Alpha1-antitrypsin: Physiology,genetics and pathology

Summary Alpha₁-antitrypsin (₁) is a glycoprotein in human serum that inhibits the enzymatic activity of trypsin and other proteolytic enzymes. Its concentration in normal serum is 200–250 mg/100 ml. In certain physiological and pathological situations, such as pregnancy, under contraceptive medication and during inflammation, the level of ₁-at is elevated. The physiological role of ₁ is not known, but the interaction with proteolytic enzymes from white blood cells is probably important. Electrophoretic techniques distinguish several phenotypes, which can be explained by the existence of several codominant alleles at one locus (probably the structural locus). Two alleles Pi^Z and Pi^S cause low concentrations of ₁-at in serum: the approximate concentrations of ₁-at for the different phenotypes are Z/Z 10%, M/Z 50–60%, S/S 60%, M/S 80%, where the level of 212 mg/100 ml found in the M/M phenotype is taken as 100%; thus the effect of these alleles on the ₁-at concentration is additive. Homozygosity for the Pi^Z allele is strongly associated with chronic obstructive lung disease and there is also an association of COPD and heterozygosity for the Pi^Z or Pi^S or both, but to a lesser degree.

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Zusammenfassung ₁-Antitrypsin (₁-at) ist ein Glykoprotein des menschlichen Serums. Es hemmt die enzymatische Aktivität von Trypsin und anderen proteolytischen Enzymen. Die Konzentration in normalem Serum beträgt etwa 200–250 mg/100 ml. Unter bestimmten physiologischen und pathologischen Bedingungen, z. B. während der Schwangerschaft, nach Verabreichung von Ovulationshemmern und während einer Infektion, ist der Serumspiegel des ₁-at erhöht. Die genaue physiologische Funktion des ₁-at ist unbekannt, wahrscheinlich ist aber die Hemmung von proteolytischen Enzymen aus Leukocyten von Bedeutung. Mit Hilfe elektrophoretischer Methoden kann man einige Phänotypen unterscheiden. Diese Phänotypen können durch mehrere codominante Allele an einem Locus, wahrscheinlich dem Strukturlocus, erklärt werden. Zwei Allele, Pi^Z und Pi^S, verursachen niedrige Konzentrationen von ₁ im Serum: Die ungefähren Serumkonzentrationen von ₁-at der verschiedenen Phänotypen sind: Z/Z 10%, M/Z 50–60%, S/S 60%, M/S 80%; die Konzentration von 212 mg/100 ml des M/M-Phänotyps ist hier gleich 100% gesetzt. Die Wirkung der verschiedenen Allele auf die ₁-at ist also additiv. Homozygotie für das Pi^Z-Allel ist statistisch signifikant mit chronisch obstruktivem Lungenemphysem assoziiert. Eine geringere, aber ebenfalls statistisch signifikante Assoziation mit chronisch obstruktivem Lungenemphysem besteht auch für die Heterozygotie Pi^M/Pi^Z und Pi^M/Pi^S oder nur für eine von beiden Heterozygotien.

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Recipient of a stipendium from Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Populationsgenetik der Phosphohexoseisomerasen (EC: 5.3.1.9) beim Schwein

Zusammenfassung Es wurden die Elektrophoresemuster der Phosphohexoseisomerase beim Schwein untersucht. Gewebsspezifische Unterschiede waren nicht nachweisbar. In einer Populationsstichprobe von 200 Schweinen (Lebergewebe) wurden drei verschiedene Phänotypen gefunden; die Häufigkeit für das Allel PHI^b beträgt 0.247.

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Population genetics of phosphohexose isomerase in the pig

Summary The electrophoretic patterns of phosphohexose isomerase has been examined in different organs of pigs. There are no tissue-specific differences. In a population sample of 200 specimen of pig liver three different phenotypes have been found; the frequency for PHI^b is 0.247.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Genetic polymorphism of Isocitrate dehydrogenase in Primates

Summary The genetic polymorphism of isocitrate dehydrogenase has been investigated in 400 Primates. Six different phenotypes of the soluble enzyme were demonstrated. The mitochondrial enzyme exhibited a uniform electrophoretic pattern.

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Zusammenfassung Die Isocitratdehydrogenasen der Primaten zeigen eine genetisch determinierte Variabilität. Für das cytoplasmatische Enzym konnten 6 verschiedene Phänotypen nachgewiesen werden. Das mitochondriale Enzym verhielt sich in der Elektrophorese einheitlich.

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Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Genetik der 6-Phosphogluconatdehydrogenase (EC: 1.1.1.44): Eine neue Variante F (Freiburg)

Zusammenfassung Unter 2455 Personen fand sich zweimal eine Variante mit einer schneller wandernden Fraktion. Der Phänotypus ist der Friedenship-Variante ähnlich, aber nicht durch NADP im Gel modifizierbar. Die Kinderphänotypen in den Familien der Probanden sprechen nicht gegen die Annahme eines Alleles 6-PGD^f. Die Genhäufigkeit für 6-PGD^f liegt bei 0,0004.

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A new variant F of phosphogluconate dehydrogenase

Summary Within 2455 individuals two have a faster moving variant 6-PGD AF. The zymogram is similar to the Friendship variant but not altered after addition of NADP to the starch gel. The allele is segregating in the two families. The gene frequency of 6-PGD^f is 0.0004.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Genduplikation durch polyploide Evolution: die Isoenzyme der Sorbitdehydrogenase bei herings- und lachsartigen Fischen (Isospondyli)

Zusammenfassung Die elektrophoretische Analyse der Isoenzyme der Sorbitdehydrogenase (SDH) bei verschiedenen Säugerspecies unter Einschluß des Menschen läßt darauf schließen, daß bei Säugern nur 1 Genlocus für dieses Enzym existiert. Auch bei Knochenfischen läßt sich in der Regel nur 1 SDH-Gen nachweisen. Eine Ausnahme bilden einige Species der Fischordnung Isospondyli. Innerhalb dieser Ordnung findet sich eine Diploid-tetraploid-Beziehung. Arten mit diploiden Charakteristika wie der Hering (Clupea harengus) besitzen 1 SDH-locus, an dem 3 Allele zu beobachten waren. Bei einigen phylogenetisch tetraploiden lachsartigen Fischen läßt sich eine Duplikation des SDH-Gens nachweisen. Während bei der Bachforelle (Salmo trutta) die nach der Tetraploidisierung zunächst identischen loci sich divergent entwickelt haben und jetzt diploidisiert sind, zeigen Regenbogenforelle (Salmo irideus) und Blaufelchen (Coregonus lavaretus) tetrasome Phänotypen der SDH. Beim Blaufelchen findet sich ein Überschuß an Heterozygoten, der auf eine meiotische Vorzugspaarung der Chromosomen mit identischen Allelen schließen läßt. Diese Befunde geben Einblick in den Mechanismus der Diploidisierung, der in der Evolution der höheren Wirbeltiere eine wesentliche Rolle gespielt haben dürfte.

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Sorbitol dehydrogenase isozymes in clupeoid fish: a further example of gene duplication through polyploid evolution

Summary Electrophoretic analysis of the sorbitol dehydrogenase isozymes (SDH) in various mammalian species including man revealed the existence of only 1 gene locus for this enzyme. As a rule, the same is true for Teleostean fishes. Some species of the fish order Isospondyli, however, represent an exception. Within this order, a diploid-tetraploid relationship exists. Species exhibiting diploid characteristics as the herring (Clupea harengus), are endowed with a single SDH gene locus at which 3 different alleles were observed. In some Salmonoid fish having passed through tetraploid evolution, a duplication of the SDH gene can be demonstrated. While in Salmo trutta the duplicated genes evolved divergently and became diploidized, in Salmo irideus and Coregonus lavaretus tetrasomic phenotypes occur. In Coregonus, the predominance of heterozygotes is to be interpreted as the consequence of preferential pairing of meiotic chromosomes endowed with identical alleles. These findings give some insight in the diploidization mechanism which may have played an important role during evolution of higher vertebrates.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Genetic polymorphism of mannosephosphate isomerase in Primates

Summary Genetic polymorphism of mannosephosphate isomerase has been demonstrated in Primates. Three variants of the enzyme were detected. The distribution of MPI phenotypes has been estimated.

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Zusammenfassung Für die Mannosephosphat-Isomerase der Primaten konnte eine genetisch determinierte Variabilität (3 Enzymvarianten) nachgewiesen werden. Die Verteilung der Phänotypen wurde ermittelt.

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Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Entwicklung vonMonostroma grevillei

Zusammenfassung Die Entwicklung vonMonostroma grevillei zeichnet sich durch eine ungewöhnliche Variabilität aus (Schema Abb. 5). Der Lebenszyklus ist heteromorph mit einem einzelligen, kalkbohrenden Sporophyten (a). Parthenogenetische Gameten entwickeln sich zur Gestalt von Sporophyten; ihre Nachkommenschaft behält das Geschlecht der Ursprungspflanze bei (b). Ein kleiner Teil der zweigeißeligen Schwärmer kann unmittelbar wieder zu Gametophyten führen (c). Ganz ungewöhnlich ist die durch besondere Versuchsbedingungen bewirkte Entstehung beider Phänotypen sowie morphologischer Zwischenformen in der Nachkommenschaft eines einzelnen Sporophyten.(Mit 5 Abbildungen im Text)Herrn Prof. Dr. FranzFirbas zum 60. Geburtstag gewidmet.     

The polymorphism of alanine aminotransferase (EC:2.6.1.2): Densitometrical assay

Summary The variable differences in catalytic activity corresponding to identical charges of the gene products are particularly striking within the heterozygous phenotypes. By means of densitometry the portions of the gene products GPT 1 and GPT 2 are allowed to be described, quantitatively.Moreover, variants are described, which differ from the normal electrophoretic pattern of the heterozygotes showing different remainder activities of the gene product GPT 1.

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Zusammenfassung Die Variabilität der Aktivität der Genprodukte mit gleicher Ladung ist besonders auffällig bei den heterozygoten Phänotypen. Mit Hilfe der Densitometrie lassen sich die Anteile der Genprodukte GPT 1 und GPT 2 quantitativ beschreiben. So verhalten sich in der Regel die Intensitäten der Banden 1:2–1:2 wie 4:3:2.Außerdem existieren Varianten, die vom normalen Heterozygotenmuster abweichen und unterschiedliche Restaktivitäten für das Genprodukt GPT 1 aufweisen. Bei einer Variante GPT 2-1 verhalten sich die Proportionen der Bandenintensitäten gleich, bei der Variante GPT 2-1 M (Marburg) ist die Aktivität des Genproduktes GPT 1 um 83% gemindert gegenüber dem intakten Genprodukt GPT 1.

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Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur transspezifischen Variabilität der NADH-Diaphorase der Primaten

Zusammenfassung Die NADH-Diaphorasen in Erythrocyten der Primaten lassen eine transspezifische Variabilität erkennen, die durch Ladungsunterschiede bedingt wird. Mit der Stärkegelelektrophorese können sechs verschiedene Enzym-Varianten differenziert werden. Die Verteilung der verschiedenen NADH-Diaphorase-Phänotypen von 425 subhumanen Primaten wurde ermittelt.

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Transspecific variability of NADH-diaphorases in primates

Summary The NADH-Diaphorases in the erythrocytes of Primates show a transspecific variability, caused by differences in charge. Six kinds of genetically determined enzymes are distinguishable by means of starchgel-electrophoresis. The distribution of the various NADH-Diaphorase phenotypes in 425 subhuman Primates was estimated.

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Direktor: Prof. Dr. Dr. H. Ritter

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Direktor: Prof. Dr. Dr. h. c. B. Grzimek

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Is the PGM1 locus subject to selection?

Summary The placental phosphoglucomutase phenotypes controlled by the first locus of 235 German and 119 non-German samples were determined. Both in the pooled material and in the sample containing German subjects only there was a significant deviation from the expected Hardy-Weinberg equilibrium. A segregation analysis of 1174 families also revealed significant deviations in the phenotypes of the children, though the mating frequencies were as expected. The distribution of the children's phenotypes deviated significantly from Hardy-Weinberg equilibrium though this was not found in the parent samples. The results are discussed.

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Zusammenfassung Placenta-Phosphoglucomutase-Phänotypen des ersten Locus wurden an Hand von 235 deutschen und 119 ausländischen Stichproben bestimmt. Sowohl das Gesamtmaterial als auch die deutsche Stichprobe allein zeigten eine signifikante Abweichung vom angenommenen Hardy-Weinberg-Gleichgewicht. Eine Aufspaltungsanalyse bei 1174 Familien ergab ebenfalls eine signifikante Abweichung bei den Phänotypen der Kinder, obgleich die Elternkombinationshäufigkeiten der Erwartung entsprachen. Die Verteilung der Kinderphänotypen wich signifikant vom Hardy-Weinberg-Gleichgewicht ab, während die Verteilung der Elternphänotypen mit den Erwartungswerten übereinstimmte. Die Ergebnisse werden diskutiert.

     

Zum Mechanismus der Diploidisierung in der Wirbeltierevolution: Koexistenz von tetrasomen und disomen Genloci der Isocitrat-Dehydrogenasen bei der Regenbogenforelle (Salmo irideus)

Zusammenfassung Beim Hering und bei der Regenbogenforelle finden sich genetisch determinierte Polymorphismen für die Überstands-(S-) und die mitochondriale (M-)Form der NADP-abhängigen Isocitrat-Dehydrogenasen (IDH). Beide Enzymformen verhalten sich wie dimere Moleküle. Beim Hering ist für beide Formen auf jeweils einen Genlocus mit 2 Allelen zu schließen. Entsprechend der tetraploiden Herkunft sind bei der Regenbogenforelle individuelle Genloci gegenüber dem Hering verdoppelt. Für die M-Form der NADP-IDH existieren bei dieser Forelle 2 verschiedene Genloci; an einem der beiden loci wurden 2 Allele gefunden. Für die S-Form ist nur 1 Genlocus mit 4 Allelen nachweisbar. In einer Stichprobe von 135 Individuen fanden sich 9 verschiedene Phänotypen, darunter 3 mit einer 3-Allelen-Kombination. Dieser Befund ist interpretierbar unter der Annahme eines tetrasomen Erbganges für die S-IDH. Der Mechanismus der Diploidisierung phylogenetisch tetraploider Organismen wird im Hinblick auf die Säugerevolution diskutiert.

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The mechanism of diploidization in vertebrate evolution: Coexistence of tetrasomic and disonic gene loci for the isocitrate dehydrogenases in trout (Salmo irideus)

Summary In the herring (Clupea harengus) and trout (Salmo irideus), the supernatant (S-) and mitochondrial (M-)form of the NADP-dependent isocitrate dehydrogenases (IDH) exhibit genetically determined polymorphisms. Both enzyme forms behave as dimeric molecules. In the herring, for each form, it can be inferred that 1 gene locus with 2 alleles exists. According to the tetraploid origin of the trout, individual gene loci are duplicated as compared to those of the herring. For the M-form of the enzyme, 2 different gene loci exist in the trout; at 1 of these loci 2 alleles were found. For the S-form only a single gene locus can be demonstrated. In a random sample of 135 individuals, 9 different phenotypes were observed, among which 3 exhibited a 3-allele combination. This finding can be interpreted, assuming a tetrasomic inheritance of the S-form IDH. The diploidization mechanism of phylogenetically tetraploid organisms is discussed with respect to mammalian evolution.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Esterase-D polymorphism in Assam by cellulose acetate electrophoresis

Summary With the help of a simplifed and quick method, cellulose acetate electrophoresis, the phenotypes of esterase D were determined in an Assamese population. The gene frequencies of Es D¹ were 0.7263 and 0.2737 for Es D².

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Zusammenfassung In einer Stichprobe aus Assam wurde mit Hilfe einer einfachen und schnellen Methode, der Cellulose-Acetat-Elektrophorese, die Bestimmung der Esterase D-Phänotypen durchgeführt. Die Genfrequenzen wurden für Es D¹ zu 0,.7263 und für Es D² zu 0.2737 bestimmt.

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Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft, the Stiftung VW and the Fonds der Chemischen Industries.     

Messungen der freien Kohlensäure in und über dem Boden einiger der bioklimatischen Stationen des Lunzer Gebietes

Zusammenfassung In der Voralpengegend um Lunz am See wurden Messungen der Luftkohlensäure in verschiedenen Pflanzenbeständen, vor allem auch im Boden, vorgenommen. Es wird gezeigt, wie die CO₂-Verteilung in der Vertikalen, für den jeweiligen Turbulenzzustand charakteristisch ist. Die zeitlichen Schwankungen der Bodenkohlensäure wiegen die örtlichen auf, sie sind in erster Linie durch die meteorologischen Einflüsse bedingt, vor allem durch Regen und mikrobarische Druckänderungen der Atmosphäre und durch die Temperatur. Eine feste Abhängigkeit der CO₂ über und unter der Bodenoberfläche besteht nicht, ein Schluß auf die Größe der Bodenatmung ist nicht möglich. Saure Böden enthielten wahrscheinlich nur infolge ihres höheren Wassergehaltes mehr Kohlensäure, alkalische weniger. Die Schwankungen verliefen aber gleichsinnig. Die Überprüfung der Boden-CO₂-Werte erschien wegen der Unsicherheit bisheriger Methoden nützlich, die gleichzeitige Betrachtung mit den freien Luftwerten lehrreich.     

Population genetics of red cell galactose-1-phosphate-uridyl-transferase (EC: 2.7.7.12)

Summary The genetic polymorphism of galactose-1-phosphate-uridyl transferases was investigated in a population sample in southwestern Germany. The frequency of the common allele Gt² was estimated to be 0.0723. Due to the electrophoretic pattern of homozygous and heterozygous phenotypes the enzyme is of dimeric structure consisting of two identical polypeptide chains.

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Zusammenfassung Der Polymorphismus der Galactose-1-Phosphat-Uridyl-Transferasen wurde in einer Bevölkerungsstichprobe aus Südwestdeutschland untersucht. Die Genfrequenz für das Allel Gt² beträgt 0,0723. Aus den Zymogrammen ergibt sich, daß das Enzyme Dimerstruktur besitzt.

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Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Methoden zur nachträglichen PAS- und Feulgen-Färbung bei entwickelten autoradio graphischen Paraffinschnitten

Zusammenfassung Es wurden Behandlungen für emulsionsbeschichtete und entwickelte autoradiographische Paraffinschnitte angegeben, die nachträglich eine PAS- bzw. eine Feulgen-Färbung ohne Einbußen an Silberkörnchen gestatten. Die Zuverlässigkeit der Methoden wurde durch quantitative Vergleichsmessungen an insgesamt 5400 Zellkernen von Rattennieren demonstriert und statistisch geprüft.

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Methods for subsequent staining with PAS or Feulgen of autoradiographical paraffin sections

Summary Methods are described to allow successive autoradiography with emulsions and subsequent staining with PAS or Feulgen, without loss of silver grains. Measurements on 5,400 cell nuclei of rat kidney were used to demonstrate by quantitative comparisons the efficiency of the method. The results were proofed statistically.

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Mit Unterstützung durch die Wissenschaftliche Gesellschaft, Freiburg.     

Simulation of quantitative characters from qualitatively acting genes

Summary The phenotypes associated with the nine genotypes in a quantitative genetic system consisting of two loci, each having two alleles can be described in terms of nine parameters, giving a system of nine linear equations. Populations with desired magnitudes and known nature of intra- and interlocus interactions are obtained by the use of this linear combination model. The total sums of squares for genotypes in these populations are partitioned into orthogonal components denoting additive and dominance effects of the two loci and the four types of nonallelic interactions between them. In most cases, the relative magnitudes of dominance and epistatic variances are found to be considerably smaller than the actual proportions of these genetic effects. Duplicate interaction produces larger epistatic variance than complementary type of gene interaction. At the higher levels of epistasis, dominant epistasis yields much larger epistatic variance than recessive epistasis. No epistatic variance is produced in the absence of epistatic effects. But, appreciable contributions of additive and dominance gene actions to the total genotypic variability are obtained even in the complete absence of these effects, if additive × dominance and dominance × dominance epistatic effects, respectively, are present. It is concluded that in elucidating the nature of gene action in simplified genetic systems, the estimates of first degree parameters obtained from the linear combination model are more useful than the orthogonal components of genotypic sum of squares.

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Zusammenfassung Die in einem quantitativ-genetischen System mit je 2 Allelen an 2 Loci möglichen 9 Phänotypen, die mit den entsprechenden Genotypen assoziiert sind, können durch einen Satz von 9 linearen Gleichungen beschrieben werden. Mit Hilfe dieses Modells der linearen Kombination wurden Populationen mit willkürlich gewählter Dimension und Art der Interaktion innerhalb der und zwischen den Loci konstruiert. Die Gesamtsummen der Abweichungsquadrate für die Genotypen derartiger Populationen werden in orthogonale Komponenten zerlegt, die den additiven und den Dominanz-Effekten bzw. den vier Arten der nichtallelen Interaktion der beiden Loci zugeschrieben werden können. In der Mehrzahl der Fälle sind die relativen Größenordnungen der Dominanz- und Epistasie-Varianzen wesentlich kleiner als die tatsächlichen Anteile dieser Effekte. Eine gegenseitige Vertretbarkeit nichtalleler Gene (duplicate gene action, 15:1-Spaltung) führt zu einer größeren Epistasievarianz als komplementäre Genwirkung (9:7-Spaltung). Bei stark ausgeprägter Epistasie führt die sog. dominante Epistasie (12:3:1-Spaltung) zu einer wesentlich größeren Epistasievarianz als die rezessive Epistasie (9:3:4-Spaltung). In Abwesenheit epistatischer Effekte wird keine Epistasievarianz beobachtet. Jedoch werden bemerkenswerte Beiträge additiver und dominanter Genwirkungen zur genotypischen Gesamtvariabilität auch bei völliger Abwesenheit derartiger Wirkungen beobachtet, wenn Interaktionen des Typs additiv × dominant bzw. dominant × dominant vorliegen. Hieraus wird geschlossen, daß die Aufklärung der Art der Genwirkung in einfachen genetischen Systemen gezeigt hat, daß die Schätzwerte der Parameter 1. Grades, die aus dem zitierten Modell mit linearer Kombination erhalten werden können, brauchbarer sind als die orthogonalen Kombinationen der genotypischen Summe der Abweichungsquadrate.

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The investigation was supported by the grant number A6221 of the National Research Council of Canada.     

Zur Morphologie,Systematik und Funktion der Lymphgefässe

Zusammenfassung Die Kombination der H₂O₂-Methode mit mikroskopischer Betrachtung läßt säckchenförmige Anfänge des Lymphsystems erkennen, die als Lymphkapillaren bezeichnet werden. Aus morphologischen und physiologischen Gründen wird jedoch vorgeschlagen, statt der Bezeichnung Lymphkapillaren die Benennung Lymphalveolen oder Lymphrezeptoren zu gebrauchen. Anatomische und physiologische Befunde sprechen weiterhin dafür, daß diffusible Stoffe die Blut- und Lymphkapillarwände in beiden Richtungen durchsetzen können, undiffusible Stoffe hingegen die Richtung Blutkapillare—Gewebe und Gewebe—Lymphkapillare einhalten müssen (Ventilwirkung). Dieser Richtungszwang für undiffusible Stoffe auf das Lymphgefäß zu erklärt, warum z.B. in der Darmwand entstehendes Neutralfett oder ins Gewebe eingedrungene Bakterien in der Regel zunächst nur in die Lymphgefäße mit ihren Sondereinrichtungen, den Lymphknoten, gelangen können. Diese Kreislaufsteuerung wird unter anderem durch das bisher wenig beachtete, aber bei den meisten Lymphgefäßdarstellungen auftretende Phänomen der aus schließlichen Lymphgefäßfüllung begründet. Ein Schema veranschaulicht die Kreislaufverhältnisse im intrakapillären Bereich, die vorwiegend passiv, durch morphologische Unterschiede zwischen Blut- und Lymphkapillaren bedingt sein dürften.Die abführenden Lymphgefäße zeigen in ihren Zwischenklappenabschnitten eine Tropfenform, die als Folge starken seitlichen Druckes auf die in ihnen eingeschlossene Lymphe gewertet wird. Auf die Problematik der Bezeichnung Saugadern für die peripheren Lymphgefäße wird hingewiesen. Besonderheiten in der Wandstruktur der abführenden Lymphgefäße werden kurz erörtert.Herrn Prof. Dr. Grau danke ich für Auskünfte und Ratschläge, weiterhin Herrn Oberveterinärrat Dr. Mayer, Herrn Veterinärrat Dr. Sauer sowie Herrn Dr. Walter, München, für die Anfertigung der photographischen Bilder.     

The genetics of host selection and its bearing on sympatric speciation in Procecidochares (Diptera: Tephritidae)

The genetics of host selection, in terms of oviposition behavior, was investigated in two species of monophagous gall-forming flies. The existence of a single major allele difference in the genetic basis of host selection was established by a series of hybrid crosses between these flies. The complimentary role of conditioning was also investigated. The appaently simple genetic change required to produce a change in host selection suggests a mechanism of sympatric speciation applicable to these insects.

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Zusammenfassung Das Problem der sympatrischen Artbildung bei phytophagen Insekten konzentriert sich auf den Mechanismus, durch welchen solche Tiere im Verlauf ihrer Evolution von einem Wirt zu einem anderen überzugehen vermögen. Gewöhnung (conditioning) ist eine der Methoden, mittels welcher solche Verschiebungen auftreten können, doch wird sie im allgemeinen nicht für genügend wirksam angesehen, um die zur Artbildung nötige Isolation zu erzeugen. Genmutationen, die solche Übergänge zu anderen Wirten bewirken könnten, sind bisher nur wenig verstanden.Die vorliegende Untersuchung benutzt die Kreuzung eines Paares sympatrischer Geschwisterarten, um die natürliche genetische Variabilität im Wirtswahlverhalten der beiden Arten aufzudecken. Ein einzelner Genort, der in der einen Art ein Allel und in der zweiten Art ein anderes trägt, wird postuliert.Diese Allele befähigen die Insektenarten, welche sie besitzen, ihre Wirte zum Zwecke der Eiablage zu finden. Außerdem scheinen diese Allele die Insekten in die Lage zu versetzen, sich an den Wirt anzupassen, auf welchem sie sich entwickelten. Mit anderen Worten, P. australis trägt das Allel p¹, das sie befähight, irgendeinen Reiz, vielleicht eine bestimmte chemische Verbindung, an ihrer Wirtspflanze, Heterotheca, wahrzunehmen. Spezies A trägt ein zweites Allel, p², welches sie befähigt, einen andersartigen Reiz, vielleicht eine zweite Verbindung, an ihrer Wirtspflanze, Machaeranthera, wahrzunehmen. Die heterozygoten Hybriden p¹p² können dann beide Wirtspflanzen erkennen. Zusätzlich können sie aber auf den Wirt eingestellt (conditioned) werden, an dem sie aufwuchsen. Eine Bestätigung dafür scheint zu sein, daß beispielsweise p²p²-Fliegen, die an Heterotheca aufwuchsen, diese Pflanzen nicht als Wirt erkennen, daher nicht an sie angepaßt werden können und daher ihre Eier vorzugsweise an Machaeranthera ablegen. Aus diesen Beobachtungen wird ein. Modell für die sympatrische Entstehung dieses Artenpaares abgeleitet.

     

Alpha-1-antitrypsin (Pi) types in Korean and Chinese populations

Summary Alpha-1-antitrypsin phenotypes were determined by isoelectric focusing in 270 Koreans and 52 Chinese. The frequencies of the major alleles were the following, numbers for the Chinese sample are in parentheses: Pi^M1: 0.65 (0.66), Pi^M2: 0.22 (0.25), Pi^M3: 0.06 (0.09). Other alleles, including Pi^Z were present in low frequencies. The Koreans appear to be quite similar to the Chinese in this system.     

The encoder mechanism of receptor neurons

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

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