Vegetationsschwankungen in einem Melico-Fagetum

Summary Following the dry year of 1959 considerable damage was done to a number of beeches in a Melico-Fagetum wood in the Drübel area near Brilon (Sauerland). The effects of this damage coupled with the subsequent removal of the affected trees were studied over an 8-year period with a permanent quadrat and revealed the following vegetation cycle: pure or almost pure beechwood — dying or cutting down of single beeches and with it an opening up of the tree canopy — an increase in the abundance and flowering of wild strawberry (Fragaria vesca) and other lightloving species — an increase in the density and growth of sycamore (Acer) and ash (Fraxinus) saplings — a decrease in the amount of wild strawberry and indeed of other light-loving species too because of the increasing shade — development of beech seedlings into young trees under the shadow of the other shrubs and trees — probably a sycamoreash-beech stand — probably a pure or almost pure becchwood again.

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Zusammenfassung Das Dürrejahr 1959 verursachte in einem Melico-Fagetum des Drübels bei Brilon erhebliche Schäden an mehreren Buchen. Diese Schäden und die folgende Abholzung der erkrankten Bäume lösten, wie 8jährige Untersuchungen in einem Dauerquadrat ergaben, folgenden Vegetationsyklus aus: Reiner oder fast reiner Buchen-Hochwald — Absterben bzw. Schlag einzelner Buchen und damit Auflockerung der Baumschicht — Vermehrung bzw. Blüte der Walderdbeere und anderer lichtliebender Arten — Verdichtung und schnelles Emporwachsen des Ahorn- und Eschen-Jungwuchses — Abnahme der Erdbeere, wohl auch anderer licht-liebender Arten infolge wieder zunehmender Beschattung — Heranwachsen von Buchen-Keimlingen zu Jungpflanzen, und zwar im Schatten der anderen Sträucher und Bäume — voraussichtlich Ahorn-Eschen-Buchen-Bestand — voraussichtlich wieder reiner oder fast reiner Buchen-Hochwald.

     

Gefrierätzung verschiedener Stämme von Bacillus sphaericus

Zusammenfassung Drei thermophile und ein mesophiler Bacillus sphaericus-Stamm wurden gefriergeätzt und ihre Feinstruktur verglichen. Mit Ausnahme eines thermophilen Stammes konnte bei allen untersuchten Organismen eine aus 13 nm großen Einheiten aufgebaute, rechtwinkelig geordnete Zellwandoberflächenstruktur nachgewiesen werden. Die Zellwand ließ sich bei sämtlichen Stämmen zweischichtig aufspalten. An ihren Querbrüchen traten 10–20 nm dicke Fibrillen auf, die als Subeinheiten der Zellwand gedeutet werden. Das Gefrierätzbild der Cytoplasmamembran läßt eine Deutung im Sinne einer teilweisen Aufspaltung längs einer zentralen Ebene zu.An aufgebrochenen Reservestoffgranula wurden hornartige Artefakte dargestellt, deren Entstehung teilweise auf eine schlagartige Expansion eines komprimierten, streng abgrenzbaren zentralen Teiles zurückgeführt wird.

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Freeze etching of different strains of Bacillus sphaericus

Summary The fine structures of three thermophilic and one mesophilic strain of Bacillus sphaericus have been compared by means of freeze etching. With the exception of one thermophilic strain, all strains had a rectangular cell wall surface structure consisting of 13 nm units. With all strains it was possible to split the cell wall into two layers. On its cross fractures 10–20 nm thick fibrils could be observed, presumably subunits of the cell wall.The image yielded by the freeze etched cytoplasmic membrane can be interpreted as due to partial cleaving along a central plane. The formation of hornlike artefacts rising from cross-fractured storage granules is explained partially by a sudden expansion of a compressed central part.

     

LYTIC ACTIVITIES IN RENAL PROTEIN ABSORPTION DROPLETS : An Electron Microscopical Cytochemical Study

The digestive cycle following reabsorption of hemoglobin by cells of the proximal convoluted tubules in mouse kidney and the uptake of ferritin by glomerular mesangial cells in the kidney of normal and nephrotic rats were investigated by electron microscopical histochemical procedures. Mouse kidneys, sampled at closely spaced time points between 1 to 48 hours after intraperitoneal injection of hemoglobin, and rat (normal and nephrotic) kidneys, sampled at 30 minutes, 2 hours, and 48 hours after intravenous injection of ferritin, were fixed in glutaraldehyde, cut at 50 µ on a freezing microtome, incubated for acid phosphatase and thiolacetate-esterase, and postfixed in OsO₄. Satisfactory preservation of fine structure permitted the localization of the enzymatic reaction products on cell structures involved in uptake and digestion of exogenous proteins. The latter were identified either by their density (hemoglobin) or their molecular structure (ferritin). It was found that lysosomal enzymic activities and incorporated exogenous proteins occur together in the same membrane-bounded structures. In the cells of the proximal convolution, lytic activities become demonstrable within 1 hour after hemoglobin injection, appear first in apical vacuoles filled with hemoglobin, and persist in fully formed protein absorption droplets. At the end of the lytic cycle (~48 hours post injection), the cells have an increased population of polymorphic bodies which exhibit lytic activities. In smaller numbers, identical bodies occur in controls. It is concluded that they represent remnants of previous digestive events. The means by which the resorptive vacuoles acquire hydrolytic activities remain unknown. Fusion of newly formed vacuoles with residual bodies was not seen, and hemoglobin incorporation into such bodies was only occasionally encountered. Acid phosphatase activity was found sometimes in the Golgi complex, but enzyme transport from the complex to the resorbing vacuoles could not be established. Autolytic vacuoles containing mitochondria or mitochondrial remnants were frequently found during the early stages of hemoglobin resorption, but no definite conclusions about the mechanism involved in the segregation of endogenous material were obtained. In nephrotic rats ferritin was segregated in membrane-bounded bodies mainly in the mesangial cells and to a lesser extent in epithelial and endothelial cells. Most of these sites were marked by the reaction products of acid phosphatase and organophosphorus-resistant esterase and therefore identified as lysosomes connected with the digestion of incorporated exogenous proteins.     

Die Auslese tetraploider Formen von Lupinus angustifolius nach Röntgenbestrahlung und Ergebnisse der vergleichenden Untersuchungen mit den diploiden Ausgangsformen

Zusammenfassung Nach Röntgenbestrahlung wurden aus verschiedenen X₂-Generationen von Lupinus angustifolius mehrere breitblättrige Mutanten ausgelesen. Die stark vom Normalen abweichende Pollenform ließ vermuten, daß eine Erhöhung der Valenzstufe vorlag. Durch vergleichende Untersuchungen mit den Ausgangsformen und durch Chromosomenzählungen wurden sieben Mutantenstämme als Tetraploide bestätigt. Wuchshöhenmessungen und Auszählungen der Ansatzverhältnisse gestatten Schlußfolgerungen über die zu erwartende Leistungsfähigkeit der Tetraploiden.

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Selection of tetraploid forms of Lupinus angustifolius after X-radiation and results of comparative studies with the diploid parental strains

Summary After X-radiation some mutants with broader leaves were selected from different X₂-generations of Lupinus angustifolius. The pollen grains deviated much from their normal form and it was supposed that they were tetraploids. Comparative studies with the parental forms and counting of chromosomes proved seven mutant strains to be tetraploid. Measurements of plant height and counts of seed setting permit drawing a conclusion on the yield capacity of the tetraploids.

     

Die Photosynthese von Meerespflanzen in ihrer Beziehung Zum Salzgehalt

Zusammenfassung Werden Blattstücke vonPosidonia oceanica oder Thallusteile vonUlva lactuca unter sonst optimalen Assimilationsbedingungen aus Meerwasser in Süßwasser, überführt, so sinkt hier die apparente Assimilation beiPosidonia bis zu Null oder gar zu negativen Werten ab, beiUlva bis zu etwa 23% der Leistung im Meerwasser. Bei Rückführung in Meerwasser wird die Assimilationsrate ebenso schnell wieder erhöht, die Ausgangswerte werden allerdings innerhalb der Versuchszeit — einige 20-min-Perioden — meist nicht in voller Höhe wieder erreicht.Folgt der Wechsel zwischen Meer- und Süßwasser im Wechsel von 20 min, so reagieren die Versuchspflanzen mit der gleichen Präzision wie auf das Aus- und Einschalten einer Lichtquelle.Wird anPosidonia die photosynthetische Rate in verschiedenen Stufen verdünnten Meerwassers (Verdünnung nicht mit dest. Wasser, sondern mit Leitungswasser von bekanntem Bicarbonatgehalt und p_H) bestimmt und in Prozenten der Leistung in Meerwasser ausgedrückt, so ergibt sich die in Abb. 3 dargestellte Kurve. Innerhalb der Versuchszeit scheint jeder Meerwasserkonzentration ein bestimmter Photosynthesewert zugeordnet zu sein, ein Verhalten, das auf das Vorhandensein von Gleichgewichtszuständen hindeutet, die zwischen dem photosynthetischen System und dem Zustand des Außenmediums bestehen.Infolge der überaus raschen Reaktion der Pflanzen auf Änderungen im Außenmedium wird als Arbeitshypothese die Vermutung ausgesprochen, daß an der Änderung der photosynthetischen Rate bei Übertragung in und Rückführung aus Süßwasser in Meerwasser nicht Zustandsveränderungen imZellinneren, sondern Zustände der Membranen verantwortlich sind, welche das Ausmaß der CO₂-Permeation bestimmen und damit einen begrenzenden Faktor der Photosynthese darstellen.Mit 4 Textabbildungen     

Das Wachstum infiltrierter Keimlinge

Zusammenfassung Werden Keimlinge vonHelianthus annuus undVicia faba mittels einer Wasserstrahlpumpe mit Wasser infiltriert, so führt dies sofort in allen Organen der Pflanze zu einer sehr starken und mitunter völligen Hemmung des Wachstums. Wirkt der Unterdruck in Luft ein, so daß es hernach zu keiner Wasserfüllung der Interzellularen kommt, so unterbleibt jede Wachstumshemmung.Die Frage nach der Kausalbeziehung zwischen Infiltration und Wachstumshemmung konnte nicht geklärt werden, da die nächstiliegende Annahme, Infiltration führe zu einer Atmungshemmung, durch das Experiment nicht bestätigt werden konnte.Es wird darauf hingewiesen, daß die Zufuhr von Wirk- oder Nährstoffen durch Infiltration eine Methode ist, die in wachsenden Organen nur mit großem Vorbehalt angewendet werden darf, da eine im Wachstum weitgehend gehemmte Pflanze sich in einem anomalen Zustand befindet.Mit 8 Textabbildungen.     

Untersuchungen über das osmotische Verhalten der GrünalgeValonia ventricosa

Zusammenfassung 1.Valonia ventricosa ist eine pantropisch verbreitete marine Grünalge (einziger Fundort im Mittelmeer: Insel Ibiza). Die hier dargestellten Untersuchungen wurden an der Ostküste Venezuelas durchgeführt.2. Die osmotischen Werte (kryoskopisch bestimmt) liegen 1 bis 3 atm über dem Wert des Meerwassers.3. Wachstum und Alter der Zellen ändern den osmotischen Wert nicht.4. Aus Meerwasser in destilliertes Wasser überführt, tritt sehr rasche Abnahme des osmotischen Wertes des Zellsaftes ein (innerhalb von 160 Minuten von 26 auf 2 atm).5. Infolge der größeren relativen Oberfläche nimmt der osmotische Wert kleinerer Zellen viel schneller als der größerer.6. In konzentriertem Meerwasser (31 atm) ändern sich die Zellsaftwerte innerhalb von 3 Stunden nicht.7. In stärker konzentriertem Meerwasser sterben die Zellen rasch ab. Ihr Zellsaft wird damit zum Spielball der Außenbedingungen.8.Valonia ventricosa ist somit ein stenohaliner Organismus ohne erkennbare Fähigkeit zur Osmoregulation.9. Zugabe von CaCl₂ zum destillierten Wasser verlangsamt zunächst die Abnahme des osmotischen Wertes.10. Die chemische Untersuchung des Zellsaftes zeigt auch bei dieser Art das Vorherrschen des Kaliums, das gegenüber dem Meerwasser 66fach konzentriert ist.11. Die Zellwand färbt sich mit Methylenblau stark an, ist jedoch für diesen Farbstoff in keiner Richtung permeable. Angefärbte Zellwände scheinen eine geringe Ionenpermeabilität zu besitzen.12. Elektronenoptische Untersuchnugen der Zellwände zeigen, daß diese aus 40 bis 50 Lamellen bestehen, wobei benachbarte Lamellen eine überkreuzte Paralleltextur (Fischgrätenmuster) besitzen. Da die Zellen — im Gegensatz zu anderenValonia-Arten — nicht in destilliertem Wasser platzen, muß die Zellwand entweder hohe Drucke auszuhalten vermögen oder eine relativ geringe Wasserpermeabilität besitzen.

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Investigations on the osmotic behaviour of the green algaValonia ventricosa

Among the marine Chlorophyta,Valonia ventricosa represents a pantropic species; one of its few extratropical localities is the island Ibiza in the Mediterranean. Our physiological investigations were carried out during several months between 1960 and 1963 in the coastal waters of Venezuela (Mochima Bay near Cumana). The following results were obtained: 1. The osmotic values (measured with the kryoskopic method) are 1 to 3 atm higher than those of the seawater (salinity 36–37 ). 2. Neither size nor age of the cells influence the osmotic characteristics of the cell sap. 3. A transfer from marine to distilled water causes a rapid decrease of the osmotic values (within 160 minutes from 26 to 2 atm). Due to the bigger relative surface, this decrease is more rapid in small cells than in the bigger ones. 4. In concentrated seawater with 31 atm the osmotic values of the cells did not change within 3 hours. 5. In more concentrated or in diluted seawater, the cells are irreversibly damaged within a short time.Valonia ventricosa can therefore be considered as a stenohaline aliga without any recognizable osmoregulation. 6. Addition of CaCl₂ delays the decrease of the osmotic value. 7. Chemical analysis of the cell sap demonstrates the well-known prevalence of potassium, which is 66 times more concentrated than in seawater. 8. The cell wall can be easily stained with methyleneblue and in this case the permeability for anorganic ions is probably reduced. 9. Photographs taken with the electron-microscope show in cross section the multilammellate nature of the cell wall and the change of the fibrillar-direction from one lamella to the other, giving the picture of a cross-fibrillar structure. Since the cells — in contradiction to those of otherValonia species — do not burst in distilled water, it must be assumed that the cell wall structure is able to resist high pressures (about 26 atm) or is characterized by a relatively low water-permeability.