Über die Einwirkung der Fermente einiger Wirbellosen auf polymere Kohlenhydrate

Zusammenfassung Wirbellose sind nicht in der Lage, die Stärke der Pflanzennahrung auszunützen, falls die Stärkekörner nicht durch die Tätigkeit der Mundteile oder Kaumägen zersprengt worden sind. Die Hüllsubstanz des Stärkekorns, das Amylopektin, widersteht dem Angriff der tierischen Fermente.Chemisch bemerkenswert ist, daß auch die sogenannte 'lösliche aber ungekochte Stärke von tierischen Amylasen nicht angegriffen wird.Der Besitz von Symbionten (Hefen, Bakterien) führt zu keiner Erweiterung des Lebensraumes im Sinne Buchners: auch solche Tiere sind nicht in der Lage, die Stärke der Pflanzennahrung besser als symbiontenfreie Tiere zu verwerten.Glykogen wird von den Verdauungssäften leicht gelöst, unterscheidet sich also fermentchemisch vom Amylopektin. Amylase und Glykogenase sind nicht als zwei gesonderte Fermente zu betrachten. Die Amylase der Wirbellosen ist wahrscheinlich eine -Amylase.Lichenin und Steinnußmannan werden von allen Wirbellosen leicht gespalten. Inulin ist unangreifbar.Lichenase und Zellulase sind zwei verschiedene Fermente.Die hauptsächlichen Quellen des Kohlenhydratbedarfs der Wirbellosen sind die löslichen Zucker und die sogenannten Hemizellulosen, Zellulose nur bei einigen Formen, die über eine Zellulase verfügen.Die Versuche wurden mit Apparaten ausgeführt, die Herrn Professor Krüger von der Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft zur Verfügung gestellt sind.Meinem Lehrer, Herrn Prof. Dr. Paul Krüger, möchte ich an dieser Stelle aufrichtigen Dank sagen. Auch Herrn Dr. W. Kuntara, der mir bei den chemischen Ausführungen behilflich war, danke ich herzlich.     

Über die Erregungsleitung bei höheren Pflanzen

Zusammenfassung Die Erregungsleitung bei Pflanzen ist, in allen daraufhin untersuchten Fällen, wenn sie nicht vom Sinn der Leitung unabhängig ist, in basipetalem Sinn begünstigt.Für die Blattspindel vonBiophytum sensitivum, die eine Ausnahme von dieser Regel zu bilden schien (Bose), hat sich ergeben, daß ihr erregungsleitende Bahnen mit verschiedener Leitungsgeschwindigkeit zukommen, zwischen denen ein Erregungsübergang nur von langsamer auf rascher leitende möglich ist. Die rasch leitenden sind auf die apikale Spindelhälfte beschränkt.Durch Narkose der inneren Gewebe des Sprosses vonMimosa pudica lassen sich die, nach Reizung der Blätter auftretenden, als Begleiterscheinungen von Erregungsvorgängen aufzufassenden, elektrischen Negativitätswellen reversibel unterdrücken oder herabsetzen, in welch letzterem Fall auch eine Verminderung der Leitungsgeschwindigkeit im Stamm festgestellt werden konnte.BeiBiophytum sensitivum ist die von der Lichtintensität abhängige Lage der Blättchen keine feste, sondern durch rhythmische Senkungsbewegungen mit zwischenliegenden langsamen Hebungen bedingt. Insbesondere die Messung der Leitungsgeschwindigkeit, aber auch die Registrierung der Negativitätswellen zeigt, daß die Übermittlung durch Erregungsvorgänge erfolgt. Auch die an anderen Blattstielen,Mimosa, Dolichos, Vitis, gemessenen elektrischen Potentialänderungen bei verschiedener Belichtungsintensität lassen sich dahin deuten, daß Erregungsvorgänge die Lichteinstellung der Blätter übermitteln.An Ranken vonVitis undLathyrus wurden, insbesondere nach starken Reizen, elektrische Negativitätswellen nachgewiesen, die wohl als Zeichen von Erregungserscheinungen aufzufassen sind. Sie sprechen nicht für eine besondere Ausbildung der Erregungsleitung in den Ranken, was ja nach der geringen Ausbreitung der Krümmungsreaktion nach schwachen Reizen auch nicht zu erwarten ist. Die Leitungsgeschwindigkeit stimmt mit der seinerzeit vonFitting nach Beobachtung der mechanischen Reaktion schätzungsweise angegebenen überein.Von Insektivoren wurdenDrosera undPinguicula untersucht. Von den Blättern vonDrosera binata undrotundifolia lassen sich nach Wundreizen Negativitätswellen ableiten, die auf eine wohl ausgebildete Erregungsleitung ohne Dekrement deuten. Von der Spreite vonDrosera rotundifolia wurden derartige Negativitätswellen, vielfach von geringerem Ausmaß, auch nach Fütterung mit Mückenlarven registriert. An Blättern vonPinguicula lassen sich nach Wundreiz Negativitätswellen nachweisen, die auf weniger gut ausgebildete Erregungsleitung mit scheinbarem Dekrement schließen lassen. Nimmt man hinzu, daß nach den UntersuchungenBurdon-Sandersons die Erregungsleitung beiDionaea muscipula wohl noch besser ausgebildet ist als beiDrosera, so ergibt sich für die untersuchten Insektivoren ein deutlicher Parallelismus zwischen Geschwindigkeit und Ausbreitung der Bewegungsreaktion beim Insektenfang einerseits und Ausbildung der Erregungsleitung andererseits.Mit 26 Textabbildungen.     

Untersuchungen über die Spermiogenese beim Silberfischchen,Lepisma saccharina L.

Zusammenfassung Die Spermiogenese von Lepisma saccharina L. ist im Hinblick auf die unvereinbaren Gegensätze in den Auffassungen über die Morphologie ihrer Spermien licht- und erstmals auch elektronenmikroskopisch überprüft worden. Nach den Ergebnissen unterscheiden sie sich in wesentlichen Punkten weitgehend von anderen begeißelten Spermien: Jeweils zwei Spermien stehen sich vorn Kern an Kern gegenüber und bilden eine funktionelle Einheit. Nur in diesem Abschnitt führen sie lebhaft schlangelnde Bewegungen aus. Eine Erklärung dieses einzigartigen Phänomens, das erst beim Übergang in die Reifeform aufzutreten scheint, wird versucht. Das Zentriol wandert vom caudalen Pol des Kerns bei der früheren Spermatide im weiteren Verlauf der Entwicklung nach apikal und hat beim Spermium eine Position am Kern in unmittelbarer Nähe seines Vorderendes inne. Damit konnte eine derart atypische Stellung des Zentriols, lichtmikroskopisch in einigen Fällen gefordert, erstmals elektronenmikroskopisch bewiesen werden. Zusammen mit dem Zentriol gelangt als ein Produkt des GolgiApparates eine granuläre Masse in die Spitzenregion, wo sie am Ende der Entwicklung aus der Zelle eliminiert und an der Zellmembran angelagert wird. Sie besitzt einen eigenartig kristallinen Aufbau. Nach Herkunft und Stellung ist sie das Akrosom des Spermiums. Im Gegensatz zur üblichen Bildungsweise entwickelt sich das Akrosom nicht innerhalb einer Vesikel. Ohne Beispiel ist auch seine extrazelluläre Lage, die es gestattet, das Akrosom als ein Sekret des Golgi-Apparats aufzufassen. Das dichte Material, das kurz vor der Streckung des Kerns an seinem caudalen Pol auftritt und von der Mehrzahl der lichtmikroskopischen Untersucher für das Akrosom angesehen wurde, ist ein typischer postnukleärer Körper.Herrn Prof. Dr. med. Hermann Hoepke zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Funktionell-histologische Studien am Plexus chorioideus von Rana temporaria L. unter besonderer Berücksichtigung der Sekretionsfrage

Ohne ZusammenfassungArbeit unter Leitung von Priv.-Doz. Dr. A. Oksche mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft. Herrn Prof. Dr. K. Niessing danke ich für die Überlassung eines Arbeitsplatzes am Anatomischen Institut der Universität Marburg, Herrn Prof. Dr. G. Petry für Hilfe bei der Anfertigung der Mikroaufnahmen.     

Über die Ausbreitung der durch Verwundung bedingten Viskositätsverminderung bei Spirogyra

Zusammenfassung Eine Reihe von Beobachtungen spricht dafür, daß sich die leichtere Verlagerbarkeit der Chromatophoren beim Zentrifugieren in denjenigenSpirogyra-Zellen, die einer durchschnittenen Zelle im Faden benachbart sind, nicht durch Erregungsleitung, sondern durch eine aus der durchschnittenen Zelle freiwerdende Substanz ausbreitet.Herrn Professor Leopold Löhner, Vorstand des physiologischen Institutes der Universität Graz, danke ich für die mir zur Verfügung gestellte elektrische Zentrifuge und für die sonstigen Hilfsmittel seines Institutes.     

Autoradiographische Bestimmung der Dauer der DNS-Verdopplung und der Generationszeit beim Ehrlich-Ascitestumor der Maus durch Doppelmarkierung mit 14C- und 3H-Thymidin

Zusammenfassung Mittels eines Doppelmarkierungs-Verfahrens unter Verwendung von ¹⁴C- und ³H-Thymidin und der autoradiographischen Technik wurde die DNS-Verdopplungszeit (S-Phase) und die Generationsdauer bei einem vorwiegend diploiden Stamm des Ehrlich-Ascitestumors der Maus bestimmt. Eine 1. Gruppe von Inzucht-Mäusen wurde am 6. Tag nach Inokulation, d.h. nahe im Stadium des exponentiellen Tumorwachstums, und eine 2. Gruppe am 11. Tag nach Inokulation untersucht.Am 6. Tag nach Inokulation ergab sich ein ³H-Index von 36±4%. Tageszeitliche Schwankungen dieses Wertes wurden nicht beobachtet. Am 11. Tag nach Inokulation wies der ³H-Index größere Schwankungen auf, welche aber offenbar durch nicht-exponentielles Wachstum und nicht durch tageszeitliche Schwankungen bedingt sind.Für die DNS-Verdopplungszeit ergab sich ein Wert von 9 Std und für die Generationsdauer von 24 Std. Am 11. Tag nach Inokulation scheint die DNS-Verdopplungszeit von der gleichen Größe zu sein. Für die Mitose-Dauer fand sich ein Wert von etwas weniger als 1 Std (späte Probis frühe Telophase) in Übereinstimmung mit den Werten der Literatur für somatische Zellen erwachsener Tiere.Ein Vergleich von Tumorzellen, somatischen Zellen erwachsener Tiere und fetalen Zellen zeigt, daß die von Zellart zu Zellart sehr großen Unterschiede der Generationsdauer im wesentlichen auf Unterschiede der G ₁-Phase beruhen. Damit verglichen ist das Zeitintervall zwischen Beginn der DNS-Verdopplung und dem Ende der Mitose relativ konstant. Die gegenüber der Ursprungszelle stark verkürzte Lebensdauer der Ascitestumor-Zelle kommt vorwiegend durch eine Verkürzung der G ₁-Phase zustande.Wir danken Herrn Dr. J. Gimmy und Frl. E. Verlemann für ihre Hilfe bei der Durchführung der Versuche.Die Arbeit wurde durch Mittel der Gesellschaft zur Bekämpfung der Krebskrankheiten in Nordrhein-Westfalen und des Bundesministeriums für wissenschaftliche Forschung unterstützt.Inzwischen wurde von R. Baserga u. E. Lisco eine Arbeit veröffentlicht, in der auch über eine Bestimmung der DNS-Verdopplungszeit beim Ehrlich-Ascitestumor der Maus durch ein Doppelmarkierungs-Verfahren berichtet wird [J. nat. Cancer Inst. 31, 1559 (1963)].     

Simulierung der Röntgenstrahlenwirkung durch freie Radikale

Zusammenfassung Die in einer Hochfrequenzentladung in Wasserdampf entstehenden OH-Radikale bewirken eine Oxydation von Eisen (II) und eine Reduktion von Ger (IV), während H-Atome aus der Wasserstoffentladung Hexacyanoferrat (III), Gold (III) und Silber (I) reduzieren. Diese Ergebnisse werden mit der Röntgenbestrahlung verglichen und die Reaktionsgleichungen diskutiert.Es gelingt so, die Wirkungen der OH-Radikale und H-Atome zu trennen, die bei Bestrahlung immer gemeinsam auftreten.Es ergibt sich, daß OH-Radikale stärker für die sekundären, chemischen Effekte der Bestrahlung verantwortlich sind als H-Atome.Herrn Prof. Dr.-Ing. H.Engelhard möchte ich für sein stets förderndes Interesse am Fortgang dieser Arbeit meinen herzlichen Dank aussprechen.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Herrn Bundesminister für wissenschaftliche Forschung danke ich für die zur Verfügung gestellten Mittel.     

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

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

Die Ertragsfähigkeit der Maisdoppelhybriden und der Sortenhybriden in der Volksrepublik Rumänien

Zusammenfassung Nachdem die Doppelhybriden in die Volksrepublik Rumänien eingeführt wurden, stellte man Vergleichsversuche mit Sortenhybriden und einheimischen Sorten an.Obwohl die importierten Doppelhybriden aus Gegenden stammten, die ein anderes Klima haben als unser Land und so nicht am geeignetsten für die Dürrezonen unseres Landes waren, übertrafen sie die Sortenhybriden mit einem mittleren Mehrertrag von 1220 kg/ha.Die frei abblühenden Maissorten, die in verschiedenen Gegenden der Volksrepublik Rumänien angebaut werden, wurden von den Doppelhybriden mit einem mittleren Mehrertrag von 1572 kg/ha übertroffen, während die Sortenhybriden die einheimischen Sorten nur mit einem mittleren Mehrertrag von 352 kg/ha übertreffen.Schlußfolgernd stellen wir fest, daß die Sortenhybriden den Doppelhybriden unterlegen sind, weil sie den Heterosiseffekt nicht verwirklichen können und nicht Kombinationen von wertvollen Linien darstellen, welche Folge einer langen, methodischen Auslesearbeit der Inzuchtlinien und Kombinationen sind, die am stärksten auf eine Kreuzung reagieren.Herrn Professor Dr.Stubbe zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Über das Verhalten des Herzens von Testudo graeca L. gegenüber künstlichen Reizen

Zusammenfassung Als Hauptergebnis der vorliegenden Untersuchungen kann hervorgehoben werden, daß eine Extrasystole an den Vorhöfen des Schildkröterherzens in der Norm von keiner kompensatorischen Pause gefolgt ist. Die Extrasystolen der Vorhöfe werden nämlich fast immer rückläufig auf die vorgelagerten Herzteile, den Sinus und die Hohlvenen, übertragen. Ist dies ausnahmsweise nicht der Fall, so kommt es zum Auftreten sogenannter eingestreuter Extrasystolen, durch die die Schlagfolge des Herzens in keiner Weise beeinflußt wird. Das von Engelmann aufgestellte Gesetz von der Erhaltung der physiologischen Reizperiode gilt also für die Vorhöfe des Schildkrötenherzens nicht.Extrasystolen der Kammer sind in der Regel von einer kompensatorischen Pause gefolgt. Es gibt aber auch da Ausnahmen. Diese sind vor allem dadurch gegeben, daß das Herz normalerweise, also ohne irgendeinen Eingriff sehr langsam schlägt. In diesen Fällen findet eine rückläufige Übertragung der Extrasystole von der Kammer über die Vorhöfe nach dem Sinus und den Hohlvenen statt.Für die führende Herzabteilung, den Sinus, gilt natürlich das Gesetz von der Erhaltung der physiologischen Reizperiode nicht. Das Intervall Extrasystole bis nächste normale Systole ist hier stets gleich lang dem Intervall zwischen den normalen Systolen der führenden Herzteile untereinander. Verlängerungen dieses Intervalls sind als ein Ausdruck einer Schädigung des führenden Herzteils zu betrachten, die schon durch den im allgemeinen für unschädlich gehaltenen elektrischen Reiz hervorgerufen werden kann.Herrn Prof. Dr. Adolf Loewy, dem Leiter des Schweizerischen Forschungsinstituts, sage ich für seine liebenswürdige Aufnahme meinen ergebensten Dank.     

Ein Beitrag zur Heteross bei Gemüsekulturen

Zusammenfassung Es wird über die Erforschung und praktische Ausnutzung der Heterosis im Gemüsebau berichtet. Bei mehr als 20 Gemüsekulturen wurde bisher ein Heterosiseffekt nachgewiesen. Besonders beleuchtet werden die Ergebnisse zur ausnutzung der Heterosis bei Tomaten, Gurken und Zwiebeln. Das Auftreten von Formen und Sorten mit zytoplasmatisch bedingter Pollensterilität ermöglicht die Erzeugung von Hybridsaatgut ohne Kastration. Pollensterile Pflanzen wurden bei 9 Zwiebelsorten, 1 Weißkohl-und 1 Mohrrübensorte ausgelesen. Ferner wurde eine Methode zur Erzeugung von Hybridsaatgut bei Fremdbefruchtern (Mohrrüben, Zwiebeln usw.) und bei Selbstbefruchtern (aufgezeigt am Beispiel der Tomate) ausgearbeitet. Weiterhin führte man Untersuchungen zur Ausarbeitung von Methoden für eine Frühdiagnose des Heterosiseffektes durch.Herrn Prof. Dr.Oberdorf zum 65. Geburtstag gewidmet.Übersetzung A. Vetter     

Zur frage der verwandtschaft zwischen melaniiden und cerithiiden

Zusammenfassung In vorstehenden Ausführungen wird eine Gesamtanatomie von Melanopsis dufourei Fér. gegeben. Dieselbe ist mit Ausnahme des Nervensystems, das Bouvier untersuchte, erstmalig.Von Cerithium vulgatum Brug. gilt dasselbe. Die in der Literatur über these Art sick findenden Angaben sind geprüft und teilweise ergänzt worden.Bei den Untersuchungen hat rich gezeigt, daß beide Tiere sowohl in ihrem äußeren Bau als auch in den inneren Organen fast völlig überein-stirnmen. Nur das Nervensystem weist tiefgehende Unterschiede auf, indem es bei Melanopsis dufourei Fér. zygoneur, bei Cerithium vulgatum Brug. dagegen vollkommen dialyneur ist. Indessen wurde dargelegt, daß auch these Schwierigkeit durch die sick innerhalb beider Familien zeigende Entwicklung des Nervensystems von der dialyneuren zur zygoneuren Form zu beseitigen ist. Wenn these Möglichkeit nicht bestanden hätte, dann wäre es nicht zu begreifen, wie die zwei Gruppen in so zahlreichen Punkten übereinstimmen könnten. Die vielen Paralleler-scheinungen zwischen Melaniiden und Cerithiiden, sowohl was den äußeren Bau als auch die inneren Organe einschließlich der Anordnung des Nervensystems betrifft, sind so auffallend, daß she meines Erachtens nur für eine Verwandtschaft beider Familien sprechen können. Dazu leiten sich die SüBwasserformen, die beide ausgebildet haben, von Meeresvorfahren ab. Auch die paläontologischen Befunde stimmen am besten zu dieser Auffassung.Vorliegende Arbeit wurde im Zoologischen Institut der Universität Frankfurt a. M. ausgeführt. Ich möchte es nicht unterlassen. den Förderern meiner Arbeit auch an dieser Stelle den besten Dank auszusprechen. In erster Linie bin ich Herrn Geh. Beg.-Rat Prof. Dr. O. zur Strassen für die Stellung des Themas und Leitung der Arbeit zu Dank verpflichtet. Dann möchte ich aber auch nicht verfehlen, Herrn Dr. Fr. Haas, Kustos am Senckenberg-Museum, für die Überlassung eines Teiles des von ihm gesammelten Materials von Melanopsis dufourei Fér. und für mancherlei Winke, die er mir bei meinen Untersuchungen gab, meinen Dank auszusprechen. Außerdem bleibt mir noch die angenehme Pflicht, Herrn C. Faust aus Barcelona und Herrn Luis Pardo vom Hydrobiologischen Institut zu Valencia für die Zusendung frischen Materials von Melanopsis dufourei Fér. und der var. graëllsi zu danken. Schließlich babe ich auch den Herren Assistenten des hiesigen Zoologischen Institutes, Herrn Priv.-Doz. Dr. Wülker, Herrn Dr. Kuhl and Herrn Dr. W. E. Ankel, jetzt Assistent am Zoologischen Institut der Universität Gießen, zu danken. Herrn Dr. Kemmerzell bin ich für die freundliche Unterstützung bei der Anfertigung der photographischen Aufnahmen sehr verbunden.

Zeichenerklärungen

I. Nervensystem von Melanopsis did. Fér. C Cerebralganglion - 1 und 2 Lippen- und Schnauzennerv - 3 Buccalkonnektiv - 4 Tentakelnerv - 5 Augennerv; - 6 Nerv für die Innervation der Seiten des Kopfes - 7 Cerebropedalkonnektiv - Pl Pleuralganglion - cpl Cerebropleuralkonnektiv - plp Pleuropedalkonnektiv - z Konnektiv de la zygoneurie - B Buccalganglion mit Nerven - Sb Subintestinalganglion - Sp Supraintestinalganglion - ki Kiemennerv - ko Kolumellarnerv - ma Mantelnerv - Visc. Visceralganglion - i Verbindung zwischen Supraintestinalganglion und Visceralganglion - n Verbindung zwischen Supraintestinalganglion und Pleuralganglion - P Pedalganglion - St Statozysten II. Nervensystem von Cerithium vulgatuni Brug C Cerebralganglion - 1 Schnauzennerv - 2 und 3 Lippennerv - 4 Buccalkonnektiv - 5 Tentkelnerv - 6 Augennerv - 7 Cerebropedalkonnektiv - P Pedalganglion - Pl Pleuralganglion - St Statozyste - ma Mantelnerv - ki Kiemennerv - lA linksseitige Anastomose - rA rechtsseitige Anastomose - Sb Subintestinalganglion - Sp Supraintestinalganglion - ko Kolumellarnerv - plp Pleuropedalkonnektiv - Visc Visceralganglion     

Zum Problem der Ocellenfunktion bei den Insekten

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden teils experimentell, teils aus vorhandenen Abbildungen die Augenkonstanten einer Anzahl von Insektenocellen bestimmt.Diese ergeben, daß die Ocellen bei großer Lichtstärke und geringem Auflösungsvermögen nur für die Rezeption von Helligkeit und Lichtrichtung in Anspruch genommen werden können. Sie ergänzen bei gut fliegenden Tieren infolge ihrer großen Lichtstärke die lichtschwachen Appositionsaugen.Versuche mit den Arbeitern von Formica rufa zeigen, daß es für ihre Abwehrreaktion gegen dunkle Gegenstände einen innerhalb einer Versuchsreihe konstanten kleinsten Sehwinkel (Reaktionswinkel) gibt, der im übrigen mit Temperatur und Beleuchtung meßbar variiert.Versuche, im Experiment die Funktion der Ocellen festzustellen, fielen, wie bisher immer, negativ aus.Herrn Prof. Kühn schulde ich Dank für die Anregung zu dieser Untersuchung und wohlwollende Förderung; ferner spreche ich Herrn Prof. Pohl, Der mich in der Arbeit durch Beratung in physikalischen Fragen und durch Überlassung von Räumlichkeiten und Apparaten im I. Physikalischen Institut der Universität weitgehend unterstützte, sowie den Assistenten im Zoologischen und Physikalischen Institut, den Herren Dr. Kröning und Dr. Kuhn, und Herrn Dr. Gudden für Anregungen und Ratschläge meinen Dank aus.     

Über die Ultrarot-Reflexion tierischer Körperoberflächen

Zusammenfassung Um den Grad der Ausnutzung der Sonnenwärme durch wechselwarme Tiere kennenzulernen, wurde — als eine Teilfrage dieses Problems — die Reflexion verschiedener Tieroberflächen im kurzwelligen Ultrarot untersucht. Es zeigte sich bei Käferelytren und Schmetterlingsflügein eine ausgesprochen selektive Reflexion mit einem Maximum bei 1 und einem Minimum bei 1,9–2,2, bzw. 2,6 bis 3. Das Maximum ist, da es in einem Bereich liegt, in dem die Sonnenstrahlung ziemlich hohe Intensität besitzt, von Bedeutung. Zwischen der Reflexion im sichtbaren Bereich und im Ultrarot ist kein deutlicher Zusammenhang. — Bei den Schneckenschalen verläuft die Reflexionskurve ähnlich, aber unregelmäßiger, Frosch- und Eidechsenhäute haben eine von den kurzen zu den langen Wellen gleichmäßig ansteigende Kurve. Die Strahlungsausnutzung ist hier größer.Zwischen den einzelnen Arten innerhalb jeder Tiergruppe bestehen in der Reflexion erhebliche Unterschiede. Irgendwelche Gesetzmäßigkeiten — etwa ein Zusammenhang zwischen dem Reflexionsvermögen der Tiere und dem in ihrem Lebensraum vorherrschenden Strahlungsklima (Sonne oder Schatten) — sind nicht zu erkennen.Zum Schluß sei es mir gestattet, meinen Dank auszusprechen: Herrn Prof. Dr.Kruger (Wien, I. Zoolog. Institut), der die Anregung zu dieser Untersuchung gab, Herrn Dr.Mörikofer, Vorstand des Davoser Observatoriums, der mir die Mittel seines Institutes bereitwilligst zur Verfügung stellte und einen Aufenthaltszuschuß gewährte, seinem Assistenten Herrn Dr.Wieland für die freundliche wissenschaftliche und technische Hilfe und schließlich der Wiener Akademie der Wissenschaften für die Bewilligung einer Subvention.     

Feinbau und Funktion der Melanocyten in den Haarwurzeln pigmentierter und weisser Kaninchen

Zusammenfassung Die Melanocyten der Haarwurzeln unterscheiden sich durch ihren Feinbau deutlich von den benachbarten Matrixzellen. Sie sind sehr viel reicher an Zellstrukturen und besitzen vor allem einen wohlausgebildeten Golgi-Apprat mit zahlreichen Vesikeln. Dasselbe gilt auch für die unpigmentierten Melanocyten der Albinos. Die Melanocyten in den jungen Haarwurzeln schwarzer Kaninchen enthalten neben voll ausgefärbten reifen Pigmentgrana stets schwächer pigmentierte Frühstadien, die eine deutliche Innenstruktur aufweisen.Das Schwarzrussen-Kaninchen besitzt in den Haarwurzeln seiner weißen Haare ebenfalls Melanocyten, die zahlreiche ungefärbte Propigmentgrana mit einer zarten Innenstruktur enthalten. Durch Unterkühlung der Jungtiere lassen sich hier alle Übergänge von den farblosen Grana zu voll ausgefärbten Pigmentkörnern experimentell herbeiführen und elektronenoptisch verfolgen.Die Propigmentgrana entstehen als kleine Bläschen im Golgi-Feld der Melanocyten. Sie sind länglich oval und besitzen eine einfache Hüllmembran. In ihrem Innern entsteht zunächst eine feine gefaltete Membran, die im Längsschnitt parallel und im Querschnitt spiralig erscheint. Auf diese Membran, die allem Anschein nach aus Eiweiß besteht, schlägt sich bei der experimentellen Kälteschwärzung in zunehmendem Maße Pigment nieder. Die so entstehenden Melaninkörner und ihre Frühstadien sehen genauso aus wie bei den schwarzen Alaska-Kaninchen.Die Melanocyten der Albino-Kaninchen gleichen denjenigen der nicht unterkühlten Russen-Kaninchen, nur sind hier die Propigmentgrana kleiner und lassen sich nicht durch Kälteeinwirkung ausfärben.Die Haarwurzeln der weißen Fellbezirke des Holländer-Kaninchens und diejenigen des Weißen Wieners enthalten keine Melanocyten.Die Abgabe des fertigen Pigments an die jungen Haarzellen erfolgt offenbar dadurch, daß die eingedrungenen Melanocytenausläufer im Plasma der Haarzellen zerfallen. Auch die ungefärbten Grana der Melanocyten des nicht unterkühlten Russen-Kaninchens und des Albinos werden an die Haarzellen abgegeben.Die Anregung zu diesen Untersuchungen gab Herr Prof. Dr. R. danneel. Ihm, Herrn Prof. Dr. K.E. Wohlfarth-Bottermann, Herrn Dozent Dr. E. Lubnow und Herrn Dozent Dr. N. Weissenfels verdanke ich viele Ratschläge und manche technische Unterstützung.     

Nervöse Überträgersubstanzen und ihr fermentativer Abbau

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

Ein X-Band-Rubin-Molekularverstärker mit einer Betriebstemperatur von 90° K für biophysikalische Anwendungen

Zusammenfassung Molekularverstärker zeichnen sich durch sehr niedriges Eigenrauschen aus; sie ermöglichen damit noch Verstärkung und Nachweis von Hochfrequenzsignalen, die bereits weit unterhalb des Rauschpegels eines üblichen elektronischen Verstärkers liegen.In der vorliegenden Arbeit wird über die Möglichkeit des Einsatzes eines Molekularverstärkers für biologische Untersuchungen berichtet:Die vonRedhardt vorgeschlagene Verbindung eines Elektronenspinresonanz-Spektrometers mit einem Molekularverstärker läßt eine Steigerung der Nachweisempfindlichkeit in einem Maße erwarten, daß Urtersuchungen an Radikalzwischenstufen bei StoffwechselVorgängen in wasserhaltigen biologischen Systemen möglich wären.Nach einer kurzen Darstellung der Wirkungsweise eines Molekularverstärkers wird ein am Max Planck-Institut für Biophysik für die genannte Anwendung entwickelter Hochtemperatur -Molekularverstärker beschrieben.Meinem verehrten Lehrer, Herrn Professor Dr. Dr. Dr. Dr. B.Rajewsky, danke ich für die Möglichkeit zur Durchführung der vorliegenden Arbeit, sowie für zahlreiche fördernde Diskussionen. Herrn Priv. Doz. Dr. A.Redhardt danke ich für viele wertvolle Hinweise.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an der Reptilien- und Vogellunge

Zusammenfassung Elektronenmikroskopische Untersuchungen ergeben, daß nicht nur die respiratorische Oberfläche der Reptilienlunge, sondern auch der Lunge der Vögel jene Dreischichtung aufweist, wie sie für die Atmungsfläche der Amphibien und Säugerlunge bereits nachgewiesen wurde: Sie gliedert sich in Endothel, Basalmembran und einschichtiges Epithel. Allerdings liegen in der Vogellunge insofern besondere Verhältnisse vor, als das Cytoplasma der Deckzellen in den Luftkapillaren zu sehr dünnen Platten ausgezogen ist, die sich stellenweise ziemlich regelmäßig übereinander schichten und in den Nischen zwischen den Blutkapillaren auffällige Membrankonvolute bilden. Mit dieser Peststellung ergibt sich, daß weder die eingangs erwähnte, die Vogellunge betreffende Darstellung von Schulz (1959) noch jene von Salt und Zeuthen (1960) den tatsächlichen Verhältnissen gerecht wird.Die ältere Ansicht (Bargmann 1935, 1936), wonach die Vogellunge als ein intensiver Beatmung in höchstem Maße angepaßtes Organ am Ende einer funktioneilen Reihe steht, erweist sich zwar insofern als unzutreffend, als ihre Blutkapillaren nicht weitgehend nackt an die Atemluft angrenzen. Sie kann jedoch deswegen noch Geltung beanspruchen, weil die Cytoplasmaauskleidung ihrer Luftkapillaren auf große Strecken hin wesentlich dünner als die Epithelauskleidung der Lungenalveolen der Säugetiere ist.Durchgeführt mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Herrn Prof. Dr. Wilhelm Hallermann, Direktor des Instituts für Gerichtliche und Soziale Medizin an der Universität Kiel, zum 60. Geburtstag dankbar gewidmet.     

Über einen neuen Intermedintest und die Intermedinreaktion der Elritze

Zusammenfassung Durch Injektion von Intermedin erhält man bei der Elritze Melanophorenexpansion, niemals Kontraktion. Die von zahlreichen Autoren beschriebene Ballung von Fischmelanophoren durch Hypophysen-hinterlappenpräparate ist nicht nach Przibram mit Hilfe des Schultz-Arndtschen Gesetzes zu erklären, sondern geht anscheinend auf die Wirksamkeit einer vom Intermedin verschiedenen Substanz oder mehrerer solcher zurück. Das typische Farbwechselhormon Intermedin wirkt auf Frosch- und Fischmelanophoren qualitativ gleich.Ein nervöser Mechanismus der Erythrophorenintermedinreaktion, wie ihn Peczenik bewiesen zu haben glaubt, überhaupt jede zentrale Wirkung des Intermedins auf das rote Pigment, wie sie Zondeks Befunde und Anschauungen nahelegen, wird völlig abgelehnt. Einerseits vermag die Zerstörung von Nervensträngen und Nervenzentren die Reaktion nicht zu verhindern, andererseits demonstriert die an isolierten Haut- und Flossenstücken leicht nachweisbare direkte Wirkung des Hormons seine periphere Angriffsweise zur Genüge. Die von Peczenik bestrittene Auffassung Giersbergs, daß Erythrophoren und Xanthophoren der Elritze keine Innervation zeigen, erhält dadurch eine neue Stütze. Dieser Sonderstellung gegenüber den innervierten Fischchromatophoren entspricht ein abweichendes Verhalten zu anorganischen Salzen. Peczeniks Spekulationen bezüglich der Erythrophoreninnervation auf Grund der Wirkung vegetativer Gifte sind daher als verfehlt zu betrachten.Ähnlich wie bei den ebenfalls nicht innervierten Pigmentzellen von Dixippus morosus (Atzler 1930) ist auch bei den Erythrophoren der Elritze eine Expansion bei Sauerstoffmangel unmöglich.Die von Jores und Lenssen erhobene Behauptung, die Erythrophoren der Elritze reagierten auf durch alkalische Extraktion gewonnene Hypophysenauszüge schwächer als auf saure, wird angefochten. Die Intermedinreaktion der Elritzenerythrophoren entspricht weitgehend der der Froschmelanophoren. Kein qualitativer, sondern nur ein quantitativer Unterschied im Verhalten gegenüber den expansionshemmenden Substanzen der sauren Extrakte trennt diese beiden Chromatophorentypen.Ähnlich wie der Froschtest (Trendelenburg, Jores) ist auch der Zondeksche Intermedinnachweis durch Injektion bei Elritzen unspezifisch, da es Stoffe gibt, die durch eine Reizwirkung auf den Zwischenlappen die Hormonreaktion indirekt hervorrufen.Es wird ein neuer spezifischer Test beschrieben, der neben anderen Vorzügen vor den beiden älteren Testmethoden eine leicht herstellbare Einheit bietet, die Elritzenflosseneinheit (E.E.). Unsichere Standardlösungen, wie sie für den Froschtest unentbehrlich sind, werden hierdurch entbehrlich.Die vorliegende Arbeit wurde mit Hilfe von Mitteln der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft ausgeführt.Am Ende meiner Ausführungen möchte ich Herrn Prof. Dr. Giersberg für die Anregung zu dieser Arbeit und sein ständiges Interesse meinen herzlichsten Dank aussprechen.     

Die Gefrier-Fixation lebender Zellen und ihre Anwendung in der Elektronenmikroskopie

Zusammenfassung Der Gefriervorgang in den Zellen hängt in erster Linie ab von der Gefriergeschwindigkeit, der Frosthärte des Objektes und von der Konzentration eines Frostschutzmittels (Glyzerin) im Zytoplasma. Für die meisten Untersuchungen wurde Preßhefe als Testobjekt verwendet. Der Einfluß der Gefriergeschwindigkeit äußert sich auf drei verschiedene Weisen; das Zellwasser kristallisiert entweder extra oder intrazellulär oder es wird amorph verfestigt (Vitrifikation). Die Bestimmung von Gefrierpunkt, Unterkühlbarkeit und Rekristallisationspunkt ermöglicht eine Erklärung dieser drei Wirkungsweisen und führt zu einem physikalischen Verständnis des Phänomens der Frosthärte. Physikalische Untersuchungen zeigen, wie das Frostschutzmittel eine Erhöhung der Frosthärte bewirkt; physiologische Experimente veranschaulichen einige Nebenwirkungen des Glyzerins.Die Verwirklichung des Gefrierens lebender Zellen hängt in erster Linie von der Wahl geeigneter Gefriergeschwindigkeiten und Frostschutzmitteln ab. Die Endtemperatur des Gefriervorganges muß, je nach der Frosthärte des Objektes, d. h. je nach dem tiefsten in den Zellen auftretenden Rekristallisationspunkt, unter –50 bis –70° C liegen.Das Anwendungsgebiet des Gefrierens lebender Zellen ist sowohl auf biologischem wie auch auf medizinischem Gebiete sehr groß, sei es als reine Gefrierkonservierung oder in der Gefrier-Trocknung oder -Substitution. Mit Hilfe der Gefier-Ätzung können hochauflösende, elektronenmikroskopische Bilder der gefrorenen Objekte hergestellt werden, die vollkommen artefaktfrei sind, insbesondere frei von den durch die üblichen Präparationsmethoden eingeführten Veränderungen.Einige Beispiele illustrieren die Anwendung des Gefrierens lebender Zellen in der Elektronenmikroskopie. Die Methode der Gefrier-Ätzung ist besonders geeignet für die Darstellung der auf den Zytomembranen lokalisierten Partikel; z. B. Fibrillen synthetisierende Partikel in der Plasmamembran, Ribosomen auf einer Vakuolenmembran, Elementarpartikel auf den Cristae mitochondriales und Quantasomen auf den Granalamellen eines Chloroplasten. Die vielfältige Anwendbarkeit der Gefrier-Ätzung wird aufgezeigt an Hand von Mikroorganismen (Hefe), pflanzlichen (Wurzelspitze) und tierischen Zellen (Dünndarmepithel).Diese Arbeit wurde durch einen Kredit des Schweizerischen Nationalfonds unterstützt. Den Vorstehern des Institutes für Allgemeine Botanik der Eidgenössischen Technischen Hochschule, Herrn Prof. Dr. A. Frey-Wyssling und des Laboratoriums für Elektronenmikroskopie, Herrn Prof. Dr. K. Mühlethaler, sei für die großzügige Förderung dieser Arbeit bestens gedankt. Herrn Dr. D. Branton und Herrn und Frau Prof. Dr. H. Ruska (Medizinische Akademie, Düsseldorf) danke ich für ihre Mitarbeit und für die Überlassung der Abb. 17, 20 und 21.