3',5'-Cyclic Adenosine Monophosphate- and Ca2+-Calmodulin-Dependent Endogenous Protein Phosphorylation Activity in Membranes of the Bovine Chromaffin Secretory Vesicles: Identification of Two Phosphorylated Components as Tyrosine Hydroxylase and Protein Kinase Regulatory Subunit Type II

Abstract: Membranes of the secretory vesicles from bovine adrenal medulla were investigated for the presence of the endogenous protein phosphorylation activity. Seven phosphoprotein bands in the molecular weight range of 250,000 to 30,000 were observed by means of the sodium dodecyl sulphate electrophoresis and autoradiography. On the basis of the criteria of molecular weight, selective stimulation of the phosphorylation by cyclic AMP (as compared with cyclic GMP) and immunoprecipitation by specific antibodies, band 5 (molecular weight 60,300) was found to represent the phosphorylated form of the secretory vesicle-bound tyrosine hydroxylase. The electrophoretic mobility, the stimulatory and inhibitory effects of cyclic AMP in presence of Mg²⁺ and Zn,²⁺ respectively, and immunoreactivity toward antibodies showed band 6 to contain two forms of the regulatory subunits of the type II cyclic AMP-dependent protein kinase, distinguishable by their molecular weights (56,000 and 52,000, respectively). Phosphorylation of band 7 (molecular weight 29,800) was stimulated about 2 to 3 times by Ca²⁺ and calmodulin in the concentration range of both agents believed to occur in the secretory tissues under physiological conditions.     

Zur Morphologie der braunen Inguinaldrüse des Kaninchens

Zusammenfassung Die braune Inguinaldrüse des Kaninchens ist eine einfach gebaute tubulöse Drüse. Das Epithel der Drüsenschläuche ist einschichtig kubisch bis hochzylindrisch und wird von spindelförmigen Myoepithelzellen unterlagert. Die Drüsenzellen besitzen nahezu organellenfreie, fein granulierte Cytoplasmaprotrusionen, die weit in das Lumen hineinragen; in der Lichtung werden häufig isolierte Cytoplasmabereiche gefunden. Der Sekretionsmodus ist somit deutlich apokrin (decapitation secretion).Das endoplasmatische Retikulum ist überall in der Zelle zu erheblich zerklüfteten Cisternen erweitert; Golgi-Apparate sind spärlich. Große, matrixreiche Mitochondrien zeichnen sich durch Armut an Cristae aus. Elektronendichte Sekretpfützen liegen vornehmlich supranukleär; Sekretvakuolen kommen nicht vor.

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On the morphology of the brown inguinal gland of the rabbit

Summary The tubular brown inguinal glands of the rabbit have been studied by light and electron microscopy. The apocrine secretory cells are columnar elements with prominent apical cytoplasmic caps and protrusions extending into the glandular lumen. These protrusions contain neutral mucopolysaccharides demonstrable by light microscopy. The secretory cells are characterized by the presence of large mitochondria with scant cristae and an electron dense matrix. Electron dense plaques, presumably secretory masses, are present in the supranuclear cytoplasm. The cytoplasm contains cisternae of a granular endoplasmic reticulum. Myoepithelial cells are situated between the secretory cells and the basal lamina.

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Mit dankenswerter Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Neue Befunde zur Beschaffenheit des basalen Labyrinthes im Nierentubulus

Zusammenfassung Normale Rattennieren werden von der Aorta her mit Ferritin-Lösung perfundiert. Bei einer Versuchsgruppe wird die Nierenvene während der Perfusion abgeklemmt und die Ferritin-Infusion unter Überdruck kurzfristig fortgesetzt, wobei eine deutliche Volumenzunahme des Organes eintritt. Noch während der Perfusion wird durch Auftropfen von Osmiumtetroxydlösung auf die Nierenoberfläche fixiert.Die elektronenmikroskopische Untersuchung subkapsulär gelegener Tubuluskonvolute führt zu folgenden Ergebnissen: 1. In den Nieren ist nach Ferritin-Infusion unter Überdruck eine größere Ferritin-Menge durch die Wand der peritubulären Kapillaren in das Interstitium und in das interzelluläre Labyrinthsystem des Tubulusepithelwalles — bis an die Zonula adhaerens der Schlußleistenkomplexe — vorgedrungen. Damit erweist sich das Labyrinth-system als einheitlicher Diffusionsraum. 2. Regelmäßig ist in das Labyrinth des distalen Tubulus mehr Ferritin eingeströmt als in das des proximalen, wobei eine Erweiterung der Labyrinthspalten gegenüber den Kontrollen nicht festzustellen ist. 3. Bei Ferritin-Perfusion ohne Erhöhung des hydrostatischen Druckes in den peritubulären Kapillaren bleibt der Einstrom in das Labyrinth aus.In intravitalfixierten Kontrollnieren zeigen die interzellulären Labyrinthspalten des proximalen und des distalen Tubulus eine ziemlich konstante, aber unterschiedliche Weite (proximal 19,8±2,9 nm, distal 32,7±2,3 nm). Mikrodensitometrisch wird innerhalb der Labyrinthspalten die gleiche durchschnittliche Dichte registriert wie im Grundplasma des intravitalfixierten Tuhulusepithels. Es wird angenommen, daß das Labyrinthsystem eine organische Interzellularsubstanz enthält, deren funktionelle Bedeutung weiterer Klärung bedarf.

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Summary Using a solution of ferritin an arterial perfusion was carried out in rat kidneys, until the blood had left the renal vascular system. Then the renal vein was clamped and the arterial infusion with ferritin was continued. During this procedure we intensified the pressure of the arterial infusion, until the volume of the kidney has been increased significantly (about factor 1.5). Under these conditions the kidney cortex was fixed in situ by dripping of OsO₄-solution on the surface of the organ. Electron microscopic studies of subcapsular convoluted tubules led to following results:1. Numerous ferritin molecules have left the lumen of the peritubular capillaries passing the pores of the endothelium, both the endothelial and the epithelial basement membrane and finally they have gained access to the intercellular spaces (basal labyrinth) of the tubular epithelial wall. By this the ferritin molecules could be located directly below the zonula adhaerens of the junctional complex. 2. Constantly more ferritin rushed into the labyrinth of distal than into that of proximal tubules. The labyrinth spaces containing ferritin are not widened in comparison with these of control tubules. 3. In additional perfusion experiments without ligature of the renal vein and without increased hydrostatic pressure no inrush of ferritin into the basal labyrinth had been observed. Therefore it can be concluded that the inrush of ferritin into the intercellular labyrinth is a consequence of an elevated hydrostatic capillary pressure during the infusion.In control kidneys fixed in vivo using isotonic OsO₄-solution (by dripping on the surface of the kidney or by tubular microperfusion) the intercellular spaces of both proximal and distal convoluted tubules show a rather constant, but different width (proximal 19.8±2.9 nm, distal 32.7±2.3 nm). Morphological and microdensitometric findings demonstrate within the intercellular labyrinth spaces the same average density as in the groundplasm of the intravital fixed tubular epithelium. It is suggested that the labyrinth system contains an organic intercellular substance the functional significance of which is not yet clear and must be further investigated.

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Auf die Befunde an den peritubulären Kapillaren bei Ferritin-Durchtritt soll im Rahmen dieser Arbeit nicht näher eingegangen werden.     

Zur Biologie,Morphologie und Verhaltensweise von Apion virens Hrbst. (Col., Curculionidae)

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag zur Monographie von Apion virens liefern. Von den einzelnen Stadien werden die Entwicklungsdauer sowie verschiedene morphologische Einzelheiten angegeben. Die Lebensdauer der Imagines beträgt 11–12 Monate, wobei die Käfer allerdings während der Überwinterung Nahrung aufnehmen müssen.Die Ausfärbung der Puppen und Imagines erfolgt progressiv. Der Fortgang dieser Prozesse wird im einzelnen beschrieben.Die Zahl der abgelegten Eier betrug maximal 166/.Untersuchungen zur Phänologie ergaben verschiedene gut abtrennbare Phasen im Laufe des Jahres.Im Wirtspflanzenspektrum der Art spielen Trifolium-Arten die wichtigste Rolle.Die Vorzugstemperatur- und-lichtbereiche zeigen charakteristische Veränderungen ihrer Lage im Laufe des Jahres. Dabei ergeben sich hinsichtlich der Temperatur auch Unterschiede zwischen und .Von den Verhaltensweisen der Imagines werden Kopulation, Eiablage und Putzhandlungen eingehend beschrieben.

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On the biology, morphology and behaviour of apion virens Hrbst. (Col., Curculionidae)

Summary This paper intends to give a contribution to a monography of Apion virens. From the different stages the duration of development and some details of the morphology are presented. The longevity of the adults reaches 11 to 12 months when uptake of food during hibernation is possible.The pigmentation of pupae and adults, which is described in detail, takes place progressively.The maximum number of eggs per female was 166.Investigations about the phenology showed several well separated phases in the course of one year. Trifolium species are the most suitable host plants of A. virens.The range of preference of temperature and humidity changes characteristically during the year. — Between and there exist also differences in the optimum temperature range.Copulation, egg-laying and cleaning behaviour are described in detail.

     

Elektronenmikroskopischer Beitrag zur Differenzierung des Ependyms am Rückenmark von Hühnerembryonen

Zusammenfassung Am Rückenmark von 2, 3, 41/2, 51/2, 8, 81/2, 9, 13 und 16 Tage alten Hühnerembryonen wurde die Ependymdifferenzierung des Zentralkanals elektronenmikroskopisch untersucht und mit den Befunden bei jungen Küken verglichen. Die Ependymentwicklung geht von den undifferenzierten neuroektodermalen Matrixzellen aus, führt über die primitiven und polaren Glioblasten (die Spongioblasten der älteren Literatur) zu den Ependymoblasten und schließlich zu den reifen Ependymzellen. Elektronenmikroskopisch gelingt der Nachweis, daß die Entwicklung der Ependymzellen nicht nur mit charakteristischen Gestaltänderungen, sondern auch mit typischen Veränderungen der Zytoplasmafeinstruktur verbunden ist. Dabei zeigen sich Unterschiede zwischen den zentralen (apikalen) und den peripheren (basalen) Fortsätzen. Allen diesen Zellen ist eine sich immer mehr aufprägende Bipolarität eigen. Vor allem die polaren Glioblasten haben schon eine starke Polarisierung, erkennbar an den Unterschieden der zentralen und peripheren Fortsätze. Die apikale Zytoplasmadifferenzierung wird beherrscht von der Bildung zahlreicher Mikrovilli und Zilien an der freien Oberfläche und einer durch die quantitativen Veränderungen der Zellorganellen gekennzeichneten Zytoplasmaaktivierung. An den peripheren Fortsätzen kann schon im ersten Drittel der Embryonalperiode die Synthese von Gliafilamenten beobachtet werden, was auf die später immer deutlicher werdende gliöse Differenzierung hinweist. Die elektronenmikroskopischen Befunde erlauben den Schluß, daß die Entwicklung des Ependyms einem bipolaren Differenzierungstyp entspricht. Auf die entwicklungsgeschichtlichen elektronenmikroskopischen Untersuchungen am Ventrikelependym wird vergleichend eingegangen. Funktionelle Aspekte der embryonalen Ependymzellen werden nur am Rande berührt.

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Summary An electronmicroscopic study of the ependymal differentiation and the development of the central canal has been carried out on the spinal cord of chicken embryos incubated for 2, 3, 41/2, 51/2, 8, 81/2, 9, 13 and 16 days old. The ependymal cells arise from the undifferentiated matrix cells. The first stage of differentiation is the formation of primitive and polar glioblasts (spongioblasts) in the region of the basal and roof plates. The fine structure of the polar glioblasts differs in the regions of the internal processes, the perikarya and the long processes extending towards the surface of the neural tube. The cytoplasmic differentiation within the internal region of these glioblasts is characterized by the development of diverse microvilli and of cilia on the surface, the accumulation of mitochondria and the development of a prominent Golgi apparatus in the cytoplasm. The synthesis of glial filaments occurs only in the peripheral processes. In the region of the perikaryon there are numerous free ribosomes and some profiles of a granular endoplasmic reticulum. The differentiation of the polar glioblasts into ependymal cells leads to a modified bipolar glial-epithelial structure. On the other hand, the transformation of the polar glioblasts into migrating glioblasts and finally into protoplasmatic and fibrous astrocytes—studied in the region of the glial septum dorsale—is characterized by a retraction of the internal processes with loss of epithelial differentiation. During all stages of development the ependymal cells retain their basic bipolarity, but time-related modifications of this nature can be observed.

     

Conquering terra firma: The copper problem from the isopod's point of view

Summary 1. Copper is an element of great importance for crustaceans such as isopods and amphipods. While their marine relatives can obtain all necessary chemical components from the surrounding sea water via gills or other epithelia, the species which have conquered terra firma face the problem of extracting practically all vital substances from their food.2. In marine forms, the water flow maintained via ciliary or muscular mechanisms is sufficient to provide several orders of magnitude more copper than required; food probably plays only a minor role in copper supply.3. Terrestrial isopods have to rely entirely on their food as a source of copper. They can do several things in order to ensure an adequate supply: increase food consumption, improve the selective absorption of copper from the food material passing through the gut (possibly in symbiosis with copper concentrating micro-organisms), increase copper stores, thus widening safety margins for times of low supply, reduce copper losses by regulating the transport of this metal between the stores and other body parts.4. It was shown that terrestrial isopods consume about as much food as their marine relatives.5. Extraction of copper from primary vegetable matter seems to be very difficult, both for terrestrial forms likePorcellio scaber and for intertidal forms such asLigia oceanica or the amphipodOrchestia gammarella; extraction is possible only at very high copper concentrations.6. A way out of this calamitous situation seems to be in cooperation with micro-organisms which liberate copper from the tightly bound states in which it exists in the primary plant material. This is true forP. scaber but it probably also holds forO. gammerella, L. oceanica and other species feeding on decaying algae on the shore.7. The amount of copper stored in the hepatopancreas increases with increasing dependence of the species on the terrestrial environment, the values obtained for intertidal species being intermediate between marine and truly terrestrial species.8.P. scaber (and probablyOniscus asellus) will extract up to 95% of the copper present in artificially enriched leaf litter whereas intertidal forms feeding onFucus will not extract more than 50%, mostly only 20% or less, from artificially enriched seaweeds.9. Copper is more strictly relegated to storage cells of the hepatopancreas in terrestrial isopods than it is in marine or intertidal ones. Extensive movements of copper inP. scaber are accompanied by the synthesis of special carrier proteins, whereas in marine or intertidal species this metal seems to be able to move more freely in an easily dissociable state between the storage cells and other cells of the hepatopancreas.

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Eroberung des Festlands: Das Kupferproblem vom Gesichtspunkt der Isopoden

Kurzfassung Marine Crustaceen müßten theoretisch in der Lage sein, dem Atemwasser genügend viel Kupfer zu entnehmen, um selbst schwerste tägliche Verluste zu ersetzen. Im Vergleich dazu dürfte das in der Pflanzennahrung angebotene Cu mengenmäßig eine nur geringe Rolle spielen. Dennoch muß das vegetabilische Cu ausreichen, um den Bedarf herbivorer terrestrischer Crustaceen an diesem Metall zu decken. Die Probleme, die im Zusammenhang mit der Immigration vom Meer zum Land hinsichtlich der Kupferversorgung entstehen, werden am Beispiel litoraler und terrestrischer Isopoden und Amphipoden — zum Teil in spekulativer Form — diskutiert. Vergleichende Untersuchungen haben ergeben, daß terrestrische und litorale Isopoden die Menge der aufgenommenen Nahrung gegenüber marinen Arten nicht erhöhen und daß die Assimilation von Cu aus der Nahrung in ausreichender Weise nur durch die Beihilfe von Mikroorganismen möglich zu sein scheint. Der Zugang zu einem nährstoffreichen, von Mikroorganismen gut durchgearbeitetem Substrat muß also eine der Hauptvoraussetzungen für eine funktionierende Kupferversorgung aus pflanzlichem Material sein. Außerdem nimmt die Menge des im Hepatopancreas gespeicherten Cu in der Reihe marine — litorale — terrestrische Crustaceen zu. Auch die Leistungsfähigkeit der Kupferassimilation ist im Vergleich zu litoralen bei terrestrischen Isopoden größer. Während beiPorcellio scaber die Kupferassimilation in direkter Abhängigkeit vom Kupfergehalt der Nahrung steht und Werte über 90% erreichen kann, beträgt beiLigia oceanica undOrchestia gammarella die Kupferassimilation bei mittlerem Kupfergehalt (0,2 bis 0,3µg/mg Trockengewicht) nur etwa 66%, um dann wieder abzunehmen. Schließlich wird im Vergleich zu marinen und litoralen Isopoden der Kupferstoffwechsel terrestrischer Isopoden besser geregelt, indem Cu ausschließlicher in besonderen Zellen gespeichert und jede umfangreiche Mobilisierung des Metalls von der Synthese charakteristischer Sekrete begleitet wird, die Stoffe (wahrscheinlich Proteide) enthalten, deren Aufgabe zu sein scheint, freies Cu zu binden. Dies würde sowohl dessen toxische Eigenschaften reduzieren, als auch Verluste dieses Metalls an das Blut und in das Darmlumen verhindern.

     

Sun compass orientation in seed-caching scrub jays (Aphelocoma coerulescens)

Summary In their natural environment, scrub jays harvest pinyon pine seeds and store them in subterranean caches. In our tests, the birds performed this behavior in an octagonal outdoor aviary with sand-filled cups inserted in the floor. For caching, only 12 such cups in a 90° sector were available, while for the recovery session 4 to 6 days later all 48 cups in the entire aviary were open. In control tests, the birds concentrated their search in the sector where the seeds had been cached. When the internal clock of the birds was shifted 6 h between caching and recovery, they preferentially probed in the adjacent 90° sector. This indicated that they used sun compass information to relocate their caches, largely ignoring visual cues from surrounding landmarks.The dominant role of the sun compass which has a parallel in the orientation of homing pigeons, may reflect a general tendency to prefer compass information in spatial orientation tasks; it is in agreement with the model that birds generally have a directionally oriented view of space.Abbreviations OR Original caches - SH shifted caches     

Langzeit-Erfassung brutbiologischer Parameter beim KleiberSitta europaea in zwei norddeutschen Untersuchungsr?umen

Zusammenfassung Der Zusammenstellung liegen Befunde zu den brutbiologischen Parametern Gelegestärke, Schlüpftermin und Anzahl flügger Junge zugrunde, die von 1970–1995 an rund 1500 Erstbruten des Kleibers in Versuchsgebieten mit künstlichen Nisthöhlen bei Braunschweig und Essen gewonnen wurden. Die Vollgelege-Eizahl beträgt im Durchschnitt 6,8 Eier (nur Daten aus dem Braunschweiger Raum), der durchschnittliche Schlüpftermin fällt auf den 9. Mai (Braunschweig) und 6. Mai (Essen) und die Anzahl flügger Nestlinge liegt in erfolgreichen Bruten im Mittel bei 5,6 (Braunschweig) bzw. 5,2 (Essen). Im Untersuchungszeitraum kam es in beiden Gebietsregionen zu einer signifikanten Verfrühung des Bruttermins. Doch werden wohl erst die Befunde der kommenden Jahre zeigen können, ob die rezente Häufung früher Brutjahre beim Kleiber (diese Arbeit) und bei Kohl- und Blaumeisen (Winkel &Hudde unveröff.) bereits eine Folge des anthropogen bedingten global warming ist oder noch das normale Auf und Ab der Witterung widerspiegelt.

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Long-term changes of breeding parameters of NuthatchesSitta europaea in two study areas of northern Germany

Between 1970 and 1995, nestbox data about clutch size, hatching date and fledging success were collected for a total of around 1500 first broods of Nuthatches in two north German study areas (near Brunswick 52.16 N 10.32 E and near Essen 51.24 N 6.59 E). The average clutch size was 6.8 eggs (Brunswick), the average hatching date 9 May (Brunswick) and 6 May (Essen), and the mean number of fledglings per successful brood 5.6 (Brunswick) and 5.2 (Essen). Over time hatching dates significantly advanced in both areas. Data of further years are needed to clarify if the recent unusual sequence of early breeding years in the Nuthatch is already a consequence of the anthropogenic greenhouse effect or just due to normal variation of weather conditions.

     

Agglutinierte Foraminiferen aus Graptolithen-Schwarzschiefern des Llanvirnium (Ordovizium) von Plettenberg im Sauerland (Nordrhein-Westfalen,NW-Deutschland)

The Plettenberger Bänderschiefer (Ordovician, Lower Llanvirnian, Zone ofDidymograptus bifidus (Hcall) from the type locality at Plettenberg (Sauerland, NW-Germany) yielded a foraminiferal fauna consisting of primitive agglutinated species (Amphitremoida, Bathysiphon,?Raibosammina, ?Thekammina, Thurammina). Forming one of the stratigraphically oldest European foraminiferal assemblages, these taxa were washed out of an unconsolidated graptolite siltstone and represent a pelagic, oxygen-depleted environment.