Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Feinstruktur der atypischen und typischen Spermatozoen von Opalia crenimarginata (Gastropoda,Prosobranchia)

Zusammenfassung Die atypischen Spermatozoen von Opalia crenimarginata bestehen aus Treibplatte, Verbindungsstück und Ansatzstück, an das sich die typischen Spermatozoen in großer Zahl ansetzen. Die Treibplatte wird vornehmlich durch Fibrillen gebildet, die eine sehr regelmäßige Anordnung aufweisen. Ihre Zahl beläuft sich auf ungefähr 3000. Sie zeigen elektronenmikroskopisch das bekannte Strukturmuster von einem zentralen und neun peripheren Füamentpaaren. Ihre Centriolen sind hohlzylinderförmig gebaut. In der Treibplatte finden sich ferner strukturlose granuläre Elemente und langgestreckte Mitochondrien vom Crista-Typ, die auch in den anderen Abschnitten vorkommen. Im Verbindungs- und Ansatzstück treten endoplasmatische Kanäle unterschiedlicher Größe sowie im Ansatzstück zahlreiche Vesiculae und deutoplasmatische Schollen auf. Letztere sind von einer Membran umgeben und setzen sich aus dichten, wahrscheinlich fädigen Strukturelementen zusammen.Die typischen Spermatozoen sind durchschnittlich 90 lang und bestehen aus Acrosom, Kopf, Mittelstück und Schwanzstück. Das Acrosom wird von zwei Membranen und einem von diesen eingeschlossenen Zapfen gebildet. Es verankert das typische Spermatozoon in der Wand der atypischen Samenzelle. Der Kopf ist von dichten, granulären Strukturen erfüllt. Das proximale Centriol liegt in einer kanalartigen Vertiefung des Kopfstückes. Spiralig um den Achsenfaden gewundene Mitochondrien bilden das Mittelstück. Das Schwanzstück zeigt ebenfalls einen Feinbau aus einem zentralen und neun peripheren Filamentpaaren. Doppelbildungen typischer Spermatozoen können gelegentlich auftreten.     

Beiträge zum Sterilitäts- und Befruchtungsproblem von Rhoeo discolor

Zusammenfassung Während des Meioseablaufs in den Embryosackmutterzellen von Rhoeo discolor ist die Chromosomenkonfiguration in der Metaphase I fast immer non-disjunctional, und zwar äqual oder inäqual. Infolgedessen entstehen unbalancierte Genome; trotzdem werden funktions- und lebensfähige Gametophyten gebildet. Unabhängig von der Chromosomenkonfiguration degenerieren 75% der Dyadenzellen und nur 25% entwickeln normale Embryosäcke. Die Letalität wird teils durch einen haplophasischen Letalfaktor, teils durch physiologische Faktoren verursacht.Der Vergleich zwischen den Verhältnissen in Mikro- und Makrosporangien ergibt, daß die Sterilität in beiden ungefähr gleich groß ist. Entgegen den bisher geäußerten Auffassungen wird die Pollensterilität vermutlich nicht durch Non-disjunction hervorgerufen; sie dürfte vielmehr auf die Wirkung eines Letalfaktors und Störungen im Zusammenhang mit der Kettenbildung beruhen.Die Embryonen entstehen aus der befruchteten Eizelle und nicht apomiktisch. Welche Struktur die zur Befruchtung kommenden Komplexe haben, konnte nicht eindeutig geklärt werden, doch wird angenommen, daß eine gerichtete Befruchtung erfolgt, indem die Spermazellen die zum normalen diploiden Satz fehlenden Chromosomen in die Zygote einführen.     

Cytologische Untersuchungen an Arten und Artbastarden von Aquilegia

Zusammenfassung Das Genom von Aquilegia besteht aus drei Paaren gleicher oder sehr ähnlicher Chromosomen, von denen mindestens eines fähig ist, Quadrivalente zu bilden. Deren Häufigkeit schwankt signifikant zwischen einzelnen Pflanzen. Außer den bekannten Ursachen für eine Hemmung des Partnerwechseins bei natürlichen Polyploiden wird eine neue zur Diskussion gestellt: Partnerwechsel ist nur dann möglich, wenn die Chromosomenpaarung an mehreren Stellen zugleich eingeleitet wird. Er könnte also völlig unterdrückt werden durch einen Mechnismus, der bewirkt, daß die Paarung regelmäßig an einem einzigen paarungsaktiven Punkt eingeleitet wird und sich von dort nach beiden Seiten hin fortsetzt. Dann ist auch bei völliger Homologie der Chromosomen kein Partnerwechsel möglich. Es wird diskutiert, ob ein solches Verhalten genetisch gesteuert sein könnte.Das unpaare Nukleolenchromosom ist extrem heterochromatisch und zeigt Strukturpolymorphismus. Seine beiden Schenkel sind morphologisch einander ähnlich und möglicherweise homolog. Die daraus folgenden Paarungskomplikationen könnten die Ursache für den Strukturpolymorphismus sein.Sehr kleine akzessorische Chromosomen wurden gefunden, die nur aus einem Centromer mit winzigen heterochromatischen Schenkeln zu bestehen scheinen.Herrn Prof. Dr. Friedrich Oehlkers zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Die Entstehung der polyploiden Somakerne der Heteropteren durch Chromosomenteilung ohne Kernteilung

Zusammenfassung Das Erhaltenbleiben distinkter Chromosomen bzw. Chromozentren im Ruhekern und das gesetzmäßige Vorkommen von polyploiden Kernen in bestimmten Geweben der Heteropteren ließ sich an 21 Arten aus 17 Gattungen und 8 Familien feststellen.Die Polyploidie entsteht regelmäßig (und wahrscheinlich ausschließlich) durch eine Art von Mitose im Innern des Kerns (Endomitose). Während dieses Vorgangs durchlaufen die Chromosomen Veränderungen, die denen einer gewöhnlichen Mitose ähneln (Endoprophase, Endometaphase usw.); doch fehlt das Stadium der stärksten metaphasischen Kontraktion.Der wesentliche Unterschied gegenüber der Mitose besteht in dem Ausbleiben der Spindelbildung. Dies hat zur Folge, daß keine gerichteten Bewegungen der Chromatidenpaare und der Chromatiden eintreten und daß keine Kernteilung durchgeführt wird. Die Trennung der Schwesterchromatiden erfolgt in einem Kern synchron, jedoch im Vergleich zu einer gewöhnlichen Anaphase regellos; bezeichnend ist das langdauernde Haftenbleiben der Schwesterchromatiden an den Enden. Die Spindelansatzstelle ist offensichtlich inaktiv. Es besteht im ganzen eine bemerkenswerte Übereinstimmung mit der Colchicinmitose.Der Vorgang der Endomitose zeigt unmittelbar, daß eine vollständige Chromosomenteilung ohne Spindelapparat durchgeführt werden kann. Der für Dipterenkerne aus dem Endergebnis erschlossene Vorgang des Kernwachstums durch Polyploidisierung läßt sich hier unmittelbar und schrittweise verfolgen.Endomitosen treten in ganz verschiedenen Organen und Geweben auf, nämlich in denMalpighischen Gefäßen, den Hodensepten, dem Follikelepithel, dem Fettkörper, den als Oenocyten bezeichneten Zellen, der Speicheldrüse, Bindegewebe und im Epithel des Mitteldarms. Im letzteren Fall erfolgt die Polyploidisierung vor jeder Funktionsperiode der Drüsenzellen während des Heranwachsens der diploiden Erneuerungszellen.Im Unterschied zu Geweben, deren Massenzunahme auf Zellwachstum unter endomitotischer Polyploidisierung der Kerne beruht, gibt es auch Gewebe, deren Massenzunahme durch Teilung diploid bleibender Zellen zustande kommt (Epidermis, Ganglien). Die beträchtliche Größenzunahme der diploiden Kerne bestimmter Zonen im Gehirn wird ausschließlich durch Kernsaftvermehrung verursacht.Aus diesen Tatsachen ergeben sich Ausblicke für die Bearbeitung der Probleme Kernbau und Gewebedifferenzierung, Kernbau und Funktion, Endomitose und Kernwachstum, Endomidose und Amitose.     

Struktur und Verhalten der Nukleolen von Hühnerherzmyoblasten in Gewebekultur während des Interphasewachstums und der Mitose

Zusammenfassung Die Nukleolen von Hühnerherzmyoblasten können durch ein verbessertes Verfahren annähernd lebensgetreu dargestellt werden. Die im lebenden Zustand recht homogen aussehenden Nukleolen lassen nach geeigneter Behandlung charakteristische Innenstrukturen erkennen, deren Differenzierungsgrad von der Größe der Zellkerne abhängt, die ihrerseits vom Interphasealter der Zellen bestimmt wird.Zur Ermittlung des Interphasealters wurden die Größen von mehreren hundert Kernen in zwei Myoblastenkulturen gemessen. Durch rechnerische und statistische Verfahren konnte daraus die Wachstumskurve der Interphasekerne gewonnen werden. Die weiteren Untersuchungen galten dann den Wechselbeziehungen zwischen der Nukleolusdifferenzierung und dem Kernalter.Zur Identifizierung der Nukleolusbestandteile wurden mehrere cytochemische und färberische Nachweisverfahren verwendet, mit deren Hilfe sich chromatische, fadenförmige Strukturen mit einem gewissen DNS-Gehalt nachweisen ließen, die von einer RNS-haltigen Substanz allseits wolkenartig umgeben waren. Die morphologischen und stofflichen Eigenschaften dieser Nukleolusinnenstrukturen deuten auf ihre chromosomale Natur hin, wofür auch der Umstand spricht, daß die Anzahl der Nukleoluseinheiten pro Zellkern von Generation zu Generation konstant bleibt.Wenn die Chromosomen unmittelbar vor und nach der Mitose infolge ihrer starken Kondensierung sichtbar und auch die Nukleolen eben noch bzw. schon wieder erkennbar sind, kann man nachweisen, daß sie integrierende Bestandteile zweier Chromosomen sind.Mit fortschreitender Interphase dekondensieren die extranukleolären Chromosomenanteile und entziehen sich damit der mikroskopischen Betrachtung. Während dieser Zeit erscheinen die Nukleolen zunächst als kompakte Massen, werden dann langsam größer, lockern sich dabei auf und lassen in einer homogen erscheinenden grauen Masse zunächst eine und bald darauf zwei dünnere identische Fadenstrukturen erkennen, die mitunter weit auseinander weichen. Dieser Vorgang tritt gesetzmäßig ein und muß als Chromosomenspaltung im Hinblick auf die zur nächsten Zellteilung notwendige Chromosomenverdoppelung gedeutet werden. Während der frühen Prophase rücken die beiden Chromosomenspalthälften noch einmal zu einer scheinbaren Einheit zusammen und werden mit Beginn der Anaphase vom Spindelapparat endgültig getrennt.Das Verhalten der Nukleolen gibt auch Hinweise auf ihre Funktion. Die Nukleolen treten im Verlauf der Interphase mit grauer Substanz beladen an die Kernmembran heran und geben diese in submikroskopisch kleinen Mengen an das Cytoplasma ab. Das Produkt der Nukleolen besteht aus RNS-haltigen Granula, die nur im Elektronenmikroskop sichtbar sind und sicher eine Bedeutung für die Eiweißsynthese der Myoblasten haben, die bei der raschen Zellteilungsfolge sehr rege ist. Nach der Aktivitätsphase löst sich der chromosomale Anteil der Nukleolen mit einem Rest an grauer Substanz wieder von der Kernwand ab und wandert zum Kerninnern zurück, wo er dann im expandierten Zustand einen genaueren Einblick in seine chromatischen Strukturen zuläßt. Der den Nukleolen verbliebene Substanzrest wird noch vor der Zellteilung, nämlich nach der Auflösung der Kernmembran während der Prophase, in mikroskopisch sichtbarer Form dem Cytoplasma zugeführt.Gelegentlich erfolgen während der Interphase Nukleolusextrusionen. Hierbei können außer der RNS-haltigen Substanz auch chromosomale Nukleolusanteile knospenartig in das Cytoplasma ausgeschleust werden. Dieser Vorgang ist zwar sehr augenfällig, kann aber schon aus statistischen Gründen kaum eine besondere Bedeutung haben, weil er keine regelmäßige Versorgung des Cytoplasmas mit RNS-haltigen Substanzen gewährleistet.Die Arbeit wurde durch eine Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglicht. Herrn Professor Dr. R. Danneel, danke ich für beratende Hilfe, Frl. stud. med. R. Mielke und Frau A. Meyer für technische Assistenz.     

Zur Ultrastruktur der Chromosomen des Menschen

Zusammenfassung Dünnschnitte von hypoton vorbehandelten Metaphase-Chromosomen des Menschen zeigen im Elektronenmikroskop unregelmäßig und vielfach gefaltete Fibrillen von ca. 200–250 Å Durchmesser. Nach Uranylacetatkontrastierung ist vorwiegend das Zentrum der Fibrillen dargestellt, während nach Phosphorwolframsäurebehandlung die Peripherie kontrastiert ist. Die Fibrillen erscheinen durch die hypotone Vorbehandlung wahrscheinlich verdickt.Als wahrscheinlichste Deutung der Bilder wird angenommen, daß eine Fibrille, die aus einem DNS-Doppelschraubenmolekül mit einem Histongerüst besteht, in viele kleine Falten und Schlingen gelegt, einen dickeren Strang, der einem chromatid entspricht, aufbaut. In der Metaphase ist dieser Strang noch zusätzlich in große Windungen gelegt.

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Ultrastructure of chromosomes

Summary Electron microscopy of sections of hypoton pretreated human metaphase chromosomes reveal irregular and multiple folded fibrils ca. 200–250 Å thick. After staining with uranyl acetate the central core of the fibrils is contrasted, whereas after treatment with phosphor tungsten acid the periphery is stained. The fibril appears to be thickened due to the hypotonic pretreatment.The most propable interpretation seems to be, that one fibril, made up of a DNA double helix and a histon-frame, is laid into many irregular minor foldings building up a strand corresponding to a chromatid. In metaphase this strand is laid into major coils.

     

Die Feinstruktur des Auges der Weinbergschnecke (Helix pomatia L.)

Zusammenfassung Das Auge der Weinbergschnecke ist ein mit einer Linse versehenes primitives Blasenauge, dessen Wand hinten von Seh- und Pigmentzellen, vorn von einer einfachen Schicht durchsichtiger Corneazellen gebildet wird. Es wird von einer bindegewebigen Kapsel umgeben, die aus einer Basalmembran und aus Schichten von Bindegewebsfibrillen aufgebaut ist. Das Innere der Augenblase wird durch eine kugelige, homogene, nichtzellig aufgebaute Linse ausgefüllt. Zwischen letzterer und der Augenwand befindet sich eine dünne Schicht von Glaskörper-substanz.Charakteristische Bestandteile der Pigmentzellen sind Pigmentgranula, Tonofilamente und verschieden große Körnchen mittlerer Elektronendichte. Stark osmiophile Gebilde, die aller Wahrscheinlichkeit nach dem Ergastoplasma angehören, zeigen sich in vielen Fällen nicht als Körnchen, sondern als fadenartige Elemente. Die Anordnung der letzteren spricht für die Anwesenheit von spiralig verlaufenden Filamenten. Die Sehzellen sind im wesentlichen bipolare Sinneszellen, deren Zellkörper und peripherer Fortsatz in der Retinaschicht liegen, während die zentralen Fortsätze das Auge am hinteren Pol als Sehnerv verlassen. Charakteristische Strukturelemente des Zytoplasmas sind runde Körperchen von gleichem, etwa 700 Å betragendem Durchmesser, die sozusagen das ganze Zytoplasma ausfüllen und in vielen Fällen unter dem Kern einen einzigen großen Biokristall bilden. Die Körperchen können auch im peripheren Fortsatz der Sehzelle gefunden werden. Ihre Natur und eventuelle Rolle werden diskutiert. Im Endteil des peripheren Fortsatzes, dem Sehkolben, befindet sich eine große Anzahl von Mitochondrien und eine recht verwickelte, aus Vacuolen und Tubuli bestehende Grundstruktur. Die freie Oberfläche des Sehkolbens trägt einen hohen Bürstensaum, der aus 350–800 Å dicken und durchschnittlich 8 langen Mikrovilli zusammengesetzt ist.     

Hydrobiological studies on the Vaal River in the Vereeniging area

Summary This paper deals with the chemical, bacteriological and faunal studies on the muddy bottom deposits of the Vaal River near Vereeniging, in a 64 kilometre section where it is held back by a barrage. No significant sewage pollution or other forms of organic pollution were found to occur but pollution by copper and mineral oil was found at one sampling station. Attempts to relate chemical, bacteriological and faunal results were largely negative except that high sulphide figures were normally accompanied by higher counts of oligochaetes than usual. The pollution with copper and mineral oil practically eliminated the fauna but had no obvious effects on the bacteriological results. On the whole the bottom fauna was rather sparse and poor in variety. This was attributed mainly to the regular deposition of fine, clayey silt.

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Zusammenfassung Dieser Artikel enthält chemische, bakteriologische und faunale Studien über die schlammigen Bodensedimente des Vaal-Flusses nahe Vereeniging, in einer Entfernung von 64 Kilometern, wo er durch ein Stauwerk zurückgehalten wird. Es wurden keine nennenswerte Abwasserverunreinigung oder andere Formen organischer Verunreinigung angetroffen. Bei einer Stelle der Probenentnahme wurde jedoch Verunreinigung durch Kupfer and Mineralöl angetroffen. Versuche, Beziehungen zwischen den chemischen, bakteriologischen und faunalen Ergebnissen herzustellen, fiel weitgehend negativ aus, mit Ausnahme von dem hohen Sulphidgehalt, der meistens von einer größeren Anzahl Oligochaeten als gewöhnlich begleitet wurde. Die Verunreinigung durch Kupfer and Mineralöl schaltete praktisch die Fauna aus, hatte jedoch keine offensicht-liche Auswirkung auf die bakteriologischen Ergebnisse. Im großen und ganzen war die Bodenfauna ziemlich spärlich und wies keine großen Variationen auf. Dies war hauptsächlich zurückzuführen auf eine regelmäßige Ablagerung von feinem, tonartigem Material.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen des Auges von Planarien

Zusammenfassung Es wurde das Auge der Süßwasserturbellarien Dugesia lugubris und Dendrocoelum lacteum mit dem Elektronenmikroskop untersucht. Im Feinbau stimmen die Augen beider Arten im wesentlichen überein. Das eigentliche Auge besteht aus dem Pigmentbecher und den zur Photorezeption differenzierten Nervenendigungen der bipolaren Sehzellen, den sog. Sehkolben. Das Cytoplasma der Pigmentzellen wird von durchschnittlich 1 großen kugeligen, mehr oder weniger homogenen Pigmentkörnchen erfüllt. Der Zellkern liegt in der äußeren pigmentfreien Zone des Cytoplasmas. Vor allem dort können auch das endoplasmatische Reticulum und die Mitochondrien beobachtet werden. Der sog. Pigmentbecher ist ein allseitig geschlossenes Gebilde, dessen pigmentfreier Teil von einer Verschlußmembran, der sog. Cornealmembran, gebildet wird. Diese Verschlußmembran ist ein cytoplasmatischer, nichtpigmentierter, lamellar gebauter Fortsatz der Pigmentzellen. Der distale Fortsatz der Sehzellen dringt durch die Verschlußmembran in das Innere des Auges ein. Im Inneren des Pigmentbechers wird der Raum zwischen den Sehkolben vom homogenen Glaskörper ausgefüllt. Dieser zeigt in osmiumbehandelten Präparaten eine mittlere Dichte und mit stärkerer Vergrößerung eine sehr feine fibrilläre Struktur. Der kernhaltige Teil der Sehzellen liegt außerhalb des Pigmentbechers. Der Kern ist verhältnismäßig locker gebaut, enthält einen kleinen exzentrisch liegenden Nucleolus und wird von einer doppellamellär gebauten Kernmembran begrenzt. Das Perikaryon besitzt eine feinkörnige Grundstruktur. Die Durchmesser der Körnchen wechseln von 50 bis zu mehreren 100 Å; ihre Struktur zeigt einen Übergang über die Vesiculae zu den Vakuolen des Cytoplasmas. Die verschieden großen Vakuolen des Cytoplasmas sind von einer hellen, homogenen Substanz erfüllt. Das Perikaryon enthält auch Mitochondrien. Die Grundstruktur der distalen Fasern der Sehzellen ist ähnlich wie die des Perikaryons, enthält aber auch 100–120 Å dicke Neurofilamente. Die Nervenfasern sind nackt und recht verschieden dick. Die distale Faser der Sehzellen durchbohrt die Verschlußmembran und setzt sich in den Sehkolben fort. Der Stiel — bei Dugesia lugubris — ist prinzipiell ebenso gebaut wie die Nervenfaser; er ist ihre intraokulare Fortsetzung. Auf diesem Stielteil sitzt der eigentliche Sehkolben. Er besteht im allgemeinen aus 2 verschiedenen Teilen: aus der in der Fortsetzung des Stieles liegenden Achsenzone und aus der Zone des Bürstensaumes (Stiftchenkappe). In der Achse des Sehkolbens liegen viele Mitochondrien. Die Struktur des Cytoplasmas der Achsenzone ist ähnlich wie jene im Perikaryon bzw. in der Nervenfaser. Auffallend sind in der Achsenzone viele von einer hellen, homogenen Substanz erfüllte, verschieden große Vakuolen. Ihre Zahl hängt vom Funktionszustand des Auges ab. Die Randzone des Sehkolbens ist der Bürstensaum, der von cytoplasmatischen Mikrozotten gebildet wird. Die Breite der Mikrozotten wechselt von 200–1000 Å. Die Dicke der etwas dunkleren Grenzmembran beträgt 50–70 Å, der Inhalt der Mikrozotten erscheint homogen. Der Bürstensaum gibt im Polarisationsmikroskop eine positive Doppelbrechung. Die Bürstensaumzone, die eine Vergrößerung der Membranoberfläche bewirkt, dürfte im Dienste der Photorezeption stehen.     

Zur Leistung der Flügelgelenk-Rezeptoren von Locusta migratoria

Zusammenfassung Die Entladungsweise des Flügelgelenk-Rezeptors von Locusta migratoria unter verschiedenen Bedingungen der Auslenkung des Flügels wird beschrieben. Der Rezeptor gehört dem Typ der phasischtonischen Mechanorezeptoren an; für die Flugsteuerung ist jedoch die gut ausgebildete tonische Komponente bedeutungslos. Die phasische Komponente signalisiert Auf- und Ab-Bewegung des Flügels und gestattet wahrscheinlich die Auswertung der Phasenverschiebung zwischen den Schlägen von Vorder- und Hinterflügeln. In der regelmäßigen Abfolge der Nervenimpulse treten bei Dauerreiz Lücken auf, aus denen auf eine rhythmische Komponente des Generatorpotentials der Sinnesnervenzelle zu schließen ist, die sich von dem Prozeß der Impuls-Entstehnng trennen läßt.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Die Schnelligkeit der Lokomotion bei den Landpulmonaten

Zusammenfassung Bei 16 beschalten Landschnecken- und 4 Nacktschnecken-Arten wurden Schnelligkeit und Anzahl der Lokomotionswellen pro Minute festgestellt. Als Vergleichswert für die Schnelligkeit der Ortsbewegung (relative Schnelligkeit) wird der in 1 Min. zurückgelegte Weg, dividiert durch die Sohlenlänge, angenommen.Die Anzahl der lokomotorischen Wellen der Schneckensohle ist in der Zeiteinheit bei den einzelnen Arten verschieden.Die Schnelligkeit der Ortsbewegung hängt nur teilweise von der Schnelligkeit der Wellen ab. Ziemlich regelmäßig ist der Zusammenhang zwischen der Schnelligkeit der Ortsbewegung und dem Körpergewicht. Vergleichswert für das Körpergewicht: Gewicht der betreffenden Art dividiert durch die Größe der Sohlenfläche (g/qmm).Die Ortsbewegung ist bei Arten mit relativ großem Körpergewicht langsamer. Die Schnelligkeit kann aber ausnahmsweise auch bei solchen Tieren gesteigert sein, wenn die Anzahl der Wellen pro Zeiteinheit groß und die Sohle relativ schmal ist.Arten mit verborgener Lebensweise zeigen eine größere Schnelligkeit in der Ortsbewegung.     

Die bedeutung der Assoziation satellitentragender Chromosomen

Zusammenfassung Der Assoziation satellitentragender Chromosomen soll eine ätiologische Bedeutung bei der Entstehung von Chromosomenaberrationen zukommen. Es wurde daher ihre Häufigkeit in Blutkulturen von gesunden erwachsenen Personen, von nichtmongoloiden Kindern und von mongoloiden Kindern mit Trisomie 21 bestimmt und die Häufigkeitswerte der Versuchsgruppen miteinander verglichen. Der Mittelwert aus 45 Kulturen von 15 gesunden Männern betrug 32,6±14,7 Assoziationen/100 Mitosen, der von 15 gesunden Frauen 39,2±12,0. Durch Varianzanalyse wurde nachgewiesen, daß die große Streuung vor allem durch individuelle Schwankungen und weniger durch Unterschiede zwischen parallellaufenden Kulturen einer Versuchsperson bedingt ist. Bei einigen Personen wurden die Untersuchungen mehrfach wiederholt und dadurch wahrscheinlich gemacht, daß die Satellitenassoziations-häufigkeit individualspezifisch und relativ stabil ist. Sie wird durch die Kulturart beeinflußt. Der Mittelwert aus 20 Kulturen von 10 mongoloiden Knaben war 49,5±18,6 Assoziationen pro 100 Mitosen und der von 10 mongoloiden Mädchen 58,9±16,9. Von 15 nichtmongoloiden Kindern mit ähnlicher Altersverteilung wie bei den mongoloiden war der Mittelwert aus 30 Kulturen 27,2±15,3 Assoziationen/100 Mitosen. Die Differenz zwischen dem Mittelwert der mongoloiden und dem der nichtmongoloiden Kinder ist mit P<0,001 signifikant, dabei wurde die um 1 vermehrte Zahl der satellitentragenden Chromosomen bei der Trisomie 21 berücksichtigt. Neben der Assoziationshäufigkeit wurde auch die Verteilung der Assoziationsmuster (D-D, D-G, G-G) sowie die Beteiligung von D-und G-Chromosomen an Assoziationen ermittelt. Die beobachteten Werte wurden mit den zu erwartenden verglichen. Bei allen Versuchsgruppen wich die beobachtete Verteilung signifikant von der zu erwartenden ab, es waren immer zuwenig D-D- und zuviel G-G-Assoziationsfiguren vorhanden. Die G-Chromosomen scheinen eine höhere Assoziationsneigung zu besitzen als die Chromosomen der Gruppe D. Die dargelegten Befunde, ihre Ursache und Bedeutung werden diskutiert.

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The importance of association of satellited chromosomes

Summary It has been postulated that the association of satellited chromosomes is of aetiological interest with respect to chromosomal aberrations. For this reason an investigation was carried out to determine its frequency in blood cultures of healthy adult persons, in nonmongoloid children and in mongoloid children with trisomy 21. The mean of 45 cultures of 15 healthy male probands was 32,6±14,7 associations per 100 mitoses; that of 15 healthy female probands 39,2±12. Variance analysis proved the considerable standard deviation to be mostly due to individual than to differences between parallel cultures of a given proband. In several instances the determinations were repeated which showed that the frequency of associations of satellited chromosomes appears to be individually specific and relatively stable. The frequency is being influenced by the methods of culturing. The mean out of 10 male mongoloid children was found to be 49,5±18,6 associations per 100 mitoses; 10 female mongoloid children showed a frequency of 58,9±16,9. In 15 non-mongoloid children with an age distribution similar to that of the mongoloid cases the mean out of 30 cultures was 27,2±15,3 associations per 100 mitoses. The difference between the means of mongoloid and non-mongoloid children appears to be significant (P<0,001); the augmented number of chromosomes in trisomy 21 (plus one) has been properly considered. Besides this, the variability of the different patterns of associations have been calculated. In all groups the obtained values of distribution deviated significantly from the ones to be expected: there was a constant decrease in D-D and an increase in G-G association patterns. The G-chromosome seemed to have greater tendency toward association than the chromosomes of group D. The findings, their possible aetiology and their implications are being discussed.

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Auszugsweise vorgetragen auf der 10. Tagung der Gesellschaft für Anthropologie und Humangenetik in Königstein, Oktober 1967.

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Mit dankenswerter Unterstützung des Österreichischen Forschungsrates.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen menschlicher Metaphasen-Chromosomen

Zusammenfassung Chromosomen von Mitosen im Metaphasestadium nach Colchicinbehandlung normaler menschlicher Fibroblastenkulturen wurden mit dem Elektronenmikroskop untersucht.Nach Fixierung in Glutaraldehyd und Einbettung in Epon zeigen Schnittpräparate nach Kontrastierung mit Uranylacetat als feinste erkennbare Elemente etwa 30 Å dicke, schraubig gewundene Fibrillen, die dickere, vielfach und unregelmäßig gefaltete Fibrillen von 100–150 Å Durchmesser aufbauen.Isolierte ganze Chromosomen, die zur Präparation mit hypotoner Salzlösung vorbehandelt, in Alkohol-Essigsäure fixiert und luftgetrocknet wurden, lassen stark gewundene dicke Fibrillen von 200–300 Å durchmesser erkennen, die aus schraubig gewundenen 30 Å dicken Fibrillen bestehen. In Schnittpräparaten von ähnlich vorbehandelten Chromosomen finden sich ebenfalls 200–300 Å dicke Fibrillen, die aus 30 Å dicken feineren Fibrillen in lockerer Anordnung aufgebaut sind. Der größere Durchmesser der dicken Fibrillen in hypoton vorbehandelten Präparaten könnte durch Auflockerung der feinen Fibrillen hervorgerufen sein.In allen Präparaten sind die auch lichtmikroskopisch sichtbaren primären Windungen der Chromatiden angedeutet. Die dickeren Fibrillen lassen sonst keine regelmäßige Anordnung erkennen. Längsunterteilungen im Sinne von Halb- oder Viertelchromatiden sind nicht zu sehen. In Totalpräparaten erscheint die Region des Zentromers weniger dicht, und Kinetochoren sind nicht erkennbar.Es wird die Frage diskutiert, ob nur eine kontinuierliche und vielfach gewundene Fibrille oder mehrere miteinander verflochtene Fibrillen und Stränge ein Chromatid aufbauen.

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Metaphase chromosomes of colchizinized normal human fibroblast cultures were investigated with the electron microscope.Sections of glutaradehyde fixed and epon embedded chromosomes show 30 Å thick coiled fibrils building up folded thicker fibrils of 100–150 Å diameter.Isolated total chromosomes pretreated in hypotonic salt solution, fixed in alcohol-acidic acid and air dried, show also 30 Å thick fibrils coiled into thicker fibrils of 200–300 Å diameter. Sections of similarly treated and epon embedded chromosomes show fibrils of similar dimensions but more loosely coiled than in glutaraldehyde fixed sections.Major coils also seen by light microscopy are noticeable in all preparations. No signs of longitudinal subdivisions of the chromatids are detectable. In whole mount preparations the centromere region appears as less dense and kinetochores cannot be seen.The question is discussed whether one single continuous fibril coiled to a thicker fibril which in turn is irregular folded to a strand laid into the major coils builds up a chromatid, or if many thin fibrils join together to thicker fibrils which again form thicker strands which are finally twisted together to a chromatid.

     

Untersuchungen über die Osteon- und Lamellenformen im Extremitätenskelet des Erwachsenen

Zusammenfassung Auf Grund der Untersuchung von Knochenquerschnitten eines gesunden 43jährigen Mannes, bestätigt durch noch zu veröffentlichende Untersuchungen an Tibien verschiedener Individuen, werden die Strukturformen des Knochens nach ihrem Querschnittsbild beschrieben.Es wird zwischen Osteonen und Tangentiallamellen unterschieden. Zu den Tangentiallamellen mit dem mehr oder minder parallelen Verlauf zur Knochenoberfläche gehören die bisher als Generallamellen und Schaltlamellen beschriebenen Systeme.Soweit eine Lamellengliederung vorhanden ist, zeichnen sich die Tangentiallamellen durch den strengen Wechsel zwischen flach und steil gewickelten aus.Auf Grund des Querschnittsbildes werden verschiedene Osteonformen unterschieden. Die Größe des einzelnen Osteonquerschnittes wird mit Hilfe der Lamellenzahl bestimmt. Gleichzeitig wird die Steigungsfolge beachtet, d. h. der Wechsel des Kollagenfaserverlaufs von Lamelle zu Lamelle.Es ergibt sich, daß die kleineren Osteone überwiegend in der peripheren Schnitthälfte, die größeren dagegen in der zentralen liegen. Der regelmäßige Wechsel der Steigungsfolge nimmt von den kleineren zu den größeren Osteonen hin ab, die mehr steile Verlaufsweise dagegen zu. Die kleineren Größenklassen lassen häufiger die lamelläre Gliederung vermissen als die großen.Abschließend wird erörtert, daß sowohl das Osteon wie die Lamelle nur als eine besondere Lagerungsform der Kollagenfasern im Knochen angesehen werden können. Der Begriff Osteon wurde in Anlehnung an die Begriffe der überwiegend zellulären Einheiten Neuron und Chondron bzw. der sog. Entwicklungs- und Funktionseinheit Nephron gebildet. Die zirkuläre Lagerung der Kollagenfasern hat aller Voraussicht nach eine besondere festigkeitstheoretische Bedeutung. Sie ist aber abhängig vom Gefäßbaum, an dessen Verzweigungen Doppelbildungen auftreten. Diese Doppelbildungen teilen sich und begleiten die Gefäßäste. Sie werden damit zum Osteon, das sich nach Querschnittsgröße und Wicklung in benachbarten Querschnitten verschieden verhalten kann. Die zirkuläre Wicklung führt nicht zu individuellen Gebilden, die den Knochen wie Bausteine aufbauen. Sie stellt ein System dar, das den Gefäßbaum im Knochen in mehr oder minder kontinuierlichem Zusammenhang begleitet. Die zirkulären Wicklungen gehen ohne Abgrenzung in die übrigen Lamellensysteme, die Tangentiallamellen, über. Osteone und Tangentiallamellen erscheinen damit als eine übergeordnete Lagerungsform der Kollagenfasern. Die nächstniedere Stufe der Lagerung ist die Lamelle.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Spermatogenese

Zusammenfassung Die Struktur und Genese der oligopyrenen Spermien von Melania libertina Gould wurden licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Die atypischen Spermatiden enthalten außer den bekannten Organellen des Cytoplasmas sehr viele elektronendichte Granula, die innerhalb der erweiterten Zisternen des endoplasmatischen Retikulums zum Vorschein kommen. Ihre Größe und Form schwanken beträchtlich; die rundlichen Granula haben Durchmesser von 20 bis 80 m. Die Granula verschmelzen zu großen, lichtmikroskopisch sichtbaren Körperchen, die RNA-Reaktion geben. Es wurde nachgewiesen, daß die Ribonucleoproteine in partikulärer Form durch die Kernporen in das Cytoplasma und weiter in die Zisternen des endoplasmatischen Retikulums übertreten. Damit ist die Annahme berechtigt, daß die in Zisternen auftretenden Körperchen keine Viren sind, sondern die aus dem Kern in die Zisternen übergetretenen RNP-Komplexe.Eine chemische Umwandlung der RNP in PAS-reaktionpositive Substanz wurde lichtmikroskopisch nachgewiesen.Im Karyoplasma des fertigen, oligopyrenen Spermatozoons ist eine fädige Struktur zu erkennen.Die Untersuchungen wurden durchgeführt mit Unterstützung durch The United States Public Health Service Grant-RG-8327.     

Über die Metachromasie der Absorption und Fluoreszenz von Acridinfarbstoffen

Zusammenfassung An Hand einer Auswahl von Arbeiten verschiedener Autoren wird festgestellt, daß sowohl bei hoher Konzentration als auch bei der Absorption an Kristalloberflächen und Kolloiden viele Farbstoffe, darunter auch Acridinorange und verwandte Farbstoffe tiefgreifende Änderungen im Absorptionsspektrum und ebenso im Fluoreszenzspektrum erleiden. Die Ursache für die Erscheinung, die bei richtiger Meßmethodik vollkommen eindeutig feststellbar ist, ist die Assoziation zu Doppel- und höheren Assoziaten, wie durch die Prüfung des Massenwirkungsgesetzes durch eine große Anzahl von Autoren bewiesen wurde. Die Tendenz zur Assoziation ist stark von der Konstitution der Farbstoffe abhängig, z. B. ist sie groß bei Acridinorange, sehr klein bei Aeridingelb. Die vonCh. M. A. Kuyper in dieser Zeitschrift veröffentlichten Experimente sind mit systematischen Fehlern behaftet; die aus diesen Experimenten gezogenen Schlüsse bestehen nicht zu Recht.Mit 2 TextabbildungenErschienen in Histochemie3, 46 (1962).     

Über das Wachstum von Chromozentrenkernen und Zweierlei Heterochromatin bei Blütenpflanzen

Zusammenfassung Die Kerne der Aracee Sauromatum guttatum und der Hydrocharitacee Trianea bogotensis besitzen in verschiedenen Geweben bzw. Zellsorten sehr verschiedene Größe. Die gesteigerte Größe beruht ausschließlich oder während der ersten Entwicklungsstadien auf echtem Wachstum, d. h. auf Vermehrung der chromatischen Substanz; erst in den End-stadien der Entwicklung vergrößern sich die Kerne mancher Gewebe durch Kernsaftvermehrung ohne Substanzzunahme des Chromatins. Rhythmisches Kernwachstum läßt sich — vielleicht nur infolge technischer Schwierigkeiten — nicht nachweisen.Die Kerne besitzen Chromozentren und sind nach dem Typus der Kappenkerne gebaut. Der größte Teil wahrscheinlich aller Chromosomen ist heterochromatisch.Die Chromosomenzahl von Sauromatum beträgt 2n = 26 (Haase-Bessell gibt 32 an, was wohl auf einer Namensverwechslung beruht). Die beiden kleinsten Chromosomen des diploiden Satzes sind SAT-Chromosomen. Entsprechend der Zweizahl der SAT-Chromosomen entstehen in der Telophase zwei Nukleolen; die Einschaltung des Nukleolus in die sekundäre Einschnürung des SAT-Chromosoms läßt sich in der Prophase nachweisen. In abnormen polyploiden — wahrscheinlich tetraploiden — Zellreihen entstehen bis zu 4 Nukleolen, womit eine neue Bestätigung der Auffassung von Heitz über die Beziehung von SAT-Chromosomen und Nukleolen erbracht ist. Die beiden Nukleolen sind in den untersuchten Pflanzen ungleich groß (Heteromorphie des SAT-Paares ?); einer der Nukleolen besitzt einen ihm anliegenden oder von ihm sich ablösenden kleinen Nebennukleolus.Die vergrößerten Kerne von Sauromatum nehmen ausnahmslos ihren Ursprung von diploiden meristematischen Kernen; diese können verschieden groß sein und in der Mitose verschieden große Chromosomen bilden; der Größenunterschied ist aber verschwindend klein im Vergleich zu dem später einsetzenden Kernwachstum.In den maximal herangewachsenen Kernen erschienen die Chromo-somen (Chromozentren) aus regellos verschlungenen Chromonemata aufgebaut; die Anzahl der Chromonemata läßt sich nicht sicher fest-stellen, durch die Untersuchung identifizierbarer Chromozentren läßt es sich aber wahrscheinlich machen, daß keine Vermehrung der Chromonemenzahl gegenüber den meristematischen Kernen eingetreten ist. Die Chromonemata zeigen pachynematischen Bau, sind also mit Chromomeren besetzt; in den heterochromatischen Abschnitten sind die Chromomeren größer und dichter gelagert als in den euchromatischen. Der Trabant besitzt eine besonders dichte heterochromatische Ausbildung (gleichgebaute Heterochromatinbrocken unbekannter Herkunft finden sich auch scheinbar frei im Kernraum).Das Heterochromatin des Trabanten gleicht dem -Heterochromatin von Drosophila virilis, das der anderen Chromosomen dem -Heterochromatin. Das Trabantenheterochromatin von Sauromatum ist wachstumsfähig. Falls die Gleichsetzung mit dem -Heterochromatin von Drosophila zulässig ist — was aber fraglich ist —, ergäbe sich die Auffassung, daß das -Chromozentrum in den Schleifenkernen von Drosophila virilis einem wachstumsfähigen, heterochromatischen Abschnitt besonders kondensierter Ausbildung entspricht, der infolge seiner Größe in den mitotischen Chromosomen nicht sichtbar ist.Der Vergleich der Riesenkerne von Sauromatum (und Trianea) mit denen der Dipteren und Wanzen ergibt, daß bei den untersuchten Pflanzen keine oder nur eine unwesentliche Vermehrung der Chromonemen stattfindet, daß aber die Chromosomen (Chromonemata) selbst beträchtlich heranwachsen.Wie die Chromozentren von Sauromatum und Trianea dürften sich die von Jachimsky untersuchten großen Kerne von Aconitum verhalten. Im weiteren Sinn gilt dies wohl auch für die von Yampolsky beschriebenen Kerne von Mercurialis, deren Chromozentren aber vermutlich aus dem kondensierten Heterochromatin bestehen, das den Trabanten von Sauromatum aufbaut.     

Identificazione plastica per coerosione dei manicotti lienali pericapillari: (Hülsenkapillaren) in Sus scrofa (Linn)

Zusammenfassung Die Verfasser haben die Hülsenkapillaren der Schweinemilz (Sus scrofa, Linn.) durch Verwendung des Lactis Geon 576 plastisch sichtbar gemacht. Sie vervollständigen die Studien von Loreti (1934) und von Loreti und Sabbia (1942) an Erinaceus und Homo, aus denen die histiocytäre Natur der den Hülsen eigenen, zum Gefäßbaum in Beziehung stehenden Zellen klar hervorgeht. Die Hülsenkapillaren der Milz sind daher als perivasculäre Anhäufungen der Histiocyten und der retikulären Fasern des Pulparetikulums (rote Pulpa) aufzufassen.Anhand der Ergebnisse stellen die Verfasser Betrachtungen bezüglich der Permeabilität der Hülsen und der Wände des Kapillargefäßes der Hülsen an. Die Permeabilität der Blutzellen, besonders der Erythrocyten, ist beim Schwein hoch.Das Studium der Präparate läßt den spiraligen oder gewöhnlichen Verlauf der penizillierten kleinen Arterie feststellen, die den Hülsen vorgeschaltet ist und das Vorhandensein von zusätzlichen Hülsen distal von der Haupthülse, deren Volumen stets geringer ist.Außerdem schließen die Verfasser aus der reichhaltigen Innervation der Milzhülsen auf deren Funktion als Druckempfänger, die im Dienste der Blutauspressung aus dem Pulparetikulum stehen.

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L'allieva Sig. na C. Vogliotti ha partecipato all'allestimento delle preparazioni sia mioroscopiche sia per corrosione.     

Die Ergebnisse elektronenmikroskopischer Untersuchungen an somatischen Chromosomen des Menschen

Zusammenfassung Die Ergebnisse elektronenmikroskopischer Untersuchungen an somatischen Chromosomen werden zusammenfassend dargestellt und diskutiert. Es scheint kein Zweifel zu bestehen, daß das wesentliche Bauelement der Chromosomen Fibrillen sind, die als Elementarfibrillen bezeichnet werden. Die Elementarfibrillen haben einen Durchmesser von 100–150 Å in sofort fixiertem Material und 150–300 Å in Material, das vor der Fixierung einer hypotonen Behandlung ausgesetzt worden war. Dies gilt sowohl für Schnittpräparate wie für mit verschiedenen Techniken gewonnene Totalpräparate. Die Elementarfibrille entspricht dem DNS-Histon-Komplex, sie besteht wahrscheinlich aus einer in Falten gelegten feinen Fibrille von 20 Å Dicke (vermutlich ein DNS-Doppelschraubenmolekül) mit einer Histonhülle. Wie viele Elementarfibrillen ein Chromatid aufbauen, ist nicht sicher anzugeben, doch spricht nichts gegen die Annahme, daß ein Chromatid aus einer einzigen durchgehenden, in mehr oder weniger unregelmäßige Falten gelegten Elementarfibrille, und damit aus einem DNS-Molekül besteht. Menschliche Chromosomen lassen keine Subchromatidstrukturen erkennen.

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The results of electron microscopy on somatic chromosomes of man

Summary The results of electron microscopic studies on somatic chromosomes are reviewed and discussed. There seems to be no doubt that the main structural components of the chromosomes are fibrils; these are termed elementary fibrils. The diameter of these elementary fibrils is 100–150 Å in immediately-fixed material and 150–300 Å in material which before fixing has been subjected to hypotonic treatment. This applies equally to section preparations and to total preparations obtained using various techniques. The elementary fibril corresponds to the DNA-histone complex and is probably composed of a fine, multifolded fibril 20 Å thick, presumably a DNA double-helix molecule, possessing a histone sheath. It cannot be stated with certainty how many elementary fibrils form a chromatid, but nothing contradicts the assumption that a chromatid is formed of a single, continuous, irregularly-folded elementary fibril, i.e. of one DNA molecule. No subchromatids can be detected in human chromosomes.

     

Über die Endomeninx der Fische

Zusammenfassung o| li]1.|Der Feinbau der Endomeninx von Scyllium, Torpedo und Dasyatis wird geschildert.Die ungewöhnlich gefäßreiche Endomeninx von Dasyatis ist unter anderem mit einer sehr großen Zahl von Turbanorganen ausgestattet, die vor allem die sinusuösen Kapillaren mit ihren mächtigen Muskelwiekeln umgreifen. Diese Gefäßsphincteren, deren glatte Muskelzellen durch Vermittlung von Gitterfasern mit der Kapillarwand verbunden sind, bewirken eine Blutzellenanreicherung in den zwischen ihnen befindlichen Gefäßstrecken. Auch die Endomeninxschicht des Plexus chorioideus enthält viele Turbanorgane. Von ihrer Tätigkeit dürfte die Durchblutung des Gehirns und die Aktivität des Plexusepithels stark beeinflußt werden. Die Zugänglichkeit der Turbanorgane in der Endomeninx von Dasyatis regt zur Vitalbeobachtung dieser bei Rochen verbreiteten Gefäßregulatoren an. li]2.|Die kurz beschriebene Endomeninx der Teleostier wird durch ein Stratum externum von der Ektomeninx geschieden, das aus einer Lage abgeplatteter Zellen besteht. Die nach außen dicht abgeschlossene Endomeninx beherbergt in ihren Kammern eine Flüssigkeit, so daß sie nicht nur als gefäßreiche Zone der Pia mater entspricht, sondern zugleich die Wasserkissenfunktion einer Arachnoidea erfüllt. Welche Bedeutung ihrem Stratum externum im einzelnen zufällt, ist unbekannt.Bei Lophius piscatorius liegen besondere Verhältnisse vor. Das dicke Stratum externum wird hier von einer meist mehrschichtigen, stellenweise polsterartig verdickten Zellschicht gebildet, die aus unregelmäßig geformten Elementen mit teilweise bizarr gestalteten Kernen besteht. Diese Kerne enthalten vielfach große Kerneinschlüsse. Häufig begegnet man degenerierenden Zellen innerhalb des Stratum externum. Der Innenfläche dieser Zellschicht sind Bindegewebselemente angelagert, die in ziemlich regelmäßigen Abständen lange Fortsätze entsenden. Auf diese Weise entsteht eine Kammerung der Außenzone der Endomeninx (Randsinus. Die mittlere Zone der Endomeninx ist verhältnismäßig reich an elastischen Fasern. Die in der Tiefe der Endomeninx weitmaschigen Fasernetze stehen mit einer Elasticahülle an der Hirnoberfläche in Verbindung.An der Abgangsstelle der Hirnnerven schwindet der retikuläre Anteil der Endomeninx, während sich das Stratum externum der Nervenoberfläche als geschlossene Scheide anlegt. Auch im Bereich des Plexus chorioideus nähert sich das hier verdickte Stratum externum dem Epithel fast bis zur Berührung.Die Grenze zwischen Hirngewebe und Endomeninx ist bei Lophius offenbar nicht allenthalben scharf gezogen. An den Stellen, an welchen die Endomeninx das Gebiet der großen, supramedullären Ganglienzellen überzieht, lockert sich die an der Gehirn-Bindegewebsgrenze befindliche elastische Membran zu einem Netzwerk auf. Im gleichen Bezirk kann eine dichte Ansammlung mesenchymaler Elemente in der Tiefe der Endomeninx angetroffen werden.Herrn Prof. Dr. Robert Heiss (München) zum 70. Geburtstag.Die Untersuchung erfolgte mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft.