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.     

Saline soils under dryland agriculture in southeastern Saskatchewan (Canada) and possibilities for their improvement

Summary Soil salinization in some areas of southeastern Saskatchewan was discussed from the standpoint of its occurrence in relation to climatic conditions, soil type, topography, and land use.Accumulations of salts resulted from temporary water tables and the capillary movement of water upwards and its subsequent evaporation. Maximum concentrations of salts occurred on the soil surface or in deeper soil layers, depending on the location of the profile with respect to the topographical contour. Salt leaching on the slope was reduced because of water run-off, but was high in the depression due to water accumulation.A comparison between grassland and cultivated land showed a favourable influence of grass on the reduction of surface salinization. These favourable effects may be related to the influence of the vegetational cover on water run-off and water evaporation. It was concluded, that the increase in cultivated land over the years at the expense of grassland and also the summer fallowing practice are contributing factors towards the spreading of soil salinization.Analytical data from saturated extracts are discussed from the viewpoint of concentration and composition. All test locations showed a preponderance of Mg- and SO₄-ions in the salinized samples. SSP values did not exceed 30 per cent. The influence of varying concentrations of these salts on the yields of three cereal crops was tested. The sequence of salt tolerance of barley, wheat, and oats in decreasing order was identical with results reported elsewhere from irrigated plots. Absolute salt concentrations effecting a 50 per cent yield decrease, however, were considerably lower. This was attributed to differences in the environment.

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Zusammenfassung Der Einfluß von Klima, Boden, Topographie und Art der landwirtschaftlichen Nutzung auf die Entstehung von Salzböden im südöstlichen Teil von Saskatchewan (Canada) wurden an Hand von Beobachtungen, Messungen und Analysenmaterial besprochen. Die Untersuchungen erstreckten sich auf ein Gebiet staunasser Geschiebelehmböden mit schwachwelligem Relief. Das Klima des Untersuchungsraumes ist kontinental, kühl-semiarid, mit durchschnittlichen Jahresniederschlägen von 300–500 mm. Die wasserlöslichen Bodensalze des Sättigungsextraktes bestehen hauptsächlich aus Mg-, Ca- und SO₄- und zum geringeren Teil aus Na-Ionen. Die Versalzung ist auf kapillaren Wasseranstieg von temporären und stark schwankenden Grundwasserspiegeln und starke Verdunstung des Wassers oberhalb des Kapillarsaumes zurückzuführen. Profilreihen von der Senke zum Hang lassen einen Bereich der Salzauslaugung in den Senken und einen Bereich der Salzanreicherung in mittlerer und höherer Hanglage erkennen. Maximale Konzentrationen kommen an der Bodenoberfläche oder auch — bei höherer Hanglage — in tieferen Horizonten zur Ausbildung, was durch die verschiedenen Tiefenlagen der herrschenden Kapillarsäume bedingt ist. Oberflächen- und oberflächennahe Bodenversalzungen wirken sich in hohen Ertragsausfällen aus und gefährden damit die Wirtschaftlichkeit mancher landwirtschaftlicher Betriebe. Eine zunehmende Tendenz in der Bodenversalzung, insbesondere im letzten Jahrzehnt, ist von zahlreichen Farmern beobachtet worden.Ein Vergleich zwischen Grünland und Ackerland zeigt, daß unter der ständigen Grasdecke die Oberflächenversalzung geringer ist. Hier treten nicht nur Unterschiede in der Salzkonzentration auf, sondern auch eine Veränderung in der qualitativen Zusammensetzung der wasserlöslichen Salze. Vor allem sei die geringere Konzentration an wasserlöslichem Mg und Na in den Böden unter Gras erwähnt, da diese Kationen von Bedeutung für die Art und Stabilität der Bodenstruktur sind. Physikalische Untersuchungen zeigten eine bessere Wasserdurchlässigkeit der grasbestandenen Flächen, was für die Auslaugung von angereicherten Salzen in der durchwurzelten Bodenschicht von Wichtigkeit ist. Außerdem wird der Oberflächenabfluß von Niederschlagswasser durch eine ständige Vegetationsdecke verringert, wodurch eine flächenmäßig gleichmäßigere Versickerung von Niederschlagswasser im hügeligen Gelände möglich ist. Auf Grund dieser Resultate und der sich in Bezug auf den Grundwasserstand in versalzungsgefährdetem Gebiet ungünstig auswirkenden Brache, wird gefolgert, daß die Zunahme von Ackerland auf Kosten von Grünland und die im zwei- oder dreijährigen Turnus sich wiederholende Brache in ursächlichem Zusammenhang mit der Zunahme der Versalzung stehen.Der Einfluß von verschieden hohen Salzkonzentrationen auf die Erträge von Weizen, Hafer und Gerste wurden mit Resultaten vom U.S. Salinity Laboratory, Riverside verglichen. Hierbei zeigte sich, daß die Reihenfolge der abnehmenden Salztoleranz, nämlich Gerste, Weizen, Hafer, mit derjenigen von Riverside übereinstimmt. Bei einem Vergleich der absoluten Werte der Salzkonzentrationen die einen 50-% igen Ertragsabfall bewirken, lagen die Zahlen für Saskatchewan (dryland) jedoch unter denjenigen von Kalifornien (irrigation). Die Gründe hierfür liegen einmal in der Verschiedenheit der Versuchstechnik und zum anderen darin, daß die durchschnittlichen Gesamtsaugdrücke, die die Pflanzen zur Wasseraufnahme zu überwinden haben, in bewässerten Böden geringer sind als in Böden des semiariden Klimas ohne Bewässerung. Wahrscheinlich ist damit eine Verschiebung des Verhältnisses vom Ertrag zum Versalzungsgrad verbunden. Die Möglichkeit einer Beeinflussung des Pflanzenwuchses durch die z.T. hohen Mg-Ge-halte in den Böden, also eines spezifischen Ionen-Effektes, wurde an Hand von anderen Arbeiten besprochen.

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Part of a dissertation for the Dr. agr. degree at the Justus Liebig-Universität Giessen, 1962     

Ein Beitrag zur Morphologie der labellaren Marginalborste der Fliegen Calliphora und Phormia

Zusammenfassung Die Marginalborste auf der Marginalleiste der Rüsselscheibe von Calliphora und Phormia ist bei adulten Tieren und reifen Puppen lichtmikroskopisch untersucht worden. Sie besteht aus einer zweilumigen Borste, unter der sich ein Sack mit Sinneszellen und akzessorischen Zellen befindet. Der Sack baut sich aus zwei Hüllen auf, deren innere aus bindegewebigem Perilemm gebildet wird. Distal grenzt das Perilemm an die Basalmembran, proximal zieht es von der Basis des Sackes aus als Nervenscheide in das Labellum, wo es sich mit den Nervenscheiden anderer Marginalborsten vereinigt und an der Basis des Labellums in die Nervenscheide des Labialnerven mündet. Die äußere Hülle des Sackes besteht aus granuliertem Septum, das distal 2–25 unterhalb der Basalmembran endet und proximal die Nervenscheide etwa bis zur Mitte des Labellums eng anliegend überzieht. Dort löst es sich von der Nervenscheide und zieht unter die Basalmembran, unter der es auch im Haustellum und Rostrum vorkommt. Die trichogene Zelle der Marginalborste verschließt den Sack in Höhe der Basalmembran wie ein zugespitzter Korken. Die Membran ihrer Zelle im intrakutikulären Bereich wird beschrieben. Ein Scolops zieht als Fortsetzung vom engen Lumen der Borste durch die trichogene Zelle hindurch in den Sack hinein, wo sein freies Ende distale Nervenfortsätze aufnimmt. Zur Anzahl und Art der Zellen im Sack wird Stellung genommen. Ein Netz aus Fibrillen unbekannter Art um den Kern der Sinneszellen und der Verlauf einer mechanorezeptorischen Faser werden beschrieben. In den Nervenscheiden kommen biund tripolare Zellen mit kurzen Fasern vor, die für Perilemmzellen gehalten werden. Nach Berechnungen über die Anzahl der Sinneszellen je Labellum und nach Querschnitten durch den Labialnerven in Höhe des Haustellums besteht eine Reduktion der afferenten Axone von etwa 1000 Sinneszellen zu rund 250, was einer Reduktion von vier Axonen zu einem einzigen entspricht.Herrn Prof. Dr. R. Stämpfli danke ich sehr für sein großes Interesse und seine Anregungen, Herrn Prof. Dr. B. Hassenstein (Direktor des Instituts für Zoologie der Universität Freiburg) für die kritische Durchsicht des Manuskripts.     

Klimakammertherapie

Zusammenfassung Die Bezeichnung Klimakammer wird in steigendem Masse für die Unterdruckkammern gebraucht, was einer starken Einengung des Begriffs gleichkommt. Denn unter einer Klimakammer versteht man allgemein einen Raum, in welchem zu bestimmten Zwecken klimatische Bedingungen hergestellt werden, die in einem oder mehreren Klimafaktoren vom natürlichen Lokalklima abweichen. Aus der Fülle der Klimafaktoren wurden wegen der therapeutischen Bedeutung die Variationsmöglichkeiten des Luftkolloids und des Luftdrucks ausführlicher entsprechend dem derzeitigen Stande der Kenntnisse besprochen.Die Ausschaltung des Luftkolloids führt zu den allergenfreien Kammern Storm v. Leeuwens. Die zusätzliche Beimengung medikamentöser Schwebstoffe zur Raumluft ergibt Rauminhalatorien, von denen als Prototypen die Säurekammern, Ultraschallnebelkammern, Solenebelkammern und Dispneumotherapiekammern beschrieben wurden. Durch Erhöhung des Luftdrucks entstehen Ueberdruck- und durch Herabsetzung Unterdruckkammern. Die physiologischen Wirkungen der Luftdruckänderung und die bewährten Möglichkeiten im therapeutischen Einsatz werden auf Grund umfassender praktischer Erfahrungen dargestellt.An extensive English summary of this article will appear in November 1960 in the book published by S.W. Tromp: Weather, Climate and the Living Organism (An Introduction to medical Bioclimatology), Elsevier Publ. Co., Spuistraat 110, Amsterdam, Netherlands.Facharzt für physik. Medizin, Leiter des Instituts für medizinische Aerosol-Forschung und-Therapie, ärztlicher Leiter der Kurmittelhäuser in Bad Lippspringe, Westfalen, Deutschland.Meteorologe, Leiter der bioklimatischen Forschungsstelle in Bad Lippspringe, Westfalen, Deutschland.     

Die Aktivitätsperiodik von Nagern im künstlichen 24-Stunden-Tag mit 6–20 Stunden lichtzeit

Zusammenfassung Die Tagesperiodik der lokomotorischen Aktivität von weißen Ratten und Mäusen ist nicht einfach 24-Std-periodisch. Man beobachtet auch im künstlichen Licht-Dunkel-Wechsel 2 Maxima der Aktivität, die den beiden Umkehrpunkten der Umweltperiode: Licht-an und Licht-aus zugeordnet sind. Veränderungen des Verhältnisses von Lichtzeit zu Dunkelzeit (bei unveränderter Dauer der Periode mit 24 Std) führt zu entsprechenden Verformungen der tierischen Periodik: die Maxima folgen mehr oder weniger streng den Verschiebungen der Umkehrpunkte, wie das auch von den jahreszeitlichen Änderungen der Vogelperiodik unter natürlichen Bedingungen bekannt ist.Wird die Zahl der Lichtstunden im 24-Std-Kunsttag von normal 12 Std um 6 Std herauf- oder herabgesetzt, so folgen die Maxima den Umkehrpunkten nicht in gleichem Ausmaß. Bei der Maus beträgt der Abstand zwischen Morgen- und Abendmaximum im Kunsttag mit 12 Std Licht rund 15,5 Std. Im Kunsttag mit 6 oder 18 Std Licht wird dieser Abstand nur um jeweils 1,5 Std verkleinert oder vergrößert. Das gilt auch für Tiere, die bereits 6 Wochen an das entsprechende Licht-Dunkel-Verhältnis angepaßt wurden. Die endogene Komponente der Tagesperiodik läßt Verformungen durch den Zeitgeber nur im begrenzten Umfang zu.Das Verhältnis der Lichtstundenzahl zur Dunkelstundenzahl übt einen starken Einfluß auf die insgesamt vom Tier entwickelte Aktivität aus. Bei schrittweiser Vergrößerung der Lichtstundenzahl von 12 über 14 auf 16 Std/die Licht versuchen dunkelaktive Tiere durch Steigerung der stündlichen Aktivitätsleistung zumal in der Dunkelzeit die Verkürzung der von ihnen bevorzugten Zeitspanne auszugleichen; sie erreichen im allgemeinen im Kunsttag mit rund 14–16 Std/die Licht die größte Gesamtaktivität je 24 Std. Im Kunsttag mit 18 Std Licht und mehr bricht diese Regulation zusammen — die Gesamtaktivität nimmt stark ab. Dasselbe gilt bei Verkürzung der Lichtstundenzahl auf 6: sowohl in der Lichtzeit wie in der Dunkelzeit wird unter diesen Umständen die je Stunde entwickelte Aktivität auf weniger als die Hälfte der Werte herabgedrückt, die für den Kunsttag mit mittlerer Lichtstundenzahl gelten.Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß je nach Tierart bestimmte Verhältnisse von Licht zu Dunkel eine optimale Umwelt darstellen und daß ganz allgemein nicht nur die Durchschnittswerte der wichtigsten Umweltgrößen sondern auch deren periodische Änderungen entscheidend die Lebensäußerungen der Tierwelt beeinflussen.     

Flow cytometric detection of mitotic cells using the bromodeoxyuridine/DNA technique in combination with 90 degrees and forward scatter measurements

Mitotic cells could be well discriminated from the cells in the G1-, S- and G2-phases of the cell cycle using pulse labeling of S-phase cells with bromodeoxy-uridine (BrdUrd) and staining of the cells for incorporated BrdUrd and total DNA content. Unlabeled G2- and M-phase cells could be measured as two separate peaks according to propidium iodide fluorescence. M-phase cells showed lower propidium iodide fluorescence emission compared to G2-phase cells. The fluorescence difference of M- and G2-phase cells was caused by the different thermal denaturation of their DNA. Best separation of M- and G2-phase cells was obtained after 30-50 min heat treatment at 95 degrees C. Mitotic index could be measured if no unlabeled S-phase cells were present in the cell culture. With additional measurements of 90 degree scatter and/or forward scatter signals, mitotic cells could be clearly discriminated from both unlabeled G2- and S-phase cells. The correct discrimination (about 99%) of mitotic cells from interphase cells was verified by visual analysis of the nuclear morphology after selective sorting. Unlabeled and labeled mitotic cells could be observed as pulse-labeled cells progressed through the cell cycle. We conclude that this modified BrdUrd/DNA technique using prolonged thermal denaturation and the simultaneous measurement of scatter signals may offer additional information especially in the presence of BrdUrd-unlabeled S-phase cells.     

Influence of nicotianamine and iron supply on formation and elongation of adventitious roots in hypocotyl cuttings of the tomato mutant 'chloronerva' (Lycopersicon esculentum)

The influence of nicotianamine (NA) on formation and elongation of adventitious roots in hypocotyls of de-rooted NA-less mutant seedlings of Lycopersicon esculentum Mill, was examined in relation to the iron supply [ferric N-N'-ethylenediaminedi-(2-hydroxyphenylacetate) (FEDDHA), ferric ethylenediaminetetracetate (FeEDTA), ferric N-(2-hydroxyethyl)-ethylenediaminetriacetate (FeHEDTA, Fe-citrate and FeCl₃] in the nutrient solution. The initiation of root primordia in hypocotyl cuttings was independent of NA and occurred with about the same frequency in both, mutant and wild-type. In the mutant the development of primordia to adventitious roots was blocked at all iron sources used, except FeEDTA. Addition of NA (5x 10⁻⁶ to 2 × 10⁻⁵ M ) to the rooting medium resulted in a fast growth of adventitious roots in mutant cuttings with all iron sources tested. Rooting of wild-type cuttings was independent from NA application and iron sources. We suppose that NA is involved in the intracellular transport of iron. Its function is possibly linked with chelation of ferrous iron in the cell.     

Automatic control of the extra-corporal bypass: system analysis, modelling and evaluation of different control modes.

Automatic control of the blood gas parameters during extracorporeal circulation has the potential to improve the quality of this procedure and to relieve the personnel from a time consuming task. This paper describes a model of the underlying system for a standard clinical set-up and pinpoints the major difficulties which are the variations of the process gains and the blood- and gas-flow dependent dead times and time constants. Scheduled PI-controllers both for the arterial oxygen as well as for the carbon dioxide partial pressure were designed. Scheduling was based on the blood flow rate. These controllers were tested in a simulation environment. The control systems remained stable under all tested operating condition, but if the blood flow rate was changed abruptly rather large load errors occurred. The performance was improved markedly by adding a feed-forward control path which directly influences the actuating signals based on the actual blood flow rate and the hemoglobin contents, variables which are measured anyway. The major conclusion of this study is to use such direct feed-forward compensation even if more sophisticated control algorithms are used.     

Crystal structure and conformational analysis of ampullosporin A.

Ampullosporin A is a 15-mer peptaibol type polypeptide that induces pigment formation by the fungus Phoma destructiva, forms voltage-dependent ion channels in membranes and exhibits hypothermic effects in mice. The structure of ampullosporin A has been determined by x-ray crystallography. This is the first three-dimensional (3D) structure of the peptaibol subfamily SF6. From the N-terminus to residue 13 the molecule adopts an approximate right-handed alpha-helical geometry, whereas a less regular structure pattern with beta-turn characteristics is found in the C-terminus. Even though ampullosporin A does not contain a single proline or hydroxyproline it is significantly bent. It belongs to both the shortest and the most strongly bent peptaibol 3D structures. The straight structure part encompasses residues Ac-Trp(1)-Aib(10) and is thus less extended than the alpha-helical subunit. The 3D structure of ampullosporin A is discussed in relation to other experimentally determined peptaibol structures and in the context of its channel-forming properties. As a part of this comparison a novel bending analysis based on a 3D curvilinear axis describing the global structural characteristics has been proposed and applied to all 3D peptaibol structures. A sampling of 2500 conformations using different molecular dynamics protocols yields, for the complete ampullosporin A structure, an alpha-helix as the preferred conformation in vacuo with almost no bend. This indicates that solvent or crystal effects may be important for the experimentally observed peptide backbone bending characteristics of ampullosporin A.     

Conjugative plasmid transfer in gram-positive bacteria.

Conjugative transfer of bacterial plasmids is the most efficient way of horizontal gene spread, and it is therefore considered one of the major reasons for the increase in the number of bacteria exhibiting multiple-antibiotic resistance. Thus, conjugation and spread of antibiotic resistance represents a severe problem in antibiotic treatment, especially of immunosuppressed patients and in intensive care units. While conjugation in gram-negative bacteria has been studied in great detail over the last decades, the transfer mechanisms of antibiotic resistance plasmids in gram-positive bacteria remained obscure. In the last few years, the entire nucleotide sequences of several large conjugative plasmids from gram-positive bacteria have been determined. Sequence analyses and data bank comparisons of their putative transfer (tra) regions have revealed significant similarities to tra regions of plasmids from gram-negative bacteria with regard to the respective DNA relaxases and their targets, the origins of transfer (oriT), and putative nucleoside triphosphatases NTP-ases with homologies to type IV secretion systems. In contrast, a single gene encoding a septal DNA translocator protein is involved in plasmid transfer between micelle-forming streptomycetes. Based on these clues, we propose the existence of two fundamentally different plasmid-mediated conjugative mechanisms in gram-positive microorganisms, namely, the mechanism taking place in unicellular gram-positive bacteria, which is functionally similar to that in gram-negative bacteria, and a second type that occurs in multicellular gram-positive bacteria, which seems to be characterized by double-stranded DNA transfer.