Dioxin-ähnliche Wirkungen durch Grundwasser am Industriestandort Zeitz

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Schirmer, Kristin; Bopp, Stephanie; Russold, Sandra; Popp, Peter

Kurzfassung Im Rahmen der Etablierung des Standortes Zeitz (Sachsen-Anhalt) als Referenztestfeld zur Implementierung des Natural-Attenuation-Ansatzes, haben wir Grundwasser auf seine Fähigkeit untersucht, eine Dioxin-ähnliche Wirkung hervorzurufen. Die Dioxin-ähnliche Wirkung ist die Arylhydrocarbon Rezeptor-vermittelte Induktion des Proteinkomplexes Cytochrom CYP1A, welches als 7-Ethoxyresorufin-O-Deethylase (EROD) Enzymaktivität in einer Fischleberzelllinie gemessen wurde. Von 32 Probennahmestellen wiesen sieben eine signifikante EROD-Induktion auf, welche zu einem geringen Teil auf Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe zurückzuführen war. Ein weiterer Teil der EROD-Induktion konnte den Substanzen Benzofuran, Indan und Inden zugesprochen werden, welche hier erstmalig als EROD-Induktoren identifiziert wurden. Alle Probennahmestellen mit signifikanter EROD-Induktion lagen im Anstrom bzw. westlich des früheren Standortes der Benzolanlage in Zeitz, was einen signifikanten Einfluss von Benzol vor allem auf den Transport und das Lösungsverhalten EROD-induzierender Grundwasserkontaminanten vermuten lässt. Insgesamt zeigen diese Untersuchungen, wie eine Kombination von chemischer und biologischer Analytik zu einer deutlich verbesserten Aussagekraft führt und somit zu einer nachhaltigen Überwachung der Qualität von Grundwasser beitragen kann. As part of setting up the test field Zeitz (Saxony-Anhalt, Germany) as a reference site for the implementation of Natural Attenuation as a remediation option, we have investigated groundwater for its ability to cause a dioxin-like response. The dioxin-like response is the aryl hydrocarbon receptor-mediated induction of the protein complex cytochrome CYP1A, which was measured as 7-Ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) enzyme activity in a fish liver cell line. Out of 32 sampling locations, seven showed significant EROD induction, which could be explained, to a minor extent, by the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons. Another small portion of the EROD induction was attributed to the low molecular weight compounds, Benzofuran, Indane and Indene, which were shown for the first time to act as EROD inducers. All sampling locations showing significant EROD induction were located upstream or to the west of the former benzene production site in Zeitz. This indicates that benzene is likely to affect the transport and dissolution of EROD-inducing groundwater contaminants. In sum, this study shows how a combination of chemical and biological analysis can greatly augment knowledge about site characteristics and thus contribute to a sustainable monitoring of groundwater quality.

Reconstructing ancient sustainability: a comparison of onsite and offsite data

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Lubos, Carolin; Dreibrodt, Stefan; Horejs, Barbara

2013-04-01

With the onset of sedentism humans started to convert their surroundings. Whereas reconstructions of geochemical traces of settlement activity (e.g. Arrhenius, 1931) or man's pressure on the soils of landscapes (e.g. van Andel et al., 1990; Bork, 1998) were carried out at many sites holistic approaches questioning the sustainability of ancient societies are missing so far. A new approach, applied to the multi layered settlement mound "Cukurici Höyük" (western Anatolia, Turkey) aims at comparing land use intensity and settlement intensity. Land use intensity of the former settlers will be described by determining slope instability phases and quantifying slope deposits at hills adjacent to the settlement. Geochemical and physical properties as well as bio remains will be analysed of the dated debris layers onsite and quantified as matter fluxes. Matter accumulation onsite, being an indicator for settlement intensities, is compared to slope instability phases offsite, describing the impact of former settlers on their environment. The approach aims at quantifying historical settlement pressure over several settlement phases and might shed light on different phases of sustainability in ancient Times. The planned project is imbedded within the archaeological project (ERC Project / Austrian Archaeological Institute) which investigates alternating societal systems in a changing environment between 7000 and 3000 BC. Focus is laid on architectural research, archaeobotany, archaeozoology, lithics, metallurgy, and ore deposit. In a first geoarchaeological field campaign differentiable slope deposits could be proved. These contained datable organic material as well as pottery sherds dating to different historical phases. A well-established archaeological chronosequence of settlement layers will provide the onsite framework for this new project. The paper presents preliminary results of the outlined approach. Additionally several geochemical methodologies applied to the debris layers will be compared. Ref: van Andel, T.H., Zangger, E., Demitrack, A., 1990. Land Use and Soil Erosion in Prehistoric and Historical Greece. Journal of Field Archaeology, Volume 17, Number 4, pp. 379-396 (18). Arrhenius, O., 1931. Die Bodenanalyse im Dienst der Archäologie. Zeitschrift für Pflanzenernährung, Düngung und Bodenkunde, Teil B10,pp. 427-439. Bork, H.-R., Bork, H., Dalchow, C., Faust, D., Piorr H.-P. und Schatz, T., 1998. Landschaftsentwicklung in Mitteleuropa. Wirkungen des Menschen auf Landschaften. Gotha (Klett-Perthes). 328 p.

Zeitlicher Verlauf der avaskulären Nekrose des Hüftkopfes bei Patienten mit Pemphigus vulgaris.

PubMed

Balighi, Kamran; Daneshpazhooh, Maryam; Aghazadeh, Nessa; Saeidi, Vahide; Shahpouri, Farzam; Hejazi, Pardis; Chams-Davatchi, Cheyda

2016-10-01

Pemphigus vulgaris (PV) wird in der Regel mit systemischen Corticosteroiden und Immunsuppressiva behandelt. Avaskuläre Nekrose (AVN) des Hüftkopfes ist eine gut bekannte schwerere Komplikation einer Corticosteroid-Therapie. Die Charakteristika dieser schweren Komplikation bei PV sind nach wie vor unbekannt. Nicht kontrollierte, retrospektive Untersuchung aller PV-bedingten AVN-Fälle, die in einer iranischen Klinik für bullöse Autoimmunerkrankungen zwischen 1985 und 2013 diagnostiziert wurden. Anhand der Krankenakten von 2321 untersuchten PV-Patienten wurden 45 Fälle (1,93 %) von femoraler AVN identifiziert. Dreißig davon waren Männer. Das mittlere Alter bei der Diagnose der AVN betrug 47,4 ± 14,2 Jahre. Der mittlere Zeitraum zwischen der Diagnose des PV und dem Einsetzen der AVN lag bei 25,3 ± 18,3 Monaten. Mit Ausnahme von acht Fällen (17,8 %) setzte die AVN bei der Mehrheit der Patienten innerhalb von drei Jahren nach Diagnose des PV ein. Die mittlere kumulative Dosis von Prednisolon bei Patienten mit AVN betrug 13.115,8 ± 7041,1 mg. Zwischen der Prednisolon-Gesamtdosis und dem Zeitraum bis zum Einsetzen der AVN bestand eine starke Korrelation (p = 0,001). Bei Patienten mit Alendronateinnahme in der Vorgeschichte war dieser Zeitraum signifikant kürzer (p = 0,01). Die AVN ist eine schwere Komplikation einer Corticosteroid-Behandlung bei Patienten mit PV. Sie wird bei 2 % der Patienten beobachtet und tritt vor allem in den ersten drei Behandlungsjahren auf. Bei Patienten, die höhere Dosen von Prednisolon erhalten, setzt die AVN tendenziell früher ein. © 2016 Deutsche Dermatologische Gesellschaft (DDG). Published by John Wiley & Sons Ltd.

Double-mode Two-photon Absorption and Enhanced Photon Antibunching Due to Interference

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Bandilla, A.; Ritze, H.-H.

Inspired by results of interfering signal and idler from a nondegenerate parametric amplifier we investigate the photon statistics of the resulting field after interference of two components subjected to double-mode two-photon absorption. This absorption process leads to a strong correlation of the participating modes, which can be used to generate fields with photon antibunching in interference experiments. In addition the photon number can be made small, which produces enhanced antibunching.Translated AbstractZwei-Photonen-Absorption aus zwei Moden und durch Interferenz verstärktes photon antibunchingDie quantenmechanische Betrachtung der Interferenz führt zu neuen Ergebnissen, wenn Felder ohne klassisches Analogon betrachtet werden. Insbesondere ergibt sich durch die Reduktion der Photonenzahl durch Interferenz eine effektive Verstärkung des Photon Antibunching, wie von den Verfassern in vorhergehenden Arbeiten gezeigt wurde. Die vorliegende Untersuchung betrachtet die Interferenz von zwei korrelierten Moden, wobei die Korrelation durch Zwei-Photonen-Absorption aus den beiden Moden zustande kommt. In jeder einzelnen Mode ergibt sich lediglich ein gewisses Bunching, wenn man mit kohärentem Licht in beiden Moden beginnt. Es wird die Interferenz der Feldstärke-Komponenten in bestimmten Polarisationsrichtungen untersucht. Zur Vereinfachung wird in den betrachteten Moden die gleiche Anfangsphotonenzahl vorausgesetzt und der Analysator auf minimale Transmittanz gebracht. Das eigentliche Signal entsteht dann durch Einführung einer endlichen Phasenverschiebung zwischen den beiden Moden. Dieses Signal zeigt Antibunching und kann in seiner Intensität beliebig variiert werden, was wegen des (1/n)-Charakters des Antibunching zu seiner Verstärkung führt. Ferner wird gezeigt, daß die zunächst für zwei linear polarisierte Moden durchgeführte Rechnung auf zwei zirkulare Moden sowie auf zwei gegenläufige Strahlen bei der dopplerfreien Zwei-Quanten-Absorption übertragen werden kann. Die Ergebnisse werden durch numerische Rechnungen gestützt und schließlich durch approximative Methoden reproduziert und erweitert.

[Cardiodoron® bei Patienten mit Schlafstörungen - Ergebnisse einer prospektiven Beobachtungsstudie].

PubMed

Rother, Claudia; Schnelle, Martin

Hintergrund: Schlafstörungen gehören zu den häufigsten gesundheitlichen Problemen der heutigen Zeit. Stress und die dadurch bedingte innere Anspannung sowie eine unrhythmische Lebensführung z.B. durch Schichtarbeit sind bekannte auslösende Faktoren. Weniger bekannt ist, dass auch funktionelle Herz-Kreislauf-Beschwerden zu Störungen des Schlafs führen können und dass deren Behandlung zu einer Verbesserung der Schlafqualität beiträgt. Ganzheitlich betrachtet geht es daher um die Wiederherstellung einer gesunden Rhythmik, insbesondere des Herz-/Atem- sowie des Schlaf-Wach-Rhythmus, die Cardiodoron®, eine Heilpflanzenkomposition aus Primula veris, Hyoscyamus niger und Onopordum acanthium, unterstützt. Patienten und Methoden: Mittels einer prospektiven, multizentrischen Beobachtungsstudie sollte ermittelt werden, wie sich funktionelle Herz-Kreislauf-Beschwerden und/oder Schlafstörungen unter der Behandlung mit Cardiodoron® (Dilution) über 3-6 Monate entwickeln. Im Zeitraum von September 2009 bis März 2012 dokumentierten 92 Ärzte 501 Patienten, von denen 380 über Schlafstörungen klagten und deren Daten in dieser Publikation näher betrachtet werden. Nach einer Aufnahmeuntersuchung erfolgte nach 90 Tagen eine Abschlussuntersuchung und bei Fortführung der Therapie nach nochmals 90 Tagen eine Follow-up-Untersuchung. Neben 30 ärztlicherseits bewerteten Symptomen beurteilten die Patienten ihr Befinden mittels Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) nach Buysse und der Beschwerden-Liste nach von Zerssen (B-L und B-L'). Ergebnisse: Unter der Cardiodoron®-Therapie gingen bei guter Verträglichkeit sowohl die Ausprägung der Schlafstörungen (um 65% von 2,0 auf 0,7 Punkte) als auch die erfassten 30 Symptome (um 59% von 24,3 auf 9,9 Punkte) deutlich zurück (p < 0,01). Weiterhin reduzierten sich der PSQI und der Gesamtwert der Beschwerden-Liste signifikant (p < 0,0001) um 60% bzw. 56% (von 12,2 auf 4,8 bzw. von 25,6 auf 11,4 Punkte). Schlussfolgerungen: Bei Patienten mit Schlafstörungen (mit oder ohne funktionelle Herz-Kreislauf-Beschwerden) kann die Ausprägung der Beschwerden mit Cardiodoron® deutlich gesenkt werden. Cardiodoron® ist gut verträglich. © 2016 S. Karger GmbH, Freiburg.

Optimized testing schemes using nucleus progeny, adult MOET siblings, or juvenile MOET pedigrees in dairy cattle closed populations.

PubMed

Bondoc, O L; Smith, C

1993-01-12

Selection response rates are predicted for nucleus progeny testing, adult multiple ovulation and embryo transfer (MOET) sib testing, and juvenile MOET pedigree testing in closed populations. Deterministic models are adapted to adjust predicted genetic gains for the effects of population size and structure, selection disequilibrium, sampling losses, and inbreeding depression. The improvement schemes were optimized for different numbers of sires used and first lactation females recorded per year. The number of nucleus daughters tested per sire, and of females per MOET full sibship, that maximize the predicted response to selection per year, were determined. Annual genetic gains and inbreeding rates were interpolated to the same planning horizon (20 years) to compare the optimized schemes for a wide range of situations. The predicted maximum genetic gain per year is higher for adult MOET than for juvenile MOET (due to the proportional extra time to collect the embryos needed) and for nucleus progeny testing. Average annual inbreeding rates are much higher for MOET schemes than for nucleus progeny testing. The advantages of adult and juvenile over nucleus progeny testing are little affected by planning horizon, but are higher with more females recorded per year, higher heritability, and higher reproductive and MOET success rates. Comparison of the schemes at the same level of inbreeding is fairer for fixed testing resources. At the same inbreeding level, the genetic advantage of adult MOET was generally maintained, but juvenile MOET then lost its advantage over progeny testing in these closed populations. ZUSAMMENFASSUNG: Optimierte Prüfpläne für Nukleusnachkommen, adulte MOET Geschwister oder juvenile MOET Pedigrees in geschlossenen Milchviehpopulationen Selektionserfolge werden für Nukleusnachkommenprüfung, adulte multiple Ovulation (MOET) und Embryotransfer, Geschwisterprüfung und juvenile MOET Pedigreeprüfung geschlossener Populationen geschätzt. Deterministische Modelle werden modifiziert zur Berücksichtigung geschätzter genetischer Fortschritte für die Wirkungen von Populationsgröße, Struktur, Selektionsungleichgewicht, Stichprobenungenauigkeit und Inzuchtdepression. Die Zuchtpläne werden für verschiedene Zahlen von Stieren und Erstlaktationskühe pro Jahr optimiert. Die Zahl der geprüften Nukleustöchter je Stier und Kühe je MOETVollgeschwistergruppe, die den geschätzten Erfolg maximieren, werden bestimmt. Um die optimierten Pläne über einen weiten Bereich zu vergleichen, werden jährlicher Zuchtfortschritt und Inzuchtzuwachs für den gleichen Planungshorizont von 20 Jahren interpoliert. Der geschätzte maximale Zuchtfortschritt pro Jahr ist für adultes MOET höher als bei juvenilem (wegen zusätzlicher Zeit zur Embryonengewinnung) und bei Nukleusnachkommenschaftsprüfung. Durchschnittliche jährliche Inzuchtraten sind viel höher für MOET Pläne als für das Nachkommenschaftsprüfsystem. Die Vorteile des adulten und juvenilen MOET über Nukleusnachkommenprüfung werden durch den Planungshorizont nur geringfügig tangiert, werden aber höher, wenn mehr weibliche Tiere je Jahr geprüft werden bei höherer Heritabilität, höherer Reproduktions- und Erfolgsrate. Der Vergleich der Pläne beim gleichen Inzuchtniveau ist für gegebene Testresourcen angemessener. 1993 Blackwell Verlag GmbH.

From the Hensen net toward four-dimensional biological oceanography

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Wiebe, Peter H.; Benfield, Mark C.

2003-01-01

The development of quantitative zooplankton collecting systems began with Hensen (1887 Berichte der Kommssion wissenschaftlichen Untersuchung der deutschen Meere in Kiel5, 1-107; 1895 Ergebnisse der Plankton-Expedition der Humbolt-Stiftung. Kiel and Leipzig: Lipsius and Tischer ). Non-opening closing nets, opening closing nets (mostly messenger based), high-speed samplers, and planktobenthos net systems all had their start in his era - the late 1800s and early 1900s. This was also an era in which many of the fundamental questions about the structure and dynamics of the plankton in the worlds oceans were first posed. Fewer new systems were introduced between 1912 and 1950 apparently due in part to the two World Wars. The continuous plankton recorder stands out as a truly innovative device developed during this period ( Hardy 1926b Nature, London118, 630 ). Resurgence in development of mechanically-based instruments occurred during the 1950s and 1960s. A new lineage of high-speed samplers, the Gulf series, began in the 1950s and a number of variants were developed in the 1960s and 1970s. Net systems specifically designed to collect neuston first appeared in the late 1950s. During the 1960s, many focused field and experimental tank experiments were carried out to investigate the hydrodynamics of nets, and much of our knowledge concerning net design and construction criteria was developed. The advent of reliable electrical conducting cables and electrically-based control systems during this same period gave rise first to a variety of cod-end samplers and then to the precursors of the acoustically and electronically-controlled multi-net systems and environmental sensors, which appeared in the 1970s. The decade of the 1970s saw a succession of multi-net systems based both on the Bé multiple plankton sampler and on the Tucker trawl. The advent of the micro-computer stimulated and enabled the development of sophisticated control and data logging electronics for these systems in the 1980s. In the 1990s, acoustic and optical technologies gave rise to sensor systems that either complement multiple net systems or are deployed without nets. Multi-sensor systems with high data telemetry rates through electro-optical cable are now being deployed in towed bodies and on remotely operated vehicles. In the offing are new molecular technologies to identify species in situ, and realtime data analysis, image processing, and 3D/4D display. In the near future, it is likely that the use of multi-sensor systems deployed on autonomous vehicles will yield world wide coverage of the distribution and abundance of zooplankton.

Erzwingt die Quantenmechanik eine drastische Änderung unseres Weltbilds? Gedanken und Experimente nach Einstein, Podolsky und Rosen

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Frodl, Peter

Von den Anfängen der Quantenmechanik bis heute gibt es Versuche, sie als statistische Theorie über Ensembles individueller klassischer Systeme zu interpretieren. Die Bedingungen, unter denen Theorien verborgener Parameter zu deterministischen Beschreibungen dieser individuellen Systeme als klassisch angesehen werden können, wurden von Einstein, Podolsky und Rosen 1935 formuliert: 1. Physikalische Systeme sind im Prinzip separierbar. 2. Zu jeder physikalischen Größe, deren Wert man ohne Störung des betrachteten Systems mit Sicherheit voraussagen kann, existiert ein ihr entsprechendes Element der physikalischen Realität.Zusammen sind sie, wie Bell 1964 gezeigt hat, prinzipiell unverträglich mit der Quantenmechanik und unhaltbar angesichts neuerer Experimente. Diese erweisen einmal mehr die Quantenmechanik als richtige Theorie. Um ihre Ergebnisse zu verstehen, müssen wir entweder die in der klassischen Physik als selbstverständlich angesehene Annahme der Separierbarkeit physikalischer Systeme aufgeben oder unseren Begriff der physikalischen Realität revidieren. Eine Untersuchung des Begriffs der Separabilität und einige Überlegungen zum Problem der Messung von Observablen zeigen, daß eine Änderung des Begriffs der physikalischen Realität unumgänglich ist. Der revidierte Realitätsbegriff sollte mit klassischer Physik und Quantenmechanik verträglich sein, um ein einheitliches Weltbild zu ermöglichen.Translated AbstractDo Quantum Mechanics Force us to Drastically Change our View of the World? Thoughts and Experiments after Einstein, Podolsky and RosenSince the advent of quantum mechanics there have been attempts of its interpretation in terms of statistical theory concerning individual classical systems. The very conditions necessary to consider hidden variable theories describing these individual systems as classical had been pointed out by Einstein, Podolsky and Rosen in 1935: 1. Physical systems are in principle separable. 2. If it is possible to predict with certainty the value of a physical quantity without disturbing the system under consideration, then there exists an element of physical reality corresponding to this physical quantity.Together they are, as was shown by Bell in 1964, incompatible in principle with quantum mechanics and no more tenable in view of recent experiments. These experiments once more corroborate quantum theory. In order to understand their results we are forced either to drop the assumption of separability of physical systems (taken for self-evident in classical physics) or to change our concept of physical reality. After investigating the notion of separability and connecting the EPR-correlations to the measurement problem we, conclude that a change of the concept of physical reality is indispensable. The revised concept should be compatible with both classical and quantum physics in order to allow a uniform view of the physical world.

Dynamic modelling and humus balances as tools for estimating and upscaling soil carbon stock changes in temperate cropland

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Oberholzer, Hans-Rudolf; Holenstein, Hildegard; Mayer, Jochen; Leifeld, Jens

2010-05-01

Humus balances are simple mathematical tools used by farmers for assessing the overall performance of their management in terms of soil organic matter changes. They are based on humus reproduction factors which themselves mainly depend on crop rotation, residue management, and amount and type of organic fertilization. Dynamic models, on the other hand, are typically complex and need more detailed input data and are designed to calculate the time course of soil carbon content. In both cases, thorough validation is needed to utilize their potential for estimating carbon stock changes. We compared the results of three humus balance methods SALCA-SQ (Neyroud 1997), VDLUFA method (VDLUFA 2004), Humod (Brock et al. 2008) and the RothC model with measured soil carbon stocks in a long-term experiment in Switzerland for the period 1977-2005 (Fliessbach et al 2007). The field trial comprises various minerally and organically fertilized treatments, the latter differing in the amount and composition of organics applied. All methods were able to distinguish systematic management effects on soil organic carbon (SOC). However, only those SOC trajectories calculated with the dynamic model RothC matched measured stocks quantitatively. For both, humus balances and dynamic modelling the result strongly depended on parameterization of organic fertilizers, i.e. its stability and organic matter content. Therefore, incomplete information on the amount and composition of organic fertilizer and lack of knowledge about its potential for humus reproduction is regarded an uncertainty in both dynamic modelling and humus balance calculation, and seems to be a major drawback for the reliable application of these approaches at the regional scale. Our results stress the need for more detailed and harmonized data bases of organic fertilizer composition and application rates. References Brock C., Hoyer U., Leithold G., Hülsbergen K.-J., 2008. Entwicklung einer praxisanwendbaren Methode der Humusbilanzierung im ökologischen Landbau. Abschlussbericht zum Projekt 03OE084, http://forschung.oekolandbau.de unter der BÖL-Bericht-ID 16447,184 pp. Fliessbach A, Oberholzer H.-R., Gunst L., Mäder P., 2007. Soil organic matter and biological soil quality indicators after 21 years of organic and conventional farming. Agriculture, Ecosystems and Environment 118, 273-284. Leifeld J., Reiser R., Oberholzer H.-R., 2009. Consequences of conventional vs. organic farming on soil carbon: Results from a 27-year field experiment. Agronomy Journal 101, 1204-1218. Neyroud J.-A., 1997. La part du sol dans la production intégrée 1. Gestion de la matière organique et bilan humique. Revue suisse d'agriculture, 29, 45-51. VDLUFA, 2004. VDLUFA-Standpunkt: Humusbilanzierung - Methode zur Beurteilung und Bemessung der Humusversorgung von Ackerland. Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten, Selbstverlag.

Neogene vegetation and past climate change in the Thakkhola-Mustang Graben (central Nepal).

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Adhikari, Basanta Raj; Wagreich, Michael; Draxler, Ilse; Paudayal, Khum N.

2010-05-01

The Thakkhola-Mustang Graben, which reflects Neogene extensional tectonics in the Tibetan Plateau and Himalaya, lies north of the Dhaulagiri-Annapurna ranges and south of the Yarlung-Tsangpo Suture Zone. The basement of Thakkhola-Mustang Graben is made up of Tibetan-Tethyan sedimentary rocks of Paleozoic and Mesozoic ages, which are unconformably overlain by continental debris (more than 850 m) of Neogene to Quaternary age. Stratigraphically, the Thakkhola-Mustang Graben sediments have been divided into five formations namely the Tetang Formation, the Thakkhola Formation, the Sammargaon Formation, the Marpha Formation and the Kaligandaki Formation. Different approaches have been made to study the Neogene sediments in this graben. In this study, we mainly focused on sedimentological and palynological studies of the Thakkhola-Mustang Graben, which provides a basis for discussing the paleo-environmental evolution of the southern continental margin of the Tibetan Plateau towards the end of the Miocene. Field mapping, profile logging, stable carbon and oxygen isotope analysis, and palynological studies were carried out to understand the depositional environment and the paleoclimate. The methodology developed by Zetter (1989) was followed for the pollen extraction. Pollen samples were processed in the laboratory and were studied under the light microscope (LM), which were later transferred to the scanning electron microscope (SEM). A variety of sedimentary environments are recognized including alluvial fan, lacustrine, braided river and glacio-fluvial. Neogene sediments are composed of braided fluvial deposits with lacustrine deposits in different level of the succession. Most of the pollens were found in the lacustrine layers of the Tetang and Thakkhola formations. Pollen analysis shows that the sediments contain dominant alpine trees like Abies, Pinus, Keteleeria, Picea Tsuga and Quercus with some steppe elements like Artemisia, Compositae, Chenopodiaceae, Plantago and Poaceae. The results show that during this period, the southern part of Tibet was covered mainly by steppe vegetation, indicating dry climate. Organic plant material from the Thakkhola and Tetang formations yielded stable carbon isotope (d13C) values between -21.87 to -26.64 permil, indicating the presence of C3 vegetation. However, the d13C values from the carbonates range between -0.62 to 11.08 permil, which shows the mix vegetation of C3 and C4 plants. It is presumed that the paleoclimate during the sediment deposition time of the Thakkhola-Mustang Graben was significantly warmer than the present-day climate. Further study of pollen with LM and SEM is necessary. Reference: Zetter, R., 1989, Methodik und Bedeutung einer routinemäßig kombinierten lichtmikroskopischen und rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung fossiler Mikrofloren. Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg, Frankfurt am Main, 109, 41-50.

Variabilität des Reviergesangs des Buchfinken (Fringilla coelebs) zur Raum-Zeit-Beschreibung von Metapopulationen

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Nolte, Björn

2003-10-01

Der Buchfinkengesang wurde in Potsdam in zwei Hauptpopulationen über drei Jahre aufgenommen. Jedes Individuum wurde eindeutig am individuellen Strophentypenrepertoire identifiziert. Ein weiterer Punkt der die individuelle Wiedererkennung bestätigt ist die hohe Standorttreue der adulten Männchen. Die beschriebene Methode eignet sich für die Untersuchung von gesamten Populationen, um den Wandel des Gesangs von Populationen in Raum und Zeit zu beschreiben. Die Haupterkenntnisse der Arbeit sind: - Die Gesamtanzahl der Grundstrophentypen innerhalb einer Population bleibt über Jahre konstant. - Die relative Häufigkeit jedes einzelnen Strophentyps variiert von Jahr zu Jahr und von Population zu Population. - Gesangslernen erfolgt exakt mit einem Korrektheitsgrad von mindestens 96%. - Das Song-Sharing ist innerhalb der Population hoch. Die diskutierten Mechanismen für das Song-Sharing sind: Die Lebenserwartung, das Zugverhalten, das Lernverhalten, die Etabliertheit von Strophentypen, Weibchenpräferenzen und die Reaktionen der territorialen Männchen. - Weiterhin wurde ein Modell zur kulturellen Evolution des Buchfinkengesangs programmiert, um die Rolle der Einflussfaktoren, wie Fehlerquote, Abwanderungsrate und Laufzeit zu ermitteln. Der Wandel des Dialektes erfolgt graduell in Raum und Zeit. Daher sind keine scharfen Dialektgrenzen anzutreffen. Trotz dieser Tatsache markieren die etablierten Strophentypen die Population. 50 % der Juvenilen siedeln am Geburtsort, auf diese Weise bleibt der Dialekt erhalten und Inzest wird vermieden. -Analysiert man das Repertoire benachbarten Männchen bei isolierten Alleen, so entspricht die Gesangsangleichung in etwa dem Zufall. -Intraindividuelle Vergleiche der quantitativen Parameter des jeweiligen Strophentyps wurden saisonal und annuell durchgeführt. Saisonal konnten für einen Strophentyp ein Trend ermittelt werden. Bei jährlichen Vergleichen konnten intraindividuell ausschließlich nicht signifikante Ergebnisse ermittelt werden, wohingegen die interindividuelle Variation in zwei Fällen signifikant war. In einem Fall bestand ein Trend und in einem weiteren Fall war die Variationsunterschiede nicht signifikant. - Der Verlauf der Brutsaison lässt sich an der jährlichen Gesangsaktivität nachvollziehen. Chaffinch song was recorded in Potsdam in two major populations of chaffinches over a period of three years. Each male was identified unambiguously because of their individual song type repertoires. These are usually easy to distinguish from sonagrams as the variation is discontinuous. A further point for individual recognition is the fixed territorial behaviour of adult males. The described method is employed to examine whole populations and to observe changes with space and time in the song of a population. The major findings of the study are: - The total amount of basic song types in each population is constant over years. - The quantity of each basic song type is different and varies from year to year and from population to population. - Song copying is extremely accurate on at least 96% of occasions. - Song-type sharing is high within populations. Discussed mechanisms for song neighbourhoods are: expectation of life, semi-migratory behaviour, learning skills, establishment of song types, female choice and male vs male interaction. Furthermore a model of cultural evolution of chaffinch song was programmed to determine the role of factors like error rate, rate of emigration and running time. The changes are gradual in space and time. Hence the dialect borders are smooth. Despite this fact established song types mark the population. As every second juvenile bird settles in the population of his birth inbreeding is avoided and the dialect structure is retained. - Analysing the repertoires of neighbouring males (“next door neighbours”) in isolated avenues to examine mutual influences suggests that these have the same amount of song types in common than would be expected by chance. - Within intraindividual comparisons the quantitative parameters of the same song types remain seasonal and annual constant, whereas interindividual variations within the same song tip are statistically significant. - The breeding biology of the chaffinch can be observed by seasonal singing activity during the breeding cycle.

Reproductive and some peri-natal variables in a mixed breed beef cattle herd.

PubMed

Ponzoni, R W; Gifford, D R

1994-01-12

Calving success (CS), days to calving (DC), birth weight (BW) and calving ease (CE) were studied in a mixed breed (Hereford, Jersey × Hereford and Simmental × Hereford) beef cattle herd. DC was not normally distributed and a number of transformations failed in normalising it. Repeatabilities were estimated by analysis of variance. Inclusion (or exclusion) of non calvers and the transformations studied had little effect on the repeatability of DC, which ranged from 0.10 to 0.12. The repeatabilities for CS, BW and CE were 0.08, 0.26 and 0.03, respectively. The residual correlations of CS with DC and functions of DC were high (-0.68 or greater), whereas the correlations among DC and functions of DC were close to one. The correlations of DC with BW and CE varied little with the transformation applied to DC, ranging from 0.26 to 0.28 and 0.10 to 0.12, respectively. The correlation between BW and CE was 0.06. The study points to a number of problems associated with the use of DC as a reproductive variable in beef cattle. It is concluded that although DC is currently a useful field reproductive variable, the search for appropriate female reproductive traits should continue. ZUSAMMENFASSUNG: Reproduktions- und Perinatal-Variable in einer gemischtrassigen Fleisch-Rinderherde Abkalbeerfolg (CS), Tage bis Abkalbung (DC), Geburtsgewicht (BW) und Kalbeleichtigkeit (CE) wurden in einer gemischtrassigen (Hereford, Jersey × Hereford und Simmental × Hereford) Mutterkuhherde untersucht. DC waren nicht normalverteilt und konnte auch durch eine Reihe von Transformationen nicht normalisiert werden. Wiederholbarkeiten wurden mit Varianzanalyse geschätzt. Berücksichtigung (oder Nichtberücksichtigung) von Nichtkalbungen und die Transformationen hatten wenig Wirkung auf Wiederholbarkeit von DC, die zwischen 0,10 und 0,12 war. Wiederholbarkeiten für CS, BW und CE waren 0,08, 0,26 und 0,03. Die Restkorrelation von CS mit DC und Funktionen von DC waren hoch (- 0,68 oder stärker), während Korrelationen zwischen DC und Funktionen von DC auch nahe 1 waren. Die Korrelationen von DC mit BW und CE schwankten wenig nach den verschiedenen Transformationen und bewegten sich zwischen 0,26 und 0,28 sowie 0,10 und 0,12. Die Korrelation zwischen BW und CE war 0,06. Die Untersuchung weist auf eine Reihe von Problemen, die sich durch die Verwendung von DC als Reproduktionsvariable von Fleischrindern ergeben. Es wird der Schluß gezogen, daß DC derzeit zwar nützliche Information für die Praxis ist, daß aber das Suchen nach wissenschaftlich angemessenen weiblichen Reproduktionsmerkmalen fortgesetzt werden sollte. RESUMEN: Variables reproductivas y peri-natales en un rodeo de vacunos de carne de varias razas Las variables éxito al parto (CS), dias al parto (DC), peso al nacer (BW) y facilidad de parto (CE) se estudiaron en un rodeo de vacunos de carne compuesto de varias razas (Hereford, Jersey × Hereford y Simmental × Hereford). DC no estaba normalmente distribuida y una serie de transformaciones ensayadas fracasaron en normalizar esta variable. Las repetibilidades se estimaron por análisis de variancia. La inclusión (o exclusión) de las vacas falladas (no paridas) del análisis y las transformaciones estudiadas tuvieron poco efecto en la repetibilidad de DC, que varió de 0.10 a 0.12. Las repetibilidades de CS, BW y CE fueron 0.08, 0.26 y 0.03, respectivamente. Las correlaciones residuales de CS con DC y con funciones de DC fueron altas (valor absoluto 0.68 o mayor), mientras que las correlaciones entre DC y funciones de DC fueron cerca de uno. Las correlaciones de DC con BW y CE variaron poco con la transformación aplicada a DC, yendo (en valor absoluto) de 0.26 a 0.28 y 0.10 a 0.12, respectivamente. La correlación entre BW y CE fue de 0.06. El estudio apunta a una serie de problemas asociados con el uso de DC como variable reproductiva en vacunos de carne. Se concluye que aunque DC es actualmente una útil variable reproductiva de campo, la búsqueda de rasgos reproductivos de la hembra a ser incluídos en esquemas de evaluación genética de vacunos de carne debe continuar. 1994 Blackwell Verlag GmbH.

Hydrological Dynamics In High Mountain Catchment Areas of Central Norway

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Löffler, Jörg; Rößler, Ole

Large-scaled landscape structure is regarded as a mosaic of ecotopes where process dynamics of water and energy fluxes are analysed due to its effects on ecosystem functioning. The investigations have been carried out in the continental most Vågå/Oppland high mountains in central Norway since 1994 (LÖFFLER &WUNDRAM 1999, 2000, 2001). Additionally, comparable investigations started in 2000 dealing with the oceanic high mountain landscapes on same latitudes (LÖFFLER et al. 2001). The theoretical and methodological framework of the project is given by the Landscape-Ecological Complex Analysis (MOSIMANN 1984, 1985) and its variations due to technical and principle methodical challenges in this high mountain landscape (KÖHLER et al. 1994, LÖFFLER 1998). The aim of the project is to characterize high mountain ecosystem structure, functioning and dynamics within small catchment areas, that are chosen in two different altitudinal belts each in the eastern continental and the western oceanic region of central Norway. In the frame of this research project hydrological and meteorological measurements on ground water, percolation and soil moisture dynamics as well as on evaporation, air humidity and air-, surface- and soil-temperatures have been conducted. On the basis of large-scaled landscape-ecological mappings (LÖFFLER 1997) one basic meteorological station and several major data logger run stations have been installed in representative sites of each two catchment areas in the low and mid alpine belts of the investigation regions ( JUNGet al. 1997, LÖFFLER &WUNDRAM 1997). Moreover, spatial differentiations of groundwater level, soil moisture and temperature profiles have been investigated by means of hand held measurements at different times of the day, during different climatic situations and different seasons. Daily and annual air-, surface- and soil-temperature dynamics are demonstrated by means of thermoisopleth-diagrams for different types of ecotopes of the different altitudinal belts. The local differences of temperature dynamics are illustrated in a map as an example of the low alpine altitudinal belt showing a 4-dimensional characterization (in space and time) of high mountain ecosystem functioning. Hydrological aspects derived from those results are presented showing the large- scaled hydrological dynamics of high mountain catchment basins in central Norway. The results of the process analysis of hydrological dynamics in the central Norwegian high mountains are discussed within the frame of investigations on altitudinal changes of mountain ecosystem structure and functioning (LÖFFLER &WUNDRAM [in print]). The poster illustrates the theoretical and methodological conception, methods and techniques, examples from complex data material as well as general outcomes of the project (RÖßLER [in prep.]. JUNG, G., J. LÖFFLER &D. WUNDRAM (1997): Untersuchungen zur Struktur, Funktion und Dynamik mittelnorwegischer Hochgebirgsökosysteme. Forschungsansatz. Oldenburger Geoökologisches Kolloquium 3: 4-36. Oldenburg. KÖHLER, B., J. LÖFFLER &D. WUNDRAM (1994): Probleme der kleinräumigen Geoökovarianz im mittelnorwegischen Gebirge. Norsk geogr. Tidsskr. 48: 99- 111. LÖFFLER, J. (1997): Großmaßstäbige geoökologische Kartierungen in den Höhenstufen des mittelnorwegischen Gebirges. NORDEN 12: 205-228. Bremen. LÖFFLER, J. (1998): Geoökologische Untersuchungen zur Struktur mittelnorwegischer Hochgebirgsökosysteme. Oldenburger Geoökologische Studien 1. Oldenburg. LÖFFLER, J., O.-D. FINCH, J. NAUJOK &R. PAPE (2001): Möglichkeiten der Integration zoologischer Aspekte in die landschaftsökologische Untersuchung von Hochgebirgen. Methodendiskussion am Beispiel ökologischer Prozesssysteme und Biozönosen. Naturschutz u. Landschaftsplanung 33 (11): 351-357. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (1997): Klimatische Phänomene in mittelnorwegischen Hochgebirgslandschaften und ihre ökosystemare Bedeutung. Oldenburger Geoökologisches Kolloquium 3: 37-86. Oldenburg. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (1999): Kleinräumige Klimavarianz im mittelnorwegischen Hochgebirgsraum Vågå/Oppland. NORDEN 13: 267 -276. Bremen. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (2000) : Temperature Dynamics of Ecotopes in small Catchment Areas. In: C. BEIERKUHNLEIN et al. (Hrsg.): Zukunft mitteleuropäischer Kulturlandschaft. Analyse - Planung - Management. Tagungsband mit Kurzfassungen der Beiträge zur 1. Jahrestagung der IALE- Region Deutschland: 76, Nürtingen. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (2001): Räumliche und zeitliche Differenzierung des Temperaturhaushalts von Hochgebirgsökosystemen. NORDEN 14: 85 -102. Bremen. LÖFFLER, J. &D. WUNDRAM (in print): Geoökologische Untersuchungen zur Prozessdynamik mittelnorwegischer Hochgebirgsökosysteme. Oldenburger Geoökologische Studien 2. Oldenburg. MOSIMANN, T. (1984): Landschaftsökologische Komplexanalyse. Wiesbaden. MOSIMANN, T. (1985): Untersuchungen zur Funktion subarktischer und alpiner Geoökosysteme (Finnmark [Norwegen] und Schweizer Alpen). Physiogeographica 7. Basel. RÖßLER, O. (in prep.): Modelling the Water Balance of Central Norwegian High Mountain Ecosystems. University of Oldenburg.

Developing a Science-based River Basin Management Plan for the Kharaa River Basin, Mongolia

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Karthe, Daniel

2013-04-01

The Kharaa River Basin (KRB), which is located north of Mongolia's capital Ulaanbaatar and south of Lake Baikal, was chosen as a model region for the development and implementation of an integrated water resources management consisting of a monitoring concept, technical measures and a capacity development program (Karthe et al. 2012a). The basin of the Kharaa River covers an area of 14534 km² that is partly mountaineous and largely covered by taiga and steppe. At its outlet, the 362 km Kharaa River has a mean long-term annual discharge of 12.1 m³/s (MoMo Consortium 2009). A highly continental climate results in limited water resources, and rising water consumption coupled with the effects of climate and land use change may in the future exacerbate this water scarcity (Malsy et al. 2012; Karthe et al. 2013). Whereas the environment in the upper part of the catchment is in a relatively pristine state, the mid- and downstream sections of the river are characterized by nearby industry, mining activities and intensive agriculture (Menzel et al. 2011), resulting in declining water quality and ultimately a degradation of aquatic ecosystems (Hofmann et al. 2010; Hartwig et al. 2012). Moreover, it is a problem for the supply of major cities like Darkhan which largely rely on alluvial aquifers containing shallow-depth groundwater (Mun et al. 2008). Currently, there are alarming signs of water quality deterioration. With regard to water provision, a major problem is the poor state of distribution infrastructures which were often built in the 1960s and 70s (Scharaw & Westerhoff 2011). Rather little is currently known about the water quality supplied to end users; the latter is even more dubious in the city's informal ger districts (Karthe et al. 2012b). One important goal of the research and development project "Integrated Water Resources Management in Central Asia: Model Region Mongolia" lies in the implementation of a holistic concept for water resources monitoring and management. In the past, shared and unclear responsibilities, a spatial mismatch between administrative and river basin boundaries, the lack of relevant information, financial resources and implementation capacity resulted in an uncoordinated and partially uncontrolled exploitation of water resources (Livingstone et al. 2009; Horlemann et al. 2012). The recent decision of the Mongolian government to develop river basin management plans and to provide for their implementation through river basin councils and administrations, and the comparatively good data availability resulting from the R&D project, resulted in the decision to jointly develop a science-based river basin management plan for the KRB as a model region for other river basins of the country. References: Hartwig, M.; Theuring, P.; Rode, M. & Borchardt, D. (2012): Suspended sediments in the Kharaa River catchment (Mongolia) and its impact on hyporheic zone functions. Environmental Earth Sciences 65(5):1535-1546. Hofmann, J.; Venohr, M.; Behrendt, H. & Opitz, D. (2010): Integrated Water Resources Management in Central Asia: Nutrient and heavy metal emissions and their relevance for the Kharaa River Basin, Mongolia. Water Science and Technology 62(2):353-363. Horlemann, L. & Dombrowsky, I. (2012): Institutionalising IWRM in developing and transition countries: the case of Mongolia. Environmental Earth Sciences 65(5):1547-1559. Karthe, D.; Borchardt, D. & Hufert, F. (2012a): Implementing IWRM: Experiences from a Central Asian Model Region. In: Pandya, A.B. (Ed.) (2012): India Water Week 2012. Water, Energy and Food Security: Call for Solutions, Part A3, pp. 1-15. Delhi: Ministry of Water Resources, Government of India. Karthe, D.; Sigel, K.; Scharaw, B. et al. (2012b): Towards an integrated concept for monitoring and improvements in water supply, sanitation and hygiene (WASH) in urban Mongolia. Water & Risk 20:1-5. Karthe, D.; Malsy, M.; Kopp, B. & Minderlein, S. (2013): Assessing Water Availibility and its Drivers in the Context of an Integrated Water Resources Management (IWRM): A Case Study from the Kharaa River Basin, Mongolia. GeoÖko (submitted). Livingstone, A.J.; Erdenechimeg, C. & Oyunsuvd, A. (2009): Needs assessment on institutional capacity for water governance in Mongolia. Ulaan Baatar: Government of Mongolia & UNDP Mongolia. Malsy, M.; aus der Beek, T.; Eisner, S. & Flörke, M. (2012): Climate Change impacts on Central Asian water resources. Advances in Geosciences 32:77-83. Menzel, L.; Hofmann, J. & Ibisch, R. (2011): Untersuchung von Wasser- und Stoffflüssen als Grundlage für ein Integriertes Wasserressourcen - Management im Kharaa-Einzugsgebiet (Mongolei). Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 55(2):88-103. MoMo Consortium (2009): Integrated Water Resources Management for Central Asia: Model Region Mongolia (MoMo). Case Study in the Kharaa River Basin. Final Project Report. Mun, Y.; Ko, I.H.; Janchivdorj, L. et al. (2008): Integrated Water Management Model on the Selenge River Basin: Status Survey and Investigation (Phase I). Seoul: KEI Publications. Scharaw, B. & T. Westerhoff (2011): A Leak Detection in Drinking Water Distribution Network of Darkhan in Framework of the Project Integrated Water Resources Management in Central Asia, Model Region Mongolia. Proceedings of the IWA 1st Central Asian Regional Young and Senior Water Professionals Conference, Almaty/Kazakhstan, pp. 275-282.

Link between Miocene compression of Lower Austroalpine Rust Range and subsidence of neighboring Eisenstadt Basin: Results from high-resolution geophysics at the Oslip section (Northern Burgenland, Austria)

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Häusler, Hermann; Scheibz, Jürgen; Chwatal, Werner; Kohlbeck, Franz

2014-05-01

The Eisenstadt Basin is the Austrian sub basin of the Neogene Eisenstadt-Sopron Basin, which is surrounded by mountain chains belonging to the Lower Austroalpine. The Rust Range is composed of crystalline overlain by Neogene formations, mainly fluvial Rust Formation of Karpatian age passing into marine Leitha Limestone of Middle Badenian age. Neogene of the Eisenstadt Basin comprises deposits of Karpatian to Pannonian age, which are characterized by deposits of fluvial, shallow marine, deeper marine and lacustrine environment with rapid facies changes at short distances complicating the interpretation of geophysical profiles. The geophysical profile measured east of Oslip (Scheibz, 2010) crosses the eastern margin of the Eisenstadt Basin, which is bordered by the north-south trending Rust Range. Application of complementary geophysical methods enables a profound interpretation of subsurface structures correlating different geophysical properties for the geologic interpretation. To obtain a full high-resolution image from a few meters down to a maximum of 350 m in depth electrical resistivity tomography (ERT), seismics and gravimetry were applied, and for topographical correction all data points were geodetically surveyed. The listric St. Margarethen Fault separates the Neogene of the Eisenstadt Basin from the crystalline basement of the Rust Range. West of this fault the seismic section clearly reveals reflectors, which we interpret as eastward dipping and eastward thickening beds of Miocene age. East of this fault a basal reflector above the crystalline basement images an open fold structure which domes up towards the crest of the Rust Range. Based on very detailed biostratigraphic investigations and our recent findings from geophysical campaigns we interpret the development of the Eisenstadt Basin in front of the Rust Range as follows (1-7): 1) In Karpatian times fluvial Rust Formation was deposited along the Lower Austroalpine of the Northern Burgenland. 2) During Middle Badenian times shallow-marine Leitha Limestone was deposited along islands and atolls of the crystalline basement, and clastic sedimentation of the Eisenstadt Basin comprised both fine clastic marine and coarse clastic fluvial deposits. 3) Since Leitha Formation on top of the Rust Range is of Middle Badenian age, the base of which is located at an altitude of 200 meter above sea level, and limestone beds equivalent in age crop out at the eastern and western side of the Range at an altitude of 130 meter, we conclude epirogenetic uplift of Rust Range, which took place after Middle Badenian times. 4) The uplifted Rust Range was sealed by deposits of Upper Sarmatian age at its western side near St. Margarethen and at its eastern side north of Oggau. 5) Updoming of the Rust Range of at least 70 meters caused open fold structures in the Lower Miocene succession as measured along the Oslip road-section, openly folded limestone beds of Middle Badenian age east of St. Margarethen (Fuchs, 1965; Sauer et al., 1992) as well as eastward tilted successions of Badenian age, the fault tectonics of which was interpreted as reverse drag associated with deformation bands in the footwall of a normal fault in the Oslip sandpit by Spahić et al. (2011). 6) The exploration well Zillingtal 1 in the western Eisenstadt Basin down to a depth of 1415 m proofed 1150 m thick deposits of Badenian age overlain by approximately 200 m thick deposits of Sarmatian age (Häusler, in press). Consequently subsidence of the Eisenstadt Basin coevalled the short period of updoming and openly folding of the Rust Range during Upper Badenian to Lower Sarmatian times. 7) Ongoing subsidence of the Eisenstadt Basin along the listric fault in front of the uplifted Rust Range until Middle Pannonian times resulted in growth strata dipping to the east and fault drags indicating a hanging-wall syncline. Fuchs, W. (1965): Geologie des Ruster Berglandes (Burgenland). - Jahrbuch der Geologischen Bundesanstalt, 108, 155-194, 3 Abb., 2 Taf., Wien. Häusler, H. (ed.): Geologische Karte der Republik Österreich 1:50.000, Erläuterungen zur Geologischen Karte 77 Eisenstadt, (Geologische Bundesanstalt), Wien (in press). Sauer, R., Seifert, P. and Wessely, G. (1992): Part II: Excursions. - Mitteilungen der Österreichischen Geologischen Gesellschaft, 85, 97-239, 154 Abb., Wien. Scheibz, J. (2010): Geologisch-geophysikalische Untersuchung postmiozäner Strukturen zwischen Leithagebirge und Ruster Höhenzug (Nördliches Burgenland). - Unveröffentlichte Dissertation, Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie der Universität Wien, 173 S., 94 Abb., 3 Tab., (Department für Umweltgeowissenschaften), Wien. Spahić, D., Exner, U., Behm, M., Grasemann, B., Haring, A. and Pretsch, H. (2011): Listric versus planar normal fault geometry: an example from the Eisenstadt-Sopron Basin (E Austria). - International Journal of Earth Sciences (Geologische Rundschau), 100, 1685-1695, 7 fig.

IMP3 can predict aggressive behaviour of lung adenocarcinoma

PubMed Central

2012-01-01

Background Lung cancer most often presents as an inoperable tumour and the diagnosis is usually performed on a small biopsy/cytology specimen. In the group of non small cell lung cancer - not otherwise specified, adenocarcinoma phenotype can be determined immunohistochemically using TTF-1 and Napsin A. Expression of oncofetal protein IMP3 in human cancer is associated with poor differentiation and aggressive behaviour. In the present study expression of IMP3 was correlated with expression of TTF-1 and Napsin A, histological subtype and clinical stage of lung adenocarcinoma. We were interested whether distant metastases are associated with IMP3 overexpression, regardless of the histologic subtype of adenocarcinoma. Methods In retrospective study, consecutive series of 105 patients with advanced lung adenocarcinoma diagnosed from 2006 to 2009 in Clinical Hospital Center Split, Croatia, were analysed. Clinical data were collected from the Pulmology Department and time of death from the Mortality Registry. Paraffin blocks of bronchoscopic biopsies were collected from the Institute of Pathology and 15 cases excluded from the analysis due to insufficient material. Expression of IMP3, Napsin A and TTF-1 were analysed by indirect enzyme immunohistochemistry. Statistical analysis was performed and P values less than 0.05 considered significant. Results Of 90 patients, 71 (78%) were males and 19 (22%) females. Median age for males was 61.5 years (min-max 43–83) and for females 61 years (min-max 44–86). Pleural effusion was found in 15 (16.6%) and distant metastases in 45 (50%) cases. According to histological subtypes, there were 34 acinar, 2 lepidic, 2 papillary and 52 solid subtypes. IMP3 overexpression was found in 63 cases (70%) and was correlated with solid subtype (P = 0.002) and negative/weak Napsin A expression (P = 0.004). Strong Napsin A expression correlated with TTF-1 expression (P = 0.003) and lower histological grades (P = 0.031). Patients with IMP3 overexpression more often had distant metastases than patients with negative IMP3, 55.5% versus 33.3% (P = 0.033). Non solid subtypes with IMP3 overexpression developed distant metastasis more common than non solid subtypes with negative IMP3, 72% versus 35% (P = 0.028). Conclusions Expression of IMP3 correlates with solid subtype and with distant metastases regardless of histological subtype of lung adenocarcinoma. Virtual slides http://www.diagnosticpathology.diagnomx.eu/vs/1966211581795258 Zusammenfassung Hintergrund Das Lungenkarzinom kommt meistens als nicht resektabler Tumor vor und die Diagnose kann nur in kleinen Biopsaten oder zytologisch gestellt werden. In der Gruppe der nicht kleinzelligen Lungenkarzinome kann der nicht anders spezifizierte Adenokarzinom Phänotyp mit Hilfe der Antikörper TTF-1 und Napsin A diagnostiziert werden. Die Expression des onkoföetalen Proteins IMP3 ist bei humanen Karzinomen mit agressivem Verhalten und metastatischem Potential verbunden. In dieser Studie korreliert die Expression von IMP3 mit TTF-1, Napsin A, histologischem Typ und klinischem Staging des Lungenkarzinoms. Wir waren daran interessiert, ob Fernmetastasen mit IMP3 Überexpression assoziiert sind, unabhängig von der histologischen Subtyp von Adenokarzinom. Methode In der retrospektiven Studie wurden die von 2006 bis 2009 im Klinischem Krankenhaus Split, Kroatien diagnostizerte Adenokarzinome der Lunge von 105 Patienten analysiert. Die klinischen Daten stammten aus der Abteilung für Pulmologie und im Falle des Todes vom Todesregister. Die Paraffinblöcke der primären Lungenbiopsate dieser Patienten wurden im Institut für Pathologie mit der indirekter Enzym - Immunohistochemie mittels Kombination der Antikörper gegen IMP3, Napsin A und TTF1 untersucht. 15 Fälle aus der Analyse aufgrund unzureichender Material ausgeschlossen. Es wurde eine statistische Untersuchung durchgeführt und Werte weniger als 0.05 P wurden als statistisch signifikant bezeichnet. Ergebnisse Von 90 Patienten mit Lungencarcinom waren 71 (78%) mänlich, durchschnittliches Alter war für Männer 61.5 Jahre (min-max 43–83) und 61 Jahre für Frauen (min-max 44–86). Pleurale Effusionen fand man in 15 Fällen (16.6%) und Fernmetastasen in 45 (50%) Fällen. Histologische Sybtypen waren: 2 lepidic Karzinome, 34 azinäre Karzinome, 2 papilläre und 52 solide Karzinome. IMP3 war exprimiert in 63 Fälle (70%). Positive IMP3 Expression war mit solidem Typ (P = 0.002) und negativer Napsin A Expression (P = 0.004) assoziert. Napsin A Expression war mit niedrigem Gradus (P = 0.031) und positiver TTF-1 Expression (P = 0.003) assoziert. Patienten mit IMP3 Überexpression öfter hatten Fernmetastasen als Patienten mit negativen IMP3, 55.5% versus 33.3% (P = 0.033). Non solide Subtyp mit IMP3 Überexpression entwickelten Fernmetastasen Meer häufiger als nicht festem Subtyp mit negativen IMP3, 72% versus 35% (P = 0.028). Schlussworte Die Expression von IMP3 ist mit negaativer Expression von Napsin A, solidem Subtyp und Metastasen verbunden und hat praktische predictive Werte in der pathologischen Diagnose des Adenokarzinoms der Lunge. Die Expression von IMP3 korreliert mit soliden Subtyp und mit Fernmetastasen unabhängig von histologische Subtyp Lungenadenokarzinom. PMID:23190601

Fi Investigations On Hp-Rocks From The Lower Engadine Window New Insights On Its Late Tectono-Metamorphic Evolution

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Bertle, R. J.; Götzinger, M. A.; Koller, F.

2003-04-01

Fluid inclusions studies in metamorphic rocks allow to reconstruct not only the chemistry of the fluids enabling and/or supporting metamorphic reactions but also the late metamorphic evolution of orogenesis. Therefore late, discordant quarz-calcite veins were investigated using FI-techniques. The Engadine Window which is exposed at the Swiss-Austrian-border exposes the penninic units of the Western Alps as a tectonic window within the Austroalpine nappes of the Eastern Alps. The nappes of the Engadine window underwent metamorphism and deformation during Tertiary times (THÖNI 1981, BERTLE 2000). The highest unit (Fimber unit) and the core of the window (= Zone of Pfunds) suffered HP-LT-metamorphism. P-T-conditions for parts of the Zone of Pfunds at the region of Piz Mundin are at 13-15 kbar at 380^oC (BOUSQUET et al. 2002) indicated by the occurrence of carpholite and glaucophane. The late metamorphic history is not very well constrained. There exist only a few FI-data published in an abstract by STÖCKHERT et al. 1990 and some unpublished data in RING 1989. During the ongoing mapping campaign of the first author samples from the Fimber unit and the Zone of Pfunds were collected and investigated using a LINKHAM freezing-cooling-stage. The investigated veins are discordant in respect to the main-foliation of the rocks and show nice cristalls of quarz, calcite and sometimes feldspar (adularia). Structural data implie that the investigated veins correspond to a set of ac-joints that correlate to the late updoming of the large "Engadiner Gewölbe" (Engadin anticlinal structure, MATTMÜLLER 1996). All investigated veins (from all tectonic units) show the same relationship to the anticlinal structure. FI-investigations show, that a large amount of the primary FI are decrepitated, however it was possible to find enough to provide a serious statistical data set. FI from Piz Mundin in the core of the Engadine window exhibit at the base of the vein quarz at the contact to the host rock (blueschist) epidote-clinozoisite cristalls. Futheron amphibole is visible. It is common at the base of the vein quarz and decreases towards the middle of the vein. FI are H2O-rich and indicate high pressure of trapping. Quarzes from the upper most part of the Zone of Pfunds from S of Zeblasjoch (W of Samnaun Dorf) show two main groups of primary FI which could be differentiated at room temperature: homogenous FI and such with a bubble. All FI were frozen at max. temperatures of ca. -56 ^oC. Bigger FI show cracking due to cristallisation pressure (build up of "wings"), the cracks however closed again during heating, so that the FI remained closed. Initial melting started between -20 ^oC (first recristallisation signs) and -9 ^oC, final melting was observable at -1 ^oC to 0 ^oC. Then the FI was a.) homogenous or b.) showed a bubble. Homogenisation Temp. of the inclusions with bubble were in the range of 70 to 150 ^oC , most of them between 70 and 80 ^oC and 110 - 125 ^oC. The data indicate a more or less pure H_2O-system for the FI under high pressure. Assuming a cristallisation temperature of the cristalls of about 200 to 250 ^oC and a density of the FI between 0,97 and 1,0 g/cm^3 pressures of 2,5 to 4,5 Kbar are indicated. The same P-T-conditions (same chemistry and melting & homog. Temp.) could be derived from FI in quarz from the Salaaser Kopf (Idalpe) for the late metamorphic evolution of the Fimber unit, indicating that the late metamorphic history of both units is the same. It is concluded that opening of the veins and first cristallisation of vein quarz corresponds to the first signs of updoming of the Engadine anticlinal structure. Updoming of the anticline started when the whole nappe stack was covered by the Austroalpine nappes. Therefore FI show such high pressures for trapping of the fluid. Acknowledgements: Data partly result from FWF-project P. 15278 "Bündnerschieferakkretion in the westlichen Ostalpen". Financal support is greatly acknowledged. References: BERTLE, R. J. 2000: Zur Geologie und Geochronologie um Alp Trida (Samnaun/Schweiz) einschließlich ingenieurgeologischer Fragen der Gebirgsauflösung und des Permafrosts. - Unpubl. Msc-Thesis. Univ. Wien, 395 S. BOUSQUET, R., GOFFÉ, B., VIDAL, O., OBERHÄNSLI, R. & PATRIAT, M. 2002: The tectono-metamorphic history of the Valaisan domain from the Western to the Central Alps: new constraints on the evolution of the Alps. - Geol. Soc. America Bull., 114/2, S. 207-225. KÜSTER, M. &STÖCKHERT, B. 1997: Density changes of fluid inclusions in high-pressure low-temperature metamorphic rocks from Crete: A thermobarometric approach based on the creep strength of the host minerals. Lithos, 41, S. 151-167. MATTMÜLLER, C. R. 1996: Geometrische Untersuchung des Inntalgewölbes. - Jahrb. Geol. B.-A., 139/1, S. 45-69, Wien 1996. RING, U. 1989: Tectonogenesis of the Penninic/Austroalpine Boundary Zone: The Arosa Zone (Grisons Rätikon area, Swiss-Austrian Alps). - Unpubl. Phd.-Thesis., 177 p., Tübingen. STOECKHERT, B., RÖSSNER, G., KÜSTER, M., HEIDER, M., GUNDLACH, K. &RICHTER, D.K. 1990: High-Pressure Metamorphism of the Mesozoic Sediments in the Lower Engadine Window, Eastern Alps. - Terra Abstracts, 2, S. 34, 1990. THÖNI, M. 1981: Degree and Evolution of the Alpine Metamorphism in the Austroalpine Unit W of the Hohe Tauern in the light of K/Ar and Rb/Sr Age Determinations on Micas. - Jahrb. Geol. B.-A., 124/1, S. 111-174, Wien 1981.

Localised states in organic semiconductors and their detection

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Imperia, Paolo

2002-06-01

New polymers and low molecular compounds, suitable for organic light emitting devices and organic electronic applications, have been synthesised in this years in order to obtain electron transport characteristics compatible with requirements for applications in real plastic devices. However, despite of the technological importance and of the relevant progress in devices manufacture, fundamental physical properties of such class of materials are still not enough studied. In particular extensive presence of distributions of localised states inside the band gap has a deep impact on their electronic properties. Such presence of shallow traps as well as the influence of the sample preparation conditions on deep and shallow localised states have not been, until now, systematically explored. The thermal techniques are powerful tools in order to study localised levels in inorganic and organic materials. Thermally stimulated luminescence (TSL), thermally stimulated currents (TSC) and thermally stimulated depolarisation currents (TSDC) allow to deeply look to shallow and deep trap levels as well as they permit to study, in synergy with dielectric spectroscopy (DES), polarisation and depolarisation effects. We studied, by means of numerical simulations, the first and the second order kinetic equations characterised by negligible and strong re-trapping respectively. We included in the equations Gaussian, exponential and quasi-continuous distributions of localised states. The shapes of the theoretical peaks have been investigated by means of systematic variation of the two main parameters of the equations, i. e. the energy trap depth E and the frequency factor a and of the parameters regulating the distributions, in particular for a Gaussian distribution the distribution width s and the integration limits. The theoretical findings have been applied to experimental glow curves. Thin films of polymers and low molecular compounds. Polyphenylquinoxalines, trisphenylquinoxalines and oxadiazoles, studied because of their technological relevance, show complex thermograms, having several levels of localised states and depolarisation peaks. In particular well ordered films of an amphiphilic substituted 2-(p-nitrophenyl)-5-(p-undecylamidophenyl)-1,3,4-oxadiazole (NADPO) are characterised by rich TSL thermograms. A wide region of shallow traps, localised at Em = 4 meV, has been successfully fit by means of a first order kinetic equation having a Gaussian distribution of localised states. Two further peaks, having a different origin, have been characterised. The peaks at Tm = 221.5 K and Tm = 254.2 have activation energy of Em= 0.63 eV and Em = 0.66 eV, frequency factor s = 2.4x1012 s-1 and s = 1.85x1011 s-1, distribution width s = 0.045 eV and s = 0.088 eV respectively. Increasing the number of thermal cycle, a peak, probably connected with structural defects, appears at Tm = 197.7 K. The numerical analysis of this peak was performed by means of a first order equation containing a Gaussian distribution of traps. The activation energy of the trap level is centred at Em = 0.55 eV. The distribution is perfectly symmetric with a quite small width s = 0.028 eV. The frequency factor is s = 1.15 x 1012 s-1, resulting of the same order of magnitude of its neighbour peak at Tm = 221.5 K, having both, probably, the same origin. Furthermore the work demonstrates that the shape of the glow curves is strongly influenced by the excitation temperature and by the thermal cycles. For that reason Gaussian distributions of localised states can be confused with exponential distributions if the previous thermal history of the samples is not adequately considered. In den letzten Jahren ist eine Vielzahl neuer organischer Polymere und niedermolekularer Verbindungen synthetisiert worden, die sich als aktive Komponente für Elektrolumineszenz-Bauelemente und andere elektronische Anwendungen eignen. Trotz der großen technologischen Bedeutung und des erheblichen Fortschrittes, der bei der Herstellung solcher Materialien erzielt worden ist, sind grundlegende physikalische Eigenschaften dieser Materialklassen noch nicht ausreichend erforscht. Insbesondere das Auftreten lokalisierter Zustände innerhalb der Bandlücke hat besondere Bedeutung für ihre elektronischen Eigenschaften. Sowohl die Präsenz dieser flachen traps (Fallen, Löcher) als auch der Einfluß der Herstellungsbedingungen auf die tiefen und flachen lokalisierten Zustände wurden bisher nicht systematisch untersucht. Thermische Techniken sind wichtige Methoden, um lokalisierte Niveaus in organischen und anorganischen Materialien zu erforschen. Themisch-Stimulierte Lumineszenz (TSL), Thermisch-Stimulierte Ströme (TSC) und Thermisch-Stimulierte Depolarisierte Ströme (TSDC) ermöglichen die Untersuchung flacher und tiefer traps; in Verbindung mit DiElektrischer Spektroskopie (DES) können außerdem Polarisations- und Depolarisationseffekte studiert werden. Mit Hilfe numerischer Simulationen haben wir die kinetischen Gleichungen erster und zweiter Ordnung untersucht, die sich durch schwaches bzw. starkes Wieder-Fangen beschreiben lassen. In diesen Gleichungen haben wir Gaussian-, exponentielle und quasi-kontinuierliche Verteilungen von lokalisierten Zustände berücksichtigt. Durch Veränderung der beiden wichtigsten Parameter (Tiefe der traps E und Häufigkeit) konnte die Form der thermischen Maxima untersucht werden. Auch die die Gaussian-Verteilung bestimmenden Faktoren wurden verändert. Diese theoretischen Ergebnisse wurden auf die experimentellen Glow-Kurven angewandt. Dünne Filme aus polymeren und niedermolekularen Verbindungen (Polyphenylquinoxaline, Trisphenylquinoxaline und Oxadiazole), die wegen ihrer technologischen Bedeutung ausgewählt wurden, zeigen komplexes thermisches Verhalten. Insbesondere hoch geordnete Filme eines amphiphil substituierten 2-(p-nitrophenyl)-5-(p-undecylamidophenyl)-1,3,4-oxadiazols (NADPO) zeichnen sich durch komplexe TSL-Diagramme aus. Im Bereich von Em = 4 meV wurde eine Region flacher traps gefunden. Zwei weitere TSL-Maxima treten bei Tm = 221.5 K bzw. Tm = 254.2 K auf. Sie besitzen Aktivierungsenergien von Em= 0.63 eV bzw. Em = 0.66 eV, ihre Frequenzfaktoren betragen s = 2.4x1012 s-1 bzw. s = 1.85x1011 s-1, sie zeigen Breiten der Verteilung von s = 0.045 eV bzw. s = 0.088 eV. Des weiteren zeigt diese Arbeit, daß die Form der Glow-Kurven stark von der Anregungstemperatur und vom thermischen Kreislauf beeinflußt wird.

Wirkungen biogener Amine auf die Erregungs-Sekretions-Kopplung in der Speicheldrüse von Periplaneta americana (L.)

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Rietdorf, Katja

2003-07-01

In der vorliegenden Arbeit habe ich wichtige Teilmechanismen der Erregungs-Sekretionskopplung in der Speicheldrüse der Schabe Periplaneta americana (L.) untersucht. Die Speicheldrüse ist von dopaminergen und serotonergen Fasern innerviert (Baumann et al., 2002). Beide Transmitter stimulieren eine unterschiedliche Reaktion der Drüse: Dopamin (DA) stimuliert die P-Zellen der Acini und die Ausführgangzellen, während Serotonin (5-HT) die P- und C-Zellen der Acini stimuliert, nicht jedoch die Ausführgangzellen. Der Endspeichel ist nach einer DA-Stimulierung proteinfrei. Dagegen enthält er nach einer 5-HT-Stimulierung Proteine, die von den C-Zellen sezerniert werden (Just & Walz, 1996). Im ersten Teil meiner Arbeit habe ich mittels Kapillarelektrophoretischer Analyse (CE-Analyse) die Elektrolytkonzentrationen im Endspeichel untersucht sowie die Raten der Flüssigkeitssekretion gemessen. Damit wollte ich klären, welche Transporter an der Sekretion des Primärspeichels und an dessen Modifikation beteiligt sind. Ausserdem wollte ich die Rolle der transportaktiven Epithelzellen der Ausführgänge für die Modifikation des Primärspeichels untersuchen. Dafür habe ich einen Vergleich der Elektrolytkonzentrationen im DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichel durchgeführt. Der Elektrolytgehalt des DA- und 5-HT-stimulierten Endspeichels unterscheidet sich nicht signifikant voneinander. Er ist nach beiden Stimulierungen hypoosmotisch zum verwendeten Ringer. Die Ausführgangzellen werden durch DA stimuliert und modifizieren den Primärspeichel durch eine netto-Ionenreabsorption. Meine Versuche zeigen jedoch, dass auch die während einer 5-HT-Stimulierung der Drüse unstimulierten Ausführgangzellen den Primärspeichel modifizieren. In einer nachfolgenden Versuchsreihe habe ich den Einfluss von Ouabain, einem Hemmstoff der Na+-K+-ATPase, und Bumetanid, einem Hemmstoff des NKCC, auf die Raten der Flüssigkeitssekretion sowie den Elektrolytgehalt des Endspeichels untersucht. Ich habe gefunden, dass die Aktivität der Na+-K+-ATPase wichtig für die Modifikation des DA-stimulierten Primärspeichels ist. Im Gegensatz dazu ist sie für die Modifikation des 5-HT-stimulierten Primärspeichels nicht von Bedeutung. Bezüglich der Flüssigkeitssekretion habe ich keinen Einfluss der Na+-K+-ATPase-Aktivität auf die DA-stimulierten Sekretionsraten gefunden, dagegen ist die 5-HT-stimulierte Sekretionsrate in Anwesenheit von Ouabain gesteigert. Die Aktivität des NKCC ist für beide sekretorische Prozesse, die Ionen- und die Flüssigkeitssekretion, wichtig. Eine Hemmung des NKCC bewirkt eine signifikante Verringerung der Raten der Flüssigkeitssekretion nach DA- und 5-HT-Stimulierung sowie in beiden Fällen einen signifikanten Abfall der Ionenkonzentrationen im Endspeichel. Im zweiten Teil meiner Arbeit habe ich versucht, Änderungen der intrazellulären Ionenkonzentrationen in den Acinuszellen während einer DA- oder 5-HT-Stimulierung zu messen. Diese Experimente sollten mit der Methode des "ratiometric imaging" durchgeführt werden. Messungen mit dem Ca2+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoff Fura-2 zeigten keinen globalen Anstieg in der intrazellulären Ca2+-Konzentration der P-Zellen. Aufgrund von Problemen mit einer schlechten Beladung der Zellen, einer starken und sich während der Stimulierung ändernden Autofluoreszenz der Zellen sowie Änderungen im Zellvolumen wurden keine Messungen mit Na+- und K+-sensitiven Fluoreszenzfarbstoffen durchgeführt. Im dritten Teil dieser Arbeit habe ich die intrazellulären Signalwege untersucht, die zwischen einer 5-HT-Stimulierung der Drüse und der Proteinsekretion vermitteln. Dazu wurde der Proteingehalt im Endspeichel biochemisch mittels eines modifizierten Bradford Assay gemessen. Eine erstellte Dosis-Wirkungskurve zeigt, dass die Rate der Proteinsekretion von der zur Stimulierung verwendeten 5-HT-Konzentration abhängt. In einer Serie von Experimenten habe ich die intrazellulären Konzentrationen von Ca2+, cAMP und / oder cGMP erhöht und anschließend den Proteingehalt im Endspeichel gemessen. Ein Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration aktiviert nur eine geringe Rate der Proteinsekretion. Dagegen kann die Steigerung der intrazellulären cAMP-Konzentration eine stärkere Proteinsekretion aktivieren, die sich nicht signifikant von der nach 5-HT-Stimulierung unterscheidet. Die cAMP-stimulierte Proteinsekretion kann durch gleichzeitige Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration weiter gesteigert werden. Dagegen aktivierte eine Erhöhung der intrazellulären cGMP-Konzentration die Proteinsekretion nicht. Aufgrund dieser Ergebnisse postuliere ich die Existenz eines die Adenylatcyclase aktivierenden 5-HT-Rezeptors in der Basolateralmembran der C-Zellen. The aim of this PhD-work was to investigate major mechanisms of excitation-secretion coupling in the salivary gland of the cockroach Periplaneta americana (L.). This salivary gland is innervated by dopaminergic and serotonergic fibres (Baumann et al., 2002). The two transmitters stimulate different processes in the gland: Dopamine (DA) stimulates the p-cells of the acini and the salivary duct cells, whereas 5-HT (serotonin) activates the p- and the c-cells of the acini, but not the salivary duct cells. Final saliva is completely protein-free after dopamine stimulation. It contains proteins, which are secreted by the c-cells of the acini, after a 5-HT-stimulation (Just & Walz, 1996). In the first part of my work I measured the electrolytic composition of the final saliva by capillary electrophoretic analysis and measured the rates of fluid secretion, in order to answer the following questions: 1.) Which transporters affect the production of primary saliva and its modification? 2.) What is the function of the transport-active salivary duct cells for the modification of the primary saliva? Electrolytic composition of the DA- and 5-HT-stimulated final saliva is not significantly different from each other, and is hypoosmotic to the Ringer used. Salivary duct cells are stimulated by DA and modify the primary saliva by a netto ion-reabsorption. My experiments also show that the duct cells, which are unstimulated during a 5-HT-stimulation of the gland, modify the primary saliva. In the next series of experiments I investigated the effects of ouabain, an inhibitor of the Na+-K+-ATPase, and bumetanide, an inhibitor of the NKCC on the rates of fluid secretion and the electrolytic composition of the final saliva. I found, that the activity of the Na+-K+-ATPase is important for the modification of DA-stimulated primary saliva during its flow through the stimulated duct system. In contrast, it is not important for modification of the 5-HT-stimulated primary saliva. Inhibition of the Na+-K+-ATPase does not affect rates of DA-stimulated fluid secretion, but it increases the rates of 5-HT-stimulated fluid secretion. Activity of the NKCC is important for both secretory processes: the ion and the fluid secretion. Inhibition of the NKCC results in a significant drop in the rates of fluid secretion after DA- and 5-HT-stimulation, as well as a drop in electrolytic concentrations in the saliva. In the second part of my work, I tried to measure changes in the intracellular ionic concentrations (Ca2+, Na+, and K+) within the acinar cells during a DA- or 5-HT-stimulation. The experiments should be performed by ratiometric imaging. Measurements with the Ca2+-sensitive dye Fura-2 did not show any global increase in the intracellular Ca2+-concentration in the p-cells of the acini. Problems concerning a bad loading of the cells, a strong autofluorescence which changed during the time course of the stimulation, as well as changes in the cell volume were the reason, that no measurements using Na+- or K+-sensitive dyes were performed. In the third part of my work I investigated the intracellular signalling pathways, which activate protein secretion after 5-HT-stimulation of the gland. A modified Bradford Assay was used for measuring the protein content in the final saliva. In a dose-response curve I showed that rates of protein secretion are dependent on the 5-HT-concentrations used to stimulate the glands. In another set of experiments I increased the intracellular concentrations of Ca2+, cAMP and / or cGMP, and measured the protein content in the final saliva. An increase in the intracellular Ca2+-concentration activates only a low rate of protein secretion. After an increase in the intracellular cAMP-concentration a much higher rate of protein secretion can be activated, which is not significantly different from the 5-HT stimulated rate of protein secretion. The cAMP-stimulated protein secretion can be further increased by a simultaneous rise in the intracellular Ca2+-concentration. In contrast, cGMP does not activate protein secretion. Therefore I propose the expression of an adenylyl cyclase activating 5-HT-receptor in the basolateral membrane of the protein secreting c-cells.

Estimation of the genetic correlations between twisted legs and growth or conformation traits in broiler chickens.

PubMed

Bihan-Duval, E L; Beaumont, C; Colleau, J J

1997-01-12

Genetic correlations between two types of leg deformities, valgus and varus angulations, and some growth or conformation traits were estimated in two commercial broiler strains. 14 264 chickens of both sexes in line A were measured for leg defects at 6 weeks and body weight at 3 (BW3) or 6 (BW6) weeks. The same measures were taken in line B on 8 164 chickens, as well as breast angle (BRA) and breast meat yield (BRM) at 6 weeks on 70% of the male birds. The multinomial logit model previously developed for the genetic analysis of valgus and varus deformities was extended to deal with the joint analysis of one unordered categorical trait and one continuous variable. The model assumed a competition between latent susceptibility variates related to the various deformities and linearly dependent on the continuous performances. Location parameters for latent susceptibilities and continuous trait were estimated by the 'Maximum A Posteriori' approach and dispersion parameters by the 'Maximum Marginal Likelihood' using a tilda-hat approximation. The genetic model took into account the effects of the sire, maternal grandsire and dam within maternal grandsire. As described in a previous study, leg deformities showed moderate heritabilities. Mean heritability estimate for both lines, based on the sire/maternal-grandsire (S/MGS) component, was equal to 0.22 for valgus and varus; when based on the dam component, mean estimates were equal to 0.37 and 0.29 for the two deformities respectively. Except for BRA, heritability of growth and conformation traits appeared to be smaller when based on S/MGS component (from 0.18 to 0.47) than on dam component (from 0.41 to 0.63). Very low genetic correlations were found between susceptibilities to leg deformities and growth performances: average estimates for both lines of the genetic correlation with BW3 were -0.03 and -0.05 for valgus and varus respectively. Respective genetic correlations with BW6 were estimated to be +0.05 and +0.01. According to a simulation study these small estimates were unlikely to be due to the negative back effects of severe disorders on growth performances. According to these results, including leg defects in breeding schemes would not delay improvement on growth through unfavourable genetic correlations. Susceptibility to valgus deformity appeared to be genetically independent of conformation traits (genetic correlation was estimated to be -0.06 and -0.08 with BRA and BRM respectively), whereas moderate unfavourable genetic correlations were found for varus (+0.16 and +0.19 with BRA and BRM respectively). Care must be taken when considering the impact of the actual intensive selection for greater conformation on the incidence of varus deformity. RÉSUMÉ: Les corrélations génétiques entre deux types de déformations osseuses, le valgus et le varus, et des caractères de croissance et de conformation ont été estimées dans deux lignées commerciales de poulet de type chair. Dans la lignée "A", 14 264 poulets des deux sexes ont été mesurés pour les problèmes de pattes à 6 semaines, ainsi que pour le poids vif aux âges de 3 et 6 semaines. Ces mêmes mesures ont été faites dans la lignée "B"sur 8 164 poulets; on disposait en plus pour un échantillon des animaux de cette lignée de la mesure de l'angle de poitrine et du rendement en filet à 6 semaines. Des développements du modèle logistique multinomial déjà utilisé pour l'analyse génétique des valgus et varus ont été réalisés pour permettre l'analyse conjointe de plusieurs caractères discrets non ordonnés et d'une variable continue. Le modèle d'analyse fait l'hypothèse d'une compétition entre plusieurs variables sous-jacentes de sensibilité aux déformations, dépendant linéairement de la performance continue. Les paramètres de position pour les sensibilités sous-jacentes et le caractère continu ont été estimés par l'approche bayésienne du "Maximum A Posteriori"et les paramètres de dispersion par une approximation de type tilde-hat du "Maximum de Vraisemblance Marginale". Le modèle génétique d'analyse comprenait les effets des père, grand-père maternel et mère intra grand-père. Comme démontré dans une étude précédente, la sensibilité aux problèmes de patte présente une héritabilité modérée. En moyenne sur les deux lignées, l'estimation obtenue par la voie père/grand-père maternel (P-GPM) est de 0.22 pour les deux déformations et celle pour la voie mère de 0.37 pour le valgus et de 0.29 pour le varus. A l'exception de l'angle de poitrine, l'héritabilité des caractères de croissance et de conformation apparaît largement supérieure par la voie mère (de 0.41 à 0.63) que par la voie P-GPM (de 0.18 à 0.47). Les corrélations génétiques entre les sensibilités aux déformations osseuses et les performances de croissance apparaissent très faibles: la moyenne des estimations de la corrélation avec le poids vif à 3 semaines est de -0.03 pour le valgus et -0.05 pour le varus. Les corrélations avec le poids à 6 semaines sont du même ordre, estimées à respectivement +0.05 et +0.01 pour les valgus et varus. Une étude par simulation a permis de vérifier que ces faibles corrélations n'étaient pas dues à des biais éventuels liés aux effets secondaires négatifs des pathologies sévères sur les performances de croissance. D'après ces rèsultats, la prise en compte en sélection de la sensibilité aux problèmes de pattes n'introdurait pas, par une corrélation génétique défavorable, de réponse indirecte négative sur le poids. Si la sensibilité au valgus apparaît génétiquement indépendante des caractères de conformation (avec des corrélations génétiques avec l'angle de poitrine et le pourcentage de filet estimées à -0.06 et -0.8 respectivement), la liaison génétique apparaît plutôt défavorable pour le varus: +0.16 et +0.19 respectivement avec l'angle et le pourcentage de filet. Ces résultats doivent inciter à surveiller l'impact sur l'incidence des varus des fortes pressions de sélection appliquées actuellement sur les caractères de conformation. ZUSAMMENFASSUNG: Genetische Korrelationen zwischen verbogenen Füßen und Wachstums- und Formmerkmalen in Broilern Genetische Korrelationen zwischen 2 Arten von Beindeformationen, Valgus und Varus Angulationen, und einigen Wachtums- und Formmerkmalen wurden bei zwei kommerziellen Broiler Herkünften geschätzt, 14 264 Hühner beiderlei Geschlechter wurden in Linie A auf Beinfehler bei 6 Wochen Alter und Körpergewicht bei 3 (BW3) und 6 Wochen (BW6) untersucht, in Linie B 8 164 Tiere, wo aber auch Brustwinkel (BRA) und Brustfleisch (BRM) von ca. 70% der Hähne erhoben worden ist. Das für die genetische Analyse von Valgus und Varus Deformationen entwickelte multinomiale logit Modell wurde für die gemeinsame Analyse eines ungeordneten kategorischen Merkmals und einer kontinuierlichen Variablen erweitert. Dieses unterstellt Kompetition zwischen latenter Anfälligkeiten für verschiedene Deformationen und lineare Beziehung zu kontinuierlich verteilter Leistung. Lokationsparameter wurden mittels "Maximum A Posteriori" Ansatz und Dispersionsparameter mittels "Maximum Marginaler Likelihood" unter Verwendung von 'tilde-hat' Approximation geschätzt. Das genetische Modell berücksichtigte Vater-, maternale Großvater- und Muttertier-innerhalb der letzteren-Wirkungen. Beindeformationen zeigen mittlere Heritabilitätswerte, 0.22 für Valgus and Varus aus Vater/maternalem Großvater Komponenten, 0.37 bez. 0.29 aus der Muttertierkomponente. Mit Ausnahme von BRA waren Heritabilitätswerte für Wachstum- und Formmerkmale aus S/MGS-Komponenten (0.18-0.47) kleiner als die aus Muttertierkomponenten (0.41-0.63). Genetische Korrelationen zwischen letzeren und Anfällikeiten waren sehr niedrig: zwischen BW3 und Valgus und Varus -0.03 bzw. -0.05, BW6 +0.05 und 0.01. Simulation zeigte, daß die niedrigen Werte kaum auf negative Rückwirkung der Defekte auf Leistung zurückzuführen sind, sodaß deren Berücksichtigung in der Selektion den Zuchtfortschritt nicht beeinträchtigen sollte. Valgusdeformation scheint genetisch unabhängig von Formmerkmalen zu sein (r(G) -0.06, -0.08 mit BRA und BRM), während Varus mäßig ungünstige Korrelationen zeigt (+0.16, -0.19 mit BRA und BRM), sodaß Selektion auf Bemuskelung dies zu beachten hat. 1997 Blackwell Verlag GmbH.

Entwicklung von Landnutzungsszenarien für landschaftsökologische Fragestellungen

NASA Astrophysics Data System (ADS)

Fritsch, Uta

2002-04-01

Die Landschaften Mitteleuropas sind das Resultat einer langwierigen Geschichte menschlicher Landnutzung mit ihren unterschiedlichen, z.T. konkurrierenden Nutzungsansprüchen. Durch eine überwiegend intensive Beanspruchung haben die direkten und indirekten Auswirkungen der Landnutzung in vielen Fällen zu Umweltproblemen geführt. Die Disziplin der Landschaftsökologie hat es sich zur Aufgabe gemacht, Konzepte für eine nachhaltige Nutzung der Landschaft zu entwickeln. Eine wichtige Fragestellung stellt dabei die Abschätzung der möglichen Folgen von Landnutzungsänderungen dar. Für die Analyse der relevanten Prozesse in der Landschaft werden häufig mathematische Modelle eingesetzt, welche es erlauben die Landschaft unter aktuellen Verhältnissen oder hinsichtlich veränderter Rahmenbedingungen zu untersuchen. Die hypothetische Änderung der Landnutzung, die als Landnutzungsszenario bezeichnet wird, verkörpert eine wesentliche Modifikation der Rahmenbedingungen, weil Landnutzung mageblich Einfluss auf die natürlichen Prozesse der Landschaft nimmt. Während die Antriebskräfte einer solchen Änderung überwiegend von sozio-ökonomischen und politischen Entscheidungen gesteuert werden, orientiert sich die exakte Verortung der Landnutzungsänderungen an den naturräumlichen Bedingungen und folgt z.T. erkennbaren Regeln. Anhand dieser Vorgaben ist es möglich, räumlich explizite Landnutzungsszenarien zu entwickeln, die als Eingangsdaten für die Modellierung verschiedener landschaftsökologischer Fragestellungen wie z.B. für die Untersuchung des Einflusses der Landnutzung auf den Wasserhaushalt, die Erosionsgefahr oder die Habitatqualität dienen können. Im Rahmen dieser Dissertation wurde das rasterbasierte deterministische Allokationsmodell luck (Land Use Change Scenario Kit) für die explizite Verortung der Landnutzungsänderungen entwickelt. Es basiert auf den in der Landschaftsökologie üblichen räumlichen Daten wie Landnutzung, Boden sowie Topographie und richtet sich bei der Szenarienableitung nach den Leitbildern der Landschaftsplanung. Das Modell fut auf der Hypothese, dass das Landnutzungsmuster als Funktion seiner landschaftsökologischen Faktoren beschrieben werden kann. Das Veränderungspotenzial einer Landnutzungseinheit resultiert im Modell aus einer Kombination der Bewertung der relativen Eignung des Standortes für die jeweilige Landnutzung und der Berücksichtigung von Standorteigenschaften der umliegenden Nachbarn. Die Durchführung der Landnutzungsänderung im Modell ist iterativ angelegt, um den graduellen Prozess des Landschaftswandels nachvollziehen zu können. Als Fallbeispiel für die Anwendung solcher räumlich expliziten Landnutzungsszenarien dient die Fragestellung, inwieweit Landnutzungsänderungen die Hochwasserentstehung beeinflussen. Um den Einfluss auf die Hochwasserentstehung für jede der Landnutzungskategorien – bebaute, landwirtschaftlich genutzte und naturnahe Flächen – abschätzen zu können, wird im Landnutzungsmodell luck exemplarisch für jede Kategorie ein Teilmodell für die Veränderung von Landnutzung angeboten: 1) Ausdehnung der Siedlungsfläche: Dieses Teilmodell fut auf der Annahme, dass sich Siedlungen nur in direkter Nachbarschaft bereits bestehender Bebauung und bevorzugt entlang von Entwicklungsachsen ausbreiten. Steile Hangneigungen stellen für potenzielle Standorte ein Hemmnis bei der Ausbreitung dar. 2) Stilllegung von Grenzertragsackerflächen: Gemä der Hypothese, dass sich die Stilllegung von Ackerflächen an der potenziellen Ertragsleistung der Standorte orientiert, werden in diesem Teilmodell alle Ackerstandorte dahingehend bewertet und die Flächen mit der geringsten Leistungsfähigkeit stillgelegt. Bei homogenen Gebietseigenschaften werden die Stilllegungsflächen zufällig auf die Ackerfläche verteilt. 3) Etablierung von Schutzgebieten in Ufer- und Auenbereichen: Ausgehend von der These, dass sich entlang von Flüssen sensible Flächen befinden, deren Schutz positive Folgen für das Leistungsvermögen der Landschaft haben kann, werden in diesem Teilmodell schützenswerte Ufer- und Auenbereiche auf derzeit landwirtschaftlich genutzten Flächen ausgewiesen. Die Gröe der Schutzgebietsfläche orientiert sich an der Morphologie der umgebenden Landschaft. Die drei Teilmodelle wurden hinsichtlich der implizierten Hypothesen mit vielen unterschiedlichen Ansätzen validiert. Das Resultat dieser intensiven Analyse zeigt für jedes Teilmodell eine zufriedenstellende Tauglichkeit. Die Modellierung der Landnutzungsänderungen wurden in drei mesoskaligen Flusseinzugsgebieten mit einer Fläche zwischen 100 und 500 km² durchgeführt, die sich markant in ihrer Landnutzung unterscheiden. Besonderer Wert wurde bei der Gebietsauswahl darauf gelegt, dass eines der Gebiete intensiv landwirtschaftlich genutzt wird, eines dicht besiedelt und eines vorwiegend bewaldet ist. Im Hinblick auf ihre Relevanz für die vorliegende Fragestellung wurden aus bestehenden Landnutzungstrends die Szenarien für (1) die prognostizierte Siedlungsfläche für das Jahr 2010, (2) die möglichen Konsequenzen des EU-weiten Beschlusses der Agenda 2000 und (3) die Novelle des Bundesnaturschutzgesetzes aus dem Jahr 2001 abgeleitet. Jedes Szenario wurde mit Hilfe des Modells auf die drei Untersuchungsgebiete angewendet. Dabei wurden für die Siedlungsausdehnung in allen drei Gebieten realistische Landnutzungsmuster generiert. Einschränkungen ergeben sich bei der Suche nach Grenzertragsstilllegungsflächen. Hier hat unter homogenen Gebietseigenschaften die zufällige Verteilung von Flächen für die Stilllegung zu einem unrealistischen Ergebnis geführt. Die Güte der Schutzgebietsausweisung ist mageblich an die aktuelle Landnutzung der Aue und die Morphologie des Geländes gebunden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Flächen in den Ufer- und Auenbereichen mehrheitlich unter derzeitiger Ackernutzung stehen und der Flusslauf sich in das Relief eingetieft hat. Exemplarisch werden für jeden Landnutzungstrend die hydrologischen Auswirkungen anhand eines historischen Hochwassers beschrieben, aus denen jedoch keine pauschale Aussage zum Einfluss der Landnutzung abgeleitet werden kann. Die Studie demonstriert die Bedeutung des Landnutzungsmusters für die natürlichen Prozesse in der Landschaft und unterstreicht die Notwendigkeit einer räumlich expliziten Modellierung für landschaftsökologische Fragestellungen in der Mesoskala. Today′s landscapes in Central Europe are the result of a long history of land-use, which is characterised by many different demands. The immediate and long-term consequences of predominantly intensive land-use have led to environmental problems in many cases. Therefore it is necessary to develop strategies for the maintenance of landscape efficiency which take into account the different claims of utilisation. In this context the estimation of possible impacts of land-use changes represents an important statement of problem. For the analysis of the relevant processes within the landscape, it is common to apply mathematical models. Such models enable the investigation of the landscape under current conditions or with regard to modified boundary conditions. A hypothetic alteration of land-use, which is termed as land-use scenario, represents a substantial modification of the boundary conditions, because land-use exerts a strong influence on the natural processes of the landscape. While the driving forces are predominantly governed by socio-economical and political decisions, the exact location of land-use changes within the landscape mainly depends on the natural conditions and follows partly transparent rules. With these presumptions it is possible to develop land-use scenarios, which can serve as input data for the modelling of different questions of landscape ecology such as the influence of land-use on the water balance, the danger of erosion or the quality of habitat characteristics. In the context of this thesis the grid-based deterministic allocation model luck (Land Use Change Scenario Kit) for the allocation of land-use changes was developed. It is based upon the types of spatial data, which are commonly used in landscape ecology, such as information on land-use, soils as well as topography. The derivation of scenarios follows the approaches of landscape planning. The model is based upon the hypothesis, that land-use structure can be described as a function of its landscape ecological factors. The potential of a site to become subject to land-use changes, results from a combination of its local qualities and the site characteristics of its neighbourhood. Land-use change is realised iteratively in order to simulate the gradual process of changes in the landscape. The influence of land-use changes on flood generation serves as a case study to demonstrate the need for spatial explicit land-use scenarios. For each land-use category – built up areas, agriculturally used areas and natural/semi-natural land – the model luck offers a submodel for investigating the effect of land-use changes on flood generation: 1) Expansion of settlement area: This submodel is based upon the assumption that settlements spread only in the neighbourhood of already existing built-up areas and preferentially along infrastructural axes of development. Steep slopes inhibit the spreading on potential locations. 2) Set-aside of marginal yield sites under agricultural use: Setting-aside of arable land is based on the hypothesis that the selection of arable land to be set-aside depends on the potential yield efficiency of the locations. Within this submodel all fields under agricultural use are valued to that effect and the ones with the least productive efficiency are selected as set-aside locations. In case of homogeneous area qualities the set-aside locations are selected randomly. 3) Establishment of protected areas in waterside and ripearian areas: This submodel takes into consideration that the protection of sensitive areas along the river courses may have positive consequences for the efficiency of the landscape. Therefore this submodel establishes protection zones on waterside and ripearian sites under currently agricultural use, that might be of value for nature conservation. The size of the protection area depends on the morphology of the surrounding landscape. The three submodels were validated with respect to the implied hypotheses by the help of many different approaches. The result of this intensive analysis shows a satisfying suitability for each of the submodels. The simulation of land-use changes was carried out for three mesoscale river catchments with an area between 100 and 500 km². Special attention was paid to the fact that these areas should be markingly different in their land-use: One study area is predominantly under intensive agricultural use, one is densely populated and the third one is covered by forest in large parts of the area. With regard to their relevance to the onhand question from existing land-use trends scenarios were derived for the prognosed settlement area for the year 2010, for the possible consequences of the EU-wide agreement of Agenda 2000 and for the amending federal conservation law dating to the year 2001, which enhances the enlargement of protected areas. Each scenario was applied to the three study areas utilizing the model luck. For the expansion of the settlement areas in all three study areas realistic land-use patterns were generated. Limitations arose only in the context of the search for marginal yield fields. Here, the random distribution of areas to be set-aside under homogeneous conditions led to unrealistic results. The quality of the establishment of protected areas in waterside and ripearian areas is substantially bound to current land-use and the morphology of the area. The best results for this submodel are achieved if waterside and ripearian areas are mainly arable land and if the river has lowered its course into the morphology. The hydrological consequences are described exemplarily for each land-use trend with a historical flood event. The interpretation of the hydrographs does not allow global statements about the influence of land-use. The study demonstrates the significance of land-use pattern for the natural processes in the landscape and underlines the necessity of spatially explicit modelling for landscape ecological questions at the mesoscale.

FORS am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte

NASA Astrophysics Data System (ADS)

1998-09-01

Erstes wissenschaftliches Beobachtungsinstrument liefert eindrucksvolle Bilder Entsprechend dem straffen Zeitplan wird das ESO Very Large Teleskop Projekt (VLT-Projekt) auf dem Cerro Paranal in Nord-Chile verwirklicht: die volle Betriebsbereitschaft des ersten der vier 8,2m-Einzelteleskope wird Anfang des nächsten Jahres erreicht sein. Am 15. September 1998 wurde ein weiterer wichtiger Meilenstein erfolgreich, rechtzeitig und innerhalb des Kostenplans erreicht. Nur wenige Tage nach seiner Montage am ersten 8,2m-Einzelteleskop des VLT (UT1) konnte FORS1 ( FO cal R educer and S pectrograph) als erstes einer Gruppe leistungsfähiger und komplexer wissenschaftlicher Instrumente seine Beobachtungstätigkeit beginnen. Von Anfang an konnte es eine Reihe exzellenter astronomischer Bilder aufnehmen. Dieses bedeutende Ereignis eröffnet eine Fülle neuer Möglichkeiten für die europäische Astronomie. FORS - ein Höhepunkt an Komplexität FORS1 und das zukünftige Zwillingsinstrument (FORS2) sind das Ergebnis einer der eingehendsten und fortschrittlichsten technologischen Studien, die je für ein Instrument der bodengebundenen Astronomie durchgeführt wurden. Dieses einzigartige Instrument ist nun im Cassegrain-Fokus installiert und verschwindet beinahe, trotz seiner Dimensionen von 3 x 1.5m (Gewicht 2.3t), unterhalb des riesigen 53 m 2 großen Zerodurspiegels. Um die große Spiegelfläche und die hervorragende Bildqualität von UT1 optimal auszunützen, wurde FORS speziell so konstruiert, daß es die lichtschwächsten und entferntesten Objekte im Weltall untersuchen kann. Bald wird dieses komplexe VLT-Instrument den europäischen Astronomen erlauben, die derzeitigen Beobachtungshorizonte entscheidend zu erweitern. Die beiden FORS-Instrumente sind Vielzweck-Beobachtungsinstrumente, die in mehreren unterschiedlichen Beobachtungsarten eingesetzt werden können. Beispielsweise können Bilder mit zwei verschiedenen Abbildungsmaßstäben (Vergrößerungen) sowie Spektren mit unterschiedlicher spektraler Auflösung von einzelnen oder mehreren Objekten aufgenommen werden. Dabei erlaubt der schnelle Wechsel zwischen den unterschiedlichen Beobachtungsarten z.B. zunächst die Aufnahme und direkt anschließend die Spektroskopie weit entfernter Galaxien. Damit kann dann u.a. die stellare Zusammensetzung und die Entfernung bestimmt werden. Als eines der leistungsfähigsten astronomischen Instrumente seiner Art wird FORS1 ein wahres Arbeitspferd für die Untersuchung des fernen Universums darstellen. Der Bau von FORS Das FORS-Projekt wird unter ESO-Kontrakt von einem Konsortium dreier deutscher astronomischer Institute durchgeführt, der Landessternwarte Heidelberg und den Universitäts-Sternwarten von Göttingen and München. Bis zur Beendigung des Projekts werden die beteiligten Institute Arbeit im Umfang von ca. 180 Mann-Jahren eingebracht haben. Bei der Landessternwarte Heidelberg lag die Leitung des Projekts. Hier wurde außerdem das gesamte optische System konstruiert, die Beschaffung der Komponenten der abbildenden Optik und der Zusatzoptiken für Spektroskopie und Polarimetrie durchgeführt und die spezielle Computersoftware geschrieben, mit der die von FORS gelieferten Daten verarbeitet und ausgewertet werden. Darüber hinaus wurde in der Werkstatt der Sternwarte ein Teleskopsimulator gebaut, mit dem alle wesentlichen Funktionen von FORS in Europa getestet werden konnten, bevor das Instrument zum Paranal (Chile) transportiert wurde. An der Universitäts-Sternwarte Göttingen wurden Konstruktion, Herstellung und Zusammenbau der gesamten Mechanik von FORS durchgeführt. Der größte Teil der Präzisionsteile, insbesondere der Multispalteinheit, wurde in der feinmechanischen Werkstatt der Sternwarte hergestellt. Die Beschaffung der großen Instrumentengehäuse und Flansche, die Computeranalysen für mechanische und thermische Stabilität des empfindlichen Spektrographen und die Herstellung der speziellen Werkzeuge für Handhabung, Wartung und Justierung lag ebenso in der Verantwortung dieser Sternwarte wie die Tests der zahlreichen opto- und elektromechanischen Funktionen. Die Universitäts-Sternwarte München war verantwortlich für das Projektmanagement, Integration und Test des gesamten Instruments im Labor, für Planung und Einbau aller Elektronik und Elektromechanik, sowie für Entwicklung und Test der gesamten Software, die FORS in allen Teilen vollständig per Computer steuert (z.B. Filter- und Grismräder, Verschlüsse, Spalteinheit für die Vielspaltspektroskopie, Masken, alle optischen Komponenten, Elektromotoren, Encoder usw.). Zusätzlich wurde Computersoftware geschrieben, mit der die komplexen astronomischen Beobachtungen mit FORS vorbereitet werden und das Verhalten des Instruments durch eine ständige Kontrolle der gesammelten wissenschaftlichen Daten überwacht wird. Als Gegenleistung für den Bau von FORS erhalten die Astronomen der drei beteiligten Institute des FORS-Konsortiums eine gewisse Anzahl von Nächten an "garantierter Beobachtungszeit" am VLT. In dieser Beobachtungszeit werden verschiedene Forschungsprojekte durchgeführt, deren Themen unter anderem von kleinen Körpern im äußeren Sonnensystem über Untersuchungen von Sternen im Endstadium und den von ihnen abgestoßenen Gaswolken bis zur Erforschung ferner Galaxien und Quasare reichen, die Aufschluß über die frühen Zeiten unseres Universums geben. Erste Tests von FORS1 am VLT-UT1: ein großartiger Erfolg Nach sorgfältiger Vorbereitung hat das FORS-Konsortium nun mit der Inbetriebnahme ("Commissioning") des Instruments begonnen. Dazu gehören ein eingehender Nachweis der spezifizierten Leistungsfähigkeit am Teleskop, die Überprüfung der korrekten Funktionsweise unter Softwaresteuerung vom Kontrollraum auf Paranal, und am Ende dieses Prozesses eine Demonstration, daß das Instrument seinen angestrebten wissenschaftlichen Zweck erfüllt. Während der Durchführung dieser Tests gelangen dem Commissioning-Team auf Paranal eine Reihe von Aufnahmen verschiedener astronomischer Objekte, von denen einige hier wiedergegeben sind. Sie wurden alle mit FORS in der Standardauflösung gewonnen (Bildfeldgröße 6.8 x 6.8 Bogenminuten, Pixelgröße 0.20 Bogensekunden) und zeigen einige der eindrucksvollen Möglichkeiten, die das neue Instrument bietet. Spiralgalaxie NGC 1288 ESO PR Photo 37a/98 ESO PR Photo 37a/98 [Preview - JPEG: 800 x 908 pix - 224k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3406 pix - 1.5Mb] Farbaufnahme der Spiralgalaxie NGC 1288, aufgenommen in der ersten Beobachtungsnacht von FORS ("Nacht des ersten Lichts"). Das erste Photo zeigt eine Dreifarbenaufnahme der schönen Spiralgalaxie NGC 1288 im südlichen Sternbild Fornax. PR Photo 37a/98 umfaßt das gesamte Feld, das mit der 2048 x 2048 Pixel großen CCD-Kamera abgebildet wurde. Es wurde aus drei CCD-Aufnahmen zusammengesetzt, die bei gutem Seeing in verschiedenen Farben in der "Nacht des ersten Lichts" (15. September 1998) aufgenommen wurden. Diese Galaxie mit einem Durchmesser von rund 200000 Lichtjahren ist etwa 300 Millionen Lichtjahre entfernt, ihre Fluchtgeschwindigkeit beträgt 4500 km/sec. Technische Informationen : Photo 37a/98 ist ein Komposit von drei Aufnahmen in den drei Filtern B (420nm, 6 Minuten belichtet), V (530nm, 3 Minuten) und I (800nm, 3 Minuten) während einer Periode mit 0.7 Bogensekunden Seeing. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten groß. Norden ist links, Osten unten. Entfernter Galaxienhaufen ESO PR Photo 37b/98 ESO PR Photo 37b/98 [Preview - JPEG: 657 x 800 pix - 248k] [High-Res - JPEG: 2465 x 3000 pix - 1.9Mb] Ein ungewöhnlicher Galaxienhaufen in der Umgebung des Quasars PB5763 . ESO PR Photo 37c/98 ESO PR Photo 37c/98 [Preview - JPEG: 670 x 800 pix - 272k] [High-Res - JPEG: 2512 x 3000 pix - 1.9Mb] Vergrößerung von PR Photo 37b/98; sie zeigt mehr Einzelheiten des ungewöhnlichen Galaxienhaufens. Die nächsten Photos wurden von einer 5-minütigen Aufnahme im Nahen Infrarot reproduziert, die ebenfalls in der "Nacht des ersten Lichts" von FORS1 (15. September 1998) gewonnen wurde. PR Photo 37b/98 zeigt einen Himmelsausschnitt in der Nähe des Quasars PB5763, in dem auch ein ungewöhnlicher, sehr weit entfernter Haufen von Galaxien zu sehen ist. Er besteht aus einer großen Zahl lichtschwacher Galaxien, die bisher noch nicht eingehend untersucht wurden. Dieser Haufen ist ein gutes Beispiel für die Art von Objekten, auf die viel Beobachtungszeit mit FORS verwendet werden wird, sobald der reguläre Beobachtungsbetrieb begonnen hat. Eine Vergrößerung des gleichen Feldes ist in PR Photo 37c/98 wiedergegeben. Sie zeigt die einzelnen Mitglieder dieses Galaxienhaufens im Detail. Man beachte besonders die interessante spindelförmige Galaxie, die anscheinend einen äquatorialen Ring aufweist. Neben einer schönen Spiralgalaxie sind auch noch viele weitere lichtschwache Galaxien zu erkennen. Sie sind entweder Zwerggalaxien und Mitglieder des Haufens oder befinden sich sehr viel weiter entfernt im Hintergrund des Haufens. Technische Informationen : PR Photos 37b/98 (als Negativ reproduziert) und 37c/98 (Positiv) stammen von einer Aufnahme, die bei 0.8 Bogensekunden Seeing durch ein I-Filter (nahes Infrarot, 800nm) gewonnen wurde. Die Belichtungszeit betrug 5 Minuten, und es wurde eine Flatfield-Korrektur durchgeführt. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten bzw. 2.5 x 2.3 Bogenminuten groß. Norden ist links oben, Osten links unten. Spiralgalaxie NGC 1232 ESO PR Photo 37d/98 ESO PR Photo 37d/98 [Preview - JPEG: 800 x 912 pix - 760k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3420 pix - 5.7Mb] Ein Farbbild der Spiralgalaxie NGC 1232, aufgenommen am 21. September 1998. ESO PR Photo 37e/98 ESO PR Photo 37e/98 [Preview - JPEG: 800 x 961 pix - 480k] [High-Res - JPEG: 3000 x 3602 pix - 3.5Mb] Vergrößerung des Zentrums von PR Photo 37d/98. Dieses spektakuläre Bild der großen Spiralgalaxie NGC 1232 (Photo 37d/98) wurde am 21. September 1998 unter guten Beobachtungsbedingungen erhalten. Es wurde aus drei Einzelaufnahmen im ultravioletten, blauen und roten Licht zusammengesetzt. Die Farben der verschiedenen Regionen sind deutlich sichtbar: Das Zentralgebiet enthält ältere, rötlich leuchtende Sterne (Photo 37e/98), während die Spiralarme von jungen, bläulichen Sternen und roten Sternentstehungsgebieten bevölkert sind. Man beachte die gestörte Begleitgalaxie am linken Rand (Photo 37d/98), die wie der griechische Buchstabe "Theta" aussieht. NGC 1232 liegt 20 Grad südlich des Himmelsäquators im Sternbild Eridanus. Obwohl die Entfernung dieser Galaxie ungefähr 100 Millionen Lichtjahre beträgt, kann man auf Grund der exzellenten Bildqualität einen unglaublichen Reichtum an Details erkennen. Bei dieser Entfernung entspricht die Kantenlänge des Bildfeldes etwa 200000 Lichtjahren oder etwa der doppelten Größe unserer Milchstraße. Technische Informationen : Photos 37d/98 und 37e/98 sind ein Komposit von drei Aufnahmen in den drei Filtern U (360nm, 10 Minuten belichtet), B (420nm, 6 Minuten) und R (600nm, 2 Minuten 30 Sekunden) während einer Periode mit 0.7 Bogensekunden Seeing. Das gezeigte Feld ist 6.8 x 6.8 Bogenminuten bzw. 1.6 x 1.8 Bogenminuten groß. Norden ist oben, Osten links. Note: [1] Diese Pressemitteilung wird gemeinsam (auf Englisch und Deutsch) von der Europäischen Südsternwarte, der Landessternwarte Heidelberg und den Universitäts-Sternwarten Göttingen und München herausgegeben. An English Version of this Press Release is also available. Zugang zu ESO Presseinformationen ESO Presseinformationen werden im World Wide Web zur Verfügung gestellt (URL: http://www.eso.org/outreach/press-rel/). ESO Pressephotos dürfen veröffentlicht werden, wenn die Europäische Südsternwarte als Urheber genannt wird.