Zusammenfassung
Am Auge von Calliphora erythrocephala Meig. wurden biochemischanalytische Untersuchungen über den stofflichen Grundaufbau und dessen Veränderungen mit dem Imaginalalter durchgeführt; dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:
-
1.
Bei einer Aufgliederung nach den Haupt-Stoffgruppen enthält das Gesamttrockenmaterial des Auges etwa 40% Eiweiße, 13% Lipoide, 5% Kohlenhydrate, 32% Chitin; der Rest besteht aus säurelöslichen niedrigmolekularen Verbindungen; der Aschegehalt macht etwa 5% aus. Das Gewebe enthält wenig DNS; es weist bei normaler RNS-Konzentration ein RNS: DNS-Verhältnis von 3,4∶1 auf. Der Anteil der Phosphatide an den Lipoiden beträgt fast 50 %. Die Kohlenhydrate bestehen zu einem großen Teil aus polymeren Verbindungen (Glykogen), der Gehalt an solchen Reserve-Kohlenhydraten liegt normalerweise bei 2–3% der Gesamttrockensubstanz.
-
2.
Im allgemeinen wurden keine Unterschiede im chemischen Aufbau der Augen von Männchen und Weibchen aufgefunden; das Verhältnis von Männchen- zu Weibchen-Augen ist für die Größe und die Menge der meisten Stoffe etwa 1,2∶1. Die einzige Ausnahme bilden die Reserve Kohlenhydrate, bei denen die Konzentration in den Augen der Männchen nur etwa halb so groß ist wie in denen der Weibchen.
-
3.
Im Vergleich zum chemischen Aufbau der Wirbeltier-Retina (Rind) weist das Auge von Calliphora (ohne Chitinanteile berechnet) weniger Phosphorverbindungen, jedoch weit mehr Kohlenhydrate auf. Die Menge der Reserve-Kohlenhydrate ist — bezogen auf das Trockengewicht — etwa zehnmal so groß wie in der Wirbeltier-Retina. Während die RNS-Konzentration etwa gleich ist, beträgt die DNS-Konzentration im Fliegen-Auge nur etwa ein Zehntel von der in der Wirbeltier-Retina.
-
4.
Viele Stoffe weisen Mengenveränderungen mit dem Imaginalalter auf. Die meisten Phosphorverbindungen zeigen abnehmende Tendenz mit steigendem Alter, zumindest im ersten Drittel des Lebens. Die RNS-Menge nimmt während des ganzen Imaginallebens — erst mehr, dann weniger steil — ab. Dagegen zeigt der Phosphatidgehalt keine Veränderungen. Der Gehalt an Gesamt-Stickstoff sowie an Chitin und Gesamt-Eiweiß ist während des ganzen Lebens konstant.
-
5.
Die Kohlenhydrate fehlen nach dem Schlüpfen zunächst fast völlig; ihre Menge steigt dann schnell an. Mit dem Ende der ersten Lebenswoche stellt sich der endgültige Wert (bei den Männchen unter Verminderung der Menge der Reserve-Kohlenhydrate zwischen dem 4. und 7. Tag) ein.
-
6.
Aus den erhaltenen Ergebnissen und aus dem Vergleich mit dem chemischen Aufbau der Wirbeltier-Retina wird auf einige Stoffwechseleigenschaften des Fliegen-Auges geschlossen.
Literatur
Baccacci, M., e S. Bettini: Contenuto in coenzima A nella blatta (Periplaneta americana) e nella mosca domestica (Musca domestica). Rc. Ist. super. Sanitá 20, 689 (1957).
Becker, E.: Über Eigenschaften, Verbreitung und die genetischentwicklungsphysiologische Bedeutung der Pigmente der Ommatin- und Ommingruppe (Ommochrome) bei den Arthropoden. Z. indukt. Abstamm.- u. Vererb.- Lehre 80, 157 (1942).
Bloom, W. L., G. T. Lewis, M. Z. Schumpert and T. Shen: Glycogen fractions of liver and muscle. J. biol. Chem. 188, 631 (1951).
Butenandt, A.: Über Ommochrome, eine Klasse natürlicher Phenoxazonfarbstoffe. Angew. Chem. 69, 16 (1957).
Fiske, G. H., and Y. Subbarow: The colorimetric determination of phosphorus. J. biol. Chem. 66, 375 (1925).
Forrest, H. S.: Aspects of pteridine biosynthesis. Vortrag auf dem Int. Kongr. für reine u. angew. Chem., München, Sept. 1959.
Forrest, H. S., and H. K. Mitchell: Pteridines from Drosophila. 3 Mitt. J. Amer. chem. Soc., 76, 5656, 5658 (1954); 77, 4865 (1955).
Fraenkel, G., and K. M. Rudall: A study of physical und chemical properties of the insect cuticle. Proc. Roy. Soc. Ser. B 129, 1 (1940).
Fujita, A., u. D. Iwatake: Bestimmung des echten Blutzuckers ohne Hefe. Biochem. Z. 242, 43 (1931).
Gebelein, H., u. H.-J. Heite: Statistische Urteilsbildung. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1951.
Goldsmith, T. H.: On the visual system of the bee (Apis mellifera). Ann. N.Y. Acad. Sci. 74, 223 (1958).
—: The visual system of the honey bee. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.) 44, 123 (1958).
Hadorn, E., u. A. Kühn: Chromatographische und fluorometrische Untersuchungen zur biochemischen Polyphänie von Augenfarb-Genen bei Ephestia kühniella. Z. Naturforsch. 8b, 582 (1953).
Hadorn, E., and H. K. Mitchell: Properties of mutants of Drosophila melanogaster and changes during development as revealed by paper chromatography. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.) 37, 650 (1951).
Hadorn, E., u. I. Ziegler-Günder: Untersuchungen zur Entwicklung, Geschlechtsspezifität und phänogenetischen Autonomie der Augenpterine verschiedener Genotypen von Drosophila melanogaster. Z. Vererb.-Lehre 89, 221 (1958).
Horwitt, B. N.: Determination of inorganic serum phosphorus by means of stannous chloride. J. biol. Chem. 199, 537 (1952).
Jarczyk, H. J.: Untersuchungen über den Phosphorgehalt der Schlammfliege Eristalomya tenax L., Fam. Syrphidae. Z. vergl. Physiol. 40, 363 (1957).
John, M.: Über den Gesamt-Kohlenhydrat und Glykogengehalt der Bienen. Z. vergl. Physiol. 41, 204 (1958).
Kampa, E. M.: Euphausiopsin, a new photosensitive pigment from the eyes of euphausiid crustaceans. Nature (Lond.) 175, 996 (1955).
Kaucher, M., H. Galbraith, V. Button and H. H. Williams: The distribution of lipids in animal tissues. Arch. Biochem. 3, 203 (1943).
Kerr, S.: The carbohydrate metabolism of the brain. I. The determination of glycogen in nerve tissue. J. biol. Chem. 116, 1 (1936).
Krogh, A., and T. Weis-Fogh: The respiratory exchange of the desert locust (Schistocerca gregaria) before, during and after flight. J. exp. Biol. 28, 344 (1951).
Kubištová, J.: Riboflavin bei Periplaneta americana. Věst. čsl. Společ. zool. 21, 135 (1957).
Langer, H.: Zur photometrischen Mikrobestimmung von Riboseverbindungen, insbesondere RNS. Naturwiss. 43, 19 (1956).
—: Zur Bestimmung einer Fraktion des „freien Zuckers“ in Insektengewebe. Z. Naturforsch. 14b, 480 (1959).
- Über den Einfluß von Licht auf den Stoffwechsel des Auges von Calliphora erythrocephala Meig. Verh. dtsch. Zool. Ges. 53 (1960a, im Druck). Die Wirkung von Licht auf den chemischen Grundaufbau des Auges von Calliphora erythrocephala Meig. J. Insect Physiol. (1960 b, im Druck).
Langer, H., u. A. Graffi: Beitrag zum chemischen Aufbau des Pankreas der weißen Maus im Hunger und während der Restitution des Sekretes. Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. 299, 139 (1955).
Levenbook, L.: The variation in phosphorus compounds during metamorphosis of the blow-fly Calliphora erythrocephala Meig. J. cell. comp. Physiol. 41, 313 (1953).
Levenbook, L., and C. M. Williams: Mitochondria in the flight muscles of insects. III. Mitochondrial cytochrome c in relation to the aging and wing beat frequency of flies. J. gen. Physiol. 39, 497 (1956).
Logan, J. E., W. A. Mannell and R. J. Rossitter: Estimation of nucleic acids in tissue from nervous system. Biochem. J. 51, 470 (1952).
Lohmann, K.: Über das Vorkommen und den Umsatz von Pyrophosphat in Zellen. I. Nachweis und Isolierung des Pyrophosphats. Biochem. Z. 202, 466 (1928).
Maruyama, K., u. S. F. Sakagami: Aktivität der Myofibrillen- und Sarkosomen-ATPase im Flügelmuskel der Bienenarbeiterinnen. Z. vergl. Physiol. 40, 543 (1958).
Mejbaum, W.: Über die Bestimmung kleinster Pentosemengen, insbesondere in Derivaten der Adenylsäure. Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. 258, 117 (1939).
Meyerhof, O.: Über den Kohlenhydratverbrauch bei der aeroben Tätigkeit des Kaltblütermuskels. Biochem. Z. 237, 427 (1931).
Nelson, N.: A photometric adaptation of the Somogyi method for the determination of glucose. J. biol. Chem. 153, 375 (1944).
Parnas, I. K., u. R. Wagner: Über die Ausführung von Bestimmungen kleiner Stickstoffmengen nach Kjeldahl. Biochem. Z. 125, 253 (1921).
Pirie, A., and R. van Heyningen: Biochemistry of the eye. Toronto: Ryerson Press 1956.
Rammelberg, G.: Beitrag zur Kenntnis des Chitins der Pilze und Krabben. Bot. Arch. 32, 1 (1931).
Rockstein, M.: Some aspects of the physiological aging in the adult worker honeybee. Biol. Bull. 105, 154 (1954).
Sacktor, B.: Cell structure and the metabolism of insect flight muscle. J. biophys. biochem. Cytol. 1, 29 (1955).
- A biochemical basis of flight muscle activity. Vortr. auf dem Int. Kongr. für Biochemie, Wien, Sept. 1958.
Sakagami, S. F., u. K. Maruyama: Aktivitätsänderungen der Adenosintriphosphatase im Flügelmuskel der Bienenarbeiterinnen während ihres ersten Imaginallebens. Z. vergl. Physiol. 39, 21 (1956).
Schmidt, G., and S. J. Thannhauser: A method for the determination of desoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, and phosphoproteins in animal tissues. J. biol. Chem. 161, 83 (1945).
Schneider, W. C.: Phosphorus compounds in animal tissues. I. Extraction of desoxypentose nucleic acid and of pentose nucleic acid. J. biol. Chem. 161, 293 (1945).
Süllmann, H.: Auge und Tränen. In: Physiologische Chemie, herausgeg. von B. Flaschenträger u. E. Lehnartz, Bd. II/2, S. 864ff. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1956.
Thor, C. J. B., and W. F. Henderson: The preparation of alkali chitin. Amer. Dyestuff Rep. 29, 461 (1940).
Viscontini, M., A. Kühn u. A. Egelhaaf: Isolierung fluoreszierender Stoffe aus Ephestia kühniella. Z. Naturforsch, 11b, 501 (1956).
Wald, G., and R. Hubbard: Visual pigment of a decapod crustacean: the lobster. Nature (Lond.) 180, 278 (1957).
Watanabe, M. I., and C. M. Williams: Mitochondria in the flight muscles of insects. I. Chemical composition and enzymatic content. J. gen. Physiol. 34, 675 (1951).
Weis-Fogh, T.: Fat combustion and metabolic rate of flighing locust (Schistocerca gregaria). Trans. Roy. Soc. Lond., Ser. B 237, 1 (1952).
Wigglesworth, V. B.: The utilisation of reserve substances in Drosophila during flight. J. exp. Biol. 26, 150 (1949).
Williams, C. M., L. A. Barness and W. H. Sawyer: The utilisation of glycogen by flies during flight and some aspects of the physiological aging of Drosophila. Biol. Bull. 84, 263 (1943).
Wyatt, G. R., and G. F. Kalf: The chemistry of insect hemolymph. II. Trehalose and the other carbohydrates. J. gen. Physiol. 40, 833(1957).
Zebe, E.: Über den Stoffwechsel der Lepidopteren. Z. vergl. Physiol 36, 290 (1954).
Zebe, E. C.: and W. H. McShan: Latic and α-glycerophosphate dehydrogenases in insects. J. gen. Physiol. 40, 779 (1957).
Ziegler-Günder, I.: Pterine: Pigmente und Wirkstoffe im Tierreich. Biol. Rev. 31, 313 (1956).
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
Die Durchführung der Untersuchung wurde ermöglicht durch Mittel, die Herrn Prof. Dr. Autrum von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt wurden.
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Langer, H. Über den chemischen Aufbau des Facettenauges von Calliphora erythrocephala Meig. und seine Veränderungen mit dem Imaginalalter. Z. Vergl. Physiol. 42, 595–626 (1960). https://doi.org/10.1007/BF00297905
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00297905