Entwicklungsgeschichtliche Untersuchungen an zentrischen Diatomeen IV

Zusammenfassung 1. Die Entwicklung vonStephanopyxis turris sowie die zu ihrer Untersuchung geeigneten Methoden werden beschrieben und diskutiert.2. Der vollständige Lebenszyklus einer zentrischen Diatomee nach Beobachtungen im Leben und mit den Grundzügen der zugehörigen Karyologie in Mitose, Meiosis, Befruchtung und Auxosporenbildung sowie Entstehung und Keimung der Dauersporen wird erstmalig dargestellt (Abb. 18).3. Neuartige Beobachtungen betreffen Kollaps, Blitztod und Lichtresistenz, die Dritte Linie, die Darstellung von Kern und Spindel in Mitose und Meiosis sowie die mit Kernkonkurrenz abschließenden acytokinetischen Karyokinesen in Oogon und Auxospore im Leben, die Keimung der Dauersporen, den lichtmikroskopischen Nachweis der Kieselschuppen in der Auxosporenmembran.4. Die Entwicklungsvorgänge werden vergleichend diskutiert und dabei die Termini depauperierende Teilung und heterovalvate Zytokinese in Vorschlag gebracht.5. Weitere Überlegungen gelten dem cyclischen Turgeszenzwechsel der Diatomeenzelle.6. Die Methode der Vegetativen Zellvergrößerung erlaubt es,Stephanopyxis-Klone beliebiger Breite aber unveränderten Genotypus für das Experiment bereitzustellen.

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Ontogenetic investigations on centric diatoms IVThe planktonic diatomStephanopyxis turris — its treatment and life history

This paper presents a detailed account of the life cycle, development and cellular mechanics of the centric diatomS. turris. Special attention is paid to culture methods, nutritional requirements and the mechanism of vegetative cell enlargement. Instructions are outlined for experimental manipulations of developmental features. Various aspects of development are treated in details, e. g. cellular structures, cell division and morphogenesis, development and germination of resting spores, differentiation of gametangia (spermatogonangia, spermatogonia and oogonia), meiosis in the gametocytes, fertilization and auxospore differentiation (including the formation of the rejuvenated first cell and the accompanying metagamic mitoses).S. turris has one-egged oogonia. Its spermatogonangia develop their spermatogonia according to theBiddulphia granulata-type and their spermiums according to theMelosira-type (Fig. 18). Two new termini, i. e. heterovalvate cytokinesis and depauperizing mitosis are introduced (p. 232, p. 238). Among the more important results are observations on karyokinesis in vivo, meiosis and karyogamy, and on the peculiar process of destruction of supernumerary nuclei following each karyokinesis in the oocyte, and later in the young auxospore. Relations between osmotic cell rhythms, karyokinetic cycle and morphogenesis are discussed at the end of the paper.

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Herrn Professor Dr.Adolf Bückmann zum 65. Geburtstag in Verehrung gewidmet.

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Diese Studie enthält Teile der Dissertation vonG. Drebes.     

Zum Abbau derl-Äpfelsäure durch Milchsäurebakterien

Zusammenfassung Es wird die Aktivität von intaktenL. plantarum-Zellen verschiedener Arten gegenüberl-Äpfelsäure, Oxalessigsäure und Brenztraubensäure getestet. Bei der Dissimilation vonl-Äpfelsäure lassen sich zwei pH-Optima unterscheiden, 2,6–3,0 für eine MDH-Aktivität und 3,6–4,0 für eine Malic-Enzym-Aktivität. Stoffwechselprodukte der Brenztraubensäure-Decarboxylierung sind außer Kohlendioxid Äthylalkohol und Acetoin bzw. Diacetyl.L. plantarum ist außerdem zur Oxydation der Brenztraubensäure befähigt. Ausl-Äpfelsäure entsteht kein Acetoin (Stamm L).

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The dissimilation ofl-malic acid by lactic acid bacteriaIV. The activity of intact cells ofLactobacillus plantarum particularly considering the decarboxylation of pyruvic acid

Summary The decomposition ofl-malic, oxaloacetic and pyruvic acids by intact cells of three strains ofL. plantarum is investigated. The dissimilation ofl-malic acid shows two pH-optima, at pH2.6–3.0 for a malatedehy drogenase activity and at pH 3.6–4.0 for a malic enzyme activity. The decarboxylation of pyruvic acid yields CO₂, ethyl alcohol, acetoin and diacetyl.L. plantarum is also able to oxidize pyruvic acid. The acetoin produced byL. plantarum Strain L does not originate froml-malic acid.

     

Regenerations- und Heilungsversuche an der Proactinula vonEctopleura dumortieri (Athecatae-Anthomedusae) unter Anwendung der Zeittransformation

Zusammenfassung 1. Entwicklungsstadien vonEctopleura dumortieri van Beneden (Tubularidae, Athecatae-Anthomedusae) vom 8. Teilungsschritt (256 Blastomere) an bis zur Proactinula (Sternchen-Stadium) mit bereits beweglichen Tentakeln wurden mikrochirurgischen Eingriffen ausgesetzt.2. Einschnitte in den Körper der Proactinula zwischen zwei Tentakeln heilen in zwei Stunden zu, ohne Spuren der Verletzung zu hinterlassen.3. Trotz Amputation sämtlicher Tentakel eines Sternchens entsteht eine sich normal verhaltende Proactinula, jedoch mit reduzierter Tentakelzahl.4. Völlige Durchtrennung eines Sternchens wird gut vertragen. In jedem Fall bilden die Teilstücke Tentakel aus, die sich meist normal strecken und bewegen.5. Ob Regeneration oder Neubildung von Fangarmen nach Verletzungen vorliegt, läßt sich nur durch Versuche an frühen Entwicklungsstadien entscheiden, und zwar nicht für den einzelnen Tentakel, sondern nur an Hand der Summe aller Tentakel sämtlicher Teilstücke; diese beträgt oft mehr als das Doppelte der Maximalzahl, welche eine normale Proactinula zu bilden vermag.6. Aus allen 10 Teilstücken eines Sternchens entstanden kleine Proactinulae mit 3 bis 4 normalen Tentakeln, zum Teil deutlich erkennbarer aboraler Stielanlage und vorwachsender Basis der Oraltentakel.7. Aus nicht zu kleinen Teilstücken können ganze Polypen entstehen, die sich mit langem Stiel festsetzen; sie sind zum Beutefang befähigt.8. Die Vitalität der Regenerate und Neubildungen sowie ihr Bewegungsverhalten werden durch Zeitraffer-Filmaufnahmen kontrolliert.

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Regeneration and healing experiments on the proactinula ofEctopleura dumortieri (Athecatae-Anthomedusae) by employing time transformation

Micro-surgical operations were performed on different developmental stages ofEctopleura dumortieri van Beneden (Tubularidae, Athecatae-Anthomedusae). The tested stages, i.e., 8th cell-division until proactinula (Sternchenstadium), revealed a considerable capacity for healing, regeneration and formation of new body parts. After cutting the embryo up — into a maximum of 10 parts — all fragments assumed the shape of a sphere, formed tentacles and, in part, aboral stem-anlagen as well as the bases of the oral tentacles. The fragments usually form twice as many tentacles as do the normal actinula-stages. If the fragments are not too small, polyps are formed which may settle down and take up food. These polyps differ from normal ones only in that they have fewer tentacles. Vitality and locomotory behaviour of regenerates and newly formed body parts were assessed by means of time lapse movie pictures.

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Herrn Professor Dr.Friedrich Krüger zum 65. Geburtstag am 18. August 1967 gewidmet.     

Nachweis dichroitischer Absorption des Sehfarbstoffes in den Rhabdomeren des Insektenauges

Zusammenfassung Durch mikrospektrometrische Messung einzelner Rhabdomere im überlebenden Facettenauge von Calliphora erythrocephala Meig. mit linear polarisiertem Licht wird dichroitische Absorption im Bereich von mindestens 450–570 nm nachgewiesen. Das Maximum des Dichroismus bei 500–520 nm fällt mit dem Absorptionsmaximum des Sehfarbstoffs zusammen. Im Gegensatz zur Formdoppelbrechung der Rhabdomere verschwindet der Dichroismus mit der Bleichung des Sehfarbstoffs. Die Befunde werden als Beweis dafür betrachtet, daß das Rhodopsin durch seine orientierte Einlagerung in den Rhabdomeren als Receptorpigment und als Analysator zugleich (Sehfarbstoff-Analysator nach Stockhammer 1956, 1959) funktioniert.

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Summary Microspectrophotometric measurements with linear polarized light in single rhabdomeres of surviving compound eyes of the blow-fly Calliphora erythrocephala Meig. present evidence for dichroic absorption, at least between 450 and 570 nm. The maximum of dichroism at 500 to 520 nm corresponds to the absorption maximum of the visual pigment. In contrast to the structure birefringence of the rhabdomeres, the dichroism disappears during bleaching of the visual pigment. The results are considered to prove the hypothesis that rhodopsin is functioning both as receptor pigment and as analyser (Sehfarbstoff-Analysator after Stockhammer 1956, 1959).

     

Azoindoxylverfahren zum Hydrolasennachweis

Zusammenfassung Nach Ermittlung verschiedener Reaktionskonstanten resultiert folgender Ansatz zur photometrischen Bestimmung der sauren-Galactosidase (Messung des Azoindoxylfarbstoffs bei 540 nm nach Extraktion mit Dimethylformamid oder-acetamid): 1,5 mM 5-Br-4-Cl-3-Indolyl--d-galactosid (1 mg gelöst in 0,05 ml Dimethylformamid) und 0,01–0,015 ml Hexazonium-p-rosanilin/ml in 0,1 M Citronensäure-Phosphat-Puffer, pH 4. Die damit untersuchten Rattenorgane besitzen unterschiedliche Aktivitäten an saurer-Galactosidase; NaCl läßt die Enzymaktivität unbeeinflußt. — ähnliche Resultate liefert das Indigogen-Verfahren; Indigo kann wie der Azoindoxylfarbstoff gelöst und gemessen werden.Hexazotiertes p-Rosanilin in höheren Konzentrationen hemmt die saure-Galactosidase zu etwa 50%; niedrige sowie Ferricyanid-Ferrocyanid inhibieren nicht. Die Hemmwirkung von Glutar- und Formaldehyd läßt sich mit dem Azoindoxylverfahren nicht messen, da der Farbstoff unvollständig aus fixiertem Material extrahiert wird.Auf Grund der biochemischen Befunde ergibt sich nachstehendes histochemisches Medium zur Darstellung der sauren-Galactosidase: 7,5 (1,5 mM) 5-Br-4-Cl-3-Indolyl--d-galactosid (gelöst in 0,25 ml Dimethylformamid) und 0,05–0,15 ml Hexazonium-p-rosanilin in 10 ml 0,1 M Citronensäure-Phosphat-Puffer, pH 4. Nach der Inkubation können die Schnitte osmiert, dehydriert und in Kunstharz oder ohne Osmierung in Glycerin-Gelatine eingedeckt werden. Das Osmiumchelat ist in organischen Solventien unlöslich; seine Stabilität hängt von der Hexazonium-p-rosanilin-Konzentration ab.Mit dieser Methode läßt sich die saure-Galactosidase nach Fixation in Glutaraldehyd oder einem Glutaraldehyd-Formaldehyd-Gemisch exakt in den Lysosomen zahlreicher Rattenorgane erfassen.Verglichen mit dem Indigogen- und Metallsalzverfahren und den simultanen Azokupplungsreaktionen zum histochemischen Nachweis der sauren-Galactosidase ist die Azoindoxyltechnik überlegen oder gleichwertig; der biochemische Ansatz leistet Nützliches für kombinierte quantitativ-qualitative Studien des Enzyms.

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Azoindoxyl methods for the investigation of hydrolases

Summary The determination of various reaction constants yields the following assay for the photometric evaluation of acid-galactosidase (measurement of the azoindoxyl dye at 540 nm after extraction with dimethylformamide or-acetamide): 1.5 mM 5-Br-4-Cl-3-indolyl--d-galactoside (1 mg dissolved in 0.05 ml dimethylformamide) and 0.01–0.015 ml hexazotized p-rosaniline/ml in 0.1 M citric acid-phosphate buffer, pH 4. By means of this procedure it becomes evident that the activity of the enzyme differs considerably in various rat organs; NaCl does not influence acid-galactosidase. — Similar results were obtained with the indigogenic method; indigo can be dissolved and measured photometrically as the azoindoxyl dye.The enzyme is suppressed by high concentrations of hexazotized p-rosaniline to 50%; low concentrations do not inhibit; the same is true for ferricyanide-ferrocyanide employed in the indigogenic media. — The effect of glutar-and formaldehyde on acid-galactosidase cannot be investigated with the azoindoxyl reaction since the azoindoxyl dye partially withstands extraction from fixed blocks of tissue.On the basis of the biochemical findings the azoindoxyl technique can be recommended for the histochemical demonstration of acid-galactosidase: 7.5 mg (1.5 mM) 5-Br-4-Cl-3-indolyl--d-galactoside (dissolved in 0.25 ml dimethylformamide) and 0.05–0.15 ml hexazonium-p-rosaniline in 10 ml 0.1 M citric acid-phosphate buffer, pH 4. After incubation the sections can be treated with osmium tetroxide followed by dehydration and mounting in resins or can be mounted without prior osmification of the azoindoxyl dye in glycerin jelly. The osmium chelate resists treatment with organic solvents; the stability of the chelate depends on the concentration of hexazotized p-rosaniline.After fixation in glutaraldehyde or in a mixture of form- and glutaraldehyde acid-galactosidase can be exactly localized in the lysosomes of many rat organs.In comparison with the indigogenic, the metal precipitation and the simultaneous azocoupling reactions for the in situ detection of acid-galactosidase the azoindoxyl procedure is superior if fixed material is used; it is equivalent or inferior in connection with the membrane technique. The biochemical azoindoxyl assay represents a useful method for combined qualitative and quantitative studies of acid-galactosidase.

     

Verteilung und Aktivität hydrolytischer Enzyme in Hypophysenadenomen

Zusammenfassung An 17 Hypophysenadenomen [12 Chromophobe (endokrin-inaktive), 5 Mischtypadenome (endokrin-aktive)] wurde das Verhalten und die Aktivität der hydrolytischen Enzyme -Galaktosidase, -Glucuronidase, -Glykosidase und Arylsulfatase mit histochemischen Methoden geprüft.Die Mischtypadenome zeigen insgesamt eine höhere Aktivität als die Chromophoben. Dabei reagieren -Galaktosidase und -Glykosidase am stärksten, -Glucuronidase etwas schwächer, während Arylsulfatase die niedrigste Aktivität zeigt. Die Befunde werden mit anderen enzymhistochemischen Untersuchungen an Hypophysenadenomen und tierexperimentellen Ergebnissen verglichen. Daraus folgt, daß wahrscheinlich zwischen der Aktivität der untersuchten lysosomalen Enzyme und der endokrinen Aktivität ein Zusammenhang besteht.

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Summary Behaviour and activity of the hydrolytic enzymes -galactosidase, -glucuronidase, -glycosidase and arylsulphatase are tested in 17 adenomas of the hypophysis (12 chromophobic, endocrine-inactive; 5 mixed cell adenomas, endocrine-active).Mixed cell adenomas show an altogether higher activity than chromophobic adenomas. -galactosidase and -glycosidase show the highest, -glucuronidase a slightly lower, and arylsulphatase the lowest activity. The findings are compared with other enzymhistochemical methods and results from animal experiments. The results of this comparison indicate that there is a correlation between the endocrine activity of the lysosomal enzymes in question.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für ihre Unterstützung.

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Fräulein Renate Kott, Fräulein Marianne Lehnen und Fräulein Edith Klasmeier danke ich für ihre technische Unterstützung.     

Der Funktionszusammenhang zwischen einer Handlung und der ihr zugrunde liegenden Erregung als Grundlage der Ethometrie von Schlüsselreizen

Zusammenfassung Die Trichterspinne Agelena labyrinthica kann mit Hilfe der Trichobothrien eine in der Luft schwingende Beute-Attrappe (Plättchen von 2,3mm Durchmesser) in ca. 1 cm Entfernung lokalisieren und gezielt mit den Mundgliedmaßen ergreifen. Trichterspinnen, deren Trichobothrien einseitig entfernt werden, wenden sich bei Beizung von vorne nach der intakten Seite und verfehlen das Ziel.Die kürzeste Reaktionszeit beträgt ca. 80 msec.Lange Becherhaare sind empfindlicher gegenüber niederfrequenten Luftbewegungen (65 Hz) als kurze Haare. Durch die Längenabstufung der Trichobothrien an den Gliedmaßen-Abschnitten (100–700 ) wird der Intensitäts-Arbeitsbereich vergrößert.

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Trichobothria, an organ of touch at a distance in spiders

Summary The spider, Agelena labyrinthica, is able to localize accurately a dummy prey (a paper disk of 2.3 mm diameter mounted on a vibration device) with its trichobothria from a distance of approximately 1 cm, and to grasp it with its pedipalps or chelicerae. This behaviour corresponds to that of fishes and other animals living in water which are able to localize a dummy prey under similar conditions. Dijkgraaf called the sense responsible for this reaction Ferntastsinn (touch at a distance).When stimulated from the front, a spider whose Trichobothria are removed on one side, misses the target because it turns to the direction of the intact side.The shortest reaction time measured was about 80 msec.Long Trichobothria are more sensitive to air movements of low frequency (65 cycles/sec) than shorter ones. The length graduation of the Trichobothria (100–700 ) on each limb section enables the spider to perceive a wider range of stimulus intensities.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Regulationstendenzen in der Ausbildung der „funktionellen Spezifität“ der Retinaanlage beiTriturus vulgaris

Zusammenfassung Die Ausbildung der sog. funktioneilen Spezifität der Retinaanlage (im Sinne vonSperry undStone) wurde anTriturus vulgaris experimentell analysiert.Die schon früher festgestellte Gesetzmäßigkeit, daß verschiedene Bezirke der Retinaanlage nach experimenteller Verlagerung (Achsendrehung) vor einem bestimmten Determinationszeitpunkt einelagegemäe und nach diesem Zeitpunkt eineherkunftsgemäe funktioneile Spezifität entwickeln, mußte gewisse Einschränkungen erfahren. — Die funktionelle Differenzierung der Retinaanlage geht wohl gemäß den beiden senkrecht aufeinanderstehenden Achsen voneinander unabhängig vor sich und auch die Zeitpunkte der Determination sind für die beiden Achsen verschieden, aber die Differenzierung längs einer (wenigstens der horizontalen) Achse liegender Teile der Retina ist voneinander abhängig.Wird eine Augenanlage in dem Stadium, wenn einzelne Retinabezirke funktionell schon determiniert sind, andere dagegen noch nicht, operativ so umgebildet, daß einem aus schon determiniertem Material bestehenden Pol ein aus undeterminiertem Material aufgebauter Gegenpol gegenüberliegt, so entwickelt sich die funktionelle Spezifität dieses undeterminierten Teils nicht seiner Lage gemäß, sondern als Ergänzung (d. h. Gegenstück) zum schon determinierten Pol. — Innerhalb den Augenanlagen sind also regulative Tendenzen nachweisbar, die darauf hinarbeiten, längs einer bestimmten Achse die funktionelle Spezifität nach einem einheitlichen Muster zu gestalten. Diese Regulation geht soweit, daß eine aus einer Hälfte der ursprünglichen Augenanlage umgeformte — nicht durch Regeneration ersetzte —, verkleinerte Augenanlage ein bezüglich funktioneller Spezifität vollkommenes Auge auszubilden vermag.     

Beziehungen zwischen Carnitinstoffwechsel und Fettsäureassimilation bei Pseudomonas putida

Zusammenfassung Der Carnitinstoffwechsel und einige Beziehungen zum Fettsäurestoffwechsel wurden mittels der Wachstumskontrolle, der Bestimmung von Metaboliten und des Nachweises von Enzymaktivitäten in Pseudomonas putida untersucht. Der Stamm wuchs auf -Butyrobetain, D,L-und L-Carnitin, Glycinbetain, Cholin, D,L-Norcarnitin, D,L--Amino--hydroxybutyrat und D,L--Hydroxybutyrat. Obwohl der Stamm unverzweigte Fettsäuren von 2–16 C-Atomen zu untzen vermag, konnte er nur auf O-Acyl-L-carnitinen von 10 oder mehr C-Atomen in der Acylgruppe wachsen. Zugabe von Carnitin stimulierte das Wachstum auf langkettigen Fettsäuren.Die Bildung von Trimethylamin stieg, wenn Carnitin oder -Butyrobetain nur C-Quellen waren, und sank, wenn diese Trimethylammoniumverbindungen sowohl C-als auch N-Quellen waren. L-Carnitin induzierte sowohl die Carnitindehydrogenase als auch die -Hydroxybutyratdehydrogenase. -Butyrobetain als C-und N-Quelle induzierte ebenfalls die Carnitindehydrogenase. Im Rohextrakt betrug die spezifische Aktivität der -Hydroxybutyratdehydrogenase entsprechend dem Wachstum auf L-Carnitin oder D,L--Hydroxybutyrat 0,7 oder 1,6 Mol · min^-1 · mg^-1. Glycinbetain, Glucose und langkettige Fettsäuren reprimierten die Synthese beider Enzyme. Abhängig von der N-Quelle wird L-Carnitin offensichtlich auf zwei unterschiedlichen Stoffwechselwegen abgebaut.

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Interrelationships between carnitine metabolism and fatty acid assimilation in Pseudomonas putida

The carnitine metabolism and some relations to the fatty acid metabolism were studied in Pseudomonas putida by means of control of growth, analysis of metabolites, and determination of enzyme activities. The strain grew on -butyrobetaine, D,L-and L-carnitine, glycinebetaine, choline, D,L-norcarnitine, D,L--amino--hydroxybutyrate, and D,L--hydroxybutyrate. Although the strain used straight-chain fatty acids of 2–16 C-atoms, it was only able to grow on O-acyl-L-carnitines of 10 or more C-atoms in the acylgroup. Addition of carnitine stimulated the growth on long-chain fatty acids.The formation of trimethylamine increased, if L-carnitine or -butyrobetaine were the only carbon sources, and decreased, if these trimethylammonium compounds were carbon as well as nitrogen sources. L-Carnitine induced the carnitine dehydrogenase as well as the -hydroxybutyrate dehydrogenase. -Butyrobetaine as carbon and nitrogen source induced the carnitine dehydrogenase, too. In the crude extract the specific activities of -hydroxybutyrate dehydrogenase were 0.7 or 1.6 moles·min^-1·mg^-1 after growth on L-carnitine and D,L--hydroxybutyrate, respectively. The synthesis of both enzymes was repressed by glycinebetaine, glucose and long-chain fatty acids. Dependent on the nitrogen source L-carnitine was catabolized via two different pathways.

     

Ungeschlechtliche Fortpflanzung durch Querteilung bei der solitären Sand-AscidieSeriocarpa rhizoides

Zusammenfassung 1. Bei der extrem an das Leben im Lockersediment eines untermeerischen Kuppenplateaus angepaßten AscidieSeriocarpa rhizoides Diehl wurde ein eigenartiger ungeschlechtlicher Fortpflanzungsmodus gefunden, der von anderen Ascidien nicht bekannt ist.2. Zwei- oder Mehrfachteilungen zwischen den Siphonen (quer zur morphologischen Längsachse) führen zur asexuellen Entstehung von Tochterindividuen. Dabei werden die inneren Organe abgebaut und regenerationsähnlich neugebildet.3. Der aberrante Fortpflanzungstyp kennzeichnet die niedere Organisationshöhe dieser Ascidie und weist eine enge phylogenetische Beziehung von solitären und koloniebildenden Arten der Familie Styelidae aus.4. Diese Form der ungeschlechtlichen Fortpflanzung ist neben anderen Merkmalen ein Teil der ökologischen Nischenbildung auf einem isolierten Seeberg (Kuppeneffekt).

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Asexual reproduction by transverse division in the solitary sand-dwelling ascidianSeriocarpa rhizoides

A process of asexual reproduction by transverse constriction, hitherto unknown in solitary ascidians, has been discovered inSeriocarpa rhizoides. Reproductive stages were found among specimens fixed immediately after collecting from graband trawl samples (plateau of Josephine-Bank between Lisbon and Madeira) and among other specimens kept in aquaria for several months. Dividing individuals contract strongly for a period during which internal organs undergo dedifferentiation. New siphons grow near the middle region, and internal structures develop paralleling regenerative processes. The method of asexual reproduction points to the close relationship of solitary and compound species of the family Styelidae, supportingvan Name's (1921, 1945) hypothesis that no distinct evolutionary isolation exists between these two groups. Asexual reproduction by transverse division is considered part of an adaptation to life on an isolated sea-mount (biological sea-mount effect).

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Organismen als Holismen

Zusammenfassung Ziel der Abhandlung ist die Untersuchung der grundlegenden Prinzipien einer autonombiologischen Kausalität. Wenn die Biologie in autonomer Weise auf ihr gemässe Prinzipien gegründet werden soll —wie das die Physik in ihrer Sphäre auch durchgeführt hat —, dann muss das biologische Denken sich zunächst von einem Idol befreien, das ihr von der klassischen Physik aufgezwungen ist. Das ist der Begriff des Mechanismus, der bei seiner Schaffung gewiss von grossem Werte auch für die Biologie gewesen ist, der aber heute dem biologischen Denken grossen Schaden dadurch zufügt, dass er es in eine ihm völlig fremde Richtung zwängt.Die Organismen und alle ihre Organe von der einfachsten Zellorganelle bis zum komplexesten Organsystem sind aber keine Mechanismen sondern Holismen (Smuts). Es wird versucht, die wesentlichen Kriterien des Holismusprinzips zu bestimmen. Zunächst gilt für sie das Axiom von v.Ehrenfels, demzufolge jeder Holismus mehr ist als die Summe seiner Teile. Das wird im einzelnen genauer analysiert. Weiterhin gilt für Holismen das Kompensationsprinzip vonGoethe. Damit im Zusammenhang stehen die Prinzipien der spezifischen Energie vonJohannes Müller, das Prinzip vonRedi (Omne Vivum ex Vivo), das Prinzip vonVernadsky über die Konstanz der Biosphäre, das Prinzip der phylogenetischen Kompensationen und das Prinzip von der Ektropie der Biosphäre.Alle diese Prinzipien werden im einzelnen diskutiert und analysiert. In engstem Zusammenhang miteinander bilden sie ein autonomes Axiomengefüge für die Biologische Erkenntnis, durch welches wiederum die eigentümlich biologische Kausalität charakterisiert ist. Genau in diesem Sinne sind Holismen verae causae (Smuts).

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Contenido El presente ensayo tiene por fin supremo la investigación de los principios basicos de una autónoma causalidad biologica. Si se quiere fundar la Biologia en sus propios principios autónomos —como se lo ha hecho también con la Fisica misma —, entonces será primeramente necesario que la Biologia se delibera de una ideologia completamente extraña para ella, la cual la Fisica clásica le ha transferido. Esto es el concepto del mecanismo, que en su origin ha sido de gran valor también para la Biologia, pero que hoydia produce enorme daño a la Biologia.Los organismos y todos sus órganos de la mas simple organela celular hasta el mas complicado sistema de órganos sin embargo de ninguna manera no son mecanismos sino al contrario holismos (Smuts). Ahora se ensaya de determinar los criterios esenciales del principio del holismo. Primero es valido para los holismos el axioma de v.Ehrenfels que dice que cada Organismo representa más que la suma de sus partes. Además vale para holismos el principio de la compensación deGoethe. Con esto están relacionados los principios de la energia especifica deJuan Müller, el axioma deRedi (Omne Vivum ex Vivo), el principio deVernadsky acerca de la constancia de la biósfera, el principio de las compensaciones filogenéticas y el principio de la ectropia de la biósfera.Todos los mencionados principios y axiomas serán discutidos y analizados en sus particularidades. En su conjunto representan ellos un sistema de axiomas autónomos para el conocimiento biológico, el cual como tal caracteriza también la asi llamada causalidad biologica. Precisamente en tal sentido son los holismos verae causae (Smuts).

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Diese Abhandlung ist Herrn Prof. Dr. v.Buddenbrock in Verehrung zum 70. Geburtstag dargebracht.     

Zur Ei- und Embryonalentwicklung des HydroidpolypenEudendrium armatum

Zusammenfassung 1. Die Oocyten-, Blastostyl- und Embryonalentwicklung vonEudendrium armatum Tichomirov wurde licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.2. Oocyten entstehen einzeln oder in dichter Lagerung aus undifferenzierten Zellen des Ektoderms in jüngeren sowie älteren Hydrocaulusabschnitten. Bereits vor der Blastostylknospung sind im Hydrocaulus zahlreiche Oocyten vorhanden. Gesetzmäßige Lagebeziehungen zwischen den Orten der Oocytenentstehung (Keimzonen) und dem Verzweigungssystem lassen sich nicht feststellen. Das Wandern der Oocyten im Hydrocaulus kann am lebenden Stöckchen verfolgt werden.3. Blastostyle sind von Nährpolypen im Knospenzustand durch in ihren Gastralraum eingewanderte Oocyten und später durch ihre Spadixbildung unterscheidbar. Die möglichen Wechselbeziehungen zwischen Oogenese und Oocytenwanderung einerseits und Blastostylen andererseits werden diskutiert.4. Während der Vitellogenese wird vom Spadixentoderm granulöses Material — möglicherweise Glykogen — an die Oocyte abgegeben. Das Spadixentoderm hat durch Zellausläufer direkten Kontakt mit der Oocyte.5. Nach der Befruchtung bildet die Oocyte eine Eihülle. Das Material dieser Eihülle entspricht wahrscheinlich der Peridermsubstanz.6. Die Eihülle wird gleichzeitig mit dem Periderm unterhalb des Blastostyls verlötet. Dies geschieht in Wechselbeziehung zu einer Abhebung und Retraktion des Spadix vom Ei. Danach bleibt die Stützlamella aus dem Spadixbereich als gefaltetes Paket in der Gastralwand des Blastostyls liegen. Der fibrilläre Randsaum ist weitgehend ungestört. Es wird diskutiert, ob die Myoepithelzellen ihre Bindung an die Stützlamelle lösen und gegebenenfalls wieder knüpfen können.7. Die Furchung verläuft — zumindest vom 8-Kern-Stadium ab — total. Der Beginn der Durchfurchung wurde stets in zeitlicher Verzögerung zu den ersten Kernteilungen beobachtet. Zellgrenzen wurden frühestens im 4-Kern-, spätestens im 8-Kern-Stadium gefunden. Die widersprüchlichen Angaben über totale, syncytiale und superfizielle Furchung in der GattungEudendrium werden an Hand der Befunde diskutiert.8. Am Ende der Vitellogenese und zu Beginn der Embryonalentwicklung werden homogene Dotterbereiche in — je nach Fixierung unterschiedlicher — Verbreitung gefunden. In solchen Verflüssigungsbereichen liegt der Komplexdotter nicht in von Membranen umgrenzten Tröpfchen (Vesikeln) vor. Diese Bildung wird als Fixierungsartefakt gedeutet.9. Die histologische Differenzierung beginnt bereits in der späten Furchung parallel zur Anlage der Körperschichten. Der beschriebene Entstehungsmodus der Zweischichtigkeit kann als Moruladelamination bezeichnet werden.

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On egg and embryonic development of the hydroid polypEudendrium armatum. A light and electron microscopic study

Oocytes ofEudendrium armatum originate in the branching stalks from undifferentiated ectoderm cells, in younger as well as in older parts, individually or in groups — prior to the development of blastostyles. Oocyte migration is caused by an autonomous activity. Possible interrelationships between oogenesis and the migration of oocytes on the one hand, and the development of gonozoids on the other are discussed. Cleavage is complete, at least from the eighth nucleus stage onwards. Controversial opinions about cleavage in various species ofEudendrium are discussed, with special reference to the problem of the syncytial cleavage and areas of liquefied yolk. InE. armatum, the latter is regarded as an artefact of fixation. Egg shell formation, function and retraction of the spadix and embryogenesis are described.

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Abkürzungen in den Abbildungen B Bakterium - Bl Blastostyl - Cb Cnidoblast - Ci Cilium - Ch Chromatin - dEhG dunkle Eihüllen-Grana - Dm Doppelmembran - Do Komplexdotter - Drg Drüsenring - Drz Grana-haltige Drüsenzellen - Eh Eihüllenschicht I - Eh Eihüllenschicht II - Ek Ektoderm - Em Extrusionsmaterial - Em vermutliches Em, von Doppelmembran umgeben - En Entoderm - F Filamente - Fa Fixierung nachFahrenbach - f.Ch fibrilläres Chromatin - Fp Freßpolyp - F.Stl Fibrillen der Stützlamelle - Fs.Stl Fibrillensaum der Stützlamelle - -C glatte Membranen - G Gastralraum - Gl vermutliches Glycogen - Go Golgi-Apparat - Gr strukturiertes Granum - hEhG helle Eihüllen-Grana - I-Z I-Zelle - k.Ch kondensiertes Material innerhalb des fibrillären Chromatin - Mf Myofibrillen - Mi OsO₄ nachMillonig - Mit Mitochondrium - N Nucleus - Nl Nucleolus - Nm Kernmembran - Np Kernporen - O Oocyte - Pa OsO₄ nachPalade - Pd' äußeres Periderm - Pdb Peridermbildungszone - PdG Peridermbildungs-Grana - hPdG helle Peridermbildungs-Grana - dPdG dunkle Peridermbildungs-Grana - p.f pars fibrosa des Nucleolus - p.g pars granulosa des Nucleolus - Psp pseudopodienartiger Ausläufer einer Oocyte - R Ribosomen - Sp Spadix - Sp.R Spadix in Retraktion - Stl Stützlamelle - StM Styrol Methacrylat - Sz Schleimzellen - V Vesikel und V-reihen - /V Vestopal - Verfl Dotter-Verflüssigungszone - Wp Wehrpolyp - X peripherer Bereich ohne Zellorganelle - Zm Zellmembran     

Regulation of photomorphogenic processes inCassia tora Linn. by Circadian rhythm

Summary The effect of interruption light upon two photomorphogenic processes, the germination of seeds and the unfolding of cotyledons, was studied in the case ofCassia tora Linn. The response to the light was found to be obeying an endogenous circadian rhythm and differed according to the time at which the light was provided. The similarities between this phenomenon and that of photoperiodic induction of flowering under similar conditions are discussed.

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Zusammenfassung Bei Störlichtversuchen mit Samen vonCassia tora Linn. wurde festgestellt, daß bei zwei photomorphogenetischen Prozessen, nämlich bei der Samenkeimung und bei der Kotyledonenentfaltung, die Empfindlichkeit für Störlicht einem ungefähr tagesperiodischen (circadian) Rhythmus folgt. Es wird auf die Ähnlichkeiten zwischen diesem Phänomen und dem der Störlichtwirkung bei der photoperiodischen Blühinduktion hingewiesen.

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With 2 Figures in the Text     

Über die Malat-Dehydrogenase-und Lactat-Dehydrogenase-Aktivität L-Äpfelsäure-abbauender Bakterien

Zusammenfassung Bei 6 verschiedenen Arten L-Äpfelsäure-abbauender Bakterien werden Untersuchungen über die Malat-Dehydrogenase- und Lactat-Dehydrogenase-Aktivität vorgenommen. Die heterofermentativen Arten (Leuconostoc r, La Louvière, Pf-1) besitzen eine ausgeprägte Malat-Dehydrogenase-Aktivität, während die homofermentativen nur eine schwache (L. QT 1-6) bzw. keine meßbare Aktivität (L. casei, L. plantarum [arabinosus 17-5]) aufweisen. Alle Stämme sind in hohem Maße Lactat-Dehydrogenase-aktiv.Die Synthese der Malat-Dehydrogenase ist induktiv; L-Äpfelsäure als Substrat verstärkt eine vorhandene schwache Aktivität. Beweisend hierfür ist die starke Abnahme der Umsatzzahlen für die L-Äpfelsäure-Dehydrierung bzw. die Oxalessigsäure-Hydrierung nach erfolgter Entwöhnung der Bakterien von Äpfelsäure, sowie der größere Zahlenwert der Michaelis-Konstanten. Auch die Synthese der Lactat-Dehydrogenase wird von L-Äpfelsäure induziert. Insofern dürfte die Synthese dieses Enzyms mit derjenigen der Malat-Dehydrogenase gekoppelt sein.Die Lactat-Dehydrogenase von Leuconostoc r und La Louvière läßt sich wie die tierische Lactat-Dehydrogenase durch Sulfit hemmen; die Empfindlichkeit gegenüber Sulfit ist etwa doppelt so hoch wie beim tierischen Enzym. Die Enthemmung kann außer mit Lactat auch mit d(+)- und L(-)-Malat erfolgen; Malat ist jedoch nur in höherer Konzentration wirksam. Zur Hemmung der bakteriellen Malat-Dehydrogenase sind mehrfach höhere Sulfit-Konzentrationen nötig als beim tierischen Enzym. Außer d(+)-Malat hat auch Lactat enthemmende Wirkung.

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The malate dehydrogenase and lactate dehydrogenase activity of bacteria, decomposing L-malic acid

Summary The malate dehydrogenase and lactate dehydrogenase activities of six strains of bacteria, decomposing L-malic acid, were investigated. The heterofermentative strains (Leuconostoc r, La Louvière, Pf-1) possess a distinct malate dehydrogenase activity, while the homofermentative strains show only a weak (L. QT 1-6) respectively no measurable activity (L. casei, L. plantarum [arabinosus 17-5]). All strains possess a high lactate dehydrogenase activity.The synthesis of the malate dehydrogenase is inductive. The presence of L-malic acid intensifies a weak activity. This is shown by the strong decline of the turnover rates for the dehydrogenation of L-malic acid respectively the hydrogenation of oxaloacetic acid after deadaptation of the bacteria from malic acid, and by the greater values of the Michaelis' constants. Also the synthesis of the lactate dehydrogenase is induced by L-malic acid. Therefore the synthesis of this enzyme appears to be coupled with the synthesis of the malate dehydrogenase.The lactate dehydrogenase of Leuconostoc r and La Louvière can be inhibited by sulphite like the animal lactate dehydrogenase; the sensibility to sulphite is about the twofold of the animal enzyme. The reactivation can be achieved with lactate, or d(+)-and L(-)-malate; malate is effective only at higher concentrations. For the inhibition of the bacterial malate dehydrogenase manifold higher sulphiteion concentrations are needed than for the animal enzyme. Besides d(+)-malate also lactate has a reactivating effect.

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III. und letzte Mitteilung zum Problem des biologischen Säureabbaues. Über adaptive und konstitutive fermentchemische Eigenschaften L-Äpfelsäure-abbauender Bakterien.     

Die Dynamik der Frühentwicklung vonSagitta setosa

Zusammenfassung 1. Untersuchungsobjekt.Sagitta setosa Joh. Müll. Vergleichsobjekt:Sagitta elegans arctica Aurv. Methoden: Laufbild- und Teilbildanalyse von Mikrozeitrafferfilmen; kinematische Diagramme.2. Unter Zeittransformation (Zeitraffung, Z.R.) wird eine Ausdehnung des Keimes während der Teilungsphase, gefolgt von einer Kontraktion in der Interphase, im Z.R.-Laufbild erkennbar. Dieser Rhythmus ist etwa vom 32-Blastomerenstadium bis zur neunten Teilung (256/512 Zellen) zu beobachten. Er kommt zustande durch die Summation der nach jeder Teilung einsetzenden aktiven Aneinanderpressung der jeweils entstandenen beiden neuen Blastomere. Dieser Vorgang ist bei den beiden untersuchten Sagitten-Arten besonders intensiv und führt in der Kontraktionsphase zur fast völligen Abkugelung des Keimes.3. Die erste Andeutung des sehr kleinen Blastocoel wird bei der Aneinanderpressung der beiden ersten Blastomere in Gestalt eines in zwei Spitzen ausgezogenen Flüssigkeitstropfens wahrnehmbar. Die innerhalb der Berührungsfläche ausgepreßten kleineren Tropfen weisen zentripetale Ortsverlagerung auf und verschmelzen mit dem größeren Blastocoel-Tropfen. Der Keimbahnkörper ist im Leben bis zum 16-Zellenstadium feststellbar.4. Es folgt eine Wiederholung der Tropfenabsonderung nach jeder Teilung in der Pressungsphase bis zur neunten Teilung. Das Blastocoel vergrößert sich infolge der Flüssigkeitsaufnahme.5. Kinematische Diagramme der ersten Teilungen, durch Teilbild-Analyse aus Z.R.-Aufnahmen gewonnen, beweisen, daß die stärkste Tropfenabsonderung jeweils mit der Phase intensiver Abkugelung zusammenfällt.6. BeiSagitta elegans arctica Aurv. ist die Tropfenabsonderung in der Interphase (Abrundungs-Pressungsphase) erheblich größer, die Abrundung geringer.7. Die unbedeutende Vergrößerung des Blastocoel durch Flüssigkeitsaufnahme läßt keine direkte Entodermbildung durch Invagination zu. Der endgültigen Einstülpung gehen drei Versuche voraus.8. Die vom 32-Blastomerenstadium ab am vegetativen Pol teilweise herausragenden Urgeschlechtszellen weisen gegenüber den Somazellen Teilungsverzögerung auf. Bei der sechsten Teilung (32/64) zeigen die Urgeschlechtszellen unter Z.R. eine aktive zentripetale Bewegung; sie verschwinden am vegetativen Pol und drücken das Blastocoel mit ihren proximalen Enden ein: erster Invaginationsversuch. Zu Beginn der nächsten Teilung erfolgen rückläufige Bewegung und Wiedererscheinen am vegetativen Pol. Der zweite Versuch findet bei der siebten Teilung statt (128 Blastomere), der dritte bei der achten Teilung (256 Zellen). Die Aktivität der nunmehr vier Urgeschlechtszellen ist unverkennbar.9. Die sich zunächst nicht weiter teilenden vier Urgeschlechtszellen behalten etwa die Größe eines Blastomer des 64-Zellenstadium bei, während die Somazellen unterdessen wesentlich kleiner geworden sind. Gastrulation durch Invagination ist erst möglich, wenn das Größenverhältnis zwischen den beiden Zellgruppen eine Ortsverlagerung ektodermaler Zellen in das kleine Blastocoel dynamisch zuläßt.10. Auffallend ist unter Z.R. die Fähigkeit der Blastomere zu aktiv-passiven Bewegungen, vor allem in der Region des Prostoma, in der Umbiegungszone Ektoderm-Entoderm.11. Nach Invagination des Entoderm, die vier Urgeschlechtszellen an der Spitze, liegt zunächst ein schmales Urdarmlumen vor. Das Entoderm zeigt während der Interphase wieder eine rückläufige Bewegung, die als Restverhalten des vorausgegangenen Rhythmus aufzufassen ist.12. Sobald die zentripetalen Invaginations-Versuche der Urgeschlechtszellen — von der sechsten bis zur achten Teilung — einsetzen, dauern die Teilungsschritte länger als vorher; bis zur achten Teilung nimmt die Zeit erheblich zu; nach der neunten verlaufen die Teilungen nicht mehr synchron.13. Die große Aktivität der vier Urgeschlechtszellen bleibt auch noch nach ihrer Einordnung in das Entoderm des Urdarmdaches erhalten, offenbar im Rhythmus der nunmehr lokalisierten Teilungen im Entoderm.14. Nach Verlagerung der Urgeschlechtszellen in das Lumen des Archenteron, unter Beibehaltung des Kontaktes mit dem Entoderm, ist das Blastocoel bis auf den schmalen spaltartigen Raum zwischen Ekto- und Entoderm verdrängt. Das Auswandern der vier Zellen erfolgt offenbar durch aktive, mit starker Metabolie verbundenen Bewegungen. Das Archenteron weist unter Z.R. rhythmische Erweiterungen und Verengungen auf.15. Der Verschluß des Prostoma (Deuterostomia) verläuft synchron mit dem Auswandern der Urgeschlechtszellen.

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The dynamics of the early development ofSagitta setosa. Film-Projection and single-frame analysis of time lapse movies

The dynamics of the early development of the chaetognathSagitta setosa Joh. Müll. has been studied up to the completed gastrulation, the leaving of the primordial germ cells and the closure of the prostoma. Comparative studies have been conducted onSagitta elegans arctica Aurv. The analysis was performed on the basis of micro-time-lapse movies and exact investigation of single frames (Teilbild-Analyse). A detailed account is presented on rhythmic behaviour of the blastomeres, such as the expansion during the cell division and the contraction during interphase, which is combined with an almost complete rounding off of the embryo and the production of fluid drops in the contact areas between the blastomeres. These drops fuse with the minute blastocoel and enlarge it. The Urgeschlechtszellen (primordial germ cells) are very active; during the sixth to eight division of the blastomeres they show an active centripetal movement, depress the blastocoel to some extent and move backward until they project in part into the region of the vegetative pole (during interphase) beyond the surface of the rounded embryo. Gastrulation by means of invagination becomes only possible after three advancing attempts of the primordial cells. During invagination active-passive movements of blastomeres occur in the Umbiegungszone between ectoderm and entoderm. Duration of cell division increases considerably after the sixth division. After the ninth division the blastomeres no longer divide synchronically. Within the entoderm the 4 primordial germ cells remain very motile. Closure of the prostoma occurs synchronically with the dislocation of the primordial germ cells into the archenteron lumen. They stay in further contact with the entoderm of the Urdarmdach. The cinematic diagrams produced by employing the method of single frame-analysis of time lapse series allow an exact survey of the cytodynamic processes during the embryonic development.

     

Die Aminosäuresequenz von 2,4-Diaminobuttersäure enthaltenden Mureinen bei verschiedenen coryneformen Bakterien und Agromyces ramosus

Zusammenfassung Bie 17 Stämmen von coryneformen Organismen wurde 2,4-Diaminobuttersäure als Bestandteil des Mureins gefunden. In 15 Fällen ergab die genauere Analyse die gleiche Aminosäuresequenz, wie sie schon früher von Perkins (1968) bei Corynebacterium insidiosum beschrieben wurde. In diesem Falle ist die L-2,4-Diaminobuttersäure ein Bestandteil der Peptiduntereinheit, während die D-2,4-Diaminobuttersäure die Quervernetzung zwischen dem Glutaminsäurerest und dem C-terminalen Alanin zweier benachbarter Peptiduntereinheiten herstellt. Das Murein gehört demnach zur Gruppe B nach Schleifer u. Kandler (1972). Die -Aminogruppe der L-2,4-Diaminobuttersäure ist in einigen Fällen acetyliert, in anderen Fällen ist sie frei.Das Murein der beiden anderen Stämme unterscheidet sich in seiner Primärstruktur dadurch, daß nur L-2,4-Diaminobuttersäure vorkommt. Im Falle von C. bovis ist wie bei einigen coryneformen pflanzenpathogenen Stämmen die Diaminosäure der Peptiduntereinheit durch Homoserin ersetzt und die Quervernetzung erfolgt durch das Dipeptid -Gly-L-Dab zwischen Glutaminsäure und D-Alanin. Dieses Murein gehört demnach ebenfalls zur Gruppe B. Dagegen ist das Murein von Arthrobacter sp. Ar 22 eine neue Variante der Gruppe A. Die L-2,4-Diaminobuttersäure ist hier ein Glied der Peptiduntereinheit und die Quervernetzung zwischen der -Aminogruppe der 2,4-Diaminobuttersäure und dem D-Alaninrest einer benachbarten Peptiduntereinheit wird durch das Pentapeptid -L-Asp-L-Ala-Gly-L-Ala-L-Ala gebildet. Außerdem ist die Position 1 der Peptiduntereinheit nicht mit L-Alanin, sondern mit Glycin besetzt. Letzteres ist bisher nur bei Mureinen der Gruppe B, aber nicht bei denen der Gruppe A gefunden worden. Ebenfalls neu ist das Vorkommen von L-Asparaginsäure anstelle der bisher gefundenen D-Form.

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The amino acid sequence of 2,4-diaminobutyric acid containing mureins of various coryneform bacteria and Agromyces ramosus

Summary In 17 strains of coryneform bacteria, 2,4-diaminobutyric acid was found to be a component of the murein (peptidoglycan). A detailed analysis showed that 15 strains contain a murein with the same amino acid sequence as that found in Corynebacterium insidiosum by Perkins (1968). In this case the L-2,4-diaminobutyric acid is a component of the peptite subunit while the D-2,4-diaminobutyric acid serves as interpetide bridge between D-glutamatic and the C-terminal D-alanine residue. Therefore this murein belongs to group B according to Schleifer and Kandler (1972). The -amino group of L-2,4-diaminobutyric acid is in some species acetylated, in others free.The murein of the remaining two strains differs by the lack of D-2,4-diaminobutyric acid. Only L-2,4-diaminobutyric acid is found. In the case of C. bovis, the diamino acid of the peptide subunit is replaced by L-homoserine as found in various plant pathogenic coryneform bacteria. The interpeptide bridge consists of the dipeptide -Gly-2,4-Dab. It connects the D-glutamic acid of one peptide subunit with the C-terminal D-alanine residue of an adjacent peptide subunit. Therefore this murein belongs also to group B.The murein of Arthrobacter sp. Ar 22 is a new varition of group A, however. Here the L-2,4-diaminobutyric acid is a component of the peptide subunit. The interpeptide bridge consists of the pentapeptide -L-Asp-L-Ala-Gly-L-Ala-L-Ala. It connects the -amino group of L-2,4-diaminobutyric acid and the C-terminal D-alanine residue of two peptide subunits. Position 1 of the peptide subunit is occupied by glycine instead of L-alanine as found in all the other mureins of group A so far. Another new feature of this murein is the occurrence of the L-form instead of the D-form of aspartic acid.

     

Cytologische Grundlagen für Sterilitätserscheinungen in der GattungSalvia

Zusammenfassung Die GattungSalvia weist verschiedenartige Sterilitätserscheinungen auf. Die Gynodiözie vonSalvia nemorosa kommt dadurch zustande, daß im Stadium des Diplotän der Meiosis die Pollenmutterzellen degenerieren.BeiS. officinalis erzeugten amitotische Teilungen der Interphasekerne hypohaploide Zellen in Mehrkerntetraden. Da alle, auch der kleinste Mikronukleus, stets einen Nukleolus enthalten, wurde die Frage diskutiert, ob Störungen im Nukleinsäure-Haushalt die Ursache dafür sein könnten. Viele Arten vonSalvia zeigen Cytomixis, vermutlich eine praemortale Reizreaktion der Pollenmutterzellen, die ebenfalls die Ursache für Pollensterilität sein könnte.Mit 5 TextabbildungenHerrn Prof.H. Kappert zum 65. Geburtstag gewidmet     

Die bursa- und schwanzstrukturen und ihre aberrationen bei den strongylina (Nematoda) morphologische studien zum problem der pluri-und paripotenzerscheinungen

Zusammenfassung In der Einleitung ist das Ziel der Arbeit in den wesentlichsten Punkten herausgestellt.Die Bursastrukturen (Bursavelum und Rippen bzw. Papillen) der parasitischen Strongylina lassen sich von den entsprechenden Bildungen der freilebenden Rhabditina, vor allem der Gattung Rhabditis, ableiten und in ihren Einzelgliedern homologisieren.Die im Laufe der Phylogenie bei den Strongylina auftretenden strukturellen Transformationen lassen sich auf einige wenige, relativ einfache morphogenetische Grundvorgänge zurückführen, die da sind: Wachstumsallometrien, Materialkompensationen, Organverschmelzungen und Spaltungen (Fissationen), Rudimentationen und ähnliche Vorgänge.Innerhalb der Strongylina Bursa ist ein Gefälle der Wachstumsgradienten feststellbar, das sich vom Zentrum der Bursa sowohl nach distal als auch proximalwärts abschwdcht. Zunehmende Förderung der zentral gelegenen Organe (Rippen) führt zu entsprechender Reduktion der peripheren Bursastrukturen, was vor allem im terminalen Schwanzabschnitt auffällt und zur Ausbildung des oft nur noch als Rudiment vorhandenen Dorsalrippenkomplexes führt. Letzterer entspricht in seiner Gesamtheit der Schwanzspitze der peloderen Rhabditiden mit den Papillen 9 und 10.Die bei Rhabditis moist getrennten Papillen 7 und 8 sind bei allen Strongylina zu einer Rippe (Externodorsal-Rippe) verschmolzen, die jedoch in manchen Aberrationen durch Abspaltung eines akzessorischen Astes ihre wahre Natur (als Verschmelzungsprodukt) zu erkennen gibt (Atavismus).Da dieselben Transformationsvorgänge innerhalb der Strongylina mehrfach unabhängig voneinander wirksam geworden sind, treten bestimmte Strukturformen als Parallelbildungen in verschiedenen phylogenetischen Union auf (polytope Entstehung).Zahlreich untersuchte Bildungsabweichungen (Aberrationen), deren Bedeutung für die Morphologie kurz umrissen wird, erschöpfen sich in den gleichen strukturellen Transformationstypen, die auch bei der Evolution der verschiedenen Union der Strongylina nachweisbar sind. Die Aberrationen führen daher häufig zu Atavismen oder zu Parallelvariationen (homologe Variationen").Die Zahl der Umwandlungsmbglichkeiten (Potenzen) der Bursastrukturen innerhalb der Strongylina ist beschränkt (Paripotenz im Sinne Haeckers). Bestimmte Arten (und Entwicklungshnien) haben jeweils nur bestimmte Potenzen realisiert. Andere können jedoch latent (virtuell) im Kryptotypus vorhanden sein, ohne normalerweise in Erscheinung. zu treten. In bestimmten Aberrationen können sie jedoch plötzlich realisiert werden, so ihr latentes Vorhandensein demonstrierend (Pluripotenz).Wie lange bestimmte Potenzen in einer Gruppe erhalten bleiben konnen, verdeutlichen auch die Schwanzhocker weiblicher Nematoden, als zum Bauplan der Nematoden gehbrende Bildungen. Die Potenz zur Ausbildung dieser Strukturen kommt offensichtlich sehr vielen Nematoden-Arten zu, wird jedoch nur in relativ wenigen Fällen, aber innerhalb der verschiedenen Gruppen bald hier, bald dort (disjunkte Verbreitung), realisiert. Es handelt sich bei den Schwanzhöckern um rudimentäre Organe, die bei keiner Nematoden-Art mehr voll ausgebildet erhalten sind. Ihre Rudimentation beruht zum Teil auf Materialentzug, als Folge von Unkonstruktionen der Schwanzregion, wobei die Adultstadien zuerst betroffen werden (Aphanisie nach Sewertzoff).Bei den in Chiropteren parasitierenden Strongylacanthinae haben sich Schwanzhöcker noch bei allen Arten erhalten, was ein offensichtlich archaisches Merkmal darstellt. Bei anderen Nematoden, denen sie nur im Larvalstadium zukommen, treten sie wohl durch Fötalisation in seltenen Fällen auch bei den adulten Stadien wieder auf.Alle speziellen Bursaformen der Strongylina lassen sich durch relativ wenige und einfache Transformationsvorgänge aus einem durch Abstraktion gewonnenen diagrammatischen Typus ableiten (Prinzip der variablen Proportionen" nach Troll).Die typisierten Umwandlungsvorgänge decken sich weitgehend mit den von Remane allgemein gefaßten strukturellen Typen der Realmutationen. Da sie bei den beobachteten Aberrationen, deren Entstehung auf dem Wege über Realmutationen sehr wahrscheinlich ist, in homologer Weise auftreten, kann das innerhalb der Strongylina zu beobachtende Evolutionsphänomen auf Realmutationen zurückgeführt warden.Obwohl sich die untersuchten strukturellen Transformationen in dem systematisch relativ wait gefaßten Rahmen einer Unterordnung abspielen (transspezifische Evolution nach Rensch), handelt es sich bei der von uns bevorzugten Terminologie (nach Woltereck und Remane), unter Berücksichtigung des Charakters der Umwandlungen, doch nur um Vorgänge, die in den Bereich der Mikroevolution fallen.     

Techniques for the quantitative study of mutation in plant viruses

Summary Hardly any other virus is chemically and ultramicroscopically as well known as TMV. It is not possible to perform genetic recombinations with this object. The phenomenon of mutation is, however, known and an analysis of the dosis-effect relationship was possible by using the characters chlorotic versus necrotic primary symptoms. Taking into account the phenomenon of interference (mutual exclusion), i.e., comparing the induced mutation frequency with that of a control virus sample diluted to the same level of infectivity, on can perform quantitative analyses. In this way the first chemical mutagensis in the test tube was demonstrated 10 years ago with nitrous acid as mutagenic agent. The criticism raised byBawden to the first publication ofMundry andGierer was already inappropriate at that time. In the meantime it has been demonstrated byWittmann-Liebold andWittmann through analysis of amino acid exchanges in spontaneous mutants and in those isolated after incubation with HNO₂ that the difference between spontaneous and induced mutants demanded byBawden, which cannot be postulated for symptoms in plants, lies, as expected, in amino acid exchanges of the protein coat.

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Zusammenfassung Kaum ein anderes Virus ist chemisch und ultramikroskopisch so gut bekannt wie das TMV. Rekombinations-Genetik ist nicht möglich. Das Phänomen der Mutation ist aber bekannt, und eine Analyse der Dosis-Effekt-Beziehung wurde möglich durch Benutzung der Symptomcharaktere chlorotische versus nekrotische Primärsymptome. Bei Berücksichtigung des Phänomens der Interferenz (mutual exclusion), d. h. wenn man die induzierte Mutationsrate mit der auf gleiche Infektiosität durch Verdünnen der Viruslösung gebrachten als Kontrolle vergleicht, kann eine quantitative Analyse durchgeführt werden. So wurde vor 10 Jahren die erste Chemomutagenese im Reagenzglas mit salpetriger Säure als mutagenes Agens nachgewiesen. Die an der ersten Veröffentlichung vonMundry undGierer vonBawden geäußerte Kritik war schon damals unzutreffend. Inzwischen ist durch die Analyse der Aminosäureaustausche von spontanen und nach Inkubation mit HNO₂ isolierten Mutanten vonWittmann-Liebold undWittmann gezeigt worden, daß die vonBawden geforderte Verschiedenheit spontaner und induzierter Mutanten, die für Symptome an den Pflanzen nicht postuliert werden kann, in den Aminosäureaustauschen des Hüllproteins wie zu erwarten vorhanden ist.

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This paper was a first written for Methods in Virology, Academic Press. The editors and the author did not come to an agreement in the question of citation ofBawden's criticism to the work ofMundry andGierer 1958. It is published here on the occasion of the 10th anniversary of the first chemomutagenesis in the test tube.