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.     

Effects of hostplant age on phytophagous insects

In Colorado beetle females fed with physiologically aged potato leaves, an inhibition or even a standstill of reproduction occurs, followed by diapause.In such beetles, the volume of the corpora allata is reduced and the medial cerebral neurosecretory cells do not transport their neurosecretory material. In feeding tests, it is shown that the beetle can detect the age of its hostplant.

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Zusammenfassung Wenn weiblichen Kartoffelkäfern zwei Arten bevorzugter Wirtspflanzen zur Verfügung stehen, ändert sich ihr Wirtswahlverhalten mit dem Ansteigen der Temperatur, während das nicht der Fall ist, wenn abgelehnte mit angenommenen Pflanzen verglichen werden.Die Käfer können zwischen alten und jungen Blättern bevorzugter Wirtspflanzen unterscheiden.Bei Kartoffelkäfern, die mit physiologisch gealtertem Laub gefüttert werden, tritt eine Hemmung oder sogar ein völliger Stillstand der Reproduktion ein, worauf eine Diapause folgt. Es scheint, daß die Corpora allata beeinflußt werden und aufhören zu arbeiten; die Käfer zeigen histologisch die charakteristischen Anzeichen diapausierender Käfer genauso wie hungernde Käfer: einen völligen Stillstand des Transportes von Neurosekret und eine dichte Anhäufung neurosekretorischen Materials innerhalb der Zellen. Nachfolgende Nahrungsaufnahme der hungernden Käfer bewirkt den Transport neurosekretorischen Materials entlang der Neurosekretbahnen und die Dispersion desselben innerhalb des Zellplasmas.Es scheint also, daß die jahreszeitlichen Veränderungen im Zustand der Wirtspflanze dem neuro-endokrinen System angezeigt werden und für die Nahrungswahl sowie für die Synchronisation von Bedeutung sind.

     

Weitere Untersuchungen über die formative Wirkung des Lichtes und mechanischer Reize auf Pflanzen

Zusammenfassung der Ergebnisse Auf das Längenwachstum der Hypokotyle vonSinapis alba wirkt intermittierendes Licht stärker wachstumshemmend (etiolementsverhindernd) als (bei gleicher Reizsumme) kontinuierliches; die Hemmung wird weiterhin mit zunehmendem Zeitabstand zwischen den Teilreizen stärker. Hieraus kann geschlossen werden, daß jeder Teilreiz ein Refraktärstadium von mehreren Minuten Dauer induziert, das erst abgeklungen sein muß, wenn ein zweiter Reiz voll wirksam werden soll.Die formative Wirkung des Lichtes auf das Blatt ist anderer Natur; das zeigen auch ältere Beobachtungen über die unterschiedliche Abhängigkeit von der Lichtqualität.Auch durch mechanische Reize wird das Längenwachstum der Hypokotyle vonSinapis um so mehr gehemmt, je größer der Zeitabstand zwischen den Teilreizen der intermittierenden Reizung ist; auch hier machen sich also Refraktärstadien geltend.Diese Beobachtungen stützen die schon früher gezogene Schlußfolgerung, daß eine Komponente der formativen Wirkung des Lichtes in der Auslösung von Erregungsvorgängen im engeren Sinne besteht, wie sie ähnlich auch durch mechanische Reizung bedingt werden können.Die Beeinflussung der Gewebedifferenzierung in den Internodien vonVicia Faba durch mechanische Reize ist teilweise übereinstimmend mit der durch photische Reizung bedingten, so daß man für einen Teil dieser Beeinflussungen, namentlich für die Ausbildung von Wandverdickungen, vermuten darf, daß sie bei beiden Reizarten gemeinsam durch die Vermittlung jener Erregungsvorgänge entsteht.Mit 6 Textabbildungen.     

Beiträge zur Ultrastruktur der Kapillaren in der normalen Grosshirnrinde

Zusammenfassung Die Hirnrindenkapillaren im Parietalcortex des Kaninchens, die elektronen-mikroskopisch untersucht werden, besitzen folgende Kennzeichen: 1. Das Endothel ist ungewöhnlich dicht; diese Tatsache wird auf die Anhäufung von intra-zellulären Filamenten und Ribosomen zurückgeführt. 2. Die Basalmembran ist relativ dick und stellenweise doppelt. 3. Es fehlt ein perivaskulärer Bindegewebsraum. 4. Die Kapillaroberfläche ist im Widerspruch zu früheren Mitteilungen vollständig von Astrozytenfortsätzen umhüllt, wobei jedoch ein Teil der Zellausläufer extrem abgeflacht ist.Diese Feststellungen besagen, daß zwischen Kapillare und den Zellen der Hirnrinde stets Astrozyten geschaltet sind, durch die zumindest ein großer Teil des Stofftransportes erfolgen muß. Diese besondere Organisation wird u.a. bezüglich der Beziehungen zur Stoffaufnahme in das ZNS diskutiert.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Stoffwechselregulation und Brenztraubensäurestauung bei Antibiotica-bildenden Streptomyceten

Zusammenfassung Stoffwechselintensive Streptomyceten zeigen bei extremer Stickstoffbelastung eine starke Pyruvatstauung, die durch eine verminderte Decarboxylierung von glykolytischer Brenztraubensäure ausgelöst wird. Ursache dafür ist eine erhöhte Verstoffwechslung von -Ketoglutarsäure infolge einer konkurrierenden Inanspruchnahme der Co-Faktoren. Wir nehmen an, daß die Beanspruchung und Neusynthese der Co-Faktoren erst nachträglich regulativ koordiniert werden. Dieser Pyruvatstau führt aber keineswegs zum Stoffwechselstillstand, sondern wahrscheinlich durch Hemmung im unteren Glykolysebereich, zu einer anhaltenden Metabolitstauung und damit zu einer Aktivierung des Hexosemonophosphatweges. Die Nachschubreaktion wird damit beeinträchtigt, und das angehäufte Pyruvat wird wieder abgeführt. Auf diese Weise funktioniert der HMP als regulativer Ausweichstoffwechsel. Gleichzeitig fanden wir bei -Ketoglutarsäurebelastung eine selektive Anhäufung von Serin (?), was wir als vermutliches Reaktionsprodukt einer Aminierung zwischen -Ketoglutarsäure und Oxalessigsäure (im TCC) diskutieren.     

Stärkegehalt und Bewegungsumschaltung bei einigen Blüten- und Fruchtstielen

Zusammenfassung An einem größeren Material vonTussilago Farfara wurde der frühere, vorläufige Befund bestätigt, daß im Verlauf der Einkrümmung des Infloreszenzenstieles eine fortschreitende Speicherung von Reservestärke im Rindenparenchym erfolgt, welche zur Zeit der stärksten Krümmung ihren Höhepunkt erreicht. Während der darauffolgenden Aufrichtung werden diese Reserven wieder verbraucht. Bei den Blüten- und Fruchtstielen vonGeum rivale, Oxalis acetosella undAquilegia vulgaris finden sich ganz entsprechende Beziehungen zwischen dem Gehalt an Reservestärke und der Bewegungstendenz.Kultur in 5%iger Rohrzuckerlösung hält bei abgeschnittenenTussilago-Stielen den Stärkeabbau zurück und ermöglicht jüngeren Stielen sogar die Anhäufung normaler Stärkemengen. Hand in Hand damit wird die Tendenz zur Einkrümmung verstäkt, die Neigung zu vorzeitiger Aufrichtung, wie sie Kontrollstiele in Wasser zeigen, gehemmt.Die enge Verknüpfung der positiv geotropischen Stielbewegung mit der Zunahme der Kohlehydratmengen des Stieles einerseits, der Aufrichtung mit dem Stärkeabbau andererseits läßt auf einen ursächlichen Zusammenhang schließen. BeiTussilago erklärt sich das Aufhören der Stärkespeicherung durch das Versiegen der Kohlehydratzufuhr aus dem Rhizom, dessen Reserven um die Wende der Bewegung verbraucht sind. Die Umschaltung der Bewegung im normalen Verlauf kann demnach auf die Veränderung im Stoffhaushalt des Stieles zurückgeführt werden, welche ihrerseits durch die Erschöpfung der Reserven im Rhizom bedingt ist. Der Abbau der Statolithenstärke kommt als Ursache der Bewegungsumkehr nicht in Frage.     

Nervöse Überträgersubstanzen und ihr fermentativer Abbau

Zusammenfassung In sensiblen Nerven der Wirbeltiere kommen zwei Überträger substanzen vor, Dorsin in den dorsalen Rückenmarkswurzeln, Opticin im Nervus opticus und im Nervus stato-acusticus; von beiden ist es möglich, daß sie auch im Zentralnervensystem vorkommen. Beide sind im Bienentest durch Kreise nach der Seite des angestochenen Auges nachweisbar, im Test am denervierten Kaninchenohr wirkt Dorsin schon wenige Tage nach der Nervendurchschneidung gut, Opticin wirkt in den ersten 2–3 Wochen sehr schwach und erst nach der 4. Woche, evtl. nach einer zweiten Nervendurchschneidung, gut.Durch Kochen der Nerven in wäßriger Lösung erhält man Dorsin und Opticin in gebundener Form, durch Kochen in 75%igem Alkohol und Überführen in wäßrige Lösung in freier Form.Durchleiten von Sauerstoff durch Lösungen von Überträgersubstanzen zerstört Opticin rascher als Dorsin und jeweils die freie Form rascher als die gebundene. 5-Oxytryptamin, das im Bienentest nach der Seite des nicht angestochenen Auges wirkt, wird durch Sauerstoff in eine Substanz verwandelt, die im Bienentest nach der Seite des angestochenen Auges wirkt.Lösungen von Dorsin vertragen kurzes Kochen, Opticin wird in Lösung schon bei 60° C in mehreren Minuten zerstört, wobei freies Opticin empfindlicher ist als gebundenes.Von den freien Überträgersubstanzen wird jede durch ein eigenes Ferment abgebaut. Die Mengen von Dorsinase, die Dorsin abbaut, in den dorsalen Wurzeln und von Opticinase, die Opticin abbaut, im Nervus opticus sind so, daß sie die Überträgersubstanzen unter vergleichbaren Bedingungen in ähnlichen Zeiten abbauen, wie Cholinesterase aus ventralen Wurzeln Acetylcholin abbaut.Gebundenes Dorsin der Wirbeltiere wird durch Pease gespalten, ein Ferment, das man erhält, wenn man eine stark verdünnte, nicht sterile Aufschwemmung aus zerriebenen dorsalen Wurzeln einen Tag lang bei 36° C inkubiert. Die sehr rasche Wirkung dieses Fermentes läßt sich auch mit dem Test am Meerschweinchen-Ileum an der Abnahme der P-Wirkung eines Extraktes aus dorsalen Wurzeln verfolgen.Gebundenes Opticin und andere gebundene Überträgersubstanzen der Wirbeltiere werden durch Dorsinase gespalten. Dorsinase führt diese Spaltung ähnlich rasch durch wie Pease die Spaltungen von gebundenem Dorsin und etwa 50mal so rasch wie den Abbau von freiem Dorsin.Gebundenes Acetylcholin ist als Überträgersubstanz vom Hornhautepithel auf die freien Nervenenden und von sekundären Sinneszellen auf die sensiblen Nerven anzunehmen.Bei der Nervendegeneration erfahren Opticin und Dorsin ähnliche Veränderungen wie Acetylcholin.Bei Mollusken sind als nervöse Überträgersubstanzen wenigstens Opticin, 5-Oxytryptamin und Acetylcholin anzunehmen, bei Arthropoden wenigstens Dorsin, Opticin, Acetylcholin, 5-Oxytryptamin und eine noch kaum untersuchte Substanz, deren fermentativer Abbau durch Strychnin gehemmt wird, bei Anneliden dieselben Substanzen mit Ausnahme von Dorsin.Die Krämpfe lassen sich durch die Hemmung des fermentativen Abbaues von Überträgersubstanzen durch die Krampfgifte erklären. Bei Mollusken und bei Arthropoden hemmen verschiedene Krampfgifte verschiedene Fermente und damit den Abbau verschiedener Überträgersubstanzen. Bei den Wirbeltieren ist die Hemmung der Dorsinase am wichtigsten. Die typischen Krampfgifte hemmen die Dorsinase in denselben gegenseitigen Verhältnissen, in denen sie Krämpfe auslösen. Die Hemmung der Dorsinase bedeutet eine Hemmung des Abbaues von freiem Dorsin und eine Hemmung der Spaltung anderer gebundener Überträgersubstanzen; damit dürfte auch die Wirkung sekundärer Sinneszellen auf die sensiblen Nerven gesteigert werden. Die bei den verschiedenen Krampfgiften verschieden starke zusätzliche Hemmung der Cholinesterase beeinflußt den Charakter der Krämpfe. Als Erklärung für den spezifischen Charakter der Strychninund Brucinkrämpfe bleibt noch die Blockierung der Hemmungen, die bei Wirbeltieren nur durch diese beiden Krampfgifte erfolgt, oder die Hemmung des fermentativen Abbaues von Crosslands Kleinhirnfaktor.Fräulein Ilse Silberbauer und Herrn Helmut Gübitz danken wir für ihre Mithilfe bei einem Teil der Versuche.Wir danken allen Tierärzten des Grazer Schlachthauses für ihr stets freundliches und verständnisvolles Entgegenkommen, welches sie uns bei dieser Arbeit und schon seit 1946 bei den im Literaturverzeichnis genannten Arbeiten von Hellauer und Umrath gezeigt haben.     

Die Regulation des Luftschöpfens bei Notonecta glauca L.

Zusammenfassung Auf Zunahme des auf dem Wasser lastenden Luftdruckes reagiertNotonecta glauca mit Emporsteigen zur Oberfläche. Die Druckzunahme wirkt indirekt, und zwar dadurch, daß sie eine Volumverringerung des Luftvorrats und somit eine Abnahme des Auftriebs verursacht; diese Abnahme des Auftriebs wird perzipiert und veranlaßt ihrerseits das Emporsteigen zur Oberfläche. Auch das spontane Emporsteigen ist auf die durch den Atmungsprozeß bedingte Volumabnahme des Luftvorrats (und somit auf die Abnahme des Auftriebs) zurückzuführen. — Eine durch Anhängen eines Gewichts bedingte Abnahme des Auftriebs wird vonNotonecta durch Vergrößerung des mitgenommenen Luftvorrats kompensiert. — Bei dem Zustandekommen dieser Reaktionen spielen die Antennen keine Rolle; auch das Gleichgewicht ist bei antennenoperierten Tieren nicht gestört. Die abweichenden VersuchsergebnisseWebers sind wahrscheinlich durch die bei der Abtragung der Antennen leicht eintretende Störung der Luftschicht bedingt. — Inwieweit auch Sauerstoff- und Kohlensäuregehalt des Luftvorrats auf das Emporsteigen von Einfluß sind, wurde nicht weiter untersucht.     

Über die Kern-Plasma-Relation differenzierter Gewebezellen: Vorkommen und Grösse

Zusammenfassung Mit Hilfe neu entwickelter Methodik wurden erstmalig differenzierte Gewebezellen verschiedenster Herkunft dreidimensional vermessen und für jede einzelne Zelle das Kernvolumen, das Plasmavolumen und die sich aus diesen ergebende Kern-Plasma-Relation bestimmt.Für die Kerne konnte das bekannte Verdoppelungsgesetz von Jakobj erneut bestätigt werden, darüber hinaus auch das Vorkommen von Zwischenklassen bei der Leber des Frosches, beim Epithel des Plexus chorioideus, bei den Spermiocyten I. Ordnung und beim Amnionepithel des Menschen nachgewiesen werden. Beim Darmepithel der Maus, dem Pleuraepithel des Meerschweinchens und dem Endothel der vorderen Augenkammer des Rindes trat nur eine Kernklasse auf.Beim hungernden Frosch stellte sich gegenüber einem gut ernährten Frosch in den Leberzellen neben einer Verringerung des Plasmavolumens auch eine solche der Kernvolumina ein, und zwar in dem Maße, daß die Kern-Plasma-Relation konstant und die gleiche blieb.Das Auftreten einer konstanten Kern-Plasma-Relation wurde für die Leberzellen eines gut ernährten wie eines hungernden Frosches, für das Darmepithel der Maus, das Pleuraepithel vom Meerschweinchen, das Epithel des Plexus chorioideus und das Amnion, sowie für die Spermiocyten I. Ordnung vom Menschen nachgewiesen. Für das Endothel der vorderen Augenkammer des Rindes ergab sich eine inkonstante Relation. Der Grad der Konstanz wurde durch die Größe des Korrelationskoeffizienten aus Kern- und Plasmavolumina zum Ausdruck gebracht und somit zahlenmäßig erfaßt.Die bei Konstanz der Kern-Plasma-Relation notwendige Erwartung, daß bei Auftreten von Verdoppelungs- und Zwischenklassen der Kernvolumina sich auch solche der Plasmavolumina ergeben müssen, konnte messend bestätigt werden.Die Arbeit wurde als Dissertation (D 27) unter Leitung von Herrn Prof. Dr. R. v. Volkmann angefertigt. Das gesamte Messungs- und Berechnungsmaterial liegt im Anatomischen Institut der Universität Jena zur Einsichtnahme aus.     

Die Leistungen des Hämoglobins beim Regenwurm

Zusammenfassung Zusammenfassend können wir sagen, daß unsere Untersuchungen die Meinung von Bea Schwarz bestätigt haben, daß die Bedeutung des Hb für den Stoffwechsel des Regenwurms nicht gegeben ist durch einen Sauerstoffbedarf des Tieres, der bei höheren Sauerstoffspannungen nicht durch den physikalisch im Blutplasma gelösten Sauerstoff gedeckt werden könnte. Das Eingreifen des Farbstoffes wird erst bei niederer Sauerstoffspannung nötig. Die Grenzspannung, bei der die Hb-Funktion zur Notwendigkeit wird, bestimmten wir zu 7–8%. Als eine besondere Anpassung des Regenwurms an das Leben bei niederer Sauerstoffspannung ergab sich die konstante Einstellung des Sauerstoffbedarfes der Gewebe auf eine Sauerstoffmenge, die bis zu ungefähr 7,5% durch physikalische Lösung, bis zu 2,5% durch Lösung und Bindung an das Hb gedeckt werden kann. Endlich fand sich, daß das Hb eine derartige Leistungsfähigkeit besitzt, daß noch bei 0,4% Sauerstoffdruck in der Umgebung 50% des benötigten Sauerstoffes aufgenommen werden kann.Herrn Prof. Dr. H. J. Jordan danken wir bestens für seine freundliche Unterstützung bei der Ausführung dieser Arbeit.     

Weitere Untersuchungen zur Temperaturadaptation der Sauerstoffbindung des Blutes von Rana esculenta L.

Zusammenfassung Die durch eine rasche Temperatursteigerung allgemein verschlechterte Sauerstoffbeladung des Blutes wird bei Rana esculenta durch eine Temperaturadaptation wieder gebessert. Dieser von Kirberger (1953) bereits bei einem Sauerstoffpartialdruck nachgewiesene Adaptationseffekt bewirkt, daß die durch die Temperaturerhöhung zunächst nach rechts verlagerte Sauerstoffbindungskurve des Froschblutes sich wieder teilweise nach links verschiebt. Dies könnte durch die festgestellte Zunahme von Erythrocytenzahl und Gesamtvolumen der Blutkörperchen und die Abnahme des aus der Größe berechneten Volumens des einzelnen Erythrocyten erklärt werden, alles Erscheinungen, die auftreten, wenn die Frösche in höhere Temperaturen überführt und dort belassen werden. Ob sich auch die Sauerstoffaffinität des Hämoglobins mit der Adaptation ändert, konnte wegen störender Koagulationserscheinungen bei der Untersuchung von Hämolysaten noch nicht entschieden werden.Nach der Überführung in höhere Anpassungstemperaturen steigen die Werte für die Alkalireserve, das p_H, den Natrium- und Chlorgehalt des Plasmas. Diese Erscheinungen haben jedoch keinen direkten Einfluß auf den genannten Adaptationseffekt, da im Vollblut und in Blutkörperchensuspensionen (in Kochsalz oder Ringerlösung) unterschiedlich adaptierter Tiere bei gleichem Sauerstoffpartialdruck hinsichtlich der Sauerstoffbindung das gleiche Adaptationsausmaß nachzuweisen ist.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). Einige der benutzten Apparate stellte die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.     

Vorkommen und Funktion sensibler Erregungssubstanzen und sie abbauender Fermente im Tierreich

Zusammenfassung Im Zentralnervensystem der Wirbeltiere wird die Erregung sensibler Nerven durch eine eigene, von ihnen gebildete Erregungssubstanz vermittelt, welche durch ein Ferment rasch wieder abgebaut wird (Hellauer und Umrath ⁴⁹). Das Ferment läßt sich durch Strychnin, Pikrotoxin, Brucin und Cardiazol hemmen (Hellauer und Umrath ⁵⁰). Diese Pharmaka bewirken daher Erregung und charakteristische Krämpfe.Durch einen neuen Test an Bienen konnte gezeigt werden, daß die sensiblen Nerven der Arthropoden eine von der der Wirbeltiere etwas verschiedene Erregungssubstanz bilden. Ihr fermentativer Abbau wird durch Pikrotoxin und Cardiazol gehemmt, nicht aber durch Strychnin.An einer großen Anzahl von Arten aus dem ganzen Tierreich wurden die Reaktionen auf Strychnin, Pikrotoxin und Cardiazol geprüft. Es zeigte sich, daß bestimmte Tiergruppen jeweils verschiedene sensible Erregungssubstanzen und dementsprechend verschiedene abbauende Fermente besitzen. Es ergaben sich interessante Beziehungen zur Systematik: Die Deuterostomier (Vertebraten, Tunikaten, Echinodermen, Chätognathen) erwiesen sich hinsichtlich der sensiblen Erregungssubstanz und des sie abbauenden Fermentes als einheitliche Gruppe (Hemmung des Abbaues durch Strychnin, Pikrotoxin und Cardiazol). Einheitlich sind auch die Arthropoden (Hemmung durch Pikrotoxin und Cardiazol). Bei Mollusken hemmt ausschließlich Strychnin, das auch bei verschiedenen anderen Gruppen der Protostomier diese Wirkung hat, wenn auch zum Teil schwächer. Pikrotoxin hemmt außer bei Deuterostomiern und Arthropoden nur noch bei Turbellarien und Nemertinen, bei denen auch Strychnin und Cardiazol wirksam sind.Die sensible Erregungssubstanz der Clitellaten ist Acetylcholin.Bei Cölenteraten erwiesen sich die Pharmaka als unwirksam. Bei Ciliaten ist das Vorkommen einer sensiblen Erregungssubstanz mit fermentativem Abbau (Hemmung durch Strychnin) möglich.Die Wirkungsweise von Strychnin, Pikrotoxin, Brucin und Cardiazol wird besprochen.     

Histochemische Aspekte bei der Azanfärbung des Knochens

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, in welcher Weise chemische Gruppierungen der Grund- und Kittsubstanz die Azanfärbung des lamellären Knochens beeinflussen.Es wurde dabei gezeigt, daß für die Aufnahme von Azokarmin Amino- und Iminogruppen große Bedeutung besitzen. Ihre Zerstörung führt zum Verlust der Azokarminfärbung bei 18° C undph 5,82. Mit heißen Lösungen dieses Farbstoffes vonph 2,58 hingegen (Azokarminbad bei der Azanfärbung) ist noch eine Anfärbung des Knochens herbeizuführen. Sie gelingt auch mit der erstgenannten Lösung nach Einwirkung verdünnter Säuren bei 60° C. Die Aufnahme von Azokarmin bei der Azanmethode wird daher auf eine Veränderung derKittsubstanz des Knochens durch das heiße Färbebad bezogen.Anilinblau wird ebenfalls von den Aminogruppen des Gewebes gebunden, es kann jedoch auch durch seine basischen Phenylaminogruppen eine Bindung mit sauren Gruppen des Substrats eingehen. Die Anwendung von Phosphorwolframsäure macht dem Anilinblau außerdem vermehrt basische Gruppen zugänglich. Eine vorhergehende Azokarminfärbung erlaubt daher oft noch eine Aufnahme von Anilinblau durch den Knochen. Am kollagenen Bindegewebe findet wegen der geringen Anzahl der Aminogruppen keine Hemmung durch Azokarmin statt.Mit 1 Textabbildung     

Über Zusammenhänge zwischen der Reifeentwicklung von Gemüseerbsen und bestimmten mikrometeorologischen Faktoren

Zusammenfassung Im Jahre 1954 wurde die Reifeentwicklung bei 36 Gemüseerbsensorten bzw.-stämmen durch Registrierung der Trockensubstanzgehalts- und Gewebefestigkeitsänderungen verfolgt. Parallel dazu konnten die mikrometeorologischen Faktoren in den Erbsenbeständen erfaßt werden. Als wichtigster beeinflussender Faktor auf die Reifegeschwindigkeit erwies sich die Temperatur. Bestandstemperaturen unter 15° C führten bei einigen Erbsensorten zu rückläufiger Reifeentwicklung. Daneben konnte auch die vegetative Entwicklung, welche durch Feststellen des Internodienzuwachses verfolgt wurde, in ihrer Abhängigkeit von den mikrometeorologischen Faktoren erfaßt werden. Im Gegensatz zur Reifeentwicklung ist das vegetative Wachstum in erster Linie von der Evapotranspiration abhängig. Das Phänomen der rückläufigen Reifeentwicklung konnte durch einen Vergleich beider Vorgänge nicht geklärt werden. Nachdem die Temperaturabhängigkeit der Reifegeschwindigkeit bekannt war, konnte durch Temperatursummenbildung ein Maß für diesortentypischen Unterschiede in der Reifegeschwindigkeit geschaffen werden.Mit 14 TextabbildungenQuedlinburger Beiträge zur Züchtungsforschung Nr. 26     

Wing polymorphism in aphids III. The influence of the host plant

The condition of the host plant can have an important influence on the development of winged forms in Aphis craccivora Koch. Prenatal form control can be influenced both by the condition of the host on which the parent aphids have been reared and by the host on which they are currently feeding while reproducing. Postnatal form control can be influenced by the host on which larvae are reared during their first two instars. Whether or not the host influences wing development and the extent of its effect depend upon other factors such as stimulation of aphids by other individuals. Prolonged periods of starvation both of parent aphids and of young larvae were shown to favour apterous development.

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Flügelpolymorphismus bei aphiden III. Der einfluss der wirtspflanze

Zusammenfassung Der Einfluß des Zustandes der Wirtspflanze auf den Flügelpolymorphismus von Aphis craccivora Koch wurde unter kontrollierten Bedingungen untersucht. Zur Untersuchung des praenatalen einflusses auf die Form wurden die Mutterläuse bei 20° und 10 Stunden Licht je Tag isoliert auf Puffbohnen-Keimlingen und auf Blattscheiben von Puffbohnen gehalten, die auf Nährlösung schwammen. Die Blattläuse wurden dann als junge Adulte auf frische Blattscheiben übertragen und während der folgenden 24 Stunden die Form der produzierten Larven festgestellt. Es ließ sich zeigen, daß die Form der Nachkommen sowohl von der Wirtspflanze beeinflußt werden kann, auf der die Mutterläuse ihre Larvalentwicklung durchgemacht haben, wie von derjenigen, auf der sie sich zur Zeit der Larvenproduktion ernährten. Es wird vermutet, daß das erstere einen Nahrungseinfluß darstellen könnte, während das letztere eine Geschmacksreaktion sein könnte. Blattläuse, die auf Blattscheiben aufgezogen wurden, brachten mehr geflügelte Nachkommen hervor als diejenigen, die sich an Keimlingen entwickelten. Unter Übervölkerungsbedingungen war der Prozentsatz der Geflügeltenproduktion vergrößert und zwar stärker bei Läusen, die auf Blattscheiben aufgezogen worden waren, als bei Läusen, die auf Keimlingen heranwuchsen.Erwachsene Läuse, die geflügelte Nachkommen erzeugten, konnten durch eine dreitägige Hungerperiode zur Produktion ungeflügelter Nachkommen veranlaßt werden. Längeres Hungern bestimmte auch larven des ersten Stadiums, die ursprünglich zur Entwicklung ovn Flügeln determiniert waren, sich zu Ungeflügelten zu entwickeln. Die Wirkung des Hungers konnte bei Larven, aber nicht bei Erwachsenen durch Übervölkerung unterbunden werden.

     

Der Einfluss des radonarmen bzw. radonfreien Gasteiner Thermalwassers auf die Regeneration vonEuplanaria gonocephala (Dugès)

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit verfolgt die Regeneration des abgetrennten Kopfabschnittes durch den Rumpf beiEuplanaria gonocephala während des Aufenthaltes der Tiere in verschiedenen Wässern: Trinkwasser der Stadt Salzburg, Wasser der Grabenbauern- Quelle vom nördlichen Rand der Stadt Salzburg sowie Gasteiner Thermalwässer der Quelle VII — Neue Franzens- Quelle und der Quelle IX — Elisabeth- Quelle; die erstere ist durch ihren äußerst geringen Radon-Gehalt gekennzeichnet, welcher schon beim Quellaustritt noch geringer ist als der im gewöhnlichen Gasteiner Trinkwasser; die letztere gehört zu den am stärksten radonhaltigen Gasteiner Thermalquellen, hatte allerdings im Zeitpunkt der Verwendung bei den vorliegenden Untersuchungen durch die Entgasung und den natürlichen Zerfall des Radons während des Transportes von Badgastein nach Salzburg ihren Radon-Gehalt zum allergrößten Teil bereits verloren.Die in verschiedener Art abgewandelten Untersuchungen ergaben, daß das Gasteiner Thermalwasser eine ausgesprochene Hemmung des Regenerationsverlaufes herbeiführt; im Vergleich zum Salzburger Trinkwasser wird im gleichen Zeitpunkt in den Thermalwässern nur eine Fläche des Regenerates von 50–60% erreicht. Wenn die operierten Tiere zuerst in das Salzburger Trinkwasser gebracht, dann später aber in Thermalwasser übertragen werden, so tritt die Hemmung erst nach einer Latenzzeit von etwa 3 Tagen auf. Die Ursache dieses Hemmungseffektes soll in weiteren Versuchen geklärt werden. Außerdem wurden eine Reihe von Nebenbefunden über den Regenerationsprozeß erhoben.Herrn Professor Dr. F.Scheminzky, Leiter des Forschungsinstitutes Gastein der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und Vorstand des Physiologischen und Balneologischen Institutes der Universität Innsbruck habe ich für seine großzügige Hilfe und Aufgeschlossenheit für die vorliegende Problemstellung zu danken. Ebenso bin ich Herrn Professor Dr. O.Steinböck, Vorstand des Zoologischen Institutes der Universität Innsbruck für viele Hinweise und Literaturangaben zu großem Dank verpflichtet. Herrn Ing. E.Komma möchte ich danken für die Ausarbeitung der Kontrollanalyse der Grabenbauern-Quelle. Herrn DirektorBurgschwaiger, Bad Gastein, habe ich zu danken für die Entnahme und den Transport der Thermalwässer.     

Über den morphologischen und physiologischen Farbwechsel der Stabheuschrecke Dixippus (Carausius) morosus

Zusammenfassung Fassen wir das kurz zusammen, was wir hier über die Beeinflussung des morphologischen Farbwechsels erwähnt haben, so können wir sagen:Der morphologische Farbwechsel von Dixippus kann beeinflußt werden durch Licht, durch den Feuchtigkeitsgehalt der Luft, durch Temperatur und durch die Art der Nahrung. Als biologische Faktoren wird man davon Licht, Feuchtigkeitsgehalt und Temperatur ansehen können, von denen schwer anzugeben ist, welcher Reiz als Hauptfaktor zu betrachten ist; dazu müßte man die Verhältnisse während des Freilebens der Stabheuschrecke kennen. Im Experiment dagegen läßt sich bald der eine bald der andere Faktor als beherrschend vorschieben. Große Trockenheit ruft stets Bräunung hervor, ebenso intensives, von schwarzen oder roten Flächen reflektiertes Licht oder hohe Wärme oder Nahrungsmangel. Wir dürfen also nicht mehr sagen, daß der morphologische Farbwechsel nur abhängig ist von Lichtbeeinflussung, und müssen bei Experimenten die übrigen in Betracht kommenden Faktoren berücksichtigen. Und über die Bildung der einzelnen Pigmente können wir sagen:Das braune Pigment (Melanin) ist abhängig von der Lichtwirkung dunkler Farben, von Trockenheit, Wärme und extremen Bedingungen überhaupt (Nahrungsmangel, hohe und sehr niedere Temperaturen usw.).Das gelbe Pigment (Lipochrom) von Feuchtigkeit, hellen Farben, eventuell der Nahrung und nicht zu intensivem Licht.Das orangerote Pigment (Lipochrom) von dunklen Farben und überhaupt ähnlichen Bedingungen wie das braune, mit dem es meist zusammen auftritt.Das grüne Pigment von mittleren, guten Bedingungen, mäßiger Lichtwirkung, gutem Futter, genügendem Feuchtigkeitsgehalt der Luft.An dieser Stelle mag erwähnt werden, daß das Blut der Tiere in seiner Färbung etwas von dem Auftreten und der Menge des gelben Lipochroms, das sowohl in der Haut wie auch im Unterhautfettgewebe auftreten kann (bei erwachsenen Tieren immer), abhängig ist. Grüne Tiere, die immer gelbes Lipochrom in der Haut zeigen, besitzen intensiv grünes bis gelblichgrünes Blut, bei gelben Tieren ist diese gelbliche Färbung noch stärker, ebenso bei frisch ausgeschlüpften Jungen, hier offenbar infolge des im gelben Dotter stark aufgespeicherten gelben Lipochroms, während braune und schwarze Tiere, denen ja das gelbe Lipochrom meist nur in geringem Maße zukommt, dunkelgrünes bis bläulichgrünes Blut besitzen. Am deutlichsten wird die bläuliche Färbung bei all den Tieren, die keine Lipochrome haben, also bei denen, die von Kartoffel und Rettich ernährt wurden. Hier wird das Blut deutlich bläulich-grün, eine Farbe, die in gleicher Weise der kristallisierte Blutfarbstoff aufweist.Sehen wir uns nun histologisch die Wirkung der einzelnen Faktoren auf die Stellung des wanderungsfähigen. Pigments an, wobei ich mich auf die Verteilung des Melanins beschränke, da nach meinen Erfahrungen die Bewegungen des orangeroten Pigments immer ziemlich mit denen des braunen konform gehen.Expandierte Melaninkörnchen finden wir bei Tieren, die in Nässe, Dunkelheit, auf dunklem Untergrund und in Kälte gehalten wurden.Kontrahiertes, geballtes Melanin bei solchen in Trockenheit (bei Wassermangel), bei hellem Licht, hellem Untergrund und bei Wärme.Da wir nun wissen, daß dem braunen und orangeroten Pigment nicht nur die Fähigkeit einer verschiedenen Lagerung bei dauernd konstant gehaltenen Außenbedingungen zukommt, sondern daß auch die Verteilung rasch auf Außenreize hin verändert werden kann, so haben wir hier den Punkt erreicht, der uns zum physiologischen Farbwechsel, der Fähigkeit, auf wechselnde Reize rasch das Farbkleid ändern zu können, überleitet.     

The torque-angle transfer function of the human eye

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

Das embryonale wachstum des rindes mit besonderer berücksichtigung der für die geburt wichtigen körperteile

Zusammenfassung Für das Zustandekommen der Lage der Frucht des Rindes bei der Geburt (Kopfendlage in oberer Stellung oder rechte Seitenstellung) sind folgende Faktoren von grofler Bedeutung:1. Die Raumverhältnisse in der Bauchhöhle (kaudo-dorsal beschränkt, Dehnung nur in kranio-ventraler Richtung möglich), die beim Rinde noch besonders durch den großen Pansen und die ammonshornartig gekrümmten Uterushörner bestimmt werden. 2. Die Massenverteilung in der Frucht, durch welche die Lage des Schwerpunktes in Hinsicht auf den Angriffspunkt des Auftriebs des Wassers bedingt wird. 3. Die Länge und Beweglichkeit des Halses und der Extremitäten der Frucht in bezug auf die peristaltischen Uteruskontraktionen. Diesem Faktor kann für das Zustandekommen der Kopfendlage nur ein untergeordneter Wert beigemessen werden. Er spielt hauptsächlich eine Rolle bei der eigentlichen Geburt.Messungen an 48 Früchten und 2 Neugeborenen des Rindes haben gezeigt, daß im 5. Trächtigkeitsmonat eine Änderung in der Massenverteilung der Frucht auftritt. Früchte, die jünger als 5 Monate sind, haben einen verhältnismäßig großen Kopf, eine kleine Steißpartie und kurze Extremitäten. Im 5. Monat findet in diesen Verhältnissen eine große Änderung statt. Ältere Früchte haben eine stark entwickelte Hinterhand, lange Extremitäten und einen verhältnismäßig kleinen Kopf.Schwimmversuche in Salzwasser haben gezeigt, daß das obengenannte Phänomen im 5. Trächtigkeitsmonat eine Stellungsänderung der Frucht im Wasser verursacht. Jüngere Früchte stellen sick mit dem Kopf, ältere mit dem Beckenende am tiefsten.Im 5. Trächtigkeitsmonat findet auch die Senkung des Uterus statt. Der kraniale Teil stellt sich in der Bauchhöhle am tiefsten. Von diesem Monat an nimmt auch die Frucht schnell an Größe zu. Deshalb muß den Raumverhältnissen in der Bauchhöhle eine immer größere Bedeutung beigemessen werden. Im 5. Monat fangen auch die Eigenbewegungen der Frucht an.Durch diese Bewegungen, durch die Einwirkung der Massenverteilung in der Frucht sowie durch die Raumverhältnisse in der Bauchhöhle zeigt die Frucht eine ständig zunehmende Neigung, sich in Kopfendlage zu stellen.     

Histochemischer Cholinesterase-Nachweis während der Abfaltungsbewegungen des Hühnerembryos

Zusammenfassung An Hühnerembryonen der Stadien 5–21 wurde das Auftreten von Cholinesterase-Aktivität in Zellverbänden verfolgt, die bei der Abfaltung des Embryos von Bedeutung sind.Im Neuroektoderm treten während der Neuralrohrbildung Cholinesterase-positive Zellen auf. Diese Aktivität verschwindet, wenn das Neuralrohr ausgebildet ist. Anschließend lassen sich Cholinesterase-positive Neuroblasten darstellen.Im Oberflächenektoderm tritt Cholinesterase-Aktivität während der Ausbildung der Kopffalte und der Grenzrinnen auf. Die Aktivität verschwindet, wenn sich die Kopfanlage vom extraembryonalen Teil der Keimblätter getrennt hat.Bei der Ausbildung der Entodermwülste und während des Einwanderns derselben zum Darmrohrschluß bilden sich palisadenartige Epithelverdickungen aus, die Cholinesterase aufweisen. Wenn das Darmrohr geschlossen ist, verschwindet die Aktivität wieder. Während der Darmrohrbildung wird das nach ventral und medial einwachsende Entoderm von palisadenartig strukturiertem Mesoderm begleitet, das Cholinesterase-Aktivität aufweist. Nach Schluß des Darmrohres löst sich die palisadenartige Anordnung auf und die Cholinesterase-Aktivität verschwindet.

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Histochemical demonstration of cholinesterase during the folding off of the chick embryo

Summary The localization of cholinesterase activity in chick embryo of stage 5 up to stage 21 has been studied in cell layers that are involved in the formation of the primitive body tube.During the formation of the neural tube, cholinesterase activity can be demonstrated in cells of the neural plate. This pattern of enzyme activity disappears after formation of the neural tube. Thereafter, the enzyme is localized in neuroblasts.In the ectodermal layer, cholinesterase activity is found during the formation of the head fold and the lateral body folds. Again, the enzyme disappears after the development of the cephalic outgrowth.Formation of the entodermal folds and their fusion in the midline — thus establishing the gut tube — is associated with cholinesterase activity in palisade cell layers. There is no enzyme activity in the completed gut.During the formation of the gut tube, the mediad invading entodermal folds are covered by mesodermal cell palisades, which are positive for cholinesterase. After the formation of the gut tube, the palisades disappear as does the enzyme activity.