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Unter dem Anspruch, „so [zu] filmen, wie Kleist erzählt“, wagte sich 1976 der französische Filmemacher Eric Rohmer an die Verfilmung der 'Marquise von O....'. In seiner Überzeugung, die Wirkungsästhetik der Erzählung auch noch in der Verfilmung fortleben zu lassen, greift Rohmer auf ein gestalterisches Verfahren zurück, das wiederum unmittelbar auf Kleists ästhetische Kunstauffassung und den gemeinsamen Entstehungszeitraum der 'Marquise von O....' und des 'Zerbrochnen Krugs' zu verweisen scheint: Rohmer adaptierte die Erzählung nach eigener Aussage „Wort für Wort“, jedoch transformierte er auch das hinter dem Text befindliche Verfahren des bildhaften Erzählens in seinen Film. So zitiert er eine Vielzahl an Gemälden aus Kleists Zeit in den Film hinein, etwa von Caspar David Friedrich oder Jacques-Louis David, und offeriert damit einen filmischen Raum der Imagination, der unter Verwendung einer zeitgenössischen Interpretationsfolie eine Innensicht auf die darin befindlichen Figuren zu visualisieren vermag.
Fremdländische Gräser (Poaceae) in Deutschland Beitrag zur Diskussion biologischer Invasionen
(2011)
Gegenwärtig sind 42 etablierte fremdländische Arten und Unterarten der Gräser, Neophyten, aus Deutschland bekannt (Liste 1). Sie sind weder außergewöhnlich häufig und invasiv noch bedrohen sie die Existenz einheimischer Arten, reduzieren die Biodiversität und schädigen die natürliche/halbnatürliche Vegetation, selbstverständlich auch nicht die seltenen, nach dem 2. Weltkrieg beobachteten unbeständigen Gräser (Liste 2). Auch sind bis heute in Deutschland keine abträglichen Wirkungen durch Kreuzungen von fremdländischen mit einheimischen Gräsern bekannt. Besondere Aufmerksamkeit wird den Anökophyten, d. h. cultigenen Taxa s. l. gewidmet (Liste 3): ausländische Getreidegräser können aus Kulturen verwildern und sind dann unbeständig, andere Arten und Unterarten entstanden als Ruderalia oder Segetalia auf Kulturland (Wiesen, Weiden, Felder etc.). — der hier vorliegende Text und die Listen enthalten mehrere kritische Bemerkungen zu DAISIE („Delivering Alien Invasive Species Inventories for Europe“), betreffend z. B. falsch klassifizierte und fehlende Taxa.
This dissertation investigated the development of the complementiser that from the demonstrative pronoun in the Germanic languages; each chapter dealt with a different aspect. In the introduction, the terms ‘reanalysis’ and ‘analogy’ and their relevance for grammaticalisation were explained, and the issues of the chapters were presented. The second chapter introduced some information about the Germanic language family and the languages which were relevant for this investigation, namely Gothic, Old English, Old Icelandic, Old Saxon and Old High German. Previous assumptions about the diachrony of that were presented and discussed. One of these proposals which mainly draws on evidence from West Germanic involves the idea that the source construction contained two independent main clauses with a demonstrative pronoun (that) at the end of the first clause (cf. e.g. Paul 1962, § 248). In contrast to this, the Gothic evidence showed that the source construction of the reanalysis of ϸatei was not a proper paratactic construction (at least in Gothic) but already a complex construction which contained a complementiser (ei) in the appositional subordinate clause (cf. also e.g. Longobardi 1994 for the diachrony of ϸatei). This contradiction raised the question whether the analysis of the Gothic that-complementiser also applies to the diachrony of that in West Germanic. This issue was taken up in the third chapter which presented an overview of subordination and complementisers in Northwest Germanic. The aim was to show that the Northwest Germanic languages also show a subordinating particle, which functions like the Gothic ei, namely ϸe (OE), er/es (OI), the (OHG, OS). As a result, the subordinating particle could be observed in relative and adverbial clauses in all Northwest Germanic languages. In complement clauses, which are most crucial for the argumentation, the subordinating particle is found in Old English and Old Icelandic but not in Old Saxon. In Old High German, there are only combinations of the with a following pronoun, theih and theiz, in ‘Otfrids Evangelienbuch’ (see Wunder 1965). Consequently, the presence of a subordinating particle is confirmed in North and West Germanic. The fact that the patterns of subordination are quite similar in all Germanic languages suggested a unitary analysis of the development of that in Germanic was appropriate. In chapter four, the similarities and differences between the Germanic languages with respect to the development of that were explained. It was argued that the preconditions of the reanalysis were the same, whereas the consequences of the reanalysis are realised differently in each language. The most important precondition was that the appositional source construction (explained in more detail below) was generally available in Germanic. Since the demonstrative pronoun at the end of the matrix clause and the subordinating particle of the subordinate clause were adjacent, phonological combination might have been crucial for the subsequent reanalysis to take place. After reanalysis, however, different changes can be observed in the different languages. For instance, it appears that during the Old English period the final syllable of the form ϸætte was deleted (see chapter 4 for references), whereas the final –ei is still present in the Gothic ϸatei, and completely absent in Old High German and Old Saxon. The source structure of the reanalysis was discussed in detail in a separate subsection. The appositional source construction, which was already assumed for the reanalysis of Gothic ϸatei, was compared with analyses of clitic left dislocation which propose that two constituents with the same theta-role derive from a Big DP (see e.g. Grewendorf 2009, Belletti 2005). Based on the Big DP analysis of Grewendorf (2009), it was claimed that the appositional clause, introduced by the subordinating particle, is generated in the Spec of a DP, and adjoined to this DP on the surface. It was argued that this whole complement DP-node occurred in an extraposed position in OV-languages so that the verb, when it stays in-situ, does not appear between the demonstrative pronoun and the subordinating particle. The structure in (1) illustrates the syntactic source structure which is assumed to apply to the development of the complementiser that in Germanic. ...
Mit dem ersten gemeinsamen Land/Bund-Forschungsvorhaben wurde bereits im Jahr 2000 die sogenannte „Landeskarte“ der Potentiellen Natürlichen Vegetation von Sachsen-Anhalt veröffentlicht mit Erläuterungen zu standörtlichen Verhältnissen, den Vegetationseinheiten und naturnahen Wäldern (LAU 2000). In den nachfolgenden Jahren wurden weitere Bundesländer bearbeitet und zu der nun vorliegenden PNV-Karte von Deutschland im Maßstab 1:500.000 zusammengefasst (BfN 2010).
Die Kommunikation der Verwaltung mit dem Bürger ist nach heutigem Verständnis der Verwaltungsrechtswissenschaft eines ihrer zentralen Themen. Aus verschiedenen Gründen – u. a. der Entwicklung der Grundrechtsauslegung in Schrifttum und Rechtsprechung des Bundesverfassungsgerichts, der Zunahme komplexer Verwaltungsentscheidungen, der Entdeckung bzw. Förderung von Kommunikation als Steuerungsfaktor, wachsender gesellschaftlicher, aber auch staatlicher Sensibilität für die Bedeutung von Informationen – haben die deutschen Gesetzgeber ein Verwaltungskommunikationsrecht herausgebildet. Die Entwicklung eines eigenen Fachrechts im Fächer des Besonderen Verwaltungsrechts ist bemerkenswert, da die Kommunikationsformen (Anhörung, Akteneinsicht, Auskunft, Begründung, Kontakte aufgrund Amtsermittlung) zum Verwaltungsverfahren ressortieren und dem Verfahren im deutschen Recht traditionell ein nur geringer Eigenwert zugeschrieben wird. Man denke nur an die §§ 45, 46 VwVfG. ...
Based on data collected from literature, museum collections, national databases and personal communications, an up-to-date map of the worldwide distribution of Somatochlora sahlbergi is presented. A new hypothesis is presented indicating that occurrences are at least regionally correlated with palsa mires. Two examples of larval habitats in Europe are illustrated and described, including the first observation of reproduction in Norway and the first record of co-occurrence with Zygoptera in Europe. The exuvia of S. sahlbergi is illustrated and distinguishing features briefly discussed.
Nanggroe Aceh Darussalam is a multicultural province within a multicultural state. Hence, its political leaders not only face the need to integrate ethnic and cultural diversity into a regional framework, but also have to define Aceh’s role within the Indonesian nation. During its violent past which was characterized by exploitation and military oppression, there were good reasons to emphasize sameness over diversity and to build up the consciousness of a unified Acehnese identity. From both an emic and an etic perspective, it is today widely accepted that there is such a thing as a homogeneous Acehnese culture which is rooted in a glorious, though troublesome, history of repression and rebellion and shaped by a strong Islamic piety. Even if it is true that Acehnese history has created a strong regional identity, it must not be forgotten that people living in this area belong to various ethnic and cultural groups and that they represent a rich variety of different cultures rather than simply a single homogeneous culture. As a matter of fact, the practises and discourses of Islam here also vary depending on the cultural background of the people. As elsewhere in Indonesia and beyond, world religions have to adapt to local customs, have to be appropriated by the local people, and have to be indigenized. This is the reason why adat still continues to play a role in every local context, even if it has been treated with suspicion in many parts of Indonesia since the Dutch colonial administration began using it as a counterforce against Islam in order to implement their divide-and-rule strategy. With this article, I wish to shed some light on the complexities of Acehnese culture, as it encompasses numerous very distinct local cultures and this reflects on the general significance of culture for the construction and reconstruction of post-tsunami Aceh.
Auf einer Festveranstaltung konnte von den Autoren L. Reichhoff und U. Wegener ein lang ersehntes Buch vorgestellt werden. Durch die Mitwirkung von 24 Wissenschaftlern – meist ehemalige Mitarbeiter des Instituts für Landschaftsforschung und Naturschutz Halle – war es möglich geworden, auf Grund von Dokumenten und den Erinnerungen dieser Zeitzeugen, die geschichtliche Entwicklung dieser wissenschaftlichen und zugleich praxisorientierten Einrichtung und speziell seiner Forschung eindrucksvoll darzustellen. Das ILN (Institut für Landschaftsforschung und Naturschutz) mit seinem Hauptsitz in Halle wurde im Jahr 1953 gegründet und 1991 aufgelöst. In ihm wirkten 1990 insgesamt 162 Mitarbeiter, davon gehörten 78 zum wissenschaftlichen Personal.
Dem Buch ist eine Einführung von H. Behrens vorangestellt, die in hervorragender Weise die Geschichte des Naturschutzes in Deutschland in seiner vielfältigen Abhängigkeit von politischen, gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Entwicklungen aufzeichnet und eine Klärung der Stellung des ILN als erstes deutsches Naturschutzinstitut im nationalen und internationalen Rahmen ermöglicht. Damit wird auch die Bedeutung des vorliegenden Buches, für das Schließen einer bisher schmerzlich klaffenden Lücke in der Naturschutzgeschichte Deutschlands deutlich.
Nicht zu Unrecht ist dem Buch ein Ausspruch von L. Loeske (1903): „Denn ich habe dieses ... Gebirge kennen gelernt als ein Gebiet, in dem der Moosforscher nicht auslernt und wenn er Methusalems Alter erreichen sollte“ vorangestellt. L. Loeske hat 1903 die bisher einzige Moosflora des Mittelgebirges Harz herausgebracht. Es ist deshalb eine große Leistung, wenn M. Koperski unter der Mitwirkung einiger weiterer Bryologen im Jahr 2011 nunmehr eine kommentierte Artenliste der Moose des Nationalparks Harz vorlegen kann, umfasst diese doch einen wesentlichen Teil der Moosflora des Harzes. Dies unterstreicht gleichzeitig die Bedeutung des Nationalparks für die Bewahrung der Moosarten in diesem Mittelgebirge.
Vorausgehende Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass die Identifikation von Mitarbeitern mit Ihrer Organisation ein zentraler Prädiktor für wünschenswerte Einstellungen und Verhaltensweisen wie Arbeitszufriedenheit, Leistung und Extrarollenverhalten ist (Riketta, 2005). Folglich entwickelte sich in den vergangenen Jahren ein zunehmendes Forschungsinteresse an den Faktoren, die die organisationale Identifikation von Mitarbeitern beeinflussen (Ashforth et al., 2008). Ein vielversprechender Ansatzpunkt scheint die Rolle des Führungsverhaltens zu sein. Die selbstkonzeptbasierten Theorien der Führung postulieren, dass die Effektivität von Führungskräften im Wesentlichen darauf beruht, dass sie die Identifikation ihrer Mitarbeiter mit der Arbeitsgruppe oder dem Unternehmen stärken (Shamir et al., 1993; van Knippenberg et al., 2004). Basierend auf dieser Erkenntnis haben van Dick et al. (2007) ein Transfermodell der organisationalen Identifikation entwickelt. Dieses geht davon aus, dass sich die organisationale Identifikation von Vorgesetzten auf ihr Führungsverhalten auswirkt und die organisationale Identifikation ihrer Mitarbeiter beeinflusst. Nach diesem Modell sollten die Mitarbeiter hochidentifizierter Führungskräfte eine stärkere organisationale Identifikation aufweisen als Mitarbeiter von weniger stark identifizierten Vorgesetzten. Die erhöhte Identifikation der Mitarbeiter sollte wiederum positiv auf ihre Arbeitszufriedenheit, Leistung und Extrarollenverhalten wirken. Eine Serie von querschnittlichen Feldstudien brachte erste empirische Belege für diese Annahmen (van Dick et al., 2007; Wieseke et al., 2009). Vor diesem Hintergrund war es das Ziel der vorliegenden Arbeit, das Transfermodell von van Dick und Kollegen (2007) weiteren empirischen Tests zu unterziehen und theoretisch zu erweitern. Hierzu wurden drei Fragestellungen näher untersucht: Zunächst wurden zwei experimentelle Studien durchgeführt, um den angenommenen kausalen Einfluss der Vorgesetzten-Identifikation auf die organisationale Identifikation der Mitarbeiter zu testen (Manuskript 1). Die Ergebnisse der Studien stützen die Hypothese, dass sich die organisationale Identifikation der Führungskräfte auf die Identifikation der Mitarbeiter auswirkt. Darüber hinaus zeigte sich ein Effekt auf die Leistung der Mitarbeiter. Probanden, die für einen hochidentifizierten Vorgesetzten arbeiteten, zeigten eine bessere Leistung als Mitarbeiter einer weniger stark identifizierten Führungskraft. Im zweiten Schritt der vorliegenden Arbeit wurde das Führungsverhalten untersucht, das dem Identitätstransfer zugrunde liegt (Manuskript 2). Basierend auf den selbstkonzeptbasierten Theorien der Führung wurde angenommen, dass es vor allem transformationale Führungsverhaltensweisen sind, die für den Identitätstransfer verantwortlich sind. Zur Überprüfung dieser Hypothese wurden Befragungen von Führungskräften und Mitarbeitern durchgeführt. Eine Befragung fand in Deutschland, die zweite in China statt. Wie erwartet zeigte sich, dass transformationale Führung die Beziehung zwischen Führungskraft-Identifikation und organisationaler Identifikation der Mitarbeiter mediierte. Zudem fand sich in der chinesischen Stichprobe eine dreigliedrige Mediation: Transformationales Führungsverhalten und organisationale Identifikation der Mitarbeiter mediierten in Serie den Zusammenhang zwischen der Führungskräfte- und Mitarbeiter-Identifikation. Das Ziel des dritten Papers war die Erweiterung des Transfermodells um die Kundenperspektive. Es wurde angenommen, dass sich organisationale Identifikation nicht nur von Vorgesetzten auf Mitarbeiter, sondern auch von Mitarbeitern auf ihre Kunden überträgt. Eine Befragung von Führungskräften, Mitarbeitern und Kunden stützte diese Annahme. Neben einem positiven Zusammenhang von Vorgesetzten- und Mitarbeiter-Identifikation, fand sich auch die erwartete positive Korrelation zwischen der organisationalen Identifikation der Mitarbeiter und der ihrer Kunden. Zudem zeigte sich, dass die Kundenorientierung der Mitarbeiter und die organisationale Identifikation der Kunden den Zusammenhang zwischen Mitarbeiter- Identifikation auf der einen Seite und Kundenzufriedenheit und Empfehlungsverhalten der Kunden auf der anderen Seite mediierte. Insgesamt leisten die vorgelegten Arbeiten einen Beitrag zur empirischen Validierung und Weiterentwicklung des Transfermodells der organisationalen Identifikation. Sie überprüfen die Kausalitätsannahme des Transferprozesses, untersuchen den zugrunde liegenden Mechanismus und erweitern das Modell um die Perspektive der Kunden. Die Ergebnisse unterstreichen die Wichtigkeit der organisationalen Identifikation der Vorgesetzten für die Einstellungen und Verhaltensweisen ihrer Mitarbeiter. Zudem legen sie nahe, dass sich die Identifikation der Führungskräfte, vermittelt durch die Mitarbeiter, auch auf die Zufriedenheit und das Verhalten der Kunden auswirkt. Diese Befunde sprechen dafür, dass Führungskräfte als Multiplikatoren der organisationalen Identifikation dienen können. Eine Führungskraft beeinflusst eine Vielzahl an Mitarbeitern, die dann wiederum mit einer größeren Anzahl an Kunden interagieren. Initiativen und Maßnahmen, die die organisationale Identifikation von Führungskräften fördern, können daher ein effizienter Weg sein, um die Leistungsfähigkeit und Kundenzufriedenheit einer Organisation zu fördern.
Space charge lenses using a stable electron cloud for focusing low energy heavy ion beams are an alternative concept to conventional ion optics. Due to external fields electrons are confined inside the lens’ volume. In case of a homogeneously distributed electron cloud the linear electric space charge field enables beam focusing free of aberration. Since the mapping quality of the lens is related to the confinement, non-destructive diagnostics has been developed to determine the plasma parameters and to characterize the collective behavior of the confined nonneutral plasma. Moreover, a scaled up space charge lens was constructed for a detailed investigation of the nonneutral plasma properties as well as beam interactions with a stable confined electron cloud. Experimental results will be presented in comparison with numerical simulations.
Space charge lenses use a confined electron cloud for the focusing of ion beams. The focusing strength is given by the electron density whereas the density distribution influences the mapping quality of the space charge lens and is related to the confinement. The plasma parameters, loss as well as production mechanisms have a strong impact on plasma beam interactions. A scaled up space charge lens was constructed to investigate the properties of a nonneutral plasmas in detail. New non-interceptive diagnostic has been developed to characterize the collective behaviour of the confined nonneutral plasma in terms of an optimized lens design and parameters. Experimental results will be presented in comparison with numerical simulations.
In Nervensystemen werden zahlreiche Informationen wahrgenommen und verarbeitet um ein adäquates Verhalten hervorzurufen. Für die Untersuchung der funktionellen Zusammenhänge hierbei wurden verschiedene Methoden entwickelt, die eine gezielte Manipulation neuronaler Prozesse ermöglichen. Durch Analyse der resultierenden Effekte können dabei synaptische Proteine, einzelne Neuronen oder neuronale Netzwerke funktionell charakterisiert werden. Bisherige Ansätze verfügen jedoch nur über eine geringe zeitliche und räumliche Auflösung oder erlauben lediglich eine eingeschränkte Anwendung im frei beweglichen Tier.
Diese Nachteile können durch die heterologe Expression von lichtgesteuerten, mikrobiellen Rhodopsinen zur gezielten Manipulation des Membranpotentials umgangen werden. So induziert die Photoaktivierung des Kationenkanals Channelrhodopsin 2 (ChR2; (Nagel et al., Curr Biol 2005)) eine Depolarisation, während die Chloridpumpe Halorhodopsin (NpHR; (Zhang et al., Nature 2007)) für die Hyperpolarisation verwendet werden kann. Dabei ermöglichen die schnellen Kinetiken der Rhodopsine eine zeitlich präzise Steuerung des Membranpotentials. Durch Auswahl geeigneter Promotoren ist zudem oftmals eine zell spezifische Expression möglich. Dieser Ansatz wird daher allgemein als Optogenetik bezeichnet.
In der vorliegenden Arbeit wurden zunächst konventionelle Techniken genutzt, um die Funktion von zwei assoziierten Proteinen eines Acetylcholin Rezeptors in C. elegans zu untersuchen. Des Weiteren wurden verschiedene Methoden für den Fadenwurm entwickelt und angewendet, die die Vorteile optogenetischer Techniken für die funktionelle Charakterisierung synaptischer Proteine und neuronaler Netzwerke nutzbar machen. Hierbei erlaubt die Transparenz von C. elegans die optogenetische Stimulation im lebenden Organismus unter nicht invasiven Bedingungen. Weitere Vorteile von C. elegans als neurobiologischem Modellorganismus liegen in seiner einfachen Handhabung (Hope, 1999) und der stereotypen Entwicklung seines Nervensystems mit bekannten anatomischen Ausprägungen (Sulston and Horvitz, Dev Biol 1977; Varshney et al., PLoS Comput Biol 2011; White et al., Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 1986). Durch ihre Häufigkeit und die experimentelle Zugänglichkeit wird hierbei die neuromuskuläre Synapse oftmals zur Erforschung der synaptischen Reizweiterleitung genutzt (Von Stetina et al., Int Rev Neurobiol 2006). Durch pharmakologische (Lewis et al., Neuroscience 1980; McIntire et al., Nature 1993; Miller et al., Proc Natl Acad Sci U S A 1996; Richmond and Jorgensen, Nat Neurosci 1999) und elektrische Stimulation (Richmond and Jorgensen, Nat Neurosci 1999) können dabei Defekte der Transmission hervorgehoben werden, während Verhaltensexperimente oder elektrophysiologische Messungen der post synaptischen Ströme in Muskelzellen eine quantitative Analyse ermöglichen (Richmond and Jorgensen, Nat Neurosci 1999).
Diese Methoden wurden für die funktionelle Charakterisierung von NRA 2 und NRA 4 verwendet, die beide als akzessorische Proteine zusammen mit dem Levamisol sensitiven Acetylcholin Rezeptor der Körperwandmuskelzellen aufgereinigt wurden (Gottschalk et al., EMBO J 2005). Dabei konnte gezeigt werden, dass NRA 2 und NRA 4 im Endoplasmatischen Retikulum (ER) der Muskelzellen einen Komplex bilden, der die Sensitivität von beiden nikotinischen Acetylcholin Rezeptoren gegenüber verschiedenen cholinergen Agonisten verändert. In diesem Zusammenhang wurde auch nachgewiesen, dass die Oberflächenexpression einzelner Untereinheiten der beiden Rezeptoren durch NRA 2/4 beeinflusst wird. Diese Resultate legen die Vermutung nahe, dass beide Proteine die Zusammensetzung der Rezeptoren und somit ihre pharmakologischen Eigenschaften modulieren. Denkbar ist dabei eine regulatorische Funktion bei der Assemblierung verschiedener Untereinheiten zu einem funktionellen Rezeptor oder bei der Kontrolle des ER Austritts von Rezeptoren mit bestimmter Zusammensetzung. In dieser Hinsicht konnte jedoch keine Interaktion von NRA 2/4 mit der Notch Signalkaskade nachgewiesen werden, wie sie für die homologen Proteine nicalin und NOMO in Vertebraten gezeigt wurde (Haffner et al., J Biol Chem 2007; Haffner et al., EMBO J 2004).
Für die Untersuchung synaptischer Proteine durch optogenetische Techniken wurde ChR2(H134R) selektiv in cholinergen oder GABAergen Motorneuronen exprimiert, um die akute und lichtgesteuerte Freisetzung des jeweiligen Neurotransmitters zu ermöglichen. Die resultierende Stimulation bzw. Inhibition von Muskelzellen wurde hierbei durch elektrophysiologische Messungen der post synaptischen Ströme und durch Analyse von Kontraktionen respektive Relaxationen untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass Störungen der synaptischen Reizweiterleitung die Ausprägung und Dynamik dieser lichtinduzierten Effekte beeinflussen und dadurch charakterisiert werden können. So zeigten beispielsweise Mutanten von Synaptojanin und Endophilin nachlassende Effekte bei anhaltender oder wiederholter Stimulation, was durch die gestörte Regeneration synaptischer Vesikel erklärt werden kann (Harris et al., J Cell Biol 2000; Schuske et al., Neuron 2003; Verstreken et al., Neuron 2003).
Die hohe Sensitivität dieser Methode wurde im Nachfolgenden dazu verwendet, die Inhibition cholinerger Motorneuronen durch den metabotropen GABAB Rezeptor zu untersuchen, der in C. elegans aus den beiden Untereinheiten GBB 1 und GBB 2 gebildet wird (Dittman and Kaplan, J Neurosci 2008; Vashlishan et al., Neuron 2008). Dabei konnte zunächst gezeigt werden, dass diese heterosynaptische Inhibition verschiedene lokomotorische Verhaltensweisen der Tiere beeinflusst. Für die mechanistische Untersuchung wurden anschließend cholinerge Motorneuronen durch ChR2(H134R) photoaktiviert, während resultierende Kontraktionseffekte in Abhängigkeit von GBB 1/2 analysiert wurden. Um hierbei die Funktion von GBB 1/2 durch erhöhte GABA Konzentrationen hervorzuheben, wurden zusätzlich GABAerge Motorneuronen optogenetisch stimuliert oder die Wiederaufnahme von GABA aus dem synaptischen Spalt durch Mutation des Membran ständigen GABA Transporters blockiert. So konnte gezeigt werden, dass GBB 1/2 eine akute Inhibition der cholinergen Motorneuronen bewirken, was vermutlich für die Regulation von Bewegungsabläufen eine wichtige Rolle spielt. Die geringe Dynamik der GBB 1/2 induzierten Effekte deutet allerdings darauf hin, dass die synaptische Aktivität durch den metabotropen Rezeptor kaum nachhaltig moduliert wird.
In nachfolgenden Versuchen wurde die optogenetische Stimulation von Motorneuronen außerdem mit der elektronenmikroskopischen Analyse der präsynaptischen Feinstruktur kombiniert. Dadurch konnte die Dynamik der Exozytose und Endozytose synaptischer Vesikel (SV) in Abhängigkeit von neuronaler Aktivität untersucht werden. So wurde gezeigt, dass synaptische Vesikel nahe der aktiven Zone während einer 30 sekündigen Hyperstimulation nahezu komplett aufgebraucht waren. Die vollständige Regeneration der SV Pools benötigte anschließend etwa 12 Sekunden und erfolgte zunächst in der Peripherie der aktiven Zone, was auf eine laterale Heranführung der Vesikel schließen lässt. Nach etwa 20 Sekunden erholte sich ebenfalls die Wirksamkeit der Stimulation von Muskelzellen durch die Motorneuronen, was durch elektrophysiologische Messungen der photo induzierten post synaptischen Ströme gezeigt wurde. Während der Hyperstimulation bildeten sich außerdem große vesikuläre Strukturen, die sich anschließend nach etwa acht Sekunden wieder aufgelöst hatten. In Analogie zu vergleichbaren Experimenten in anderen Organismen liegt die Vermutung nahe, dass es sich dabei um Zwischenprodukte der so genannten Bulk Phase Endozytose handelt, die das Clathrin abhängige Recycling von synaptischen Vesikeln bei starker neuronaler Aktivität ergänzt (Heuser and Reese, J Cell Biol 1973; Miller and Heuser, J Cell Biol 1984; Richards et al., Neuron 2000). Bemerkenswerterweise war der Abbau der vesikulären Strukturen in Synaptojanin und Endophilin defizienten Tieren stark verzögert. Denkbar ist, dass beide Proteine für die Synthese von synaptischen Vesikeln aus den vesikulären Zwischenprodukten der Bulk Phase Endozytose wichtig sind, analog zur ihrer Funktion bei der Clathrin abhängigen Endozytose an der Plasmamembran.
Durch die zielgerichtete Manipulation der Zellaktivität ermöglichen optogenetische Techniken außerdem die funktionelle Charakterisierung von Neuronen und neuronalen Netzwerken. Um die zelluläre Spezifität dieses Ansatzes zu erhöhen, wurde ein Tracking System entwickelt das die Position frei beweglicher Tiere in Echtzeit bestimmt und nachverfolgt. Dadurch konnte die Photoaktivierung optogenetischer Proteine auf definierte Bereiche der Fadenwürmer und somit auf ausgewählte Neuronen innerhalb der Expressionsmuster von verwendeten Promotoren eingeschränkt werden. Des Weiteren ermöglichte hierbei die Auswertung translatorischer Parameter die Analyse verschiedener lokomotorischer Merkmale wie Geschwindigkeit, Bewegungsbahn oder Ausprägung der Körperbiegungen. Dieses System wurde beispielhaft für die konzertierte Photoaktivierung durch ChR2(H134R) bzw. Photoinhibition durch MAC von zwei verschiedenen Gruppen von Neuronen angewendet, um die Integration mechanosensorischer Informationen durch Command Interneuronen zu untersuchen. In diesem Zusammenhang wurde zudem eine Rekombinase basierte Methode für optogenetische Proteine adaptiert, die die Transkription auf die zelluläre Schnittmenge von zwei verschiedenen Promotoren einschränkt und somit die Spezifität der Expression erhöht. Idealerweise kann dieser Ansatz außerdem mit der gezielten Photoaktivierung kombiniert werden, um die zelluläre Selektivität optogenetischer Anwendungen weiter zu verbessern.
Weiterhin ist die Anwendung optogenetischer Techniken bisher durch intrinsische Eigenschaften der verwendeten Rhodopsine auf die relativ kurzzeitige Manipulation des Membranpotentials von Zellen beschränkt. So benötigt ChR2 durch die schnelle Schließung seines offenen Kanals eine kontinuierliche Photoaktivierung, um eine andauernde Depolarisation hervorzurufen. Dies ist jedoch potentiell mit phototoxischen und – besonders bei C. elegans – phototaktischen Nebeneffekten verbunden. Deswegen wurden diverse Mutanten von ChR2 mit stark verlangsamter Inaktivierung (Berndt et al., Nat Neurosci 2009) für ihren Nutzen zur Langzeit Stimulation von erregbaren Zellen im Nematode getestet. Dabei wurde gezeigt, dass ChR2(C128S) durch einen kurzen Photostimulus mit vergleichsweise niedriger Intensität eine anhaltende Depolarisation über mehrere Minuten auslösen kann. Die wiederholte Stimulation in ASJ Neuronen ermöglichte zudem eine langzeitige Depolarisation über mehrere Tage, wodurch die genetisch veranlagte Entwicklung von Tieren manipuliert werden konnte. Durch gezielte Punktmutation konnten außerdem relevante Eigenschaften von ChR2(C128S) für die Langzeit Stimulation weiter verbessert werden.
Als weiteres optogenetisches Werkzeug wurde zudem die Photoaktivierbare Adenylatzyklase alpha (PACa) aus Euglena gracilis (Iseki et al., Nature 2002; Ntefidou et al., Plant Physiol 2003; Schroder-Lang et al., Nat Methods 2007) für die akute und lichtgetriebene Synthese des sekundären Botenstoffs cAMP in C. elegans etabliert. Die Photoaktivierung von PACa in cholinergen Motorneuronen verstärkte dabei die Neurotransmitterfreisetzung und induzierte hyperlokomotorische Phänotypen, vergleichbar zu Mutanten mit erhöhten cAMP Konzentrationen.
Zusammengefasst wurden diverse optogenetische Techniken für C. elegans entwickelt und optimiert, die die zellspezifische und nicht invasive Manipulation des Membranpotentials beziehungsweise die Synthese des sekundären Botenstoffs cAMP durch Licht im frei beweglichen Tier ermöglichen. Diese Methoden können zur gezielten Störung neuronaler Aktivität angewendet werden, um dadurch neurobiologische Fragestellungen im Fadenwurm zu untersuchen. Dies wurde beispielhaft für die Erforschung der synaptischen Reizweiterleitung und die funktionelle Analyse neuronaler Netzwerke demonstriert. Denkbar ist außerdem, diese für C. elegans etablierten Methoden vergleichbar in anderen Modellorganismen anzuwenden. So sind die Fruchtfliege ebenso wie der Zebrafisch Embryo bereits für optogenetische Techniken erprobt (Arrenberg et al., Proc Natl Acad Sci U S A 2009; Schroll et al., Curr Biol 2006). Für Säugetiere wie die Maus, die Ratte und den Makaken wurden zudem bereits Ansätze entwickelt, die die gezielte Photostimulation in lebenden und frei beweglichen Tieren ermöglichen (Han et al., Neuron 2009; Wentz et al., J Neural Eng 2011; Yizhar et al., Nature 2011; Zhang et al., Nat Rev Neurosci 2007).
Channelrhodopsin-2 (ChR2) is widely used for rapid photodepolarization of neurons, yet, as it requires high-intensity blue light for activation, it is not suited for long-term in vivo applications, e.g. for manipulations of behavior, or photoactivation of neurons during development. We used “slow” ChR2 variants with mutations in the C128 residue, that exhibit delayed off-kinetics and increased light sensitivity in Caenorhabditis elegans. Following a 1 s light pulse, we could photodepolarize neurons and muscles for minutes (and with repeated brief stimulation, up to days) with low-intensity light. Photoactivation of ChR2(C128S) in command interneurons elicited long-lasting alterations in locomotion. Finally, we could optically induce profound changes in animal development: Long-term photoactivation of ASJ neurons, which regulate larval growth, bypassed the constitutive entry into the “dauer” larval state in daf-11 mutants. These lack a guanylyl cyclase, which possibly renders ASJ neurons hyperpolarized. Furthermore, photostimulated ASJ neurons could acutely trigger dauer-exit. Thus, slow ChR2s can be employed to long-term photoactivate behavior and to trigger alternative animal development.
Unter einem „Regal“ wurde seit dem Mittelalter ein wirtschaftlich nutzbares Hoheitsrecht verstanden. So gab es z. B. ein „Wasserregal“, das die Nutzung des Wassers regelte, oder ein „Bergregal“ zur Festsetzung der Rechte für den Abbau von Bodenschätzen. Das „Eichenregal“ regelte den Besitz und die Nutzung von Huteeichen, die für die Schweinemast überragende Bedeutung hatten. Es stellt eine einzigartige Bildung des deutschen Partikularrechts dar, das im vorliegenden Fall seine rechtliche Grundlage in einer Bestimmung in Tit. XXI der schon im Jahre 1572 erlassenen und im Jahre 1666 in verbesserter Fassung herausgegebenen Landes- und Prozessordnung von Anhalt-Dessau hat. Danach war der eigenmächtige Einschlag von Mastbäumen, d. h. Eichen und Buchen, bei Strafe von 10 Talern für jeden Mastbaum verboten. Das Eichenregal sicherte dem Fürsten- und späteren Herzogshaus das Eigentum an den Solitäreichen unabhängig vom Eigentum der Grundflächen zu.
Background: Fishes show an amazing diversity in hearing abilities, inner ear structures, and otolith morphology. Inner ear morphology, however, has not yet been investigated in detail in any member of the diverse order Cyprinodontiformes. We, therefore, studied the inner ear of the cyprinodontiform freshwater fish Poecilia mexicana by analyzing the position of otoliths in situ, investigating the 3D structure of sensory epithelia, and examining the orientation patterns of ciliary bundles of the sensory hair cells, while combining μ-CT analyses, scanning electron microscopy, and immunocytochemical methods. P. mexicana occurs in different ecotypes, enabling us to study the intra-specific variability (on a qualitative basis) of fish from regular surface streams, and the Cueva del Azufre, a sulfidic cave in southern Mexico.
Results: The inner ear of Poecilia mexicana displays a combination of several remarkable features. The utricle is connected rostrally instead of dorso-rostrally to the saccule, and the macula sacculi, therefore, is very close to the utricle. Moreover, the macula sacculi possesses dorsal and ventral bulges. The two studied ecotypes of P. mexicana showed variation mainly in the shape and curvature of the macula lagenae, in the curvature of the macula sacculi, and in the thickness of the otolithic membrane.
Conclusions: Our study for the first time provides detailed insights into the auditory periphery of a cyprinodontiform inner ear and thus serves a basis—especially with regard to the application of 3D techniques—for further research on structure-function relationships of inner ears within the species-rich order Cyprinodontiformes. We suggest that other poeciliid taxa, or even other non-poeciliid cyprinodontiforms, may display similar inner ear morphologies as described here.