Structure of a solitary and a colonial species ofStephanoscyphus (scyphozoa,Coronatae) with observations on periderm repair

Summary 1. A solitary and a branched (colonial) species ofStephanoscyphus belonging to the scyphozoan order Coronatae were studied by means of histochemistry, light microscopy and by transmission and scanning electron microscopy.2. Coronate polyps are unlike all other cnidarian polyps in having a ring sinus in the oral end with four per-radial openings to the coelenteron.3. The lining of the lateral wall of the ring sinus is remarkable in that the cells are so large, most of the cytoplasm is taken up by a large vacuole, the nucleus is apical and between some of the cells are unbranched elastic fibers aligned at right angles to the epithelial surface.4. The organization of the muscular system is also peculiar because much of it is related to the ring sinus. Musculo-epithelia from the oral disk and medial sinus wall meet and continue aborally as four flattened tubular retractors containing cnidoblasts.5. In the colonial species some muscle fibers contain structures resembling ciliary rootlets.6. The intermediate layer is of the mesolamella type.7. The tentacles have longitudinal ectodermal epithelio-muscular cells and a solid core composed of a single line of vacuolated endodermal cells which contain peripheral fibrous rings.8. The medial sinus wall and the epithelia of the calyx can be less than 0.1µm.9. The ectoderm and endoderm of the calyx-stalk are each composed of one cell type. This is the simplest organization for the body wall of any cnidarian polyp.10. There are four small septa in the oral region.11. Four special cellular bands, called filaments, are found in the coelenteron starting in the oral disk then travelling along the edge of the septa finally going aborally along the stalk. In the oral region the filament is round in cross-section then flattens out aborally.12. The neurites are typically cnidarian (neurotubules, granular vesicles but noSchwann cells) and were noted in the filaments and retractor muscle tubes but the tentacles lacked neurites.13. Teeth are formed only after 4µm of the periderm are laid down. Next the soft-body invaginates at the tooth site and then the ectoderm secretes the tooth periderm.14. The tubal periderm thickens at 0.6µm per day and stops when it reaches about 20µm.15. An experimental hole in the periderm is not filled in but the bottom is covered over by new periderm which would have been secreted anyway in an intact polyp. The ectoderm over the hole thickens but histochemistry failed to show anything definite.16. The periderm can be divided into two layers: the 4µm outer sulptured layer is formed by a special thick band of ectoderm at the oral end of the calyx; the thicker part of the periderm is smooth and is formed by the ectoderm of the calyx and stalk.17. The cytological peculiarities, comparative anatomy and functional morphology are discussed.

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Struktur einer solitären und einer koloniebildenden Art vonStephanoscyphus (Scyphozoa, Coronatae) mit Beobachtungen über den Peridermersatz

Kurzfassung Dieser Beitrag stellt die erste eingehende Studie über die Mikroanatomie je einer typischen solitären und koloniebildenden Art des GenusStephanoscyphus dar, das der Scyphozoenordnung Coronatae angehört. (Die atypische Form ist die in Japan endemische SpeciesS. racemosus.) Die morphologische Gliederung des Körpers in Kopfteil (Capitulum), Calix und Stielabschnitt wird beschrieben. Die Coronatenpolypen zeichnen sich durch den Besitz eines Ringkanals im Kopfabschnitt aus, der mit dem Coelenteron durch 4 perradiale Öffnungen in Verbindung steht. Ein Teil der Wandung des Ringkanals besitzt bemerkenswerte intercelluläre, intraepitheliale und unverzweigte elastische Fibern, die senkrecht zur Oberfläche des Epithels orientiert sind. Die komplexe Natur des Muskelsystems steht in Zusammenhang mit dem Besitz des Ringkanals. Das Ektoderm über seiner medianen Wand hat Längsmuskeln, die sich mit den Radialmuskeln der Mundscheibe vereinigen. Beide Muskelkomplexe bilden zusammen die 4 interradialen, abgeflachten, röhrenförmigen Muskelstränge, die in aboraler Richtung verlaufen und als Retraktoren dienen; sie enthalten im Inneren Cnidoblasten. Die proximale Tentakelmuskulatur geht von der medianen Wand des Ringkanals aus, während für das distale Ende des Tentakels eine feine Längsmuskulatur charakteristisch ist. Das solide Innere der Tentakel besteht aus einer Reihe von großvakuoligen Entodermzellen, die periphere Fibrillenringe unbekannter Funktion tragen. Die Schicht zwischen Ekto- und Entoderm besteht aus einer dünnen, zellfreien Mesolamella (Basalmembran). Die Epithelien des Calix und einiger anderer Körperregionen können eine Dicke von nur 0,1µm haben. Ekto- und Entoderm der Calix- und Stielregion bestehen nur aus je einem Zelltyp; dadurch repräsentiert der Coronatenpolyp — mindestens für diese Körperregion und wahrscheinlich auch für andere Teile — den histologisch einfachsten Cnidariertyp. Das Coelenteron besitzt 4 schwach ausgebildete, kurze interradiale Septen, deren Filamente als spezielle Zellbänder auf der Innenseite der Mundscheibe, auf den Kanten der Septen und in aboraler Richtung auf der Wand des Coelenterons bis in den Stiel verlaufen. Das Periderm besteht aus der basalen Haftscheibe und der Röhre, die eine charakteristische Oberflächenstruktur aufweist. Die Wand der Röhre verdickt sich um etwa 0,6µm pro Tag und erreicht eine maximale Dicke von etwa 20µm. Ein experimentell gesetzter Defekt der Röhrenwand wird nicht in vollständiger Wanddicke ausgefüllt, vielmehr wird nur die Innenseite (der Boden) der Öffnung durch eine vom Ektoderm neugebildete, strukturlose Peridermschicht verschlossen. Die zahnartigen hohlen Vorsprünge der inneren Röhrenwand werden gebildet, wenn eine Wanddicke von 4µm erreicht ist. Die Zahnbildung geht in der Weise vor sich, daß sich der Weichkörper an begrenzten, im Querschnitt symmetrisch angeordneten Stellen von der Röhrenwand abhebt und daß die entstehenden Höhlungen der Körperwand nach außen Peridermsubstanz ausscheiden. Ein verdicktes Epidermisband auf der Außenseite des Kopfteils bildet in einer schwach ausgebildeten peripheren Rinne die äußere, mit der Skulptur versehene Schicht der Peridermwandung, die eine Dicke von etwa 4µm hat. Die sich kontinuierlich verdickende innere glatte Schicht der Röhrenwandung wird vom Ektoderm des Calix und des Stiels gebildet.

     

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

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

Zellphysiologische Studien anBryophyllum im Zusammenhang mit dem täglichen Säurewechsel

Zusammenfassung Der Preßsaft aus den Blättern vonBryophyllum tubiflorum undBr. Daigremontianum zeigt im Herbst und im Winter bei einer Zusatzbeleuchtung am Tage mit 200-W-Parabollampen bei einer durchschnittlichen Licht-intensität von 15.000 Lux morgens einen pH-Wert um 4,4 und nachmittags um 5,6: im Sommer liegt der pH-Wert an sonnigen Tagen morgens um 4,2 und nachmittags um 5,6. An trüben Tagen tritt auch bei einer Zusatzbeleuchtung mit 200-W-Lampen nur eine Absäuerung bis pH 4,7–4,9 ein. Im Sommer scheinen die Zellen an ganz andere Lichtintensitäten adaptiert zu sein als im Winter.Entsprechend den unterschiedlichen pH-Werten ist auch der osmotische Wert des Preßsaftes morgens um 0,03–0,06 mol höher als nachmittags. Im Laufe des Jahres auftretende größere und kleinere Schwankungen laufen jedoch nicht immer den Schwankungen des pH-Wertes parallel.Aus der Verlagerung der Chloroplasten bei Zentrifugierung könnte man schließen, daß die Viskosität des Plasmas morgens höher ist als nachmittags. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß sich auch das spezifische Gewicht der Chloroplasten ändert, da sie nachmittags viel mehr Assimilate, insbesondere Stärke, enthalten als morgens.Plasmolyseversuche zur Klärung der Stoffaufnahme lieferten keine eindeutigen Ergebnisse, da die Mesophyllzellen gegenüber dem plasmolytischen Eingriff zu empfindlich sind.In Vitalfärbungsversuchen mit Neutralrot und Acridinorange erwies sich die Lage des Umschlagspunktes von einer Membran zu einer Vakuolenfärbung in Abhängigkeit von der Außen-cH auch als weitgehend abhängig von dem Aciditätsgrad des Zellsaftes. Die Vakuolenfärbung begann morgens viel weiter im sauren Bereich als nachmittags.Mit Chrysoidin färbten sich die Vakuolen der Mesophyllzellen nur morgens, nachmittags bei einem Preßsaft-pH-Wert von 5,7 trat keine Vakuolenfärbung auf.Die mit den basischen Farbstoffen erhaltenen Ergebnisse sind eine Stütze für die Auffassung, daß dem cH-Gefälle Außen/Innen sowie den Dissoziationsverhältnissen der Farbstoffe bei ihrer Aufnahme und Speicherung durch die lebende Zelle sowie ihrer Verteilung in der Zelle eine besondere Bedeutung zukommt.Herrn Professor Dr. H. Drawert danke ich für die Anregung der Arbeit.     

Über die Geißelwellen vonSynura bioreti und die Mechanik des uniplanaren Wellenschlags

Zusammenfassung Die Geißeln vonSynura bioreti und ihre distal laufenden Transversalwellen werden auf Grund von Lebendbeobachtungen und Mikroaufnahmen im Phasenkontrast ausführlich beschrieben. Bei Schädigung nimmt die in großen mäander- oder S-förmigen Krümmungen uniplanar schlagende Geißel I Schraubengestalt mit verschiedenen kleineren Ganghöhen an. Kurze, nach Geißelverlust wieder aus dem Basalkorn auswachsende Geißeln rotieren. Geißel II zeigt Schraubenwellen und bedeutend geringere Geschwindigkeit des Wellenablaufes.Die große uniplanare Windung wird als Resultierende von zwei entgegengesetzt gewundenen Superschrauben aufgefaßt (vgl. das Modell der Abb. 22 und 23), für deren Lage die zwei zentralen Geißelfibrillen vorgeschlagen werden. Die Geißelwellen werden nicht auf Kontraktionen, sondern auf Rotationen der Geißelfibrillen zurückgeführt, wodurch sich, abhängig vom Windungssinn der Superschrauben, sowohl uniplanare Wellen als auch Schraubenwellen einfach verstehen lassen (vgl. Abb. 24). Das Modell erklärt außerdem die verschiedenen Wellenlängen und Ganghöhen, die S-förmige Krümmung der Geißel, das voneinander unabhängige Verhalten von Wellen in derselben Geißel, den sprunghaften Wellenablauf und den Stofftransport entlang der Geißel.

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On the flagellar waves ofSynura bioreti and the mechanics of the uniplanar waves

Summary The flagella ofS. bioreti and their distally directed transverse waves are described in detail by direct observations and microphotographs in phase contrast. Flagellum I beats with big meander- or S-like arcs. After damage it becomes helix-shaped with various small pitches. Short flagella which grew out of the kinetosomes show rotations. Flagellum II shows helical waves and a much smaller rate in the wave movement.The big planar arcs are supposed as the resultant of two superhelices wound in oppositedirections (see the model in Figs. 22 and 23). Their location in the flagellum may be the two central fibrils. The flagellar beat is not interpreted by contractions but by rotations of the flagellar fibrils. This model explains the uniplanar and helical waves depending on the coiling sense of the superhelices (see Fig. 24). Moreover it explains the different wavelengths and pitches, the S-like bending of the flagellum, the independence of waves in the same flagellum, the pulsatory beat and the active transport along the flagellum.

     

Studien über Geschlecht und Geschlechtszellen bei Hydroiden

Zusammenfassung Gemäß der bisher geltenden Ansicht sollten beiClava squamata (Müller) die Keimzellen der männlichen Polypen aus den Zellen des Glockenkerns entstehen, während diese Zellen in den weiblichen Polypen keine Rolle als Keimzellenbildner spielen sollen.In vorliegender Mitteilung wird gezeigt, daß die Behauptung früherer Forscher einer verschiedenen Herkunft der weiblichen und männlichen Keimzellen beiClava squamata sich nicht aufrecht erhalten läßt. Der Verfasser fand immer die männlichen wie die weiblichen Keimzellen im Entoderm der jungen Gonophoranlage schon zur Zeit, als der Glockenkern gebildet wurde. Vom Entoderm drangen die männlichen Keimzellen in die Glockenhöhle hinein, um dort ihre Entwicklung zu reifen Spermatozoen zu vollziehen.Unter männlichen Kolonien, die längere Zeit in Kultur gehalten worden sind, kam es ab und zu zu einer Entwicklung von Keimzellen im Außenektoderm des Gonophors. Eine nähere Erörterung dieser Erscheinung wird in einer späteren Studie folgen.     

Beobachtungen an gefütterten Hydroidpolypen

Zusammenfassung Beim Studium von Nahrungsaufnahme, Verarbeitung und Verteilung im Hydroidpolypenstock ergab sich, daß der Name Nährpolyp für die gewöhnlichen Hydranthen zu Recht besteht: Der Hydranth fängt, bewältigt, verschluckt und verdaut die Beute. Dabei ließ sich im wesentlichen eine völlige Übereinstimmung zwischen Vorgängen im Magen der Hydra und der marinen Hydroidpolypen feststellen. Eine rasch einsetzende extracelluläre Eiweißverdauung führt zur Lösung von Gelatine und zur Zerbröckelung von Fibrin.Die Verteilung des Nahrungsbreies erfolgt — entsprechend dem komplizierten Bau des Polypenstockes und der weitgehenden Spezialisierung seiner Teile (Blastostyle, Cnidophoren) — in mannigfaltiger und vollkommener Weise. Die Geißeln sorgen für eine lokale Bewegung der Nahrungspartikel. Peristaltische Bewegungen treiben kräftige Nahrungsströme durch Hydrocaulus und Hydrorhiza. Vor Eintritt in den Stiel wird die Nahrung durch eine Verengerung des Stieleinganges mechanisch von groben Partikeln befreit. Die Nahrungsströme werden hervorgebracht durch Contractionsbewegungen des Hydranthen und seiner basalen Differenzierungen (Blindsack von Sertularella, Halsblase von Tubularia, Magen von Aglaophenia).Feste Partikel werden vom Stockentoderm phagocytiert, treten aber weder ins Ectoderm noch in die Eizellen über. Hydranth, Stiel, Hydrorhiza und Spadix sind in gleicher Weise an der Phagocytose beteiligt. Eine Speicherung von Fett und Glykogen findet im Stiel und in der Hydrorhiza statt. Die gespeicherten Stoffe werden für eine Regeneration auch in anscheinend abgestorbenen Stöcken ohne Hydranthen bewahrt, bei der Regeneration werden Vorratsstoffe des Stieles verbraucht. Im normalen Stock wandern Fett und Glykogen zur Reifungsstelle der Geschlechtsprodukte, in den Hydranthen oder in das Blastostyl.Die vorliegende Arbeit stellt einen Versuch dar, durch die Beobachtung gefütterter Hydroidpolypen manche morphologische oder biologische Besonderheit dieser Tiere, die bisher nicht erklärlich war, zu verstehen. Die Mannigfaltigkeit der Formen und Vorgänge ist aber bei den marinen Polypen so groß, daß es sehr ausgedehnter Studien bedarf, um nur allen überhaupt möglichen Erscheinungen zu begegnen. Besonders im Zusammenhang mit den technisch bereits guterprobten Regenerationsversuchen würden sich viele Fragen der Ernährung des Polypenstockes klären lassen. Die Frage nach der Bedeutung der Symbionten für die Ernährung der Hydropolypen sowie nach einer eventuell stattfindenden Kohlehydratverdauung habe ich unberührt gelassen, da technisch hier die Verhältnisse noch schwieriger liegen als bei Hydra. Ich hoffe in absehbarer Zeit über Versuche berichten zu können, die ich in dieser Richtung mit Actinien in Angriff genommen habe.     

Über Aufgaben,Wege und Ergebnisse vergleichend-sexualbiologischer Forschung

Zusammenfassung Die wissenschaftliche Vergleichung sexualbiologischer Geschehnisse kann von zwei verschiedenen Standpunkten aus geschehen: es können analoge Erscheinungen verglichen werden, es können aber auch phyletische Momente zur Erforschung echter Homologien in den Vordergrund gestellt werden, wie es in dieser Betrachtung geschieht.Für die am besten bekannten Tiergruppen, dieSäugetiere, einige Ordnungen derInsekten und dieSpinnen, werden die bisher bekannt gewordenen Ergebnisse sexualbiologischer Untersuchungen zusammengestellt und die für die einzelnen Gruppen charakteristischen Punkte erörtert.Es sind die Erscheinungen der Werbung, der Begattung und, bei Tieren mit akzessorischen Kopulationsorganen, der Bereitmachung dieser Organe, die untereinander bei Tieren gleicher morphologischer Organisation verglichen werden können. Nicht zu trennen von ihrer Betrachtung ist die der Morphologie und Physiologie der Sexualorgane.Wie deren Bau eine Fülle von Varianten zeigt, die sich nicht aus einem zwingenden physiologischen Bedarf in ihrer Ausgestaltung im einzelnen verstehen lassen, so ist auch das sexualbiologische Benehmen des tierischen Organismus nur teilweise aus der allgemeinen Lebensweise zu erklären. Ein Teil der Erscheinungen wird aus der Morphologie und Physiologie und aus Einflüssen der Außenwelt verständlich werden, aber für andere Erscheinungen versagen diese Möglichkeiten. Gerade diese Handlungskomplexe sind, weil verhältnismäßig unabhängig von dem täglichen Lebensbedarf des Tieres, äußerst variabel und daher für die Art sehr charakteristisch. Ihre Vergleichung bei Arten einer Gattung und mit denselben Erscheinungen in übergeordneten Einheiten des Systems (in mehreren Gattungen einer Familie und Familien einer Ordnung) zeigt deutliche biologische Reihen, die, wie morphologische Reihen, in sich in phyletische Beziehungen gebracht werden können. Bei der Aufstellung solcher Reihen werden biologische Typen in verschiedenen Varianten gezeigt werden können; es wird ferner festzustellen sein, wieweit diese Typen durch Faktoren der Außenwelt verwischt werden können. So wird die oft durch das Bedürfnis der möglichst günstigen Unterbringung der Keime geregelte Eiablage der Weibchen die endogen bedingten ursprünglichen biologischen Typen häufig nur schwer erkennen lassen.Von einer ausgedehnten Vergleichung biologischer Merkmale (die sich über alle Zweige der tierischen Lebensweise erstrecken müßte) ist eine Bereicherung unserer Kenntnisse der wesentlichen Merkmale der tierischen Arten, eine Möglichkeit der Auffindung von Zusammenhängen zwischen den verschiedenen Varianten eines biologischen Typus, der Aussonderung von Konvergenzerscheinungen und endlich einer durch die Morphologie allein nicht gegebenen und ihre Befunde kontrollierenden Betrachtungsweise des tierischen Systems gegeben.     

Prägame Plasmadifferenzierung und Kopulation vonEunotia flexuosa (Diatomee)

Zusammenfassung BeiEunotia flexuosa erfolgt wie beiEu. arcus eine prägame Differenzierung des Protoplasten in pervalvarer Richtung, wobei im Zusammenhang mit der Hypotheka Förderung, im Zusammenhang mit der Epitheka Hemmung auftritt. Während aber beiEu. arcus einer der beiden Chromatophoren wächst (der in der Hypotheka), der andere verkümmert, wandert beiEu. flexuosa der letztere in die Hypotheka ein. Dabei nehmen beide Chromatophoren eine charakteristische Lage ein, ähnlich jener der Tochterchromatophoren nach der Teilung in vegetativen Zellen.Die I. meiotische Teilung verläuft, wie beiEu. arcus, infolge der vorangegangenen Plasmadifferenzierung inäqual, liefert aber einen Gameten mit zwei Chromatophoren und einen Restprotoplasten ohne Chromatophor. Die Differenzierung und ihre Folge — Verlagerung des Kerns und daher der Teilungsfigur, daher inäquale Teilung und Bildung nur eines funktionierenden Gameten — ist bei beiden Arten grundsätzlich die gleiche; das Verhalten der Chromatophoren ist aber ganz verschieden: beiEu. flexuosa entzieht sich gewissermaßen der sonst dem Untergang geweihte Chromatophor seiner Zerstörung, indem er auf jene Seite verschoben wird, die bei der Zellteilung die größere Masse Plasma erhält. Gemeinsam ist beiden Arten, daß der Ablauf der Gametenbildung im wesentlichen von einer vorangehenden Differenzierung im Plasma abhängt.Die Kopulation erfolgt mit Hilfe eines Kopulationsschlauches, der sich regelmäßig an den basalen Polen bildet. Der Ablauf der Kopulation ist typisch isogam. Die Partner weisen sehr beträchtliche Größenunterschiede auf, was sich aber nicht als Ausdruck einer Geschlechtsdifferenzierung auffassen läßt.     

Die Wirkung der R?ntgenstrahlen auf Roggen

Zusammenfassung Wir sehen, daß der Zustand des Zellkerns derSecale-Wurzelspitzen und der Ernteertrag fast ganz parallel gehen. Die planmäßige Erhöhung der Röntgendosierung gestattete uns, die Veränderungen der Zellkernsubstanz in Zusammenhang mit der Dosierung zu verfolgen. Wir sehen, daß den größten Ertrag die Dosierung 250 r ergibt und beobachten dementsprechend eine Vermehrung der Zellkernsubstanz in den Zellen der bestrahlten Pflanzen. Die Vermehrung der Zellkernsubstanz geht auf verschiedene Art vor sich; es entstehen entweder zwei Zellkerne gleicher Größe in einer Zelle, oder in einer Zelle Zellkerne verschiedener Größe, oder polyploide Zellkerne, jedoch ist für alle Fälle die Vermehrung der Zellkernsubstanz charakteristisch. Die Anzahl der polyploiden Zellen wächst bedeutend bei den Dosierungen 250 r und 500 r. Damit wächst auch die Zahl der sich teilenden Zellen. Dies hat eine Stimulierung der Entwicklung und des Wachstums der Pflanzen und weiterhin die Erhöhung des Ernteertrages des bestrahlten Roggens zur Folge. Von der Dosierung 1000 r an aufwärts sinkt die Zahl der polyploiden Zellkerne, verlangsamt sich das Teilungstempo der Zellen, und wir beobachten überhaupt eine Depression der Pflanzen. Damit sinkt auch der Ernteertrag.     

Über die Mechanik des Herzschlages bei Cladoceren. Eine Analyse mit Hilfe der Mikrozeitlupe

Zusammenfassung Das Herz von Holopedium gibberum besitzt außer den sonst den Cladoceren allein zukommenden, reifenförmig ausgebildeten Wandmuskeln noch das Lumen seines dorsalen Abschnittes sagittal durchsetzende Binnenmuskeln.Das mit der Mikrozeitlupe aufgenommene Herz von Holopedium zeigt eine Pulsationsfrequenz von 270 Schlägen in der Minute, das von Daphnia pulex eine solche von 285 Schlägen. Die Systole dauert bei beiden Tieren ungefähr 11/2mal solange als die Diastole.Die Ausdehnung des Herzens in der Diastole wird allein durch die Elastizität der Wandung durchgeführt, die Zusammenziehung in der Systole durch die Konstriktorenmuskeln. Das Konstriktorenmuskelsystem vollführt nicht gleichzeitig die Kontraktion, sondern nacheinander nach einem bestimmten Zeitgesetz.Die Ostienlippen sind nicht, wie bisher angenommen wurde, Muskelbänder, sondern nicht verkürzbare, federnde Elemente, deren Ruheform durchgebogen ist. Im ungespannten Zustande klafft das Ostium deshalb mit linsenförmiger Öffnung, die die Ostienlippen in der Ruhe umgreifen. Im Verlaufe der Diastole verengert sich die Ostiumöffnung dadurch, daß die Lippen durch die sich ausdehnende Herzwand allmählich gespannt werden und sich so strecken, ohne jedoch dabei vollständig gestreckt zu werden und so zu einem Ostienverschluß zu führen. Im dorsalen und ventralen Winkel des Ostiums setzen besonders differenzierte, der Wandmuskulatur zugehörige Muskeln an, der obere und der untere Ostiumschließmuskel. Diese sind es, die bei Beginn der Systole zuerst zur Kontraktion gelangen, die Ostienlippen zur Geraden spannen und dadurch den dichten Verschluß des Ostiums herbeiführen. Dieser Verschluß hält durch die ganze Dauer der Systole an. Sie sind es auch, die als erste bei beginnender Diastole erschlaffen, wodurch die Federkraft der Ostienlippen freigegeben wird. Die Lippen springen in die durchgebogene Ruheform zurück, mit großer Schnelligkeit, in einer Zeitspanne, die weniger als 6 dauert. Dadurch wird bewirkt, daß das Ostium vom ersten Beginne der Diastole an offen steht. Bei Daphnia pulex läßt sich der gleiche Öffnungs- und Schließmechanismus des Ostiums an Hand der Mikrozeitlupenaufnahme nachweisen.Die weitere Kontraktionsfolge in der Systole bei Holopedium gibberum ist die, daß sofort auf die Kontraktion der Ostienschließmuskeln diejenige der in ihrer Nachbarschaft gelegenen Wandmuskeln erfolgt; durch sie erfahren als erste die mittleren Partien des Herzens eine Höhenverkürzung. Darauf folgt Kontraktion der sagittalen Binnenmuskeln, wodurch der Breitendurchmesser der Herzkuppe verringert wird. Erst gegen Ende der Systole kontrahieren sich die Wandmuskeln des hinteren Herzzipfels.Approximative Berechnungen haben ergeben, daß sowohl bei Holopedium gibberum als auch bei Daphnia pulex bei einer Herzkontraktion ungefähr die Hälfte des Blutinhaltes ausgetrieben wird.Mit Unterstützung der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft.     

Der Geißelapparat von Rhodopseudomonas palustris

Zusammenfassung Rhodopseudomonas palustris Stamm 11/1 wirft bei Änderung der Umweltsfaktoren seine subpolar inserierende Geißel ab. Dieser Vorgang erfolgt auch während niedrigtouriger Zentrifugation. Die im Zentrifugenüberstand strukturell vollkommen erhaltenen Geißeln werden durch differentielle Zentrifugation angereichert und gereinigt.Durch Behandlung der Geißeln mit Aqua bidest. oder durch Einfrieren (-15° C) und Auftauen der in Aqua bidest. oder 0,05 M Trispuffer (pH 7,4) suspendierten Geißeln dissoziieren die Geißelfilamente, während die Geißelhaken strukturell erhalten bleiben. Auf diesen Eigenschaften basiert die Isolationsmethode der Geißelhaken.Ammonsulfatfällungen in Suspensionen dissoziierter Geißeln führen zur Aussalzung der protein-(flagellin-)haltigen Komponenten (1. Aqua bidest. lösliches, feinflockiges Präcipitat; 2. Aqua bidest. unlösliches, grobflockiges Material), während nach Zentrifugation das nichtproteinhaltige Geißelscheidenmaterial im Überstand verbleibt.Die scheidenhaltigen Geißeln von Rhodopseudomonas palustris enthalten nur eine einzige Proteinkomponente, das Flagellin, aus dem die core-Untereinheiten bestehen.

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The flagellar apparatus of Rhodopseudomonas palustris IV. Isolation of the flagellum and its parts

Summary Rhodopseudomonas palustris, strain 11/1, loses its flagellum when the environment is changed, f.e. during low speed centrifugation. The flagella which are well preserved in their structure are found in the supernatant of such centrifugation. They can be purified by differential centrifugation.By treatment of the flagella with distilled water or by freezing (-15°C) and thawing the flagellar filament is decomposed into subunits, whereas the flagellar hook does not become desintegrated. By using this procedure the flagellar hooks have been isolated.The solubilized flagellar filament material was precipitated by treatment with ammonium sulfate. Two different flagellin containing fractions were obtained, one is a fine precipitate which is soluble in distilled water, the other one is an unsoluble flocky material. After spinning down the protein containing fractions the nonproteinous sheath material remains in the supernatant.There is only one protein fraction in the total sheathed flagellum. This protein is the flagellin component of the core subunits.

     

Untersuchungen über Beziehungen zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese

Zusammenfassung An der einzelligen GrünalgeChlorella pyrenoidosa und an Systemen mit isolierten Spinat-Chloroplasten wurde das Problem einer möglichen Beziehung zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese (unter Ausschluß der Photophosphorylierung) bearbeitet.Eine Erhöhung des intracellulären Ascorbinsäure-Spiegels derChlorella pyrenoidosa konnte bei Dauerlichtkulturen erst bei einer Ascorbinsäure-Konzentration des Außenmediums von5·10^–2 Mol/l nachgewiesen werden. An Synchronkulturen ergab sich eine Phase im Entwicklungscyclus der Algen (18. Std), in der bereits bei einer Ascorbinsäure-Konzentration des Außenmediums von 1·10^–3 Mol/l eine signifikante Aufnahme erzielt werden konnte.In Versuchen anChorella-Zellen mit künstlich erhöhtem intracellulären Ascorbinsäure-Spiegel wurde weder bei Gaswechsel-Messungen noch bei der¹⁴CO₂-Fixierung eine Wirkung der Ascorbinsäure auf die Photosynthese festgestellt. Untersuchungen an Synchronkulturen ergaben keine Korrelation zwischen Ascorbinsäure-Gehalt und Photosynthese-Leistung im Verlauf der Zellentwicklung.Der Ascorbinsäure-Gehalt von Spinat-Chloroplasten nach Isolierung in nicht-wäßrigem Medium wurde bestimmt.Versuche an Systemen mit isolierten Chloroplasten ergaben keine Abhängigkeit der Hill-Reaktion mit NADP⁺ als Elektronenacceptor von der Ascorbinsäure. Ein positiver Effekt der Ascorbinsäure zeigte sich nur bei gealterten Chloroplasten-Bruchstücken sowie bei deren Gewinnung bei p_H 8,0. Er wurde im Sinne einer Stabilisator Wirkung der Ascorbinsäure gedeutet.Die Untersuchungen dieser Arbeit und die anderer Autoren zu einer möglichen Beziehung zwischen Ascorbinsäure und Photosynthese wurden hinsichtlich der Versuchsproblematik und der Ergebnisse diskutiert.Aus den Versuchsergebnissen an Synchronkulturen vonChlorella pyrenoidosa wurde auf eine mögliche Funktion der Ascorbinsäure für die Vorbereitung oder Auslösung der Teilung hingewiesen.Mit 9 TextabbildungenDissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Tübingen 1963.     

Elektrische Messungen und Reizversuche anAmoeba proteus

Zusammenfassung Die elektrische Spannung des Protoplasmas vonAmoeba proteus gegenüber dem Kulturwasser ergab sich im Mittel zu –18 mV mit Extremwerten von – 8 und – 65 mV.Eine Serie genügend starker elektrischer Reize führt zum Einziehen der Pseudopodien und löst einen maximalen Aktionsstrom aus, dessen Ausmaß also mit der Reizstärke nicht mehr zunimmt. Solche maximale Aktionsströme können in einer vorübergehenden Abnahme der Spannung des Protoplasmas auf –11 mV oder weniger bestehen oder in einem vorübergehenden Rückgang dieser Spannung auf 0 oder in einer Spannungsumkehr, die bis + 11 mV erreichen kann.Schwächere Reize, die meist zu einer gewissen Verkürzung der Pseudopodien führen, bedingen submaximale Aktionsströme, die in einer vorübergehenden Abnahme der Spannung des Protoplasmas auf –13 bis –18 mV bestehen.Da eine Reizserie alternierender, sonst gleicher elektrischer Ströme wirksamer ist als die beiden ersten Reize allein und da in einer solchen Reizserie eine rein elektrische Summation nicht möglich ist, muß man annehmen, daß schon schwache Einzelreize geringe lokale Erregungsvorgänge auslösen, die in ihrem Ausmaß von der Reizstärke abhängig sind und die sich, bei Anwendung einer Reizserie, auch zeitlich stark summieren und dadurch an Ausmaß und an Ausbreitung über die Zelle zunehmen.Herrn Professor Karl von Frisch zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Über die kernlosen Erythrozyten und die freien Kerne im Blut der Urodelen

Zusammenfassung Im Blut der Urodelen kommen außer kernhaltigen roten Blutkörperchen stets auch kernlose vor. Ihre Zahl ist bei den einzelnen Arten sehr verschieden. Den höchsten bisher beobachteten Prozentsatz besitzt der lungenlose Salamander Batrachoseps attenuatus. Bei ihm ist die Mehrzahl (90–98%) der Erythrozyten kernlos. Die kernlosen roten Blutkörperchen sind kein Kunstprodukt, sondern ein normaler Bestandteil des Urodelenblutes. Die Kernlosigkeit ist ein Zeichen der höheren Differenzierung der Erythrozyten, nicht dagegen das Zeichen einer Degeneration. Sie ist eine funktionelle Anpassung des Blutes an die Lebensweise und die dadurch bedingte Atmungsweise des Tieres. Die lungenlosen, durch die Haut und die Buccopharyngealschleimhaut atmenden Urodelen haben mehr kernlose Erythrozyten als die mit Lungen atmenden.Die Bildung der kernlosen roten Blutkörperchen findet im zirkulierenden Blut statt und geschieht in Form einer Abschnürung größerer oder kleinerer Cytoplasmastücke von kernhaltigen Zellen. Sie sind infolgedessen ganz verschieden groß. Sehr deutlich läßt sich diese Art der Entstehung kernloser Erythrozyten in vitro beobachten. Vielleicht gibt es daneben auch noch eine zweite Art. Manche kernlosen Erythrozyten mit Jolly-Körperchen und Chromatinbröckelchen machen es wahrscheinlich, daß sie durch eine intrazelluläre Auflösung des Kernes aus einem kernhaltigen Erythrozyten hervorgegangen sind. Die Regel ist jedoch die Abschnürung. Eine Ausstoßung des Kernes kommt bei normalen Erythrozyten nicht vor, sondern nur bei zerfallenden. Sie ist ein Zeichen der Degeneration der Zelle. Der Zelleib geht kurz nach dem Austritt des Kernes zugrunde. Der Kern bleibt als freier oder nackter Kern etwas länger erhalten, um dann aber ebenfalls völlig zu zerfallen.Da im zirkulierenden Blut der Urodelen regelmäßig eine Anzahl von Erythrozyten zugrunde geht, sind in ihm immer freie Kerne zu finden. Sie haben nicht mehr das normale Aussehen eines Erythrozytenkernes, sondern sind bereits erheblich verändert. Schon vor der Ausstoßung des Kernes aus der Zelle tritt eine teilweise Verflüssigung des Kerninhaltes ein; es bilden sich mit Flüssigkeit gefüllte Vakuolen, die zu Kanälchen und größeren Hohlräumen zusammenfließen. Auf diese Weise kommt es zu einer starken Auflockerung und Aufquellung des Kernes. Wenn der Kern den ebenfalls aufgequollenen und sich allmählich auflösenden Cytoplasmaleib verlassen hat und als nackter Kern im Blut schwimmt, schreitet der Prozeß des Zerfalles weiter fort. Nach allen Seiten strömt schließlich der noch nicht völlig verflüssigte Kerninhalt in Form fädiger und körniger Massen aus.Nach Komocki sollen sich diese Massen als eine Hülle um den nackten Kern legen und in Cytoplasma verwandeln, in dem dann später Hämoglobin auftritt. Die nackten Kerne sollen die Fähigkeit haben, aus sich heraus eine neue Erythrozytengeneration aufzubauen. Das ist nicht richtig. Es hat sich kein Anhaltspunkt für eine Umwandlung der den freien Kernen entströmenden Massen in Cytoplasma ergeben. Die Bilder, die Komocki als Beleg für seine Theorien heranzieht, sind vielmehr der Ausdruck der letzten Phase in dem Degenerationsprozeß des Kernes.Andere sogenannte freie Kerne, die Komocki abbildet und als Ursprungselemente einer neuen Erythrozytengeneration in Anspruch nimmt, sind gar keine freien, nackten Kerne, sondern weiße Blutzellen, vor allem Lymphozyten und Spindelzellen. Das weiße Blutbild der Urodelen ist, abgesehen von den Spindelzellen, einer für Fische, Amphibien, Reptilien und Vögel charakteristischen Zellform des Blutes, ganz das gleiche wie das der Säugetiere und des Menschen. Es setzt sich aus Lymphozyten, Monozyten und den drei Arten von Granulozyten, neutrophilen, eosinophilen und basophilen, zusammen. Die Monozyten können sich unter gewissen Umständen, z. B. bei Infektionen oder in Blutkulturen, zu Makrophagen umwandeln und Erythrozyten bzw. Reste zerfallender Erythrozyten phagozytieren. Die phagozytierten Teile roter Blutkörperchen haben Komocki zu der falschen Annahme verleitet, daß bei Batrachoseps attenuatus, in dessen Blut er entsprechende Bilder beobachtet hat, die kernlosen Erythrozyten in besonderen Zellen, sogenannten Plasmozyten entstehen und sich ausdifferenzieren. Komockis Theorie über die Bildung roter Blutkörperchen aus dem Chromatin nackter Kerne ist nicht haltbar. Die Befunde, auf denen sie aufgebaut ist, sind keineswegs beweiskräftig. Sie verlangen eine ganz andere Deutung, als Komocki ihnen gegeben hat. Komockis Kritik an der Zellenlehre ist daher in keiner Weise berechtigt.     

Untersuchungen über die Spermiogenese beim Sandläufer,Cicindela campestris L.

Zusammenfassung Wie das Spermium von Lepisma besitzt dasjenige von Cicindela das Zentriol in parapikaler Stellung. Es besteht kein Kontakt mit dem Akrosom.Bereits auf frühem Spermatidenstadium wird die Kernsubstanz in zwei unterschiedliche Bestandteile getrennt, denen ganz bestimmte Bezirke der Kernmembran zugeordnet sind. Der größere Teil des Kernmaterials liegt in feinverteilter Form vor; die ihn umgebende Kernmembran enthält keine Poren. Er wandelt sich nach bekanntem Schema zum Kern des reifen Spermiums um. Der kleinere Teil besitzt granuläre Struktur und liegt in einer vorgewölbten Blase, in deren Bereich die Kernmembran mit Poren übersät ist. Im Laufe der Differenzierung wird diese Blase zusammen mit dem Zentriol von der Basis an die Spitze verlagert. Sie scheidet dabei offenbar kontinuierlich ihren Inhalt in das Zytoplasma aus. Sobald sie sich vollständig entleert hat, wird sie abgeschnürt und verfällt der Rückbildung. Das sezernierte Material sammelt sich zunächst größtenteils um das Zentriol. Abschließend jedoch verteilt es sich entlang der Geißel, wobei eine gebogene Lamelle nicht ohne Einfluß zu sein scheint.Die Bedeutung dieser eigenartigen Kernsekretion ist vorerst unklar. Es gibt aber liehtmikroskopische Befunde, die auf eine weitere Verbreitung mindestens unter Insekten hinweisen. Angesichts der vorgelegten Befunde scheint auch eine Revision der Ansicht, daß das perizentrioläre Material bei vielen anderen Arten aus dem Zentriol hervorgehe, geboten.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Photosensibilität der Bakterien

Zusammenfassung Die Überprüfung einer größeren Anzahl von Bakterienarten und-stämmen auf ihre Photosensibilität gegenüber laborüblichen starken Strahlungsquellen (375 W-Lampe, HBO 200, HBO 500) ergab art-und stammspezifische Unterschiede.Der bei kontinuierlicher Bestrahlung zu beobachtende photobiologische Effekt bestand in einer Hemmung der Bakterienentwicklung. Totale Wachstumshemmung konnte bei der Mehrzahl der Stämme mit dem gesamten Emissionsspektrum wie auch mit Begrezung des Spektrums zum UV hin erzielt werden.Durch Messung der Bestrahlungsstärke und Berchnung der Letaldosis konnte die Photosensibilität der verschiedenen Bakterien verglichen werden. Die erhaltenen Werte machen deutlich, daß die unterschiedliche Lichtempfindlichkeit nicht einhergeht mit den bei der taxonomischen Einteilung üblichen Gruppenmerkmalen. Auch die Rolle der Pigmente scheint sich gegenüber der Wirkung anderer, die Photosensibilität mitbestimmender Faktoren im summarischen Hemmeffekt nicht durchzusetzen. Am resistentesten erweisen sich die Kokken und Gelbpigmentierten. Erhöhte Sensibilität besitzen die meisten Wildstämme gegenüber—auch artidentischen—Laborstämmen.Die für die einzelnen Bakterien ermittelten Werte für die Letaldosis im Gesamtspektrum bleiben in gleicher Reihenfolge auch bei Begrenzung des Emissionsspektrums erhalten.Die bekannte stärkere biologische Wirkung des kurzwelligen Anteils des Sichtbaren wird bei gleichzeitiger Bestrahlung mit langwelligem Licht nicht mehr effektiv, offenbar infolge kompensierender photoreaktivierender Prozesse, die bei Langzeitbestrahlung vermutlich gleichzeitig ablaufen können.Direktor: Prof. Dr. med. H. Knöll     

Mutationsversuche an Kulturpflanzen VI

Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX ₁-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht.Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX ₁-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet.Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten.Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.Mit 22 Textabbildungen     

Selektive Paarung und gegenseitige Beeinflussung der Kopulationspartner bei der Diatomee Cocconeis

Zusammenfassung Früher untersuchte Sippen vonCocconeis zeigen die Gesetzmäßigkeit, daß Zellen nur paarungsfähig sind, wenn ihre Rapheschale der Hypotheka angehört. Der Richtungskörper entsteht dann, in der Folge einer inäqualen, differentiellen Cytokinese, gesetzmäßig an der Seite der Hypotheka, also in bezug auf die festsitzende Zelle unten. Bei var.euglyptoides sind außerdem auch Zellen sexualisierbar, welche die Rapheschale als Epitheka ausgebildet haben; sie können sich aber nicht mit ihresgleichen paaren. Die Paarung erfolgt überwiegend zwischen Partnern mit verschiedener Thekenkombination und nur in 1/8 der Fälle zwischen Partnern, deren Rapheschale der Hypotheka angehört. Die bei anderen Sippen bestehende 50%ige Sterilität wird dadurch entsprechend eingeschränkt.Die fixe Beziehung zwischen Richtungskörperbildung und Hypotheka ist auch beieuglyptoides erhalten, daher entsteht der Richtungskörper in Zellen mit oberer Hypotheka oben; die Polaritätsachse, welche den Ablauf der meiotischen Cytokinese kontrolliert, ist also in bezug auf den Protoplasten um 180° gedreht. Es sind also zweierlei Polaritäten zu unterscheiden: die den vegetativen Zellen inhärente Polarität, die sich in der Heteropolie der Pervalvarachse ausdrückt und nicht umkehrbar ist, und die während der Meiose auftretende, die beieuglyptoides mit ersterer gleich- oder gegensinnig wirken kann, während sie bei anderen Sippen immer gleichsinnig wirkt.Bei der Kopulation zeigen sich außerdem bestimmte (nicht zufällige) Beziehungen zwischen der Thekenkombination und der Lage der Partner zueinander, dem Eintritt in die Meiose und vermutlich der Bildung des Kopulationsschlauchs. Auch hieraus ist auf eine verschiedene physiologische Disposition der Zellen mit verschiedener Thekenkombination zu schließen.Infolge des verschiedenen Widerstands, den die oberen Theken in Paaren mit verschiedener Thekenkombination bei ihrem Aufklappen während der Bildung der Kopulationsgallerte leisten, entstehen bei der konstitutionell isogamen var.euglyptoides asymmetrische Kopulationsbilder, die eine bewegungsphysiologische Anisogamie, wie sie bei anderen Sippen konstitutionell ist, bloß vortäuschen.Mit 5 Textabbildungen     

Untersuchungen über das optische Differenzierungsvermögen der Fische

Zusammenfassung Schaller (1926) und Herter (1930) stellten zuerst einwandfrei ein deutliches optisches Formendifferenzierungsvermögen bei einzelnen Fischarten mit Hilfe der Dressurmethode fest. Die in der vorliegenden Arbeit beschriebenen Experimente sollten die Leistungen des Formenunterscheidungsvermögens weiter untersuchen. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:Bei Elritzen ist eine Dressur auf strukturgleiche, zahlenmäßig differenzierte Strichsignale möglich. Optische Signale, die aus vertikalen Strichen bestehen, werden schneller assoziiert als soche, bei denen die Strichzeichen horizontal orientiert sind. Eine Belastung des Assoziationsvermögens durch mehrere hintereinander erfolgte Dressuren hatte keinen störenden Einfluß auf die Assoziationsgeschwindigkeit. Die maximale Leistung des Assoziationsvermögens bestand in der einwandfreien Differenzierung von 6 optischen Signalen. Diese quantitative Assoziationsleistung wurde qualitativ noch dadurch erhöht, daß Begrenzungsänderungen der Signale vorgenommen wurden. Die nach Dressuren auf strukturgleiche, zahlenmäßig differenzierte Strichsignale vorgenommenen Proben mit einem bekannten und einem unbekannten strukturgleichen Strichsignal ergaben im allgemeinen eine absolute Wahl (in 9 von 10 Fällen). Proben mit strukturgleichen, zur Dressur zahlenmäßig relativ veränderten Strichsignalen ergaben eine relative Wahl. Mit wachsender Dressurstrichzahl nahm die Anzahl der notwendigen Dressuren zu. Die nach einer Dressur auf bestimmte optische Signale vorgenommene Umdressur auf dieselben Signale mit umgekehrten Vorzeichen verlief wesentlich schneller als die erstere. Eine erstmalig dressierte Elritze zeigte im allgemeinen ein weniger schnelles Assoziationsvermögen (d. h. die Lerndauer ist länger) als eine schon mehrmals dressierte. Eine zeichenmäßige Veränderung von optischen Signalen im Sinne einer Annäherung konnte im weitgehenden Maße vorgenommen werden (Größendifferenzen von 1 mm wurden noch wahrgenommen). Änderungen der Helligkeit oder der flächenmäßigen Ausdehnung der Signale unter Wahrung der Struktur hatten keinen Einfluß negativer Art auf das Erkennungsvermögen der Elritzen.Elritzen und Sonnenfische bevorzugen bei Spontanwahlversuchen gegliederte optische Signale vor ungegliederten. Spontanwahlversuche mit strukturgleichen, konträrhelligkeitsverschiedenen Signalen ergaben eine Bevorzugung des dunkleren Signals.D 11.     

Chromosomenuntersuchungen bei Salda littoealis L., Calocoris chenopodii Fall. und Mesovelia furcata Muls.&Rey,sowie Studien über die Chromosomen bei verschiedenen Hemiptera-Heteroptera im Hinblick auf phylogenetische Betrachtungen

Zusammenfassung Alle 3 hier behandelten Arten stimmen insofern mit den meisten Hemipteren überein, als die Chromosomen der Geschlechtszellen nach der Teilung zu mehr oder weniger langen Pasern anwachsen. Am ausgeprägtesten in dieser Beziehung ist Mesovelia furcata.Die Anzahl der Chromosomen ist bei allen hoch; bei der Art Salda, littoralis diploid 32 + X, bei Calocoris chenopodii 30 + X + Y und bei Mesovelia furcata 30 + 4 X + Y. Diese große Zahl deutet darauf, daß sie genetisch betrachtet zu den primitiveren Arten gehören. Das eigenartige Verhalten, daß die beiden Partner des Mikrochromosomenpaares verschieden groß sein können, ist nur bei der Art Salda littoralis festzustellen, dagegen nicht bei den beiden anderen, die mehrere Geschlechtschromosomen haben.Das Spermatogonienstadium ist bei allen Arten sehr ähnlich und weist nur in bezug auf die Geschlechtschromosomen Variationen auf. Bei Salda littoralis verhält sich das Heterochromosom normal, während bei den beiden anderen Arten mit zwei oder mehreren Geschlechtschromosomen letztere beim Ausspinnen erst getrennt in 2 Gruppen auftreten, die sich später vereinigen und sich bei der Zusammenziehung der Allosomen wieder voneinander freimachen. Die Verbindung zwischen den Geschlechtschromosomen wird bei der Art Calocoris chenopodii niemals so vollständig wie bei Mesovelia furcata.Zu Beginn des Spermatozytenstadiums ist der Verlauf bei den 3 Arten recht gleich. Die Chromosomen setzen sich nicht in einem begrenzten Gebiet an der Kernmembran fest, sondern in allen Teilen des Kernes, obgleich sich die meisten an der einen Hälfte anhäufen. Aus diesem Grunde kann niemals ein schön ausgebildetes Bukettstadium entstehen. Die nach der Synapsis oft erfolgende Zusammenziehung der Allosomen ist bei Salda littoralis nicht nachweisbar, bei Mesovelia furcata gering, bei Calocoris chenopodii dagegen sehr ausgeprägt (Tafel III, 14).Die weiteren Entwicklungsstadien der Allosomen bis zum Spermatozoenstadium sind sehr gleich und stimmen mit dem bei Hemiptera-Heteroptera üblichen überein. Sie bilden sich zu feinen Fasern um, gleichzeitig damit, daß sie sich trennen. Dabei entwickelt sich bei der Art Salda littoralis ein schönes Strickleiterstadium (Tafel I, 20), wobei sich die Querriegel zwischen den Chromomeren herausbilden. Dadurch daß sie sich nach der Trennung nur am einen Ende aneinander festhalten und die Längsspalte zustande kommt, ergibt sich nach weiterer Zusammenziehung die typische Tetradenfigur. Bei der Spermatozoenbildung wachsen die Allosomen wieder und bilden ein feinmaschiges Netzwerk.Das Heterochromosom weist, abgesehen von seiner abweichenden Größe, bei der Art Salda littoralis keine besonderen nennenswerten Eigenheiten im Entwicklungsverlauf auf. Das einzige, was in die Augen fällt, ist, daß es bei der zweiten Reifeteilung nicht weiter in der Äquatorialplatte nach den Allosomen verweilt, sondern schon im Anfang zu dem einen Pol mitfolgt, was möglicherweise ein primitiver Zug ist (Tafel II, 39–41). Bei der Art Calocoris chenopodii vereinigen sich die beiden Heterochromosomen sofort nach der letzten Spermatogonienteilung und sind dann bis zur Diakinese zu einer Einheit zusammengeschlossen. Eigentümlicherweise verhält sich das Y-Chromosom in der ersten Reifeteilung wie das X-Chromosom bei anderen Arten bei der zweiten Reifeteilung, indem es länger in der Äquatorialplatte verweilt (Tafel III, 36). In der folgenden zweiten Reifeteilung gehen die beiden Geschlechtschromosomen dagegen rascher zu den betreffenden Polen als die Allosomen. Bei der Art Mesovelia furcata sind die 5 Geschlechtschromosomen nach der letzten Spermatogonienteilung im Anfang zu einer einzigen Einheit zusammengeschlossen. Bei günstigen Gelegenheiten (Tafel IV, 16) kann man deutlich sehen, wie sie linear vereinigt liegen, wobei das größte am freien Ende gelegen ist, das kleinste zur Zellmembran hin. Sie liegen also in einer Größenkategorie. Ihre Stellung zueinander geht deutlicher aus Tafel IV, 17 hervor, auf der sie aus irgendeinem Grunde voneinander geglitten sind. Dieser Aufbau der zusammengesetzten Geschlechtschromosomen ist äußerst lehrreich, denn er zeigt, daß die bei den Hemipteren in gewissen Entwicklungsstadien so gewöhnliche Keulenform der Chromosomen auf rein morphologisch bedingten Größenunterschieden in den verschiedenen Teilen des Chromosoms beruhen muß. Er stützt auch die Reutersche Theorie (1930), nach der die Chromosomen genetisch durch Wachsen kleinerer Stücke zustande gekommen sind, die linear zusammengefügt waren. Die Geschlechtschromosomen bilden indes bald 2 Gruppen, eine größere, die wahrscheinlich aus den beiden größten besteht und einer kleineren, die die 3 kleineren bildet. Man sieht jetzt deutlich, daß die Chromosomen ringförmig sind. In diesem Zusammenhang kann darauf hingewiesen werden, daß man eine ähnliche Ringform bei der Art Calocoris chenopodii beobachten kann (Tafel III, 20). Mitunter bekommen die Geschlechtschromosomen Kugelform (Tafel IV, 31–33), die besonders während der Diakinese hervortritt, wo sie sich alle voneinander trennen. Dies beruht darauf, daß das ringförmige Chromosom sich in eine Spirale zusammenrollt. Bei der ersten Reifeteilung teilt sich das Y-Chromosom vor allen anderen.Die somatischen Chromosomen sind bei allen 3 Arten sehr ähnlich, keulenförmig, mitunter, z. B. bei der Art Salda littoralis, sind die Darmzellen etwas langgestreckt. Lange bandförmige fehlen bei allen. Die Kerne der Gehirnzellen sind wie gewöhnlich am einfachsten gebaut und nur bei Salda, littoralis kann das Heterochromosom in diesem Gewebe sicher von den Allosomen unterschieden werden, da es ja das größte von allen ist. Es behält bei dieser Art seine gewöhnliche langgestreckte Form bei, während es bei anderen Geweben schwillt und mehr oder weniger abgerundet ist. Die großen Gehirnzellen des Calocoris chenopodii, bei welchen die Geschlechtschromosomen durch ihre schärferen Konturen gut zu unterscheiden sind, weisen Abweichungen auf.