Veränderungen im stomatären Kaliumgehalt bei Änderungen von Luftfeuchte und Umgebungstemperatur

Der Kaliumgehalt der Schließzellen von Valerianella locusta wird bei Stomataschluß stark reduziert; er erhöht sich bei Spaltenöffnung. Dies gilt nicht nur für Stomatabewegungen, die durch Hell-Dunkel-Wechsel ausgelöst werden, sondern auch für stomatäre Reaktionen auf Temperatur- und Luftfeuchteänderungen. Höhere Temperaturen bedingen größere Porusweiten und höhere K -Gehalte in den Schließzellen. Zwischen 48 C und 50 C zeigen immer mehr Stomataapparate Lethalerscheinungen und sind geschlossen; in solchen toten Schließzellenpaaren ist kein Kalium mehr nachweisbar. Im gesamten physiologisch-relevanten Temperaturbereich besteht zwischen dem Öffnungsgrad der Stornata und ihrem K-Gehalt stets ein lineares Verhältnis. Im Unterschied zu den gleichzeitigen Veränderungen von Spaltöffnungsweite und K -Gehalt der Schließzellen bei Stomatabewegungen, die durch Licht- oder Temperaturänderungen bewirkt werden, erfolgen Änderungen der Porusweite in Antwort auf erniedrigte oder erhöhte Luftfeuchte zeitlich vor einer Ab- oder Zunahme des K+-Gehaltes in den Schließzellen. Dies wird besonders deutlich bei totalem Spaltenschluß nach abrupter, starker Senkung oder — zur vollen Öffnung — Erhöhung der Luftfeuchte. Eine Verzögerung in der Veränderung des stomatären K+-Gehaltes gegenüber der Spaltenbewegung ist aber auch festzustellen bei schrittweisen Luftfeuchteänderungen, die zu intermediären Öffnungsweiten der Stornata führen. Bleiben diese mittleren öffnungsweiten unter längerdauernd unveränderten kleinklimatischen Bedingungen bestehen, so sind auch unverändert intermediäre K+-Gehalte in den Schließzellen zu finden. Zwischen Porusweiten und stomatären K+ -Gehalten besteht dann Proportionalität. Beide Größen sind bestimmt durch das jeweilige Zusammenspiel der Umweltfaktoren. Ein Raumdiagramm veranschaulicht dies für die möglichen Werte von Stomataweite und K+-Gehalt der Schließzellen bei einer Reihe von Temperatur/Luftfeuchte-Kombinationen. Die weitgehende Übereinstimmung der Abhängigkeit beider Wertegruppen von dem jeweiligen Kleinklima läßt die starke Prägung der öffnungsweite der Stornata durch deren K+-Gehalt unter unveränderten Umweltfaktoren klar hervortreten. Ändert sich aber die Temperatur oder die Luftfeuchte, so paßt offenbar jeweils ein anderer Mechanismus die schließzelleninterne Kaliumkonzentration der neuen Bedingung an.     

Gegenseitige Beeinflussung von Gerste (Hordeum vulgare L.) und Hafer (Avena sativa L.) in Wasserkulturen bei ergänzter Ernährung

Wir verfolgten die gegenseitige Beeinflussung von in Wasserkultur gezogenen Hafers und Gerste. In den Experimenten wurde die mögliche Konkurrenz um Wachstumsfaktoren entfernt und es wurde die Rolle der Wurzelausscheidungen bei der gegenseitigen Beeinflussung des Wachstums und der NPK-Anhäufung in den Versuchspflanzen geprüft. In einer Variante wurde periodisch stets jeden zweiten Tag auf die Dauer von 6 Stunden die Nährlösung aus den Kultivierungsgefässen geschöpft. Nach 43tägigem Kultivieren wurde eine signifikante Wachstumsinhibition des Hafers und Stimulation der Gerste festgestellt. Im Einklang mit den Wachstumsveränderungen war der N- und K-Gehalt auf 1 g Trockensubstanz erhöht bzw. herabgesetzt. Dagegen war der Gehalt des gesamten P, hauptsächlich in den Wurzeln, beim inhibierten Hafor aus der Mischung höher und bei der stimulierten Gerste niedriger. Wir setzen voraus, dass die Veränderungen durch die Wurzelausscheidungen der mitgezogenen Pflanzen verursacht wurden.     

Die energetische Verwertung der Futterstoffe

Abstract

Feeding broiler chicks on graded levels of fluorine (0, 25, 125, 625 and 3125 ppm F) from NaF for 4 weeks (4–7 weeks of age) resulted in various alterations which depended on the level of contamination. The main changes included poor growth and feed conversion, high mortality rate, disorders of bone formation, decreased relative weights of pituitary, adrenal, heart, liver, spleen, lungs, kidneys and gizzard and changes in intestinal dimensions. Also, the biochemical tests revealed other kinds of physiological disfunction mainly in the form of anaemia (low haematocrit, haemoglobin, total protein, albumin and globulin fractions), intoxication (increased methaemoglobin), nephrotic (raised phosphorus and magnesium) and hepatic (elevated lipoproteins and lowering enzymatic activity) disfunctions. The general observations and postmortem examination confirmed also the biochemical findings which revealed the harmful effect of feedborne-fluorine intoxication in broiler chicks.

Die Fütterung von Broilerküken mit abgestuften Fluorniveaus (0, 25, 125, 625 und 3125 mg F/kg Futter) aus NaF über 4 Wochen führte zu verschiedenen Veränderungen, die von der Höhe der Kontamination abhingen. Wesentliche Veränderungen betrafen ein schlechtes Wachstum und einen niedrigen Futteraufwand, eine hohe Sterblichkeitsrate, Unregelmäßigkeiten bei der Knochenbildung, eine verminderte relative Masse von Hypophyse, Nebennieren, Herz, Leber, Milz, Lungen, Nieren und Magen sowie Veränderungen von Länge und Durchmesser der Därme. Darüber hinaus zeigten die biochemischen Untersuchungen physiologische Funktionsstörungen, hauptsächlich in der Form von Anämie (niedrige Werte für Hämatokrit, Hämoglobin, Gesamtprotein sowie Albumin- und Globulin-fraktionen), Vergiftungen (erhöhter Methämoglobinspiegel), Nierendysfunktion (erhöhter Phosphor- und Magnesiumgehalt) und Leberdysfunktion (erhöhter Lipoproteingehalt und verminderte Enzymaktivität). Die allgemeine Beobachtung und die Untersuchung nach der Schlachtung bestätigten ebenfalls die Ergebnisse der biochemischen Untersuchungen, die den negativen Effekt der Fluorvergiftung aufzeigte.     

Modalités du déclenchement du comportement de capture chez la larve d‘Agrion (Calopteryx auct.) splendens Harris (Odonatoptères)

Das Fangverhalten der Larven von Agrion splendens wird hauptsächlich durch Schwingungen ausgelöst, die durch den Platzwechsel der Beute entstehen. Ein künstlicher mechanischer Stimulator ermöglichte es, nacheinander den Einfluß der Amplitude, der Dauer und der Frequenz der Reize und der Form der Schwingungen zu untersuchen. Die Latenzzeit des Fangschlages verkürzt sich mit zunehmender Frequenz und Amplitude und mit abnehmender Dauer der Reize. Gleichzeitig erhöht sich die Frequenz der Fangschläge, ohne daß der Köder vorher genau untersucht wird. Ein Köder, der mit einer abklingenden oscillatorischen Bewegung vibriert, ist wirksamer als einer mit halb sinusoidaler Bewegung. Künstliche Reizung mit der Ködermethode erlaubte, die sofortige oder verzögerte Wirkung der durch die Beute erzeugten Schwingungen auf das Auslösen des Fangschlages zu prüfen: Die Fangmaske wird während oder nach den Reizserien ausgeworfen. Beide Wirkungen scheinen abhängig von den unregelmäßig verlaufenden oder sinusoidalen Schwingungen, die der Köder erzeugt, und von den Veränderungen der Amplitude während der Reizung: Das Einstellen auf den Fang scheint durch eine wellenförmige Bewegung mit geringfügigen Amplitudenschwankungen erleichtert zu werden. Wenn eine Welle am Anfang oder während der Reizung besonders groß ist, dann führt dies zu einem sofortigen oder späteren Fangschlag.     

Jahresgang der Temperaturresistenz junger Holzpflanzen im Zusammenhang mit ihrer jahreszeitlichen Entwicklung1

An fünfjährigen Tannen (Abies alba Mill.) und ebenso alten Bergahornpflanzen (Acer pseudoplatanus L.) wurde vergleichend der Jahresgang der Hitzeund Kälteresistenz des Kambiums mehrjähriger Sproßachsen und Wurzeln untersucht. Die Meßergebnisse werden in Zusammenhang mit den Standorttemperaturen und der jahreszeitlichen Entwicklung der Pflanzen gebracht Dabei ergab sich, daß Hitze- und Kälteresistenz nur dann parallel verliefen, wenn die Höhe der Resistenz gegen beide Noxen ausschließlich vom Aktivitätszustand des entsprechenden Gewebes abhing. Zu Abweichungen kam es immer dann, wenn eine der beiden Resistenzarten temperaturbedingten Abhärtungs- oder Enthärtungsvorgängen unterworfen war: So blieb längere Kälte, die zu all den Änderungen im Zellbereich führt, die das Protoplasma frosthart machen, auf die Hitzeresistenz der Sproßachsen wirkungslos, da deren kambiale Teilungstätigkeit im Herbst schon eingestellt wurde, bevor tiefe Temperaturen einwirken konnten. Die starke Temperaturabhängigkeit des Wurzelwachstums könnte eine Erklärung dafür sein, daß jahreszeitliche Änderungen der Hitzeresistenz der Wurzeln parallel zu den Minimumtemperaturen im Boden verliefen. Da weiters das Wachstum der Wurzeln erst durch Temperaturen blockiert wurde, die bei der Tanne auch einen reaktiven Anstieg in der Kälteresistenz auslösten, änderten sich Hitze- und Kälteresistenz der Wurzeln während des Jahres weitgehend synchron. Ein unterschiedliches Verhalten von Hitze- und Kälteresistenz wäre auch dann zu erwarten, wenn die Hitzeresistenz im Sommer durch eine auf die Kälteresistenz stets wirkungslos bleibende Hitzehärtung adaptiv anstiege, wozu es aber in den von uns untersuchten Pflanzen nicht kam. Die Hitzeresistenz dürfte bei Tanne und Ahorn in ihrem Jahresverlauf nur auf Änderungen im Aktivitätszustand reagieren     

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

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

1/f Rauschen des Membranpotentials von Nitella und sein Einfluß auf die Lichtantwort

Es wird aufgezeigt, wie das Rauschen der Membranspannung als Begrenzung bei der Untersuchung lichtabhängiger Potentialänderungen wirkt. Bleibt man bei den Untersuchungen im Linearitätsbereich, d. h. sinusförmig moduliertes Licht gibt bei Beleuchtung der Alge sinusförmige Membranpotentialänderungen, so kann die Algenantwort auf das Licht bis zu einer oberen Frequenzgrenze von 10 Hz mit Hilfe der Korrelationstechnik verfolgt werden. Dort wird die Algenantwort schon so schwach, daß eine Meßzeit von 1 h benötigt wird, um die Signalantwort noch in dem Membranrauschen zu entdecken. Bei der Durchführung der Signalverfolgung wird eine konjugiert komplexe Polstelle mit der Zeitkonstanten T = 0,2 ± 0,28i sec (Dämpfung und Resonanz) — i ist die imaginäre Einheit — gefunden, deren Zuordnung zu einer speziellen chemischen Reaktion noch nicht gelungen ist. Einfache (pseudo first order) Reaktionen erzeugen nur reelle Polstellen, darum wird diese Konstante durch eine rückgekoppelte Reaktion (Regelkreis) verursacht. Eine reelle Polstelle erscheint mit einer Zeitkonstanten von T = 0,042 sec in der Signalantwort der Alge. Sie wird durch Membrankapazität und -widerstand erzeugt. Eine Untersuchung der Rauschleistung ergibt im Frequenzbereich 1 bis 80 Hz ein 1/f-Rauschen, das bei 1 Hz eine spektrale Rauschleistungsdichte von 4.10^?12V²sec hat und ähnlich dem bei Nerven gefundenen Rauschen ist.     

Zur prozentualen Häufigkeit der nächstbenachbarten Nucleotide in Datura-RNS nach einer Röntgenbestrahlung

1. Nach einer vierstündigen Inkubation von crown-gall-Gewebe aus Datura innoxia mit ³²P-Orthophosphat und einer anschließenden Hydrolyse der Ribonucleinsäuren mit 0,3 n KOH oder Schlangengift-Phosphodiesterase kann aus den Radioaktivitäten der entstehenden einzelnen 2′,3′-Nucleotide einerseits und den entsprechenden 5′-Nucleotiden andererseits die prozentuale Häufigkeit nächstbenachbarter Nucleotidpaare erschlossen werden. 2. Die Differenzen zwischen den einzelnen Nucleotidaktivitäten verringern sich mit steigender Applikationszeit von ³²P-Orthophosphat. 3. Unter bestimmten — wahrscheinlichen — Voraussetzungen läßt sich die Häufigkeit des Nucleotidpaares CpG zu 12%, die der Paare ApC, ApU und CpC dagegen zu 3% erschließen. Die prozentualen Häufigkeiten der anderen zwölf möglichen nächstbenachbarten Nucleotidpaare liegen zwischen 10 und 4%. 4. Eine Röntgenbestrahlung der Gewebe mit 3 kR vor der ³²P-Behandlung verändert nicht die Mengen (in μMol) der RNS-Nucleotide. Dagegen ist die Aktivitätsaufnahme nach vierstündiger Inkubationszeit in den einzelnen Nucleotiden unterschiedlich erniedrigt. 5. Eine jetzt — wie bei den unbestrahlten Geweben — durchgeführte Berechnung der Häufigkeit des Auftretens von nächstbenachbarten Nucleotiden in der RNS läßt wesentliche, strahleninduzierte Unterschiede erkennen. Der Anteil des Nucleotidpaares CpG sinkt von 12% auf 9%, der von GpC steigt von 8% auf 12% an. Die kleinen Veränderungen in der prozentualen Häufigkeit von GpU, UpC und CpC liegen an der Grenze der Nachweisbarkeit. 6. Damit hat sich in der Änderung der Primärstruktur von Nucleinsäuren eine experimentell begründete, molekularbiologische Erklärungsmöglichkeit der Wirkung einer Röntgenbestrahlung auf Pflanzengewebe ergeben.     

Regulation des photosynthetischen Elektronentransports zwischen Photosystem II und Photosystem I

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

Der Einfluß polarisierten Lichtes auf die Chromatophorenanordnung von Dictyota dichotoma

Der bereits für mehrere Organismen beschriebene Aktionsdichroismus in der Piastidenanordnung läßt sich auch bei der Braunalge Dictyota dichotoma nachweisen. Bestrahlung mit polarisiertem Schwachlicht (Weißlicht von 1000 Lux oder Blaulicht von 442 nm, 1,3 Wm^?2) verursacht eine Verlagerung der Chromatophoren an die parallel zum Polarisationsvektor (E-Vektor) liegenden Zellwände. Dabei besteht in der Plastidenanordnung kein grundsätzlicher Unterschied zwischen der lichtzugewandten und der lichtabgewandten Rindenschicht. Eine Serie von Mikroaufnahmen, die sowohl aus fixiertem und geschnittenem Material als auch aus unversehrten Thalli gewonnen wurden, gibt Auf-Schluß über die Lage der Phaeoplasten in den Zellen unter verschiedenen Lichtbedingungen, und zwar im unpolarisierten Schwach- und Starklicht, im längs-und querpolarisierten Schwach- und Starklicht sowie im Dunkeln. Gleichzeitig wurden die Chromatophorenbewegungen als Änderungen der Thallustransmission mit einem registrierenden Mikrophotometer quantitativ erfaßt. Die gemessenen Transmissionsänderungen wurden auf die unpolarisierte Schwachlichtlage mit 0% Transmission und die unpolarisierte Starklichtlage mit 100% Transmission bezogen. Polarisiertes Schwachlicht führt zu einer Erhöhung der Transmission von 0% auf etwa 7%, Dunkelheit dagegen auf einen Wert von 40%. Die Bestrahlung mit polarisiertem Schwachlicht, dessen Polarisationsvektor parallel zur kurzen Achse der Rindenzellen liegt, ergibt nur einen Wert von 5%, d.h. nur etwa 7/10 der Transmissionszunahme, die man bei Einstrahlung polarisierten Schwachlichts parallel zur Längsachse der Zellen erhält. Der direkte Wechsel von der Quer- zur Längspolarisation und umgekehrt ergibt entsprechende Transmissionsänderungen. Während jedoch beim Übergang von der Längszur Querpolarisation die Phaeoplasten direkt an die nunmehr parallel zum E-Vektor liegenden Wände wandern, nehmen die Plastiden beim Übergang aus der quer- in die längspolarisierte Anordnung vorübergehend die Schwachlichtlage ein. Die Dosis-Effekt-Kurve der durch polarisiertes Schwachlicht verursachten Transmissionsänderung zeigt ein Maximum der Polarisierung in dem Intensitätsbereich, der bei Verwendung unpolarisierten Lichtes bereits eine gewisse Starklichtbewegung auslöst (5 bis 10 W × m^?2). Dagegen ergibt sich unter polarisiertem Starklicht (15 W × m^?2 I 120 W × m^?2 bei 442 nm) keine polarisierte Plastidenanordnung, sondern eine normale Starklichtlage. Spektral wirksam ist für die Polarisierung nur der Blaubereich von 365 nm bis etwa 500 nm ohne signifikante Unterschiede in der Wirksamkeit der einzelnen Wellenlängen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die finanzielle Förderung dieser Arbeit. Frau G. Puhe und Frau H. Klappstein gilt unser Dank für gewissenhafte technische Assistenz.     

Photoakkumulation bei Halobacíerium halobium1

Die photophobischen Reaktionen von Halobacterium halobium wurden mit Hilfe einer Populationsmethode untersucht. Step-down-Reaktionen führen zu Photoakkumulationen, während step-up-Reaktionen Entleerungen der Lichtfelder zur Folge haben. Im Weißlicht treten Photoakkumulationen bei niedrigeren und Fallenentleerungen bei höheren Beleuchtungsstärken (> 10 000 lx) auf, und zwar in Abhängigkeit von der Betriebsspannung und damit der Farbtemperatur der Quarz-Jodid-Lampen. Die Aktionsspektren der step-down- und der step-up-Reaktionen stimmen recht gut mit den von Hildebrand und Dencher (1974, 1975) ermittelten überein. Sie bestätigen die Existenz von zwei Photosystemen, PS 370 und PS 565. Doppelbelichtungsexperimente, in denen verschiedene Wellenlängen als trap- und background-Licht benutzt wurden, haben ergeben, daß die Photoakkumulationen in einer Lichtfalle von 565 nm durch eine background-Bestrah-lung von 392 nm völlig unterdrückt werden, sofern dessen Intensität den Schwellenwert der step-up-Reaktion überschreitet. Andererseits beeinflußt ein background von 565 nm die step-up-Reaktion überhaupt nicht. Triphenyl-methyl-phosphonium (TPMP+), ein Inhibitor membrangebundener Protonenpumpen, hemmt sowohl die step-up-als auch die step-down-Reaktion bei etwa den gleichen Konzentrationen, bei welchen es einen Abfall des Membranpotentials bewirkt (> 10—³ mol). Die step-down-Reaktion ist etwas empfindlicher gegen TPMP+ als die step-up-Reaktion. Diese Befunde lassen darauf schließen, daß die photophobische Reaktion von Halobacterium durch plötzliche Änderungen im steady state des Protonentransportes durch die Cytoplasmamembran verursacht werden, die ihrerseits Änderungen im Membranpotential zur Folge haben, die zum Bewegungsapparat, d. h. zu den Geißeln, geleitet werden.     

Die auswirkungen von Kahlschlag und Brand auf dasQuercetum ilicis von Süd-Toskana,Italien

Das in der südtoskanischen Maremma klimatogeneQuercetum ilicis wird in regelmässigen Abständen von etwa 12 Jahren kahlgeschlagen, wodurch tiefgreifende Änderungen in der Vegetation entstehen. Es wird in den ersten zwei Jahren ein Massenauftreten von Therophyten beobachtet und bald darauf eine allmähliche Wiederentwicklung des Waldes, die durch Stockausschläge der kräftigeren Holzarten zustande kommt. Die häufig auftretenden Brände bedingen hingegen das Entstehen desEriceto-Lavanduletum als degradierte Dauergesellschaft. Die vorliegende Arbeit stellt einen Versuch dar, die wichtigsten Momente dieser Sukzession zu beschreiben, u. zw. mit floristischen Angaben und mit der Bearbeitung von Lebensformen, ökologischen Synusien, Schichtung, Verbreitungstypen und Polyploidie.     

Die Populationsverteilung von Chlorophyllfluoreszenz und Zellvolumen während des Entwicklungszyklus von Scenedesmus obliquus

An synchronen Kulturen von Scenedesmus obliquus wurden die Änderungen der Zellvolumina und der relativen Chlorophyllfluoreszenz sowie die Streuung dieser Parameter während des Entwicklungszyklus untersucht. Die Zunahme des Zellvolumens ging mit einer theoretisch zu erwartenden Zunahme der Streuung einher. Die Streuung der relativen Fluoreszenz zeigte jedoch keine direkte Korrelation zur Änderung der Mittelwerte. Aus dem ungleichen Verhalten der Parameter wird geschlossen, daß Änderungen von Zellvolumen und Photosyntheseapparat, gemessen als Chlorophyllfluoreszenz, trotz ihrer Kopplung an den Entwicklungszyklus, unabhängig voneinander gesteuert werden. Die Streuung der relativen Fluoreszenz scheint eher auf Änderungen in der variablen als der Grundfluoreszenz zurückzuführen zu sein. Anmerkungen. Wir danken der Firma Phywe, Göttingen, für die Leihgabe des Pulszytophotometers, Frau I. Krieger für ihre Hilfe bei der Erstellung des Manuskripts und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für finanzielle Unterstützung.     

18. W. S. Iljin: Biochemische Vorgänge während der Kalkchlorose der weißen Lupine

Auf die Trockengewichtseinheit bezogen, enthalten chlorotische Pflanzen mehr Wasser als gesunde. Ber. der Deutschen Bot. Gesellsch. LXI. Erkrankte Lupinen haben einen erhöhten Salzgehalt im Zellsaft; dieser bezieht sich besonders auf Calcium und Mg, in vielen Fällen auch auf Kalium. In den Anfangsstadien der Chlorose ist der Unterschied zwischen gesunden und eben erkrankten sehr gering. Wir wissen jedoch, daß der Salzbestand in der Pflanze kein beständiger ist und erheblichen Schwankungen unterliegt, ohne den äußeren Zustand zu beeinflussen. Wir scheinen daher nicht berechtigt zu behaupten, der Salzüberschuß rufe die Erkrankung an der Chlorose hervor. Diese Theorie gewänne nur dann Grund und Boden, wenn man annähme, daß bei den von mir untersuchten Pflanzen der Salzgehalt sein Höchstmaß erreicht habe, worüber hinaus jede Steigerung der Pflanze schaden und den normalen Gang der physiologischen Vorgänge unterbrechen müsse. Man kann aber auch gerade umgekehrt annehmen, daß ein verstärkter Salzgehalt in der Pflanze durch ihre Erkrankung hervorgerufen werde, die ihrerseits die regulatorische Tätigkeit der Wurzeln beeinträchtigt und den Salzen freieren Zutritt in die Pflanze gestattet. Zugunsten dieser Theorie spricht der Umstand, daß chlorotische Pflanzen bei gleichen Bodenbedingungen mehr Salze absorbieren und daß anfangs der Unterschied zwischen ihnen und grünen Pflanzen unbedeutend ist und erst späterhin größer wird. Die Kurve der grünen Blätter beharrt während der Entwicklung auf gleicher Höhe, während sie bei kranken Blättern rasch ansteigt. Zur endgültigen Lösung dieser Frage bedarf es noch weiterer Untersuchungen. Die Erkrankung der weißen Lupine an Chlorose war in meinen Versuchen von einem stark erhöhten Gehalt an organischen Säuren begleitet, unter denen Apfelsäure die erste Stelle einnahm. Besonders deutlich ließ sich das an jungen Pflanzen beobachten. Bei der Erkrankung trägt auch der Stickstoffwechsel einen ganz eigenen Charakter. Gewöhnlich führen die chlorotischen Pflanzen prozentuell auf das Trockengewicht bezogen anfangs mehr Gesamtstickstoff als die gesunden, späterhin nimmt jedoch seine Menge in jenen ab. Trotz des erhöhten Gehaltes an Gesamtstickstoff führen kranke Pflanzen weniger unlöslichen Stickstoff oder Eiweiß; mit der Zeit wird dieser Unterschied immer größer, so daß die kranken fast zweimal weniger Eiweiß enthalten können als die gesunden. Die beschriebenen Veränderungen in der Beschaffenheit des Stickstoffes sind begleitet von einer Anreicherung des Saftes an Eiweißspaltungsprodukten, wie Aminosäuren, Basenamiden, löslichem Eiweiß und Ammoniak.     

Vergleiche der lichtabhängigen Änderungen von Membranwiderstand und Membranspannung bei Nitella

Lichtabhängige Änderungen von Membranwiderstand und -Spannung von Internodienzellen der Alge Nitella wurden in einer Drei-Teich-Meßkammer gemessen. Um diese Änderungen miteinander vergleichen zu können, braucht man eine quantitative Beschreibung der Effekte. Dies wurde dadurch versucht, daß die Zelle mit sinusförmig moduliertem Licht einer Lumineszensdiode (λ = 680 ± 40 nm) beleuchtet wurde und der Frequenzgang des Lichteffekts im Bereich von 16 Schwingungen min^?1 bis eine Schwingung je vier Stunden aufgenommen wurde. Der so gewonnene Frequenzgang wurde mit Hilfe eines Computers durch eine komplexe gebrochen rationale Funktion, die Übertragungsfunktion, angenähert. Dieser relativ komplizierte Typ von Funktionen wurde gewählt, weil dabei die Nullstellen des Nenners (Polstellen der Übertragungsfunktion), soweit sie reell sind, den Zeitkonstanten der Reaktionen entsprechen, die den Lichteffekt bewirken. Die Untersuchungen brachten bisher folgende Ergebnisse:

• 1 . Der Spannungseffekt wird am besten durch drei Null- und sechs Polstellen genähert, dabei ist ein Paar konjugiert komplex und zeigt die Existenz einer Regelung.
• 2 . Bei der Wirkung auf den Widerstand tauchen mindestens je eine Null- und eine Polstelle mehr auf, wobei zwei oder mehr Pol-Paare konjugiert komplex sind.
• 3 . Der Vergleich der Polstellen ergibt, daß zumindestens die hochfrequenten reellen und die konjugiert komplexen jeweils in den gleichen Streubereich fallen. Eine Aussage, ob sie jeweils identisch sind, kann aufgrund der geringen Zahl der Messungen noch nicht erfolgen.
• 4 . Möglicherweise überdeckt die Verschiedenheit der Transportzonen den Zusammenhang zwischen Spannung und Widerstand.

     

57. R. Knapp: Neue geobotanische Untersuchungen in Afrika und Griechenland

In Afrika finden zur Zeit auf weiten Strecken aus verschiedenen Gründen sehr starke Änderungen im Landschaftsbild und in der Vegetation statt. Aus diesem Grund sind gegenwärtig geobotanische Untersuchungen über die Auswirkungen der neuen anthropogenen Einflüsse sowie über natürliche Pflanzengesellschaften, die durch die gekennzeichneten Veränderungen in ihrer Verbreitung besonders stark zurückgedrängt werden, wesentlich. Vegetationskartierungen sind in verschiedensten Maßstäben ausgeführt worden. Es war das Bestreben, die Karten stets in einer Weise auszuarbeiten, daß sie in vielseitiger Weise ausgewertet und angewendet werden können. Experimentelle Untersuchungen über gegenseitige Beeinflussungen erfolgen vor allem über Kulturpflanzen, Arten verschiedener Sukzessionsstadien, Wirkungen zwischen Savannengräsern und Vertretern anderer Familien sowie zwischen Epiphyten und Bäumen, ferner über Effekte hoher Temperaturen (u.a. wegen ihrer Bedeutung bei Feuereinflüssen). Weitere Arbeitsprojekte behandeln Wechselwirkungen zwischen Savannen und Wäldern, Einflüsse von weidenden Tieren auf die Vegetation, natürliche Pflanzengesellschaften und ihre Erhaltung in Reservaten. Ferner werden die afrikanische geobotanische Literatur und Veröffentlichungen aus Nachbargebieten bibliographisch zusammengestellt, da sie zum Teil sehr zerstreut und an oft schwer zugänglichen Stellen erschienen sind Die Untersuchungen in Griechenland betreffen vor allem den mittleren und südlichen Teil des Festlandes und die Ionische Insel Kephallinia. Außer Analysen der Pflanzengesellschaftcn und ihrer Lebensbedingungen sowie Vegetationskartierungen erfolgen auch experimentelle Untersuchungen über gegenseitige Beeinflussungen von Pflanzen der griechischen Vegetation. Es ergaben sich aus den bisherigen Untersuchungen bestimmte Vorstellungen über die Bedeutung von Wäldern und offenem Land unter natürlichen Verhältnissen sowie über die Entstehung der Segetal- und Ruderalvegetation     

DAS THERMO-HYGRO-LABYRINTH

Vorzugstemperatur und Vorzugsluftfeuchtigkeit konnten bisher nur getrennt ermittelt werden, so daß zusammenhängende Präferenzänderungen zwischen Vorzugstemperatur und Vorzugsluftfeuchtigkeit nicht erfaßbar waren. Mit Hilfe einer neuen Apparatur, dem Thermo-Hygro-Labyrinth, wurde es möglich, Vorzugstemperatur und Vorzugsluftfeuchtigkeit gleichzeitig zu bestimmen. Das neue Gerät besteht aus einem “Labyrinth” von Kammern mit unterschiedlichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten. Sie sind durch Laufröhren miteinander verbunden, so daß die Versuchstiere jede beliebige Kammer aufsuchen können. Die Kammern sind in fünf parallelen Längsreihen mit je sieben Kammern angeordnet. Jede Reihe weist die gleiche Temperatur auf. Es können somit insgesamt fünf Temperaturstufen eingestellt werden. Rechtwinklig zur Längsrichtung gesehen weist jede der sieben Querreihen mit ihren fünf Kammern die gleiche Luftfeuchtigkeit auf. Dabei kann von Querreihe zu Querreihe die Luftfeuchtigkeit stufenweise steigen. Es stehen also maximal sieben Feuchtigkeitsstufen zur Verfügung. Zur Regulierung der Lufttemperatur in den Kammern steht jede Kammerlängsreihe in einem separat temperierbaren Wasserbecken. Die verschiedenen Luftfeuchtigkeiten werden durch gesättigte Salzlösungen bewirkt.     

Jahreszeitliche Veränderungen des Pollengehalts der Luft auf dem Schauinsland (Schwarzwald) 1967 bis 1973

Mit einer Burkard-Falle wurde in den Jahren 1967 bis 1973 von Februar bis Oktober der Pollengehalt der Luft auf dem Schauinsland registriert. Die mittleren jahreszeitlichen Veränderungen wurden in zwei Pollenkalendern dargestellt, von denen einer die häufigen und ein zweiter die seltenen Pollentypen der Luft am Sammelort enthält. Insgesamt wurden mindestens 52 Taxa festgestellt. 69% dieser Pollenkörner konnten fünf Taxa zugeordnet werden, nämlich den Gräsern, der Brennessel, dem Ampfer, den Eichen und Birken. Pollen aus dem Weitflugbereich sind wegen der Topographie der weiteren Umgebung des Probenahmeortes stärker vertreten als an anderen Meßstellen. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für finanzielle Unterstützung, allen Mitarbeitern der Auswertestelle Aerobiologie München und der Meßstelle Schauinsland für zuverlässige Zusammenarbeit.     

Gehirntemperatur als Maß der Erregung bei Hühnern

• 1 An nicht narkotisierten, frei beweglichen Hähnen wurden die Temperaturen in unterschiedlichen Tiefen des Gehirns fortlaufend registriert und Temperaturänderungen zu spontanen und reaktiven Änderungen im Verhalten in Beziehung gesetzt.
• 2 Nach optisch oder akustisch ausgelösten Verhaltensreaktionen stiegen die Temperaturen ebenso an wie bei spontaner Zunahme der Aufmerksamkeit oder beim Erwachen; Beruhigung und Einschlafen waren von Abfall der Gehirntemperatur begleitet (Abb. 1 und 2).
• 3 Elektrische Reize im Gehirn, sofern sie überschwellig waren und zu Verhaltensreaktionen führten, waren ebenfalls von Temperaturanstiegen gefolgt (Abb. 4, 5, 6 und 7). Das Ausmaß des Temperaturanstieges, dessen Maximum rund 30 sec nach Reizende erreicht wurde, war positiv mit der Stärke des Reizes wie der Verhaltensreaktion korreliert (Abb. 9 und 12).
• 4 Gleichzeitig an verschiedenen Stellen des Gehirns gemessene Temperaturen änderten sich gleichsinnig sowohl bei spontanen als auch bei reaktiven Änderungen des Verhaltens (Abb. 1 und 5). Bei elektrischer Reizung bestand zwischen Reizort und reizfernem Ort kein grundsätzlicher Unterschied im Gange der Temperaturen (Abb. 11). Je tiefer im Gehirn gemessen wurde, desto stärker stieg die Temperatur bei Erregung an und desto tiefer fiel sie bei Beruhigung ab (Abb. 4).
• 5 Je stärker der Reiz, je stärker die Verhaltensreaktion, und je stärker der folgende Temperaturanstieg war, desto länger blieben die (vor Reizung meist schläfrigen) Hähne wach (Abb. 8 und 9); für die Korrelation zwischen Temperaturanstieg und “Wachzeit” wurden Koeffizienten von r = 0,786 und r = 0,859 berechnet (S. 140 und Abb. 12).

     

Quantitative Bestimmung der wachstumsbedingten Veränderungen in der Ultrastruktur von frei suspendierten Kalluszellen der Petersilie (Petroselinum crispum [Mill.] A. W. Hill)1)

Mittels morphometrischer Methoden wurden die ultrastrukturellen Veränderungen, die in Petersilien-Kalluszellen in Suspensionskultur während des Kulturzyklus ablaufen, quantitativ erfaßt. Stichproben wurden in Abständen von fünf Tagen zu Beginn und zum Ende der logarithmischen Phase und in der stationären Phase der Kultur genommen Embryogenese, Zelldifferenzierungen und Chloroplastenentwicklung finden in den Kulturen nicht statt Nach Beginn der logarithmischen Phase haben die Zellen den höchsten durchschnittlichen Cytoplasmagehalt (55 Volumen-% gegen 40 Volumen-% Vakuolenanteil); das Cytoplasma weist die höchste Ribosomendichte auf, der Nucleolus erreicht seine maximale Ausdehnung Bis zum Ende der logarithmischen Phase erreichen Kern, Plastiden, Mitochondrien und der Golgi-Apparat ihre höchsten Volumenanteile bezogen auf das Cytoplasmavolumen. Die Zellen deponieren Stärke und ätherische Öle In der stationären Phase kommt es zur Vakuolisierung der Zellen (durchschnittlicher Vakuolenanteil 68 Volumen-% gegen 24 Volumen-% Cytoplasmaanteil). Die deponierte Stärke wird bereits zu Beginn der stationären Phase wieder mobilisiert Vom Beginn der logarithmischen Phase bis zum Ende der Kulturzeit kommt es nahezu zu einer Verdoppelung der Wandstärken. Die größte Zunahmerate fällt in die stationäre Phase Wir danken Herrn Prof. Dr. F. MAYER (Göttingen) und Herrn Dr. U. SEITZ (Tübingen) für anregende Diskussionen, Herrn Dr. W. ALFERMANN (Tübingen) für die Gaschromatographie, Fräulein I. HEIMES und Fräulein B. SCHÄFER für technisdie Assistenz. Der Deutschen Forschungsgemeinsdiaft (U.S.) und der Stiftung Volkswagenwerk wird für Sachmittelunterstützung gedankt.