Ökologische Untersuchungen anPleurobrachia pileus

Zusammenfassung 1. Die tentakulate CtenophorePleurobrachia pileus Fabr. wurde im Laboratorium kultiviert und ökologischen Experimenten unterworfen. Als Kultur- und Experimentiergefäße dienten der Planktonkreisel, der Phytoplanktonkreisel und die Doppelküvette.2. Individuen vonP. pileus (15 mm Körperdurchmesser) legten in einem Zeitraum von 14 Tagen bis zu 7000 Eier ab; die kleinsten sexuell aktiven Individuen maßen 5,5 mm.3. Versuche zur Temperaturtoleranz zeigten, daßP. pileus Temperaturen von –1° bis 26° C erträgt; die extremsten tolerierten Salzgehalte lagen bei 12 bzw. 45 S; beide Werte stellen keine absolute Toleranzgrenze dar.4. Der Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Entwicklungsgeschwindigkeit der Ctenophoreneier, die Nahrungsaufnahme- und Wachstumsrate wurde im Temperaturbereich von 6° bis 20° C untersucht. Innerhalb dieses Bereiches entwickelte sichP. pileus normal, zeigte jedoch deutlich abgestufte Reaktionen auf die unterschiedlichen Temperaturen.5. Künstlich erzeugter Seegang bewirkt beiP. pileus eine Veränderung der Tiefenverteilung; die Ctenophore weicht der Oberflächenturbulenz aus.6. Das Fangverhalten der Ctenophore wird auch von hohem Sestongehalt des Hälterungswassers nur wenig gestört. Aktiv schwimmende Organismen werden bevorzugt gefangen. Treibsand kann zur Schädigung vonP. pileus führen. Eisenhydroxidflocken und andere industrielle Abfallstoffe störten die Ctenophore nur wenig bei der Nahrungsaufnahme.7. Die Wechselbeziehungen zwischenP. pileus und anderen Holoplanktonten sind teilweise sehr kompliziert. Für die verschiedenen Altersstufen der Ctenophore können z. B. adulte Copepoden nacheinander Feinde und Nahrungsorganismen sein.8. Von den Formen des Meroplanktons sind besonders einige Scyphomedusen als Feinde vonP. pileus von Bedeutung. Die Larven vieler benthonischer Evertebraten tragen zur Ernährung insbesondere junger Individuen vonP. pileus bei. Fischlarven werden besonders dann vonP. pileus gefressen, wenn sie aktiv schwimmen.9. Bodenlebende Fische und das vagile Makrobenthos sind zum Teil Feinde vonP. pileus; Cyclopterus lumpus frißt die Ctenophore begierig;Eupagurus bernhardus zeigt ein speziell für den Fang vonP. pileus geeignetes Verhalten.10. Ein Modell zur Beschreibung der interpopulativen Relationen zwischenP. pileus und ihren Nachbarpopulationen wird als Mittel zur Ökosystemanalyse vorgeschlagen.

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Ecological investigations onPleurobrachia pileus 2. Laboratory investigations

The tentaculate ctenophorePleurobrachia pileus Fabr. is one of the most abundant holoplanktonic invertebrates of the German Bight (North Sea). It has been successfully cultivated under laboratory conditions at Helgoland. Additional information was obtained on reproduction and relationships to abiotic and biotic environmental factors.P. pileus tolerated temperatures from –1° to 26° C, and salinities from 12 to 45 S; in both cases the lower and upper limits may not represent the ultimate tolerance maximum. Temperature effects on rates of embryonic development, feeding, and growth were studied, as well as the interaction of turbulence and high seston content of sea water and their effects upon the behaviour of the ctenophore.P. pileus selects certain swimming organisms from a variety of possible food sources; it is well adapted to a life in detritus-rich habitats. Planktonic, nectonic and benthonic organisms have been used for testing interrelations toP. pileus. The patterns of these interrelationships are discussed.

     

Ökologische Untersuchungen anPleurobrachia pileus

Zusammenfassung 1. Die Populationsdynamik der tentaculaten CtenophorePleurobrachia pileus Fabr. 1780 wurde in den Jahren 1966 bis 1968 bei Helgoland untersucht.2. Die in der hydrographisch komplizierten Deutschen Bucht ablaufende Populationsdynamik konnte durch die punktförmige Probennahme und die sie ergänzenden Messungen nur annäherungsweise erfaßt werden.3. Der Jahresgang vonP. pileus zeichnet sich im Untersuchungsgebiet aus durch einen in allen Untersuchungsjahren übereinstimmenden Abundanzanstieg unter Zunahme junger Individuen von März bis Mai. Im Juni wurden die höchsten Abundanzwerte ermittelt; der Rückgang der Population erfolgt anschließend sehr schnell bis zum völligen Fehlen vonP. pileus in den Planktonfängen vor Helgoland.4. In den Jahren 1966 und 1968, alsPleurobrachia pileus eine Abundanz von etwa 10 Individuen pro m³ erreichte, fehlte sie im Spätsommer völlig. 1967, als ihre maximale Abundanz 1–2 Individuen pro m³ betrug, war sie im Spätsommer und Herbst regelmäßig bis häufig im Plankton vertreten.5. Der mittlere Körperdurchmesser der gefangenenP. pileus ist im Winter größer als im Sommer. Gegen Ende des Winters zeigen einzelne Individuen Reduktionserscheinungen an den Lokomotionsorganen.6. Die Tiefenverteilung vonP. pileus zeigt ganzjährig eine Präferenz der bodennahen Wasserschichten, die durch Seegangseinwirkungen anscheinend gefördert wird.7. Die Massenentwicklung vonP. pileus im Frühjahr folgt der Frühjahrsblüte des Phytoplanktons und dem daran gebundenen Auftreten von Copepoden und Evertebratenlarven.8. Der Populationsrückgang wird maßgeblich durchBeroe gracilis verursacht. Deren Population ist somit für die Populationsdynamik vonP. pileus der einflußreichste biotische Faktor.9. DaBeroe gracilis Nahrungsspezialist ist, bilden beide Arten ein Regelsystem, das bei hoher Abundanz vonP. pileus wirksam wird.10.Bolinopsis infundibulum undBeroe cucumis, die synchron im gleichen Gebiet als ökologisches Regelsystem verwandter Struktur vertreten sind, haben nur einen geringen direkten Einfluß auf die Populationsdynamik vonPleurobrachia pileus undBeroe gracilis.11. Die Konsequenzen der Abhängigkeit des Auftretens vonBeroe gracilis vonP. pileus werden diskutiert.

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Ecological investigtions onPleurobrachia pileus. 1. Field studies

The tentaculate ctenophorePleurobrachia pileus Fabr. belongs to the most abundant holoplanktonic zooplankters of the German Bight (North Sea). Its population dynamics have been studied from May 1966 to August 1968. Samples were taken mainly near the island Helgoland; hence the survey on population dynamics, which depend upon the complicated hydrographical conditions of the German Bight, is quite limited. Plankton samples were taken either as surface hauls in turbulent water, or as Hensen vertical hauls or horizontal hauls with the Knüppelnetz. In all three years the annual cycle ofP. pileus reveals a characteristic population increase from March to the end of May, followed by a steep population decrease. Maximum abundances varied from about 20 individuals per m³ to about 1 individual per m³. The population increase corresponds to the spring plankton bloom. The decrease is mainly due to the influence ofBeroe gracilis, whose population dynamics were also studied, as well as those ofBolinopsis infundibulum andBeroe cucumis. IfP. pileus andB. gracilis were abundant in spring,P. pileus could not be found during the subsequent summer, but reappeared in autumn and winter. In 1967, whenP. pileus andB. gracilis were less abundant, representatives could be caught throughout the following months. The population dynamics ofPleurobrachia pileus andBeroe gracilis, as well as ofBolinopsis infundibulum andBeroe cucumis, provide examples of ecological feedback systems.

     

Über die sog. Filamente und das Pigment im Plexus Chorioideus des Menschen

Zusammenfassung Die Vermutung, die Ringsubstanz der Biondischen Silberringe im Epithel des Plexus chorioideus älterer Menschen besäße filamentäre Bauweise, hat sich elektronenmikroskopisch bestätigen lassen. Die in den Silberringen zusammengeschlossenen Filamente (Durchmesser etwa 150 Å) besitzen keine periodische Struktur, sind jedoch nicht homogen. Ob und in welcher Weise die als Steine der Siegelringe oder als Zentren bogenförmiger Einschlüsse bezeichneten Gebilde und die Filamentbündel hinsichtlich ihrer Entstehung miteinander zusammenhängen, konnte ebenso wenig geklärt werden wie die Frage nach der Natur der Filamente. Zum Verständnis der Einschlüsse dürfte der Nachweis gleichartiger oder ähnlicher Strukturen in pigmenthaltigen tierischen Zellen beitragen, die lebensfrisch gewonnen werden können, so daß außer der elektronenmikroskopischen auch eine histochemische Untersuchung aufschlußreich ist.

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Summary The ring- or bow-shaped substance of the inclusions in the epithelial cells of the human plexus chorioideus (described by Biondi, 1934 and Bargmann, 1955) is composed of tiny non-homogeneous filaments (diameter approximately 150 Å) which have no periodical structure. Whether the large pigment granules belonging to the inclusions are connected to the filaments as far as their origin is concerned, is not known. Comparable inclusions in well fixed animal cells containing pigments are expeted to be a more suitable subject for electron microscopical and histochemical investigations than the cells of human autopsy material.

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Frau Prof. Dr. Berta Scharrer zum 60. Geburtstag zugeeignet.     

Über das Apikalorgan (Statocyste) der Ctenophore Pleurobrachia pileus

Zusammenfassung Die Statocyste der Ctenophore Pleurobrachia pileus wurde lichtmikroskopisch, histochemisch und elektronenmikroskopisch untersucht. Folgende Ergebnisse, die zum Teil die Feststellungen anderer Autoren ergänzen, wurden erzielt: Die Statocyste besteht aus einem bilateral symmetrischen Zellpolster, das von einer sog. Cupula überwölbt wird. Die Cupula baut sich aus mit balancer-Cilien durchflochtenen Zellen auf und enthält schwefelsäureesterhaltige Mukosubstanzen. Unterhalb der Cupula befindet sich die Masse der intrazellulär liegenden Statolithen. In dem unspezifischen Statocystenepithel lassen sich ebenfalls schwefelsäureesterhaltige Mukosubstanzen nachweisen. In ihm kommen ferner mutmaßlich vibrationssensible Cilien mit stark modifizierter, kolbenförmiger Wurzel vor. Die Reaktionsprodukte der alkalischen Phosphatase sind im unspezifischen und spezifischen Statocystenepithel gleichmäßig granulär verteilt. Die vier Zellgruppen am Rand des spezifischen Statocystenepithels, die die zweiwurzeligen balancer-Cilien tragen, geben positive Reaktionen auf ATPase, saure Phosphatase und Acetylcholinesterase. Die übrige oberflächliche Zellschicht des spezifischen Statocystenepithels enthält saure Substanzen und trägt feine Cilien mit gespaltener Wurzel. In mittlerer Höhe des spezifischen Statocystenepithels liegen die schon lichtmikroskopisch sichtbaren vier Gruppen der sog. Lamellenkörper, die sich wahrscheinlich aus mehrfach reduplizierten Centriolen entwickeln und keinen Zusammenhang mit der Zellmembran haben. Die Lamellenkörper werden von Zellfortsätzen umgeben, die zahlreiche Sekretgranula und Mikrotobuli enthalten. Die Basis des spezifischen Statocystenepithels ist reich an B-Esterasen und ist durch zwei Zelltypen charakterisiert: dichte, kubische Zellen, die vermutlich Stammzellen darstellen, und langgestreckte, helle Zellen, deren Fortsätze besonders viele Mikrotubuli enthalten. Die Frage nach dem funktionellen Zusammenspiel morphologisch verschiedener Rezeptoren und das Vorkommen eindeutig nervöser Strukturen werden diskutiert. Ein Schema faßt die Befunde zusammen und ergänzt die bekannten schematischen Darstellungen der Statocyste (Hyman, 1940; Barnes, 1963) unter Berücksichtigung der Beobachtungen von Horridge (1963–1969).

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On the apical organ (statocyst) of Pleurobrachia pileus

Summary The statocyst of the ctenophore, Pleurobrachia pileus, was studied by light and electron microscopy and by histochemical techniques. The following results, which partly extend the findings of other authors were obtained: the statocyst consists of a bilateral symmetric cushion-like epithelium, which is arched over by a so-called cupula. The cupula is built up by cells which are interwoven by balancer-cilia and contains sulphurylated mucoid substances. Underneath the cupula there is the complex of the intracellular statoliths. In the unspecific epithelium of the statocyst there are sulphurylated mucoid substances as well. In addition it contains presumably vibration sensitive cilia with a strongly modified onionshaped root. In the specific and unspecific epithelium of the statocyst the reaction products of the alkaline phosphatase are distributed evenly and in granular form. In the four groups of cells at the borders of the specific epithelium, bearing the double-rooted balancer-cilia, the reaction products of ATPase, acid phosphatase and acetylcholinesterase were detected histochemically. In the remaining superficial cell layer of the specific epithelium acidic substances occur. In addition it shows fine cilia with split rootlets. As already seen by light microscopy four groups of lamellated bodies are found at a medium level of the specific epithelium. They presumably develop from multiple reduplicated centriols and have no connection with the cell membrane. The lamellated bodies are surrounded by cell processes containing numerous secretory granules and microtubules. The basal layer of the specific epithelium is rich in B-esterases and is characterized by two types of cells: dense, cuboidal cells which presumably are stem cells and elongated clear cells, the processes of which are particularly rich in microtubules.It is discussed wether morphologically distinct receptors are cooperating in the sense of a functional entity and wether there exist typical nervous structures or not. A scheme summarizing the reported results takes into account the recent findings from other laboratories.

     

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.     

Die organischen Kerne der Mammillen in den Frühstadien der Eischalenbildung bei der Lachmöve

Zusammenfassung Lange in Formol gelegene Stücke von Eischalen der Lachmöve (Larus ridibundus) und zwar früheste Stadien ihrer Entwicklung wurden mit Thionin gefärbt und zu Canadabalsampräparaten verarbeitet. In diesen treten die organischen Kerne metachromatisch tingiert hervor, während die Schalenmembran nur einen schwachen bläulichen Ton darbietet. Die Kerne gehen aus den Sekrettropfen hervor, die als erste bei der Schalenbildung aus den tubulösen Uterusdrüsen auf die Schalenmembran gelangen und zu einem Teil in sie eindringen. In Einklang mit den Befunden an Schliffen entspricht der in der Schalenmembran gelegene Teil eines organischen Kernes örtlich dem Bereich des künftigen Eisosphäriten; die nach außen halbkugelig über die Membran vorragende Hälfte aber gehört in den Bereich des künftigen Primärsphäriten mitsamt den konzentrischen Schichten des anstoßenden Kegels. Die organischen Kerne beschränken als Kalkfänger das Ausfallen des Calcits aus dem schalenliefernden Sekret auf bestimmte Stellen der Schalenmembran und legen damit die Orte für die Entstehung der Schalenbausteine (Calcitsphäriten) fest.     

Effect of larval population density on the adult morphology of two species of Lepidoptera, Plusia gamma L. and Pieris brassicae L.

The morphological effects of population density in locusts in the production of phases is now well established and in recent years somewhat parallel effects have been observed in the larvae of Lepidoptera. Unlike locusts Lepidoptera pass through a quiescent pupal period but nevertheless the adult may be affected. In both P. gamma and P. brassicae adults from crowded larval cultures were smaller in both size and weight although the effect was counteracted to some extent by approaching pupal diapause in P. brassicae. The effect was similar in many cases to that produced by an increase in temperature except that it disturbed the relationships between the lengths of the wing and hind femur with the live weight. The ratio of these lengths (equivalent to E/F ratio in locusts) was significantly increased but was not a satisfactory index of larval population density. No effects were observed in the wing pattern and colouration in either species.

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Zusammenfassung Die Einwirkung der larvalen Populationsdichte auf die Morphologie der jungen Falter wurde bei Plusia gamma und Pieris brassicae durch Vergleich frischgeschlüpfter Falter aus Einzel- und aus Massenzuchten bestimmt.Bei P. gamma wogen Puppen aus Massenkulturen etwas weniger und verloren während des Puppenstadiums mehr an Gewicht. Die entstehenden Falter waren gewichtsmäßig deutlich leichter und hatten etwas kürzere Flügel. Größe und Gewicht der Männchen waren größer als die der Weibchen, und da die Massenzucht die meßbaren Größen bei den Weibchen stärker beeinflußt, verstärkte sie den Unterschied zwischen den Geschlechtern. Jahreszeitliche Unterschiede wurden beobachtet, wobei Gewicht und Größen in der warmen Jahreszeit geringer waren, doch blieb der jahreszeitliche Einfluß geringer als der durch Übervölkerung hervorgerufene.Bei P. brassicae hatte die Massenzucht eine ähnliche Wirkung auf die Puppen- und Erwachsenengewichte und auch auf die Maße, außer daß der Flügel kürzer und schmaler war. Die Unterschiede zwischen den Geschlechtern wurden durch die Massenaufzucht nicht verschärft. Lebendgewicht und Femurlänge waren beim Männchen größer, währen das Weibchen größere Flügel hatte. Bei Herannahen der Diapause wurde die Wirkung der Massenkultur auf Puppen- und Imaginalgewicht kompensiert, aber die Wirkungen auf die Erwachsenenmaße blieben noch erhalten, wenn auch in geringerem Ausmaß als sie bei nichtdiapausierenden Generationen zu beobachten waren. In der wärmeren Jahreszeit wurden Variationen erzielt, die in etwa den durch Übervölkerung bewirkten ähnlich waren, außer daß die Flügel abweichende Form aufwiesen und daß Übervölkerung bei den Männchen die Wirkung stark reduzierte.In Einzelkulturen beider Arten wurden positive, aber nicht stark signifikante Korrelationen in der Beziehung von Costa- und Hinterschenkellänge mit dem Lebendgewicht gefunden. Diese Beziehungen wurden durch Massenkultur gestört.In beiden Arten wurde das Costa-Schenkel-Verhältnis durch Massenkultur signifikant vergrößert (cf. E/F-Rate bei Heuschrecken), ergab aber keinen befriedigenden Index für die larvale Populationsdichte.In der Flügelzeichnung und Färbung beider Arten wurden durch larvale Massenkultur keine Wirkungen beobachtet.

     

Rhythmische Erregungen in den optischen Zentren von Calliphora erythrocephala

Zusammenfassung Die rhythmischen Aktionspotentiale in den optischen Ganglien der Schmeißfliege (Calliphora erythrocephala) werden untersucht.Wird das Komplexauge von Calliphora belichtet, so können vom Ganglion opticum II schnelle, rhythmische Aktionspotentiale, 'Belichtungsrhythme , abgegriffen werden (Abb. 1). Sie treten im Bereich physiologischer Temperaturen und Lichtintensitäten stets und unabhängig von Schädigungen auf. Sie sind die einzige Form von Erregung, die zwischen dem retinalen Bereich und dem Cerebralganglion nachgewiesen werden kann. Die Belichtungsrhythmen zeigen gesetzmäßige Abhängigkeiten von den Reizgrößen. Es ist daher wahrscheinlich, daß sie in die Kausalkette der bei Belichtung des Auges ablaufenden zentralen Vorgänge eingeschaltet sind.Die optischen Ganglien werden mit einer Doppelmikroelektrode abgetastet. Da die Spannung zwischen zwei eng benachbarten Elektroden in der Nähe der Spannungsquelle am größten sein muß, kann gezeigt werden, daß die Belichtungsrhythmen wahrscheinlich in der äußeren Körnerschicht des Ganglion opticum II entstehen (Abb. 14 und 15).Als Maß für die Größe der Belichtungsrhythmen wird die größte während einer Belichtung auftretende Amplitude gewählt, die 'Maximalamplitud ; sie hängt stetig und reproduzierbar von der Zahl belichteter Ommatidien, von der Lichtintensität und vom Adaptationszustand des Auges ab (Abb. 5, 6, 7, 8, 10, 11 und 12).Die Amplituden der Belichtungsrhythmen klingen bei längerer Belichtung allmählich ab (Helladaptation), (Abb. 1C, Abb. 5). Die Heiladaptationszeit ist der Maximalamplitude proportional (Abb. 6, 8, 9 und 10). Wird die Belichtung vor dem völligen Abklingen der Rhythmen unterbrochen, so werden sie durch den Aus-Effekt des Retinogramms gehemmt und brechen sofort und vollkommen ab (Abb. 1 D). Die Dunkeladaptation ist selbst nach vorangegangener Belichtung mit sehr hohen Lichtintensitäten nach spätestens einer Minute abgeschlossen (Abb. 6 und 7).Die Frequenz der Belichtungsrhythmen liegt zwischen 100 sec^–1 und 250 sec^–1, sie nimmt mit steigender Temperatur zu (Tabelle 1). Die Frequenz ist unabhängig von der Lichtintensität, vom Adaptationszustand d von der Zahl belichteter Ommatidien.Während der einzelnen Belichtung zeigen die Rhythmen ein verschieden starkes Schwanken der Amplitude, eine Amplitudenmodulation. Die Modulation hängt vom Präparat und vom Präparationszustand ab.Durch den Vergleich der verschiedenen Modulationstypen und durch gleichzeitige Ableitung an mehreren Stellen des Ganglions können die physikalischen Überlagerungsvorgänge untersucht werden. Die Einzelschwingungen physiologischer Einheiten überlagern sich am gemeinsamen Ableitwiderstand zwischen den Elektroden. Durch die Art der Überlagerung wird die Modulationsform bestimmt. Sie hängt im besonderen von der Frequenz und der Phasenlage der Einzelrhythmen und von physiologischen Synchronisationsvorgängen ab (Abb. 1, 2 und 16).Auch wenn ein Bereich der Retina gereizt wird, der nur wenige Sinneszellen umfaßt, treten Belichtungsrhythmen wie bei großen Reizflächen auf (Abb. 12). Deshalb wird die Möglichkeit diskutiert, daß bereits die kleinste physiologische Einheit im Ganglion mit rhythmischer Erregung antwortet, die in ihrer Amplitude, nicht aber in ihrer Frequenz vom Reiz abhängt.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich für das stete Interesse, das er den Untersuchungen entgegengebracht hat. Die Untersuchungen wurden zum Teil mit Apparaten durchgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

Lobster burrows in Swedish waters

Summary 1. The typical habitat of the European lobster(Homarus vulgaris) is rocky or soft bottom with crevices, boulders and stones.2. At the Swedish west coast it favours a bottom with stones and boulders on sand or shellsand, where it can dig burrows in the soft bottom material under the stones or boulders.3. Such burrows have one, or more than one, opening; in the latter case usually two. A relationship between the size of a lobster and its burrow is often, but not always, noted. The lengths of tunnel-formed burrows, for instance, vary with the size of the overlying stones.4. External factors more or less important in the choice of the site of a burrow are, for example, the composition of the bottom material, the occurrence of slightly overhanging edges of stones or rocks, an outwards-downwards sloping bottom, highest possible values of salinity and temperature, and a sparse algal vegetation or no vegetation at all. Lobsters tend to be absent from polluted areas where the sedimentation rate of organic particles and the turbidity of the water are high.5. Besides being shelters, the burrows also serve as look-outs.6. Burrows may be dug in soft-bottom material in rocky crevices or in flat mud bottoms.7. The burrowing behaviour is characterized by three main patterns: (a) loosening of the bottom material with the walking legs and sometimes with the big claws, (b) shuffling off of piles of soft bottom material in a basket formed by the 3rd pair of maxillipeds and one or two pairs of walking legs, and (c) fanning backwards with the pleopods.8. Small lobsters behave like adults.9. The burrowing behaviour is very similar to that of the American lobster and resembles that ofNephrops norvegicus.

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Hummerhöhlen in schwedischen Gewässern

Kurzfassung Der europäische Hummer(Homarus vulgaris) wird vorzugsweise auf felsigen Böden mit Löchern und Spalten und felsigen oder sandigen Böden mit Steinblöcken und kleineren Steinen angetroffen. Vereinzelte Individuen sieht man auch auf ebenen Weichböden. Besonders tagsüber weilen die Tiere gern in Löchern bzw. Höhlen, welche die Hummer unter Steinen, Blöcken oder an Felswänden selbst ausgegraben haben. Viele Faktoren wirken bei der Wahl des Standortes zusammen, an dem eine solche Höhle ausgegraben werden soll. Unter Steinen und Felsen — vorzugsweise mit überhängenden Kanten — muß geeignetes Bodenmaterial vorhanden sein. Günstige hydrographische Verhältnisse sind eine weitere Voraussetzung. Fernerhin muß der Boden außerhalb der Höhle etwas schräggelagert sein; die Algenvegetation darf nicht zu dicht sein, damit die Sicht nicht eingeschränkt wird. Eine von einem anderen Hummer oder von einem Taschenkrebs verlassene Höhle nimmt der Hummer gerne in Besitz und verbessert sie, falls es notwendig ist. Verschmutzte Gewässer mit erheblicher Sedimentation und starker Trübung werden nicht besiedelt. Die meisten der gegrabenen Hummerhöhlen haben eine Öffnung. Einige sind in der Art eines Tunnels gebaut, mit zwei — selten drei — Öffnungen. Eine gewisse Relation zwischen der Größe einer Höhle und der des einwohnenden Hummers ist vorhanden. Oft aber bestimmt das Aussehen der unmittelbaren Umgebung die Größe der Höhle: so ist die Dimension eines oben liegenden Steines entscheidend für die Länge eines Tunnels. Auch in Lehmböden findet man ausnahmsweise gegrabene Höhlen. Die Art und Weise, in der der Hummer seine Höhle gräbt, wird kurz beschrieben. Die Arbeitsweise ist im Grunde stereotyp, sie wird aber zum Teil den speziellen Verhältnissen der Umgebung angepaßt. Kleine Hummer agieren in der gleichen Weise wie die adulten. Die Wahl des Aufenthaltsplatzes und das Ausgraben der Löcher ist dem Verhalten sehr ähnlich, das vonHomarus americanus beschrieben worden ist. Die Art und Weise des Grabens erinnert auch an die vonNephrops norvegicus.

     

Beiträge zur Entwicklungsgeschichte des sporogenen Gewebes der Gramineen und Cyperaceen. I.Zea mays

Zusammenfassung Auf Grund einer besonderen Zellteilngsfolge, die als mechanisch bedingt zu verstehen ist, ordnen sich die sporogenen Zellen beiZea mays so an, daß sie im Loculusquerschnitt wie die Sektoren eines Kreises um den Mittelpunkt herum liegen. Bei den folgenden Zellteilungen steht die Längsachse der Spindel den räumlichen Gegebenheiten entsprechend immer parallel, nie senkrecht, zur Antherenwand. Es erfolgen also keine Teilungen mehr in radialer Richtung, was im Zusammenwirken mit der Einstellung des Zellwachstums in antikliner Richtung bewirkt, daß die sporogenen Zellen im Zentrum des Antherenfaches auseinanderweichen und schließlich einen Hohlraum bilden.Die Pollenmutterzellen kleiden in einer Lage den Pollensack aus. Ihre Form ist ± stumpf-keilförmig, langgestreckt und die Längen ihrer drei Achsen verhalten sich ungefähr wie 321. Die längste Achse der Pollenmutterzellen und damit auch die Längsachse der Spindel der I. meiotischen Teilung steht immer parallel zur Antherenwand.Die Spindelanordnung der II. meiotischen Teilung erfolgt ebenfalls entsprechend den Raumverhältnissen. Die Spindeln stehen immer parallel zueinander, zur ersten Scheidewand und zur Antherenwand. Diese Art und Weise der Teilung führt dazu, daß die vier Zellen einer Tetrade sich in einer Ebene befinden und dem Tapetum anliegen. Auch nach der Isolierung der Mikrosporen wird diese Lage beibehalten.Die Auswirkung mechanischer Gesetzmäßigkeiten bei der Entwicklung des sporogenen Gewebes vonZea mays ist so stark, daß möglicherweise noch vorhandene andere Faktoren nur eine untergeordnete Rolle spielen.An dieser Stelle möchte ich Frau R.Wunderlich meinen besonderen Dank für mannigfache Beratung aussprechen.     

Über Arthropoden-Abwehrstoffe. LVIII Zur Feinstruktur der Pygidialdrüsen des Gelbrandkäfers (Dytiscus marginalis L., Dytiscidae,Coleoptera)

Zusammenfassung Die Pygidialdrüsen von Dytiscus sezernieren eine Emulsion, die p-Hydroxybenzaldehyd, p-Hydroxybenzoesäuremethylester, Benzoesäure und ein Glycoproteid enthält. Ihre Loben sind aus zwei verschiedenen Arten von Drüsenzellen aufgebaut, den Kanalzellen, die die Einzelkanäle und den Sammelkanal umgeben, und den Tracheoblasten. Die chitinigen Einzelkanäle enden mit einer traubigen oder blasigen Anschwellung, die aus einer massiven inneren und einer schwammigen äußeren Wandschicht besteht, in einer Höhle der sekretorischen Zellen. Die Zahl der Blasen - und Trauben-Zellen ist etwa gleich. Die zentrale Höhle ist von Mikrovilli umgeben, die durch Mikrofibrillen in hexagonaler Packung ausgesteift werden. Wie die Untersuchung nach Gefrierätzung zeigt, ist die konvexe Seite der Mikrovilli-Membran dichter mit Partikeln besetzt als die konkave Seite. Beide Zelltypen haben ein ausgedehntes tubuläres glattes endoplasmatisches Reticulum; freie Ribosomen und granuläre Zisternen sind selten. In den Traubenzellen ist der Golgi-Apparat besser als in den Blasenzellen entwickelt. Die zentrale Höhle der Traubenzellen enthält eine fein-flockige Substanz, die der Blasenzellen ein dichtes osmiophiles Material. Die Sekretionsmechanismen, die Beteiligung verschiedener Typen von Vesikeln und anderer Zellorganellen an der Sekretion und die Unterschiede zwischen den beiden Drüsenzelltypen werden diskutiert. Es wird angenommen, daß die Hauptkomponenten des Sekretes eccrin ausgeschieden werden.

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On defense substances of arthropods LVIII the fine structure of the pygidial glands of the water beetle, Dytiscus marginalis L.

Summary The pygidial glands of Dytiscus secrete an emulsion containing p-hydroxybenzaldehyde, p-hydroxybenzoate, benzoic acid, and a glycoproteid (Schildknecht, 1970). Their lobes are composed of two different types of secretory cells, channel cells (which surround a channel, draining the secretory cell, as well as the collecting channel), and of tracheoblasts. The chitinous draining channel ends in the form of either a racemous or a bulbous swelling consisting of a massive inner and a spongy outer wall layer in a cavity of the secretory cell. The number of racemous and bulbous cells is nearly the same. The central cavity is surrounded by microvilli which are stiffened by microfibrils in a hexagonal packing. After freeze etching the convex surface of the microvilli reveals more membrane particles than their concave surface. Both cell types have an extended smooth surfaced tubular endoplasmic reticulum; the amount of free ribosomes and of granular cisternae is low. In the racemous cells the Golgi apparatus is better developed than in the bulbous cells. In the racemous cells the central cavity contains a fine-fluffy substance, in the bulbous cells a dense osmiophilic material. The mode of secretion, the participation of various kinds of vesicles and other cell organelles in this process, and the differences between the two types of secretory cells are discussed. It is assumed that the main components of the secretion are released in the eccrine way.

Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Sachbeihilfen.     

Über die Karpelle der Connaraceen

Zusammenfassung Von den Connaraceen wurden sowohl fünfkarpellige (Agelaea, Manotes, Brysocarpus, Jaundea, Castanola, Spiropetalum undRoureopsis) als auch einkarpellige Gynözeen (Jollydora undConnarus) untersucht. Die fünf Karpelle der genannten Gattungen bilden eine Ring um den Blütenscheitel und sind verschiedentlich basal ein wenig und in wechselnder Weise kongenital miteinander verwachsen. Der Bau der Einzelkarpelle in den penta- und in den monomeren Gynözeen ist völlig gleich: ein sehr kurzer Stiel trägt eine peltate Spreite. Ihr sehr niedriger Schlauchabschnitt wird jedoch vom herablaufenden Ventralspalt äußerlich angeritzt. Dieser oberflächliche Ventralspalt verlängert sich stets in den Stiel hinunter, nur beiJollydora endigt er an der Spreitenbasis. Die beiden lateralen Samenanlagen, die den kurzen Schenkeln einer U-förmigen Plazenta entspringen, stehen an der Grenze zwischen dem plikaten und dem ascidiaten Teil der Karpellspreite. Die Bündel der Samenanlagen, die sich bereits tief unten von den Laterales der Karpelle abspalten, vereinigen sich manchmal oberflächlich zu einem medianen Bündel.Der unansehnliche Stiel sowie der Schlauchteil der floralen Karpelle vergrößern sich beim Heranwachsen der Früchtchen oft sehr beträchtlich. Der hohle Stiel der Früchtchen vonManotes wird zum größten Teil von der stielartig schmalen Basis des Schlauchteiles der Karpellspreite gebildet und ihr echter Stiel ist mit einem zentralen Interzellularengang versehen.Das Connaraceengynözeum ist dem der Leguminosen ähnlicher als dem der Sapindales.     

Zur Photosynthese synchron kultivierterChlorella pyrenoidosa

Zusammenfassung Die in der Zellentwicklung vonChlorella pyrenoidosa auftretenden Schwankungen im CO₂-Gaswechsel zeigen bei sofortiger Messung der photosynthetischen Leistung an Algensedimenten eine Differenz zwischen dem Maximum in der Lichtphase und dem Minimum in der Dunkelphase im Verhältnis von 61. Diese Differenz vergrößert sich bei wiederholter Messung der Photosynthese am gleichen Sediment durch den bei Jungzellen in der ersten Hälfte der Entwicklungsperiode erfolgten starken Photosyntheseanstieg um ein Vielfaches, da die niedrige Photosyntheseleistung der Autosporenmutterzellen in diesem Entwicklungszustand unverändert bleibt.Die beschriebene Methodik ermöglicht es, den Entwicklungszustand der Jungzellen längere Zeit festzuhalten und somit die Abhängigkeit der Photosyntheseschwankungen vom Entwicklungszustand der Algen aufzuzeigen. Diese Schwankungen der Starklichtphotosynthese werden im Zusammenhang mit den beobachteten Fluorescenzänderungen diskutiert.Mit 3 Textabbildungen     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen am Nucleus praeopticus der Kröte (Bufo vulgaris formosus)

Zusammenfassung Die Feinstruktur der neurosekretorischen Nervenzellen des Nucleus praeopticus magnocellularis der Kröte (Bufo vulgaris formosus) und ihre Umgebung wurde untersucht.Die neurosekretorischen Zellen enthalten drei Arten von osmiophilen Gebilden: die neurosekretorischen Elementargranula, die neurosekretorischen Kügelchen und die Einschlußkörper.Die neurosekretorischen Elementargranula besitzen einen Durchmesser von 1000–3000 Å, durchschnittlich von 1300–1500 Å. Sie entstehen im Golgi-Apparat (Perikaryon) der betreffenden Zellen wie bei den schon beschriebenen anderen Tierarten.Die neurosekretorischen Kügelchen haben einen Durchmesser von 4000 Å bis zu mehreren . Sie kommen zuerst in den Ergastoplasmacisternen des Perikaryons vor und wandern dann innerhalb des Axons caudalwärts ab, ebenso wie die Elementargraunla, verlieren sich aber vor dem Erreichen der Neurohypophyse. Nach Lage und Gestalt entsprechen sie den Kolloidtropfen, die von vielen Lichtmikroskopikern für die neurosekretorischen Zellen niederer Vertebraten beschrieben wurden.Die Einschlußkörper treten vornehmlich im zentralen Bezirk des Perikaryons in Erscheinung. Sie sind so groß wie die Mitochondrien und besitzen verschiedene Innenstrukturen. Auf Grund der Struktur und der histochemischen Reaktion möchten wir diese Einschlußkörper den Lipofuscingranula mit saurer Phosphatase zuordnen.Die neurosekretorischen Nervenzellen schmiegen sich an den die Kapillare umgebenden Perivaskularraum unmittelbar an, innerhalb dessen die Basalmembran unvollkommen ausgebildet ist oder ganz fehlt.Stellenweise dehnt sich ein Abschnitt des Endothels durch den Perivaskularraum hindurch entlang der Außenfläche des Perivaskularraums aus, wobei sich die Endothelzellen der Kapillare und die neurosekretorischen Nervenzellen direkt berühren können. Eine poröse Bauweise des Endothels wurde nicht nachgewiesen. Zwischen den Ependymzellen des III. Ventrikels und den darunterliegenden neurosekretorischen Nervenzellen sind oftmals auffallend große Extrazellularräume zu beobachten, die durch den Spaltraum der benachbarten Ependymzellen mit dem Ventrikellumen kommunizieren. Sie enthalten mikrovilliartige Ausläufer der Ependymzellen und die geschilderten, neurosekretorische Bildungen führenden Axone. Eine Ausstoßung dieser Axone in den Ventrikel wurde nicht festgestellt.Diese Untersuchung wurde zum Teil mit finanzieller Unterstützung durch das Japanische Unterrichtsministerium im Jahre 1963 durchgeführt.Der kurze Inhalt dieser Arbeit wurde unter dem Thema 'Electron microscopic studies on the praeoptic nucleus in the toad am 5. und 6. September 1963 auf dem Kongreß für Endokrinologie in Gunma, Japan, vorgetragen.     

Die Schalenbildung bei Difflugia oviformis (Rhizopoda,Testacea)

Zusammenfassung Die Schale von Difflugia oviformis ist aus Idiosomen zusammengefügt, d.h. kieseligen Elementen, die in verschiedener Anzahl, Gestalt und Größe in der Zelle vorgefertigt werden. Xenosomen, etwa Quarzkörnchen oder Glassplitter, werden nur gelegentlich in die Idiosomenschicht eingebaut. Die Zellteilung beginnt mit der Morphogenese einer neuen Schale für einen der beiden Abkömmlinge. Eine cytoplasmatische Knospe quillt aus der Öffnung des alten Gehäuses. Die Idiosomen für die neue Schalenwand tauchen nach und nach aus dieser Knospe auf. Die Oberfläche der jungen Anlage erscheint zunächst wellig — die Bauelemente sind in mehreren diskontinuierlichen Lagen gestaffelt, wird jedoch gegen Ende der Morphogenese glatt, wenn die Idiosomen auf eine einzige, kontinuierliche Lage verteilt und in einem Zufalls-Mosaik miteinander verkittet sind.

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Test formation in Difflugia oviformis (rhizopoda, testacea)

Summary The test of Difflugia oviformis is composed of idiosomes, i.e. silicious elements, prefabricated within the cell in various shapes and sizes. Xenosomes, such as grains of quartz, are only occasionally incorporated into the mono-layer of idiosomes. Cell division begins with the morphogenesis of a new test for one of the two offsprings. A cytoplasmic bud protrudes from the aperture of the shell. The elements for the construction of the thecal wall emerge successively from this anlage. The surface of the early anlage first appears to be wrinkled or undulated—the elements being distributed in several discontinuous layers—but becomes smooth towards the end of morphogenesis, as soon as the idiosomes are arranged and glued together in a random mosaic pattern to form a single, continuous stratum.

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft; gefördert durch den Sonderforschungsbereich 53 Paläontologie unter besonderer Berücksichtigung der Palökologie, Tübingen. Technische Assistenz: Gudrun Monnier, Rosemarie Freund, Barbara Grunewald.     

Die Cuticula der Epidermis des Regenwurms (Lumbricus terrestris L.)

Zusammenfassung Die um 3–4 dicke Cuticula des Regenwurms (Lumbricus terrestris L.) besteht aus 20–30 sich annähernd rechtwinklig kreuzenden Lagen von Cuticulafibrillen. Senkrecht zu und zwischen den sich kreuzenden Fibrillen verlaufen röhrenförmige Zellfortsätze, Cuticulakanälchen von der Oberfläche der Epithelzelle zur Epicuticula. Die Epicuticula bildet eine kontinuierliche, mit feinen, dicht stehenden Exkreszenzen besetzte Schicht. Die zelluläre, respektive extrazelluläre Natur der Cuticulastrukturen und ihr funktionelles Verhalten werden besprochen. Anmerkung bei der Korrektur. Die Herren D. Peters (Hamburg) und W. J. Schmidt (Gießen) machten uns auf die Untersuchung der Cuticulastruktur des Regenwurms durch Reed und Rudall (1948) aufmerksam.Die von den englischen Autoren gewonnenen Abdruckpräparate aus verschieden tiefen Schichten der Cuticula stimmen mit den hier gezeigten Schnittpräparaten vorzüglich überein und ergänzen sie durch die Aufsicht auf die freie Oberfläche. Mit der Abdrucktechnik sind jedoch die Cuticula-Kanälchen zwischen den Fibrillen nicht erkannt worden. Einige der Vermutungen über die Bildung der Cuticulafibrulen (s. auch Rudall 1950) dürften deshalb hinfällig geworden sein. Über die chemische Zusammensetzung der Cuticula und ihre chemischen Unterschiede gegenüber Kollagen s. Watson und Smith (1956).Mit dankenswerter Unterstützung durch das Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen durchgeführte Untersuchung.     

Über Feinbau und Funktion des Saccus vasculosus

Zusammenfassung o| li]1.|Dammermans Hypothese, der Saccus vasculosus stelle ein Sinnesorgan dar, das den Sauerstoffgehalt des Blutes kontrolliert, läßt sich mit den morphologischen Gegebenheiten nicht in Einklang bringen. Die den Rezeptoren der Riechschleimhaut verglichenen Krönchenzellen in der Saccuswandung stehen nicht mit dem Blute, sondern mit dem Liquor cerebrospinalis in unmittelbarer Berührung. Die Krönchenzellen werden ferner samt den marklosen Nervenfasern, welche sie mit dem Hypothalamus verbinden, vom Blute innerhalb der für den Saccus charakteristischen Sinus durch die Membranbildungen an der Hirnoberfläche geschieden. Umwegig erscheint auch die Vorstellung, daß an Chemorezeptoren erinnernde, in den Liquor eintauchende Elemente dazu bestimmt seien, Volumschwankungen der Gefäße zu perzipieren, die auf den Saccus übertragen werden. Es ist daher angezeigt, die Hypothese von Dammerman durch eine Deutung zu ersetzen, welche den strukturellen Besonderheiten des Saccus vasculosus eher Rechnung trägt. Prüfenswert ist insbesondere die Frage, ob der an einen Plexus chorioideus gemahnende Saccus über die Fähigkeit der Absonderung verfügt.Die histologische Untersuchung des Saccus vasculosus von Selachiern und Teleostiern hatte das im folgenden geschilderte Ergebnis. li]2.|Der stark entfaltete Saccus vasculosus der Rajiden, Torpedinen und Dasyatiden ist in seinen medianen und medio-lateralen Abschnitten sowohl mit der Gehirnbasis als auch mit der Adenohypophyse eng verbunden. Die dorsale, im mittleren Bereich nicht gefaltete Saccuswand lagert einer breiten Meninxschicht an, die nur verhältnismäßig enge, von der Epithelbasis teilweise weiter entfernte Gefäße enthält. In dieser Zone überwiegen die gliösen Stützzellen innerhalb des Epithels über die dem Saccus eigentümlichen sog. Krönchenzellen.Die ventrale Wandung des Saccus der untersuchten Selachier ist mit der Dorsalfläche der Adenohypophyse verlötet. Auch in diesem Saccusabschnitt herrschen Stützzellen vor. Unmittelbar unter der Zellage der ventralen Saccuswandung verläuft der Tractus praeopticohypophyseus, leicht kenntlich an seinem Neurosekretbestande. Diese Bahn tritt bei Raja und Torpedo zunächst in eine rostral gelegene Saccusfalte ein, deren Krümmung sie folgt, um dann — sehr dicht an die Basis der ventralen Saccusauskleidung angeschmiegt — zur Pars intermedia der Hypophyse zu ziehen, in deren Epithelgefüge sie sich unter Aufsplitterung in Fasersträhnen als diffuse Neurohypophyse einsenkt. Dieser Befund lehrt, daß der Tractus praeoptico-hypophyseus nicht, wie gelegentlich vermutet (vgl. Kappers) der Innervation der Saccusgefäße dient.An dem überaus stark ausgebildeten Gefäßapparat des Saccus der hier untersuchten Arten konnten Spezialvorrichtungen für die Regulation der Durchblutung nur bei Dasyatis marinus festgestellt werden, dessen Meninx wie das Bindegewebe anderer Körperregionen (vgl. Bargmann 1937) mit den seit Leydig (1852, 1857) als Turbanorganen bekannten Muskelbildungen reichlich ausgestattet ist. Die Turbanorgane liegen in der den Saccus umhüllenden Leptomeninxschale.Die Angabe von Krause (1923), die Saccuswand von Torpedo enthalte glatte Muskulatur, ließ sich an meinem Untersuchungsgut nicht bestätigen. Es ist anzunehmen, daß die im Saccusbereich bei manchen Arten deutlich entwickelte Schicht elastischer Fasern die Durchblutung des unter ihr befindlichen Saccus beeinflußt. Dieses Netzwerk dürfte durch starke Gefäßfüllung unter Spannung gesetzt werden, zumal die elastischen Faserstrukturen in Begleitung der Blutgefäße innerhalb der Saccusfalte mit der meningealen Elasticaschicht zusammenhängen. Das Vorkommen starker Kaliberschwankungen der Blutgefäe des Saccus läßt sich aus dem Schnittpräparat folgern. Nicht alle Abschnitte des Saccus sind übrigens reich vaskularisiert. Weite Sinus fehlen z.B. in der dorsalen Wandpartie, die sich mit der basalen Hirnhaut verbindet. li]3.|Die Saccuswand aller untersuchten Selachier und Teleostier wird von einer epithelialen Zellschicht ausgekleidet, die zwei verschiedene Elemente erkennen läßt, nämlich a) die sog. Krönchenzellen, b) die Stützzellen. Eine markante Hervorhebung der Krönchenzellen der Teleostier gelingt mit Hilfe der Nervenimprägnationsmethode von Bodian. Ob vereinzelt in der Epithelbasis im Verlauf der Saccusnerven gelegene größere Zellelemente (Raja) Ganglienzellen verkörpern, ist fraglich. Die innerhalb der sehr starken Saccusnerven von Dasyatis vorkommenden größeren gelappten Zellen mit granuliertem Zytoplasma werden als Gliazellen angesprochen. Die ventrikuläre Oberfläche des Epithels wird von einer durchbrochenen Gliamembran überzogen, durch deren Lücken die apikalen Abschnitte der Krönchenzellen mit dem Liquor cerebrospinalis in Berührung stehen. Man muß sich diese Membran, die sich gelegentlich infolge Schrumpfung des von ihr bedeckten Epithels abhebt, siebartig gebaut vorstellen.Die Dicke und mit ihr die Differenzierung der Saccuswandung sind, wenigstens bei Selachiern, nicht konstant. Auf weitere Strecken hin kann allein eine endothelähnliche Zelltapete, die keine Krönchenzellen aufweist, die Gefäße von der Organlichtung trennen. In derartigen Wandabschnitten scheinen abgeplattete Stützzellen vorzuliegen. Es ist anzunehmen, daß sie das Ergebnis eines Mauserungsprozesses sind, bei dem gealterte Zellen in die Saccuslichtung abgeschuppt werden, wo man sie gelegentlich vereinzelt oder in Gruppen antrifft. Der Nachschub kann durch mitotische Zellteilung erfolgen. li]4.|Die sorgfältigen Beobachtungen von Dammerman über die Struktur der Krönchenzellen werden bestätigt. Es muß jedoch hervorgehoben werden, daß die für diese Elemente bezeichnenden Krönchen vergängliche bzw. in ihrer Form wechselnde Bildungen darstellen. Bei Selachiern findet man zahlreiche Zellen, die Krönchenzellen verkörpern, jedoch nicht mit einem Krönchen ausgestattet sind, neben solchen, die eine derartige apikale Differenzierung ihres Zytoplasmas besitzen. Bei den untersuchten Teleostiern sowie jenen Selachiern, deren Krönchenzellen meist eine Krönchenbildung aufweisen, zeigten sich — von Zelle zu Zelle — deutliche Größenunterschiede der mit dem Krönchenfortsatz versehenen Kopfabschnitte. Bei Dasyatis habe ich sogar typische Krönchen vermißt und an ihrer Stelle nur unregelmäßig geformte Zytoplasmazipfel gefunden.Als bisher unbeachtete Eigentümlichkeit der Krönchenzellen werden. azidophile, an Einschlukörper erinnernde Homogenisierungen des Zellleibes bei Selachiern beschrieben, die sehr umfangreich ausgebildet sind. Bei Teleostiern treten kleinere, in Kernnähe gelegene Einschlüsse im Zytoplasma der Krönchenzellen auf. Engere Beziehungen der intrazellulären Neurofibrillen zu den von ihnen umgebenen Einschlüssen wurden nicht festgestellt. li]5.|Zugunsten der zur Erörterung gestellten Annahme, die Krönchenzellen könnten sekretorisch tätige Elemente verkörpern, sprechen mehrere Beobachtungen, von denen die eines Auftretens von Blasen an der Zelloberfläche wohl die geringste Beachtung verdient, da die Möglichkeit der artefiziellen Auslösung durch die Fixierungsflüssigkeit nicht ausgeschlossen werden konnte. Bemerkenswerter erscheint das Vorkommen von Körnchen und Tröpfchen innerhalb der Krönchenbüschel, die sich teils mit Chromalaunhämatoxylin, teils mit Phloxin bevorzugt anfärben. Gleichartige Gebilde kann man frei im Saccuslumen nachweisen. In anderen Fällen verdämmert der Krönchenbesatz im Inhalt des Saccus. Ferner läßt sich der Krönchenrasen gelegentlich mit der Perjodsäure-Schiffreaktion in blauvioletter Farbe sichtbar machen, die auch der Saccusinhalt aufweist. Besonders auffallend ist schließlich die Füllung der Organlichtung mit einem Kolloid, das in vielen Fällen eine kompaktere Masse darstellt. li]6.|Der Inhalt des Saccuslumens der Selachier stellt sich im Schnittpräparat seltener als homogene Masse, in der Regel als netzig-fädiges oder körniges Gerinnsel dar, das sich mit Chromalaunhämatoxylin und Anilinblau anfärben läßt. Ein auffallender Unterschied des Inhaltes von Saccus und übrigen Ventrikelabschnitten ist im allgemeinen nicht nachzuweisen. Einen ausgesprochen an Schilddrüsenkolloid erinnernden Inhalt einzelner Saccusnischen sah ich lediglich bei Stechrochen (Dasyatis marinus). Dagegen findet man in der Lichtung des Saccus verschiedener Teleostier, wie erwähnt, kompakte Kolloidmassen verschiedenen Aussehens und Umfanges. In manchen Fällen werden gegenüberliegende Wandpartien des Saccus nur durch schmale Blätter von Kolloid voneinander geschieden. Vielleicht unter der Einwirkung der Fixierungsmittel entstehen in diesem Material bald Tröpfchen und Körnchen, in anderen Fällen Vakuolen, die dem Kolloid ein wabigschaumiges Aussehen verleihen. Bei starker Füllung der Saccusnischen mit Kolloid können Bilder Zustandekommen, die oberflächlich einem Durchschnitt durch eine Schilddrüse ähneln. Der kolloidale Saccusinhalt gibt eine positive Perjodsäure-Schiffreaktion. Diese Reaktion fällt zwar auch am Liquor cerebrospinalis positiv aus. Indessen erreicht ihre Intensität nicht jene, die man an massiverem Saccuskolloid feststellen kann, was auf der größeren Dichte dieses Materials beruhen mag. Die Anwesenheit eines so umfangreichen und sicherlich verhältnismäßig zähen Kolloidinhaltes des Saccus scheint mit der Hypothese einer rezeptorischen Funktion des Organs schwer in Einklang zu bringen sein. Experimentellen Untersuchungen bleibt es freilich vorbehalten, die hier geäußerte Auffassung von einer sekretorischen Tätigkeit des Saccus vasculosus zu erhärten. li]7.|Die sog. Stützzellen der Saccusauskleidung bestehen aus zytoplasmaarmen Elementen mit meist oberflächennahe gelegenem Kern. Diese Zellen setzen an der die Saccusinnenfläche bedeckenden siebartig gebauten Gliamembran mit fußartigen Verbreiterungen an. Ihre schmalen basalen Abschnitte treten mit der die äußere Oberfläche des Saccusepithels überziehenden Membran in Verbindung. In manchen Abschnitten, so im mittleren Bereich der dorsalen und ventralen Wandpartie, nehmen sie stark gewundenen Verlauf, so daß hier das Bild eines Fasergewirrs entsteht. Da die Stützzellkerne gelegentlich eine durch Zerklüftung und Knospenbildung bedingte Oberflächenvergrößerung aufweisen (z.B. Lophius), ferner Kerneinschlüsse enthalten können, erscheint der Gedanke gerechtfertigt, daß diese gliösen Elemente nicht nur eine Stützfunktion ausüben.Diese Untersuchung erfolgte mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.Herrn Prof. Dr. Eberhard Ackerknecht zum 75. Geburtstag gewidmet.     

Body mass changes in waders (Charadrii) in a high arctic area at northern Taimyr, Siberia

Body mass data were collected for 5 species of tundra waders during 6 breeding seasons to study variation in nutrient reserves relative to high arctic climatic conditions and the stage of reproduction. Structural size was accounted for by the 1st Principal Component of external linear measurements: wing length, bill length and tarsus length. SandpipersCalidris spp. were on average lighter in phenologically late seasons, while mass of Turnstones (Arenaria interpres) was similar in all years. Mass of waders was lower during brood-rearing than during incubation. Body mass during pre-nesting was most variable between years, reflecting the unpredictable weather conditions in this period. Monogamous species (KnotsCalidris canutus and Turnstones) began to breed earlier, and were on average, as heavy during the pre-nesting period as during incubation. In contrast, species with a proven or suspected rapid double-clutch breeding system (Little StintsC. minuta and SanderlingsC. alba) began to breed later and had during the laying period masses close to those of adults attending broods, and lower than during incubation. Body mass of the two latter species and Curlew Sandpipers (Calidris ferruginea) varied during incubation, reaching peak at 7 to 13 days after clutch completion.

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Zusammenfassung Von fünf Tundra-Watvogelarten wurden in sechs Brutperioden Daten zur Körpermasse gewonnen, um die Dynamik der Energiereserven in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen der Hocharktis und vom Fortpflanzungsstadium zu analysieren. Der Einfluß der Körpermaße auf die Masse wurde bei der statistischen Auswertung durch die Einbeziehung der 1. Hauptkomponente von Flügel-, Schnabel- und Tarsuslänge berücksichtigt. StrandläuferCalidris spec. erwiesen sich in späten Jahren als leichter, während in der Körpermasse von Steinwälzern (Arenaria interpres) keine Unterschiede festgestellt werden konnten. Die Körpermasse aller untersuchter Arten war während der Betreuung der Jungvögel geringer als während Brütezeit. Die Masse in der Zeit vor der Brut variierte in Übereinstimmung mit den wechselnden Wetterbedingungen in den einzelnen Jahren am stärksten. Monogame Arten (KnutCalidris canutus und Steinwälzer) begannen früher mit der Fortpflanzung; ihre Körpermasse in der Phase von der Brut und während der Brütezeit war im Mittel etwa gleich. Im Gegensatz dazu begannen Arten, bei denen ein Doppelbrutsystem nachgewiesen wurde oder vermutet wird (ZwergstrandläuferC. minuta und SanderlingC. alba), später mit dem Nestbau, wobei die Körpermasse auf ein Niveau absinkt, das dem während der Betreuung der Jungvögel nahekommt und geringer ist, als das während der Brütezeit. Bei den beiden letzten Arten sowie beim Sichelstrandläufer (Calidris ferrugunea) veränderte sich die Körpermasse während des Brütens und erreichte ein Maximum zwischen dem 7. und dem 13. Tag nach Beendigung der Eiablage.

     

Untersuchungen am Ovar von Bruchidius obtectus Say. (Coleoptera-Polyphaga) zur Klärung des Oocytenwachstums in der Prävitellogenese

Zusammenfassung Im ersten Teil der Arbeit werden die Ovariolen adulter Imagines von Bruchidius obtectus licht- und elektronenmikroskopisch untersucht. Durch den Nachweis von Nährsträngen, die die Oocyten mit den Nährzellen der Endkammer verbinden, konnte erstmals gezeigt werden, daß Bruchidius telotroph-meroistische Ovariolen besitzt. Die Nährzellen, deren Kerne kettenförmige Nukleolen aufweisen, bilden bei den Imagines ein Syncytium, das von einem räumlichen Maschennetz aus interstitiellen Zellen stabilisiert wird. In den Oocytenkernen entsteht während der Prävitellogenese eine Karyosphäre, von der aus Nukleolarkörper, Binnenkörper und segmentierte Längsstrukturen gebildet werden. Die Nukleolarkörper und die kettenförmigen Nährzellnukleolen werden als multiple Nukleolen diskutiert.Der zweite Teil der Arbeit stellt eine ontogenetische Untersuchung des Ovariolengewebes dar. Danach entsteht das Nährzellsyncytium in der Phase der Imaginalhäutung aus einem zellulär-fusomalen Verband. Die morphologische Abgrenzung der Ei- und Nährzellen voneinander sowie die Ausbildung von Nährsträngen finden ebenfalls in dieser Entwicklungsphase statt. Die präsumptiven Ei- und Nährzellen durchlaufen auf dem Puppenstadium das Pachytän der Prophase der Meiose. Damit weisen sich die Nährzellen als Keimbahnabkömmlinge aus.Im dritten Teil der Untersuchungen erfolgt eine Analyse der DNA- und RNA-Synthese sowie des RNA-Transports in dem Ovariolengewebe adulter Imagines. DNA Markierungen mit ³H-Thymidin lassen auf einen, wenn auch geringen, Polyploidiegrad der Nährzellkerne schließen. Markierungen mit ³H-Uridin belegen eine hohe RNA-Syntheserate der Nährzellkerne. Mit nahezu gleicher Intensität wie die Nährzellkerne synthetisieren auch die Oocytenkerne RNA, obwohl sie eine Karyosphäre bilden. Mit Hilfe von Markierungsgradienten im Ooplasma sowie von Nährstrangmarkierungen gelang der Nachweis eines RNA-Transportes von Nährzellsyncytium über die Nährstränge in die Oocyten.Abschließend wird das telotrophe Ovar von Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) dem telotrophen Ovar der Heteropteren gegenübergestellt. Der Vergleich legt eine konvergente Entwicklung dieses Ovartyps bei Insekten nahe.

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The growth of oocytes during previtellogenesis in the ovary of Bruchidius obtectus say. (Colepotera-Polyphaga)

Summary In the first part of the investigation the ovarioles of adult imagines are analyzed by light and electron microscopy. It is shown that nutritive cords connect the oocytes with the apical trophic tissue, demonstrating that Bruchidius has telotroph-meroistic ovarioles. The trophic tissue, in which the nurse cell nuclei contain chain-like nucleoli, is a syncytium stabilized by a three-dimensional network of interstitial cells. During previtellogenesis, a karyosphere is formed in oocyte nuclei in which nucleolar bodies, endobodies, and filament bodies originate. The nucleolar bodies and the chain-like nucleoli of nurse cells are considered to be multiple nucleoli.In the second part, the development of the ovariole tissue during ontogenesis is studied. The syncytial trophic tissue derives from a cellular-fusomal organization during the phase of molting. During the same period, the morphological distinction between nurse cells and oocytes as well as the development of nutritive cords take place. Nurse cells are derived from the germ-line, since, during pupal stages, both the prospective oocytes and the prospective nurse cells undergo the prophase of meiosis up to pachytene.The third part is an investigation of DNA- and RNA-synthesis and RNA-transport in the ovariole tissue of adult imagines. DNA labelling with tritiated thymidine shows a small degree of polyploidisation in nurse cell nuclei. By labelling with tritiated uridine, a high rate of RNA-synthesis could be demonstrated in nurse cell nuclei. A similar amount of RNA-synthesis exists in oocyte nuclei, even if they form a karyosphere. The transport of RNA from the apical trophic tissue via the nutritive cords into the oocytes is demonstrated by silver grain gradients over the ooplasm and by the labelling of nutritive cords.Finally, the telotrophic ovary of Bruchidius (Coleoptera-Polyphaga) is compared with the telotrophic ovary of Heteroptera, suggesting a convergent development of telotroph-meroistic ovaries in insects.

Meinem verstorbenen Lehrer Herrn Prof. Dr. Karlheinz Bier bin ich für die Überlassung des Themas und für die rege Anteilnahme am Fortgang der Arbeit zu großem Dank verpflichtet. Ebenso gilt mein Dank Herrn Prof. Dr. Klaus Heckmann, der mir die Fortsetzung der Arbeit ermöglichte. Für zahlreiche Diskussionsbeiträge und kritische Anmerkungen danke ich Herrn Prof. Dr. Oswald Hess, Herrn Dr. Udo Mays, Herrn Prof. Dr. Karl Müller und Herrn Dr. Fritz Weber. Frau Marianne Unger danke ich für die technische Hilfe bei der Anfertigung des Schemas.