Ultrastruktur der Schalendrüsen von Microdalyellia fairchildi (Turbellaria,Neorhabdocoela)

Zusammenfassung Die Ultrastruktur der Schalendrüsen von Microdalyellia fairchildi (Graff) wird dargestellt. Die Drüsen bestehen aus zwei Zelltypen, Drüsenzellen I und II genannt.Die erste Zellart bildet zwei Büschel langstieliger Zellen am proximalen Oovitellodukt. Auffällige Merkmale dieser Zellen sind: das umfangreich entwickelte rauhe E.R., das aus stark erweiterten Zisternen besteht und in zahlreiche blasen- oder sackartige Teilräume aufgegliedert ist, die granuläres Material enthalten; ferner der schlauchförmige Sekretionsfortsatz, der mit gedrängt liegenden Sekretionsvakuolen angefüllt ist und den Eindruck eines vielkammerigen Sekretspeichers macht, sowie Autolysosomen. Sekretsubstanz ist in den Vesikeln nicht dargestellt. Der kanalförmige Endteil des Fortsatzes besitzt peripher liegende Mikrotubuli und bildet im mündungsnahen Bereich eine septierte Kontaktzone mit den Epithelzellen des Oovitellodukts, in den er ventrolateral ausmündet.Die Drüsenzellen II liegen — ebenfalls in zwei Gruppen geordnet — weiter distal. Sie sind wesentlich kleiner, haben ein englumiges rauhes E.R. und membranumschlossene Sekretgrana mit dichtgranulärem Material. Vereinzelt wurden Autolysosomen beobachtet. Die Fortsätze der Zellen bilden einen rohrartigen Endabschnitt, der in der Feinstruktur dem der ersten Zellart entspricht. Sie münden ventrolateral in den Oovitellodukt.Die erste Drüsenzellart von Microdalyellia besitzt eine Reihe von Übereinstimmungen mit bestimmten Zellen der Mehlisschen Drüse parasitischer Plathelminthen, den sog. S2-Zellen der Trematoden. Diese Zelltypen sind wahrscheinlich homolog. Andererseits ergeben sich aus der Ultrastruktur der Drüsenzellen II und der einer weiteren Zellform der Mehlisschen Drüse, den S1-Zellen, keine sicheren Anzeichen für eine gemeinsame phylogenetische Herkunft.

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Ultrastructure of the shell gland of Microdalyellia fairchildi (Turbellaria, Neorhabdocoela)

Summary The ultrastructure of the shell gland of Microdalyellia fairchildi (Graff) is described. The gland is composed of two types of secretion cells termed gland cell I and II.The first type consists of two bundles of large flasklike cells placed in opposite positions at the proximal ovovitelloduct. Distinguishing features of these cells are the amply developed rough E.R. with distended cisternae, forming several circular or elongate vesicles, which contain a granular substance, the long cell process with densely packed secretion vacuoles constituting a honeycomblike structure, and autolysosomes. No condensed material is seen in the vacuoles. The process terminates with a narrow channellike part lined by peripheral microtubules and forming septate desmosomal junctions with the epithelial cells of the ovovitelloduct, into which the cells open ventrolaterally.The second cell type is likewise arranged in two lateral clusters at a more distal part of the genital duct. The cells are essentially smaller and the rough E.R. has the usual appearance with flattened cisternae. The secretion bodies are surrounded by a membrane and contain a central core of dense granular material. Some autolysosomes are also present. The fine structure of the endpiece of the process passing through the ventrolateral epithelium of the ovovitelloduct is similar to that of the gland cell I.There are special similarities between the first cell type of Microdalyellia and certain Mehlis gland cells of parasitic flatworms termed S2 cells in Trematoda, indicating that these are homologous. On the other hand there are no such hints concerning the gland cell II and another cell type of the Mehlis gland called the S1 cell.

     

Endoplasmatische Membransysteme und Granatypen in Neuronen und Gliazellen von Gastropodennerven

Zusammenfassung Nach OsO₄-Fixierung lassen sich in den Zellen des Nervus intestinalis von Helix pomatia zwei verschiedene Membrantypen unterscheiden: Es sind 1. die Zellgrenzmembran; Breite: 75 AE; 2. die Membranen des Endoplasmatischen Reticulums, der Mitochondrien und des Zellkernes; Breite: weniger als 60 AE.Die Zellgrenzmembran bildet Einfaltungen in das Cytoplasma von Nerven- und Gliafasern. Auch membranumgrenzte Bläschen, die wie synaptische Vesiculi aussehen, gehen aus solchen Abfaltungen hervor.Die verschiedenen, in Nerven- und Gliafasern gefundenen Granatypen werden beschrieben.Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Verluste radioaktiv markierter Substanzen aus Pisum-Wurzeln nach Verfütterung von D-Glucose-14C im Verlauf unterschiedlicher Präparationsmethoden für die Elektronenmikroskopie

Zusammenfassung Die Verluste an radioaktiv markierten, aus d-Glucose-¹⁴C in Pisum-Wurzeln entstandenen Substanzen, die im Verlauf unterschiedlicher Präparationsmethoden für die Elektronenmikroskopie auftreten, werden mit einem Flüssigszintillationszähler bestimmt. Die Identifizierung der Metabolite erfolgt an Hand von Dünnschichtchromatogrammen und Autoradiographien. Nach Flüssigfixierung mit Glutaraldehyd (Glut.) und OsO₄ wird weniger äthanollösliche Radioaktivität, die zu ca. 76% in Glucose, sonst aber in Aminosäuren und N-freien Säuren vorliegt, extrahiert, als nach Einzelfixierung mit einem der genannten Fixierungsmittel.Durch stufenlose Acetonentwässerung, anstelle von Entwässerung in Aceton-bzw. Äthanol-Stufen und Propylenoxyd, ferner durch Zusetzen von Saccharose zu den Fixierungs- und Entwässerungs-Medien, kann die Extraktion weiter reduziert werden. Nach OsO₄-Räucherung und stufenloser Entwässerung bleibt die größte Menge an Radioaktivität im Gewebe. Der Aufenthalt in den hohen Aceton- und Äthanolstufen bringt hier keine hohen Verluste mit sich, dasselbe gilt für Propylenoxyd und Epon. Glut. und Acrolein unterscheiden sich hinsichtlich der Retention an Radioaktivität nicht wesentlich.In allen Präparationen besteht der größte Teil der verbleibenden Radioaktivität aus Glucose. Es wird vermutet, daß diese hauptsächlich auf Grund von Membranveränderungen zurückbleibt, die Aminosäuren zusätzlich durch ihre Reaktion mit den Fixantien.

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The effect of different preparation schedules for electron microscopy on the loss of labelled substances in roots of Pisum after feeding with ¹⁴C-glucose

Summary The losses of marked metabolites of ¹⁴C-glucose in Pisum roots were determined by means of liquid scintillation counting during different electron microscopic preparation schedules. ¹⁴C-glucose was applied to the roots. Metabolites were identified in thinlayer chromatographs and radioautographs. Fixation with glutaraldehyde (glut.) followed by OsO₄ rendered the radioactivity in the tissue less susceptible to ethanolic extraction than treatment with either glut. or OsO₄. The ethanolic extracts showed 76 per cent of their radioactivity in glucose, the remainder in amino acids and nitrogen-free acids. Continuous dehydration by acetone instead of stepwise dehydration by acetone, ethanol, and propylene oxide further reduces extraction. Even better results are achieved by adding sucrose to the fixation and dehydration media. Finally, after fixation with OsO₄ fumes followed by continuous dehydration, most of the incorporated radioactivity is retained in the tissue. The passage through high acetone and ethanol concentrations as well as through propylene oxide and epon does not cause significant losses. Glut. and acroleine do not differ significantly with respect to the retention of radioactivity. In all preparations the larger part of the retained radioactivity is found in glucose. It is suggested that glucose is predominantly retained because of membrane changes during fixation, whereas the amino acid retention is enhanced by reactions with the fixing agents.

     

Eine Methode zur Lokalisation14C-markierter Assimilate im Blatt vonVicia faba L. mit Hilfe der elektronenmikroskopischen Autoradiographie

Zusammenfassung Für die elektronenmikroskopische Autoradiographie wasserlöslicher¹⁴C-markierter Assimilate wird eine neue Technik beschrieben. Die notwendigen Präparationsschritte werden systematisch auf Erhaltung der Feinstruktur und Verlust an markierten Assimilaten untersucht. Als erfolgreicher Kompromiß stellten sich in den wichtigsten Phasen die Vorfixierung mit 40%igem OsO₄ in CCl₄, eine Gefriersubstitution mit getrocknetem Diäthyläther bei –78 °C, die Nachfixierung mit Acrolein und das Auffangen der Ultradünnschnitte auf 1,3-Propandiol heraus. Besonderer Wert wurde auf einen mit wenigen technischen Hilfsmitteln sicher reproduzierbaren Präparationsgang gelegt.

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Autoradiographical method for the localization of¹⁴C-labelled assimilates in leaf cells ofVicia faba L. using electron microscopy

Summary To evaluate the compartmentation of synthesis and transfer of assimilates within the leaf tissue a technique for ultrastructural histoautoradiography of¹⁴C-labelled assimilates was developed. All essential steps were examined in detail as far as preservation of fine structure and minimal loss of¹⁴C-substances are concerned. The following phases proved to be the most important and successful compromises: prefixation with 40% OsO₄ dissolved in CCl₄ at –20 °C, freeze substitution with dry diethylether at –78 °C, postfixation in acrolein as 10% solution in diethylether, and collecting of ultrathin sections on 1,3-propandiol. The procedure is compared with data given so far to the literature and results in reproducible data even if a normal equipment for ultrastructural work is provided only.

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Teil einer Dissertationsschrift, angefertigt unter Leitung von Prof. Dr. J.Willenbrink und vorgelegt der Math.-nat. Fakultät der Universität Bonn.     

Elektronenmikroskopische Studien an den Oberepidermiszellen der Schuppenblätter vonAllium cepa L.

Zusammenfassung Die viel für zellphysiologische Untersuchungen benutzten Oberepidermiszellen der Schuppenblätter vonAllium cepa werden nach OsO₄ und KMnO₄- Fixierung geschnitten und einer elektronenmikroskopischen Analyse unterzogen.Von den Tüpfeln der Zellwände, dem Grundplasma mit Endoplasmatischem Retikulum, vakuoligen Einschlüssen und Dictyosomen, sowie den Chondriosomen, Leukoplasten, dem Zellkern und den Sphärosomen werden die Feinstrukturen abgebildet und kurz beschrieben.Fräulein Dörthe Eckhardt und Fräulein Ingeborg Zillmann danken wir für ihre Mitarbeit und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Unterstützung unserer Arbeiten.Herrn Professor Dr. Karl Höfler zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Autophagie in den Drüsenzellen des Magens bei jungen Mäusen

Zusammenfassung Autophagische Prozesse in verschiedenen Drüsenzellen des Magens neugeborener bis 8 Tage alter Mäuse wurden elektronenmikroskopisch untersucht. Es zeigte sich dabei, daß die intrazellulären Abbauprozesse in jeder Zellart typisch verlaufen. In den mukoiden Nebenzellen findet man große autophagische Vakuolen mit zahlreichen Mitochondrien, in denen beträchtliche Cytoplasmaregionen sequestriert sein können. Stärker abgebaute Mitochondrien liegen oft im Drüsenlumen oder in den interzellulären Räumen. Anscheinend wird der Inhalt autophagischer Vakuolen in sie ausgeschieden. Alle Zellen mit Autophagosomen enthalten gleichzeitig viele und formenreiche Lysosomen. Einige abgenutzte Zellen des mukoiden Oberflächenepithels scheinen durch Heterophagie abgebaut zu werden. In kleinen Autophagosomen dieser Zellen findet man nur einzelne Organellen. In den Belegzellen ist die Autophagie viel seltener. Typisch für die Belegzellen sind stark osmiophile multivesikuläre Körperchen, die sehr wahrscheinlich Lysosomen verkörpern. In den Hauptzellen, die erst nach der Geburt ausdifferenziert werden, trifft man nur ausnahmsweise sequestrierte Zellpartien.Die Ergebnisse werden unter Berücksichtigung von Beobachtungen anderer Autoren, die die intrazellulären Abbauprozesse analysierten, und eigener früher erzielter Resultate diskutiert.

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Autophagy in gastric gland cells of young mice

Summary Autophagy in different gastric gland cells of newborn till 8 days old mice were studied electronmicroscopically. Intracellular digestion goes on in a way typical for each cell type. In the mucous neck cells, big autophagic vacuoles occur in which a large part of cytoplasm with numerous mitochondria is separated. The damaged mitochondria lie very often in the gland lumen or in the intercellular space. It seems, that the contents of autophagic vacuoles can be extruded in these places. All cells with autophagic vacuoles contain also numerous lysosomes of different shape. Some involuted mucous cells of the surface epithelium seem to be digested in a heterophagic process. Autophagy does not appear often in parietal gastric cells. The autophagosomes of these cells are small, and they contain only some organelles. Typical for these elements are osmiophilic multivesicular bodies, probably lysosomes. Chief cells, that differentiate only after birth, have autophagic vacuoles, but seldom. The results are discussed in comparison with results of other authors that worked on the problems of intracellular digestion.

Der Jugoslawischen Forschungsgemeinschaft Savezni Fond (Belgrad) und Sklad Borisa Kidria (Ljubljana) danken wir für finanzielle Unterstützung, Frau B. Zorman und Herrn F. Kovai für technische Hilfe.     

Morphologische,histochemische und experimentelle Untersuchungen an den parafollikulären Zellen der Schilddrüse

Zusammenfassung Die parafollikulären Zellen der Rattenschilddrüse zeigen eine vom jeweiligen Funktionszustand abhängige Feinstruktur: 1. Zellen mit zahlreichen Granula, einem ausgeprägten Golgi-Apparat, gering entwickeltem granuliertem endoplasmatischem Retikulum und manchmal einigen dichten Körpern mit myelinähnlichen Figuren. 2. Zellen mit wenigen Granula und einem stark entwickelten endoplasmatischen Retikulum mit erweiterten Zisternen; diese Zellen können das Lumen des Follikels erreichen. 3. Einige degranulierte Zellen. — In den Schilddrüsen-Follikeln des Hundes konnten wir nur die ersten beiden Zellformen, aber keine degranulierten parafollikulären Zellen beobachten.Nach Ca⁺⁺-Injektion findet man als Zeichen der Funktionsabhängigkeit der Feinstruktur eine Zunahme der Zellen mit stark entwickeltem endoplasmatischem Retikulum und nur geringer Granulation.Die dichten Körper mit myelinähnlichen Figuren zeigen saure Phosphataseaktivität. Es handelt sich deshalb wahrscheinlich um Restkörper, die aus Autolysosomen entstanden sind. Trotzdem zeigt sich nach Zufuhr von Ca⁺⁺ und anschließender EDTA-Gabe keine eindeutige Zunahme der Lysosomenzahl.Zwischen follikulären und parafollikulären Zellen sind Axonanschnitte zu finden.

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Morphological, histochemical and experimental studies on the parafollicular cells of the thyroid

Summary The parafollicular cells of the thyroid of the rat show different fine structures most likely in relation with different functional states: 1. Some cells contain numerous secretory granules, a well developed Golgi complex, a moderately developed rough endoplasmic reticulum and some dense bodies containing myelin figures. 2. Other parafollicular cells have few granules and a strongly developed rough endoplasmic reticulum with enlarged cisternes. They sometimes reach the lumen of the follicle. 3. Finally, a few parafollicular cells appear degranulated.—In dogs the degranulated parafollicular cells could not be observed.Following administration of Ca⁺⁺ ions there is an increase of cells with strongly developed endoplasmic reticulum and only few granules.The dense bodies with myelin figures show acid phosphatase activity. Most likely they are residual bodies derived from autolysosomes. However, EDTA after stimulation of the cells by Ca⁺⁺ does not significantly increase the number of parafollicular cells containing autolysosomes.Axons can be found between follicular and parafollicular cells.

     

Histologischer Calciumnachweis mit den Metallindikatoren Murexid,Calcon und Calcein

Zusammenfassung Die Metallindikatoren Calcon und Calcein werden in die histologische Technik eingeführt, und ihre Spezifität für den Calciumnachweis wird erörtert. Es gelingt bei Anwendung einer 0,1 N NaOH- oder KOH-Lösung unter Zusatz von KCN im Ansatz sowie nach Vorbehandlung mit Na₂CO₃, einen hochspezifischen Calciumnachweis in den Anlagen von Skeletstücken mit Calcein und dem in der Histologie bereits bekannten Murexid zu erzielen.Calcon gibt nur in Glycinpuffer (pH 12,4 oder 9) eine verwertbare Rotfärbung der calciumhaltigen Strukturen. Die Spezifität ist geringer, jedoch kann mit Calcon eine Zweikomponenten-Färbung erreicht werden: das Präparat ist im Untergrund diffus blau gefärbt, wie auch die Zellen mit den Zellkernen, und die calciumhaltigen Skeletstrukturen heben sich dagegen rot ab. Eine Gegenfärbung zur Zelldarstellung ist somit, im Gegensatz zu Murexid, nicht unbedingt erforderlich.Für den intrazellulären Calciumnachweis eignen sich die in den angegebenen Lösungen gelösten Indikatoren nur in geringem Umfange.

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Specific demonstration of calcium

Summary The metal indicators Calcon and Calcein are introduced into histochemical technology and their specifity for the demonstration of calcium is discussed. A high specifity of histochemical demonstration of calcium in skeleton is possible by means of Calcein and Murexide which has been known in histology for some time. This high specifity in using Calcein and Murexide is obtained by adding KCN to a 0.1 N NaOH or KOH solution and by pretreatment with Na₂CO₃.Calcon, however, only stains material containing calcium in glycin buffer (pH 12.4 or 9). The specifity is lower but it is possible to obtain a double — coloured demonstration: calcium structures in skeleton show red against an underground (including cells and nuclei) in blue. In comparison to Murexide a counterstain for the demonstration of cells is not absolutely necessary.For the intracellular demonstration of calcium the abovementioned methods are applicable though not very efficient.

     

Über die entwicklung des lakunen-, ader- und tracheensystems während der puppenruhe im flügel der mehlmotte ephestia kühniella zeller

Zusammenfassung Die Lakunen sind im jungen Puppenflügel röhrenförmige, Hämolymphe, Tracheen und Nerven enthaltende Spalträume in der Mittelmembran, welche die Zellkörper der Flügelepithelien nicht berühren. Mit Ausnahme der Lakunen, die später reduziert werden, erweitern sich alle Lakunen vom Zeitpunkt der Verpuppung ab. Die Mittelmembran. soweit sie die Lakunenwand bildet, nähert sich zuerst dem Lakunenbodenepithel (bei etwa 30 Stunden Puppenalter), später (bei 150 Stunden) auch dem Dachepithel. Das Lakunendachepithel gleicht auf allen Stadien dem übrigen Oberseitenepithel; es enthält Schuppenbildungszellen. Das Bodenepithel, an dem sich alle weiteren Differenzierungen der Aderbildung abspielen, ist von 30 Stunden an ein. Plattenepithel. Bei etwa 60 Stunden beginnt das Bodenepithel höher zu werden. Schuppenbildungszellen treten nicht darin auf. Die Zellgrenzen sind, wie in den anderen Flügelepithelien, von etwa 150 Stunden ab im Bodenepithel nicht mehr festzustellen. Vor der Chitinbildung wird das Plasma des Lakunenbodensyncytiums stark vakuolig; die Kerne nähern sich der Oberfläche. Dickes Aderchitin wird nur auf der Flügelunterseite abgeschieden, gleichzeitig mit der Chitinisierung des übrigen Epithels.In den Lakunenwandzellen treten bei 400 Stunden Puppenalter, wie in den übrigen Hypodermiszellen, Spannungsfibrillen (Tonofibrillen) auf. Diese verlaufen in der Aderhypodermis von der einen zur anderen Aderseite, nicht wie in den anderen Hypodermiszellen vom Chitin der Flügeloberseite zur Flügelunterseite.Im Lakunensystem treten während der Puppenruhe folgende Änderungen auf: m, im Vorderflügel auch an werden reduziert; entsprechend der späteren Discoidalquerader verbinden sich r ₄ mit m ₁ und cu ₁ mit m ₃.Zwischen dem primären Tracheensystem der Vorpuppe und dem sekundären der Imago bestehen folgende Unterschiede: 1. In beiden Flügeln fehlt die Mediatrachee, im Vorderflügel außerdem die Analistrachee. Die erhaltenen Lakunen m ₁ und m ₃ führen Tracheen, die von den Nachbartracheen [r] und [cu] ausgehen. 2. Alle Flügeltracheen der Imago sind verzweigt, die der Vorpuppe nicht. 3. An den Basalstücken der Imaginaltracheen sitzen Tracheenblasen.Bei der Metamorphose des primären Traeheensystems entspringen aus Knospungszonen der Tracheenmatrix an der Basis bestimmter primärer Tracheen neue Tracheen und Blasen; die alten Tracheen werden zurückgebildet.Aus der Knospungszone einer Trachee entsteht ein Tracheensproß, der in der Richtung der Lakune vorwächst und schon sehr bald einer Kanal aufweist.Vom Hauptstamm einer sekundären Trachee wachsen seitlich Nebenäste aus, die sich in ähnlicher Weise differenzieren wie der Hauptsproß und aus der Lakune zwischen die beiden Flügelepithelien vordringen.An der Spitze der Nebenäste lösen sich Tracheolenbildungszellen aus dem Verband und wandern fort, dabei eine schon vorher in ihnen aufgerollt gebildete Tracheole hinter sich abrollend.Das primäre Tracheensystem des Vorderflügels besteht aus einer Costo-Radial-Gruppe und einer Medio-Cubito-Anal-Gruppe, das sekundäre aus einer Costo-Cubital-Gruppe und einer Axillar-Gruppe.Das primäre Tracheensystem funktioniert bis zum Schlüpfen der Imago, das sekundäre füllt sich erst in diesem Zeitpunkt mit Luft.Als Dissertation angenommen von der Mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.     

The electron microscopic observation of haustoria of Erysiphe graminis hordei

The fine structure of haustoria ofErysiphe graminis hordei was studied using samples fixed with 3 per cent KMnO₄ or 2 per cent OsO₄. The cell wall of the infected leaves of barley seedlings was extremely electron-dense around the penetration point of this fungus. This may be due to chemical change of components in cell wall by the enzymatic action of the fungus. The cell wall was invaginated towards the cytoplasm at the point of penetration and formed a sheath around the infection hypha. Unknown electron-dense substances were accumulated around the infection hypha outside the sheath. The haustorial cell wall was surrounded with encapsulation and distinguished clearly from the cytoplasm of epidermal cell. The cell wall of the haustorium was very thin and electron-transparent, when compared with that of conidia and hyphae. A septum with a septal pore was observed between the infection hypha and the haustorium. Besides the nucleus, mitochondria, endoplasmic reticula and the like, many kinds of vesicles and specific coiled membraneous structure were found in the haustorium. The origin and the function of the encapsulation remain obscure.

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Zusammenfassung Die Feinstruktur von Haustorien vonErysiphe graminis hordei war untersucht, indem Stücke mit 3 % KMnO₄ oder 2 % OsO₄ fixiert worden sind. Die Zellwand der infizierten Blätter der Gerstenkeimlinge war elektron-dicht um die Eindringungsstelle des Pilzes. Dies mag die Folge der chemischen Veränderung der Komponenten in der Zellwand durch die enzymatische Wirkung des Pilzes sein. Die Zellwand war an der Eindringungsstelle zum Zytoplasma gebogen und hat eine Hülle um die Infektionshyphe gebildet. Unbekannte, elektron-dichte Substanzen waren um die Infektionshyphe außerhalb der Hülle angesammelt. Die Haustorialzellwand war abgegrenzt und war vom Zytoplasma der Epidermalzelle unterscheidbar. Die Zellwand des Haustoriums war dünn und elektron-durchsichtig im Vergleich mit denen der Konidien und Hyphen. Ein Septum mit einer Septalpore war zwischen der Infektionshyphe und dem Haustorium beobachtet. Neben dem Nucleus, Mitochondrien, endoplasmatischen Netz sind mancherlei Blister, spezifische, eingerollte Membranstruktur im Haustorium gefunden worden. Die Herkunft und die Funktion dieser Strukturen blieb ungeklärt.

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Contribution No. 232     

Neue Untersuchungen über die Wohnröhren-Bauweise vonLanice conchilega (Polychaeta,Sedentaria)

Zusammenfassung 1. Frühere, von 1950 bis 1951 durchgeführte Untersuchungen über die Lebensweise und speziell über den Röhrenbau vonLanice conchilega Pallas sind mit neueren Hälterungs- und Versuchsmethoden fortgesetzt worden. Für die Freilandbeobachtungen im Eulitoral konnte der für Untersuchungen beiArenicola marina entwikkelte Stechkasten mit Erfolg benutzt werden. Auf verschiedene Anwendungsmöglichkeiten des Stechkasten-Verfahrens für weitereLanice-Untersuchungen am natürlichen Standort wird hingewiesen.2. Anhand von Aquariumsversuchen konnte die Annahme der Paläontologen bestätigt werden, nach derLanice ihre Fransenfächer am oberen Rand der Wohnröhre stets quer zur Hauptrichtung des Wasserstromes anlegt. Der Winkel — im günstigten Falle stehen die beiden Fächer senkrecht zum Strom — weicht in der Schrägstellung nur ausnahmsweise um mehr als 30° ab. Die besten Ergebnisse ließen sich mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 60 mm/sec erzielen.3. Neben der Strömung spielte für die Schaffung der günstigsten Hälterungs- und Versuchsbedingungen die Fütterung und die Beleuchtung eine sehr wichtige Rolle. Die Wirkung der Ästchenkrone beim Nahrungserwerb und die Funktion der Tentakeln bei der Nahrungsaufnahme konnten beobachtet und illustrativ dargestellt werden.4. Die Experimente wurden (a) bei normalem Tag-Nacht-Rhythmus sowie (b) mit dunkel- und (c) mit hell-adaptiertenLanice durchgeführt.5. Bei den hell-adaptierten Würmern gelang die direkte Beobachtung der bisher nur fragmentartig und ungenau beschriebenen Tätigkeiten beim Bau des gesamten über die Bodenoberfläche ragenden Wohnröhrenabschnittes (Lanice-Bäumchen).6. Es wird versucht, die strömungsorientierte Anlage der Fransenfächer im Zusammenhang mit der Bauweise zu interpretieren.

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New investigations on the mode of tube-building ofLanice conchilega (Polychaeta, Sedentaria)

According to references in paleontological literature, the tubicolous polychaeteLanice conchilega Pallas arranges its burrows in a direction corresponding to the water current. The fan-shaped branches of the small tree-like upper end of the tube, which extends over the surface of the ground, lie transverse to the main direction of the water current. This fact is verified by aquarium experiments. The new investigations expand our knowledge on feeding habits ofLanice conchilega and the mode of tube-building hitherto described neither adequately nor correctly.

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Herrn Dr.A. Kotthaus zum 60. Geburtstag gewidmet.     

The torque-angle transfer function of the human eye

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

Untersuchungen zur Entwicklung von Gehölz-Aufforstungen auf Bergbaukippen in der Dübener Heide (DDR)

Zusammenfassung Der Braunkohlentagebau führt zu beträchtlichen Eingriffen in die Kulturlandschaft. Durch Wiederurbarmachung und Rekultivierung der Tagebauareale werden beträchtliche Bodenflächen der gesellschaftlichen Nutzung wieder zur Verfügung gestellt. In Landschaften mit von Natur aus fruchtbaren Böden steht dabei die Kippenrekultivierung für eine landwirtschaftliche Nutzung und in Gebieten mit von Natur aus weniger fruchtbaren Böden für eine forstliche Nutzung im Vordergrund. Die Tagebaurestlöcher werden häuftig zu Naherholungsgebieten umgestaltet oder für wasserwirtschaftliche Zwecke bzw. für eine geordnete Mülldeponie verwandt. In der Arbeit wird die syngenetische Entwicklung von aufgeforsteten achtjärigen Monokulturen des Populus-Artemisia vulgaris-Typs über etwa 30 jährige Bestände des Populus-Taraxacum officinale-Typs und Populus-Calamagrostis epigeios-Typs bis zu etwa 60 jährigen Baumbeständen des Populus-Carpinus betulus-Typs unter pflanzensoziologischen, ökologischen und pflanzengeographischen Aspekten untersucht. Die Arbeit schließt mit einer Darstellung der landeskulturellen Bedeutung der Kippenaufforstung für die gesamte Kulturlandschaft.

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In der Untersuchung wurden Ergebnisse, darunter Vegetationstabellen der zu erwähnenden Vegetationstypen der Lehrer-Diplomarbeit von Herrn Frenzel (1976) mit einbezogen, dem wir an dieser Stelle für seine Mitarbeit recht herzlich danken möchten.     

Vergleichende untersuchungen über die skelettmorphologie des greifschwanzes südamerikanischer affen (Platyrrhina)

Zusammenfassung Die beiden Unterfamilien der platyrrhinen Affen, Atelinae und Alouattinae, haben am ventralen Schwanzende eine der Handinnenfläche vergleichbare Tastflache: ihr Schwanz entspricht einer fünften Extremitat. Über eine vergleichend funktionell-morphologische Untersuchung des Affengreifschwanzes wird berichtet.Die Skelette von 10 Ateles, 4 Brachyteles, 7 Lagothrix, 22 Alouatta, 19 Cebus, 15 Saimiri, 10 Callicebus, 21 Callithrix, 6 Aotes und als altweltliche Vergleichsgattungen 4 Cercopithecus und 10 Macaca irus wurden untersucht, um die skelettmorphologischen Differenzierungen herauszuarbeiten, die den Greifschwanz mit Tastflache kennzeichnen. Lebendbeobachtungen von Ateles, Lagothrix und Alouatta werden mitgeteilt : die Atelinae zeichnen sick durch höhere Vielfalt in der Anwendung ihres Schwanzes gegentiber den Alouattinae aus.Der Unterschied im Gebrauch des Schwanzes bei Affen mit verschiedenen Schwanzformen: Greifschwanz mit Tastflache, Greifschwanz und Schlaffschwanz ist groß.Die Lumbal-, Sacral- und Caudalregion der Gattungen Brachyteles, Ateles, Lagothrix, Alouatta, Cebus, Saimiri, Callicebus und Macaca irus werden beschrieben. Die Differenzierungen der Lumbal-, Sacral- und Caudalskelette bei den unterschiedenen Schwanzformen Bind geringer, als nach der funktionellen Vielfältigkeit zu erwarten war.Die Lumbal- und Sacralregion spielen offenbar bei der Entwicklung des Schwanzes zur Extremitat eine untergeordnete Rolle. Jedoch Bind die Foramina intervertebralia der Lumbal-, die Foramina intersacralia der Sacralregion und das Lumen des Neuralkanales beider Regionen bei Atelinae und Alouattinae größer als bei den anderen Affen. Innerhalb des Caudalskelettes werden zwei Regionen unterschieden : die erste Caudalregion (Caudalwirbel mit Neuralkanal) und die zweite Caudalregion( Caudalwirbel ohne Neuralkanal). Die erste Caudalregion ist für die Entwicklung des Schwanzes zur Extremitat von hoher Bedeutung. Allein innerhalb dieser Region wird der Schwanz nach dorsal gebeugt.Ist sie lang und kräftig ausgebildet, so reicht der Neuralkanal und damit das Rückenmark weit in den Schwanz hinein. Atelinae und Alouattinae zeichnen sich durch ihre sehr lange und hock differenzierte erste Caudalregion aus. Intensive Nervenversorgung des Schwanzes und starke Beugefähigkeit nach dorsal sind von der Länge des Neuralkanales innerhalb des Schwanzes und der Ausbildung seiner Apophysen — sie dienen als Muskelansatz — abhängig. Auch die Wirbel der zweiten Caudalregion sind bei Atelinae und Alouattinae, besonders im distalen Bereich, anders ausgebildet als bei den anderen Affenschwänzen. Die Wirbel sind dorsoventral abgeplattet und sehr kurz. Der Greifschwanz mit Tastflache wind als eine Parallelentwicklung bei zweiverschiedenen Stämmen, Atelinae und Alouattinae, angesehen. Die Atelinae haben die höchste uns bekannte Entwicklungsstufe des Affengreifschwanzes erlangt. Die Alouattinae bleiben ihnen gegenüber nach Schwanzfunktion und Morphologie primitiv. Innerhalb der Atelinae haben Brachyteles und Ateles eine höhere Entwicklungsstufe erreicht als Lagothrix, der morphologisch, nicht aber funktionell, in manehen Dingen Alouatta ähnlicher ist als den erstgenannten.Der Schwanz von Cebus wird nach Skelettbau und Verhalten zwischen Greifschwanzaffen mit Tastflache und Schlaffsehwanzaffen gestellt. Der Schwanz von Cebus kann als primitive- Vorstufe des hochdifferenzierten Greifschwanzes der Atelinae und Alouattinae angesehen werden. Das Caudalskelett von Cebus ist dem der Schlaffsehwanzaffen weit ähnlicher als dem der Greifschwanzaffen mit Tastflache an der Schwanzspitze.Die Entwicklung dea Affenschwanzes zur Extremität trio nur bei den größten und am höchsten entwickelten südamerikanischen Affen auf.Herrn Prof. Dr. Helmut Hofer zum 50. Geburtstag gewidmet.Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Ammonshorn

Zusammenfassung Vergleichende phasenkontrast- und elektronenmikroskopische Untersuchungen der Moosfaserschicht des Ammonshorns des Kaninchens ergaben:Im Phasenkonstrastbild hebt sich die Moosfaserschicht besonders deutlich ab. Der infrapyramidale Trakt der Moosfasern ist fast ebenso lang wie der suprapyramidale Trakt.In der Moosfaserschicht sind nach einer Nachfixierung mit OsO₄ die apikalen und basalen Dendriten der Pyramidenzellen nahezu vollständig von kontraststärkeren Strukturen umgeben als im übrigen Gewebe. Diese sind elektronenmikroskopisch eindeutig als die synaptischen Endformationen der Moosfasern zu identifizieren. Die synaptischen Endformationen der Moosfasern enthalten größere Mengen dicht gelagerter synaptischer Vesikel, außerdem Vesikel, die ein osmiophiles Zentrum besitzen. Die Befunde werden im Zusammenhang mit dem verstärkten Zinkgehalt der Moosfaserschicht diskutiert.

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Summary Comparative phase- and electron microscopical investigations have been carried out on the hippocampal layer of mossy fibres of the rabbit.The phase contrast microscope allows a particularly distinct demonstration of the layer of mossy fibres. The infrapyramidal tract of the mossy fibres is of approximately the same length as the suprapyramidal tract.After postfixation with OsO₄ it is seen that the apical and basal dendrites of pyramidal cells in the mossy fibre layer are almost entirely surrounded by darker structures, which are more clearly definable than in the surrounding tissue. Electron microscopically these structures could definitely be identified as the boutons of the mossy fibres. The synaptic endings of the mossy fibres contain larger masses of more densely packed synaptic vesicles and also a moderate number of vesicles, which include an osmiophilic centre. Our results are discussed with regard to the increased zinc content of hippocampal mossy fiber layer.

     

Mikroanatomic des Bauchmarks von Lumbricus terrestris L. (Annelida,Oligochaeta)

Zusammenfassung Die Nervenzellen and -bahnen der Bauchmarkganglien von Lumbricus terrestris wurden in osmiumfixierten Serienquersehnitten möglichst vollständig identifiziert and eingehend besehrieben. Folgende Gruppen lassen sich trennen:In jeder Bauchmarkseite wurden 5 Bündel von sensorischen, anscheinend aus den Epidermissinnesorganen stammenden Fasern lokalisiert (SLB). Sie sind mit den von Coggeshall (1965) elektronenoptiseh dargestellten and als Neuropil bezeiehneten Fäserchen von nur 0,I bis 0,3 m Durchmesser identisch.Die Zellsomata der ventralen Riesenfasern (VRF) wurden aufgefunden. Diese Fasern bestehen ebenso wie die dorsalen RF aus unizellulären, rich über eine lange Strecke überlappenden, segmentalen Abschnitten. Sie stehen in enger morphologischer Beziehung zu einem der sensorischen Längsbündel.Die identifizierten Bauchmarkneurone mitperipherwärtsverlaufenden Axonen (PN) wurden in 4 Gruppen unterteilt: Die PN1 Bind hoterolaterale, monopolare Neurone mit Kollateralen im dorsalen Neuropil; ihre Axone verlassen das Bauchmark durch alle 3 Seitennerven-Paare. PN2, PN3 and PN4 sind homolaterale Neurone mit Kollateralen im ventralen Neuropil. PN2 and PN4 sind monopolar ; ihre Axone treten durch die SN3 des gleichen bzw. des vorangehenden Segments aus dem Bauchmark. Die PN3 sind bipolar, gelegentlich tripolar ; ihre Axone verlassen das Bauchmark durch 2 (bzw. 3) SN, eines stets durch den SN3 des gleichen Segments, das (oder die beiden) andere(n) durch den SN1 des gleichen oder (und) des nachfolgenden Segments. Lage, Anzahl und Cytologie der in Gruppen vorkommenden PN-Somata werden eingehend geschildert.Die Interneurone des Bauchmarks (IN; RF nicht einbegriffen) werden drei Hauptgruppen zugeordnet : Der größere Teil der IN (über die Hälfte aller Bauchmarkneurone) besteht aus kleinen Neuronen mit kurzen, sich our in das homolaterale Neuropil erstreckenden Fasern (KIN). Die zweite Gruppe wird von größeren Interneuronen gebildet (GSIN), die anscheinend streng metamer und symmetrisch in beiden Ganglionhälften vorkommen. Sie machen je nach Körperregion aller Neurone des Ganglions aus. Ihre homo- oder heterolateralen Axone können in Längsrichtung intra- oder intersegmental oft über eine Segmentlänge hin verfolgt werden. Die dritte Gruppe wird von polysegmentalen IN (PSIN) gebildet, mit sehr großen Zellkörpern, die weder metamer noch bilateral-symmetrisch angeordnet sind. Die Axone erstrecken sich polysegmental über mindestens 30 Segmente und bilden auffällige Hauptfaserzüge (HFZ) in der Peripherie der Faserregion des Bauchmarks.Zuletzt wird die Anzahl und Verteilung der Neurone in Ganglien verschiedener Bauchmarkregionen angegeben und mit der Anzahl der Nervenfasern in den Konnektiven verglichen. Die Anzahl der kleinen Interneurone (KIN) ist je nach Bauchmarkregion sehr unterschiedlich, während die übrigen Neurone regelmäßig auftreten.In der Diskussion wird einerseits die morphologische und cytologische Konstanz vieler Einzelelemente im Regenwurmbauchmark hervorgehoben und auf die funktionellen Konsequenzen hingewiesen. Außerdem wird versucht, durch Vergleich mit Angaben über andere Tierarten und Gegenüberstellung morphologischer und funktioneller Befunde allgemeine Prinzipien für den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion im Bauchmarkaufbau herauszustellen.

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Microanatomy of the Ventral Nerve Cord of Lumbricus terrestris L. (Annelida, Oligoehaeta)

Nerve cells and tracts in the ventral nerve cord of the earthworm Lumbricus terrestris are thoroughly described and partly individually identified: sensory bundles, ventral giant fibers, central neurons with peripheral axons and various types of interneurons are recognized.

     

Intrazelluläre Zellzotten in Nahrungsvakuolen von Ciliaten

Zusammenfassung 1. Die Nahrungsvakuolen vonMetafolliculina andrewsi entwickeln mit zunehmendem Alter einen Faltensaum, der seine höchste Differenzierung in dem Altersstadium erreicht, wo die stärkste Resorption der Nährstoffe zu vermuten ist.2. Dieser Faltensaum besteht aus lamellenartigen Cytoplasmaprotuberanzen und bewirkt — ähnlich wie der Bürstensaum an der freien Zelloberfläche — innerhalb der Zelle eine erhebliche Oberflächenvergrößerung der Nahrungsvakuole zugunsten der Permeation der Nährstoffe.3. Bei alten Nahrungsvakuolen werden die Falten wieder zurückgebildet, eine Tatsache, die die funktionelle Bedeutung dieser Struktur weiterhin unterstreicht.4. An Hand des Verdauungsgrades des Vakuoleninhalts und der morphologischen Veränderungen der Vakuolenwand lassen sich bei den Nahrungsvakuolen vonMetafolliculina deutlich vier Alters- beziehungsweise Funktionsstadien unterscheiden: 1. Ingestionsvakuolen, 2. Digestionsvakuolen, 3. Resorptionsvakuolen und 4. Egestionsvakuolen.5. Die morphologischen Befunde an der Resorptionsvakuole, die strukturelle und funktionelle Parallelen mit den resorbierenden Darmepithelien von Metazoen aufweist, werden im Rahmen der heutigen Vorstellungen über die zelluläre Stoffaufnahme diskutiert.

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Lamellar microvilli in food vacuoles of ciliates

With progressing age, the food vacuoles ofMetafolliculina adrewsi develop a border of folds, which attains its most pronounced differentiation at a stage where maximum resorption of nutrient substances presumably takes place. This border of folds, similar to the well known brush border at the free cell surface, consists of lamellar cytoplasm protuberances and causes a considerable enlargement of the membrane area of the food vacuole within the cell, thus favoring the permeation of nutrient substances. In old food vacuoles the border of folds undergoes involution, an observation that also points to the functional significance of this structure. InMetafolliculina the degree of digestion of the vacuole contents and the morphological changes of the vacuole wall enable a distinction to be made between 4 different stages of age and function of the food vacuoles respectively: (1) ingestion vacuoles, (2) digestion vacuoles, (3) resorption vacuoles and (4) egestion vacuoles. The resorption vacuole evidently shows structural and functional analogies to the resorbing intestinal epithelia of Metazoa. The morphological findings are discussed in the light of current concepts on substance uptake by the cell.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Entwicklungsleistungen abdominaler Imaginalscheiben vonCalliphora erythrocephala (Insecta,Diptera). Experimentelle Untersuchungen zur Morphologie des Abdomens

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit dem Induktionsvermögen isolierter Dotterplättchen, der Kerne und Pigmentgranula, der Ribosomen und des ribosomenfreien Überstandes aus Ganzkeimhomogenaten der Gastrula vonXenopus laevis.Die subzellularen Fraktionen wurden mit Hilfe differentiellen Zentrifugierens in saccharosehaltigen Medien isoliert und ihre Reinheit elektronenmikroskopisch geprüft.Die Mikrosomenfraktion zeigt archencephal-deuterencephale Induktionsaktivität, die sich nach Extraktion mit Pyrophosphat und mit Phenol erhöht. Die Membranstrukturen dieser Fraktion können partiell von den Ribosomen durch Behandlung mit Desoxycholat abgetrennt werden. Proteine, die deuterencephale und spinocaudale Gewebedifferenzierungen hervorrufen, lassen sich von der mit Desoxycholat behandelten Mikrosomenfraktion mit 1 M NH₄Cl extrahieren.Der ribosomenfreie Überstand besitzt nur schwaches Induktionsvermögen. Nach einer Phenolbehandlung nimmt die archencephal-deutereucephale Aktivität zu, nicht jedoch die spinocaudale.Isolierte Kerne induzieren kleine deuterencephale Gewebestrukturen und einen relativ hohen Prozentsatz an spinocaudalen Differenzierungen. Phenolextraktion erhöht die Rate dieser Induktionen nicht.Die Dotterplättchen weisen in der Hauptsache deuterencephales Induktionsvermögen auf, das größtenteils mit der Außenhülle dieser Partikel assoziiert ist. Proteine, die archenecphal-deuterencephale Gewebedifferenzierungen hervorrufen, können in geringen Mengen aus Plättcten extrahiert werden, deren Außenhülle vorher fast vollständig entfernt worden ist.

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Inducing capacity of subcellular fractions from the gastrula ofXenopus laevis

Summary Isolated yolk platelets, nuclei and pigment granules, ribosomes and the ribosome-free supernatant of homogenates from whole gastrulae ofXenopus laevis were tested for their inducing properties.The subcellular fractions were obtained by differential centrifugation in sucrose media and their purity was checked by electronmicroscopy.The microsomal fraction shows archencephalic and deuterencephalic inducing capacity which is enhanced after extraction with pyrophosphate and with phenol. The membrane structures of this fraction can partially be separated from the ribosomes by treatment with desoxycholate. Proteins with deuterencephalic and spinocaudal inducing activity are extractable from the desoxycholate treated microsomal fraction with 1 M NH₄Cl.The supernatant, free of ribosomes, has a rather weak inducing ability. After extraction with phenol the archencephalic and deuterencephalic activity increases, but not the spinoaudal.Isolated nuclei induce small deuterencephalic structures and a relatively high percentage of spinocaudal differentiations. Extraction with phenol does not enhance the rate of these inductions.The yolk platelets show mainly deuterencephalic inducing activity which is associated essentially with the superficial layer of these particles. Proteins, inducing archencephalic and deuterencephalic tissue differentiations, are extractable in small amounts from the platelets after partial removal of the superficial layer.

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Die Arbeit wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgeführt.

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Die elektronenoptischen Aufnahmen wurden von Dr. H. Grunz und G. Arkenberg hergestellt.     

Ultrastructural characteristics of the thyroid C cells in the summer,autumn and winter states of the hedgehog (Erinaceus europaeus L.), with some reference to other mammalian species

Summary Thyroid glands from spring, summer, autumn and winter states of the hedeghog Erinaceus europaeus L., were fixed by perfusion with glutaraldehyde. After secondary fixation with OsO₄ and embedding in araldite the thyroid C cells were examined in the electron microscope. The fine structural characteristics of the spring and summer C cells were essentially similar to those of a variety of non-hibernating mammals. High synthetic activity in autumn was succeeded by a high secretion and exhaustion phase in hibernation. The changes observed closely resembled those observed by other workers in four different species of bat and were considered to be generally in accord with current opinions on the function of the thyroid (and ultimobranchial) C cells.

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Zusammenfassung Die parafollikulären C-Zellen in der Schilddrüse des winterschlafenden europäischen Igels (Erinaceus europaeus L.) wurden bei Frühjahrs-, Sommer-, Herbst- und Wintertieren elektronenmikroskopisch untersucht. Bei Frühjahrs- und Sommertieren gleicht ihre Feinstruktur weitgehend dem Feinbau parafollikulärer Zellen einer Reihe von Säugetieren, die keinen Winterschlaf halten. Im Herbst wurde eine Phase starker synthetischer Aktivität beobachtet, der eine winterliche Phase der Erschöpfung und Entleerung der spezifischen Granula folgt. Diese Befunde entsprechen weitgehend den Beobachtungen anderer Autoren an vier winterschlafenden Fledermausarten und stimmen mit den gegenwärtigen Ansichten über die Funktion der C-Zellen der Ultimobranchialkörper und der Schilddrüse überein.

     

Physiologische Untersuchungsmethoden zur Bestimmung des Schädlichkeitsgrades von Abwassergiften in Süß-, Brack- und Salzwasser

Zusammenfassung 1. Es werden verschiedene physiologische Methoden beschrieben, um den Schädlichkeitsgrad von Abwässern in Süß- und Salzwasser zu untersuchen. Die Veränderung des physiologischen Verhaltens eines Lebewesens in einem abwassergeschädigten Milieu ist ein gutes Kriterium für den Grad der Verunreinigung eines Gewässers. Es lassen sich dabei folgende Phasen unterscheiden: (a) Die Letalitätsgrenze, bei der ein Tier nicht lebensfähig ist. (b) Die Störungsschwelle, in der stärkere physiologische Schwankungen eintreten, die nicht unmittelbar, aber auf die Dauer gesehen, zum Tode führen. (c) Die Erträglichkeitsgrenze, bei der sich geringe Schwankungen noch kompensieren lassen. Die Störungsschwelle ist bei der Beurteilung besonders wichtig, da sie den biologisch-normalen vom pathologischen Bereich trennt. Die Konzentration eines Abwassers, die als Belastung des Vorfluters noch zulässig ist, muß also in jedem Falle unterhalb der Konzentration liegen, die als Störungsschwelle festgestellt wurde.2. Folgende Methoden können verwendet werden, um diese drei typischen Bereiche zu erfassen: (a) Der Stoffwechseltest. Hierbei werden Sauerstoffverbrauch, Atemfrequenz und Darmtemperatur der Versuchstiere untersucht. Der O₂-Verbrauch wird chemisch, die Atemfrequenz und Darmtemperatur werden nach einer elektrischen Methode untersucht. Außerdem wird der Gewebestoffwechsel in derWarburg-Apparatur gemessen. (b) Die reizphysiologische Untersuchung. Reizphysiologische Veränderungen werden einmal durch Untersuchung der Reaktion der Versuchstiere im elektrischen Feld registriert. Zum anderen werden die Reizbeantwortungen eines freipräparierten Nerven mit Hilfe eines Kathodenstrahloszillographen gemessen. Die Höhe der abgegebenen Potentiale ist dann ebenfalls ein Maß für die erfolgte Beeinflussung der nervenphysiologischen Funktionen. (c) Die Untersuchung des Blutbildes. Es werden Anzahl und Oberfläche der roten Blutkörperchen sowie die Hämatokritwerte untersucht. (d) Die Untersuchung des Kalium- und Natriumgehaltes im Serum und Ganztier. Die Bestimmungen werden mit Hilfe eines Flammenphotometers vorgenommen. (e) Die Messung des Fischwiderstandes. Diese Untersuchung erfolgt nach dem Prinzip des Spannungsabfalls mit Hilfe eines Zweistrahloszillographen. (f) Die histologische Untersuchung, die nur indirekt auf eine funktionelle Veränderung bestimmter Organe schließen läßt.3. Mit diesen Methoden wurde das Mischabwasser einer chemischen Fabrik auf seinen Schädlichkeitsgrad hin untersucht. Das Abwasser wurde in Süß-, Brack- und Salzwasser getestet. Die Ergebnisse zeigten, in welcher Verdünnung das Abwasser eingeleitet werden kann, um eine Schädigung der im Wasser lebenden Tiere weitgehend zu verhindern.

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Methods of physiological research for assessing the degree of injury of waste water poisons in fresh, brackish and salt water

Changes in the physiological behaviour of animals exposed to a polluted medium are a good criterium for the grade of the water. The following categories can be distinguished: (a) the limit of lethality, (b) the disturbance limit, (c) the tolerance limit. The disturbance limit is especially important for critical examination, as it separates the biologically normal responses from the pathological ones. The following methods can be used in order to find out to which category the fish belongs: studies of metabolism, responses to stimuli, investigations of the blood status, determinations of potassium and sodium contents in serum and in the total organism, measurement of electrical resistance of fishes and of their gut temperature, and histological examinations. Research has been carried out by these methods with regard to the amount of damages caused by the mixed waste water of a chemical factory. The waste water was tested in fresh, brackish and sea-water. The results showed how much poisonous water could be added to the pure water without injury to the animals living in it.