird der Nachweis erbracht, daß nur solche Strukturen dargestellt sind, deren DNS-Gehalt durch Vergleichsfärbungen oder durch spezifische Extraktionen gesichert werden kann. Als wesentlich für das Zustandekommen der Reaktion werden die Phosphatgruppen der DNS erkannt. Eine mögliche Mitbeteiligung von SH-Gruppen und Disulfidbrücken am Zustandekommen der Reaktion wird diskutiert. Es wird der Nachweis erbracht, daß RNS bei der PIC-Reaktion aus den Schnitten extrahiert wird.Vergleiche mit anderen Nukleinsäurenachweisen zeigen, daß die PIC-Reaktion diesen überlegen ist.Im Oozytenkern von Triturus alpestris konnten extrachromosomale DNS enthaltende Strukturen (Mikronukleolen) nachgewiesen werden.Morphologie und Histochemie der Oozytenkerne einiger Amphibien und Fische werden vergleichend untersucht.

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Studies on oocyte nuclei of amphibians and teleosts by means of pseudoisocyanine

Summary The fluorescence-microscopical method for demonstration of DNA-proteids with N,N-diethyl-pseudoisocyanine chloride is investigated for specificity for DNA and for the chemism of it. It is stated that only such structures are demonstrated which contain DNA.The phosphoric acid groups in the DNA are responsible for the positive results with the pseudoisocyanine-reaction. The possibility is discussed that SH and SS-groups of the residual protein may be responsible for the positive reaction, too.It is suggested, that RNA is extracted by the manipulations during the pseudoisocyanine-method.In oocyte nuclei of Triturus alpestris we were able to demonstrate extrachromosomal DNA-containing structures (micronucleoli). Morphology and histochemistry of the oocyte nuclei of some Amphibiens and fishes are investigated comparatively.

     

Über den Feinbau der Filterkammer der Kleinzikade Euscelidius variegatus Kbm. (Jassidae)

Zusammnfssung Nach lichtmikroskopischen Studien am Darmtrakt der Kleinzikade Euscelidius variegatus wird die Filterkammer dieser Tierart elektronenmikroskopisch untersucht. Alle Epithelien der Magentasche, des Filterkammerdarmes und der in diesen Organkomplex einbezogenen Kryptonephridien besitzen den gleichen Aufbau und stellen Transport-gewebe dar. Aussagen über eine bestimmte Transportrichtung und über die Art der transportierten Stoffe können nicht gemacht werden. Der Bau der Filterepithelien wird beschrieben. Im Anschluß wird die Funktionsmöglichkeit der Filterkammer in Form einer Arbeitshypothese erörtert.

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Summary After histological investigations of the alimentary tract of the leafhopper Euscelidius variegatus the submicroscopical structure of the filter chamber is investigated electronmicroscopically. The construction of the filter epithelia is described. All epithelia in the filter chamber have the same fine structure and serve as transport tissues. A definite direction of the supposed transport of substances cannot be asserted yet. A hypothesis of the function of the filter chamber is discussed.

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Herrn Privatdozent Dr. Zebe (Physiologischer Lehrstuhl) danke ich für das Entgegenkommen, die elektronenmikroskopischen Untersuchungen in seiner Abteilung durchführen zu können, den Herren Doktoren Beinbrecht und Heumann sowie Fräulein Behrsing für technische Beratung.     

Zur Theorie des Lasers

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die halbklassische Dispersionstheorie für zwei Niveaus auf die Probleme des Lasers angewandt. Im ersten Teil der Arbeit wird die Dispersionstheorie für Spins mit dem Drehimpuls 1/2 formuliert und für einfache Probleme durchgeführt.Die Gleichungen für die Wahrschemlichkeitsainplituden werden für periodische Felder gelöst. Die Lebensdauer der beiden Niveaus wird dann in vollkommen symmetrischer Weise im Sinne der Lorentzschen Stoßdämpfung berücksichtigt. Dabei ergibt sich eine allgemeine Aussage über die Laserleistung, die mit der Erfahrung verglichen wird.Im zweiten Teil werden aus den Gleichungen für die Wahrscheinlichkeitsamplituden zwei nichtlineare Differentialgleichungen für das induzierte elektrische Moment und für die Differenz der Besetzungszahlen der beiden Niveaus abgeleitet. Im Falle periodischer Felder wird eine einfache angenäherte Lösung dieser Gleichungen für langsam veränderliche Feldamplitude gegeben, die als Besetzungs- und Energiebilanz des Lasers bekannt ist.Auf dér Basis der abgeleiteten Differentialgleichungen des Lasers werden dann zwei klassische und ein quantentheoretisches Modell des Lasers betrachtet.Mancherlei Anregung zur Abfassung dieser Arbeit verdankt der Verfasser den Vorträgen; die Herr Prof. Dr.Martienssen im Frankfurter Physikalischen Verein und Herr Dr.Gürs, München, im Frankfurter Physikalischen Kolloquium gehalten haben. Herrn Dipl.-Phys.Müller-Arnke danke ich für die Durchsicht des Manuskriptes und wertvolle Diskussionen.Erweiterte Passung einer Herrn Prof. Dr. B.Rajewsky zu seinem 65. Geburtstag gewidmeten Arbeit.     

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

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

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

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

Die Temperaturregulation des Bienenvolkes unter regeltheoretischen Gesichtspunkten

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

Verwendung der Gefriertrocknung nach Lowry in der Histochemie

Zusammenfassung Ausgehend von der mikrochemischen Gefriertrocknung von Kryostatschnitten wird ein Verfahren beschrieben, mit dem parallel mikrochemische und histochemische Enzymnachweise durchgeführt werden können. Anhand praktischer Beispiele werden die Vorteile dieser Methode für histochemische Untersuchungen geschildert.

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Application of the freeze-drying method after lowry for histochemical purposes

Summary Basing on the microchemical freeze-drying of cryostat sections a simple procedure was developed which allows the parallel demonstration of enzymes with microchemical and histochemical methods. The advantages of this technique for histochemical investigations are described and some practical examples for its use are given.

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Herrn Dr. J. F. Jongkind und seinen Mitarbeitern, Niederländisches Zentralinstitut für Hirnforschung, Amsterdam, danke ich herzlich für ihre Hilfe beim Erlernen der Mikrochemie.     

Zur Kenntnis vonGloeococcus bavaricus Skuja

Zusammenfassung Die Entwicklung vonGloeococcus bavaricus auf Agarplatten und in Nährlösungs-Kolbenkultur wird beschrieben und der Einfluß der Kultur-bedingungen auf den Ablauf der Entwicklung geschildert.Die Bedingungen für das Auftreten von Zoosporen und für die Vermehrung durch unbewegliche Tochterzellen werden erörtert.Die Bildung von Gameten und ihre Vereinigung zu Zygoten wird nachgewiesen und beschrieben.Auf Grund der an den Kulturen gemachten Erfahrungen werden die Faktoren diskutiert, welche zum typischen Habitus und zum Auftreten dieser Alge in lockeren Kolonien und größeren Zellverbänden führen.Unserer technischen Assistentin, Frl. Erika Konz, danken wir für zuver-lässige Mitarbeit und für die sorgfältige Ausführung der Zeichnungen.     

Untersuchungen zur histochemischen Darstellung der Sorbitdehydrogenase

Zusammenfassung Eine histochemische Nachweismethode für das zu den Polyoldehydrogenasen gehörende Sorbit-dehydrierende Enzym wird beschrieben. Insbesondere wird die Abgrenzung gegenüber der NAD-abhängigen Xylitdehydrogenase untersucht, da beide Fermente hinsichtlich ihres Wirkungsbereiches homospezifisch sind. Na-Aedta, das keinen Einfluß auf den histochemischen Nachweis der NAD-Xylitdehydrogenase besitzt, führt zu einer Verzögerung der histochemischen Darstellung der Sorbitdehydrogenase. Außerdem wird die Einwirkung von Natriumborat auf beide Fermentreaktionen untersucht, da diese Substanz biochemisch eine Hemmung der Sorbitdehydrogenase verursacht. Die mögliche Unterscheidung beider Enzyme auf Grund ihres Verhaltens wird erwogen. Abschließend wird die intrazelluläre Verteilung der beiden Polyoldehydrogenasen verglichen.

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Summary A topochemical method is described for the determination of the NAD-linked sorbitol-dehydrating enzyme. Furthermore it is discussed the relation of the sorbitoldehydrogenase to the NAD-linked xylitoldehydrogenase, as both enzymes are homospecific polyoldehydrogenases. Na₂-Edta has no influence on the determination of (NAD)-xylitoldehydrogenase, whereas a marked delay of the sorbitoldehydrogenase reaction is observed. Sodium borate as a biochemical inhibitor of the sorbitoldehydrogenase is also effective in the histochemical reaction and gives the base of a possible distinction between both enzymes. The intracellular distribution of the polyoldehydrogenases is compared.

     

Oviposition deterring pheromone in Rhagoletis cerasi: Behavioral laboratory test to measure pheromone activity

Current investigations concerning the identification of the chemical nature of the oviposition deterring pheromone of the European cherry fruit fly, Rhagoletis cerasi L., are conducted in an interdisciplinary research program by combining chemistry with behavioral evaluation. The methods used to collect and evaluate the pheromone by an improved semi-quantitative behavior test are described.

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Zusammenfassung Nach einer einleitenden Übersicht über den heutigen Stand der Erkenntnisse auf dem Gebiet der eiablage-hemmenden Pheromone (ODP) bei Fruchtfliegen und insbesondere der Kirschenfliege wird der verbesserte Verhaltenstest beschrieben, welcher für den halb-quantitativen Nachweis von ODP-Aktivität entwickelt worden ist. Im laufenden interdisziplinären Forschungsprogramm an der Eidg. Forschungsanstalt Wädenswil wird versucht, durch enge Zusammenarbeit zwischen Biologe, Chemiker und Elektrophysiologe das ODP der Kirschenfliege möglichst mit geringem Anteil an Verunreinigung einzusammeln, zu reinigen und einer chemischen Identifikation der ODP Komponenten zugänglich zu machen.Die Möglichkeiten und Grenzen des Verhaltenstests werden diskutiert und die Empfindlichkeit des Verfahrens mittels einer Konzentrationsreihe von Pheromonextrakt aufgezeigt.

     

Die Tritiumabspaltung aus festem Adenin-2-T und Adenin-8-T unter der Einwirkung von60Co-γ-Strahlung

Zusammenfassung Im Anschluß an eine frühere Arbeit (Merwitz, 1971), welche die Dosiseffektkurven für die strahleninduzierte Tritiumabspaltung aus spezifisch markierten Thyminen beschreibt, wurde die Tritiumabspaltung aus Adenin-2-T und Adenin-8-T untersucht. Die graphisch ermittelten Schwellenwertdosen für die Tritiumabspaltung liegen bei 3·10⁵ rad für Adenin-8-T und bei 2·10⁷ rad für Adenin-2-T. Der Vergleich der Dosiseffektkurven zeigt, daß die Tritiumabspaltung aus den spezifisch markierten Adeninen im Gegensatz zu den Thyminen erst bei hohen Dosen einsetzt. Die unterschiedliche Strahlenresistenz von Thymin und Adenin wird diskutiert.

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The cleavage of tritium from solid adenine-2-t and adenine-8-t induced by⁶⁰co--radiation

Summary In continuation to our previous studies (Merwitz, 1971) specifying the dose effect curves for the radiation-induced tritium cleavage from specifically labeled thymines, tritium cleavage from adenine-2-T and adenine-8-T has been investigated. The graphically determined threshold doses for the cleavage of tritium are in the range of 3·10⁵ rad for adenine-8-T and in the range of 2·10⁷ rad for adenine-2-T. Comparison of the dose-effect curves proves that, in contrast to the thymines, tritium cleavage from specifically labeled adenines requires high doses. The divergent radioresistances of thymine and adenine are being discussed.

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Ich danke Fräulein Chr. Kunze für die technische Assistenz und Herrn H. Scgnudt für die Durchführung der Bestrahlungsversuche.     

Das Punktzählverfahren als quantitative Methode in der Histochemie

Zusammenfassung Vfn. empfiehlt die Einführung des Punktzählverfahrens als quantitative Methode in die Histochemie und zeigt Möglichkeiten für dessen Anwendung auf. Das Verfahren eignet sich sehr gut für solche histochemischen. Untersuchungen, bei denen mit Relativwerten gearbeitet werden kann, sowie zu vergleichenden Untersuchungen. Die an das Objekt zu stellenden und die von der Methode her bestimmten Voraussetzungen für die Anwendung des Punktzählverfahrens werden besprochen. An Hand eines Beispiels werden Anregungen zur variationsstatistischen Auswertung des gewonnenen Zahlenmaterials vermittelt.     

Die Morphologie der Nektarausscheidung bei Bromeliaceen: Beteiligung des Golgi-Apparates

Zusammenfassung Im Gegensatz zu den Septalnektarien der Liliaceen werden bei den Septalnektarien der Bromeliaceen keine eigentlichen Wandprotuberanzen an den Außenwänden der Drüsenepithelzellen gebildet, obwohl manchmal schleimähnliche Substanzen an die Wand angelagert werden. Während der Nektarsekretion sind die Dictyosomen im Drüsenepithel im hypersekretorischen Stadium. In Blüten, die zu jung oder zu alt sind oder in denen die Sekretion (als Folge einer Standortveränderung der Pflanze) gehemmt ist, haben die Dictyosomen eine normale Form und scheinen inaktiv zu sein oder Wandmaterial zu sezernieren. Modifikationen des Zellkernes, des Grundplasmas und der Mitochondrien, die die Aktivität der Zellen widerspiegeln, werden beschrieben. Es wird geschlossen, daß in diesen Nektarien die Zucker exocytotisch durch Golgi-Vesikel (granulocrin) ausgeschieden werden und daß sich die Sekretionsprozesse in verschiedenen Nektarien grundsätzlich unterscheiden können.

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Morphology of nectar secretion inBromeliaceae: Involvement of the Golgi apparatus

Summary In contrast to septal nectaries ofLiliaceae true cell wall protuberances are not formed at the outer wall of the epithelial cells in septal nectaries ofBromeliaceae though some deposition of slime-like material along the walls may occur. During nectar secretion the dictyosomes in the glandular epithelium are in a hypersecretory stage. In flowers which are too young or too old or in which the secretion is inhibited (as a consequence of a transport of the plant), the dictyosomes have a normal shape and seem to be inactive or to secrete some wall material, respectively. Modifications of the nucleus, the ground cytoplasm, and the mitochondria reflecting the activity of the cells are described. It is concluded that in these nectaries the sugars are secreted exocytotically via Golgi vesicles (granulocrine secretion) and that the secretion processes, in different nectaries, may vary fundamentally.

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Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für ihre Unterstützung und Herrn Dr. W.Herth für seine Hilfe bei den Nektaranalysen.

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Heinrich (Protoplasma, dieses Heft) findet ebenfalls Anzeichen für eine granulocrine Sekretion in Aloe-Nektarien.     

Suggestions for increasing knowledge of the circulation of the north sea waters to serve pollutant-drift studies

Summary 1. Exact knowledge of water circulation in the North Sea is required before we can put advice, concerning the effects of pollutants discharged into its waters, on a sounder basis.2. A number of steps, which certainly could be performed in praxis, and which would increase our present knowledge of the movements of the North Sea's water, are discussed.

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Vorschläge zur Erweiterung der Kenntnisse über die Wasserzirkulation der Nordsee als Stütze für die Durchführung von Verunreinigungsdrift-Studien

Kurzfassung Genaue Kenntnisse über die Wasserzirkulation in der Nordsee sind erforderlich, um den verantwortlichen Instanzen sinnvolle Vorschläge über Art und Ausmaß des Einbringens von Abwasserinhaltsstoffen unterbreiten zu können. Am Beispiel der Einleitung häuslicher Abwässer in küstennahe Nordseegebiete wird die Bedeutung der Wasserzirkulation erläutert. Eine Reihe praktischer Vorschläge für die Durchführung einfacher, aber dringend erwünschter einschlägiger Forschungsprojekte wird erörtert.

     

In situ determination of primary production by means of a new incubator ISIS

Summary 1. A new sampler-incubator, ISIS, is described which, by feeding a solution of carbon-14-carbonate into the sample at the moment of sampling, permits a true in situ determination of primary production in a water body.2. Several experiments, which exemplify the ISIS technique, are described in detail.3. The advantages and disadvantages of the new and current standard techniques for measuring primary production are discussed.

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In-situ-Bestimmung der Primärproduktion mittels eines neuen Inkubators (ISIS)

Kurzfassung Die Notwendigkeit, Störungen des physikalischen, chemischen und biologischen Milieus während der Messung biologischer Vorgänge möglichst gering zu halten, hat zu der Konstruktion eines neuen, ISIS genannten und einfach zu handhabenden Inkubators zur Bestimmung der Primärproduktion in situ geführt. Eine ISIS-Einheit besteht aus einem Paar zylindrischer Kammern von 1 l Volumen, die an einem zentralen Schaft befestigt werden, der die Führungen für Auslöser und Befestigung am hydrographischen Draht enthält. Die eine Kammer ist transparent, die andere ist lichtundurchlässig. Die Einheit wird mit geöffneten Kammern in das Wasser herabgelassen und nach einer Anpassungszeit durch Fallgewichte ausgelöst. Hierbei werden beide Kammern gleichzeitig durch Deckel von oben und unten verschlossen. Kurz bevor die Deckel die O-Ringdichtung der Gefäße erreichen, wird eine am oberen Deckel befestigte Ampulle mit dem¹⁴C markierten Carbonat durch einen am unteren Deckel befestigten Stift zerbrochen; dabei wird die Lösung mit dem Wasser in den Behältern schnell vermischt. Der Draht mit den in verschiedenen Wassertiefen hängenden Inkubatoren wird dann an einer Boje oder unter einer Plattform befestigt; das Schiff ist während der Inkubationszeit für andere Zwecke frei. Nach der gewünschten Inkubationszeit wird das Gerät möglichst schnell an Bord geholt. Kleinere Proben werden in vorbereitete Flaschen mit Photosynthese-Inhibitoren abgefüllt und zur Filtration vorbereitet. Die Kohlenstofffixierung wird dann in der gewohnten Weise durchgeführt. Diese neue In-situ-Methode hat unter verschiedenen Versuchsbedingungen sehr präzise und reproduzierbare Resultate erbracht. Versuche, welche die Anwendbarkeit des Verfahrens im offenen Meer sowie in tropischen Aestuarien demonstrieren, werden beschrieben und diskutiert.

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Contribution No. 399, Hawaii Institute of Marine Biology.