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Current theories of schizophrenia (ScZ) posit that the symptoms and cognitive dysfunctions arise from a dysconnection syndrome. However, studies that have examined this hypothesis with physiological data at realistic time scales are so far scarce. The current study employed a state-of-the-art approach using Magnetoencephalography (MEG) to test alterations in large-scale phase synchronization in a sample of n = 16 chronic ScZ patients, 10 males and n = 19 healthy participants, 10 males, during a perceptual closure task. We identified large-scale networks from source reconstructed MEG data using data-driven analyses of neuronal synchronization. Oscillation amplitudes and interareal phase-synchronization in the 3–120 Hz frequency range were estimated for 400 cortical parcels and correlated with clinical symptoms and neuropsychological scores. ScZ patients were characterized by a reduction in γ-band (30–120 Hz) oscillation amplitudes that was accompanied by a pronounced deficit in large-scale synchronization at γ-band frequencies. Synchronization was reduced within visual regions as well as between visual and frontal cortex and the reduction of synchronization correlated with elevated clinical disorganization. Accordingly, these data highlight that ScZ is associated with a profound disruption of transient synchronization, providing critical support for the notion that core aspect of the pathophysiology arises from an impairment in coordination of distributed neural activity.
The neuronal transcriptome changes dynamically to adapt to stimuli from the extracellular and intracellular environment. In this study, we adapted for the first time a click chemistry technique to label the newly synthesized RNA in cultured hippocampal neurons and intact larval zebrafish brain. Ethynyl uridine (EU) was incorporated into neuronal RNA in a time- and concentration-dependent manner. Newly synthesized RNA granules observed throughout the dendrites were colocalized with mRNA and rRNA markers. In zebrafish larvae, the application of EU to the swim water resulted in uptake and labeling throughout the brain. Using a GABA receptor antagonist, PTZ (pentylenetetrazol), to elevate neuronal activity, we demonstrate that newly transcribed RNA signal increased in specific regions involved in neurogenesis.
Die Trespen-Halbtrockenrasen kommen im Untersuchungsgebiet auf Kalklehm-Rendsinen, Pararendsinen und vereinzelt auf Kalk-Braunerden vor. Die meist flachgründigen, nährstoffarmen, basenreichen, carbonathaltigen Böden auf südlich exponierten Hanglagen befinden sich in der Regel im Carbonat-Pufferbereich. Sie weisen eine relativ hohe elektrische Leitfähigkeit sowie einen niedrigen Gehalt an lactat- und wasserlöslichem P2O5 auf. Sie sind oft mit Ca2+ übersättigt. Insbesondere die geringe P-Verfügbarkeit dürfte ein wesentlicher limitierender Faktor für das Pflanzenwachstum sein. Die Trespen-Halbtrockenrasen werden im Untersuchungsgebiet regelmäßig ein- bis zweimal pro Woche gemäht oder extensiv mit Rindern beweidet und nicht gedüngt. Sie sind im kühl-feuchten Untersuchungsgebiet auf die trockensten und wärmsten Standorte beschränkt; es sind dies flachgründige Böden und südlich exponierte Hanglagen der submontanen und untermontanen Stufe. Die pflanzensoziologische Untergliederung resultiert primär aus dem unterschiedlichen Tongehalt und somit auch differenzierten Wärme-, Wasser- und Nährstoffhaushalt des Bodens. Auf tonreicheren Kalklehm-Rendsinen kommt die Subassoziation von Colchicum autumnale vor. Diese Standorte sind halbtrocken-wechselfeucht veranlagt. Die Typische Subassoziation besiedelt tonärmere Pararendsinen und Kalk-Braunerden; diese Standorte sind halbtrocken. Die Variante von Molinia caerulea zeigt einen kühleren, feuchteren Standort vor allem in Waldrandlage an. Die Variante von Festuco rupicola kennzeichnet besonders wärmebegünstigte Standorte. Die Variante von Agrostis capillaris weist auf eine leichte Oberbodenversauerung hin. Die Variante von Globularia cordifolia kennzeichnet besonders flachgründige Böden. Die Variante von Carex alba charakterisiert brachgefallene Flächen; sie leitet die sekundäre progressive Sukzession zum Kalk-Buchenwald (Carici albae-Fagetum) ein. Extensiv mit Rindern beweidete und regelmäßig gemähte Pflanzenbestände unterscheiden sich floristisch kaum. Die Variante von Plantago media kennzeichnet allerdings etwas stärker beweidete Phytocoenosen. Der Trespen-Halbtrockenrasen ist eine ausgeprägte Hemikryptophyten-Gesellschaft. Das Wurzel-Spross-Verhältnis ist höher als in vergleichbaren frischen Frauenmantel-Glatthaferwiesen. In der Subassoziation von Colchicum autumnale ist vermutlich auf Grund der schlechteren Bodendurchlüftung die unterirdische Phytomasse geringer und wegen der besseren Wasserversorgung der Pflanzen insbesondere während der Trockenperioden das Wurzel-Spross-Verhältnis niedriger als in der Typischen Subassoziation. Eines der wichtigsten anatomischen Anpassungsmerkmale der Poaceen und Cyperaceen an halbtrockene Standorte ist der breite Zentralzylinder und die relativ schmale Rinde sowie die unregelmäßige Anordnung der Rindenzellen mit den dreispitzigen Interzellularen. Die Wurzeln von Bromus erectus sind mit Vesiculärer-Arbusculärer Mycorrhiza reichlich infiziert. Die Trespen-Halbtrockenrasen sind dem regelmäßig gedüngten Wirtschaftsgrünland hinsichtlich Ertrag und Futterqualitätsparameter deutlich unterlegen. Die Futteraufnahme der Milchkühe ist allerdings nicht schlechter. Die Pflanzen weisen eine relativ hohe Effizienz der Nährstoffausnützung auf. Wegen des niedrigen Ertragspotentials, der relativ geringen Ertragssicherheit und der Bewirtschaftungserschwernis infolge steiler Hanglage dienen die Standorte weniger der landwirtschaftlichen Produktion, sondern es sind vielmehr Vorrangflächen für den Naturschutz. Die Trespen-Halbtrockenrasen zählen im Untersuchungsgebiet hinsichtlich Gefäßpflanzen zu den artenreichsten Pflanzengesellschaften; es sind unersetzliche Lebensräume für viele seltene und geschützte Pflanzen- und Tierarten. Trespen-Halbtrockenrasen weisen eine sehr hohe floristische Artenvielfalt auf, weil auf Grund des halbtrockenen, nährstoffarmen Standortes viele verschiedene meso- und xerophile, lichtbedürftige Pflanzenarten koexistieren können. Die Pflege und Erhaltung der Trespen-Halbtrockenrasen ist eine wichtige Aufgabe der Landwirtschaft; sie wird nur durch eine späte Mahd oder extensive Beweidung gewährleistet. Die Trespen-Halbtrockenrasen zählen im Untersuchungsgebiet zu den stark gefährdeten Kulturlandschaftselementen.
Aus dem Leine-, Weser- und Werra-Bergland werden Bestände des Dipsacetum pilosi Tx. 1942, dessen Standorte und Kontaktgesellschaften beschrieben. Anhand einer Übersichtstabelle werden vier Subassoziationen der Gesellschaft unterschieden. Dipsacetum pilosi agropyretosum caninae subass. nova besiedelt sommerlich abtrocknende, D. p. typicum ganzjährig frische, D. p. rumicetosum sanguinei subass. nova durchsickerte halbschattige und D. p. aegopodietosum frische und lichte Standorte. Auf der Basis einer Übersichtstabelle des Alliarion Oberd. (1957) 1962 em. Siss. 1973 werden die synsystematische Stellung des Dipsacetum pilosi und ein Vorschlag zur Gliederung der nitrophytischen Saumgesellschaften vorgestellt. Anschließend werden kurz die Vorzüge der "althergebrachten" qualitativen Tabellenarbeit gegenüber "modernen" numerischen Verfahren erläutert.
In Deutschland zählt das Moorveilchen (Viola uliginosa) zu den stark vom Aussterben bedrohten Pflanzenarten. Letzte Vorkommen befinden sich in Bruchwäldern Ostsachsens, im Verwaltungsbereich des Biosphärenreservates "Oberlausitzer Heide- und Teichlandschaft". Mittels vegetationskundlicher, ökophysiologischer, hydro- und bodenchemischer sowie keimungsbiologischer Untersuchungen wurden Informationen zu Habitatansprüchen und Gefährdungspotentialen sowie zur Fortpflanzenungsbiologie dieser seltenen Art gewonnen. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass Viola uliginosa gegenüber den Umweltfaktoren Licht, Wasser und Boden einen ausreichenden physiologischen Toleranzbereich besitzt, um unter den gegebenen Habitatbedingungen zu überleben. Stattgefundene sowie sich abzeichnende Veränderungen der Lebensräume (insbesondere Austrocknung des Bodens, Toxizität durch Schwermetalle) stellen jedoch eine ernst zu nehmende Gefahr dar. Obwohl Viola uliginosa sich in der Natur nicht generativ fortzupflanzen scheint, konnte unter Laborbedingungen durch die Anwendung einer Kaltnassstratifikation ein relativ hohes Keimprozent realisiert werden. Dieser Tatsache kommt vor allem im Hinblick auf eine künstliche (Wieder-)Ansiedlung besondere Bedeutung zu.
Die Dynamik der Bodenvegetation in einem frühjahrsfeuchten, kalkreichen Laubmischwald (Querceto-Carpinetum) auf Pelosol wird über einen Zeitraum von 17 bis 22 Jahren untersucht. Die Individuenzahlen von Scilla bifolia L. s.str. nehmen zwischen 1978/79 und 2000 stark ab. Ebenso ist bei weiteren mesophilen Arten ein Rückgang zu verzeichnen. Nur zwei Arten nehmen zu: Mercurialis perennis um im Mittel 80,0%, im Maximum um 171,4%, sowie Allium ursinum um im Mittel 75,0%, im Maximum um 127,3%. Zur Kausalanalyse herangezogene gewichtete Mittelwerte ökologischer Zeigerwerte weisen deutlich auf eine starke Abnahme des Lichteinfalls am Waldboden, eine starke Zunahme der Stickstoff- bzw. Nährstoffversorgung und der Bodenreaktion sowie auf eine Abnahme der klimatischen Kontinentalität und einen Anstieg der Luftemperatur hin. Die phytoindikatorisch angezeigte Abnahme des relativen Lichtgenusses wiederspiegelt 1. die seit der Durchforstung 1978/79 dichter werdenden Strauch- und Baumschichten, 2. außerdem das Vordringen der stark schattenden Buche sowie 3. eine starke Beschattung der Krautschicht durch sich selber (höherwüchsige Geophyten). Der Anstieg der Bodenreaktion und die Erhöhung des Nährstoffangebotes im Boden werden zurückgeführt auf 1. allgemeine atmosphärische, aber auch speziell am Stadtrand wirksame Stickstoff- und Staubeinträge, 2. die Regeneration der Böden nach früherer wenig nachhaltiger Nutzung (mittelalterliche Waldnutzung, Wirksamkeit der Basenpumpe Baum, Entfernen zwischenzeitlich gepflanzter Kiefern) sowie 3. auf eine möglicherweise gestiegene Mineralisationsrate in wärmer und kürzer werdenden Wintern. Die Erhöhung der mittleren Temperaturzahlen entspricht der tatsächlich festgestellten Klimaerwärmung im Untersuchungszeitraum, speziell in den Wintern. Die Reduzierung der Kontinentalitätszahlen reflektiert eine zunehmende Ozeanität des Regional-Klimas, aber auch ein thermisch ausgeglicheneres, luftfeuchteres Bestandesklima. Hypothesen zur lokalen und regionalen Arealbildung von Scilla bifolia und Allium ursinum werden vorgestellt.
In den Jahren 1998-2001 wurden im südwestlichen Harzvorland in Windwurfgebieten auf Unterem Buntsandstein vegetationsökologische und gehölzkundliche Erhebungen auf Dauerflächen durchgeführt, um die Sukzessionsdynamik und Regeneration gestörter Buchenwälder (Galio odorati-Fagetum, Luzulo-Fagetum) in Abhängigkeit von ehemaliger Nutzungsgeschichte, aktueller forstlicher (Nicht-) Behandlung und Störungsflächengröße zu studieren. Im vierten Jahr nach dem 1997er Sturm wird das Bild in allen großflächig geworfenen Bestandesteilen durch ausgedehnte Pionierstrauchfluren bestimmt (hauptsächlich Rubus idaeus, ferner auch Sambucus racemosa, S. nigra und Rubus fruticosus agg.), während Pionierbaumarten weitestgehend fehlen. In allen Untersuchungsflächen steigen die Artenzahlen bis zum vierten Jahr nach dem Sturm an. Unter der üppig entwickelten Strauchschicht ist ein Überdauern laubwaldtypischer Querco-Fagetea-Arten und damit von Frische- und Schattenzeigern zu beobachten und auch in Zukunft wahrscheinlich. Ruderalfluren (v.a. mit Artemisietea-Arten) stellten nur ein kurzfristiges Zwischenstadium dar. Obwohl sich die Flächen im bisherigen Sukzessionsverlauf angleichen, sind anfangs noch deutliche Unterschiede zwischen dem etwa 30 Jahre ungenutzten Naturwald Königsbuche und den bewirtschafteten Wäldern ersichtlich. Dies zeigt sich beim Naturwald u.a. in relativ geringen Artenzahlen sowie geringen Abundanzanteilen an Epilobietea-Arten, Sträuchern, Licht- und Stickstoffzeigern. Damit bestätigen sich Erkenntnisse aus Vergleichsuntersuchungen von nicht geworfenen Natur- und Wirtschaftswäldern in der Optimalphase. Im Unterschied zu geräumten Flächen zeichnen sich belassene Flächen u.a. durch eine geringere Artenzahl sowie vergleichsweise hohe Abundanzanteile an Krautigen und Arten mit temporärer bis kurzfristiger Samenbank aus. Die Störungsflächengröße hat ebenfalls einen großen Einfluss auf den Sukzessionsverlauf. Mit zunehmender Ausdehnung der gestörten Fläche und abnehmender Überschirmung steigt die Artenzahl immer stärker an. Gleichzeitig wird eine Veränderung hin zu waldfremden Sukzessionstadien deutlicher. Die Klimaxbaumart Buche behält in der Naturverjüngung zwar die Dominanz, verliert mit zunehmender Störungsflächengröße aber Anteile am Baumartenspektrum und weist stark sinkende Sämlingszahlen auf, vermutlich bedingt durch die Konkurrenz der Pionierstrauchfluren. Während in Windwurflücken die Waldregeneration hin zur standortstypischen Buchenwaldgesellschaft unmittelbar gewährleistet ist, wird sie bei Flächenwurf längere Zeit in Anspruch nehmen. Hierin besteht ein wesentlicher Unterschied zu benachbarten Buchen-Windwürfen auf basenreichen Standorten (z.B. Hainholz bei Osterode), wo die Waldregeneration unabhängig von der Störungsflächengröße ohne Pionierstadien sehr schnell voranschreitet. Dies könnte in zukünftigen Waldbaukonzepten für vergleichbare Windwurfsituationen berücksichtigt werden, indem eine Wiederaufforstung nur noch bei entsprechend ungünstigen Verjüngungsvorräten notwendig wird. Es finden sich bisher keine Hinweise auf einen Artenwechsel, wie er z.B. von REMMERT (1985, 1987, 1991) im Mosaik-Zyklus-Konzept postuliert wurde. Eher sollte von einer zwischenzeitlichen Überlagerung der ursprünglichen Vegetation gesprochen werden, die von Standort und Störungsflächengröße abhängig ist und eine teilweise massive Verschiebung in den Dominanzverhältnissen der Waldarten mit einschliesst.
Die atlantischen Drahtschmielen-Buchenwälder bodensaurer, nährstoffarmer Podsol-Böden des Riesenbecker Osning (Nordwestlicher Teutoburger Wald) lassen sich dem Deschampsio flexuosae-Fagetum typicum zuordnen. Floristisch-vegetationskundlich werden zudem Kiefernaufforstungen untersucht und als Deschampsia flexuosa-Fagus sylvatica-Pinus sylvestris-Gesellschaft differenziert, die enge synsystematische und synökologische Beziehungen zu den naturnahen Beständen des bodentrockenen Drahtschmielen-Buchenwaldes aufweisen. Auf der Basis von Vegetationsaunahmen und bodenchemischen Analysen werden in dieser Studie Tendenzen einer weiteren unbeeinflussten Waldentwicklung auf bodensauren Böden in Nordwest-Deutschland abgeleitet. Die in den Kiefernforsten im Vergleich zu den naturnahen Buchenwäldern ermittelten Vegetationsveränderungen werden im Wesentlichen auf einen geringeren Kronenschlussgrad und damit auf einen höheren Lichtgenuß in der Krautschicht zurückgeführt. Bodenchemische Analysen (Bodenazidität, austauschbare Basen, Stickstoffvorräte, N-Mineralisierung, Schwermetall-Gehalte) belegen geringe Gehalte verfügbarer Nährstoffe im Mineralboden, jedoch hohe Stickstoff-Vorräte in der organischen Auflage. Die Ergebnisse zeigen, dass die Buche im untersuchten Gebiet auch extrem saure, nährstoffarme jedoch humose Podsole besiedeln und sich bei ausbleibender Bewirtschaftung sogar zur konkurrenzstärksten Baumart entwickeln kann. Erneut bestätigt sich, dass es für die Buche keine Mangelgrenze auf nährstoffarmen Sandböden gibt, vorausgesetzt die Standorte verfügen über gut entwickelte Auflagenhorizonte als wichtigste Nährstoffspeicher bzw. -lieferanten. Mit zunehmendem Kiefernanteil nimmt der Buchenanteil in den untersuchten Forsten zwar deutlich ab, dies ist allerdings eher als Ausdruck für die Geschwindigkeit der Sukzessionsprozesse zu werten, die mit der geringen Zeit seit der letzten Bewirtschaftung verknüpft ist.
Im Rahmen eines Expertenworkshops an der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft (Hamburg) wurde die Frage erörtert, welche Gefäßpflanzen im norddeutschen Tiefland als typische Waldarten gelten können. Hintergrund dieser Fragestellung ist der Schutz und die nachhaltige Nutzung von Waldökosystemen im Sinne des Übereinkommens der Vereinten Nationen über die biologische Vielfalt.Als Ergebnis wurde eine Liste der im norddeutschen Tiefland typischen, Waldgefäßpflanzenarten vorgelegt. Sie kann als Bewertungshilfe im Zusammenhang mit der Quantifizierung der Pflanzenartenvielfalt in Wäldern dienen und enthält 634 Taxa, die sechs verschiedenen Gruppen zugeordnet werden. Der Gültigkeitsbereich der Liste wird naturräumlich und über eine Walddefinition eingegrenzt. Anwendungsbeispiele werden gegeben. Eine Ausweitung des Ansatzes auf den deutschen Mittelgebirgsraum sowie auf das Alpenvorland und die Alpen ist vorgesehen.
Für 112.253 pflanzensoziologische Aufnahmen der Niederlande wurden Berechnungen zur Pflanzenartenvielfalt durchgeführt. Eine Korrelationsanalyse zeigt den hochsignifikanten Zusammenhang der Artenvielfalt mit verschiedenen Standortsparametern auf. Artenreiche Bestände sind in den Niederlanden vor allem im Offenland, hier besonders in Zwergbinsenfluren (Isoeto-Nanojuncetea), in Trocken- und Steppenrasen (Koelerio-Corynephoretea, Festuco-Brometea), Flachmooren (Parvocaricetea), Borstgrasrasen (Nardetea), im Wirtschaftsgrünland (Molinio-Arrhenatheretea) und Saumgesellschaften (Trifolio-Geranietea, Saginetea) zu finden. Artenarmut ist unter den verschiedensten ökologischen Bedingungen zu finden. Die sehr artenarmen Bestände repräsentieren häufig Wasserpflanzengesellschaften (Zosteretea, Potamogetonetea), Röhrichte (Phragmitetea), Ufergehölze (Salicetea purpureae), Salzrasen (Spartinetea) und Weißdünengesellschaften (Ammophiletea).