Submikroskopische Untersuchungen an Sonnen- und Schattenformen von Oedogonium cardiacum (Chlorophyta)

Die Grünalge Oedogonium cardiacum Wittrock wurde bei verschiedenen Intensitätsstufen von Weißlicht (8, 40 und 200 Mikroeinstein m^—2 sec^—1 = 500; 2500 und 12500 Lux; Kombination aus Leuchtstoffröhren mit warmweißem und weißem Licht) kultiviert, um die Ausbildung von ?Sonnen- und Schattenpflanzen” zu provozieren. Die Struktur des netzförmigen Cloroplasten und seine Abwandlungen unter Lichteinfluß wurden qualitativ und quantitative untersucht und im Zusammenhang mit dem Pigmentgehalt beschrieben. Die Größe des Chloroplasten ist bei verschiedenen Lichtbedingungen nicht modifiziert. Dagegen zeigt die Struktur, insbesondere des Lamellarsystems, erhebliche Unterschiede. Erstaunlicherweise ist es bei einer mittleren Lichtintensität von 40 μE am besten ausgebildet. Bei diesen Bedingungen sind auch die meisten zytoplasmatischen Invaginationen in den Pyrenoiden sichtbar. Die Neigung zur Partitionbildung der Thylakoide wächst dagegen erheblich bei hoher Lichtintensität. Gleichzeitig steigt der Anteil des Chlorophyll b am Gesamtpigmentgehalt. Hier wird eine allgemeine Struktur-Funktion-Beziehung sichtbar, welche auch für Höhere Pflanzen gilt. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, daß auch Algen ontogenetisch ?Sonnenund Schattenindividuen” zu bilden vermögen und daß sie sich damit dem lokal herrschenden Lichtklima anpassen.     

Der Einfluss des Lichtes auf Farbwechsel und Phototaxis von Dixippus (Carausius) morosus

Zusammenfassung Der Farbwechsel von Dixippus als Lichtreaktion wird durch Kontrastwirkung zwischen Untergrund und übriger Umgebung hervorgerufen. Er wird dadurch verwirklicht, daß ein Teil des Auges wenig Licht (dunkler Untergrund) oder gar keines erhält (teilweise Lackierung), während der andere Teil von hellem Licht bestrahlt wird. Dabei ist das Dixippus-Auge ausgesprochen dorsiventral. Lediglich die Verdunkelung der unteren Augenhälften ist wirksam.Der Farbwechsel tritt im Tageslicht schon dann ein, wenn nur ein unteres Viertel eines Auges verdunkelt wird. Bei Verdunkelung größerer Augenpartien muß mindestens ein Augenviertel frei bleiben. Totale Lackierung eines oder beider Augen löst keinen Farbwechsel aus.Zwischem durchfallendem und reflektiertem Licht besteht in der Wirkung auf den Farbwechsel kein Unterschied. Wird der Untergrund einmal durch ein Farbpapier gebildet (reflektiertes Licht), das andere Mal durch ein Filter gleicher Farbe (durchfallendes Licht), so sind die Versuchsergebnisse beide Male die gleichen.Morphologischer und physiologischer Farbwechsel werden unter den Bedingungen des Dispersionsspektrums, d. h. bei relativ geringer Intensität des Ultraviolett, am meisten durch von oben einfallendes grünes Licht gefördert. Die Wirkung läßt sich durch eine Kurve darstellen, deren Gipfel im Grün liegt, und die nach Rot und Ultraviolett abfällt.Unter den Bedingungen des energiegleichen Spektrums, d. h. bei annähernder Energiegleichheit von Grün und Ultraviolett, hat weitaus die stärkste Wirkung das Ultraviolett. Es ergibt sich eine Kurve, die stetig von Rot nach Ultraviolett ansteigt.Unerläßliche Voraussetzung ist jedesmal, daß ein dunkler Untergrund vorhanden ist, bzw. daß den Tieren die unteren Augenhälften schwarz lackiert wurden.Die Wirkung farbigen Untergrundes ist der des von oben einfallenden Lichtes entgegengesetzt. Ersterer fördert dann den Farbwechsel am meisten, wenn möglichst wenige, letzteres, wenn möglichst viele wirksame Strahlen darin enthalten sind. Die Wirkung farbigen Untergrundes auf morphologischen wie physiologischen Farbwechsel stellt sich unter den Bedingungen des Dispersionsspektrums durch eine Kurve dar, deren Minimum im Grün liegt und die nach Bot und Violett hin gleichm aßig ansteigt. Diese Kurve ist derjenigen, die die Wirkung farbigen Oberlichts unter den Bedingungen des Dispersionsspektrums darstellt, gerade entgegengesetzt: ihre tiefste Stelle liegt dort, wo jene das Maximum hat, ihre Maxima dort, wo jene die tiefsten Punkte aufweist.Durchfallendes und reflektiertes Licht haben also entgegengesetzte Wirkung, wenn sie beim Zustandekommen des Kontrastes entgegengesetzte Rollen übernehmen, wenn z. B. das reflektierte Licht die Rolle des Untergrundes, das durchfallende Licht die des Oberlichts übernimmt.Das Licht beeinflußt in allen untersuchten Fällen morphologischen und physiologischen Farbwechsel in gleicher Weise.Bei Ausschaltung der Augen erlischt der Farbwechsel.Die Untersuchung des physiologischen Farbwechsels von Bacillus rossii ergab eine Kurve, die der bei Dixippus unter den gleichen Versuchsbedingungen gewonnenen völlig entsprach.Verteilungsversuche mit Dixippus-Larven im Dispersionsspektrum zeigten, daß diese Ultraviolett bis zu etwa 310 wahrnehmen. Die Verteilungskurve weist einen Gipfel im Grün auf und fällt nach Rot und Ultraviolett hin ab.Im Prinzip die gleiche Kurve erhält man, wenn man energiegleiche, aber infolge der Verwendung eines rotierenden Sektors ziemlich lichtschwache Spektralbezirke miteinander vergleicht.Rechnet man jedoch die im Dispersionsspektrum gewonnene Verteilungskurve auf das energiegleiche Spektrum um, so ergibt sich eine Kurve, die gleichmäßig, vom langwelligen Ende her nach dem Ultraviolett hin ansteigt und den Kurven entspricht, die die Wirkung des Lichts auf den morphologischen und physiologischen Farbwechsel im annähernd energiegleichen Spektrum darstellen.Diese Übereinstimmung zwischen morphologischem und physiologischem Farbwechsel und den Verteilungsversuchen weist auf eine enge Beziehung zwischen Farbwechsel und Sehakt hin.Die Tatsache, daß je nach den Versuchsbedingungen die Kurve einmal im Grün, einmal im Ultraviolett gipfelt, legt die Vermutung nahe, daß von einer gewissen Intensität ab die Einwirkung der kurzwelligen, insbesondere der ultravioletten Strahlen einen anderen Charakter annimmt. Ob hier Beziehungen zu Hell-und Dunkeladaptation farbentüchtiger Tiere, also zu Farben- und Helligkeitssehen, vorliegen, bleibt noch zu prüfen.     

Einzel-Organismen und Populationen im circadianen Experiment

Zusammenfassung Die circadiane Periodik von Einzel-Organismen wird mit der von Populationen vieler Organismen verglichen. Unter Population wird dabei eine Vielzahl einzelner Organismen verstanden, deren circadiane Schwingungen sich nicht gegenseitig synchronisieren. Unter konstanten Bedingungen klingt die über die gesamte Population gemessene Schwingung ab, da die Einzel-Schwingungen wegen ihrer individuell unterschiedlichen Spontanfrequenzen de-synchronisieren. Die Populations-Schwingung verh?lt sich dabei wie eine nicht selbsterregte, ged?mpft abklingende Schwingung, obwohl alle Einzel-Organismen, aus denen die Population besteht, selbsterregt schwingen; wenn die Zahl der Einzel-Organismen genügend gro? ist, entspricht sie auch in mathematischer Hinsicht einer ged?mpften Schwingung. Im Sonderfall einer Populations-Schwingung, zu der jeder einzelne Organismus nur durch ein einmaliges Ereignis beitr?gt (z. B. Schlüpf-Periodik), klingt die Schwingung nicht nur infolge De-Synchronisation ab, sondern auch aus biologischen Gründen: sie erlischt zwangsl?ufig, wenn alle Organismen zur Schwingung beigetragen haben. Die beiden D?mpfungs-Ursachen sind dadurch unterscheidbar, da? bei der De-Synchronisation die Schwingungsform ver?ndert wird, beim Erl?schen der Schwingung aus biologischen Gründen dagegen nicht. Selbsterregte Schwingungen von Einzel-Organismen und ged?mpft abklingende Populations-Schwingungen unterscheiden sich in zahlreichen Eigenschaften, die an biologischen Beispielen erl?utert werden. Dabei werden die Schwingungen unter konstanten Au?en-Bedingungen, unter dem synchronisierenden Einflu? von Zeitgebern und unter dem Einflu? von Einzel-Reizen betrachtet (vgl. Tabelle). Für ?kologische Studien sind Untersuchungen an beiden Schwingungs-Typen geeignet. Wenn dagegen allgemeine Eigenschaften der „circadianen Uhr“ bestimmt werden sollen, sind Untersuchungen an Populationen ungeeignet. Denn einer der charakteristischen Parameter jeder Schwingung, die D?mpfung, h?ngt zwar bei der circadianen Schwingung eines Einzel-Organismus' direkt von den Eigenschaften dieser „Uhr“ ab; bei Populations-Schwingungen ist die D?mpfung dagegen durch die Verteilung der Spontanfrequenzen aller Einzel-Organismen innerhalb der Population gegeben und damit unabh?ngig von der Eigenschaft der „circadianen Uhr“.     

Die Aufnahme von Schwefeldioxyd (S35O2) aus der Luft

Zusammenfassung Mittels einer S³⁵O₂-Begasung von Sonnenblumen, Mais, Tabak und ?lrettich wurden Einbau und Transport des aus der Luft in die einzelnen Pflanzenorgane aufgenommenen Schwefels untersucht. W?hrend die Aufnahmeintensit?t der Pflanze für SO₂ aus der Atmosph?re mit dessen Konzentration (variiert von 0–1,5 mg SO₂/m³ Luft) und der Expositionsdauer (Zwischenernten der drei untersten Sonnenblumenbl?tter) stetig zunimmt, verl?uft der Einbau in die einzelnen Schwefelfraktionen unterschiedlich. Am st?rksten wurde der Sulfatschwefel angereichert, an dem die Bl?tter den h?chsten und Stengel und Wurzeln die niedrigsten Gehalte aufwiesen. Ebenso erf?hrt der organisch gebundene Schwefel mit steigender SO₂-Behandlung eine Zunahme, die bei den Bl?ttern am st?rksten ausgepr?gt ist und in der h?chsten Behandlungsstufe den Wert der Kontrolle um das 3–4 fache übersteigt. Das Verh?ltnis des s?ureunl?slichen organisch gebundenen Schwefels zum s?urel?slichen organisch gebundenen Schwefel nimmt mit steigender SO₂-Behandlung ab. Lediglich beim ?lrettich ist das Verh?ltnis dieser beiden S-Fraktionen in allen SO₂-Steigerungsstufen wenig ver?ndert. Der destillierbare Schwefel wurde bei Sonnenblumen, Tabak und Mais nur in geringen Mengen (5–14 ppm S) gefunden, was sowohl auf einen schnellen Umbau des aufgenommenen SO₂ als auch auf ein w?hrend der Trocknung eingetretenes Entweichen von noch ?u?erlich anhaftendem SO₂ hindeutet. Die bei ?lrettich h?heren Gehalte an destillierbarem Schwefel dürften auf eine teilweise Miterfassung von Senf?len zurückzuführen sein. Der Gehalt an diesen erfuhr mit steigender SO₂-Konzentration eine Abnahme, was auf eine Beeintr?chtigung der die Senf?lsynthese katalysierenden Enzyme durch das SO₂ hinweist. Die Ergebnisse werden ausführlich diskutiert und die Bedeutung des SO₂ sowohl als N?hrstoff als auch als Schadstoff herausgestellt.     

Untersuchungen über die Spermiogenese beim Sandläufer,Cicindela campestris L.

Zusammenfassung Wie das Spermium von Lepisma besitzt dasjenige von Cicindela das Zentriol in parapikaler Stellung. Es besteht kein Kontakt mit dem Akrosom.Bereits auf frühem Spermatidenstadium wird die Kernsubstanz in zwei unterschiedliche Bestandteile getrennt, denen ganz bestimmte Bezirke der Kernmembran zugeordnet sind. Der größere Teil des Kernmaterials liegt in feinverteilter Form vor; die ihn umgebende Kernmembran enthält keine Poren. Er wandelt sich nach bekanntem Schema zum Kern des reifen Spermiums um. Der kleinere Teil besitzt granuläre Struktur und liegt in einer vorgewölbten Blase, in deren Bereich die Kernmembran mit Poren übersät ist. Im Laufe der Differenzierung wird diese Blase zusammen mit dem Zentriol von der Basis an die Spitze verlagert. Sie scheidet dabei offenbar kontinuierlich ihren Inhalt in das Zytoplasma aus. Sobald sie sich vollständig entleert hat, wird sie abgeschnürt und verfällt der Rückbildung. Das sezernierte Material sammelt sich zunächst größtenteils um das Zentriol. Abschließend jedoch verteilt es sich entlang der Geißel, wobei eine gebogene Lamelle nicht ohne Einfluß zu sein scheint.Die Bedeutung dieser eigenartigen Kernsekretion ist vorerst unklar. Es gibt aber liehtmikroskopische Befunde, die auf eine weitere Verbreitung mindestens unter Insekten hinweisen. Angesichts der vorgelegten Befunde scheint auch eine Revision der Ansicht, daß das perizentrioläre Material bei vielen anderen Arten aus dem Zentriol hervorgehe, geboten.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Nachweis der Chemilumineszenz spontaner und strahleninduzierter Peroxiradikale

Zusammenfassung Die Autoxydation einiger organischer Verbindungen wird von einer schwachen Chemilumineszenz begleitet, deren Intensität bei Zimmertemperatur in der Grö-ßenordnung von 10³ Photonen/cm³ s liegt. Diese kleinen Lichtmengen werden mit einer Apparatur zur ichtquantenzählung gemessen. Der Einfluß von Licht und ionisierender Strahlung sowie verschiedenen Chemikalien auf die autokatalytische Kettenreaktion bei der Oxydation von Estern ungesättigter Fettsäuren und damit auf den zeitlichen Verlauf der Lumineszenz läßt einige kinetische Aussagen über die untersuchten Systeme zu. Aus der Temperaturabhängigkeit der Lichtemission lassen sich Aktivierungsenergien berechnen, aus dem Spektrum können Angaben über Reaktionsenthalpien gewonnen werden. Die Versuchsergebnisse stützen die Hypothese strahleninduzierter freier Radikale und gleichzeitig die Gültigkeit des klassischen Mechanismus der Kettenreaktion im untersuchten Dosisleistungsbereich. Auf Möglichkeiten des neuen Meßverfahrens bei der Behandlung von Problemen in der Strahlenbiologie wird hingewiesen.     

Der submikroskopische Bau der Deckhaare vonLamium galeobdolon Crantz

Zusammenfassung Es wird der submikroskopische Feinbau der Zellwände der Deckhaare vonLamium galeobdolon Crantz beschrieben, wie er sich aus dem Verhalten der Haare im polarisierten Licht ermitteln läßt.Dabei konnte festgestellt werden, daß die Haarzelle Schraubenstruktur besitzt, deren Windungen einen gesetzmäßig verschiedenen Steilheitsgrad besitzen. Während man bei der Basalzelle flache Windungen findet (negative Doppelbrechnung), sind die beiden terminalen Zellen positiv doppelbrechend, die Schraube hat einen Steigungswinkel von ca. 60⁰. Vor und hinter den Querwänden werden die Windungen sehr flach, zeigen daher negative Doppelbrechung in bezug auf die Haarachse. Diese Erscheinung kann nicht durch verschieden starkes Streckungswachstum der Zellen erklärt werden, wie aus Messungen an verschiedenen Haaren hervorgeht.In der Micellanordnung dürfte ein statisches Moment für die Pflanze zu suchen sein, das den relativ starren und dickwandigen Haaren neben der nötigen Festigkeit eine gewisse Biegsamkeit verleiht.     

Augendrüsensekretionen bei den Tenreciden Setifer setosus (Froriep 1806), Echinops telfairi (Martin 1838), Microgale dobsoni (Thomas 1918) und Microgale talazaci (Thomas 1918)1

An 4 Tenreciden-Arten (insgesamt 41 Exemplaren) wurde bei unspezifischer Erregung, bei starken Fremdgerüchen, bei Abwehr, Angst, Zorn, beim Paarungsverhalten und knapp vor dem Tod eine auffällige Sekretion bestimmter Liddrüsen festgestellt. Das Sekret ist zumeist leuchtend weiß und verdeckt bisweilen ein oder beide Augen; manchmal tritt es auch aus der Nase aus. Die Sekretion findet jedoch durchaus nicht nach jedem Reiz statt, auch kann sie in der Stärke völlig unterschiedlich sein oder nur einseitig sichtbar werden. Entgegen den wenigen bisherigen Meldungen ist sie beiden Geschlechtern gemeinsam. An 26 Beispielen wird die Reaktion auf bestimmte Reize beschrieben, deren Erklärung versucht wird. Eine morphologische Untersuchung der Augenlider zeigt die anatomischen Voraussetzungen für die Sekretion und beschreibt die Histologie der verschiedenen Drüsengruppen. Da sich die Reaktionen auf ähnliche Reize und sogar biologisch sinnlos gewordene Bewegungen teilweise noch beim Menschen erhalten haben, scheint es sich bei der Augendrüsensekretion um ein phylogenetisch altes Geschehen zu handeln. Es hat sich bei höher evoluierten Säugern abgewandelt, bei vielen ist die Sekretion verloren gegangen, bei den basalen Tenreciden ist dieses Verhalten jedoch mit zwei voneinander verschiedenen Drüsengruppen noch vollständig erhalten.     

Der Sauerstoffverbrauch der Insektenretina im Licht und im Dunkeln

Zusammenfassung Mit Mikromethoden wird der Sauerstoffverbrauch der ganglienzellfreien Retinulae von Calliphora, Apis, Locusta und Periplaneta im Dunkeln und unter dem Einfluß von Licht gemessen.In den Retinulae von Calliphora (Versuchstemperatur 25°) und Apis (34° C) steigt der Sauerstoffverbrauch unmittelbar bei Belichtung; die Steigerung hält an, solange Licht einwirkt.Bei Locusta und Periplaneta steigt der Sauerstoffverbrauch nicht während sondern nach der Belichtung. Das gleiche ist bei Apis bei einer Versuchstemperatur von 25° der Fall. Die normale Körpertemperatur im Kopf der Biene liegt zwischen 27° und 38°.Es wird angenommen, daß die Zunahme des Sauerstoffverbrauches bei bzw. nach Belichtung mit den regenerativen Leistungen der Sehzellen zusammenhängt. In elektrophysiologischen Versuchen ist (früher) gezeigt worden, daß die Regeneration der normalen Empfindlichkeit (Dunkeladaptation) nach Lichtreizen bei Calliphora und Apis außerordentlich schnell (in wenigen Millisekunden), bei Locusta und Periplaneta sehr langsam (bis zu 30 min) verläuft. Diese Unterschiede im Adaptationsverlauf spiegeln sich in der zeitlichen Beziehung zwischen Belichtung und Sauerstoffmehrverbrauch wider.Nach Vergiftung mit KCN ist die Atmung im Dunkeln bei Calliphora gänzlich, bei Locusta aber nur zum Teil gehemmt. In beiden Fällen tritt auch nach Vergiftung mit KCN bei Belichtung ein zusätzlicher Sauerstoffverbrauch auf.In Homogenaten von der Retinula nimmt die von der Belichtung abhängige Atmung mit steigendem p_H zu. Ein p_H-Maximum der Atmung existiert nicht.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Zur Netzhautfunktion des Alpenmurmeltiers Marmota marmota (L.)

Zusammenfassung Das Elektroretinogramm (ERG) der reinen Zapfennetzhaut von Marmota marmota (L.) wird unter Verwendung weißer Einzel-, Doppel- und Flimmerlichtblitze registriert. Das aus a-Welle, b-Welle und überlagerten Oszillationen von 100–125/sec bestehende Einzelblitz-ERG des Murmeltiers ähnelt in seinem raschen zeitlichen Verlauf sowie in seiner Abhängigkeit von der Reizintensität dem schon früher untersuchten ERG des Ziesels (Citellus citellus L.). Dies gilt auch für die mit verschiedenen Reizintensitäten bestimmten ERG-Flimmerverschmelzungs-frequenzen sowie für die Antworten auf intensive Doppellichtblitze mit variablem Intervall. Die weitgehende Übereinstimmung der ERG von Marmota und Citellus ist vor allem deshalb von Interesse, weil für künftige Untersuchungen bei reinen Zapfennetzhäuten das kleinere und leichter zur Verfügung stehende Ziesel eher in Frage kommt als das Murmeltier.     

Lichtabhängige Insektizidwirkungen auf einzellige Algen

Bei der Einwirkung der Insektizide Sevin (Carbaryl) sowie Lindan und Dieldrin in Konzentrationen von 0,1 bis 100 ppm wurden eine Reihe von Schädigungen auf das Wachstum und den Stoffwechsel von Ankistrodesmus braunii und Anacystis nidulans beobachtet Alle drei Insektizide stören die Synchronisation von Ankistrodesmus-Kuturen und erniedrigen Chlorophyllgehalt, Trockengewicht, Photosynthese und Autosporenbildung. Die Autosporenbildung wird aber auch im Dunkeln direkt durch Sevin und Dieldrin gehemmt. Lindan erniedrigt Pigmentgehalt, Trockengewicht und Zellzahl ab 10 ppm, wenn es im Licht gegeben wird. Nach der Dunkelphase, bei der alle bisher untersuchten Größen konstant bleiben, verstärkt sich besonders die Hemmwirkung von 10 ppm Lindan auffällig im Licht. Die Photosyntheseaktivität und die Dunkelatmung zeigen bei niedrigen Lindan-Konzentrationen Förderungen, bei höheren Konzentrationen wachsende Hemmwirkungen. Hemmwirkungen entstehen und verstärken sich nur im Licht. Lindan wird bei Ankistrodesmus gegenüber dem Gehalt in der Nährlösung erheblich akkumuliert. Die Lindan-Konzentrationen sind bei den Lichtkulturen deutlich höher als bei den Dunkelkulturen. Die vorliegenden Untersuchungen wurden durch die finanzielle Unterstützung des Bundesministeriums für Forschung und Technologie ermöglicht. Für die methodischen Hinweise zur Vorreinigung und Extraktion des Lindan aus den Alpen danken wir Frau Dr. D. URBACH sowie Frau E. KAISER für gediegene technische Assistenz.     

Glykogen-StoffWechsel bei Anacysíis nidulans. In vivo- und in vitro-Versuche zur Regulation durch Licht

Glykogen wird im Licht in Gegenwart von CO₂ synthetisiert und im Dunkeln abgebaut. Es ist ein Reservestoff, dessen physiologische Funktion offenbar darin besteht, im Dunkeln den Zell- und Energiestoffwechsel der Zelle mit Kohlenhydrat zu speisen, in Analogie vielleicht zur Kohlenstoffquelle bei einem heterotrophen Organismus. Die Ergebnisse des pulse chase-labelling-Experiments weisen darauf hin, daß die Geschwindigkeit von Synthese und Abbau von Glykogen sehr fein reguliert werden kann. Die an der Synthese beteiligten Enzyme und die Regulationsstelle waren bekannt; wir haben eine Enzymsequenz vorgeschlagen, die widerspruchsfrei den vollständigen Abbau von Glykogen erklären kann. Glykogen-Phosphorylase aus Anacystis nidulans liegt im Licht in einer wenig aktiven = reduzierten Form vor und wird im Dunkeln aktiviert = oxydiert. Damit haben wir ein neues Prinzip regulatorischer Kontrolle einer Phosphorylase entdeckt. Außerdem ist damit erstmals bei einem photosynthetisierenden Organismus die Regulation des Polysaccharidabbaues auf enzymatischer Ebene gezeigt worden. Man darf hoffen, daß ein ähnlicher Vorgang auch beim Abbau von Stärke in Chloroplasten grüner Pflanzen verwirklicht ist.     

Die Steuerung der Brandsporenkeimung und Sporidienbildung bei Tilletia caries (DC) Tul. durch Licht

Zusammenfassung Durch Licht wird bei Tilletia caries (DC) Tul. nicht nur die Keimungsgeschwindigkeit, sondern auch der Endwert der Keimung erhöht.Es konnte gezeigt werden, daß sowohl die Promycel- als auch die Sporidienbildung durch Licht gesteuert wird.Während es sich bei der Beeinflussung der Promycelbildung um eine induktive Lichtwirkung handelt, muß für eine maximale Förderung der Sporidienbildung während des entsprechenden Entwicklungsabschnittes Dauerlicht hoher Intensität geboten werden.Licht ist erst 3 Tage nach Sporenaussaat wirksam. Die Beeinflussung der Promycelbildung ist am stärksten, wenn das Licht zwischen dem 3. und 6. Tag geboten wird, während der Prozentsatz der Sporidienbildung um so größer ist, je später der Zeitpunkt der Belichtung liegt.Wie bei nahezu allen Photomorphosen bei Pilzen besitzt Blaulicht die stärkste Wirksamkeit. Grün ist zwar ebenfalls noch eindeutig wirksam, während zwischen dem Rotwert und der Dunkelkontrolle kein signifikanter Unterschied besteht.

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The role of light in spore germination and sporidial production of the wheat smut fungi Tilletia caries (DC.) Tul.

Summary In Tilletia caries, light hastens the beginning of spore germination and increases the maximum percentage of spores which germinate.It could be shown, that light is required for two different steps—the formation of germ tubes and the sporidial development.The stimulation of the spore germination is a photoinductive process; but the best sporidial development occurs in continuous light of high intensity.There is a sensitive period in the response of spores to light. High germination is induced when the light exposure occurs between the 3rd and 6th day after the spores were sowed on the medium. Best sporidia production results when the spores were irradiated at the 5th day or later.As in nearly all photoresponses in fungi, blue light is more effective than green. No significant difference exists between the red light and dark experiments.

     

UBER DEN PROTEINUMSATZ IN DEN GRUNEN BLATTERN I. DARSTELLUNG DES LEUCINS AUS DEM AUTOLYSATE DER BLATTER VON RAPHANUS SATIVUS

Wenn man die abgeschnittenen Blätter von Raphanus sativusL. der Kultur im Dunkeln mit destilliertem Wasser unterwirft,dann vergilben die Blätter sofort, und zugleich verlierensie das Protein fast gänzlich. Um diese Vorgänge inenzymologischer Erwägung zu ziehen, haben wir {diaeresis}berdie Autolyse des Blattgewebes näher studiert. Die grünenRaphanus-Blätter wurden im Toluolwasser verteilt und 8Tage lang bei 30° der Selbstdigestion {diaeresis}berlassen.Dabei wurde das Blattprotein mit dem "Spaltungsgrad" (d. h.die Zunahme de9 Nichtprotein-N im Prozent des originalen Protein-N)von 28.29%, leicht angegriffen. Als Hauptabbauprodukte entstandenPolypeptide und Aminos3uren. Aus dem Autolysate wurde das Leucinin einer Ausbeute von 1% des Blattproteins gewonnen. (Received January 19, 1962; )     

Mikrospektralphotometrische Untersuchungen zum Speichermechanismus des kationischen Farbstoffes Chrysoidin durch die lebende und tote Pflanzenzelle

Wie aus Elektrophorese- und spektralphotometrischen Untersuchungen hervorgeht, liegt der kationische Farbstoff Chrysoidin G, je nach dem pH-Wert der wäßrigen Farblösungen, als I-, II-, III- und IV-wertiges Kation und elektroneutrales Farbbasenmolekül vor. Von physiologischer Bedeutung ist nur das I-wertige Kation und das Farbbasenmolekül. Die Unabhängigkeit der Absorptionsmaxima wäßriger Farbstofflösungen mit konstantem pH-Wert von der Farbstoffkonzentration deutet darauf hin, daß Chrysoidin keine Assoziate bildet. In organischen Lösungsmitteln ergibt Chrysoidin G je nach dem Grad der Polarität des Solvens und dem pH-Wert der wäßrigen Phase bei Ausschüttelungs-versuchen unterschiedliche Absorptionskurven. Natriumnucleinat bedingt eine negative Metachromasie; die jeweilige Lage des Maximums wird von der Natriumnucleinatkonzentration bestimmt. Rutin übt keinen wahrnehmbaren Einfluß auf das Absorptionsspektrum aus. Nach einer Vitalfärbung von Oberepidermiszellen der Schuppenblätter von Allium cepa mit Chrysoidin G zeigen das diffus gefärbte Plasma und die darin auftretenden gelben Kugeln übereinstimmende Absorptionsspektren mit einem breiten Bandenmaximum bei ? 420 nm. Der lebende Zellkern färbt sich nicht. Der gefärbte volle Zellsaft der Unterepidermis besitzt ein Maximum bei ? 448 nm. Aus der Lage der Absorptionsmaxima und dem Verlauf der Absorptionskurven kann geschlossen werden, daß die Färbung des lebenden Plasmas auf eine Anreicherung des einwertigen Kations und des Farbbasenmoleküls in polaren Lipoiden beruht, während es sich bei der Färbung des fixierten Zellkerns um eine Bindung des Chrysoidins an Nucleinsäuren handelt. Die Vitalfärbung des vollen Zellsaftes mit Chrysoidin G ist nicht auf den Gehalt der Vakuolen an Flavonolen zurückzuführen, sondern hängt vermutlich vom pH-Wert des Zellsaftes ab.     

11. H. F. Neubauer: Bemerkungen über den Bau der Begoniaceen

• 1 . In einer Tabelle werden diejenigen Begonienarten ec. angeführt, welche einzelne Stomata, Stomatagruppen, eine Hypodermis oder andere Qualitäten besitzen. Bei drei Arten können die Epidermen zwischen 100 bis 350 μ dick sein. Nur zwei Arten haben Gruppen von 15 oder auch mehr Stomata. 56,5% der untersuchten Arten haben einzelne Stomata.
• 2 . An den Kotyledonen solcher Arten, welche an den Folgeblättern Gruppen von Stomata aufweisen, finden sich stets nur einzelne Stomata. An den Primärblättern finden sich auch vorwiegend nur einzelne Stomata, deren Zahl bei den folgenden Blättern zunimmt, wodurch die Gruppen zustande kommen.
• 3 . Es wird die Entstehung der Atemhöhle und der sie überdeckenden Brücke beschrieben, die aus niedrigen Epidermiszellen besteht. Ferner wird die Entstehung des ersten (bei Arten mit einzelnen Stomata des einzigen) Spaltöffnungsapparates beschrieben sowie bei Arten mit Stomatagruppen die Bildung weiterer Spaltöffnungsapparate beobachtet, die schließlich zur Bildung der Gruppe führt.
• 4 . Es werden die Arten ec. in Listen aufgezählt, welche im Mark oder in der Rinde sowohl der Stammorgane wie auch der Blattstiele Stein- oder Spikularzellen führen; ferner jene, bei welchen die Leitbündel nach ?monokotyloider” Art verstreut angeordnet sind und jene, welche markständige Bündel führen.
• 5 . Außer an unterirdischen Rhizomen finden sich an den Blattstielen aller untersuchter Arten und an den Stämmen aller Arten mit oberirdischen Stammorganen die erstmals von V. Vouk beschriebenen Pneumathoden.
• 6 . Alle Arten, die oberirdische Stammorgane besitzen, abgesehen von zwei Arten mit monokotyloider Anordnung der Bündel in ihren dickfleischigen, rübenartigen Stämmen, sind zur Anlage eines interfaszikulären Kambiums und zur Entwicklung eines sekundären Holzkörpers grundsätzlich befähigt, wenngleich dies bei manchen Arten nur in sehr beschränktem Ausmaß eintritt.
• 7 . Die Befunde werden von phylogenetischem Gesichtspunkt gedeutet. Als abgeleitet mag gelten: Die Ausbildung sehr dicker Epidermen, die Ausbildung von Hypodermen, die Ausbildung von Stomatagruppen; monokotyloide und markständige Leitbündel in Stamm und Blattstiel. Das hypodermislose Blatt mit Epidermen durchschnittlicher Dicke und einzelnen Stomata kann als Ausgangstyp gelten.
• 8 . Da das Primärblatt symmetrische Hälften bei etwa löffelförmiger Form besitzt, ist das Folgeblatt der Begonien mit ungleichen Hälften ebenfalls als abgeleitet anzusehen.

     

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

Zusammenfassung Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden ²-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden ²-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.     

The role of the epidermis in kinetin-induced retardation of chlorophyll degradation in tobacco leaf discs during senescence

Three kinds of discs were taken from tobacco leaves whose lowerepidermis had been peeled off, half-peeled or unpeeled. Therole of the epidermis and its relation to the kinetin effecton chlorophyll degradation during senescence were studied. Ourresults follow.

1. Chlorophyll degradation due to kinetin was retarded only whenthe lower epidermis was present.
2. The decrease in chlorophyllcontent in leaf discs on water duringsenescence was nearlyproportional to the size of the lowerepidermis attached tothe discs; i.e., unpeeled discs>half-peeleddiscs>peeleddiscs.
3. Cellular fractions possessing activity which induceschlorophylldegradation were extracted from the isolated lowerepidermis(i, ii) and its acetone powder (iii): (i) L-2 fraction(1.14d1.16)was separated by stepwise sucrose density-gradientcentrifugationfrom the 10,000?g pellet of the cell homogenate.(ii) The A-fraction(M.W.5,000) was precipitated with 0–80%saturation ofammonium sulfate from 105,000 ? g supernatantof cell homogenateand eluted in the void volume by SephadexG-25 column chromatography.(iii) The fraction precipitatedwith 0–30% saturationof ammonium sulfate from the 105,000?gsupernatant, containeda large amount of DNA and its activityremained even if DNAwas removed.
4. Activity was not retainedwhen the fractions were obtained fromisolated lower epidermispretreated with 2?10^–5 M kinetinfor 2 hr in darknessat 25?C.

(Received June 3, 1976; )     

Neue Ergebnisse cytochemischer Untersuchungen bei Mikroveraschung von Epithel-, Muskel- und Nervenzellen

Zusammenfassung Bei der Zusammenfassung der Resultate stellte ich fest, daß zu den mit Hilfe der Mikroveraschung vollzogenen Untersuchungen dünne Schnitte am besten geeignet waren. Es empfiehlt sich, die Schnitte auf die Deckgläschen zu kleben und nach der Veraschung im auffallenden Lichte im Ultropak von Leitz oder im Epikondensor von Zeiss das im Mikroskop mit den Gläschen nach oben umgekehrte Präparat zu untersuchen. Diese Methode gestattet nicht nur die Beobachtung, sondern auch das Photographieren der Mineralreste, sogar der kleinsten Zellen. Überdies ermöglicht diese Methode das Durchführen mikrochemischer Reaktionen mit Hilfe des Mikromanipulators eben bei den stärksten (Immersions-) Vergrößerungen.Die im fallenden Lichte im Ultropak von Leitz untersuchten Zellspodogramme bewahren, wie es die Kontrollpräparate zeigen, genau ihre Gestalt.In den Spodogrammen der Epithelzellen kann man die Ablagerungen in dem ehemaligen Zellprotoplasma in die Kernmembran, dem Kernkörperchen und die karyoplasmatischen Körnchen wahrnehmen. Das Endothelprotoplasma der Blutgefäße, respiratorische Epithel-protoplasma, ebenso wie auch das Protoplasma der Drüsenzellen (Niere, Darm, Pankreas, Leber) ist an Mineralsalzen reicher als das Protoplasma der Epidermis. Den Hauptbestand der Zellkerne bilden Kalksalze.Die von glatten und quergestreiften Muskelfasern zurückgelassenen Reste entsprechen dem Sarkolemma, der Kernmembrane, dem Kernchen und dem Protoplasma. Die Mineralstruktur der Myofibrillen ist in den veraschten quergestreiften Muskeln bewahrt. Die Salzanhäufungen entsprechen den anisotropischen Q-Streifen. Der M-Streifen und die isotrope Substanz sind entweder ganz von Mineralablagerungen frei oder enthalten solche in minimaler Quantität. Ich konstatierte, daß zu den Bestandteilen der isotropischen Substanz auch Mineralsalze hinzugehören, die in höherer Temperatur leicht verflüchten (K?).Überdies konnte ich auch bei den Untersuchungen über die Verteilung der Mineralsubstanzen in den Nervenzellen, der Gehirnrinde, sowie der grauen Substanz des Rückenmarkes feststellen, daß die Kerne dieser Zellen viel ärmer an Asche gebenden Salzen sind als die der Epithelzellen. Der Kern der Nervenzellen ist von Ablagerungen frei. Eine Ausnahme bilden hier nur die von der Kernmembran, von den Nukleolen und von einzelnen Kernkörperchen übrigbleibenden Reste. Das Protoplasma der Nervenzellen enthält eine bedeutende Menge anorganischer Bestandteile. Im Gegenteil zu den Nervenzellen besitzen die Neuroblasten Kerne, deren Substanz Kalksalze enthalten. Während der Differenzierung der Neuroblasten verschwinden diese Salze aus dem Kerne und versammelt sich im Protoplasma.Die Gliazellen enthalten Mineralsalze, die sich hauptsächlich im Kerne angehäuft haben. Außer Ependymzellen ist es dem Autor nicht gelungen die einzelnen Gliatypen zu unterscheiden.     

Zur Lebensdauer vonBeauveria bassiana in Kontaminiertem Bonden unter Freilandund Laboratoriumsbedingungen

Zusammenfassung Die Lebensdauer vonBeauveria bassiana (Bals.) Vuill. in künstlich kontaminierter Erde wurde unter Freiland- und Laboratoriumsbedingungen bestimmt. Im Freiland befand sich die Erde in Drahtzylindern, die bis zur oberen Kante eingegraben waren, im Laboratorium war sie in einem grossen Tontopf bei etwa 20±2°C. Um jahreszeitliche Einflüsse zu erfassen, wurde der 1. Versuch im Oktober (Winterversuch), der 2. im Mai (Sommerversuch) angesetzt. In viertelj?hrlichen Abst?nden untersuchten wir 1–1 1/4 Jahr lang Erdproben aus 0–10, 10–20 sowie 20–28 cm Tiefe im Freiland und aus einer Mischprobe aus dem Topf im Labor. Die Pilzkeimzahlen wurden auf einem semiselektiven N?hrboden mit Hilfe der Bodenverdünnungs-Plattenmethode bestimmt. Alle Mittelwerte wurden umgerechnet auf 1 g trockene Erde (nach 8 h Trocknung bei 105°C). Im Winterversuch sank die Zahl derB. bassiana- Keime pro g trockene Erde aus dem Freiland von etwas über 10⁶ zu Versuchsbeginn im Laufe eines Jahres auf etwa 10⁴ bis 10³ je nach Bodentiefe. Im Sommerversuch sanken die entsprechenden Werte von 10⁷ auf etwa 10⁵ Konidien/g trockene Erde. In der im Labor aufbewahrten, feucht gehaltenen kontaminierten Erde sanken die Keimzahlen vonB. bassiana w?hrend des Winterversuches schneller als im Freiland; nach 1 1/4 Jahr verliefen Reisolierungsversuche negativ. Bei dem Sommerversuch wichen dieB. bassiana- Keimzahlen aus der Topferde erst nach 1 Jahr deutlich von denen im Freiland ab, sie waren von 10⁷ zu Versuchsbeginn auf etwa 10³ Keime/g trockene Erde gesunken. Die Keimzahlkurven (Abb. 1 und 2) zeigen im Ganzen eine sinkende Tendenz. V?llig unerwartet war in beiden Versuchen ihr zeitweiliges Wiederansteigen nach 3 bzw. 6 Monaten. Die genauen Ursachen hierf?r sind noch unbekannt.