Differential staining of plant chromosomes with Giemsa

Simple Giemsa staining techniques for revealing banding patterns in somatic chromosomes of plants are described. The value of the methods in the recognition of heterochromatin was demonstrated using five monocotyledonous and two dicotyledonous species. In Trillium grandiflorum the stronger Giemsa stained chromosome segments were shown to be identical with the heterochromatic regions (H-segments) revealed by cold treatment. Preferential staining of H-segments was also observed in chromosomes from three species of Fritillaria and in Scilla sibirica. Under suitable conditions the chromosomes of Vicia faba displayed a characteristic banding pattern and the bands were identified as heterochromatin. The Giemsa techniques proved to be more sensitive than Quinacrine fluorescence in revealing a longitudinal differentiation of the chromosomes of Crepis capillaris, where plants with and without B-chromosomes were examined. Again all chromosome types had their characteristic bands but there was no difference in Giemsa staining properties between the B-chromosomes and those of the standard complement.     

ANATOMICAL AND CHROMOSOMAL OBSERVATIONS ON ORTHOCLADA LAXA (CENTOTHECEAE; GRAMINEAE)

Orthoclada laxa and O. africana have uncinate microhairs, which are compared to similar micro-hairs of the unrelated genus Neoslapfia, previously thought to be a unique grass in this respect. The bicellular and marginal microhairs, as well as general leaf anatomy, are also described. The root hair pattern is of the “panicoid” type. The chromosome number from root tip preparations is 2ra = 24.     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Lipid-Speicherung in den Nierentubuli von Drosophila melanogaster

Zusammenfassung In den Zellen der Nierentubuli (Malpighische Gefäße) von Drosophila melanogaster werden Lipide in der gleichen Weise wie das 3-Hydroxykynurenin gespeichert. Diese Substanzen werden in Erweiterungen des endoplasmatischen Retikulums akkumuliert. Bei älteren Larven verschwinden diese Lipidtropfen. Dabei legen sich entweder Mitochondrien um die Depots oder sie werden von Membranstapeln des endoplasmatischen Retikulums umgeben und abgebaut. Die funktionelle Bedeutung dieser Befunde wird diskutiert.

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Electronmicroscopic studies on the lipid storage in the renal tubules of Drosophila melanogaster

Summary In the cells of the renal tubules (Malpighian tubules) of Drosophila melanogaster lipids are stored in the same way as 3-hydroxykynurenin. These substances are found in dilatations of the endoplasmic reticulum. In later larval stages the lipid droplets gradually disappear. In theses stages the lipid droplets are either closely associated with the mitochondria or they are removed by concentric membrane arrays of the endoplasmic reticulum. The functional significance of these findings is discussed.

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Diese Untersuchung wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.     

Die Spermiohistogenese des Süßwasser-Ostracoden Notodromas monacha O. F. Müller

Zusammenfassung Bei Notodromas monacha (Ostracoda) wird die Entwicklung der Spermatiden von der Spindelbis zur Schlauchform mit Phasenkontrast und elektronenmikroskopisch untersucht. Am Kern der spindelförmigen Spermatiden sind an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils zwei Ausstülpungen der Membran zu beobachten. Aus ihnen werden offenbar unter Beteiligung von Vesikeln des endoplasmatischen Reticulum zwei Flügelstrukturen aufgebaut. Jede Flügelstruktur besteht aus zwei Lamellen, die mit tubulären Elementen besetzt sind. An den schlauchförmigen Spermatiden läßt sich ein dicker Körper und ein dünner Faden unterscheiden. Kern, Nebenkern-Derivate und Flügelstrukturen durchziehen den Körper der Länge nach. Der Faden enthält nur noch den Kern und die Ausläufer der Flügelstrukturen. Im Bereich des freien Körperendes liegt im Kern ein als Chromatin gedeuteter Kolben. Diesem folgt in Richtung zum Fadenende ein dichter Achsenstab, der von einer Doppelmembran umhüllt ist. Im dorso-lateralen Kernraum finden sich elektronendichte Brocken unbekannter Bedeutung. Nach Beendigung des Aufbaues der Flügelstrukturen wird das endoplasmatische Reticulum samt Mikrotubuli weitgehend abgebaut. Gleichzeitig verschwindet die den Achsenstab umhüllende Doppelmembran. Die Flügelstrukturen werden als das für die Motilität der Spermien verantwortliche Organell gedeutet.

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The spermiogenesis of the fresh-water ostracod Notodromas monacha O. F. Müller

Summary The transformation of spindle-like spermatids into tubular forms in Notodromas monacha (Ostracoda) has been studied by means of phase contrast and electron microscopy. At each of two opposite sides of the nucleus of spindle-like spermatids, two extensions of the nuclear membrane arise. These extensions form two Flügelstrukturen (wing-like structures) obviously by participation of vesicles of the endoplasmic reticulum. Each Flügelstruktur consists of two lamellae, each bearing numerous tubules. The tube-like spermatids consist of a large body and a small thread. The nucleus, the Nebenkern-derivatives and the Flügelstrukturen extend through the whole body. Within the thread only the nucleus and the outermost parts of the Flügelstrukturen are found. A columnar body, supposed to be chromatin, is located within that part of the nucleus which is situated in the free end of the body. A dense axial rod extends between the columnar body and the free end of the thread. The dorso-lateral sphere of the nucleus contains electron dense particles of unknown function. As soon as the construction of the Flügelstrukturen is finished, the endoplasmic reticulum and the microtubules are reduced. Simultaneously the double-membrane surrounding the axial rod disappears. The Flügelstrukturen are interpreted as organelles responsible for the motility of the sperm.

     

Sperma-übertragung (und andere merkmale) in ihrer bedeutung für das phylogenetische system der sternorrhyncha (insecta,hemiptera) Phylogenetische studien an hemiptera I. psylliformes (psyllina und aleyrodina) als monophyletische gruppe

The method for the search for synapomorphies (in the sense of Hennig) is demonstrated by the study of the system of sperm-transfer. The ground plan of sperm-transfer in Homoptera (and other insect groups) is peristaltic movement of circular muscles surrounding the ejaculatory duct. In contrast, Psyllina and Aleyrodina exhibit a completely different structure and function of the ejaculatory duct, being extremely specialized, and principally identical in both the groups. This is a synapomorphic complex which proves Psyllina and Aleyrodina as most closely related. Other synapomorphies confirm this statement.     

Zur Substantivität von Tetrazoliumsalzen in der Histochemie

Zusammenfassung Die in der Literatur beschriebenen Beziehungen zwischen Substantivität und chemischem Bau der in der Histochemie verwendeten Tetrazoliumsalze wurden an weiteren Tetrazoliumsalzen überprüft. Die Untersuchungen ergaben, daß die Anzahl und die Stellung der Nitrogruppen im Molekül an Bedeutung für die Substantivität des Tetrazoliumsalzes hinter dem Einfluß einer linearen, aromatischen Substitution am N(₃) des Tetrazolringes bzw. einer Molekülverdoppelung zurücktreten. Es ist zwischen einer Substantivität der Tetrazoliumsalze und einer Substantivität der Formazane zu unterscheiden.

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On substantivity of tetrazolium salts in histochemistry

Summary The known correlations between substantivity and chemical constitution of tetrazolium salts used in histochemistry are further examined on several tetrazolium salts. The investigations are demonstrating that number and position of the nitro groups in the molecule are less important for substantivity of the salt than the influence of a linear, aromatic substitution on N(₃) of the tetrazol ring or of doubling the molecule. It is to differentiate between substantivity of tetrazolium salts and the substantivity of the formazans.

     

Zur Wirkung des Lichtes auf die circadiane Periodik des Stoffwechsels und der Aktivität beim Buchfinken (Fringilla coelebs L.)

Zusammenfassung Bei 8 Buchfinken (4, 4) wurden Sauerstoffverbrauch und Hüpfaktivitätsowohl unter Bedingungen eines künstlichen Licht-Dunkel-Wechsels (LD 1212 Std; ohne Dämmerung) als auch im Dauerlicht (LL) bei konstanter Umgebungstemperatur (18–20° C) kontinuierlich gemessen. Im 1. Teil des Versuchs wurde die Beleuchtungsstärke während der Dunkelzeit (D) zwischen 0,01 und 1,0 Lux bei gleichbleibender Beleuchtungsstärke während der Lichtzeit (10 Lux) geändert. Im 2. Teil des Versuchs wurden die Vögel im Dauerlicht von 1 und 10 Lux untersucht. Vier Vögel wurden zusätzlich bei 100 Lux gemessen.Das mittlere Niveau des Sauerstoffverbrauchs (pro Std) und die mittlere Aktivitätsmenge (pro Stunde) während einer Periode sind bei der Mehrzahl der untersuchten Vögel linear und positiv miteinander korreliert (Abb. 2 und 3; Tabelle 1).Änderungen des mittleren Aktivitätsumsatzes (Differenz von mittlerem Niveau des Gesamtumsatzes und des Ruheumsatzes) sind ebenfalls positiv mit Änderungen der Aktivitätsmenge korreliert. Diese Aussage beruht auf der Voraussetzung, daß sich die circadiane Periodik des Gesamtstoffwechsels aus mindestens zwei Periodizitäten zusammensetzt: der Periodik des Grundstoffwechsels (vegetative Periodik) und der Periodik von Ruhe und Aktivität (Aktivitätsperiodik).Bei Änderungen des Zeitgebers (Erniedrigung der Zeitgeberamplitude und gleichzeitige Erhöhung der mittleren Beleuchtungsstärke) werden folgende Parameter signifikant verändert: die positive Phasenwinkel-Differenz zwischen Stoffwechselperiodik und Zeitgeber wird vergrößert, die Dauer der Aktivität (Aktivitätsumsatz ₃ ) wird verlängert, die Schwingungsbreite der Stoffwechselperiodik wird erniedrigt (Abb. 4; Tabelle 2).Unter Dauerlicht-Bedingungen werden durch eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke von 1 auf 10 Lux folgende circadianen Parameter erhöht: die Frequenz, das mittlere Niveau der Stoffwechselperiodik (Gleichwert), der Ruheumsatz, das -Verhältnis (Verhältnis Aktivitätszeit/Ruhezeit) und die Aktivitätsmenge pro Zeiteinheit. Die Schwingungsbreite der Stoffwechselperiodik bleibt unverändert (Abb. 5). Außerdem besteht eine regelhafte Beziehung zwischen dem Formfaktor der Stoffwechselschwingung und der Beleuchtungsstärke, beziehungsweise der Spontanfrequenz. Erhöhung der Beleuchtungsstärke von 10 auf 100 Lux hat unterschiedliche Wirkungen auf die circadianen Parameter der 4 gemessenen Vögel.Die unter Dauerlicht-Bedingungen gewonnenen Ergebnisse folgen der modifizierten circadianen Regel, die eine positive Korrelation zwischen Frequenz und Gleichwert der autonomen circadianen Schwingung fordert (Abb. 7).Die unter Zeitgeber-Bedingungen (Licht-Dunkel-Wechsel) gewonnenen Ergebnisse werden auf der Grundlage einer vorwiegenden Beeinflussung des circadianen Schwingers durch die Amplitude der Zeitgeber-Periodik (Zeitgeberstärke) gedeutet. Änderungen der Beleuchtungsstärke während der Dunkelzeit (im Bereich der gebotenen Lichtintensitäten) haben keinen regelhaften Einfluß auf die Stoffwechselparameter der Periodik.

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On the effect of light upon the crcadian rhythms of metabolism and activity in the chaffinch (Fringilla coelebs L.)

Summary Oxygen consumption and hopping activity of 8 chaffinches (4 males, 4 females) were measured simultaneously (I) in an artificial 1212 hr light-dark-cycle (LD; without twilight) and (II) in continuous illumination, both at constant temperature (18–20°C). During the first part of the experiment illumination during darktime (D) was varied in both directions between 0.01 and 1.0 lux. Light intensity in L (lighttime) remained constant (10 lux). In the second part of the experiment the birds were exposed to a continuous illumination of 1 and 10 lux. Four birds were also measured at 100 lux.For the majority of the birds, the mean level of oxygen consumption per hour and the average amount of activity (contacts per hour) during one circadian period are positively and linearly correlated to each other (Fig. 2 and 3; Table 1).Changes in the level of the activity metabolism — i.e. the difference between mean level of total metabolism and resting metabolism — are also positively correlated to changes in the amount of activity. This statement is based on the assumption that there exist at least 2 rhythms as basic components of the circadian rhythm of total metabolism: the rhythm of basal metabolic rate (BMR) or vegetative rhythm and the rhythm of activity and rest (activity rhythm).By variation of the Zeitgeber — simultaneous decrease in amplitude and increase in mean level of light intensity — the following parameters are significantly changed: the phase-angle difference between the circadian rhythm of metabolism and the Zeitgeber is increased (positive phase-angle differences are changed in positive direction), the activity time is lengthened, and the amplitude of the rhythm (range of oscillation) is diminished (Fig. 4; Table 2).With an increase in light intensity from 1 to 10 lux (continuous illumination), the following parameters are increased: the frequency of the rhythm, the mean level of metabolism per period, the resting metabolic rate, the -ratio (i.e. ratio activity time/rest time), and the total amount of activity per unit time. The range of oscillation remains unchanged (Fig. 5). There is also a regular change of the form-factor characterizing the shape of the metabolic oscillation, which depends upon light intensity as well as upon frequency (Fig. 8). Increasing light intensity from 10 to 100 lux affected differently the circadian parameters of the four birds tested.The results obtained in continuous illumination follow the modified circadian rule which postulates the positive correlation between frequency and mean level of the autonomous circadian oscillation (Fig. 7).The results obtained under the influence of a Zeitgeber (light-dark-cycle) are interpreted on the basis of the primary influence of the Zeitgeber amplitude (strength of the Zeitgeber) upon the circadian oscillation. The given changes in light intensity during darktime have no significant effect on the metabolic parameters of the rhythm.

     

Deutungsversuch zur Nahrungsaufnahme eines schnabelverletzten Austernfischers(Haematopus ostralegus)

Zusammenfassung Eine MitteilungFlints über die Nahrungsaufnahme eines schnabelverletzten Austernfischers (Gefangenschaftsvogel) gab Anlaß zu einigen Gedanken darüber, welche angeborenen Verhaltensweisen dem Vogel bei der Erfindung seiner neuen Methode von Nutzen gewesen sein können. — So wird das Aufspießen von Brocken in der Futterschüssel mit dem Erbeuten von Muscheln und Krabben durch Aufspießen verglichen und das Herausschleudern des Bissens als Versuch gedeutet, einen Fremdkörper loszuwerden. Das beachtliche Hinstoßen des Brockens zu einer Rinne im Käfigboden wird als Surrogat für einen im Freileben vorkommenden zielgerichteten Nahrungstransport angesehen und im schließlichen Versenken des überstehenden Schnabelteils in der Rinne zum Fassen der Nahrung wird das normale Nahrungsstochern der Art erblickt. — Es wird eine Hypothese zur mutmaßlichen Entstehung der verblüffenden Umorientierung entwickelt.

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Summary A short note byFlint about the feeding habits of an Oystercatcher(Haematopus ostralegus) in captivity with only three quarters of his under bill gave reason for reflections which of the innate motor patterns of the species might have helped the bird in finding its new method. — At first a morsel of food in the tray is stabbed with the upper bill. This is compared with the stabbing of mussels and crabs. The morsel is then flung out of the tray in the way of getting rid of annoying matter. After this the bit is pushed along the floor towards a slit and right across it. This remarkable performance seems to be a substitute for an oriented food transport directed to a special place occurring under full scope conditions. The sinking of the beak into the cleft in order to seize the food at last may be identical with the usual probing for worms. — A conjecture is given as to how this bewildering reorganization of feeding habits might have come into being.