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As far as we are aware, no previous account of any kind regarding the freshwater and subaerial algal flora of Natal has been published, and the present investigation of one hundred different samples thus affords the first available data on this point. ...
Sesame, Sesamum indicum L. (syn.S. orientale L.) belongs to family Pedaliaceae and is perhaps the oldest oilseed crop known to man. It is an annual, maturing in 70 to 140 days, but usually in 105 days or less, and contains 45-60% oil in its small, flat, oblong seeds which, may be white, brown or black.
Chalastogastra (Hym.)
(1916)
Crépin (1891) arranged 55 species of Rosa into 15 sections. Three of those sections contain taxa native to the British Isles, and members of several further sections have been reported as naturelized. In the discussion below, accepted names are shown in bold, while rejected names are given in italics.
Anliegen der vorliegenden Studie ist die Ableitung von Zielvorstellungen über notwendige Maßnahmen zur Verminderung der Nährstoffbelastung innerhalb des Berliner Gewässersystems, um das Hauptproblem für diese Gewässer - die Eutrophiemng - in der Zukunft so weit zurückzudrängen, daß eine umfassende Nutzung und nachhaltige Entwicklung der Gewässer in und unterhalb von Berlin hergestellt und dauerhaft gewährleistet werden kann. Ausgangspunkt war eine Analyse der derzeitigen Belastung der Gewässer mit Phosphor als dem Nährstoff, der in erster Linie für die übermäßige Entwicklung von planktischen Algen verantwortlich ist. Der Istzustand ist durch eine Gesamtbelastung über die natürlichen Zuflüsse, die Einleitungen der Kläranlagen der Berliner Wasserbetriebe und aus der Misch- und Trennkanalisation in einer Größe von insgesamt 415 tP/a charakterisiert. Die Zuflüsse aus Spree, Dahme und Havel haben einen Anteil von 54% an der Gesamtbelastung. Die dem Berliner Gewässersystem über die kleineren Zuflüsse, insbesondere das nakenfließ, die Erpe und den Nottekanal, zugeführten Phosphorfrachten liegen in einer Größenordnung von 43 Wa bzw. 10% der Gesamtbelastung. Die Einleitungen über die Abläufe der Kläranlagen der Berliner Wasserbetriebe liegen zur Zeit bei insgesamt 112 fP/a und haben somit einen Anteil von 27% an den gesamten P-Zufuhren. Mit 38 tP/a bzw. 9% sind die abgeschätzten Einträge über die Überläufe der Mischkanalisation und aus der Regenwasserkanalisation in der P-Bilanz der Berliner Gewässer keinesfalls mehr vernachlässigbar. Für Stickstoff wurde ebenfalls versucht, die Belastungssituation zumindest grob zu erfassen. .....
Zur Toxikologie des Antimons
(1927)
Antimontrioxyd, Antimonpentoxyd, Kaliumantimoniat, Natriummetantimoniat und Brechweinstein wurden, zum Teil mehrere Monate lang, an Ratten, Mäuse, Hunde und Katzen verfüttert. Dabei ergab sich, daß Ratten und Mäuse verhältnismäßig große Mengen von Antimontrioxyd, Antimonpentoxyd und Natriummetantimoniat ohne schwerere Gesundheitsschädigung ertragen. Einmalige Dosen von 2–3 g dieser Verbindungen sind für Ratten so gut wie ungiftig. Daß die praktisch unlöslichen, vom fünfwertigen Antimon abgeleiteten Verbindungen aber für höhere Tiere durchaus nicht harmlos sind, zeigt sich bei Hunden und Katzen deutlich. Hunde sind empfindlicher als die kleinen Nagetiere; sie erkranken nach Darreichung von mehreren Gramm an Verdauungsstörungen, Erbrechen und Durchfällen. Bei Katzen treten nach länger dauernder Zufuhr von Antimontrioxyd und Pentoxyd, etwa nach 450 mg täglich, Krankheitserscheinungen mit Abmagerung auf. Weitaus am giftigsten ist der Brechweinstein; die Erbrechen erregende Dosis liegt für Katzen bei etwa 10 mg per os pro Kilogramm Körpergewicht, für Hunde schon bei etwa 4 mg/kg. Kleine Mengen von Antimonverbindungen, auch von Brechweinstein, können bei wiederholter Darreichung beschleunigend auf das Wachstum junger Ratten wirken, nach größeren Mengen kommt es, auch bei sonst kaum giftigen Antimonverbindungen, zu mehr oder weniger deutlichen Verzögerungen des Wachstums. Für eine Gewöhnung an Antimon ergaben sich keine sicheren Anhaltspunkte.
Nachdem im Teil I der Entomofauna (Jueg 1997b) das Untersuchungsgebiet "Schloßpark Ludwigslust" Erfassungsergebnisse der im Vergleich zu den Käfern und Schmetterlingen artenarmen bzw. mangelhaft bearbeiteten Ordnungen vorgestellt wurden, soll im Teil II die Ordnung Coleoptera irn Vordergnind stehen. Die Käferfauna wird im LSG "Schloßpark Ludwigslust" seit den 1980er Jahren erfaßt. Ältere Angaben oder Literaturquellen sind, von einer Ausnahme abgesehen, nicht bekannt. Von den etwa 100 aus Deutschland bekannten Käferfamilien konnten bisher 53 auch für das LSG nachgewiesen werden. Der Bearbeitungsstand innerhalb der einzelnen Familien ist aber äußerst different. Relativ gut erfaßt sind nur die Familien Cerambycidae (Bockkäfer) und die artenarmen Familien Silphidae (Aaskäfer), Larnpyridae (Leuchtkäfer), Lagriidae (Wollkäfer) und Geotrupidae (Mistkäfer). Als äußerst unzureichend allerdings muß der Kenntnisstand z.B. zu den Familien Carabidae (Laufkäfer), Staphylinidae (Kurzflügler) , Nitidulidae (Glanzkäfer), Chrysomelidae (Blattkäfer) und CurcuLionidae (Rüsselkäfer) beurteilt werden. Die Ursachen sind dabei vielfältig. Im Vergleich zu vielen anderen Lokalfaunen kann aber als positiv vermerkt werden, daß sich die Erfassung nicht nur auf ausgewählte Familien beschränkte, sondern alle Käfer integrierte. Zumeist wurden die Belege von Jueg gesammelt und von Degen bestimmt. Einige kritische Arten oder Belege wurden von Spezialisten bestimmter Käferfamilien nachdeterminiert: z.B. Carabidae (Müller-Motzfeld - Greifswald), Elateridae (Brosin - Rostock) und Scarabaeidae (Rössner - Schwerin). Zu den Cerambycidae (Bockkäfer) konnte Goldberg (Neustadt-Glewe) zahlreiche Beobachtungen liefern. Zur Abundanz, Habitatpräferenz und Gefährdung im Gebiet können nur bei wenigen Arten gesicherte Aussagen getroffen werden. Nicht nur aus dieser Sicht bleibt eine Beschäftigung mit der Käferfauna des LSG „Schloßpark Ludwigslust" weiterhin interessant und lohnenswert. Die Systematik und Nomenklatur richtet sich nach FREUDE, HARDE, LOHSE (1964-1983).
Flora des tropischen Arabien
(1939)
Dr. Nonfin (1931) in his book on the "Biology of the Amphibia", while discussing the inter-relationships of Pelobatidae, divides the family into Megophrynae, Pelobatinae and Sooglossinao und points out that among these three "the most primitive genus in the sub-family is the wide spread Megopluys or Megalophrys (including Leptobrachium)". ...
Nach einigen fehlgeschiagenen Versuchen, in der Frankfurter Nidda-Aue eine große Parkanlage einzurichten, entwickelten Planer und Politiker in den 80er Jahren ein Konzept, um unter dem Motto „Natur in der Stadt" und mit der Hilfe einer Gartenschau ein bisher vorwlegend agrarisch und gartenbaulich genutztes Areal in eine naturnahe Grünanlage zu verwandeln. Der vorliegende Beitrag rekonstruiert in kritischer Weise den Planungs- und Realisierungsprozess vom Ausgangszustand über die BUGA'89 bis hin zur Anlage des Volksparks Niddatal. Etwa zehn Jahre nach Ende der Parkeinrichtung werden die unterschiedlichen Aspekte der Fläche hinsichtlich ihrer Nutzbarkeit und ihrer Potentiale für die Stadtnatur betrachtet. Dabei zeigt sich, dass die unmittelbar auf den Menschen bezogenen Planungszieie durchweg erreicht wurden, bei den auf die Natur abzielenden Vorstellungen aber Defizite festzustellen sind. Drastisch formuliert besteht der ökologische Wert der Maßnahmen derzeit vorrangig in der Bewahrung des Areals vor Bebauung. Die Lebensraumqualität für Pflanzen und Tiere sowie Naturnahe der neuangelegten Bereiche ist bisher noch relativ gering, nicht zuletzt aufgrund der massiven Eingriffe im Rahmen der Bauarbeiten. Auf längere Sicht werden dem Volkspark Niddatal aber sehr gute Chancen einer für urbane Verhältnisse naturnahen Entwicklung zuerkannt.
The ant genera Ankylomyrrna Bolton, Atopomyrmex Andre, Cyphoidris Weber, Ocymyrmex Emery, Pristomyrmex Mayr (= Odontomyrmex Andre, = Hylidris Weber, = Dodous Donisthorpe) and Terataner Emery (= Tranetera Arnold) are revised for the Ethiopian zoogeographical region. Keys and descriptions of species are presented for each genus and the genera are defined on a world-wide basis. In Atopomyrmex two species are recognized and four new infraspecific synonyms are established. Three new species are described in the previously monotypic genus Cyphoidris. Twenty-three species of Ocymyrmex are recognized of which seven are described as new; seven new synonyms are established and new Status as valid species is granted to seven previously infraspecific forms. Five Pristomyrmex species are recognized of which one is new; five new Synonyms are proposed in this genus. In Terataner the former subgenus Tranetera is newly synonymized and six species recognized, of which one is new. The six Terataner species of Madagascar are summarized, one new species is described and a key presented. The genus Baracidris is described as new, containing two new species from West and central Africa. A key to Ethiopian region myrmicine genera in which the antennal club has two Segments is given under Baracidris.
Evolutionary ecology and biogeography of recent stalked crinoids as a model for the fossil record
(1987)
Durch Torfabbau und Entwässerung war der Libellenbestand des Roten Moores in der hessischen Hochrhön akut bedroht. Im Rahmen von Pflegemaßnahmen wurden 1984 die Gräben im Hochmoorbereich angestaut sowie weitere Gewässer auf abgetorften Flächen geschaffen. Diese neu geschaffenen Lebensräume sowie ältere bereits bestehende Weiher am Moorrand wurden 1987/88 auf ihre Libellenfauna hin untersucht. Für das Rote Moor konnten 18 aktuell bodenstendiqe Libellenarten nachgewiesen werden. Die meisten dieser Arten besiedeln die Randbereiche. Doch konnten mit Leucorrhinia dubia, Aeshna juncea, Somatochlora arctica sowie Leucorrhinia pectoralis und Coenagrion hastulatum seltene und gefährdete Arten im Hochmoorbereich nachgewiesen werden. Ausgehend von kleinen Restpopulationen konnten sich besonders Leucorrhinia dubia und Aeshna juncea wieder im Hochmoorbereich in den neugeschaffenen Lebensräumen ausbreiten. Die aktuelle Libellenfauna wird mit dem benachbarten, relativ ungestörten Schwarzen Moor verglichen. Populationsentwicklunug und Arteninventar an aufgestauten Gräben im Hochmoorbereich werden als Sukzession interpretiert und als ein Ergebnis von interspezifischer Konkurrenz diskutiert.
Die jahreszeitlichen Zugmuster der häufigeren Singvogelarten auf dem Col de Bretolet im Herbst sind von Dorka (1966) dargestellt und eingehend analysiert worden. Basierend auf Beobachtungen und FängIingen legte er charakteristische Unterschiede zwischen Kurz- und Langstreckenziehern dar. Aus der Form der Zugmuster konnten in der Folge Rückschlüsse auf die Art der Steuerung der Zugaktivität gezogen werden (Berthold & Dorka 1969). Seither haben sich die Fangzahlen vom Col de Bretolet mehr als verdoppelt und die Fangzeit wurde gegen den Sommer hin ausgedehnt. Dadurch wird es einerseits möglich, bisherige Aussagen zu verfeinern ; andererseits können wesentlich mehr Arten einbezogen werden, und die bisher kaum untersuchte Phase vor der eigentlichen Zugzeit kann analysiert werden. Ein erstes Ziel dieser Arbeit ist es, die jahreszeitlichen Zugmuster nach Fänglingen für möglichst viele Arten darzustellen und damit - ohne eine eingehendere Besprechung der einzelnen Arten - eine Arbeits- und VergleichsgrundIage zu schaffen. Eine Besonderheit der Beringungsstation auf dem Col de Bretolet liegt in der subalpin-alpinen Brutvogelgemeinschaft der Umgebung. Die Durchzugsverhältnisse der Tieflandarten sind dadurch im Vergleich zu anderen Stationen in Europa, die meist im Tiefland liegen, leichter zu interpretieren. Beim Vergleich mit solchen Stationen ergeben sich bei manchen Arten augenfällige Unterschiede in der Form der Zugmuster. Solche Formunterschiede hat auch Denker (1973) beim Fitis Phylloscopus trochilus zwischen Helgoland und dem Festland gefunden. Deshalb sollen die Zugmusterformen der einzelnen Arten sowie von Bretolet und anderen Stationen miteinander verglichen werden. Dabei stehen nachbrutzeitliche Bewegungen, d. h. das Umherstreifen ohne Bindung an den Brutort zwischen dem Ende der Brutzeit und dem Beginn des Wegzuges, im Vordergrund, wobei die Lage der Fangstationen zum Herkunftsgebiet der auftretenden Arten besondere Bedeutung erhält.
Beitrag zur Kenntnis der Wasserinsektenfauna Nordwest-Hessens : 1. Köcherfliegen (Trichoptera)
(1992)
1975 wurden in diesem Mitteilungsblatt zwei Beiträge mit Fledermaus-Verbreitungskarten von Nordrhein-Westfalen veröffentlicht. In Fortsetzung dieser Kartierung der Bundesrepublik Deutschland legen wir nachfolgend die Ergebnisse des norddeutschen Raumes für den Zeitraum von 1945-75 vor. Die Zahl der hier nachgewiesenen Fledermausarten beläuft sich auf 15. Zur leichteren Übersicht wurde wiederum eine Zweiteilung vorgenommen. In den Listen sind sämtliche erreichbaren Fledermaus-Vorkommen nach Arten getrennt unter Angabe der LokalitSt, des Funddatums, des Quartiertyps sowie der Anzahl nachgewiesener individuen in chronologisclier Reihenfolge zusammengefaßt. Darüber hinaus wurden die Fundorte unter Berücksichtigung der Jahreszeit (Sommer- und Winteraufenthaltsort) und des Quartiertyps (Wochenstubenquartierei) in UTM-Gitterkarten, und zwar getrennt nach den Bundesländern Niedersachsen & Bremen sowie Schleswig-Holstein & Hamburg, eingetragen. Der starke Rückgang einzelner Species machte es aus Gründen der Erhaltung noch besetzter Quartiere in einigen Fällen erforderlich, von einer exakten Ortsangabe in den Listen abzusehen. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Verbreitungskarten kein lückenloses Bild vom Vorkommen der Fledermäuse des Gebietes vermitteln können. Das gilt namentlich für unser nördlichstes Bundesland Schleswig-Holstein, wo vielleicht mit Ausnahme des Segeberger Raumes und des Seengebietes um Plön bisher keine systematischen Fledermaus-Beobachtungen vorliegen.
Until recently, up to thirteen specics of the scincid genus, Scincus, were recognized, but examination of some 590 individuals frorn a wide range of localities suggests that only three or four are valid. Of these, S. mitranus is confined to eastern and southern Arabia and S. hemprichii probably to southwest Arabia. The remaining forms constitute the S. scincus complex, which may consist in North Africa of two largely allopatric species, S. scincus and S. albifasciatus, although evidence for this is not conclusive. The S. scincus complex is represented in southwest Asia by two forms : S. scincus meccensis in southern Jordan, northwest and west Arabia and S. s. conirostris in southern and eastern Arabia, Iraq and southwest Iran. Scincus appears to have evolved Erom a primitive scincine, very similar to members of the Eumeces schneideri group, especially E. (schneideri) algariensis; it does not seem to be directly related to the sympatric genus Scincopus. Within Scincus, the S. scincus complex is the least specialized component of the genus and both S. rnitranus and S. hemprechii may have been independently derived from it, or from a closely related form. Possibly the whole range of the genus was once occupied by a S. scincus-like species and its distribution was subsequently restricted by the onset of less desertic conditions leaving reduced populations in North Africa, southwest Arabia and southeast Arabia that gave rise to the S. scincus complex, S. hemprichii and S. mitranus respectively. A renewed expansion of arid areas could then have enabled the S. scincus complex to invade southwest Asia. Some of the characters of its most eastern subspecies, S. s. conirostris, may have arisen, or been maintained, by character displacement through contact with S. mitranus.
The last decade of research in the field of animal nutrition has Ied to the discovery of a new class of substances in the food stuffs constituting the animal dietary. These compounds have been designated "Vitamines, Accessory Factors of the Diet, Exogenous Hormones of the Diet". They are present in infinitesimal quantities in certain articles of the diet, but their role in the metabolic cycle is one of the greatest importance. Subsequent investigation has shown that they are essential for the wellbeing and even the life of the organism itself. Without these indispensable elements the animal cell is unable to maintain its activities unimpaired, or the adolescent subject to attain normal growth. Continued deprivation leads to disease and ultimately to cessation of life. The discovery of these cornpounds was the result of a generation's work on the etiology of two diseases - Beri-beri and Scurvy. These are now known as "Deficiency Diseases". Each of these pathological conditions is due to the dietary deficiency of a specific substance, which in the case of beri-beri is known as the "Anti-neuritic Vitamin" (Funk); "Water Soluble B substance" (McCollum). In the case of scurvy this element is called the "Antiscorbutic Substance". A third factor associated with fats of animal origin has been subsequently discovered, but its deficiency results in a general malnutrition of a chronic type complicated with Xerophthalmia.
Catalog of the mosses of Japan compiled by the author in 1991 was revised. This new catalog lists all names of genera and species of mosses described or reported from Japan, based on all literature available to the author up to the end of January 2004. The new catalog is comprised of 1,135 species of mosses belonging to 332 genera. These taxa are listed in alphabetical order. Each valid epithet is followed by author citation, literature, distributional area in Japan, and Japanese name.
Aeration in higher plants
(1979)
In order to elucidate what species among so many kind of marine organisms are likely to be consmed Iargely by the balaenopterid whales, the existing evidence on the food habits of baleen whales is reviewed. To meet with this primary purpose the report was mainly focussed on to describe qualitative aspects of food species having been known to date from the notable whaling grounds over the world rather than documenting quantitative subjects. One of interesting facts noticed throughout the contribution was that there exists fairly intense diversity in the assembly of food species composition by regions such as; northern hemisphere vs. southern hemisphere, Pacific region vs. Atlantic region, inshore waters vs. offshore waters, embayed waters vs. open waters, where the former usually shows more diversed complexity than the latter. The fact however suggests that although the composition of food species locally varies over the various whaling grounds, the food organisms as taxonomical groups are very similar one another even in locally isolated whaIing grounds when the food organisms and their assemblies are considered by the family or genus basis. In this connection many evidences given in the text may suggest that the balaenopterid whales as a whole may substantially live on quite simply compositioned forage assembly in comparison with tremendous variety of organisms existing in the marine ecosystems. One of important aspects of the baleen whales food must be found in their characteristics of forming dense swarms, schools, and/or aggregations in the shallower enough layers to be fed by the whales. The present and past status of larger baleen whales as the mighty monarch through their evolutional pathways may entirely depend upon the spatial distribution pattern of possible food organisms, i.e. the animal aggregations.
A systematic revision of the genus Dichaeu (Orchidaceae) in Costa Rica is presented. The taxonomic history of the genus and its phylogenetic position are discussed, with emphasis on infragenenc grouping. Characters of vegetative and floral morphology are treated, and their taxonoiilic significance is discussed. Twenty-nine Dichnea taxa are recognized for the flora of Costa Rica, and a key to species is provided. Each taxon is described on the basis of Costa Rican material, illustrated in a composite plate, and its distribution in the country is assessed. Distribution maps for all the taxa are given. Overall distribution, derivation of name, notes on species ecology, and diagnostic features are presented for each taxon. Lectotypes are selectcd for D. acostae Schltr., D. acroblephara Schltr., D. amparoana Schltr., D. costaricensis Schltr., D. dammeriana Kraenzl., D. lycopodioides Rchb. f. ex Kraenzl., D. poicillantha Schltr., D. selaginella Schltr., D. tuercklheimii Schltr., Epidendrum echinocarpon Sw., and E. trichocarpon Sw. A new species, D. gomez-lauritoi, is described and illustrated from the wet Caribbean plains of central Costa Rica.
Abiotic and biological aspects of spring biotopcs in the Paleozoic Rhenish shield und the Hessian sandstone plate (Hesse, Germany) were compnred. Springs in the Rhenish shield have fluctuating discharges with a risk of drying out in summer, and high ranges of water temperature. In contrast, springs in the sandstone area have well-balanced discharge and temperature regimes. The bioiogical aspect of this study investigates general questions of community structure and examples of autecological adaptation of life cycles. The spring community composition is characterized in tems of environmental factors and trophic relationships in the water column und in the adjacent limnic-terrestrial interface. Lifecycle adaptations of Synagapetus are typical for inhabitants of springs with unstable discharge regimes. Its eggs are resistant to drought and the larvae possess ventilation mechanisms which are efficient even in periods of low discharge. As an example, the life-cycles of several Apataniinae are discussed in the context of adaptation to cold springs, and their embryonic development is compared to those of eurytopic Trichoptera. Finally, synecological aspects of the spatial and temporal distributions of several Trichoptera species, as recorded in emergence traps, are described. Closely related species show more or less strong niche separation.
A taxonomic revision of the genus Syntrichia Brid. (Pottiaceae, Musci) in the Mediterranean Region and Macaronesia has been carried out, thus contributing to knowledge of its distinguisliing morphological characters, geographic distribution and nomenclature. Some 3000 specimens, including the most of type material, were studied. An identification key, morphological descriptions, photographs and numerous observations on taxonomic and nomenclatural problems of the 23 taxa accepted in the study area, are provided. New records for some countries of the Mediterranean basin and Macaronesia are given. Five new Synonyms are proposed. The designations of 11 new lectotypes are included and the name Syntrichia aciphylla var. calva J.J. Amann is excluded from the genus Syntrichia.
This review study updates the Mediterranean fish species inventory (Agnatha, Gnathostoma). Comments upon regional particularities, endemicities, immigrations, emigrations and the recent movements of Mediterranean fauna are made. A comparafive analysis between the fish communities of the Mediterranean und those of neighbouring seas is sketched out.
This paper deals with the anthomyiid-flies from Korea. A total of 81 species belonging to 22 genera are represented in Korean fauna as the result, among them the following 9 species are proposed here new to science as: Anthomyia koreana sp. nov., Botanophila seungrnoi sp. nov., Acklandia koreacola sp. nov., Lasiomma monticola sp nov., Egle podulparia sp. nov., Delia expansa sp. nov., Phorbia soyosana sp. nov., P. dissimiiis sp. nov., P. taeguensis sp. nov., and 2 genera, Acklandia Hennig, 1976, Egle Robineau-Desvoidy, 1830, with the below 12 species are newly recorded from Korea as: Parapegomyia schineri, Nupedia debilis, Botanophila striolata, Egle muscaria, E. longipalpis, E. parvaeformis, E. panta, E. korpokkur, Paregle vetula, Delia tenuiventris, D. coronariae, Phorbia longipilis. Keys are given for all the taxa respectively, some illustrations of various characters for identification are provided. Arranged are host plants and domestic localities for each species.
The present work deals with the problem of the essential factor regulating the wing-stroke frequency in some insects in wing mutilation and loading experiments and in subatmospheric air pressure experiments. The diverse opinions concerning this factor, appearing in the literature, are reviewed. As appears in this review, one of two factors, the inertia of the wings or the resistance of the gas medium, is claimed to be the main regulator of the wingstroke frequency. Therefore two series of experiments have been performed. In the first series the correlation between the moment oi inertia of the wings and the wing-stroke frequency is examined. The wings are mutilated by cutting them transversely, longitudinally or obliquely or loaded with a drop of collodion. It is found that (1) the wing-stroke frequency is proportional to the -0.35th power of the moment of inertia of the wings, that (2) this applies to both mutilation and loading experiments, that (3) it makes no difference whether the procedures are equal or unequal on both sides or only one-sided, and that (4) the frequency tends not to rise above a certain lirnit in mutilation experiments. In the second series of experiments the correlation between the pressure of the gas medium and the wing-stroke frequency is examined. It is found that the effect of pressure varies greatly in different insects and may even be totally absent. The wing-stroke frequency is proportional to (pressure) exp 0 to (pressure) exp -0.25. The degree of the effect is found to depend on the size and the wing-stroke frequency of the insect; the effect is absent in big insects with a medium or high frequency, and more or less present in insects with a small size or with a low frequency. The results are discussed. A theory is constructed using well established physical concepts by considering the wings as acting simultaneously as bodies performing simple harmonic rotary motion and as paddles working against the air. It is assumed that the kinetic energy is destroyed after each single stroke. By making this assumption, the frequency in the energy equation is found to be, within a constant rate of energy output, proportional to the -0.33rd power of the moment of inertia of the wings, and thus agrees very well with the correlation between these factors found experimentally. Further it is found that the aerodynamic work of the wings is in most cases very much smaller than the work done in overcoming the effect of the inertia of the wings. It is negligible in big insects with, a medium or high frequency, but more or less significant in insects with a small size or a low frequency. The magnitude of this effect thus depends, in theory, on the size and the wing-stroke frequency, which entirely agrees with the effect of atmospheric pressure found experirnentally. The inferences drawn from this theory show that (1) the energy economy in a big insect is very wasteful, that (2) the rate of energy output is not greatly varied, that (3) it is profitable for the insect to vary the aerodynamic work of the wings by altering the amplitude rather than the frequency of the stroke, that (4) the distribution of energy in flight is delicately balanced, and that (5) the frequency must be low and the amplitude large in insects of great size and weight, and that a very high frequency and a small amplitude can be afforded only by small insects. Many such observations as have been made in nature agree with these inferences. Furthermore, (6) attempts are made to calculate the muscle efficiency in some insects on the basis of the theory. In Appendix I, the technique used to check and eliminate some sources of error in the methods is described, in Appendix II, an application of tlie theory to derive a law between the wing-stroke frequency and the morphological properties of insects is attempted, and in Appendix III, some laws relating different morphological properties of the wings of insects are described.
(1) Die genomweite Expressionsanalyse von salzadaptierten Zellen von M. mazei Gö1 identifizierte eine Reihe von salzregulierten Genen. Neben den beiden Operone ota und abl, die für die Akkumulierung von Glycin-Betain und Ne-Azetyl-b-Lysin verantwortlich sind, konnte ein ABC-Transporter (MM0953), der in seiner Genumgebung weitere Transporter sowie Proteine mit konservierten S-Layer-Domänen aufweist, als salzreguliert erkannt werden. Dies deutet auf ein S-Layer-Exportsystem hin, das eine Rolle in salzadaptierten Zellen spielen könnte. (2) Eine genomweite Expressionsanalyse von Zellen von M. mazei Gö1 zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach einem hyperosmotischen Schock auf 400 mM NaCl ermöglichte Einblicke in den Verlauf der Genexpression. Die Erhöhung der externen Osmolarität resultierte in der erhöhten Expression von Genen, die für die Aufnahme und Biosynthese von kompatiblen Soluten verantwortlich sind sowie von Genen deren Produkte regulatorische Funktion haben könnten. (3) Genomweite Expressionsanalysen von Zellen von M. mazei Gö1 nach einem hypoosmotischen Schock zeigten erhöhte Expression von Genen, die an der Regulation und an der generellen Stressantwort beteiligt sind. Gene, deren Produkte im Stoffwechsel wichtig sind – besonders Gene, die für Methylamin-Corrinoid-Methyltransferasen kodieren – erscheinen stark reprimiert. (4) Die Bestimmung der intrazellulären Ionenkonzentrationen zeigte ein unspezifisches Einströmen von den Ionen, die den osmotischen Schock auslösen sofort nach dem Schock, sowie den Ausstrom derselben Ionen im Verlauf von 5 Minuten. Die Ionenkonzentrationen der Ionen, die den Schock auslösten, blieben intrazellulär erhöht. Das Ein- und Ausströmen der Ionen nach einem hyperosmotischen Stress ist nicht energieabhängig. (5) M. mazei akkumulierte nach einem hyperosmotischen Schock kein K+, zeigte aber eine erhöhte intrazelluläre Konzentration dieses Ions, wenn die Zellen in Medium mit erhöhter Osmolarität angezogen wurden. (6) Durch hyperosmotische Schocks mit verschiedenen Salzen und Zuckern konnte gezeigt werden, dass die kurzzeitige Akkumulation von Ionen keine gerichtete Antwort auf den osmotischen Stress ist. (7) Es konnte weiters gezeigt werden, dass Zellen von M. mazei Gö1, die mit dem kompatiblen Solut Betain inkubiert wurden, nach einem hyperosmotischen Schock K+ akkumulieren. Dies bedeutet möglicherweise eine K+-abhängige Regulation des Glycin-Betain-Transporters. (8) Die Funktion der drei im Genom kodierten Na+/H+-Antiporter konnte auf transkriptioneller Ebene nicht geklärt werden. Trotzdem zeigt ein Hydrophobizitätsplot des Proteins eine mögliche Beteiligung von Nha1 (MM0294) an der Osmoregulation durch eine hydrophile C-terminale Domäne. (9) Nach einem hyperosmotischen Schock von 38,5 auf 400 mM NaCl erhöhte sich die intrazelluläre Konzentration an Glutamat, das in M. mazei als kompatibles Solut fungiert, bereits nach drei Stunden. Zellen, die bereits an die erhöhte Salzkonzentration adaptiert waren, enthielten 1,4 μmol Glutamat/mg Protein. (10) Die Glutamin-Synthetase zeigte eine erhöhte Transkription nach einem hyperosmotischen Schock. Das Protein wird aber nicht salzabhängig produziert und zeigt keine Enzymaktivität. Die Biosynthese des Solutes über eine Glutamat-Dehydrogenase ist die wahrscheinliche Alternative. (11) Aufgrund der generierten Expressionsprofile und der physiologischen Daten konnte ein Modell der Osmoadaptation in Methanosarcina mazei Gö1 erstellt werden.
1. Die Deletionsderivate der Kompetenzproteine PilN und PilQ wurden als Fusionsproteine mit dem Maltosebindeprotein überproduziert, über eine Amylosesäule aufgereinigt und in nativer Form für die Generierung von polyklonalen Kaninchen-Antikörpern eingesetzt. 2. Unter Einsatz der spezifischen alpha-PilN- und alpha-PilQ-Antikörpern konnte das PilN-und PilQ-Kompetenzprotein im Rohextrakt von T. thermophilus HB27 detektiert werden. 3. Die Überprüfung bereits vorliegender Antikörper gegen die Kompetenzproteine PilM, PilW und PilA4 ergaben, dass es sich hier ebenfalls um spezifische Antikörper handelt. 4. Mittels Western-Blot-Analysen unterschiedlicher Mutanten konnte gezeigt werden, dass die Markerinsertion in den Genen pilM, pilN, pilO und pilW zu keinem polaren Effekt der jeweils stromabwärts gelegenen Gene führt. 5. Analysen der subzellulären Lokalisation der Kompetenzproteine ergaben, dass PilM und PilN ausschließlich in der inneren Membran lokalisiert sind, während PilW, PilQ und PilA4 sowohl in der inneren als auch äußeren Membran detektiert wurden. Die größte Menge an PilQ wurde allerdings in der äußeren Membran gefunden. 6. Mutantenstudien ergaben, dass eine pilQ-Mutantion zur Abwesenheit von PilW und PilA4 in der äußeren Membran führte. Ebenso führte eine pilW-Mutantion zu Abwesenheit von PilQ und PilA4 in der äußeren Membran. Diese Ergebnisse indizieren Interaktionen zwischen PilW, PilQ und PilA4. 7. In der pilD-Mutante wurde kein PilA4 mehr in der äußeren Membran detektiert. Dieser Befund untermauert den Schluss, dass es sich bei PilD um eine PilA4 prozessierende Präpilin-Peptidase handelt. 8. Western-Blot-Analysen der gereinigten Pili führen zu dem Schluss, dass das Kompetenzprotein PilA4 die strukturelle Untereinheit der Pilus-Struktur repräsentiert. Das Sekretin-ähnliche Kompetenzprotein PilQ wurde ebenfalls in der gereinigten Pilus-Fraktion detektiert und könnte Teil der globulären Struktur an den Pilusenden sein. 9. Elektronenmikroskopische Aufnahmen von Dünnschnitten durch T. thermophilus HB27 Zellen ließen den ungewöhnlichen Aufbau der Zellperipherie erkennen. Zwischen der inneren Membran (8 nm dick) und der äußeren Membran (8 nm dick) befand sich neben dem dünnen Peptidoglykan (8 nm dick) eine 40 nm dicke kontrastarme Schicht, die radial von Fäden durchzogen schien. 10. Die Dünnschnitte wurden für Immunogoldmarkierungen mit alpha-PilQ-Antikörpern eingesetzt, um PilQ zu detektieren. Allerdings konnte in den elektronenmikroskopischen Analysen keine spezifische Goldmarkierung nachgewiesen werden. Ursache hierfür könnte die Unzugänglichkeit des nativen PilQ in den Dünnschnitten sein. 11. Die Immunogoldmarkierung des Gefrierbruchs von ganzen Thermus-Zellen mit alpha-PilQ-Antikörpern führte zur Detektion von PilQ-haltigen Ring-ähnlichen Strukturen in der äußeren Membran. Der Durchmesser des PilQ-Komplexes mit 17 - 18 nm ist mit denen der aus Sekretinen bestehenden Ringsystemen anderer Organismen vergleichbar. 12. In den T. thermophilus HB27 Membransolubilisaten wurde ein >669 kDa PilW-PilQ-Komplex identifiziert. Dieser Komplex ließ sich optimal mit n-Dodecyl-beta-D-maltosid (1 mg Detergenz pro mg Membranprotein) aus der Membranfraktion solubilisieren. Stabilitätsuntersuchungen ergaben, dass dieser Komplex bei 4 °C einige Tage, bei Raumtemperatur und bei Anwesenheit von 1 M NaCl einige Stunden stabil ist. 13. Mittels einer DEAE-Austausch-Chromatographie konnte der PilW-PilQ-Komplex angereichert werden. Die Western-Blot-Analysen ergaben, dass das Kompetenzprotein PilM mit dem PilW-PilQ-Komplex koeluiert. 14. In der MALDI-TOF-Massenspektrometrie konnte das Kompetenzprotein PilQ und Untereinheiten der DNA-gerichteten RNA-Polymerase, ein Membran-Lipoprotein sowie Energie-Stoffwechsel-Proteine in der angereicherten PilW-PilQ-haltigen Fraktion nachgewiesen werden. Diese Proteine müssen auf die Beteiligung an der Transformation untersucht werden. 15. Immunelektronenmikroskopische Analysen des angereicherten PilW-PilQ-Komplexes führten zur Identifizierung von Ringstrukturen mit einem Durchmesser von 17 nm. Dieser Durchmesser entspricht den Sekretin-Komplexen von P. aeruginosa (18,3 ± 1,2 nm) bzw. N. gonorrhoeae (15,5 - 16,5 nm) und dem Durchmesser der über Immunogoldmarkierung detektierten PilQ-haltigen Strukturen in T. thermophilus HB27.