Die embryonale und postembryonale entwicklung der netzaugen und ocellen von rhodnius prolixus

VII. Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit Hilfe einer Eiablageuhr genau zeitbestimmten Eiern beträgt die Dauer der Embryonalentwicklung des Keimes bei einer Temperatur von 27 ± 0,5° C und bei 85–90% r. F. 12 Tage.Am Ende des 5. Tages wird die Augenanlage zum ersten Male während der Umrollung äußerlich sichtbar.Bis zum 6. Entwicklungstage besteht die Augenimaginalscheibe aus einem verdickten Epithel.Der Augenfleck wächst, auf das funktionstüchtige Auge bezogen, von hinten nach vorn. Am hinteren Begrenzungsbogen der Anlage findet kein Zuwachs statt. Er ist von Anfang an scharf abgesetzt und wird zum Hinterrande des larvalen und imaginalen Auges.Mit dem 7. Tage haben sich auf dem Wege der Gruppenbildung einzelne Elemente des werdenden Ommas vorgeordnet. Am B. Tage wird auch äußerlich am Hinterrande des Auges auf seiner Dorso-Ventral-Mittelachse das erste Omma sichtbar, um das die folgenden im halbkreisförmigen Bogen sich anordnen.An der 2 Tage vor dem Schlüpfen einsetzenden Bildung der Cornea sind nur die Kristallkegelzellen und die Nebenpigmentzellen beteiligt.Larvenhäutung und Augenwachstum stehen histologisch in einer engen Beziehung zueinander, und beide hängen von der Einnahme einer Vollmahlzeit ab.Postembryonal erfolgen Zuwachs des Auges und Bildung der Cornea grundsätzlich in gleicher Weise wie embryonal.Während der ganzen postembryonalen Entwicklung nehmen Zahl und Größe der Facetten stetig und harmonisch zu. Die Zahl steigt um das Neunfache.In der Vorderrandzone des Auges beträgt der Breitenzuwachs für jede der fünf Häutungen konstant drei Ommen im Querschnitt.Die Cornealinsen am Hinterrande und in der Mitte des Auges sind gleich groß. Die der Vorderrandommen in der Zuwachszone sind kleiner, sie gleichen sich bei der nächstfolgenden Häutung in ihrer Größe den übrigen Ommen an. Im Auge der Imago haben alle Ommen den gleichen Durchmesser.Neben den beiden Facettenaugen besitzt Rhodnius ein Paar seitlicher Ocellen. Ihre Anlagen werden zwar früh aus der Hypodermis herausdifferenziert, ihre Entwicklung ist aber bis zur Larve V gehemmt. Bei der Anlage der Ocellen bilden sich die Zellen der Hypodermis unter ähnlichen Wachstumserscheinungen um, wie sie in der Zuwachszone des embryonalen und postembryonalen Auges deutlich werden.Die Schicht der Sinneszellen und die der Corneagenzellen werden als zwei Zellager nacheinander durch Auswanderung von Hypodermiszellen angelegt.Abschließend werden Beziehungen zwischen der Entwicklung der Sehorgane und den allgemeinen Häutungsvorgängen besprochen.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen des Auges von Planarien

Zusammenfassung Es wurde das Auge der Süßwasserturbellarien Dugesia lugubris und Dendrocoelum lacteum mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Im Feinbau stimmen die Augen beider Arten im wesentlichen überein. Das eigentliche Auge besteht aus dem Pigmentbecher und den zur Photorezeption differenzierten Nervenendigungen der bipolaren Sehzellen, den sog. Sehkolben. Das Cytoplasma der Pigmentzellen wird von durchschnittlich 1 großen kugeligen, mehr oder weniger homogenen Pigmentkörnchen erfüllt. Der Zellkern liegt in der äußeren pigmentfreien Zone des Cytoplasmas. Vor allem dort können auch das endoplasmatische Reticulum und die Mitochondrien beobachtet werden. Der sog. Pigmentbecher ist ein allseitig geschlossenes Gebilde, dessen pigmentfreier Teil von einer Verschlußmembran, der sog. Cornealmembran, gebildet wird. Diese Verschlußmembran ist ein cytoplasmatischer, nichtpigmentierter, lamellar gebauter Fortsatz der Pigmentzellen. Der distale Fortsatz der Sehzellen dringt durch die Verschlußmembran in das Innere des Auges ein. Im Inneren des Pigmentbechers wird der Raum zwischen den Sehkolben vom homogenen Glaskörper ausgefüllt. Dieser zeigt in osmiumbehandelten Präparaten eine mittlere Dichte und mit stärkerer Vergrößerung eine sehr feine fibrilläre Struktur. Der kernhaltige Teil der Sehzellen liegt außerhalb des Pigmentbechers. Der Kern ist verhältnismäßig locker gebaut, enthält einen kleinen exzentrisch liegenden Nucleolus und wird von einer doppellamellär gebauten Kernmembran begrenzt. Das Perikaryon besitzt eine feinkörnige Grundstruktur. Die Durchmesser der Körnchen wechseln von 50 bis zu mehreren 100 Å; ihre Struktur zeigt einen Übergang über die Vesiculae zu den Vakuolen des Cytoplasmas. Die verschieden großen Vakuolen des Cytoplasmas sind von einer hellen, homogenen Substanz erfüllt. Das Perikaryon enthält auch Mitochondrien. Die Grundstruktur der distalen Fasern der Sehzellen ist ähnlich wie die des Perikaryons, enthält aber auch 100–120 Å dicke Neurofilamente. Die Nervenfasern sind nackt und recht verschieden dick. Die distale Faser der Sehzellen durchbohrt die Verschlußmembran und setzt sich in den Sehkolben fort. Der Stiel — bei Dugesia lugubris — ist prinzipiell ebenso gebaut wie die Nervenfaser; er ist ihre intraokulare Fortsetzung. Auf diesem Stielteil sitzt der eigentliche Sehkolben. Er besteht im allgemeinen aus 2 verschiedenen Teilen: aus der in der Fortsetzung des Stieles liegenden Achsenzone und aus der Zone des Bürstensaumes (Stiftchenkappe). In der Achse des Sehkolbens liegen viele Mitochondrien. Die Struktur des Cytoplasmas der Achsenzone ist ähnlich wie jene im Perikaryon bzw. in der Nervenfaser. Auffallend sind in der Achsenzone viele von einer hellen, homogenen Substanz erfüllte, verschieden große Vakuolen. Ihre Zahl hängt vom Funktionszustand des Auges ab. Die Randzone des Sehkolbens ist der Bürstensaum, der von cytoplasmatischen Mikrozotten gebildet wird. Die Breite der Mikrozotten wechselt von 200–1000 Å. Die Dicke der etwas dunkleren Grenzmembran beträgt 50–70 Å, der Inhalt der Mikrozotten erscheint homogen. Der Bürstensaum gibt im Polarisationsmikroskop eine positive Doppelbrechung. Die Bürstensaumzone, die eine Vergrößerung der Membranoberfläche bewirkt, dürfte im Dienste der Photorezeption stehen.     

Die Fanghandlung der Kreuzspinne (Epeira diademata L.).

Zusammenfassung Es wird der Aufenthalt der Kreuzspinne (Epeira diademata) im Schlupfwinkel beschrieben, und einige Bedingungen für den Aufenthalt im Schlupfwinkel werden mitgeteilt.Es wird der Aufenthalt der Spinne in der Warte des Netzes beschrieben.Es wird beschrieben, wie die Spinne eine bewegungslos im Netz hängende Beute aufsucht. Experimentell wird gezeigt, daß die Suchbewegungen durch einen plötzlichen Ruck am Netz herbeigeführt werden können, daß die Spinne aber nur solange nach einer Beute sucht, als das Netz belastet ist. Sie ist imstande, die Belastung durch eine Beute von dem durch Anziehen eines Radialfadens verursachten Zug zu unterscheiden. Auch unterscheidet sie eine schwere Beute von einer leichten an der verschiedenen Belastung des Netzes; sie verhält sich in beiden Fällen verschieden.Es wird beschrieben, wie die Spinne ein vibrierendes Beutetier aufsucht.Zur Untersuchung der Reaktionen auf Vibrationsreize wurde ein Apparat konstruiert, mit dem die Vibrationen eines Beutetieres nachgeahmt werden, und mit dem tote Fliegen und andere Gegenstände in Vibration versetzt werden können.DieGrünbaumsche Hypothese, die dem Abdomen der Spinne bei der Orientierung gegen den vibratorischen Reiz eine wesentliche Bedeutung zumißt, wird widerlegt, besonders durch Versuche, in denen die Aufnahme des Vibrationsreizes durch das Abdomen verhindert wurde.Angaben vonDahl über die Bedeutung eines Farbensinnes beim Aufsuchen der Beute werden widerlegt.Die Reaktionen der Spinne in der zweiten Phase der Fanghandlung (von der Ankunft an der Beute ausschließlieh bis zum Transport derselben zur Warte) werden beschrieben und ihre Bedingungen untersucht. — Für den Fall, daß die Beute bewegungslos und vom Gewicht eines gewöhnlichen Beutetieres ist, gilt folgendes. Ist sie geruchlos (oder hat sie den Geruch eines gewöhnlichen Beutetiere's [Fliege]), so wird sie mit den Palpen betastet; hat sie den Geruch einer Wespe oder riecht sie nach Terpentin, so wird sie sofort, ohne vorheriges Betasten mit den Palpen, umsponnen. Erhält die Spinne beim Betasten mit den Palpen nun einen (mit einem chemischen verbundenen) taktilen Reiz, wie er von einem chitinigen Insektenpanzer ausgeht, so tritt der Reflex des Umspinnens ein; kleine Glaskörper werden in der Regel ebenfalls umsponnen, da von ihnen der nötige taktile Reiz ausgeht. Erhält die Spinne beim Betasten mit den Palpen dagegen einen taktilen (eventuell mit einem chemischen Reiz verbundenen) Reiz, wie er von einem nichtchitinigen Material ausgeht, so wird der Gegenstand sofort entfernt oder gebissen und so auf seine Genießbarkeit untersucht.Vibrierenden Beutetieren wird in der Regel ein langanhaltender Biß versetzt, zu dessen Herbeiführung der Vibrationsreiz allein genügt. Die Dauer des langen Bisses steht mit derjenigen der Vibration in keiner festen Beziehung. Der auf den Reflex des langen Bisses folgende Einspinnreflex wird entweder von dem beim Biß erhaltenen Reiz (chemischer Reiz ?) ausgelöst, oder, wenn ein solcher nicht empfangen wurde, von dem mit den Palpen aufgenommenen taktilen (mit einem chemischen Reiz verbundenen) Reiz. Die während des Umspinnens erfolgenden kurzen Bisse werden von einem von den um die Beute gewickelten Spinnfäden ausgehenden Reiz herbeigeführt.Es wird auch die dritte Phase der Fanghandlung (Transport in die Warte) analysiert und durch Experimente gezeigt, daß ein durch den Biß empfangener chemischer Reiz (Geschmacksreiz?) dazu nötig ist, daß ein Gegenstand aus dem Netz gelöst und in die Warte getragen wird.Der Rundgang der Spinne in der Warte wird beschrieben und als wesentlich für sein Zustandekommen festgestellt, daß die Spinne einen Faden hinter sich herziehend in der Warte ankommt; der Rundgang dient der Befestigung dieses Fadens am Gewebe der Warte. Es werden drei verschiedene Methoden beschrieben, nach denen die Spinne von einem im Netz gelegenen Punkt in die Warte zurückkehrt.Die Frage wird untersucht, wie die Spinne ihre auf Vorrat gefangenen, im Netz hängen gelassenen Beutetiere wiederfindet. Durch Experimente wird ein Gedächtnis nachgewiesen.Die Fanghandlung der Spinne wird als Kette von Reflexen erklärt, deren Aufeinanderfolge durch die Aufeinanderfolge der äußeren Reize zustande kommt     

Lamelläre Struktur des Chromatoplasmas von Cyanophyceen in mikroskopischen Dimensionen und Baueigentümlichkeiten des Protoplasten von Chroococcus turgidus

Zusammenfassung An mehreren Cyanophyceen tritt im Chromatoplasma unter bestimmten physiologischen Umständen ein Lamellenbau von mikroskopischen Ausmaßen in Erscheinung, der offenbar eine vergrößerte Ausbildung der elektronenoptisch nachgewiesenen Struktur ist. Es handelt sich um Pakete parallel liegender, ± verbogener Lamellen in gleicher Zahl und Anordnung wie in elektronenoptischen Bildern. Die Struktur ist gegenüber der von anderen Cyanophyceen elektronenoptisch nachgewiesenen nur etwa 3 fach vergrößert.Die entsprechenden physiologischen Zustände stellen sich als eine Depression bestimmter Art dar, die sich in Vergilbung und Sistierung der Zellteilungen ausdrückt. Die mikroskopisch sichtbare Lamellierung erfolgt intravital und ist reversibel. Es finden sich alle Übergänge zwischen normal blaugrünen Zellen mit körnig-homogenem Chromatoplasma und stark gelben mit deutlicher Lamellierung. Es besteht offenbar eine gleitende Reihe zwischen der submikroskopischen und der mikroskopischen Lamellierung.Die Beobachtungen zeigen, daß durch die Beschreibung des Protoplasten an einem bestimmten Zeitpunkt sein Feinbau nicht vollkommen erkannt werden kann, sondern daß dieser, wenigstens in quantitativer Hinsicht, stark vom Lebenszustand der Zelle abhängen kann.Bei Chroococcus turgidus bestehen Anzeichen, daß die Assimilations-pigmente auch in zentralen Bezirken lokalisiert sind. So reichen die Lamellenpakete des Chromatoplasmas in das Centroplasma hinein, und hier bilden sich auch Phycocyanvacuolen. Das Centroplasma wird durch das Chromatoplasma anscheinend zerklüftet, die feulgenpositive Substanz liegt zwischen den Ausbeulungen des Chromatoplasmas.     

Die Feinstruktur des Dünndarmepithels während der physiologischen Milchresorption beim jungen Goldhamster

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

Beiträge zur Vitalfärbung pflanzlicher Zellen

Zusammenfassung Von 16 basischen und 12 sauren Farbstoffen wird in Ergänzung vorhergehender Veröffentlichungen die Wanderung im elektrischen Feld, der Verteilungskoeffizient zwischen Wasser und Chloroform sowie Chloroform + Ölsäure in Abhängigkeit von der Azidität der Farbstofflösung untersucht. Weiter wird ihr Diffusionsvermögen in einem 10prozentigen Gelatinegel und die Aufnahme und Speicherung dieser Farbstoffe durch die lebende Zelle geprüft. Die Farbstoffe fügen sich im allgemeinen der früher aufgestellten Regel, daß schwach dissoziierte und auch im stärker sauren Bereich gut lipoidlösliche basische Farbstoffe sich vorwiegend als Kern- und Plasmafärber eignen, während die stärker dissoziierten und nur im alkalischen Bereich gut lipoidlöslichen basischen Farbstoffe gute Membranfärber sind und unter geeigneten Bedingungen vor allem in der Vakuole gespeichert werden. Dementsprechend erhält man bei den sauren Farbstoffen auch nur mit den schwächer dissoziierten, im sauren Bereich gut lipoidlöslichen Vertretern vitale Kern- und Plasmafärbungen. Die stark dissoziierten, nicht lipoidlöslichen Vertreter werden dagegen nur vom Zellsaft bestimmter Zellsorten (Blumenblätter) aufgenommen. Von einer bestimmten Teilchengröße ab findet auch unter sonst für die Speicherung des Farbstoffes optimalen Bedingungen keine Aufnahme statt.     

Über die Ursachen des Aufblähens von Belebtschlamm

Zusammenfassung Die Schlammkrankheit, die als Blähung oder bulking bekannt und gefürchtet ist, wird durch ein abnormes Wachstum von Fadenbakterien verursacht. Obwohl die Erscheinung hervorgerufen werden kann durch eine dauernde Zugabe kleiner Mengen (0,1 bis 0,2%) Zucker oder Stärke, muß die Ursache des plötzlichen und unerwarteten Auftretens der Krankheit in Kläranlagen nach dem Belebtschlamm-verfahren anderswo gesucht werden, da Stärke und Zucker nur in vollkommen unschädlicher Menge im Abwasser vorzukommen pflegen. Verbindungen irgendwelcher Art, welche, wie der Zucker, die Krankheit auslösen können, sind bisher nicht fefunden worden. Das im Blähschlamm vorkommende Fadenbakterium wurde rein gezüchtet und näher untersucht, wobei sich herausstellte, daß es sich, entgegen der bisherigen Annahme, wahrscheinlich nicht um Sphaerotilus natans (Kützing) handelt. Es wird der vorläufige Name Sph. paludosus vorgeschlagen. Außerdem werden zwei andere Organismen beschrieben, welche sich gelegentlich im Blähschlamm zeigen können. Es bleibt weiterem Studium vorbehalten, die Ursachen zu erforschen, welche das massenhafte Auftreten des Sph. paludosus und damit die Blähung veranlassen können.Ich möchte zum Schluß nicht verfehlen, meinem Assistenten, Herrn Dr. W. Kauffmann, für seine rege Mithilfe Dank zu sagen.     

Der Kohlehydratstoffwechsel der Panseninfusorien und die Bedeutung der grünen Pflanzenteile für diese Organismen

Zusammenfassung An frisch entnommenem oder im Thermostaten aufbewahrtem Panseninhalte von Schafen wurde zu verschiedenen Zeiten nach verschiedenartiger Fütterung des Wirtstieres die Aufnahme und Verarbeitung der Nahrung durch die Panseninfusorien mikrochemisch verfolgt. Es lassen sich dabei, unter Zuhilfenahme der Fütterung der Infusorien im Thermostaten, der Vorgang der Nahrungsaufnahme und besonders der Kohlehydratstoffwechsel mikroskopisch beobachten. Stärkekörner werden als Ganzes aufgenommen und innerhalb des Nahrungssackes arrodiert und aufgelöst; dafür tritt im Ektoplasma Ablagerung von Glykogen auf. Diese erfolgt auch bei Fütterung mit Traubenzucker oder Milchzucker. Das Glykogen wird bei mangelnder weiterer Nahrungszufuhr sehr bald wieder aufgelöst und im ZellstoffWechsel verarbeitet.Im Gegensatze zu der gierigen Aufnahme von Stärke wird tierisches Eiweiß von den Infusorien nicht aufgenommen. Stets aber finden sich in ihrem Zelleibe normalerweise Bruchstücke pflanzlicher Nahrung und besonders grüne Pflanzenteile, ohne deren Aufnahme seitens des Wirtstieres die Infusorien aus dem Pansen verschwinden, um sich mit ihrer Neuaufnahme wieder einzustellen. Auch die grünen Pflanzenteile, die mit ihrem Bestand an Chlorophyll und Zellulose ebenfalls sowohl im Pansen wie auch von im Thermostaten aufbewahrten Infusorien aufgenommen werden, Werden im Innern der Infusorien in charakteristischer Weise verändert und aufgelöst.     

Gewässerverschmutzung durch Außenbordmotoren und deren Wirkung auf Fauna und Flora

Zusammenfassung 1. An der Verschmutzung der Gewässer durch Mineralöle und deren Produkte sind in zunehmendem Maß auch die Wasserfahrzeuge mit Außenbordmotoren, gemischgeschmierten Zweitaktern, beteiligt. Da aber die Oberflächengewässer immer stärker auch für die Trinkwassergewinnung herangezogen werden müssen, sind die Untersuchungen auch von allgemeinhygienischem Interesse.2. Die durchgeführten Versuche, in denen in Abhängigkeit von Motorleistung und Mischungsverhältnis (Schmieröl — Brennstoff) die anfallenden Abgas-, Öl- und Krackprodukte chemisch untersucht worden sind, ließen einen Vergleich mit Zahlenangaben anderer Autoren zu. Der Anfall an Schmieröl, das wegen seiner schlechten biochemischen Abbaubarkeit besonders gravierend ist, kann allerdings durch Verwendung eines Brennstoffgemisches von 1 : 50 statt wie üblich 1 : 16 bis 1 : 25 um etwa 50 % herabgesetzt werden.3. Für die Tankversuche wurden durch Einleiten der Motorauspuffgase in einen wassergefüllten Behälter Versuchswässer in Konzentrationen von 1 : 1000 und 1 : 2000, d. h. Kraftstoffverbrauch zu Wasser mit Motor II (Nennleistung 18 PS, Mischungsverhältnis 1 : 50) hergestellt und chemisch untersucht. Gleichzeitig wurden mit diesen konzentrierten Wässern orientierende Toxizitäts- und Geschmacksteste mit Fischen durchgeführt. Hierbei war die letale Dosis für Karpfen und Forellen sehr unterschiedlich. Aquarien versuche mit einem Tankwasser von 1 : 2000 zeigten, daß sich die geschmackliche Beeinflussung des Fischfleisches verliert, wenn nach einigen Tagen der Exposition die Versuchstiere wieder in Frischwasser gehalten werden.4. Bei den Teichversuchen wurde durch den Betrieb eines Außenbordmotorbootes (20 PS) das Versuchsgewässer in steigendem Maße durch Auspuffgase belastet. Hierbei waren insbesondere Fische ein brauchbarer und empfindlicher Indikator für den Grad der Gewässerverölung, da sie infolge Speicherung der im Wasser gelösten, emulgierten und suspendierten Verbrennungsprodukte verhältnismäßig schnell geschmacklich ansprachen. Dadurch konnten auch unterschwellige Konzentrationen der Auspuffgase erfaßt werden. Während der Versuchszeit war bei steigendem Verbrauch an Kraftstoffgemisch eine zunehmende Belastung an organischen Stoffen festzustellen. Dies drückte sich in einem Anstieg des KMnO₄-Verbrauches, des Geruchsschwellenwertes, im Gehalt an schwerflüchtigen Kohlenwasserstoffen und den Sauerstoffwerten aus; auch der Geschmack des Fischfleisches wurde von mehreren Versuchspersonen immer stärker als ölig bzw. ungenießbar empfunden.5. Wie dargelegt werden konnte, ist eine irreparable Verölung von Gewässern durch den Betrieb von Außenbordmotoren nicht zu erwarten, wenn der Bootsbetrieb während der Saison mit der Größe des Gewässers und seinem biologischen Selbstreinigungsvermögen abgestimmt wird. In dieser Hinsicht kann auch einiges von der motortechnischen Seite aus getan werden, wie beispielsweise die Herabsetzung des Schmierölanteils im Brennstoffgemisch und eine ordnungsgemäße Wartung der Motoren.6. Die Untersuchungen bezogen sich auftragsgemäß auf die Gewässerverschmutzung durch Außenbordmotoren, doch sind in diesem Zusammenhang die bei der Binnenschiffahrt anfallenden Bilgewässer- und Altöle zu erwähnen, die oft unkontrolliert über Bord abgelassen werden. Diesem Übelstand wäre aber durch gesetzliche Vorschriften und Einrichtung von Annahmestellen für obige Ölabfälle entlang den Wasserstraßen zu begegnen, wie es am Rhein und an der Elbe bereits praktiziert wird. Gerade im Hinblick auf die Bedeutung des Bodensees als Trinkwasserspeicher wird man hier die Entwicklung der Klein- und Binnenschiffahrt besonders sorgfältig beobachten und gegebenenfalls durch entsprechende Maßnahmen lenken müssen.

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Water pollution by outboard motors and its effects on fauna and flora

Cases of water pollution by outboard motors have been reported in America and Switzerland. The present studies have been sponsored by the German Federal Board of Health in co-operation with the Institute for Internal Combustion Engines of the Technical University of Berlin. We have conducted (a) motor brake tests, (b) tank tests and (c) tests in ponds, considering effects of dissolved engine gases on fishes and fish food organisms in relation to fuel consumption and test duration. Tests were made with 3 new, mixed-lubricated twostroke carburettor engines with underwater exhausts and a capacity of 6, 20 and 40 PS, respectively, releasing a drift of oil, as well as petrol and its combustion products. Of special interest were hydrocarbons because of their poor biochemical decomposition in organisms and phenols in view of their toxicity in water. Lethal doses differed in the fishes (carps, trouts) tested. During pond tests these fishes turned out to be sensitive indicators for the degree of water pollution because accumulation of combustion products in the water can be tested very quickly in terms of fish flesh flavour. Experiments in aquariums containing a concentration of 1 : 2000 demonstrated that detrimental changes in the flavour of the fish flesh disappeared after some days exposure to clean freshwater. The pond experiments further revealed a significant reduction in the number of certain microorganisms. After termination of tests, the chemical and biological conditions improved increasingly within a few weeks due to self-purification of the water. Our investigations show clearly that, in waters serving as drinking water supplies, all boat activities must be avoided.

     

Untersuchung des biologischen Säureabbaus im Wein Isolierung und Charakterisierung von Äpfelsäure-abbauenden Bakterien

Zusammenfassung Aus Traubenmosten konnten während eines Zeitraumes von etwa 14 Tagen einige Wochen nach Beendigung der Gärung Bakterien isoliert werden, die den enzymatischen Abbau der Äpfelsäure zu Milchsäure und Kohlensäure durchzuführen vermögen. Es Handelt sich bei diesen Bakterien um stäbchenförmige, homofermentative und kokkenförmige, heterofermentative Milchsäurebakterien, die wahrscheinlich den bekannten Arten Lactobacillus plantarum und Leuconostoc citrovorum nahe stehen, aber nicht mit ihnen identisch sind. Vier verschiedene, aus Most isolierte Bakterienstämme werden beschrieben aber nicht neu benannt, um einer evtl. späteren, umfassenden Bearbeitung der im Wein vorkommenden Bakterien nicht vorzugreifen.An Rebenblättern kommen Bakterien vor, die unter anaeroben Bedingungen äpfelsäure abzubauen vermögen, so daß angenommen werden kann, daß die Bakterien ebenso wie die Hefen als Aufwuchsflora der Weintrauben in den Most gelangen.     

Über Farbwechsel und Farbensinn von Cephalopoden

Zusammenfassung Sepia und Octopus passen sich in Helligkeit und Farbton, in gewissem Maß auch in dem Helligkeitsmuster an ihre Umgebung an. Bei Sepia unterscheidet sich Farbton und Grauverhüllung auf unbunten Helligkeiten stark von den Farbtönen und Verhüllungsgraden auf bunten Untergründen. Die Farbtöne der Sepien auf blauen und grünen Untergründen weichen in entgegengesetztem Sinn von der Färbung der Sepien auf unbunten Untergründen ab wie auf gelben und roten Untergründen. Die Färbung der Sepien ist auf den bunten Untergründen gesättigter (weniger grauverhüllt) als auf unbunten Untergründen verschiedener Helligkeit.Bei Octopus sind die Gegensätze nicht so ausgesprochen, doch ist das Aussehen von Octopus in blauer und in roter Umgebung ebenso gesichert von der Erscheinung in unbunter Umgebung im selben Sinne wie bei Sepia verschieden.Die verschiedene Färbung der Haut wird bei Sepia und Octopus durch ein System von schwarzen, gelben und orangefarbigen Chromatophoren und von Iridozyten (Reflektorzellen) bewirkt. Einer Umgebung, die kurzwelliges Licht blauer und grüner Bereich) zurückwirft, bleiben die bunten Chromatophoren mehr kontrahiert als in einer Umgebung, die langwelliges Licht reflektiert (gelber und roter Bereich). In roter Umgebung werden die orangefarbigen Chromatophoren maximal ausgebreitet.Diese Farbenanpassungen beweisen, daß von Sepia und Octopus Lichter verschiedener Wellenlänge nicht nur nach ihrem Helligkeitswert unterschieden werden. Das wird auch durch die Dressurversuche an Octopus bestätigt.In einer aus weißen und schwarzen Feldern bestehenden Umgebung wird Octopus meist unregelmäßig gefleckt.     

The encoder mechanism of receptor neurons

Zusammenfassung Ausgehend von den elektrischen Vorgängen an der erregbaren Membran wird der Kodierungsprozeß untersucht. Eine Leitwert-Potential-Beziehung als Bedingung für die Impulsauslösung gestattet eine detaillierte Analyse bei verschiedenen Eingangssignalen. Bei der Ansteuerung mit einem Leitwert erfolgt die Sättigung der Umsetzungskennlinie des Kodierers erheblich früher als bei Stromeingang. Auch das Phänomen des over-stretch wird vom Modell erklärt. Zur Kleinsignalanalyse wird die Theorie der Systeme mit zeitvariablen Parametern angewendet. Die Übertragungsfunktion des Kodierers setzt sich in vielen Fällen additiv aus denen mehrerer Leckstrom-Integratoren mit unterschiedlichen Zeitkonstanten zusammen. Auch die teilweise beobachtete Abhängigkeit der Parameter von der Trägerfrequenz wird modellmäßig erfaßt. Die Adaptationsvorgänge im Kodierer beruhen auf einer intracellulären Anhäufung von Natriumionen während der Impulsabgabe. Die Aktivierung der Ionenpumpe bewirkt einen zusätzlichen Stromfluß, wodurch sich die abgegebene Impulsfrequenz verringert. Bei größeren Ansteuerungen trägt die durch langsame Kalium- und Natriuminaktivierung auftretende Verschiebung der Impulsauslösecharakteristik ebenfalls zur Adaptation bei. Die Betrachtungen, obwohl allgemeingültig für den biologischen Mechanismus der Impulsentstehung und Kodierung, wurden im Rahmen der Arbeit nur auf experimentelle Befunde an Receptorneuronen begrenzt. Für das Motoneuron und Neuronen in verarbeitenden Schichten müssen zusätzlich die Summation synaptischer Vorgänge und statistische Verknüpfungen zwischen Eingangs- und Ausgangssignal berücksichtigt werden.

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Presented at the IV. Internat. Biophysics Congress, Moscow, August 7–14, 1972.     

Feldversuchswesen: die Gitterquadratmethode in praktischer Anwendung

Zusammenfassung Die Grundlagen der Gitterquadratmethode werden soweit erörtert, wie es für die praktische Anwendung erforderlich ist. In Tabellen werden die Teilstückzahlen, welche die einzelnen Versuchsgrößen notwendig machen, gegeben.Es wird darauf hingewiesen, daß durch Verwendung von Standortnummern die technische Durchführung der Versuche wesentlich erleichtert wird.Zur Verrechnung wird auf Schemata hingewiesen, von denen im Rahmen dieser Erörterung nur ein Beispiel gebracht werden kann.Die in der Futterpflanzenabteilung des Instituts für Acker- und Pflanzenbau, Müncheberg, seit 1954 nach der Gitterquadratmethode angelegten und ausgewerteten Versuche sind in einer Tabelle zusammengefaßt. Eine Besprechung der einzelnen Versuche ergab, daß die erzielten Grenzdifferenzen dem Normalen entsprechen.Es kann gesagt werden, daß die technischen und verrechnungsmäßigen Schwierigkeiten der GM bei weitem nicht so groß sind, wie bisher angenommen wurde, und es wird besonders dem Pflanzenzüchter empfohlen, die Methode in stärkerem Maße für die Prüfung von zahlreichen Zuchtstämmen anzuwenden.     

Zur Kenntnis des osmotischen Verhaltens von Getreidewurzeln

Zusammenfassung Zur Feststellung der plasmolytischen Schädigung der die Nährstoffaufnahme durchführenden Wurzelepidermiszellen, eine Große, welche im Mitscherlichschen Ertragsgesetz als Schädigungsfaktor hervortritt, wurden die GPW mit Lösungsreihen von Mannit, KNO₃ und Ca(NO₃)₂ der vier Hauptgetreidearten (Hafer, Roggen, Gerste, Weizen) während der Vegetationsperiode gemessen. Am besten bewährte sich Mannit als Plasmolytikum. Es zeigte sich, daß die osmotischen Werte der jungen Wurzeln etwa bei der Konzentration von 0,15 mol. Mannit, d. i. bei etwa 3,65 at, also bei relativ niedrigen Werten liegen. Im Laufe der Entwicklung ändern sich die plasmolytischen Grenzwerte wie in den Tabellen und Kurven dargestellt. Die Diskussion der Ergebnisse zeigt, daß bereits plasmolytische Schädigungen bei Salzkonzentration in der Bodenlösung von über 3%. eintreten können. Es ist aber offenbar, daß bei einer Stickstoff-Stoßdüngung die GPW erreicht werden und so zu einer Schädigung der Wurzeln führen können. Bei der Stadiendüngung wird diese Gefahr vermieden.Für die Anregung der vorliegenden Untersuchungen bin ich Herrn Doz. Dr. Hans Linser sehr zu Dank verpflichtet. Herrn Prof. Dr. Karl Höfler danke ich für wertvolle Hinweise.     

Physiologische Untersuchungsmethoden zur Bestimmung des Schädlichkeitsgrades von Abwassergiften in Süß-, Brack- und Salzwasser

Zusammenfassung 1. Es werden verschiedene physiologische Methoden beschrieben, um den Schädlichkeitsgrad von Abwässern in Süß- und Salzwasser zu untersuchen. Die Veränderung des physiologischen Verhaltens eines Lebewesens in einem abwassergeschädigten Milieu ist ein gutes Kriterium für den Grad der Verunreinigung eines Gewässers. Es lassen sich dabei folgende Phasen unterscheiden: (a) Die Letalitätsgrenze, bei der ein Tier nicht lebensfähig ist. (b) Die Störungsschwelle, in der stärkere physiologische Schwankungen eintreten, die nicht unmittelbar, aber auf die Dauer gesehen, zum Tode führen. (c) Die Erträglichkeitsgrenze, bei der sich geringe Schwankungen noch kompensieren lassen. Die Störungsschwelle ist bei der Beurteilung besonders wichtig, da sie den biologisch-normalen vom pathologischen Bereich trennt. Die Konzentration eines Abwassers, die als Belastung des Vorfluters noch zulässig ist, muß also in jedem Falle unterhalb der Konzentration liegen, die als Störungsschwelle festgestellt wurde.2. Folgende Methoden können verwendet werden, um diese drei typischen Bereiche zu erfassen: (a) Der Stoffwechseltest. Hierbei werden Sauerstoffverbrauch, Atemfrequenz und Darmtemperatur der Versuchstiere untersucht. Der O₂-Verbrauch wird chemisch, die Atemfrequenz und Darmtemperatur werden nach einer elektrischen Methode untersucht. Außerdem wird der Gewebestoffwechsel in derWarburg-Apparatur gemessen. (b) Die reizphysiologische Untersuchung. Reizphysiologische Veränderungen werden einmal durch Untersuchung der Reaktion der Versuchstiere im elektrischen Feld registriert. Zum anderen werden die Reizbeantwortungen eines freipräparierten Nerven mit Hilfe eines Kathodenstrahloszillographen gemessen. Die Höhe der abgegebenen Potentiale ist dann ebenfalls ein Maß für die erfolgte Beeinflussung der nervenphysiologischen Funktionen. (c) Die Untersuchung des Blutbildes. Es werden Anzahl und Oberfläche der roten Blutkörperchen sowie die Hämatokritwerte untersucht. (d) Die Untersuchung des Kalium- und Natriumgehaltes im Serum und Ganztier. Die Bestimmungen werden mit Hilfe eines Flammenphotometers vorgenommen. (e) Die Messung des Fischwiderstandes. Diese Untersuchung erfolgt nach dem Prinzip des Spannungsabfalls mit Hilfe eines Zweistrahloszillographen. (f) Die histologische Untersuchung, die nur indirekt auf eine funktionelle Veränderung bestimmter Organe schließen läßt.3. Mit diesen Methoden wurde das Mischabwasser einer chemischen Fabrik auf seinen Schädlichkeitsgrad hin untersucht. Das Abwasser wurde in Süß-, Brack- und Salzwasser getestet. Die Ergebnisse zeigten, in welcher Verdünnung das Abwasser eingeleitet werden kann, um eine Schädigung der im Wasser lebenden Tiere weitgehend zu verhindern.

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Methods of physiological research for assessing the degree of injury of waste water poisons in fresh, brackish and salt water

Changes in the physiological behaviour of animals exposed to a polluted medium are a good criterium for the grade of the water. The following categories can be distinguished: (a) the limit of lethality, (b) the disturbance limit, (c) the tolerance limit. The disturbance limit is especially important for critical examination, as it separates the biologically normal responses from the pathological ones. The following methods can be used in order to find out to which category the fish belongs: studies of metabolism, responses to stimuli, investigations of the blood status, determinations of potassium and sodium contents in serum and in the total organism, measurement of electrical resistance of fishes and of their gut temperature, and histological examinations. Research has been carried out by these methods with regard to the amount of damages caused by the mixed waste water of a chemical factory. The waste water was tested in fresh, brackish and sea-water. The results showed how much poisonous water could be added to the pure water without injury to the animals living in it.

     

Experimenteller Beitrag zur Physiologie des Winterschlafes

Zusammenfassung. An im Winterschlaf befindlichen Siebenschläfern wird auf thermoelektrischem Wege die Körpertemperatur und die Umgebungstemperatur verfolgt, wobei die Tiere unter möglichst physiologischen Bedingungen gehalten und auch durch die Mess ingen nicht gestört werden. Unter solchen Verhältnissen folgt die Körpertemperatur der Außentemperatur passiv. Es gelingt durch subkutane Injektion mit 0,2–0,4 ccm 1-bzw. 3%igen Atropin winterschlafende Tiere aufzuwecken und in einen Zustand überzuführen, welcher sich nach dem Verlaufe der Körpertemperatur und dem ganzen Verhalten nicht von dem eines spontan erwachten Tieres unterscheidet. Dieses Ergebnis wird als Stütze betrachtet für die von W. R. Hess aufgestellte Theorie, daß der Winterschlaf — wie der normale Schlaf — durch das vegetative Nervensystem reguliert wird, und zwar im Sinne eines Vorherrschens der Punktion des Parasympathikus.     

Über den Erregbarkeitsverlust von Nitella in alkalischer Lösung

Zusammenfassung AnNitella-Internodialzellen wird das gegen das Außenmedium negative elektrische Potential des Protoplasmas durch NaOH-Lösungen, die schließlich zur Aufhebung der Erregbarkeit führen, zunächst erhöht, worauf eine zunächst rasche und später immer langsamere Abnahme erfolgt. Wird die NaOH-Lösung wieder durch Wasser ersetzt, so sinkt das Potential stark und steigt im Laufe der Erholung nur langsam wieder an.Die Aktionsströme werden bei der NaOH-Einwirkung reduziert, und zwar zunächst in gleicher Weise bei direkter Reizung einer Zellhälfte wie bei Zuleitung der Erregung von der anderen Zellhälfte durch eine mit Vaselin abgedichtete Strecke. Später, bei weiterer Reduktion der Aktionsströme, werden die bei zugeleiteter Erregung mitunter stärker betroffen. Schon ehe dieser Zustand erreicht wird, sind die Strömungsstillstände zeitlich verkürzt und örtlich eingeschränkt. Der Erregungsvorgang scheint sich somit nicht mehr über die ganze Zelle auszubreiten. Bei stärkerer NaOH-Einwirkung geht, wie durch die Arbeiten von Osterhout und Hill schon bekannt ist, die Leitfähigkeit durch eine mit Vaselin abgedichtete Strecke verloren und schließlich läßt sich bei direkter Reizung weder nach dem Erfolg auf das elektrische Potential noch nach dem auf die Strömung zwischen Erregungsvorgang und Zellschädigung unterscheiden.     

Kurztagbehandelte Klone in der Roggenzüchtung

Zusammenfassung Da der Roggen der Züchtung viele Schwierigkeiten bietet, wurde versucht, die Vorbedingung für die Anwendung eines Weges, der sich auf die Klonungsfähigkeit des Roggens gründet, zu prüfen. Eine Serie der im Laufe des ersten Sommers aus jeder Pflanze erzielten Klonteile steht im zweiten Sommer unter normalen Bedingungen im Leistungsversuch mit anderen Klonen. Während dieser Zeit wird die zweite Serie der im ersten Sommer erhaltenen Klonteile nach Überwinterung im Freiland in Kurztagbehandlung gebracht und damit am Schossen verhindert. Nach Auswertung der Versuches mit der Langtagserie blühen die besten Klone im 3. Sommer untereinander ab, und es werden diallele Paarungen durchgeführt, um die Kombinationsfähigkeit zu prüfen. Auf diese Weise wird praktisch das gleiche Individuum nach Prüfung seines Wertes im ersten Jahr im zweiten mit anderen wertvollen Typen zusammen zum Abblühen gebracht, was bisher in der Roggenzüchtung nicht möglich war, da das Individuum nicht mehr lebte, wenn sein Wert am Ertrag bestimmt werden konnte. Es wurde gezeigt, daß es möglich ist, Roggenklone mehrere Jahre am Leben zu erhalten. Durch das Klonen an sich findet keine Schwächung der Pflanzen statt. Die Benutzung klonungsfähiger Pflanzen schließt keine in bezug auf den Ertrag negative Auslese ein, und die Kurztagbehandlung wird von leistungsfähigen wie ertragsarmen Klonen in gleicher Weise vertragen.Für die Möglichkeit, diese Untersuchungen durchzuführen, und stete Anteilnahme und Förderung danke ich Herrn ProfessorKappert.Mit 1 TextabbildungHerrn Prof.H. Kappert zum 65. Geburtstag gewidmet     

The torque-angle transfer function of the human eye

Zusammenfassung Sinusförmig wechselnde Kräfte werden am Auge angewandt, und die resultierenden Bewegungen werden mit Hilfe eines Beschleunigungsmessers gemessen. Dieser ist an einer Kontaktlinse befestigt. Die Veränderung der Größe und des Phasenwinkels der Augendrehung mit der Frequenz wird in Form eines Bode-Diagramms wiedergegeben. Ein mechanisches Modell, das aus linearen visco-elastischen Elementen besteht, wird verwendet, um das Augapfel-Muskel-System nachzuahmen. Die Parameter des Modells werden nach der Methode der besten Übereinstimmung aus den Übergangs-Charakteristika bestimmt. Die Beschleunigung-gegen-Zeit Kurve der Bewegung, die durch Anwendung einer stufenartigen Verdrehung am Auge verursacht wird, ist in guter Übereinstimmung mit der vom Modell vorausgesagten. Die Drehwinkel-Übergangsfunktion des unbelasteten Auges wird aus dem Modell durch Abzug des Trägheitsmoments der Kontaktlinse und ihrer Anhängsel abgeleitet. Ergebnisse für Horizontal- und Vertikalbewegungen werden gesondert diskutiert. Vier kanonische und eine nicht-kanonische Form des mechanischen Modells sind angegeben. Angesichts der bekannten mechanischen Eigenschaften freiwilliger Muskel wird vermutet, daß die nicht-kanonische Form am ehesten physikalischen Elementen in der Augenhöhle entspricht. Drei Arten der Augenbewegung, die für das Sehen wichtig sind, werden verglichen mit der Mechanik des Augapfel-Muskel-Systems. Es wird vorausgesagt, daß eine Rotationsresonanz des Augapfels in der Pfanne erzeugt werden kann, wenn der Kopf in geeigneter Weise in Schwingungen gebracht wird. Die Natur der Muskelkräfte, die für saccadische Bewegungen und unwillkürliche Fixierungstremore verantwortlich sind, wird aufgeklärt.     

Zur Kombination von UV-Microbeambestrahlungen mit UV-mikrospektrometrischen Messungen in lebenden Zellen

Zusammenfassung Es wird eine Anlage beschrieben, in der ein UV-Mikrospektralphotometer mit einerUV-Microbeameinrichtung kombiniert ist. Dabei ist es gelungen, die Strahlenbelastung im UV-Mikrospektralphotometer so niedrig zu halten, daß eine Messung in lebenden Zellen, z. B. nachMikrobeambestrahlung möglich ist.Sowohl automatischeScanningmessungen mit Integration der Extinktion als auch die Aufnahme von Extinktionsspektren sind möglich. Es wird gezeigt, wie durch eine besondere Regeleinrichtung im Einstrahlverfahren direkt die Extinktion in Abhängigkeit von der Wellenlänge geschrieben werden kann. Meß- und Bestrahlungsort können unabhängig voneinander gewählt werden. Verschiedene Zusatzeinrichtungen werden beschrieben. Die Messung von Meß- und Bestrahlungsdosen wird diskutiert und gezeigt, daß die Meßdosen weit unter den Schädigungsdosen liegen. Weiter wird erläutert, daß nur mit einem UV-Mikrospektralphotometer bei einer Strahlenbelastung weit unter der Schädigungsgrenze genaue Angaben der absorbierten Dosis im UV beiMicrobeam- und Partialbestrahlung, aber auch für die Bestrahlung ausgedehnter Objekte erhalten werden können.