Aufnahme von Trypanblau und Ferritin in die Blasenzellen des Bindegewebes von Helix pomatia und Cepaea nemoralis (Stylommatophora,Pulmonata)

Zusammenfassung Untersuchungen des Bindegewebes der stylommatophoren Pulmonaten Helix pomatia and Cepaea nemoralis zeigen, daß die Blasenzellen des Bindegewebes befähigt sind, Substanzen aus der Hämolymphe aufzunehmen. Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen ausgewählter Bindegewebsbereiche, die in bestimmten Zeitintervallen nach der Injektion von Trypanblau oder Ferritin in die Körperhöhle präpariert wurden (Stufenuntersuchungen), ergaben, daß — mit Ausnahme einiger Blutzellen — ausschließlich die Blasenzellen die injizierten Substanzen aufgenommen hatten. Weder andere Bindegewebszellen noch die Zellen von Organen (u.a. Gonaden, Schlundringganglien), die von Bindegewebe umgeben werden, enthielten diese Substanzen oder hatten sie akkumuliert. Die elektronenmikroskopischen Aufnahmen zeigen, daß die Aufnahme von Ferritin in die Blasenzellen wahrscheinlich durch Pinocytose erfolgt.

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Uptake of trypan blue and ferritin into the globular cells of the connective tissue of Helix pomatia and Cepaea nemoralis (Stylommatophora, Pulmonata)

Summary Investigations of the connective tissue of the stylommatophoran pulmonates Helix pomatia and Cepaea nemoralis have demonstrated, that so-called globular cells have the capability for the uptake of substances out of the hemolymph. Light- and electron-microscopic investigations of pieces of connective tissues fixed at different intervals after the injection of Trypane Blue or Ferritin into the cavity of the body give striking evidence for the uptake of these substances exclusively into the globular cells (with the exception of some blood cells). Neither other connective tissue cells nor cells of the organs (e.g. gonads, central nervous ganglions) surrounded by connective tissue incorporate or accumulate the injected substances. The uptake of Ferritin into the cytoplasm of the globular cells, normally filled with a high amount of glycogen, takes place by pinocytosis.

     

Blasenzellen im Bindegewebe des Schlundrings von Cepaea nemoralis L. (Gastropoda,Stylommatophora)

Zusammenfassung Die Blasenzellen stellen ein typisches Zellelement im Bindegewebe der Gastropoden dar. Licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen an Cepaea nemoralis haben gezeigt, daß der größte Teil einer Blasenzelle mit einer veränderlichen Glykogenmenge angefüllt ist. Diese zentrale Glykogenansammlung verdrängt das Zytoplasma mit seinen Organellen auf den peripheren Bereich der Zelle einschließlich der Zellausläufer und einen schmalen Saum um den Zellkern. Das wichtigste Identifizierungs-merkmal der Blasenzelle ist eine sehr spezialisierte — hier als Spaltenapparat bezeichnete — Oberflächendifferenzierung. Die Auswertung von Serienschnitten hat gezeigt, daß diese Oberflächenstruktur durch eine zum Teil verzweigte Invagination des extrazellulären Raumes gebildet wird, die wiederum von der Blasenzelle durch eine mäanderförmig unterbrochene Platte abgedeckt ist. Zwischen dem Spaltenapparat der Blasenzellen und dem Reusenapparat der Podozyten der Niere scheint eine Ähnlichkeit zu bestehen.

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Globular cells of the ganglionic connective tissue sheath of Cepaea nemoralis L. (Gastropoda, Stylommatophora)I. The ultrastructure of the cells

Summary The globular cells are typical elements of the connective tissue of Gastropods. Light- and electronmicroscopic investigations of Cepaea nemoralis have shown, that these cells are filled with variable contents of glycogen, accumulated in the centre of the cell. This crowds the cytoplasm and the cell organelles into the peripheral area, including the cell processes and a narrow band surrounding the nucleus. The typical element of the globular cell is a special differentiation of the cell surface, the so-called Spaltenapparat. The three-dimensional organisation of the Spaltenapparat has been analysed by serial ultrathin sections. The reconstruction shows, that the Spaltenapparat consists of numerous branched invaginations of the extracellular space covered by very small, winding cell processes; there are tiny clefts between them. There appears to be some similarity between the Spaltenapparat of the globular cells and the pedicels of the podocytes of the renal glomerulus.

Frau Prof. Dr. A. Nolte danke ich für anregende Diskussion, Frau R. Dingerdissen und Herrn Dr. Kappert für technische Hilfe.     

Einfaches Funktionsschema zur Beschreibung der subjektiven Dauer von Schallimpulsen und Schallpausen

Es wurden mit Hilfe von Verhältniswertmessungen die Empfindungsfunktionen der subjektiven Dauer sowohl von Schallimpulsen als auch von — zwischen Schallimpulsen eingelagerten — Pausen bestimmt. Aus den Empfindungsfunktionen konnte entnommen werden, daß sowohl kurze Schallimpulse als auch kurze Schallpausen relativ zu ihrer objektiven Dauer überbewertet werden. Das heißt, das Verhältnis der subjektiven Dauer zur objektiven Dauer ist für kurze Intervalle größer als für lange Intervalle. Bei Impulsdauern oberhalb von 800 msec und bei Pausendauern oberhalb von 2 sec bleibt das Verhältnis mit zunehmender Dauer konstant.Die ermittelten Daten dienten als Grundlage für ein einfaches Funktionsschema. Dieses beruht im Prinzip auf einer zeitlichen Impulsumformung: Schallimpulsen wird ein Gleichspannung-simpuls mit gleichem Zeitverlauf, d. h. gleicher objektiver Dauer zugeordnet, der über ein Integrationsglied (RC-Glied) umgeformt wird. Der Beginn und das Ende des umgeformten Impulses wird durch Über- und Unterschreiten einer bestimmten Schwellenhöhe, die relativ zum erreichten Maximum des umgeformten Impulses liegt, neu definiert. Schallpausen werden analog — wie negative Impulse—in einem getrennten Kanal, ausgehend vom eingeschwungenen Zustand, behandelt. Die Zeitkonstante des RC-Gliedes ist =200 msec, die Schwellenhöhe liegt bei U _s =0,7û _c .Durch einen Kontrollversuch wurde abschließend das Funktionsschema überprüft und bestätigt.     

Saisonbedingte Veränderungen in der Morphologie der Leydigzellen von Rana esculenta

Zusammenfassung Saisonabhängige Veränderungen in der Morphologie der Leydigzellen von Rana esculenta wurden über den Zeitraum eines Jahres in Licht- und Elektronenmikroskop untersucht.In den Monaten November bis Februar kommen im Zytoplasma der Leydigzellen kleine Mitochondrien des tubulären Typs, Vesikel des glatten endoplasmatischen Retikulum und freie Ribosomen vor, Fettvakuolen treten nur vereinzelt auf, der Golgikomplex ist gering entwickelt. In der Zeit von März bis Juni nimmt die Zahl der Zellorganellen zu. Es erscheinen in Gruppen angeordnete Lysosomen und außer den kleinen Mitochondrien Riesenmitochondrien, des Golgifeld ist größer, die Fettvakuolen sind vermehrt. Sowohl die kleinen als auch die Riesenmitochondrien enthalten Kristalle, die aus osmiophilen globulären Einschlußkörpern hervorzugehen scheinen. In den Monaten Juni/Juli ist fast der ganze Zelleib einer Leydigzelle von Fettvakuolen ausgefüllt. Die Zahl der Riesenmitochondrien und Lysosomen verringert sich, das Golgifeld ist wieder unauffällig.Eine Beziehung zwischen der Vermehrung und Entfaltung der Zellorganellen und der in der Literatur angegebenen Phase der gesteigerten Steroidproduktion konnte festgestellt werden. Das Auftreten der Riesenmitochondrien und Lysosomen und ihre Bedeutung für die saisonbedingte Entwicklung und Involution der Leydigzellen wird diskutiert.

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Seasonal changes in the morphology of leydig cells in Rana esculenta

Summary Seasonal changes in the structure of the testicular interstitial cells in Rana esculenta were investigated.Throughout November–February, small mitochondria of the tubular type, visicles of the smooth endoplasmic reticulum and free ribosomes predominate and the cytoplasm contains few lipid droplets and a poorly developed Golgi apparatus. During the period from March to June the cell organelles increase in number. There are numerous aggregated lysosomes and conspicuous accumulations of lipid droplets. Besides small mitochondria increasing numbers of giant mitochondria occur and the Golgi complex is enlarged. The small and giant mitochondria contain crystals which seem to originate from osmiophilic globular inclusion bodies. During June and July the whole cytoplasm may be filled with lipid droplets. Concomitantly there is a decrease in the number of lysosomes and giant mitochondria and the Golgi apparatus is in a state of involution.Possible correlations between the development of the cell organelles and the period of increased steroid production are pointed out. The appearance of giant mitochondria and lysosomes and their importance for seasonal Leydig cell development and involution are discussed.

Auszugsweise vorgetragen auf der 68. Versammlung der Anatomischen Gesellschaft in Lausanne, April 1973. — Herrn Prof. Dr. Dr. E. Horstmann danke ich für die Anregung zu dieser Arbeit und Herrn Prof. Dr. A. F. Holstein für die Durchsicht des Manuskriptes.     

Pinocytose und Bewegung von Amöben

Zusammenfassung Die Mucoidschicht von Amoeba proteus enthält saure Mucopolysaccharide und ist funktionell einem Kationenaustauscher vergleichbar. Schwermetallpartikel und Proteine werden in Abhängigkeit vom pH-Wert des Kulturmediums in unterschiedlich starken Mengen an die Mucoidfilamente gebunden. Die dem Plasmalemm unmittelbar aufliegende globuläre Grundschicht besitzt dagegen für die untersuchten Substanzen keine Adsorptionsfunktion und unterscheidet sich demnach sowohl physiologisch als auch chemisch von der filamentartigen Zone.Quantitative Messungen über die pH-abhängige Anlagerung von Ferritin haben ergeben, daß die Mucoidfilamente in der Lage sind, Kationen aus dem Kulturmedium bis zu einer um das 17fache höheren Konzentration anzureichern.Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung sprechen dafür, daß die Anreicherung derartiger Substanzen an der Zelloberfläche eine notwendige und physiologisch sinnvolle Voraussetzung für die Auslösung einer induzierten Endocytose darstellt.

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Pinocytosis and locomotion of amoebaeX. The significance of the mucous layer for the initial phase of the induced endocytosis in Amoeba proteus

Summary The mucoid layer of Amoeba proteus contains acid mucopolysaccharides, which are involved in the exchange of cations. Depending on the pH of the external medium, different amounts of heavy metal particles and proteins are bound to the mucoid filaments. The globular ground layer, which is directly apposed to the plasma membrane does not bind any of the substances studied and, therefore, differs from the mucoid filaments in function as well as chemical nature. Measurements of the pH-dependent adsorption of ferritin demonstrate that the mucoid filaments are able to accumulate cations in concentrations 17 times that of the external medium. These results suggest that the accumulation of substances at the cell surface is a prerequisite for the initiation of induced endocytosis.

     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Aus sinusoidalen Analysen im Frequenzbereich von 0,01–70 Hz ist es gelungen, das dynamische Verhalten des passiven Muskels durch eine Serienschaltung dreier Maxwell-Elemente zu approximieren. Die MaxwellElemente werden den im entspannten Zustand bestimmenden morphologischen Strukturen — Verbindungsfilament, Myosinfilament und H-Zone — zugeordnet. Der passive Muskel kann als ein lineares System mit konzentrierten Parametern aufgefaßt werden, da viscose Zwischenwirkungen zwischen den Actinfilamenten und den dominanten passiven Elementen vernachlässigbar klein sind. Über die aus elektronenmikroskopischen Untersuchungen und Röntgenstrukturanalysen bekannten Dehnbarkeiten der einzelnen Filamentstrukturen des Muskels ist es möglich, Steifigkeitswerte für das Verbindungsfilament (1,4 (g/m), das Myosinfilament (34,2 g/m) und die H-Zone (4,6 g/m) zu bestimmen. Der elastische Modul des Myosinfilamentes, 1,5×10¹⁰ dyn/cm² ist vergleichbar mit den in der Literatur für andere natürliche Polymere angegebenen Elastizitätswerten.Für den Muskel im Zustand der Totenstarre, wo alle Myosinbrücken am Actinfilament festhalten, wird die Dehnbarkeit der H-Zone zum bestimmenden Faktor.Die Dynamik des passiven Muskels ist im beträchtlichen Maße abhängig von der Verstärkung der Restaktivität bei sehr niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen. Bei zunehmender Dehnbarkeit des Myosinfilamentes wird dieser Verstärkungsfaktor größer und die resultierende Phasennacheilung wird dominant über die durch die passiven Strukturen hervorgerufene Phasenvoreilung. Bei hoher Ionenstärke wird das Myosinfilament so weich, daß die vorhandenen niedrigen Ca⁺⁺-Konzentrationen von 10^–9M, bei denen der Muskel sich normalerweise im entspannten Zustand befindet, für eine Aktivierung ausreichen; der Muskel leistet oszillatorische Arbeit.     

Grösse der RNS-Synthese in Nukleolus und Karyoplasma bei einigen Zellarten der Maus

Zusammenfassung Die Inkorporation von H-3-Uridin und H-3-Cytidin in Nukleolus, Karyoplasma und Cytoplasma einiger Zellarten der Maus wurde autoradiographisch bis bis herunter zu Versuchszeiten von wenigen Minuten ermittelt.Es wird gezeigt, daß die Berücksichtigung der Selbstabsorption der weichen - Strahlung des Tritium im Schnitt von wesentlichem Einfluß auf die Ergebnisse ist. Danach entfällt der größte Teil der H-3-Nukleosid-Inkorpotation—etwa 2/3—auf den Nukleolus und nur ein kleiner Teil — etwa 1/3 — auf das Chromatin des Karyoplasmas.Die Arbeit wurde unterstützt durch Mittel des Bundesministeriums für Wissenschaftliche Forschung und der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Herkunftsversuche für Zwecke der Forstpflanzenzüchtung,erläutert am Beispiel zweier Modellversuche

Zusammenfassung Die älteren Herkunftsversuche hatten das Ziel, das genetische Variationsmuster der Baumarten zu beschreiben (wirtschaftliche Zielsetzung) und durch dessen Abhängigkeiten von der Umwelt die Wirksamkeit der natürlichen Auslese zu zeigen (genökologische Zielsetzung). Gelegentlich werden auch taxonomische Fragen mit bearbeitet. Als bester Plan für die Stichprobenentnahme von Material für solche Versuche kann Probenentnahme entlang von transsects angesehen werden. Eine Kombination von Labor-, Baumschul- und Feldversuchen ermöglicht Prüfung auch umfangreichen Versuchsmaterials, wie es bei hinreichend dichter Probenahme und großem Verbreitungsgebiet der Baumart notwendigerweise anfällt.Von Herkunftsversuchen, die als Grundlage für Züchtungsprogramme dienen sollen, müssen auch Informationen über die genetische Variation und Kovariation innerhalb der Herkünfte gefordert werden. Bei geeigneter Versuchsanordnung können dann nicht nur Informationen über die Wirksamkeit der natürlichen Auslese überhaupt, sondern auch über das Zusammenspiel von Umweltvariation und genetischen Prozessen in den Populationen gewonnen werden. Art und Ausmaß der genetischen Variation und Kovariation in den Herkünften, Feststellung von Art, Richtung und Intensität der natürlichen Auslese, Bedeutung von Zufälligkeiten für die Differenzierung von Herkünften sowie der Grad der Koadaptation beim Vergleich entfernterer Herkünfte stellen die Populationsparameter dar, an denen der Forstpflanzenzüchter interessiert ist, wenn er die Erfolgsaussicht bestimmter Phasen eines Züchtungsprogramms einschätzen will.Zur Erläuterung wurden Ergebnisse zweier Herkunftsversuche mit Birken verwendet. Es wird darauf hingewiesen, daß es notwendig ist, Modelle und Verfahren zu entwickeln, die für die Verhältnisse in den Waldbaumpopulationen passen und den Schwierigkeiten beim Experimentieren mit Bäumen Rechnung tragen.Mit 4 Abbildungen     

Simulation of rhythmic nervous activities

Zusammenfassung Die überschwellige Dauererregung mehrerer Jenik-Modellneurone würde bei jedem einzelnen zu einer ununterbrochenen Dauerentladung führen. Auf Grund des hier vorgestellten Verschaltungsprinzips der sog. Zyklischen Hemmung sind die Elemente jedoch über Hemmungsleitungen in zyklischer Weise miteinander verkoppelt, wodurch zeitlich definierte, periodisch sich wiederholende, gegenseitige Erregungsunterdrückungen erreicht werden. Das heißt: trotz gleichförmiger Eingangserregung zeigen die Neuronenmodelle am Ausgang ein burst-artiges Entladungsmuster.Der für einen solchen Burst-Generator endlicher Folgefrequenz notwendige Verzögerungsmechanismus ist dadurch gegeben, daß die Modellneurone nach erfolgter Hemmung eine ausreichend lange Erholphase durchlaufen müssen, bevor sie wieder in den aktiven Entladungszustand gelangen. Die Länge dieser Erholphase ist abhängig von den Parametern des Erregungs- und Hemmeinganges (Frequenz, Amplitude, PSP-Zeitkonstante), also von außen steuerbar.Zwei verschiedene Typen von zyklischen Netzwerken werden untersucht. In den einfachen Netzwerken werden Ausgangs- (Erregungs-) und Zwischen- (Hemmungs-) Nervenzelle durch ein und dasselbe Modellneuron repräsentiert. Beliebig viele, jedoch mindestens 3 Einzelelemente umfaßt ein solcher Burst-Generator (N3), wobei jedes Element in Hemmrichtung maximal bis zu M _maxN–2 Nachbarelemente hemmend beeinflussen kann. Diese streng rotationssymmetrische Hemmungsverschaltung garantiert das charakteristische rhythmische Ausgangsmuster der periodischen Erregungsumläufe, indem die Modellneurone entgegen dem Hemmrichtungssinn nacheinander in Bursts entladen.Im Unterschied zu den einfachen Netzwerken wird — als mögliche Annäherung an die physiologischen Gegebenheiten — in den sog. komplexen Netzwerken der Hemmeinfluß jedes Ausgangselementes über ein eigenes Zwischen- (Hemmungs-) Element ausgeübt. Die Vielfalt der Ausgangs-Zeitmuster kann dadurch erheblich gesteigert werden.Die Ausgangsmuster beider Netzwerktypen können bei gegebener Struktur als Funktion der Erholphase errechnet werden. Die Nützlichkeit dieser Netzwerke als biologisches Modell liegt vielleicht gerade darin, daß die das Zeitverhalten bestimmende Erholphase von den Eingangsgrößen direkt gesteuert wird, d. h. die Werte der Eingangsparameter werden in eine Zeitgröße (der Länge der Erholphase) umgesetzt. Mit noch zusätzlicher zeitabhängiger und asymmetrischer Variation dieser Eingangsparameter an den Einzelelementen stellt ein derartiges Netzwerk ein vielseitiges und flexibles Steuerinstrument für die verschiedensten (periodischen) Vorgänge dar.Obwohl es aus der Biologie noch keinen direkten Beweis für das Vorhandensein einer derartigen Hemmungsverkopplung gibt, sind andererseits rückführende Hemmverbindungen und Neurone mit relativ langer Hyperpolarisationsphase bekannt. Im Rückenmark, Septum, Ammonshorn und Thalamus sind in der Literatur ähnliche Neuronenaktivitäten beschrieben, die unsere Modellvorstellung unterstützen.     

Untersuchungen über nekrozönosen und taxozönosen der testacea (protozoa) im zirbenwaldmoor (Obergurgl,Tirol/Austria)

Zusammenfassung In Zirbenwaldmoor, das südwestlich von Obergurgl in 2150–2200 m Seehöhe liegt, wurde im tiefsten Zentralteil ein Bohrkern von 300 cm entnommen.Der torfbildenden Prozeß wurde durch keine mineralische Überschüttung unterbrochen, so daß im gesamten Profil nur reiner Torf zu finden ist. Wohl war aber die Geschwindigkeit des Torfzuwaschses sehr unregelmäßig. Zwischen dem Ende des jüngeren Atlantikums und dem Beginn des älteren Subatlantikums wurde eine fast vollständige Einstellung des Moorwachstums und Austrocknung der Oberfläche festgestellt.Die erste Testaceengemeinschaft wird von den feuchtigkeitsliebenden Arten Hyalosphenia papilio, Amphitrema flavum und Difflugia rubescens dominiert. Mit der Verlandung des damaligen Sees treten diese Arten zurück, die Gattungen Heleopera und Centropyxis erscheinen. Bei der nachfolgenden Austocknung der Oberfläche wurde das Moor für längere Zeit von einem Birkenbestand bewachsen. Die Folge ist ein starker Rückgang von Abundanz und Artenzahl. Nach Wiederbeginn der Torfbildungstätigkeit wird die Individuendichte der Testaceen wieder größer, vor allem aber die der Moorarten Amphitrema flavum und Hyalosphenia papilio. In den subrezenten Schichten läßt eine neue Testaceengemeinschaft mit den dominanten Arten Nebela collaris, Assulina seminulum und Centropyxis aculeata auf eher trockenere Bedingungen bei der Moorbildung schließen. In den rezenten Schichten dominieren Euglypha ciliata, Corythion dubium, Centropyxis aerophila, das Genus Trinema mit T. enchelys und T. lineare sowie das Genus Nebela mit N. collaris und N. tincta. Diese Taxozönose entspricht weitgehend dem Waldmoostyp von Harnisch, welcher für Einzelsphagnete ohne Moorbildung charakteristisch ist.

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Investigations on the Testacean Nekrocoenoses and Taxocoenoses in the Zirbenwaldmoor (Obergurgl, Tyrol/Austria).The present paper deals with Testacean distribution in a peat profile (0–300 cm) and in recent samples from a subalpine bog near the timberline. The succession of the Testacean nekrocoenoses was studied as well as the taxocoenoses. This study based on phytocoenological and palaeoecological investigations designed to obtain data on stratigraphy of peat profiles, on reconstruction of the peat-forming communities and on pollen analyses, which were carried out by Bortenschlager (1979, 1972) and Rybníek & Rybníkova (1977).

     

Vergleichende karyologische untersuchungen an antipoden

Zusammenfassung Es wurden je 3 Vertreter der Ranunculaceen, Papaveraceen und Kompositen in Hinblick auf ihren Antipodialapparat genau untersucht, wobei der Kernstruktur spezielles Augenmerk galt.Die Kerne in den Antipoden von Eranthis hiemalis, Helleborus niger, Corydalis cava, Corydalis nobilis, Dicentra spectabilis, Kleinia ficoides und Othonna crassifolia machen — nach Fertigstellung des haploiden Embroysackes — eine Periode des endomitotischen Wachstums durch. Die Antipoden von Anemone hepatica werden infolge von Restitutionskernbildung polyploid, bei Eupatorium glabratum bleiben die an Zahl vermehrten Kerne haploid. Durch — zum Teil nur stichprobenartige — Kernvolumenbestimmungen läßt sich für Eranthis 64-Ploidie, für Helleborus Oktoploidie, für Kleinia 64-Ploidie, für Othonna 16-Ploidie und für Anemone 32-Ploidie der Kerne in den Antipoden feststellen, wobei eine Antipodenzelle bei Eranthis stets zwei, bei den übrigen Arten nur einen endopolyploiden Kern enthält; bei Anemone ist die aus dem Volumen der Teilkerne errechnete Gesamtpolyploidie angegeben.Neben einer mit dem Bau endopolyploider Kerne aus anderen Geweben übereinstimmenden annähernd homogenen, chromatischen Struktur findet sich in der Mehrzahl der endopolyploiden Kerne von Eranthis und Helleborus noch eine weitere, die ebenfalls einen Ruhekernzustand verkörpert: die Chromosomen sind mehr minder spiralisiert und zu lockeren Bündeln vereinigt; diese können bei Eranthis deutliche Reliktspiralen bilden oder aber auch mehr gestreckt sein und lassen dann an einzelnen solchen Stellen einen Querscheibenbau nach dem Muster der Riesenchromosomen der Dipteren erkennen.Bei Corydalis cava finden sich — entsprechend der haploiden Chromosomenzahl — acht, meist lockere, heterochromatische Endochromozentren, von denen das Euchromatin in deutlich fädiger Form ausstrahlt, wobei stets 2 Fäden eine Lagebeziehung aufweisen. — Bei Corydalis nobilis sind im weitaus häufigsten Fall acht (n=8) abgegrenzte Bündel aus endomitotisch entstandenen Tochterchromosomen vorhanden. Selten findet sich ein anderer Bautypus: von einem Zentrum aus sehr locker gebautem Heterochromatin strahlen merklich spiralisierte Tochterchromosomen radiär aus.Bei Dicentra sind in den endopolyploiden Kernen ausschließlich acht (n=8) deutlich abgegrenzte, riesenchromosomen-ähnliche Bündel aus Tochterchromosomen mit proximalem Heterochromatin aufzufinden.An Hand der Strukturanalyse an Kernen von verschiedenem Typus wird auf die Zusammenhänge zwischen Spiralisierung und Hervortreten des Heterochromatins verwiesen: je deutlicher die Chromosomen spiralisiert sind, desto weniger eng ist der Zusammenhalt der endomitotisch entstandenen Tochterchromosomen. In Kernen mit deutlich spiralisierten Chromosomen tritt das Heterochromatin weniger hervor als in solchen mit undeutlich (wahrscheinlich eng) spiralisierten Chromosomen.Der für die Endomitose charakteristische Strukturwechsel konnte in einzelnen Kernen bei Eranthis, Helleborus und Corydalis cava aufgefunden werden.Regelmäßiges Auftreten von Restitutionskernbildung wird für die Antipoden von Anemone hepatica und A. pulsatilla festgestellt. Brückenbildungen, Spindelverschmelzungen und Vereinigung zwischen Telophasegruppen verschiedener Teilungsfiguren führen anfangs zu einer Reihe serial liegender, untereinander verbundener Teilkerne, sowie zur Bildung zweier größerer Teilkerne oder eines mittleren, größeren, der von kleineren flankiert ist; später kommen häufig unförmige, aus verschieden großen Teilstücken zusammengesetzte Kerne zustande. Volumenbestimmungen an den Teilkernen ergeben, daß das Volumen meist ein Vielfaches des haploiden Wertes beträgt, so daß man annehmen muß, daß die Aufteilung der Chromosomensätze einigermaßen regelmäßig erfolgt.Bei Kleinia ficoides (stichprobenartig wurde auch Kl. spinulosa und glaucophylla untersucht) und bei Othonna crassifolia treten im Laufe des endomitotischen Wachstums in den Ruhekernen keine bemerkenswerten Strukturen auf. Bei Kleinia ficoides wird meist die ursprüngliche Anzahl von drei hintereinanderliegenden Antipoden bis zu acht vermehrt. Es wurde eine spontane oktoploide Mitose aufgefunden.Für Kleinia ficoides wird als diploide Chromosomenzahl 2n 100 angegeben.Bei Eupatorium glabratum wird im haploiden Embryosack stets eine chalazale, einkernige und darüber eine zweikernige Antipodenzelle abgegrenzt. Endomitotische Polyploidisierung fehlt, doch wird die chalazale Antipode gewöhnlich zweikernig, die darüberliegende vier(selten acht)kernig.Zwischen Restitutionskernbildung und Endopolyploidie in den Kernen der Antipoden und der systematischen Gliederung der Ranunculaceen ergeben sich keine systematischen Beziehungen.     

Die Wirkung des Triäthylenmelamins (TEM) auf das Gewebe von Hühnerembryonen

Zusammenfassung Wie schon bekannt ist, wird durch die Einwirkung von TEM die Anzahl der mitotischen Teilungen herabgesetzt. Im Neuralrohr von Hühnerembryonen, die mit je 10 TEM behandelt worden waren, fanden wir 24 Std nach der Injektion nur noch 6,3% der normalen Mitosen. Die Kernanzahl war infolgedessen ebenfalls verringert und betrug nur noch 14% der Norm.Die Unterdrückung der Mitosen durch TEM führt zu einer Verkleinerung der Organanlagen. Querschnitte durch Neuralrohre waren z.B. bei den Kontrollen etwa 3mal flächengrößer als bei den mit TEM behandelten Tieren. Die Differenzierung des Neuralrohres verlief aber auch hier normal.Kennzeichnend für die TEM-Wirkung ist ferner die Bildung von Riesenkernen, wobei das Volumen sämtlicher Zellkerne gegenüber den Kontrollen um mehr als das Doppelte zunimmt. Diese Riesenkernbildung ist sicher ebenfalls eine Folge der Mitosehemmung.In Kulturen von TEM-Gewebe treten sehr viele Amitosen auf. Dabei entstanden vielfach aus einem Ausgangskern zwei nahezu gleich große Tochterkerne; in anderen Fällen schnürte der Kern eine oder mehrere Knospen ab, so daß schließlich Zellen mit einer Vielzahl von Kernen verschiedenster Größe auftraten, von denen manche später abstarben, während andere ganz normal aussahen. In dieser Hinsicht gleicht die Wirkung des TEM durchaus derjenigen von Röntgenbestrahlungen (Wendt 1959).Die Wirkungsschwelle des TEM liegt bei 0,5 pro Leghornembryo. Bei dieser Dosis treten zwar noch keine sichtbaren Gewebeschädigungen auf, doch wird die mitotische Teilungsrate um fast die Hälfte herabgesetzt. Die primäre Wirkung des TEM besteht also in der Unterdrückung der Teilungsbereitschaft.Bei einer Erhöhung der Dosis über 0,5 starben die Embryonen im Laufe der Embryonalentwicklung ab, kamen also nicht zum Schlüpfen.     

Über die Stütz- und Zwischenzellen des Froschhodens während des spermatogenetischen Zyklus

Zusammenfassung Hoden, Hypophysen und Daumenschwielen von Fröschen (Rana temporaria) wurden während eines Jahres, d.h. während eines spermatogenetischen Zyklus, untersucht. Der Zyklus wurde in die Stadien Involution, Vermehrung, Zystenbildung, Reifung (Spermiogenese), Ruhe und Brunst eingeteilt.Während der aktiven Spermatogenese (Mai bis August) zeigen die Leydigschen Zwischenzellen das Bild von inaktiven Zellen: Zellkern und Zytoplasma sind geschrumpft, im Zytoplasma befinden sich cholesterinhaltige Fettvakuolen, wenig Mitochondrien und ein spärliches ER. Dagegen scheinen die Zwischenzellen im Herbst wieder zu neuer Aktivität zu erwachen: Kern und Zytoplasma nehmen an Umfang zu, die Zahl und Größe der Fettvakuolen nimmt ab, das ER ist gut entwickelt und es erscheinen osmiophile Granula im Zytoplasma. Diese Aktivitätsphase dauert bis zur Brunst. Zu diesem Zeitpunkt verschwinden die osmiophilen Granula, während die Fettvakuolen wieder vermehrt auftreten. Übergangsformen zwischen Bindegewebszellen und Zwischenzellen oder Zellteilungen von Zwischenzellen wurden nicht beobachtet. Der Aktivität der Leydigzellen läuft eine Entwicklung der Daumenschwielen parallel.Während der relativen Funktionsruhe der Zwischenzellen im Sommer dürften die-Zellen des Hypophysenvorderlappens vermehrt Gonadotropine (FSH) ausschütten. Zur gleichen Zeit bieten die Stützzellen in den Samenkanälchen Zeichen erhöhter Aktivität. Letztere äußert sich u. a. im Auf- und Abbau von cholesterinhaltigen Fettvakuolen und einer anschließenden Glykogenbildung. Da die Stützzellen alle morphologischen Merkmale von steroidhormonproduzierenden Zellen tragen, wird angenommen, daß hypophysäres FSH spezifisch auf die Stützzellen der Samenkanälchen wirkt. Die Stützzellen könnten ihrerseits den Zustrom von Nährstoffen zu den Samenzellen regulieren und so einen direkten Einfluß auf den Ablauf der Spermatogenese ausüben.Durchgeführt mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. — Herrn Prof. Dr.W. Bargmann und Herrn Prof. Dr.A. von Kügelgen danke ich für die Überlassung von Arbeitsplätzen, Herrn Priv.-Doz. Dr.A. Oksche für Material, FrauGuttenberger für die Anfertigung lichtmikroskopischer Präparate.     

Blütenbildung durch tierische Zusatznahrung und andere Faktoren beiUtricularia exoleta R. Braun

Zusammenfassung Zur Angleichung an die Verhältnisse am natürlichen Standort wurden absolute Reinkulturen vonUtricularia exoleta in mineralischer Nährlösung mit toten Daphnien gefüttert, die vorher im Autoklav sterilisiert worden waren.Während die Pflanzen in der Mineralsalzlösung ohne Zusatz rein vegetativ blieben, bildeten sie in den gefütterten Kulturen Blüten.Man darf daher annehmen, daß der Sinn der Insectivorie fürUtricularia exoleta auch am natürlichen Standort der ist, der Pflanze durch Stoffe aus den Beutetieren das Blühen zu ermöglichen. Es handelt sich also nicht um entbehrliche Zusatznahrung, sondern der Tierfang ist unentbehrlich für das Zustandekommen des vollständigen Entwicklungsablaufs der Pflanze.Der gleiche Effekt wurde auch durchDekokt aus Daphnien erzielt und—in Bestätigung von E. u.O. Pringsheim — durch Pepton-Fleischextrakt.Die beste Tageslänge für das Blühen vonUtricularia exoleta sind 11 Std. Zusatz von Gibberellin (1/10000 und 1/100000 Mol) wirkte nicht blühauslösend.Mit 5 Textabbildungen.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

On the contractile mechanism of insect fibrillar flight muscle

Zusammenfassung Als bestimmend für die Dynamik des Langzeitvorganges des Spannungsabfalles im Muskel nach aufgebrachten stufen- und rampenförmigen Längenänderungen ist das Übertragungsverhalten eines s ^k -Elementes mit einer elastischen Komponente ermittelt worden. Vergleichende Betrachtungen über die Veränderung der H-Zonenlänge und des Exponenten k haben zu einer Lokalisierung der Übertragungseigenschaften in der in der Mitte des Sarkomers befindlichen H-Zone geführt. Es wird vorgeschlagen, daß die elastische Rückstellkraft des Muskels in den parallel zur H-Zone befindlichen m-Filamenten generiert wird; diese Strukturen stellen zusätzliche Verbindungen zwischen den Myosinfilamenten in den beiden Halbsarkomeren dar. Aus der Modellierung mit einem Analogrechner folgt, daß das s ^k -Element physikalisch einer Kombination einer stark nichtlinearen Feder mit einem konventionellen Dämpfertopf entspricht. Durch vektorielle Subtraktion des s ^k -Anteiles mit elastischer Komponente von der Ortskurve der Dehnbarkeit des entspannten Insektenflugmuskels ist mit sehr guter Genauigkeit die Übertragungsfunktion von zwei in Serie befindlichen viskoelastischen Elementen des Maxwell-Typs ermittelt worden. Durch die Annahme, daß in einem der drei bereits früher postulierten Maxwell-Elemente, die als konzentriert in den dominanten passiven Strukturen — den Verbindungsfilamenten, den Myosinfilamenten und der H-Zone — angenommen wurden, die Feder in Serie mit dem Dämpfertopf eine stark nichtlineare Kraft-Längen-Charakteristik hat, wird es möglich, die Gültigkeit eines schon früher formulierten Modelles auf Langzeitveränderungen ausdehnen.Die Möglichkeit der Beschreibung von Spannungsabfällen, gemessen für verschiedene andere Muskeln, durch die Übertragungseigenschaften eines s ^k -Gliedes läßt eine Allgemeingültigkeit der am Insektenmuskel erzielten Ergebnisse als wahrscheinlich erscheinen. Die Möglichkeit ist diskutiert, daß die für Dehnungsreceptoren abgeleitete Übertragungsfunktion das im Muskel lokalisierte s ^k -Glied mit einbezieht.     

Züchtungsexperimente an zwei marinen Flagellaten (Dinophyta) und ihre Anwendung im toxikologischen Abwassertest

Zusammenfassung 1. Die geplante Einleitung von Industrieabwässern eines Titandioxidwerkes in ein Seegebiet 12 Seemeilen nordwestlich Helgolands gibt den Anlaß, Untersuchungen über die Toxizität dieser Abwässer im Labor aufzunehmen. Die Untersuchungen wurden an zwei marinen Flagellaten durchgeführt,Prorocentrum micans undCeratium furca (Dinophyta). Beide Arten treten im Plankton der Nordsee häufig auf.2. Grundlage der Toxizitätsuntersuchungen boten Züchtungsexperimente über den Einfluß von Temperatur, Licht und Nährstoffbedarf. Die Experimente wurden mit Unialgalkulturen sowohl in Flaschen als auch nach dem Chemostat-Prinzip durchgeführt. Die Vermehrungsrate der Algen wurde durch Auszählen definierter Proben bestimmt.3. In den Versuchen unter Abwassereinfluß bildete die Beeinträchtigung der Vermehrungsrate das Kriterium zur Beurteilung der Toxizität. Die Testorganismen wurden in Konzentrationen von 1 : 100 000 bis 1 : 2500 Teilen Abwasser : Seewasser über einen Zeitraum von mehreren Wochen kultiviert. In getrennten Versuchsansätzen wurde der Einfluß von frischen und von gealterten Abwasser-Seewassergemischen untersucht. Der Verlauf der pH-Änderung in den Versuchsgefäßen wurde über die gesamte Versuchsdauer gemessen.4. Die Ergebnisse lassen erkennen, daß die Vermehrungsrate der Algen bereits durch Abwasserkonzentrationen von 1 : 100 000 leicht beeinflußt wird. Deutlich schädigende Wirkungen treten beiCeratium furca in Konzentrationen von 1 : 50 000, beiProrocentrum micans von 1 : 32 000 Teilen Abwasser : Seewasser auf. In Konzentrationen von 1 : 5000 kommt beiProrocentrum micans das Wachstum der Kulturen vollkommen zum Erliegen. Die letalen Konzentrationen liegen fürCeratium furca unterhalb 1 : 3500, fürProrocentrum micans unterhalb 1 : 2500 Teilen Abwasser : Seewasser.5. Bei der Festsetzung der Grenzwerte, die bei Abwassereinleitungen in See eingehalten werden müßten, sollten insbesondere die Ergebnisse von Untersuchungen über subletale Schädigungen zugrunde gelegt werden. Die hier vorgelegten Untersuchungen über die Beeinflussung der Vermehrungsrate mariner Flagellaten durch Industrieabwässer leisten dazu einen Beitrag.

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Rearing experiments on two marine flagellates (Dinophyta) and their application to a toxicological waste water test

During rearing experiments withProrocentrum micans andCeratium furca (Dinophyta) under different conditions of temperature, light and nutrients, the role of industrial waste water of a titaniumdioxide factory has been examined. The waste water contains primarily H₂SO₄ and FeSO₄ (for details consult Table 1); it is scheduled for discharge in early 1969 in quantities of some 1,200 tons per day into a North Sea area about 12 nautical miles north-west of Helgoland. The organisms were cultivated in bottles containing limited volumes of test liquid, and in chemostats, over periods of a few weeks. Growth rates of populations exposed to different waste water concentrations served as criterion of possible toxic effects of the industrial waste water. The experiments revealed distinct sublethal effects in dilutions (parts waste water : parts seawater of 32 S) down to 1 : 50,000(Ceratium furca), and 1 : 32,000(Prorocentrum micans). At 1 : 5,000 only a portion of the population(Prorocentrum micans) survives; the remaining cells stagnate reproduction at a given constant cell density. The specific toxic effects of the different components of the waste water are discussed. Further experiments are necessary to increase our knowledge on the biological consequences of the discharge of waste water into the North Sea, and to develop methods for the assessment of the effects of unknown toxic agents by means of culture experiments.

     

Anatomische und karyologische Untersuchungen an der Galle vonMayetiola poae aufPoa nemoralis

Zusammenfassung Endopolyploidie tritt in der Galle vonMayetiola poae (Diptera, Cecidomyidae) aufPoa nemoralis im umgebildeten Stengel auf (insbesondere in den zentralen Zellschichten, aber auch in den peripheren Geweben — mit Ausnahme der Epidermis — nahe der Larvenkammer), sie fehlt aber in den Beiwurzeln, in der Blattscheide und in der Epidermis. Die endopolyploiden Kerne weisen als charakteristische Struktur je nach Polyploidiegrad kompakte oder lockere Endochromozentren auf (Bündel von Endochromosomen oder andere strukturelle Besonderheiten finden sich nicht).Der Endopolyploidiegrad nimmt im vergallten Halmteil von außen nach innen zu: das Zentrum enthält wahrscheinlich sogar 4096ploide Kerne (dies stellt den höchsten bisher beobachteten Endopolyploidiegrad in pflanzlichen Geweben außerhalb der Blütenregion dar). Diese Werte treten, wie schon mehrfach bei Dipterocecidien beobachtet, im Gegensatz zu Gallen, die von Erregern anderer systematischer Stellung hervorgerufen werden und in denen es ebenfalls zur Endopolyploidisierung kommt, nicht in unmittelbarer Nähe des Parasiten, sondern ± weit entfernt von ihm auf. Ursache für die Entstehung polyploider Gewebe bzw. für ihre relative Lage zum Parasiten ist wahrscheinlich die Ausscheidung bestimmter Stoffe durch die Larven, die bei mehreren Dipterocecidien — im Gegensatz zu anderen Gallmückengallen und allen Cynipiden- und Acarocecidien — erst in einigem Abstand vom Parasiten eine (Endo-)Polyploidie auslösende Konzentration erreichen.Die auffälligen fädigen Auswüchse der Galle sind ihrem Bau nach tatsächlich Beiwurzeln: sie besitzen einen Zentralzylinder mit einem sekundär veränderten, sklerotisierten Perizykel, eine Tertiärendodermis und keine Kutikula.Der auch im Raum der Galle auftretende Hohlraum im Halm kann — unabhängig vom Entwicklungsstadium der Galle — vorhanden oder teilweise bzw. vollkommen verschwunden sein.

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Summary All cells in some tissues of the cecidium onPoa nemoralis, caused byMayetiola poae (Diptera, Cecidomyidae), contain endopolyploid nuclei, viz. the central layers of the gall-stem (the pith), but also the peripherical tissue — especially the epidermis — near the larva. There are no polyploid nuclei in the adventitious roots, in the leaf-sheath and in the epidermis. The endopolyploid nuclei show characteristic structures: in low degrees of endopolyploidy the chromocentres are compact; high degrees contain loose chromocentres, but no bundles of endochromosomes.In the cells of the gall-stem the degree of endopolyploidy increases from the periphery to the central region, where the highest degrees are to be found — probably up to 4096-ploidy (this is the highest degree of endopolyploidy known from parts outside the angiosperm floral region). The higher degrees are not near the larva, but are to be found in some distance (accordingly to other Dipterocecidies, but unusual to Hymenoptero- and Acarocecidies, where the higher degrees exist in the larva's neighborhood). Polyploid tissues and their relative position to the parasite are probably caused by the secretion of specified substances emissed by the larva; these substances achieve in several dipterocecidies an endopolyploidy-causing concentration in some distance from the larva.The peculiar filamentous outgrouwths of the cecidium, which are induced by the gall formation at the stem, are really adventitious roots: they possess a sclerotic, secundary altered pericycle, a tertiary endodermis and no cuticle.The cavity in the pith can be found open, or totally or partially enclosed — independant of developmental stage.

     

Untersuchungen über tages- und jahresperiodische Änderungen im Energiehaushalt gekäfigter Zugvögel

Zusammenfassung Die Jahresperiodik des Körpergewichtes (KG) von Dorngrasmücken (Sylvia communis), Rotkehlchen (Erithacus rubecula) und einigen anderen Arten wird beschrieben. Während das KG der Dorngrasmücken im Herbst das Jahresmaximum erreicht, bildet es das Rotkehlchen erst im Frühjahr aus. Beide Arten erhöhen das KG auch zu Beginn der entsprechenden anderen Zugphase.Die Futteraufnahme ist bei beiden Arten im Frühjahr am stärksten, doch auch im Herbst deutlich erhöht. Bei gefütterten Tieren steigt der RQ in den Phasen der Zugdisposition und der nächtlichen Zugunruhe (a) im Mittel von 13–17 Uhr über 1. In den Ruhephasen (b) überschreitet er dagegen im Laufe der Hellphase nur schwach 0,9 (höchster Mittelwert). Ein Vergleich der Futteraufnahme während der Stoffwechselversuche von Tieren in Phase a mit solchen in b ergibt keine Unterschiede. Die Höhe des RQ schlafender Tiere in der Dunkelheit wird von der zugunruhiger Vögel nur wenig überschritten. Der RU zugunruhiger Vögel konnte nicht exakt erfaßt werden. Eine Stütze für die Annahme, daß seine Absenkung eine der Ursachen für die Depotbildung ist, fand sich nicht. Der RU im Winter dürfte jedoch tiefer als der des Sommers sein.Die KT der Hellzeit unterliegt einer Jahresperiodik. Kommt es zu einem Anstieg des KG, fällt sie ab.Echte positive oder negative Korrelationen zwischen den einzelnen Werten ließen sich nicht nachweisen. Sie sind jedoch auch kaum zu erwarten, da augenscheinlich eine Vielzahl von Faktoren die Ausbildung des KG bestimmt.Ebenso wie aus den Untersuchungen der tages- und jahresperiodischen Aktivitätsänderungen (Merkel 1956) geschlossen wurde, deuten die mitgeteilten Befunde darauf hin, daß eine endokrine Umstellung in der Hellzeit vor und während der Zugphasen auftritt. Diese Sparregulation ist für die Depotbildung verantwortlich zu machen. Sie löst den erhöhten Kohlenhydrat-Fettumbau und die Hyperphagie aus, senkt die Aktivität und die Wärmeproduktion und stellt so die Energiedepots bereit, die dann dem Vogel in der Dunkelzeit für die Durchführung des nächtlichen Zuges zur Verfügung stehen, der überdies im Vergleich zum Zuge in der Hellzeit ökonomischer sein dürfte.