Effect of environmental parameters on the efficiency of biodegradation of basalt rock by fungi

The biodegradation of an aluminum-bearing (basalt) rock by Penicillium simplicissimum has been investigated. This organism grows on a sugar substrate and releases organic acid compounds. These acids interact with the mineral matter and cause their partial decomposition. The dissolved metals are then complexed by the excess organic acids. The activity of the fungi was found to be optimum at an initial pH 7 and in the presence of 5% (w/v) substrate concentration. In 30 days of leaching almost 20% of the aluminum in the rock was solubilized and the pH was decreased from 7 to less than 3.5 in the inoculated flasks. The controls showed less than 1% of the aluminum solubilized and the final pH dropped to only 6.8. A surface characterization study performed by scanning electron microscopy indicated that the specific mineralogical phases containing aluminum and iron within this host rock were preferentially corroded. The mineral phases containing olivine and plagioclase were found to be least resistant, while phases containing titanium were most resistant to the acids released by the fungi.     

Melanin standard method: particle description.

Melanin isolated from the ink sac of Sepia officinalis (Sepia melanin) has been proposed as a standard for natural eumelanin. There are no standard methods for the isolation, purification, and storage of melanins. Mild methods designed to preserve the native composition and structure of melanin are needed. The specific aim of the present work, using Sepia melanin, was to develop a mild and generally applicable protocol for the isolation and purification of melanins. It is well established that melanin polymers contain a large number of free carboxylic acid residues. These anionic residues are responsible for the cation exchange properties observed for melanins. Heating melanins with hydrochloric acid at reflux has been demonstrated to lead to extensive decarboxylation. Indeed, heat alone has been shown to cause decarboxylation, and care must be exercised to avoid such conditions. By analogy with cation exchange resins, melanins should be isolated and named according to the associated counterion (e.g., Sepia melanin--K+ form). The method reported here avoided extremes in pH and temperature, and was designed to yield melanin in the K+ form. Physical disaggregation of particulate melanin using a wet milling step was also found to facilitate removal of significant quantities of adsorbed protein. The following physical parameters were used to monitor the purification and to characterize the resultant melanin: pH, conductance, particle size, and diffuse reflectance spectroscopy.     

Melanin standard method: empirical formula.

Melanin isolated from the ink sac of cuttle fish (Sepia melanin) is a proposed standard for natural eumelanin. Sepia melanin isolated by a standard protocol was submitted for both elemental analysis and quantitative amino acid analysis. The contribution of the detected amino acids to the elemental composition is subtracted from the total elemental analysis, and the resultant elemental composition reflects the composition of the Sepia melanin backbone chromophore. The assumption is made that, for eumelanins, there is only one nitrogen atom per monomeric unit, and thus, the empirical formula for the average monomeric Sepia melanin backbone chromophore was determined. Three key parameters can be determined for any melanin sample; namely, the molar C/N for the average monomeric unit, the formula weight of the average monomeric unit, and the total percent composition of amino acid residues. Three commonly used melanin preparations, namely, natural Sepia melanin, melanin prepared by the in vitro tyrosinase catalyzed polymerization of tyrosine (tyrosine-enzymatic melanin), and a polymer synthesized by the peroxide oxidative polymerization of tyrosine (tyrosine-chemical melanin), have been subjected to this standard method of characterization. Tyrosine-enzymatic and Sepia melanin are quite similar and tyrosine-chemical melanin is fundamentally different from the other two melanins.     

The effect of reversal of Na and K electrochemical potential gradients on the active transport of amino acids in Ehrlich ascites tumor cells

1.

1. The net uptake of α-aminoisobutyric acid (AIB) in Ehrlich ascites tumor cells has been studied under a variety of transmembrane concentration gradients of Na⁺, K⁺ and AIB itself.     

Untersuchungen zur Inkompatibilitt imCulex pipiens-Komplex

Zusammenfassung Bei Kreuzungen zwischenCulex pipiens-Popalationen verschiedener geographischer Herkunft werden drei Kreuzungstypen festgestellt: normale Kreuzbarkeit, reduzierte Kreuzbarkeit und Inkompatibilitt (Nichtkreuzbarkeit). Die drei Kreuzungstypen sind mit Hilfe der Embryonierungsrate, der Schlüpfrate und der entstehenden Nachkommenschaft gegeneinander abgrenzbar. Bei Inkompatibilitt sind 99,9% der Embryonen letal, und etwa 0,1% der Tiere schlüpfen und sind fertile, diploide Weibchen.Die Aktivierung des Eies und der Entwicklungsansto\ erfolgt durch das Spermium. Das Spermium gelangt nicht zur Karyogamie mit dem Pronucleus. Es liegt induzierte, meiotische Parthenogenese vor.Die diploiden, parthenogenetischen Weibchen gehen aus einer Oocyte 2. Ordnung oder aus Teilungsprodukten einer Oocyte 2. Ordnung hervor. Die letalen Embryonen sind haploid. Das Spermium beteiligt sich nicht am Aufbau des Embryos. Nach Aktivierung des Eies wird das Spermium im Eiplasma resorbiert, whrend der haploide Pronucleus einen rein haploiden Embryo aufbaut.Bei einigen Kreuzungen entwickeln sich bis zu 75% der Embryonen bis zum Stadium der histologischen Differenzierung der Organe. Die Embryonen zeigen noch einige Stunden nach dem normalen Schlüpftermin Muskelkontraktionen, vermögen die Eihülle jedoch nicht zu sprengen.Die DNS-Verteilungen von Interphasekernen der letalen Embryonen liegen zwischen den Werten C und 2C für haploide Zellen. ltere Embryonen besitzen in geringem Ma\e höhere DNS-Werte als 2C. Whrend der histologischen Differenzierung der Organe liegen in diploiden Kontrollembryonen und in letalen Embryonen die Ploidiestufen C, 2C, 4C, 8C and 16C vor. Bei inkompatiblen Kreuzungen wird das in das Ei eindringende Spermium cytophotometrisch nachgewiesen. Die Wanderung des Spermiums im Ei wird untersucht.In Normalkreuzungen wird nur ein geringer Grad von Polyspermie festgestellt. Monound Dispermie sind am hufigsten. Es werden die Möglichkeiten diskutiert die zur Blockierung der Karyogamie in inkompatiblen Kreuzungen führen können.

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Investigations on the incompatibility in theCulex pipiens-complex

Summary In crosses between populations of the mosquitoCulex pipiens of different geographical origin three crossing types have been found (1) crosses with normal offspring (2) crosses with reduced offspring and (3) crosses that show almost total incompatibility. In the case of incompatible crosses 99.9% of the embryos are lethal and only about 0.1% of the embryos hatch and develop to fertile diploid females. Based on genetical and cytological data it is argued that induced meiotic parthenogenesis takes place. The sperm does not play any part in the production of the diploid females and the lethal embryos. After the activation of the egg the sperm moves to the center of the egg but it does not succeed in fusing with the pronucleus. As a result the pronucleus starts to develop into a haploid embryo in about 99.9% and only in a few cases the diploidy is restored by a change in the meiotic process in the egg. Up to 75% of the haploid embryos develop to the stage of histological differentiation. The frequency distribution of the DNA in interphase nuclei of these embryos shows a maximum at C and 2 C characteristic for haploid cells. The absence of ploidy classes higher than 2 C in the early embryos is in agreement with the assumption of pure haploidy. After histological differentiation ploidy classes C to 16 C can be found in tissues that show endomitotic growth. The development of the haploid embryos is described. It has been shown through cytophotometric methods that in incompatible crosses entrance of the sperm into the egg takes place. In normal crosses polyspermy is rather rare, monospermy and dispermy are most common. The blocking of the sperm in incompatible crosses is discussed.

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Teil einer Dissertation der Math.-Nat. Fakultt der Universitt Mainz. Herrn Prof. Dr. H. Laven danke ich für die Bereitstellung des Untersuchungsmaterials sowie für die Anregungen bei der Durchführung der Arbeit.     

Das Verhalten von Ameisenarbeiterinnen gegenüber der Königin nach vorangegangener weisellosigkeit

Zusammenfassung Arbeiterinnen vonMyrmica ruginodis Nyl. werden im weisellosen Zustand fertil. Sie legen aber keine Eier, wenn sie mehr als 3 Larven je Arbeiterin zu versorgen haben (Mamsch, 1965). Arbeiterinnengruppen wurden mit und ohne Larven von der Königin abgetrennt. In den eierlegenden Gruppen wurde die erneut zugesetzte eigene Königin entweder nicht beachtet oder angegriffen. In den Gruppen, in denen die Arbeiterinnen durch Larvenpflege unfruchtbar blieben, wurde die Königin intensiv beleckt und in das engere Nest eingetragen. Isolierte eierlegende Arbeitergruppen zeigten im Gegensatz zu Arbeiterinnen mit inaktiven Ovarien keine Tendenz, sich mit der Königingruppe zu vereinigen. Das veränderte Verhalten der Arbeiterinnen gegenüber der Königin ist demnach nicht vom Zeitraum der Weisellosigkeit abhängig. Es wurde nur bei eierlegenden Arbeiterinnen beobachtet.

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Summary Workers ofMyrmica ruginodis Nyl. start laying eggs after being separated from their queen. No deposition of eggs occurs in groups in which each worker has to feed 3 or more larvae (Mamsch, 1965). Worker groups rearing larvae and those without brood were separated from the queen.When the queen was put again into an egg-laying worker group, either no attention was paid to her or she was attacked. In groups of workers sterile due to rearing larvae the queen was licked intensively and carried into the nest cavity. Fertile worker groups showed no tendency to join the queen group. The change in the workers' behaviour does not depend on the time of the separation from the queen. It only occurs in groups of fertile workers.

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Résumé Des ouvrières deMyrmica ruginodis Nyl. deviennent fertiles après avoir été séparées de la reine. Mais elles ne pondent pas d'ufs, si elles ont chacune trois larves ou plus à nourrir (Mamsch, 1965). Des groupes d'ouvrières, d'une part avec larves et d'autre part sans, ont été séparés de la reine. Les groupes d'ouvrières pondeuses n'attachaient pas d'attention à la reine replacée dans le nid ou encore l'attaquaient. Dans les groupes où les ouvrières étaient restées infertiles à cause du nourrissement du couvain, la reine était léchée d'une façon intensive et portée à l'intérieur du nid. A l'opposé des ouvrières stériles, les groupes d'ouvrières pondeuses isolées ne montraient aucune tendance à joindre le groupe de la reine. Le changement du comportement des ouvrières ne dépend donc pas de la durée de l'état orphelin; il n'est observé que chez les ouvrières pondeuses.

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Herrn Prof. Dr.K. Gösswald, zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Preference for plants damaged by conspecific larvae in ovipositing cabbage root flies: influence of stimuli from leaf surface and roots

In laboratory dual-choice assays females of the cabbage root fly, Delia radicum, prefer for oviposition plants with roots damaged by conspecific larvae to undamaged controls. Cauliflower and kale plants were inoculated with root fly eggs (25 per plant) and the hatching larvae were allowed to feed on the roots for various periods of time (1–17 days). After 4 (cauliflower) or 5 (kale) days of larval feeding the oviposition preference was most pronounced and flies laid between 64% and 68% of their eggs near plants with damaged roots. Later, with increasing damage but fewer surviving, and thus actively feeding, larvae, the magnitude of the preference declined. The preference for plants already damaged by conspecific larvae may contribute to the previously observed aggregated distribution of D. radicum eggs in Brassica crop fields.Further experiments revealed that the sensory cues inducing this oviposition preference originate from the complex consisting of the damaged roots, the surrounding substrate (soil) and associated microbes, rather than from the aerial plant parts. In choice assays using the root-substrate complex of damaged and control plants (aerial parts removed), the observed preference for damaged roots was similar to that found for the entire plant but was more pronounced. The damaged roots alone, compared to control roots, received up to 72% (cauliflower) and 75% (kale) of the eggs. By contrast, surrogate leaves sprayed with methanolic leaf surface extracts from the most preferred plants which had been damaged were not discriminated from surrogate leaved sprayed with extracts of the respective control plants. Analysis of glucosinolate levels in methanolic leaf surface extracts revealed that root damage resulted in enhanced concentrations of indole-glucosinolates on the leaf surface in kale but not in cauliflower. Although indole-glucosinolates are oviposition stimulants for the cabbage root fly, the induced changes were apparently too small to influence oviposition behaviour.     

Vergleichende Beobachtungen des stomatären Verhaltens verschiedener Pflanzen in Trockenrasen und Laubwäldern am Alpenostrand

Zusammenfassung Innerhalb der drei unterschiedenen Vegetationseinheiten: Trockenrasen+Felssteppen, Trockenwälder und mesophiler Laubwald wurden die Arten mit Hilfe der Infiltrationsflüssigkeiten Paraffinöl, Alkohol und Xylol auf ihr stomatäres Verhalten während der ganzen Vegetationsperiode untersucht und in die drei Verhaltenstypen starke, schwache und wechselnde Schließtendenz eingeordnet. Um standörtliche Unterschiede herauszuarbeiten, wurde aus den an einem bestimmten Wuchsort während einer bestimmten Zeit an möglichst vielen verschiedenen Pflanzen gewonnenen Infiltrationswerten jeweils ein Infiltrations-Mittelwert gebildet und außerdem, sofern Tages- und Nachtwerte von demselben Wuchsort vorlagen, auch ein Quotient aus (womöglich) höchstem Infiltrations-Mittelwert des Tages durch (womöglich) tiefsten Infiltrations-Mittelwert der Nacht (Q _T Q _N ) gebildet, um damit die Intensität der Spaltenbewegung an verschiedenen Standorten zu erfassen. Es ergab sich im allgemeinen bei trockenem Wetter und an trockenen Standorten ein intensiveres Spaltenspiel mit stärkerer nächtlicher Schließtendenz als bei feuchterem Wetter bzw. an feuchteren Standorten. Ausnahmen werden auf S. 598 erörtert.Was die standörtliche Verteilung der stomatären Verhaltenstypen betrifft, so überwiegen in der untersuchten Vegetation des behandelten Gebietes überall die Arten mit wechselnder Schließtendenz, während solche mit schwacher nächtlicher Schließtendenz im Trockenrasen überhaupt fehlen und auch im Wald nur eine sehr geringe Rolle spielen, im Gegensatz zu feuchteren Gebieten bzw. Standorten. Die Arten mit starker nächtlicher Schließtendenz sind im Trockenrasen verhältnismäßig am häufigsten.