Elektrophysiologische Untersuchungen an einzelnen Geruchsrezeptoren auf den Antennen des Totengräbers (Necrophorus,Coleoptera)

Ohne ZusammenfassungHerrn Dr. D. Schneider danke ich für die Anregung des Themas und das stete Interesse an dem Verlauf der Arbeit, Herrn Prof. Dr. H. Autrum für die Überlassung eines Arbeitsplatzes im Zoologischen Institut.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München.     

Entwicklung und Sekretionszyklen der profunden Postgenaldrüsen der Honigbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Die profunden Postgenaldrüsen entwickeln sich aus der Epidermis der Rüsselgrube. Sie sind in ihrem Aufbau Hautdrüsen vom Leydig'schen Drüsentyp.In der Entwicklung der Arbeiterin-Imago sind starke Sekretionserscheinungen vorhanden, die in ihrem Ablauf und ihrer Verteilung beschrieben werden.Die Königin besitzt nur eine geringe Anzahl von Drüsenzellen. Die Annahme einer Schmierfunktion erscheint revisionsbedürftig.     

Über den Zusammenhang zwischen Temperatur,Aktionspotentialen und Thoraxbewegungen bei der Honigbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Körpertemperatur, Aktionspotentiale und Thoraxbewegungen der Honigbiene wurden gleichzeitig registriert. Es konnte gezeigt werden, daß die Wärmeproduktion in den Flugmuskeln immer von Spikeaktivität begleitet ist.Eine meßbare mechanische Aktivität der Flugmuskeln kann bei der Wärmeproduktion fehlen. Flügelschlag- und Aktionspotentialfrequenz haben in den geschilderten Versuchen ein Verhältnis von 112. Niedrige Aktionspotentialfrequenzen (unter 10 Hz) führen zu mäßiger Erwärmung der Muskeln ohne Vibrationen oder mit Vibrationsimpulsen (4 bis 20 Schwingungen pro Impuls).

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Summary Temperature, action potentials and thoracic movements of the honey bee have been recorded. It was shown, that the heat production in the wing muscles is always accompanied by spike activity.The mechanical activity might be missing during the heating periods. The wing beat frequency and the frequency of the action potentials have a ratio of 112. Low action potential frequences (under 10 c.p.s.) lead to a moderate warming of the muscles without vibrations or to impulses of vibrations (4 to 20 oscillations).

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Die Arbeit wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt und aus Mitteln gefördert, die Herrn Prof. v. Frisch von der Rockefeller Foundation zur Verfügung standen.     

Zuckerabbau unter der Einwirkung der invertierenden Fermente in Pharynxdrüsen und mitteldarm der Honigbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe der Papierchromatographie das Hydrolysierungsvermögen der invertierenden Fermente aus Pharynxdrüsen und Mitteldarm der Honigbiene auf folgende Zuckerartern geprüft: Saccharose, Maltose, Trehalose, Lactose, Melezitose, Melibiose, Raffinose, Dextrin. Als Versuchstiere dienten Bienen der Nigra- und Krainer-Rasse, die im freifliegenden Volk und in Käfigen bei unterschiedlichem Futter gehalten wurden.

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Summary In the present study, paper chromatography was used to examine the hydrolysing effect of inverting enzymes from the pharyngeal glands and midgut of the honeybee on the following sugars: sucrose, maltose, trehalose, lactose, melezitose, melibiose, raffinose, dextrin. Experimental material was obtained from bees of the Nigra and Carniolan races, which lived in free-flying colonies or were kept in cages on different diets.

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Résumé Dans le présent travail, on a étudié à l'aide de la chromatographie sur papier le pouvoir hydrolysant des invertases des glandes pharyngiennes et de l'intestin moyen de l'abeille sur les sucres suivants: saccharose, maltose, tréhalose, lactose, mélézitose, mélibiose, raffinose, dextrine. Le matériel expérimental provenait d'abeilles de races noire et carniolienne prises, d'une part, dans des colonies volant librement et, d'autre part, dans des cagettes où elles recevaient différents types d'alimentation.

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Herrn Prof. Dr.K. v. Frisch zum 70 Geburtstag gewidmet.

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Vorläufige Mitteilung inBee World, 195738 (1): 14.     

Zur entwicklung von leydigschen hautdrüsen bei der honigbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Bei eingesenkten Hautdrüsen der Honigbiene wind aus dem Zahlenverhältnis der Einzeldrüsen, dem zeithchen Ablauf der unterschiedlichen Zellteilungsfiguren und dem Ausgang von Hormondrüsen-Implantations-Versuchen auf die Bildung aus Drüsen-Epithel-Stammzellen geschlossen.Es besteht volle Entwicklungsverwandtschaft mit der Bildung von Schuppen und Borsten.     

Die Rezeptoren an den ersten Antennen vonLeptestheria dahalacensis Rüppel (Crustacea,Conchostraca)

Zusammenfassung Bei dem ConchostracenLeptestheria dahalacensis kommen auf den ersten Antennen etwa 600 gleich aussehende Sinneshaare vor, die in Gruppen von jeweils 25–30 zusammengefaßt sind. Diese Sinneshaare sind in zwei Teile gegliedert, die durch das lichtmikroskopisch gut sichtbare Basalstück (basal bead) voneinander getrennt sind. Dieses bildet die Basis des Haares, dessen Wand im wesentlichen aus Epicuticula besteht. Apikal wird das Haar durch das Endkügelchen (terminal pellet) abgeschlossen. Das Basalstück wird von der untersten Lage der Epicuticula gebildet. Die 4–10 Receptorcilien, die jeweils einzeln ebensovielen Dendriten aufsitzen, ziehen aus dem inneren Teil des Rezeptors, der von insgesamt 5 Hüllzellen umgeben wird, durch das Basalstück, in dem sie stark eingeengt werden und verzweigen sich dann im äußeren Teil des Rezeptors. Sie ziehen bis zum Endkügelchen, in das sie durch einen Porus, den man als Häutungsporus ansprechen kann, eintreten. In der Häutungsvorbereitung wird der Haarbalg von der Hüllzelle 5, das Basalstück von der Hüllzelle 4, der Haarschaft dagegen von der Hüllzelle 3 gebildet. Dabei spaltet sich die Hüllzelle 3 ringspaltförmig auf, so daß in diesem Spalt der neuangelegte Haarschaft handschuhfingerförmig eingestülpt liegt. Die Hüllzelle 2 formt die Spitze des neuen Haares, während die Dendritenscheide von der Hüllzelle 1 abgegeben wird.

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The receptors on the first antennae ofLeptestheria dahalacensis Rüppel (Crustacea, Conchostraca)

Summary On the antennulae ofLeptestheria dahalacensis (Conchostraca) nearly 600 sensory setae of one type are found. They are gathered in groups of 25–30. The single sensory seta is divided into two parts by the basal bead which is easily visible in the light microscope. The basal bead is the socket of the seta, whose wall is mainly built up by the epicuticle. The terminal pellet closes the tip of the seta. The basal bead is derived from the innermost layer of the epicuticle. 4–10 dendrites each with one receptorcilium innervate the receptor. The receptorcilia stretch through the interior part of the receptor and the basal bead into the exterior part, where they branch. They enter the terminal pellet in a porus, which seems to be a moulting porus. The interior part of the receptor is surrounded by 5 sheath cells. During the premoult it becomes obvious, that the socket of the seta is built by the sheath cell 5, the basal bead by the sheath cell 4 and the shaft by the sheath cell 3. For this the sheath cell 3 is divided into two parts. Between this two parts the newly formed cuticle is invaginated. The sheath cell 2 formes the tip and the sheath cell 1 the cuticular sheath of the new bristle.

     

Rassenmässige Unterschiede bei den Tänzen der Honigbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Die Tänze sechs verschiedener Rassen der Honigbiene Apis mellifica L. wurden vergleichend untersucht.Wenn die Futterstelle in der Nähe der Bienenwohnung steht, so führen die Sammelbienen aller untersuchten Rassen Rundtänze aus. Die auf Rundtänze hin ausfliegenden Bienen suchen die Umgebung des Stockes nach allen Seiten hin ab.Wird der Futterplatz schrittweise weiter vom Bienenstock entfernt, so gehen die Bienen zu richtungsweisenden Tänzen über. Die Entfernung des Futterplatzes, bei der diese Grenze erreicht wird, ist für die einzelnen Rassen typisch.Die richtungsweisenden Tänze sind Sicheltänze oder Schwänzeltänze.Bei Krämer-Bienen beobachtet man im allgemeinen keine Sicheltänze. Für die anderen untersuchten Bienen ist der Bereich der Flugstrecken, bei dem Sicheltänze getanzt werden, rassetypisch. Wenn durch Sicheltänze alarmierte Stockbienen ausfliegen, so suchen sie die Futterstelle in der gewiesenen Richtung.Das Auftreten der Schwänzeltänze bei bestimmten Entfernungen ist gleichfalls charakteristisch für die einzelnen Rassen.Die Krainer Bienen gehen vom Rundtanz direkt zum Schwänzeltanz über. An der Grenze zeigen die verhältnismäßig wenigen richtungsweisenden Bögen schon deutliche Schwänzelstrecken.Das Tanztempo (Entfernungsweisung) ist bei den Krainer-Bienen am schnellsten. Es folgen mit verschieden großem Abstand die Deutschen und Punischen, dann die Italiener und Kaukasier Bienen. Die Ägyptischen Bienen tanzen unter gleichen Bedingungen am langsamsten.Diese Unterschiede im angeborenen Tanztempo führen in Mischvölkern zu Mißverständnissen über die Entfernung des Futterplatzes.Die Arbeit wurde durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht und aus Mitteln unterstützt, die Prof. v. Frisch von Seiten der Rockefeller Foundation zur Verfügung standen.     

Antennale Rezeptoren für Queen Substance und Sterzelduft bei der Honigbiene

Zusammenfassung Auf den Antennen aller drei Kasten von Apis mellifica konnten elektrophysiologisch 2 Typen von Riechzellen identifiziert werden, die auf Pheromone der Biene antworten. Der eine Typ ist auf Queen substance (9-Oxo-trans-2-decensäure), der andere auf den Sterzelduft der Arbeiterin spezialisiert. Beide Zelltypen werden bei Ableitungen von Porenplatten gefunden.

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Antennal receptors for queen substance and scent gland odour in honeybees

Summary Electrophysiologically, we could identify two types of olfactory receptor cells, which respond to pheromones of the honeybee. These cells are associated with the poreplates on the antennae of all three castes of Apis mellifica. One of the cell types is specialized for the queen substance (9-oxo-trans-2-decenoic acid) while the other responds to the scent of the Nasanov gland.

     

Untersuchungen über den einfluss der königinnensubstanz auf die entwicklung der endokrinen drüsen bei der arbeiterin der honigbiene (Apis mellifica)

Zusammenfassung Die Corpora allata der Bienearbeiterinnen machen während des Adultlebens zwei Wachstumsphasen durch. Im Laufe der ersten Phase wird das Wachstum durch Königinnensubstanz gehemmt; die zweite dagegen tritt nur bei Anwesenheit einer Königin auf. Das Wachstum der Corpora allata weiselloser Bienen ist mit der Eireifung korreliert. Ein Hormon der Corpora allata dürfte für die Eireifung notwending sein (Abb. 4).Ausser dem Hormon der Corpora allata muss für das Oocytenwachstum ein weiterer Faktor vorhanden sein. Wahrscheinlich handelt es sich um ein Sekret der neurosekretorischen Zellen der Pars intercerebralis des Gehirns. Die Königin hemmt direkt oder indirekt das Kernwachstum in den neurosekretorischen Zellen der Arbeiterin. Es ist fraglich, ob es sich auch hier um eine Wirklung der Königinnensubstanz handelt.

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Summary The corpora allata of adult worker bees show growth periods. During the first period growth is inhibited by queen substance while the second growth period only occurs when a queen is present. A correlation between the volume of the corpora allata and oocyte suggests that oocyte maturation is dependent on the presence of a hormone of the corpora allata.Besides of the hormone of the corpora allata at least one other factor is necessary for oocyte maturation. It is probably contained in the neurosecretory material produced in the pars intercerebralis of the brain. The growth of the nuclei of the neurosecretory cells of the brain is inhibited by the presence of a queen, but it is doubtful whether this is due to the action of queen substance.

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Résumé Les corpora allata des ouvrières adultes d'abeilles ont deux phases de croissance. Lors de la première phase, la croissance est inhibée par la phéromone de la reine, tandis que la deuxième phase ne se produit qu'en présence d'une reine. Une corrélation entre le volume des corpora allata et la croissance des oocytes suggère que l'oogenèse dépend d'une hormone des corpora allata.Or, un autre facteur au moins est encore nécessaire pour la maturation des oocytes. Il est probablement sécrété par les cellules de la pars intercerebralis du cerveau. La croissance des noyaux des cellules neurosécrétrices du cerveau est inhibée par la reine, mais le mode d'action de la phéromone dans cette inhibition reste inconnu.

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Durchgeführt mit Hilfe eines Forschungskredites des Schweiz. Nationalfonds an Herrn Prof. Dr.M. Lüscher.     

Die Empfindlichkeit der dunkel- und hell-adaptierten Biene (Apis mellifica) für spektrale Farben: Zum Purkinje-Phänomen der Insekten

Zusammenfassung Bienen (Apis mellifica) wurden in verschiedenen Adaptationszuständen (dunkeladaptiert; an Unbunt ohne UV=Blaugrün; an Tageslicht) auf monochromatische Lichter (Schachbrettmuster) der Wellenlängen 356, 378, 399, 410, 417, 449, 471, 481, 504, 519, 531, 545 und 561 nm dressiert. Die relativen Schwellenwerte für das Aufsuchen der monochromatischen Dressurfarben wurden in allen drei Adaptationszuständen bestimmt.Die gemessenen Maxima der Empfindlichkeit im UV, im Blau und im Grün lassen auf ein trichromatisches Rezeptorensystem schließen.Die Lage der Empfindlichkeitsmaxima hängt nicht vom Adaptationszustand ab. Ein Purkinje-Phänomen (Verschiebung der maximalen spektralen Empfindlichkeit in Abhängigkeit vom Adaptationszustand), wie es vom Wirbeltierauge beim Übergang vom Farben zum Unbunt-Sehen bekannt ist, kann bei Bienen nicht nachgewiesen werden.Das höchste Empfindlichkeitsmaximum des dunkeladaptierten Auges liegt im Grün (545 nm), das des helladaptierten Auges im Blau (449 nm). Bienen können demnach bei allen Adaptationszuständen Farben sehen, wenn auch je nach Adaptationszustand mit unterschiedlicher relativer Helligkeit.

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Summary Bees with their eyes adapted to darkness, to blue-green without ultraviolet, or to daylight, were trained to walk to monochromatic light (checker-board pattern). The wave lengths used were: 356, 378, 399, 410, 417, 449, 471, 481, 504, 519, 531, 545 and 561 nm. The relative threshold values for seeking out the monochromatic colours were determined for all three states of adaptation.Measurements showed sensitivity maxima in the ultraviolet, in the blue, and in the green, and lead one to conclude to a trichromatic receptor system.The position of the sensitivity maxima is independent of the state of adaptation. In contrast to vertebrate eyes at the transition from colour vision to black-and-white vision, bees failed to manifest a Purkinje phenomenon, i.e., the shift in peak spectral sensitivity as a function of the state of adaptation.The highest sensitivity maximum lies in the green (545 nm) for dark-adapted eyes and in the blue (449 nm) for light-adapted eyes. Thus bees can see colour in every state of adaptation, though with varying relative brightness.

     

Weitere Untersuchungen über die Bedeutung von Kohlendioxyd für die Fruktifikation des Kulturchampignons,Agaricus campestris var. bisporus (L.) Lge

Zusammenfassung Die Fruktifikation von vier Stämmen des Kulturchampignons wird vom CO₂-Gehalt der das Mycel umgebenden Luft beeinflußt. Bereits 0,10–0,15 Vol-% CO₂ in der Luft verursachen eine Verzögerung der Fruktifikation und eine Reduktion der Fruchtkörperzahl. Mit steigenden CO₂-Gehalten der Luft über der Deckerde verstärken sich die Symptome. Die Deckerde wird in steigendem Maße vom Mycel überwachsen, die Fruktifikation gehemmt. Im Bereich von 1,0–2,0 Vol-% CO₂ sinkt die Zahl der gebildeten Fruchtkörper bis auf unter 1 im Vergleich zu der mit Frischluft behandelten Kontrolle.Eine 24 stündige Belüftung mit Normalluft induziert die Fruktifikation. Einmal gebildete Anlagen können mit Hilfe von Luft mit hohem CO₂-Gehalt in einen Rubezustand versetzt werden. Durch Variation der CO₂-Gehalte kann die Fruktifikation beliebig unterdrückt bzw. hervorgerufen werden.Die untersuchten vier Stämme zeigten unterschiedliche CO₂-Empfindlickeiten. Eine vom Mycel gebildete und die Fruktifikation beeinflussende Substanz X wurde nicht gefunden.     

Untersuchungen über den Temperatursinn der Honigbiene (Apis mellifica) unter besonderer Berücksichtigung der Wahrnehmung strahlender Wärme

Zusammenfassung Eine Anordnung wird beschrieben, durch die Bienen auf warme Räume dressiert werden können; es ist für den Erfolg gleichgültig ob die Dressurtemperatur über oder unter der Unterscheidungstemperatur gewählt wird. Ein Temperaturunterschied von 2° C wurde bei der verwendeten Anordnung von den Bienen eben noch im Gedächtnis behalten. Die Größe dieses Temperaturunterschieds blieb im untersuchten Bereich von der verwendeten Dressurtemperatur (20, 25, 32, 36° C) unabhängig.Im gestreckten Temperaturgefälle suchen Bienen eine bestimmte Zone auf (Thermopraeferendum). Im Winter entnommene Stockbienen (gestörtes Volk) stellten sich im Mittel auf 32,8° C ein. Nach längerem vorherigen Aufenthalt bei tiefen Temperaturen (13,7; 14,7° C) war das Thermopraeferendum erniedrigt. Verschiedene Beleuchtung blieb ohne Einfluß. Der relativen Inkonstanz winterlicher Stoektemperaturen (Himmer, Hess) scheint die Breite und relative Inkonstanz des Thermopraeferendums zu entsprechen. Jungbienen bis zum 7. Alterstag stellen sich sehr präzise auf eine der Brutnestwärme entsprechende Temperatur ein (35,1–37,5° C). Sie behielten sie im untersuchten Fall bis zum 7. Tag, unabhängig vom Stockzustand (Brut-keine Brut) bei. Zwischen Alter der Bienen, Stockzustand (Brut) und Höhe der bevorzugten Temperatur scheinen gesetzmäßige Beziehungen zu bestehen. 24stündiger Hunger erhöht an 2tägigen Jungbienen das Thermopraeferendum; eine vor dem Einsetzen mitgemachte CO₂-Narkose senkt sie, während Licht bzw. Dunkelheit sie nicht beeinflussen.Bei einer langsamen Verschiebung des Wärmegefälles folgen die Bienen nach Abkühlung um 0,25° C der geänderten Lage des Thermopraeferendums. Auf Erwärmung sprechen die Bienen nicht in gleicher Weise an; sie weichen erst vor der Schreckgrenze zurück.Die thermotaktisch bedeutsamen Rezeptoren befinden sich vor allem auf den letzten 5 Antennengliedern. Da aber auch antennenlose Bienen teilweise noch das Thermopraeferendum finden, können die gesuchten Sinnesorgane nicht nur an den Fühlern lokalisiert sein.Eine Orientierung der Bienen nach Wärmestrahlen ließ sich weder durch Dressur-, noch in Spontanwahlversuchen, noch durch Beobachtung der Tänze im Ultrarot nachweisen. Es ist also nicht anzunehmen, daß ihre Fähigkeit, auch bei bedecktem Himmel den Sonnenstand zu erkennen, auf der Wahrnehmung ihrer Wärmestrahlung beruht.     

Evolutionsmodelle für den Ursprung der Echinodermen: Zusammenfassung und Kritik

The origin of echinoderms is one of the most crucial questions within the evolutionary history of deuterostomes. An ancestral position was suggested byGarstang, Romer andNichols. They also assumed that hemichordates and chordates are sistergroups. In all other hypotheses the echinoderms took a more derived position.Gislén, Jefferies andHolland viewed the hemichordates as basal to the deuterostomes and postulated that echinoderms and chordates are sistergroups. According toJollie, Peterson et al. andMooi &; David echinoderms and hemichordates are sistergroups.Gudo andGutmann adopted the view ofMetschnikoff who combined the hemichordates and echinoderms in the Ambulacraria; they supposed that echinoderms were derived from pterobranchs. This variety of views is linked with different approaches to phylogenetic reconstruction utilized by each of the authors.Garstang, Romer, Jefferies andGislén compared morphological features, in the case ofGislén andJefferies with some attention to fossil evidence, whereasJollie, Holland andGislén also considerd embryological aspects.Mooi &;David as well asPeterson et al. used modern embryological (epigenetical) approaches.Nichols combined functional morphology and comparative anatomy. Evolutionary scenarios were reconstructed only by a few authors.Holland associated the development of echinoderms from pterobranch-like ancestors with repeated changes in feeding modes.Nichols envisioned that echinoderms had evolved from sipunculids that gained protection from predators through skeletal armor. In our own investigations based on constructional morphology echinoderms are interpreted as highly derived chordates.     

Histochemische Untersuchungen zur Spezifität und Anwendung der Carbodiimidreaktion für den Nachweis von Carboxylgruppen

Zusammenfassung Mittels vergleichender Untersuchungen und Blockierungs-bzw. Abbauverfahren wurde der Reaktionsumfang für die Säureanhydridreaktion und für die Carbodiimidreaktion zum histochemischen Nachweis für Carboxylgruppen bestimmt. Die Carbodiimidreaktion erfaßt COOH-Gruppen von Proteinen und von einigen sialinsauren Kohlenhydraten. Durch den zusätzlichen Nachweis saurer Kohlenhydrate unterscheidet sie sich von der Säureanhydridreaktion. Außerdem wurde der Fixierungseinfluß auf das Ergebnis der Carbodiimidreaktion ermittelt.

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Summary The reactive range of the acid anhydride reaction and the carbodiimide reaction for the histochemical demonstration of carboxyl groups was investigated by comparative methods, blocking tests and analytical methods. The carbodiimide reaction reveals COOH-groups of proteins and several sialinic acid carbohydrates. The additional demonstration of acid carbohydrates distinguishes the carbodiimide reaction from the acid anhydride reaction. The influence of fixatives on the outcome of the carbodiimide reaction is also investigated.

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Mit Unterstützung durch einen Forschungsauftrag des Ministeriums für das Hoch-und Fachschulwesen der DDR.     

Die papierchromatographische Bestimmung der einzelnen Säure- und Zuckerarten als Grundlage für die Auslese auf Wohlgeschmack bei Obst,Beerenobst und Gemüse

Ohne ZusammenfassungMit 24 TextabbildungenDiese Arbeiten wurden mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.