Beziehungen zwischen Struktur und chemischer Zusammensetzung der Spermien vom Bergmolch,Triturus alpestris Laur.

Zusammenfassung Aus isolierten Achsenfäden der Spermien von Triturus alpestris Laur. wurden drei Proteinfraktionen extrahiert und nach ihrer Zusammensetzung analysiert. In der leichtlöslichen Fraktion f3 überwog Arginin, daneben fand sich u.a. Cystin. f1+f2b enthielt weniger Arginin, dafür aber mehr Lysin. Den größten Anteil hatte hier Alanin. In jeder der beiden Fraktionen waren nur neun Aminosäuren vorhanden. Die schwerlösliche Fraktion c3 enthielt außer Cystin, Methionin und Tyrosin alle nachweisbaren Aminosäuren. Außerdem wies die Fraktion f1+f2b nicht weniger als fünf unbekannte Komponenten auf, von denen eine ein hellgrüner Farbstoff war. In geringeren Mengen kamen drei dieser Substanzen in f3 und noch eine in c3 vor. Nach den Ergebnissen des enzymatischen Abbaus an Ultradünnschnitten von glutaraldehydfixiertem Material dürfte die argininreiche Fraktion im Inneren des Achsenfadens, und zwar in seinem distalen Anteil zu lokalisieren sein. Die lysinreiche Fraktion wäre demnach im Inneren des proximalen Anteils zu finden, während die schwerlösliche Komponente c3 mit der außerordentlich widerstandsfähigen Rinde des Achsenfadens identisch wäre. Im Halsstück, das aus einem kristallinen Mantel und einem homogenen elektronendichten zentralen Teil besteht, fanden sich mindestens drei Komponenten. Der Mantel enthielt ein leicht extrahierbares Protein und ein stabiles Gerüst, in dem aromatische Aminosäuren vermehrt vorzukommen scheinen. Der zentrale Teil bestand aus argininreichen Verbindungen. Die Befunde werden im Zusammenhang mit der Bildung von Achsenfaden und Halsstück während der Spermiogenese diskutiert.

---

Relationships between structure and chemical composition of spermatozoa of the newt, Triturus alpestris Laur.

Summary Axial rods from spermatozoa of Triturus alpestris Laur. have been isolated. Three protein fractions therefrom could be extracted and analysed for their composition. Arginine prevailed in the soluble fraction f3, among others also cystine was found. f1+f2b contained less arginine, but more lysine. The highest percentage was found here for alinine. In each of the two fractions only nine amino acids were present. The sparely soluble fraction c3 contained all identifiable amino acids besides cystine, methionine and tyrosine. Moreover, the fraction f1+f2b showed as many as five unknown components, from which one was a light-green colour. To a lesser degree three of these compounds were also found in fraction f3 and still one in fraction c3. According to the results of the enzymatic digestion carried out on ultrathin section of material fixed with glutaraldehyde, the arginine-rich fraction should be localized in the center of the axial rod in its distal part. The lysine-rich fraction would then be found in the center of the proximal part, while the sparely soluble fraction c3 would be identical with the extremely resistant cortex of the axial rod. Within the neck-piece, which consists of a crystalline mantle and a homogenously dark central part, at least three components were present. The mantle contained an easily extractable protein and a stable frame, in which aromatic amino acids seemed to be increased. In the central part arginine prevailed. The results are discussed with regard to the formation of the axial rod and the neck-piece during spermiogenesis.

---

---

Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Experimente am ungefurchten Ei vonPimpla turionellae L. (Hymenoptera) zur Funktionsanalyse des Oosombereichs

Summary In endoplasm close to the posterior pole of the egg ofPimpla one finds conglomerated oosome material, rich in RNA. Investigations after various operations in the oosome region (10% of egg length), before cleavage were intended to show whether pole cells develop, how many segments form and if gonads contain primordial germ cells.Oosome material was squashed with a blunt glass needle. The uninjured part of the egg in front of the oosome region develops blastoderm but no pole cells. It gives rise to a fully segmentated larva with germ cells in the gonads.After ligation of up to 15% of egg length complete embryos with germ cells can develop. The smaller the anterior isolates, the more abdominal segments are missing.By ligation and invagination of the hindpole of eggs with a blunt glass needle, anteriorly material from the oosome region is combined with ooplasm situated more. Translocation of only a small amount of ooplasm results in the same number of abdominal segments in the anterior isolate as in ordinary ligated eggs. Translocation of much ooplasm yields a significantly greater number of abdominal segments. It is immaterial for the metameric segmentation of the embryo whether the oosome is situated before or behind the ligature or is destroyed. But the depth of the invagination and how many segments result do not seem to be correlated.A completely segmentated embryo can develop also after extirpation of the oosome provided care is taken not to injure the hindpole-plasm. No pole-cells result when the complete oosome is missing and the hindpole-plasm is present; loss of part of the oosome results in the development of only a few pole-cells. Thus oosome material is a necessary and quantitative condition for pole-cell differentiation. In one favourable case pole-cells developed in the extraovate because the oosome was followed after some hours by endoplasm and cleavage nuclei.Functions of the oosome are discussed: together with cleavage nuclei it is responsible for pole-cell development. As pole-cells are not invariable precursors of germ-cells, the oosome cannot contain determinants for them. Possibly it includes postembryonic growth modifiers or it could be active in gametogenesis later on. As an egg without oosome-region is able to develop an embryo, this region does not or exclusively contain an activation-center (e. g.Platycnemis), or special hind-pole factors (e. g.Euscelis). In any case the oosome itself does not include these factors. A greater number of segments in the anterior isolate after translocation of ooplasm could be due to its special quality, as inEuscelis andBruchidius whose metameric organisations originate from a bipolar ooplasmic reaction system. Also it could depend only on the increase of ooplasm competent for differentiation-factors in the middle and anterior egg parts.

---

---

Durchgeführt mit Leihgaben der Deutschen Forschungsgemeinschaft und mit Hilfe von Euratom (Verträge Nr. 041-65-10 BIOD und Nr. 077-69-I BIOC mit dem Heiligenberg-Institut).     

Régulation sociale dans les sociétés orphelines d'Evylæus nigripes (Lep.) (Hym.,Halictidæ)

Résumé Dans les sociétés orphelines d'Evylæus nigripes, l'une des ouvrières joue le rôle de reine: elle ne participe pas à la récolte du pollen, demeurant constamment au nid, et assume la plus grande part de la ponte sociale.On établit un parallèle entre les sociétés orphelines et les fondations polygynes de la même espèce: les unes et les autres semblent révéler l'existence d'un effet de groupe.

---

Summary In queenless societies ofEvylæus nigripes, one of the workers assumes the rôle of a lost queen: she remains permanently in the nest, lays most of the eggs but does not collect any pollen.Queenless societies of workers resemble polygynous spring associations of this species: both indicate the existence of a group effect.

     

Morphogenetic movements and segmentation of posterior egg fragmentsin vitro

Summary Eggs ofCalliphora were operated (I) at the undifferentiated blastoderm stage, (II) after blastoderm differentiation and in the stages showing border furrows and the beginnings of gastrulation, and (III) during forward extension of the posterior germ band region along the dorsal egg surface. The operation consisted of cutting off up to 1/3 of the egg anteriorly and removing the posterior egg fragment from the vitelline membrane for culture in a hanging drop. As control experiments for the explanted egg fragments, anteriorly pricked eggs and corresponding posterior fragments not removed from the vitelline membrane were cultured in hanging drops. Different technical prerequisites for the sterile culture ofCalliphora embryo fragmentsin vitro were tested. Development of the living embryo fragments was followed, and representative embryos fixed and microscopically examined for comparison with normally developing embryos. In explants I cell formation in the blastoderm did not reach completion and the blastoderm nuclei did not divide further. Slight contractions of parts of the preblastoderm did occur, but no morphogenetic movements. —In control fragments cell formation mostly proceeded further, but gastrulation was abortive except in large fragments. In explants II, irregular immigration of mesoderm cells was possible in fragments explanted before mesoderm groove initiation, but the explants did not develop further. Invagination of mesoderm through a groove, followed by segmentation of the germ band and some differentiation, was possible only in explants operated after initiation of groove formation. The germ band did not extend antero-dorsally, but became folded laterally, these folds foreshadowing the intersegmental boundaries formed later. Organogenesis and histological differentiation were in many respects abnormal. — In contrast, mesoderm invagination and initiation of germ band extension were possiblein control fragments operated before mesoderm groove initiation, although abnormalities in gastrulation were common. Explants III, despite cessation of germ band extension after explantation, often underwent further development resulting in histologically differentiated partial embryos, showing various abnormalities in organogenesis. The dorso-lateral furrows often persisted until segmentation and may correspond to primitive intersegmental furrows. The hind-gut and part of the posterior mid-gut-rudiment often evaginated during germ band contraction. Only when avitelline membrane was present did the germ band continue to extend antero-dorsally and, although this extension was rarely complete, further development with normal organogenesis and histological differentiation took place.Of the three germ layers, the ectoderm most closely approached normal differentiation in both explants and control fragments, with differentiation of nerve ganglia, tracheae, salivary glands, and a hind-gut epithelium with Malpighian tubules. Differentiation of the mesoderm in the explants was confined to muscle fibres situated near the ganglia. The endoderm remained undifferentiated in explants but formed a mid-gut epithelium in some control fragments, when splanchnic mesoderm was also present.The bearings of these results on morphogenetic problems in the insect egg is discussed.

---

Zusammenfassung Eier vonCalliphora wurden (I.) im Vorblastodermstadium mit Polzellen, (II.) während der Differenzierung des Blastoderms und des Beginns der Primitivrinnenbildung und (III.) während des Schichtenbaues und der Streckung des Keimstreifs rückwärts auf die dorsale Eiseite operiert. Das Chorion wurde abgeschält, der Vorderpol bis zu 1/3 der Eilänge gekappt, und das Eifragment vorsichtig aus dem steifen sog. Dotterhäutchen ausgedrückt. Für die Weiterentwicklung wurden Steriltechnik, Kulturmedien und verschiedene Unterlagen im hängenden Tropfen erprobt. In den meisten Fällen war eine physiologische Salzlösung mit Zuckerzusatz und ein Stückchen Cellophanpapier benutzt worden. Als Kontrollversuche zur Entwicklung der Explantate dienten vorn angestochene Eier und Posteriorfragmente mit ihrer Vitellinmembran, die zu gleicher Zeit und auf gleiche Weise im hängenden Tropfen kultiviert wurden. Der Entwicklungsablauf in vitro wurde am lebenden Objekt beobachtet und nach Fixierung in Schnittpräparaten lichtmikroskopisch ausgewertet.Kein Medium ist optimal gewesen. Junge Explantate werden etwas flacher und kleben an der Unterlage. Die Kontrollfragmente entwickeln sich im allgemeinen besser als die zugehörigen Explantate. Der Keim ragt manchmal aus der Vitellinmembranhülse heraus. Explantate des I. Operationsstadiums vermehren die Kerne nicht und vollenden nicht die Bildung der Zellgrenzen, sondern reduzieren sie. Geringe Kontraktionen des Eimaterials kommen vor, Gestaltungsbewegungen aber nicht. — InKontrollfragmenten schreitet die Bildung und Differenzierung des Blastoderms fort, die Gastrulationshewegungen werden in stark verkürzten Eiern abnorm. Explantate des II. Operationsstadiums entwickeln sich irregulär weiter, wenn sie noch nicht mit der Bildung der Primitivrinne begonnen hatten. Bei Beginn des Schichtenbaues operierte Eier können einen segmentierten Keimstreif bilden, der sich aber am Hinterpol nicht typisch dorsal wendet. Die Serosa ist oft geschwollen. Nicht unterlagertes Mesoderm bleibt bis auf eine kleine Portion untypischer somatischer Muskulatur nahe den Neuromeren undifferenziert. Die klaffenden Seitenplatten können sich zu Epidermis und Tracheen sowie zu je einem halben Nervensystem mit aufeinanderfolgenden Knotenpaaren differenzieren. Auch ohne Blastokinese können dorsolaterale Falten erscheinen, die mehr oder weniger deutlich in 4–5 ventrolaterale Segmentfurchen übergehen. Verspätet treten noch 1–2 Segmentanlagen vor der hinteren Entodermanlage auf. Das Einstülpen der hinteren Mitteldarmanlage und des Proktodaeum gelingt nicht. Schon die vor dem Auftreten der Primitivrinne operiertenKontrollfragmente können Schichtenbau, Segmentierung und Organdifferenzierung vollziehen, allerdings gelingt manchmal die Unterlagerung des Mesoderms nicht. Selbst ein normal ausgebildeter Keimstreif streckt sich in der Vitellinmembran-Hülse oft nicht mit einer Dorsalwendung des Hinterendes. Die dorsolateralen Falten sind oft irregulär oder fehlen ganz. Das Proktodaeum und eventuell ein Teil des Mitteldarmes werden manchmal ausgestülpt. Explantate des III. Operationsstadiums können sich bis zum schlupfreifen Zustand weiterentwickeln, aber das dorsal gewendete Keimstreifhinterende zieht sich etwas zurück. Allem Anschein nach entsprechen die dorsolateralen Falten primitiven Segmentfurchen. Das im ganzen dorsal gekrümmte Fragment verkürzt sich zur normalen Zeit vor der Ausbildung des Rückens. Der Enddarm hat sich oft nicht ein- sondern ausgestülpt. Auch bei denKontrollfragmenten kann das Hinterende sich nicht vollständig dorsal gestreckt haben. Im allgemeinen entwickeln sich die Kontrollen normal weiter.DasEktoderm differenziert sich in Fragmenten ohne und mit Dottermembran-Hülse ganz entsprechend dem Normalfall zu Epidermis, Nervenganglien, Tracheen, Speicheldrüsen und Enddarmepithel mit Malpighi-Gefäßen. DasMesoderm hat sich in Explantaten nur zu untypischen Muskelzügen differenziert, soweit es nahe den Ganglien liegt. DasEntoderm bleibt in Explantaten undifferenziert.Die Diskussion der morphogenetischen Probleme, zu deren Lösung diese Ergebnisse in vitro beitragen können, hat zu folgendenSchlußfolgerungen geführt. Die Anteriorschnittversuche erlauben noch nicht, einen blastodermalen Anlagenplan abzuleiten. Der Innendruck des Eies ist nicht eine entscheidende Bedingung für normale Weiterentwicklung. Die Begrenzung des Eiraumes durch das Dotterhäutchen ist wichtig für die Gestaltungsbewegungen bei der Bildung der Zellmembranen des Blastoderms, beim Schichtenbau und beim Dorsalwenden des sich streckenden Keimstreifendes. Dynamische Faktoren für den Beginn der Gastrulation sind weniger im Dotterentoplasmasystem als in den Blastodermzellen zu suchen. Abnorme Gestaltungsbewegungen werden begleitet von abnormer Zellformung. Das Ektoderm ist selbstdifferenzierungsfähig; abortiv gastruliertes Mesoderm kann sich nur in der Nachbarschaft von Ganglienmaterial zu Muskelanlagen differenzieren. Die Proktodaealanlage kann sich nur im dorsal gestreckten Keimstreif richtig einstülpen. Mesoderminvagination ist eine Vorbedingung für die Segmentierung des Keimstreifs. Dorsolaterale Querfalten können in Explantaten auch ohne dorsale Keimstreifstreckung entstehen. Sie gehen auch oft, wenn sie schon beim Explantieren angedeutet sind, in ventrolaterale primitive Segmentgrenzen über, die anscheinend zwischen Paaren aufeinanderfolgender, definitiver Segmentanlagen einfurchen. Die Verkürzung des segmentierten Keimstreifs erfolgt unabhängig von der Vitellinmembranwand.

---

---

Under tenure of a Royal Commission for the Exhibition of 1851 Overseas Research Scholarship.

---

With many thanks for material support from the Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Uptake of the sex pheromone H-bombykol and related compounds by male and female Bombyx antennae

The uptake of ³H-bombykol and related compounds was investigated on the antennae of the silkmoth Bombyx mori with elution and liquid scintillation techniques. The pheromone uptake is a sum of several time-dependent processes and more or less susceptible against pretreatment with organic solvents, buffers and SH-inhibitors. Before and after enzymatic conversion the pheromone molecules are mainly adsorbed non-covalently (99 per cent) onto micromolecular structures.     

Gel Electrophoresis of Avian Leukosis and Sarcoma Viral RNA in Formamide: Comparison with Other Viral and Cellular RNA Species

Class a and class b 30 to 40S RNA subunits obtained by heat dissociation from the 60 to 70S RNA complex of avian tumor viruses were compared with several RNA standards by electrophoresis in formamide-polyacrylamide gels. Class a RNA was found to have a lower electrophoretic mobility and hence probably a higher molecular weight than class b RNA. The absolute molecular weight of class a and b RNA could not be determined with accuracy, because the relationship between logarithm of molecular weight and mobility of the RNA standards was not linear. The size of class a RNA fell into the range of 2.4 x 10(6) to 3.4 x 10(6) daltons and that of class b into the range of 2.2 x 10(6) to 2.9 x 10(6) daltons, depending on the standards used. The possible biological significance of this difference is discussed.