Über den Stoffwechsel von Alanin,Glykokoll und Arginin in den Uredosporen von Puccinia graminis var. tritici während der Keimung

Zusammenfassung Im Anschluß an frühere Arbeiten wird in den vorliegenden Untersuchungen der Aminosäurestoffwechsel des Weizenrostes weiterverfolgt. Zunächst wurde geprüft, in welchem Ausmaß applizierte Aminosäuren in die Rostsporen aufgenommen und eingebaut werden. Die Aufnahme der gewählten Aminosäuren war schlechter als die von Glucose und Valeriansäure. Ein beträchtlicher Prozentsatz der inkorporierten Aminosäuren wurde zu CO₂ oxydiert. Also sind die Aminosäuren—neben Fettsäuren und Glucose—in beträchtlichem Maße an der Atmung der Sporen beteiligt.Die Umsetzung der in den Sporen verbleibenden Anteile der inkorporierten Aminosäuren wurde verfolgt. Bei Applikation von Alanin-U-¹⁴C wurden freie Aminosäuren, organische Säuren und lösliche Kohlenhydrate markiert. Vornehmlich Glutaminsäure und Asparaginsäure wurden in großen Mengen gebildet, und die Proteine wurden durch sie stärker markiert als durch die anderen Aminosäuren. Valin, Leucin und iso-Leucin waren nur gering markiert, obwohl sie aus dem bei Alanininkubation hochradioaktiven Pyruvat entstehen. In der Fraktion der löslichen Kohlenhydrate waren außer Trehalose vier Zuckeralkohole stärker markiert, am stärksten Erythrit, schwächer Mannit, Glycerin und Arabit. Ihr Syntheseweg wird diskutiert.Bei Applikation von Glykokoll-U-¹⁴C findet sich fast keine Aktivität in löslichen Kohlenhydraten und organischen Säuren. Siegelangt vornehmlich in die Aminosäuren, besonders in Serin und Threonin, in geringem Maße in Alanin und noch schwächer in Glutaminsäure und Asparaginsäure. Die von zahlreichen Organismen bekannte Beziehung zwischen Serin und Glykokoll wird in den Rostsporen aufgezeigt. Die starke Markierung des Threonins deutet auf einen zweiten Syntheseweg des Threonins, an dem Glykokoll beteiligt ist. Die endogene Syntheserate dieser Aminosäuren ist sehr klein.Bei Applikation von Arginin-Guanidino-¹⁴C wird praktisch nur das freie und das gebundene Arginin markiert. Der Guanidino-Kohlenstoff des applizierten Arginins wird zu einem beträchtlichen Teil veratmet. Die endogene Syntheserate des Arginins ist sehr gering.

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Investigations of the metabolism of alanin, glycine and arginine in uredospores of Puccinia graminis var. tritici during germination

Summary The metabolism of three amino acids in wheat rust uredospores was investigated by labeling with ¹⁴C-amino acids.While arginine was taken up better than alanine and this better than glycine, the uptake of all amino acids was not as efficient as that of glucose and valerate.With higher concentrations of amino acids in the medium remarkable amounts of amino acids were incorporated. The capacity for uptake of amino acids is not therefore a limiting factor in protein synthesis. A large amount of the incorporated arginine, alanine, and glycine was respired as CO₂. This finding indicates that amino acids are used—besides fatty acids and glucose—as a substrate in respiration.The metabolic fate of the carbon skeletons of some amino acids was further followed. With alanine-U-¹⁴C labeling, most free amino acids, organic acids, and soluble carbohydrates were found to be labeled. In this experiment, glutamic and aspartic acids were formed in a higher concentration; both acids arising in the hydrolysis of the proteins were likewise strongly labeled. The high specific activity of glutamic and aspartic acids demonstrates the importance of the TCA cycle for the metabolism of the carbon skeleton of alanine.Valine, leucine and iso-leucine, which are metabolic derivatives of the highly labeled pyruvate (after incubation with alanine), showed only a low amount of ¹⁴C. It appears that only very small amounts of these amino acids were synthesized. Since all soluble carbohydrates were strongly labeled, high level of glucogenesis was indicated.Nearly no radioactivity was found in soluble carbohydrates and the organic acids. After the application of glycine-U-¹⁴C, however, the amino acids, especially serine and theronine and to a smaller extent glutamic and aspartic acids, were labeled. The metabolic relation between serine and glycine, known from many organisms, was demonstrated in the rust spores. The strong labeling of threonine indicates a second metabolic pathway leading to synthesis of threonine with the participation of glycine. The endogenous rates of synthesis of these amino acids are very small. Using arginine-guanidino-¹⁴C as a tracer only, free and bound arginine were markedly labeled. The guanidino carbon of the applied arginine was respired to a large degree. The endogenous rate of arginine synthesis is very low.

     

Die DNS-Synthese in den Chromosomen von Rattus norvegicus während der letzten Stunde der S-Phase

Zusammenfassung An fetalen Zellen der Laborratte wurde der Einbau von ³H-Thymidin in einzelne Chromosomensegmente nach Dauermarkierung quantitativ mittels Kornzählung untersucht. Der ausgewertete Zeitraum umfaßt die letzten 60 min der S-Phase. In diesem Intervall wurde ein distinktes Muster der DNA-Synthese auf den einzelnen Chromosomenabschnitten beobachtet (X-bis Z-Phase). Sehr hohe Syntheseaktivitäten zeigen die Satelliten der Chromosomenpaare Nr. 3 und Nr. 19 sowie die kurzen Arme der Paare Nr. 13 und Nr. 14. Die Aktivitätsmuster der Autosomen stimmen in beiden Geschlechtern im Wesentlichen überein.Das Y-Chromosom ist spät-replizierend und hat auch in der Z-Phase noch einen signifikant erhöhten ³H-Thymidineinbau. Die X-Chromosomen der Ratte sind, entgegen früheren Vermutungen anderer Autoren, nicht die längsten Chromosomen der Gruppe XX, 4–10, sondern das 5. Paar dieser telocentrischen Chromosomen. Mittels Heterochromatinfärbung konnte dieser Befund bestätigt werden.

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DNA Synthesis in the chromosomes of Rattus norvegicus during the Last Hour of the S-Phase

A quantitative analysis of DNA synthesis by means of grain counting after continuous labeling was made on female and male cells of the laboratory rat. Mitoses labeled in the last hour of the S-phase were analysed and the activity sites over individual chromosome segments were plotted. — A non-random distribution of label was detected in this final interval. Very high synthesis activities were observed on the satellites of chromosome No. 3 and No. 19 as well as on the short arms of No. 13 and No. 14. The labeling patterns of the autosomes are corresponding for both sexes. — The Y chromosome is late replicating and shows a relatively heavy label even in the Z interval. In consequence of the labeling pattern in female cells it was concluded that the X chromosomes are not the longest of their group of telocentric chromosomes. In cells exposed to ³H-thymidine during the X and Y interval a prominently labeled putative X chromosome was observed standing between 8th and 10th position in group XX, 4–10. This is in coincidence with results obtained by heterochromatin staining.

     

Phasenbeziehungen der Flügelschläge von Gänsen während des Verbandflugs in Keilformation

Zusammenfassung Filmanalysen haben gezeigt, daß im geometrisch exakten Keilverband fliegender Gänse eine strenge Phasenbeziehung zwischen den Flügelschlägen verschiedener Tiere herrscht: Weiter seitwärts fliegende Individuen erreichen eine gegebene Schlagstellung um einen bestimmten, konstanten Zeitbetrag später als ihre inneren Nachbarn. Die vorderste Gans, der Hauptführer, bestimmt den phasischen Rhythmus. Größe und Richtung der Phasenverschiebung sind unabhängig von der Zahl der Tiere, die einen Keilschenkel bilden; schon 2 Tiere können in der genannten phasischen Koordination fliegen. Störungen in der Geometrie der Keilformation haben ihr Korrelat in entsprechenden Veränderungen der Phasenbeziehungen. Nebenführer fliegen etwas vom Verband abgesetzt und bestimmen meist den phasischen Rhythmus der außen sich anschließenden Tiere. Bis zu 2 Nebenführer (1. und 2. Ordnung) pro Keilschenkel wurden beobachtet.

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Phase relationship in the wing beat of geese flying in V formation

Summary Film analysis has demonstrated a precise phase relationship in the wing beat of geese flying in exact V-formation. The farther out along the arms of the V the geese are located, the later their wings achieve a given stroke position. This lag in stroke of one goose behind its more apically situated immediate neighbour remains more or less constant and is approximately the same for each pair of geese in the sequence. It is independent of the number of geese forming the arm of a V; a single pair can display this phase coordination. The rhythm is established by the main leader, the goose at the apex. Departure from the V-formation is accompanied by a break in the phase relationship. A goose out of line is a goose out of phase relationship; it is usually the secondary leader who determines the rhythm for those lining up behind it, i.e. off to the side of the V-formation. Up to two secondary leaders were observed per V-arm.

     

Fettsäuregehalte in Lichtkulturen von Rhodospirillum rubrum während der Thylakoidmorphogenese

Zusammenfassung Der Zusammenhang zwischen der Ausbildung des intracytoplasmatischen Membransystems und dem Gehalt der Zellen an Fettsäuren und Lipid-Phosphor wird an Rhodospirillum rubrum untersucht. Trotz Steigerung des Membrangehaltes nach der Überführung aerober thylakoidfreier Dunkelzellen in anaerobe Lichtbedingungen bleibt der Gehalt an Fettsäuren und Lipid-Phosphor pro Gesamtzellprotein unverändert. Das gleiche Resultat ergibt sich, wenn eine Steigerung des Thylakoidgehaltes im System anaerob Normallicht (4000 Lux) anaerob Schwachlicht (400 Lux) hervorgerufen wird. Dieses Resultat eines konstanten Fettsäurespiegels wird nicht durch eine Änderung des Bezugsystems Protein erzielt. Der Quotient Proteingehalt pro Volumen dichtgepackter Bakterien bleibt während der Membransynthese konstant. Aus Licht- und Dunkelzellen werden eine Rohmembranund eine Rohzellwandfraktion angereichert. Die Wandfraktion aus aeroben Dunkelzellen enthält einen höheren Anteil der Gesamtfettsäuren der Zelle als die Wandfraktion aus anaeroben Lichtzellen. (2-¹⁴C)-Acetat wird von wachsenden Zellen unter Normallichtbedingungen (4000 Lux) in hoher Rate eingebaut. Nach der Umschaltung auf Schwachlicht (400 Lux) wird diese Aufnahme zugleich mit dem Wachstum gestoppt. Werden aerobe Dunkelzellen in semiaerobe Lichtbedingungen über-führt, wird der Gehalt an Fettsäuren und Lipid-Phosphor um 70% erhöht. Die Ergebnisse werden im Rahmen der Hypothese diskutiert, daß ein großer Teil der Zellfettsäuren in der Wand lokalisiert ist und daß dieser Anteil koordiniert mit dem Membrangehalt verändert werden kann.

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Contents of fatty acids in light cultures of Rhodospirillun rubrum during the synthesis of thylakoids

Summary The correlation between the formation of the intracytoplasmic membrane system and the content of fatty acids and lipid phosphorus in cells of Rhodospirillum rubrum is investigated. After induction of thylakoid synthesis by transferring aerobic dark grown cells into anaerobic light conditions, the content of fatty acids and lipid phosphorus per protein of the cells remains unchanged. The same result is found if the increase of thylakoid content is induced by lowering the light intensity from moderate (4000 lux) to low (400 lux) light intensity under anaerobic conditions. The constant level of lipids during the morphogenesis of thylakoids is not conditioned by a change of the protein content of the cells. The ratio protein to volume unit of wet packed bacteria is not changed during the synthesis of thylakoids. Crude cell wall and membrane fractions are isolated from light and dark grown cells. The wall fraction from dark aerobic grown cells contains more fatty acids than that of anaerobic light grown cells. Label from (2-¹⁴C)-acetate is rapidly incorporated by growing cells cultivated under moderate light intensity. After transfer to low light conditions acetate incorporation and growth stop immediately. If aerobic dark grown cells are transferred to semiaerobic light conditions the content of fatty acids and lipid phosphorus in the cells is increased by 70%. The results are discussed from the view that a great part of the fatty acids of the cells is localized in the cell wall and that this amount can be altered in coordination with the membrane content of the cells.

     

Das Tintendrüsenepithel von Sepia vor,während und nach der Pigmentbildung

Ohne Zusammenfassung     

Der Einfluss von Pyrazon auf die Katalase-Aktivität in den Blättern der Senfpflanze (Sinapsis alba L.) und der Zuckerrübe

Rostliny ho??ice bílé (Sinapis alba L.) a cukrovky (Beta vulgaris L.) byly post?íkány ve fázi prvého páru pravých list? herbicidem pyrazonem (=1-fenyl-4-amino-5-chlor-pyridazonem-6) ve formě subspenzního p?ípravku Pyraminu v 0,4% koncentraci. Za 1 den, 4, 7 a 14 dní po post?iku volumetrikou motodou podle Jermakova a splupracovník? zji??ována aktivita katalázy ve ??ávě z list?. Bylo zji?ěno, ?e aktivita katalázy v listech citlivé rostliny (ho??ice bílé) byla pyrazonem potla?ena ve srovnání se ??ávou z list? neo?et?ených, kde?to v listech odolné rostliny (cukrovky) aktivita katalázy sní?ena nebyla.     

Thoracophelia flabellifera n. sp., ein neuer sedentärer Polychät (Familie Opheliidae) in der Deutschen Bucht

Ohne ZusammenfassungMit 2 Abbildungen und 2 Tabellen     

Spindelbau,Mikrotubuliverteilung und Chromosomenstruktur während der I. meiotischen Teilung der Spermatocyten von Pales ferruginea

Zusammenfassung Der Spindelapparat der I. meiotischen Teilung in Spermatocyten von Pales ferruginea wurde nach gezielter Präparation einzelner Zellen mit der Ultradünnschnitttechnik untersucht. Neben den Chromosomen sind 3 Strukturkomponenten in der Spindelregion zu beobachten: 1. Mikrotubuli, 2. ribosomale Partikel, 3. amorph oder fädig erscheinende intertubuläre Spindelmatrix. Längs- und Querschnitte zeigen eine mehr oder weniger homogene Verteilung der Mikrotubuli in der Spindel. Es gibt keine Hinweise für Mikrotubulibündel, die den polarisationsmikroskopisch darstellbaren Chromosomenfasern entsprechen könnten. Bestimmungen der Mikrotubulidichte in einigen Teilungsphasen zeigen, daß die Anzahl der Tubuli während der Prometaphase bis zur Metaphase hin zunimmt und erst in der späten Anaphase abnimmt. Wandernde Anaphasechromosomen zeigen einen charakteristischen Formwandel. Die Orientierung der Mikrotubuli und ihre Beziehung zu Chromosomen und Spindelmatrix werden ausführlich diskutiert.

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Spindle structure, distribution of microtubules, and chromosome structure during the I. Meiotic division in spermatocytes of Pales ferruginea An electron microscopic analysis

Summary The spindle apparatus of the I. meiotic division in spermatocytes of Pales ferruginea was examined by means of ultra-thin sectioning of preselected single cells. Besides chromosomes 3 major components can be observed within the spindle region: 1. microtubules, 2. ribosomal particles, 3. intertubular spindle matrix of amorphous or filamentous appearance. As revealed from longitudinal and cross sections the microtubules are distributed more or less homogeneously within the spindle. There is no evidence for bundles of microtubules which may correspond to the chromosomal fibers of polarization microscopy. Determination of microtubular density in several division stages shows that the number of microtubules increasing during prometaphase up to metaphase, and does not decrease till late anaphase. Moving anaphase chromosomes show a characteristic change of form. Orientation of microtubules and their connexion with chromosomes and spindle matrix are discussed in detail.

Herrn Dr. R. Dietz danke ich für freundlicherweise zur Durchsicht überlassene nichtpublizierte polarisationsmikroskopische Aufnahmen von der I. meiotischen Teilung der Spermatocyten von Pales crocata.     

Struktur und Verhalten der Nukleolen von Hühnerherzmyoblasten in Gewebekultur während des Interphasewachstums und der Mitose

Zusammenfassung Die Nukleolen von Hühnerherzmyoblasten können durch ein verbessertes Verfahren annähernd lebensgetreu dargestellt werden. Die im lebenden Zustand recht homogen aussehenden Nukleolen lassen nach geeigneter Behandlung charakteristische Innenstrukturen erkennen, deren Differenzierungsgrad von der Größe der Zellkerne abhängt, die ihrerseits vom Interphasealter der Zellen bestimmt wird.Zur Ermittlung des Interphasealters wurden die Größen von mehreren hundert Kernen in zwei Myoblastenkulturen gemessen. Durch rechnerische und statistische Verfahren konnte daraus die Wachstumskurve der Interphasekerne gewonnen werden. Die weiteren Untersuchungen galten dann den Wechselbeziehungen zwischen der Nukleolusdifferenzierung und dem Kernalter.Zur Identifizierung der Nukleolusbestandteile wurden mehrere cytochemische und färberische Nachweisverfahren verwendet, mit deren Hilfe sich chromatische, fadenförmige Strukturen mit einem gewissen DNS-Gehalt nachweisen ließen, die von einer RNS-haltigen Substanz allseits wolkenartig umgeben waren. Die morphologischen und stofflichen Eigenschaften dieser Nukleolusinnenstrukturen deuten auf ihre chromosomale Natur hin, wofür auch der Umstand spricht, daß die Anzahl der Nukleoluseinheiten pro Zellkern von Generation zu Generation konstant bleibt.Wenn die Chromosomen unmittelbar vor und nach der Mitose infolge ihrer starken Kondensierung sichtbar und auch die Nukleolen eben noch bzw. schon wieder erkennbar sind, kann man nachweisen, daß sie integrierende Bestandteile zweier Chromosomen sind.Mit fortschreitender Interphase dekondensieren die extranukleolären Chromosomenanteile und entziehen sich damit der mikroskopischen Betrachtung. Während dieser Zeit erscheinen die Nukleolen zunächst als kompakte Massen, werden dann langsam größer, lockern sich dabei auf und lassen in einer homogen erscheinenden grauen Masse zunächst eine und bald darauf zwei dünnere identische Fadenstrukturen erkennen, die mitunter weit auseinander weichen. Dieser Vorgang tritt gesetzmäßig ein und muß als Chromosomenspaltung im Hinblick auf die zur nächsten Zellteilung notwendige Chromosomenverdoppelung gedeutet werden. Während der frühen Prophase rücken die beiden Chromosomenspalthälften noch einmal zu einer scheinbaren Einheit zusammen und werden mit Beginn der Anaphase vom Spindelapparat endgültig getrennt.Das Verhalten der Nukleolen gibt auch Hinweise auf ihre Funktion. Die Nukleolen treten im Verlauf der Interphase mit grauer Substanz beladen an die Kernmembran heran und geben diese in submikroskopisch kleinen Mengen an das Cytoplasma ab. Das Produkt der Nukleolen besteht aus RNS-haltigen Granula, die nur im Elektronenmikroskop sichtbar sind und sicher eine Bedeutung für die Eiweißsynthese der Myoblasten haben, die bei der raschen Zellteilungsfolge sehr rege ist. Nach der Aktivitätsphase löst sich der chromosomale Anteil der Nukleolen mit einem Rest an grauer Substanz wieder von der Kernwand ab und wandert zum Kerninnern zurück, wo er dann im expandierten Zustand einen genaueren Einblick in seine chromatischen Strukturen zuläßt. Der den Nukleolen verbliebene Substanzrest wird noch vor der Zellteilung, nämlich nach der Auflösung der Kernmembran während der Prophase, in mikroskopisch sichtbarer Form dem Cytoplasma zugeführt.Gelegentlich erfolgen während der Interphase Nukleolusextrusionen. Hierbei können außer der RNS-haltigen Substanz auch chromosomale Nukleolusanteile knospenartig in das Cytoplasma ausgeschleust werden. Dieser Vorgang ist zwar sehr augenfällig, kann aber schon aus statistischen Gründen kaum eine besondere Bedeutung haben, weil er keine regelmäßige Versorgung des Cytoplasmas mit RNS-haltigen Substanzen gewährleistet.Die Arbeit wurde durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht. Herrn Professor Dr. R. Danneel, danke ich für beratende Hilfe, Frl. stud. med. R. Mielke und Frau A. Meyer für technische Assistenz.     

Veränderungen des Plasmas während des Alterns pflanzlicher Zellen,zugleich ein Beitrag zur Kenntnis der Narkose von Pflanzen

Ohne ZusammenfassungMit 4 Textabbildungen.     

Über Veränderungen des Nucleinsäurengehaltes von Proteus vulgaris während der durch Penicillin ausgelösten Umwandlung in die L-Phase

Zusammenfassung Suspensionen von Proteus vulgaris wurden in verschiedenen Entwicklungszuständen mit Penicillin versetzt und parallel zur einsetzenden Umwandlung in die Frühstadien der L-Phase (large bodies) wurde der Gehalt an RNS, DNS und Eiweiß-N bestimmt. Durch Verwendung geringer Konzentrationen (4–7 IE/ml) konnte auch in der log-Phase die Umwandlung so schonend geführt werden, daß keine Lysen eintraten.Die Atmungsmessungen zeigten, daß unter Bedingungen, unter denen sich alle Bakterien umwandeln, keine Veränderung des Sauerstoffverbrauches eintritt. Die Hemmung der Sauerstoffaufnahme bei Zugabe hoher Konzentrationen zur log-Phase beruht auf der Lyse eines großen Teiles der Zellen. Mit der Umwandlung in die large bodies ist eine Verschiebung des Quotienten RNS/DNS zugunsten von DNS und eine Erhöhung der Werte für DNS/Eiweiß-N verbunden. Dies beruht aber nicht auf einer Steigerung der DNS-Synthese, sondern nur auf der etwas schwächeren Hemmung derselben gegenüber dem Aufbau von RNS und Eiweiß. Es ergeben sich keine Anzeichen für die auf Grund morphologischer Versuche vermutete Vermehrung des Kernmaterials. Es kann sich demnach nur um eine Aufteilung des vorhandenen Materials handeln.Untersuchungen über die entsprechenden Wirkungen von Arsenat, Monojodessigsäure und Trypaflavin auf die Stoffzusammensetzung von P. vulgaris zeigten, daß es sich bei der erfaßten Penicillinwirkung nicht nur um eine unspezifische Folge einer allgemeinen Stoffwechselhemmung handelt.Die Arbeit ist ein Auszug aus der von J. Müller bei der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München vorgelegten Dissertation gleichen Titels.     

Rhenanoperca minuta nov. gen., nov. sp., ein neuer Percoide (Pisces,Perciformes) aus der Messel-Formation (Mittel-Eozän,Unteres Geiseltalium)

A new genus and species of percoid fishes (Pisces, Perciformes) from the Middle-Eocene Messel-Formation is introduced and delimitated from other palaeogene percoids. A preliminary diagnosis is proposed. As the relationships of this new taxon still remain somewhat imprecise, it is provisionally classified as “Percoidei incertae familiae”.     

Ultrastruktur und polysaccharidanteile der cuticula von Triops cancriformis Bosc. (Crustacea,Notostraca) während der Häutungsvorbereitung

Zusammenfassung Die Cuticula von Triops cancriformis besteht aus Endo-, Exo- und Epicuticula. Die Epicuticula ist aus vier Schichten aufgebaut, die Exocuticula aus 10 und die Endocuticula aus 60–80. Die Schichten der Endocuticula sind aus annähernd oberflächenparallel verlaufenden Mikrofibrillen, die zu Lamellulae zusammentreten, gebildet. Diese Lamellulae atehen senkrecht zur Oberfläche. Die Lamellulae der einzelnen Lagen verlaufen im rechten Winkel zu denen der Nachbarlagen. In Sinnesborsten verläuft so ein Teil der Fibrillen in Längsrichtung, der andere quer zur Längsachse.Polysaccharide finden sich in den Lamellulae, in zwei Schichten der Epicuticula, den Desmosomen und als Glykogengranula in Epidermiszellen.Die Häutung zeigt anscheinend keine Besonderheiten gegenüber anderen Arthropoden.

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Ultrastructure and polysaccharide content of the cuticle of Triops cancriformis Bosc. (Crustacea, Notostraca) during the Molting preparation

Summary The cuticle of Triops cancriformis consists of endo-, exo- and epicuticle. The epicuticle comprises 4 layers, the epocuticle 10 and the endocuticle 60–80 layers. The layers of the endocuticle consist of microfibrils. These microfibrils are almost parallel to the surface of the cuticle and merge into lamellulae. These lamellulae run vertical to the surface. The lamellulae in any one layer are at right angles to the lamellulae in the neighbouring layers. Thus, some of the fibrils in sensory setae are parallel to the longitudinal axis and others are perpendicular to it.Polysaccharides are found in the lamellulae, in two layers of the epicuticle, in the attachment regions and in the glycogen deposits in the epidermis cells.The molting process seems to be similar to the molting process of other arthropoda.

     

Kausalmechanismen der Kernbewegung und -teilung während der frühen Furchung im Ei der GallmückeWachtliella persicariae L.

Zusammenfassung Im Ei vonWachtliella legen die Furchungskerne in der Zeit zwischen den Mitoseschritten große Strecken im Ooplasma zurück, was zu einer raschen Besiedlung des Eiraumes führt. Dabei findet neben der passiven Verlagerung infolge pulsierender Plasmaströmungen einaktiver Migrationsprozeß statt. Er wird von feinen Dotterpartikeln-Schwingungen begleitet, die auch in den Eiern anderer Insekten gefunden worden sind. Um diese Zitterbewegung besser analysieren zu können, sind dieEier total bzw. partiell gequetscht worden; hierdurch wird die Schichtdicke des Ooplasmas auf 30 m bzw. auf 12—4 m reduziert. Die experimentelle Verkleinerung des Krümmungsradius' der Eioberflächefördert die Neigung zur Zellwandbildung, was schon im 2-Kern-Stadium zu einerfast totalen Furchung führt. Außerdem kann derInitialbereich der Furchung (= Initialbereich der Zitterbewegung)in kernfreien Regionen liegen und darüberhinaus in einen vorderen und einen hinteren Initialbereichaufgespalten werden; Kernteilung und -wanderung werden jedoch nicht unterbunden. Die Entwicklung unbehandelter wie auch gequetschter Eier ist mit Hilfe von Zeitrafferfilmen analysiert worden, die mit dem Phasenkontrast oder dem differentiellen Interferenzkontrast-Verfahren — unter Verwendung höchstauflösender Planapochromate am umgekehrten Mikroskop — aufgenommen worden sind.Vom Initialbereich der Furchung gehen, im Rhythmus der Furchungsschritte,Wellen ungeordneter Zitterbewegung aus und durchziehen das ganze Ei. Sie bestehen aus ungeordneten Schwingungen von Dotterpartikeln, die vermutlich auf die Aktivität räumlich ungeordneter, dynamischer Elemente im Ooplasma zurückzuführen sind. Einenordnenden Einfluß aber übt die Anwesenheit vonFurchungskernen aus: Kurz bevor eine solche Welle von Zitterbewegungen bei Furchungskernen des Metaphasestadiums eintrifft, treten nämlich in deren Umgebung geordnete Schwingungen und Verlagerungen von Dotterpartikeln auf. Sie sind radial auf die Spindelpole ausgerichtet und beginnen bei demjenigen, den die Welle zuerst erfaßt. Diese radiale Zitterbewegung wird durch eingroßes Astersystem hervorgerufen, das jeweils von den Spindelpolen ausgeht und distal weit in das Ooplasma zieht. Mit dem Beginn der Verkürzungsprozesse innerhalb der Asterstrahlen tritt der Furchungskern in die Ana- und Telophase ein, und die Spindelpole werden auseinandergezogen. Auch in der darauffolgenden Migrationsphase der Tochterkerne bleibt der Spindelpol als Asterzentrum der ehemaligen Spindel erhalten und bildet den Mittelpunkt eines Migrationsasters. Seine längsten Asterstrahlen messen mindestens 80 m und inserieren distal sowohl an frei beweglichen als auch an elastisch aufgehängten oder an starren Eikomponenten.Durch wiederkehrende, kurzzeitige Insertionen und unkoordinierte, vorübergehende Verkürzung der Asterstrahlenwird der Kern, der eine starke Affinität zu seinem Asterzentrum besitzt, im Ooplasmavorwärtsgezogen, und zwar stets in Richtung auf die jeweils noch größten kernfreien Gebiete, in denen auch die räumliche Ausdehnung des Migrationsasters am größten ist. So läßt sich u.a. auch die gegenseitige Abstoßung der Energiden erklären, die zu einer gleichmäßigen Verteilung im Eiraum führt.Bei manchen Eiern ist es möglich gewesen,Furchungskerne experimentell von ihren Astersystemen zu trennen. Währendisoliert liegende Migrationsaster sich autonom, d.h. in Abwesenheit von Kernen,aktiv im Eiraum ausbreiten und vielleicht sogar teilungsfähig sind,können asterlose Furchungskerne zunächst nicht mehr wandern; sie scheinen aber in der Lage zu sein, die Bildung neuer Spindelpole und Astersysteme zu induzieren und dann Furchungsteilungen durchzuführen.Die Migrationsaster aller Furchungsenergiden gehen durch Teilung aus demjenigen Astersystem hervor, dessen Aufbau der Spermakern nach seinem Eindringen in das Ei induziert hat. Derweibliche Vorkern dagegen besitztkeinen Migrationsaster; er wird wahrscheinlichdurch permanente Insertion von Asterstrahlen des männlichen Kerns zu diesem hingezogen, und die Befruchtung ist eine Folge der Affinität zwischen (weiblichem Vor-) Kern und Migrationsaster (des männlichen Kerns).Da sich die Asterstrahlen aus den Polstrahlen des Spindelapparates ableiten lassen, ist eineBeteiligung von Mikrotubuli an ihrem Aufbau sehr wahrscheinlich; sie muß aber noch elektronenmikroskopisch geprüft werden. Mögliche funktionelle Strukturen des Migrationsasters und ihre Beziehungen zum mitotischen Apparat werden diskutiert. Migrationsaster sind wahrscheinlich nicht nur in Anpassung an die speziellen Bedingungen der Furchung in großräumigen Eisystemen entstanden, sondern sind vermutlich auch bei der Teilung zahlreicher anderer tierischer Zellen für Spindelstreckung und Auseinanderwandern der Tochterkerne von Bedeutung.

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Causal mechanisms of nuclear movement and division during early cleavage stages in the egg of a gall midge,Wachtliella persicariae L.

Summary Between each mitotic cycle, the cleavage nuclei ofWachtliella move over long distances, thus populating the ooplasm within a short time. Besides being shifted passively by flowing pulses of the ooplasm, thenuclei are also migrating actively. The active movements are accompanied by such oscillations of yolk particles as are known from the eggs of other insects, too. For a closer analysis of these quivering movements the inseminated eggs werepressed, either totally or partially, reducing their smaller diameters to ooplasmic layers of 30 m or between 12 and 4 m, respectively. Along with the experimental reduction of the radius of the curvature at the egg surface, there is anincreased tendency of cell membrane formation, resulting in anearly total cleavage already at the 2-nuclei-stage. Furthermore, theinitial region of cleavage (= initial region of quivering movements)may be shifted to a site free from nuclei; the initial region even may becomesplit up into two, one near each of the egg's poles. Yet, in flattened eggs, division and migration activities of the nuclei are not prevented. Untreated as well as flattened eggs have been analysed by means of time-lapse motion pictures taken either by the phase contrast or by the differential interference contrast method, using apochromatic objectives of maximum resolution, combined with an inverted microscope.According to the rhythm of the cleavage divisions,waves of irregular quivering movements spread from the initial region(s) of cleavage throughout the whole egg space. They are composed of irregular oscillations of yolk particles, probably caused by the effect of actively shortening, dynamic elements irregularly spread within the ooplasm. The presence ofcleavage nuclei obviously exerts a kind ofregulative effect: Shortly before such a wave of quivering movements reaches a metaphasic cleavage energide, regular oscillations and approximations of yolk particles are visible in the surroundings of the nucleus. The movements in question are radially adjusted towards the spindle poles, starting at the one which is reached first by the wave of quivering movements. These radial quivering movements are caused by abig cytaster, each originating from its spindle pole and distally reaching far into the ooplasm. Synchronous with the beginning of the shortening process of the astral rays, the cleavage nucleus passes through anaphase and telophase, and the spindle poles arepulled apart. During the then following migration of each daughter nucleus, its spindle pole—the kinetocentre of the previous spindle—is preserved and becomes the centre of a migration cytaster. Its longest rays measure up to at least 80 m. Their distal ends temporarily insert either in motile, or in elastically suspended, or in rigid egg components.By the recurrent short-time insertions and irregular shortening processes of the astral rays,the nucleus, displaying a strong affinity to its own kinetocentre,is pulled foreward. This movement always occurs in the direction of the biggest ooplasmic region still free from nuclei and therefore permitting the greatest spacial extension of the migration cytasters. This could explain the so-called mutual repulsion of the energides, leading to their even dispersion all over the egg space.In some of the eggs it has been possible toseparate the cleavage nuclei from their cytaster systems experimentally. Deprived of their nuclei such migration cytasters behave autonomously, i. e. they are actively moving within the ooplasm, possibly even retaining their division power. On the other hand, thenuclei without their cytasters have lost their mobility and therefore at first remain in their sites. But they seem to be capable ofinducing new spindle poles and migration cytasters of their own and to carry out further cleavage divisions.The migration cytasters of all cleavage energides develop by division from the very cytaster whose formation had been induced by the sperm nucleus after entering the egg. On the other hand thefemale pronucleus, remainingwithout a migration cytaster and therefore lacking migration activity, ismoved towards the male nucleus, pulled by the probably permanently inserted astral rays of the latter. Thus the final act of fertilization, i.e. nuclear fusion, comes about by the affinity between the (female pro-)nucleus and the (alien) migration cytaster (of the male nucleus).Judged by their derivation from the polar rays of the spindle apparatus, the astral rays with high probability are built up oftubuli, the evidence being left to electron microscopical investigations. Functional structures related to the causal mechanism of the migration cytaster are suggested and their supposed derivation from the mitotic apparatus is discussed. The existence of migration cytasters might not only represent an adaptation to the specific conditions of cleavage within spacious eggs, but also could be essential for the stretching of the spindle and the separation of the daughter nuclei during the division process of many other animal cells.

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Herrn Prof. Dr. G. Krause danke ich sehr für wertvolle Anregungen bei der kritischen Durchsicht dieser Veröffentlichung. Mein besonderer Dank gilt meiner Frau für ihre Hilfe bei der Ausarbeitung des Manuskripts. Die Untersuchung wurde durch Sachbeihilfen der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.     

Nachweis von häutungsaktiven Stoffen in isolierten Prothorakaldrüsen und Oenocyten beiBombyx mori während des 5. Larvenstadiums

Summary The content of moulting hormones has been determined in homogenates of isolated prothoracic glands and oenocytes during the 5th instar of the silkworm,Bombyx mori by means of the Calliphora bioassay.Prothoracic glands show variable activity in the production of moulting hormones, reaching a maximum near the end of the larval period. Comparable activities, but at higher levels, could be demonstrated in oenocytes. Controls with doubled quantities of tissue produced in a proportionate reaction in the bioassay. Fat bodies were inactive.Prothoracic glands and oenocytes incubated together resulted in a slower pupation index than would be expected from the sum of single determinations of oenocytes and prothoracic glands. This is explained by the ability of prothoracic glands to build conjugates of ecdysones.Die Arbeit wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt