TY  - THES
A1  - Straube, Frank
T1  - Untersuchungen zur Rolle von CD8 bei der Aktivierung von gamma-delta-T-Zellen der Ratte
T1  - Investigation of the role of CD8 for the activation of rat gammadelta T cells
N2  - CD8 wird von thymisch gereiften a/b T Zellen als CD8ab-Heterodimer exprimiert und dient als Korezeptor bei der MHC Klasse I (MHC I) restringierten Antigenerkennung. In dieser Funktion stabilisiert CD8 die Bindung des T Zellrezeptors (TCR) an seinen Liganden (MHC I mit antigenem Peptid) und vermittelt darüber hinaus kostimulatorische Signale an die T Zelle. Die Antigene der g/d T Zellen sind bis auf einige Ausnahmen unbekannt, aber g/d T Zellen von Maus und Mensch weisen im allgemeinen höchstwahrscheinlich keine MHC-restringierte Antigenerkennung auf. Dementsprechend findet man auf den meisten g/d T Zellen dieser Spezies keinen der MHC-spezifischen Korezeptoren CD4 oder CD8. In auffälligem Gegensatz dazu exprimieren in der Milz der Ratte bis zu 80 Prozent der g/d T Zellen das CD8ab-Heterodimer. Um die mögliche Funktion von CD8ab auf g/d T Zellen besser zu verstehen, wurden zunächst die CD8-vermittelten Signale untersucht. Eine Schlüsselrolle bei der Initiierung der TCR-Signalkaskade kommt der mit CD8a assoziierten Proteintyrosinkinase p56lck zu. Diese ist, wie durch Kopräzipitationsexperimente gezeigt wurde, bei a/b und g/d T Zellen gleichermaßen mit CD8 assoziiert und zeigt dieselbe Kinaseaktivität. Weiterhin konnte in vitro ein kostimulatorisches Potential von CD8-spezifischen Antikörpern für a/b und g/d T Zellen gezeigt werden. Demnach besitzt CD8 auf a/b und g/d T Zellen prinzipiell eine vergleichbare Fähigkeit zur Übertragung kostimulatorischer Signale. Es war folglich naheliegend, einen Zusammenhang zwischen der CD8ab-Expression der g/d T Zellen mit einer möglichen MHC I estringierten Antigenerkennung zu prüfen. Da bisher keine Antigene für g/d T Zellen der Ratte bekannt sind, wurden die Antigen bindenden Regionen des g/d TCR analysiert. Bei Antigenrezeptoren von Mensch und Maus bestehen nämlich charakteristische Längenunterschiede zwischen den mit dem Antigen interagierenden CDR3-Proteinschleifen (englisch: complementarity determining regions), die in der Verknüfungsregion der V-, D- und J-Gensegmente codiert sind. Bei Maus und Mensch sind die CDR3-Längen der TCRd-Kette ähnlich variabel und etwa so lang wie bei der schweren Kette des B Zellrezeptors. Dagegen sind die CDR3-Regionen der TCRb-Kette sehr kurz, was wahrscheinlich durch die notwendige Interaktion des MHC-Peptid-Komplexes mit allen drei CDR-Schleifen bedingt wird. Daraus wurde geschlossen, daß die Bestimmung der CDR3d-Längen Aussagen über eine mögliche MHC-Restriktion von g/d T Zellen der Ratte erlauben sollte. Zur Durchführung der CDR3d-Längenanalysen wurde die Methode des Spektratyping etabliert. Hierfür wurden in der Milz häufig vorkommende TCRd V-Gensegmente (DV105 und fünf Mitglieder der ADV7-Familie) partiell kloniert und sequenziert. In CD8 positiven und negativen g/d T Zellen wurden sowohl DV105 als auch Mitglieder der ADV7-Familie jeweils etwa gleich häufig exprimiert. Spektratyp-Analysen ergaben in g/d T Zellen der Ratte für beide V-Genfamilien etwas längere CDR3d-Schleifen als bei der Maus; CD8ab positive, CD8aa positive und CD8 negative g/d T Zellen der Ratte besaßen identische Längenspektren. Demnach kann man die CD8ab-Expression von g/d T Zellen der Ratte nicht als Hinweis auf eine der klassischen MHC-Restriktion ähnliche Antigenerkennung werten. Als spezifische Eigenschaft von g/d T Zellen der Ratte wurde eine Modulation der CD8b-Genexpression nachgewiesen, die mit der Stärke des Aktivierungssignals zunahm. Nach Aktivierung in vitro exprimierte ein großer Teil zuvor CD8ab positiver g/d T Zellen nur noch das CD8aa-Homodimer, das auf MHC I restringierten a/b T Zellen deutlich schlechtere Korezeptoreigenschaften aufweist als das CD8ab-Heterodimer. Die Modulation war irreversibel, fand prätranslational statt und zeigte keine Einflüsse auf Effektorfunktionen der g/d T Zellen wie Interferon-g-Produktion oder zytotoxische Fähigkeiten. Über die physiologische Bedeutung dieser Modulation kann nur spekuliert werden, doch könnte sie ein Mechanismus sein, um den Schwellenwert für Signale einer erneuten T Zellaktivierung zu erhöhen. Darüber hinaus limitiert sie den Nutzen der CD8ab-Expression als Marker für die thymisch gereifte Linie von g/d T Zellen.
N2  - CD8 is expressed on thymus derived a/b T cells and serves as the co-receptor for MHC class I (MHC I) restricted antigen recognition. In this role CD8 stabilises the binding of the T cell receptor (TCR) to its ligand (MHC with antigenic peptide) and moreover transduces co-stimulatory signals to the T cell. Aside from few examples the antigens of g/d T cells are unknown, but mouse and human g/d T cells most probably do not possess a MHC restricted way of antigen recognition. Correspondingly most g/d T cells of these species do not express one of the MHC specific co-receptors CD4 or CD8. In striking contrast up to 80 per cent of splenic rat g/d T cells express the CD8ab heterodimer. To understand the putative function of CD8ab expressed by rat g/d T cells, CD8 signalling was investigated first. The protein tyrosine kinase p56lck plays a key role at the initiation of the TCR signalling cascade. This kinase is equally associated with CD8 on a/b and g/d T cells as found by co-precipitations, and it shows the same kinase activity there. Furthermore, in vitro a co-stimulatory potential of CD8 specific antibodies could be demonstrated for a/b and g/d T cells likewise. Therefore in principle, CD8 possesses similar co-stimulatory properties on rat a/b and g/d T cells. Consequently a correlation between CD8ab expression and a possible MHC I restriction of rat g/d T cells was tested. Because no antigens have been found for rat g/d T cells so far, the antigen binding regions of the g/d TCR were investigated. It is known that the complementarity determining region 3 (CDR3) protein loops, which are encoded by the region of V, D, and J gene segment joining, show characteristic length differences: CDR3 lengths of mouse and human TCRd chains show the same variability and are as long as CDR3 of the B cell receptor heavy chain. In contrast, the CDR3 regions of TCRb chains are very short, what probably results from the necessity of interaction between MHC and all three CDR loops. In consequence, determining the CDR3d lengths should allow predictions about a possible MHC restriction of rat g/d T cells. For CDR3d length analysis a method called spectratyping was established. First of all, common TCRd V segments from rat spleen (DV105 and five members of the ADV7 gene family) were cloned and sequenced partially. Both gene families were expressed in about the same frequency by CD8 negative and CD8 positive g/d T cells, respectively. For both V segment families the spectratyping analyses revealed somewhat longer CDR3d loops in rat than in mouse g/d T cells. CD8ab or CD8aa positive and CD8 negative g/d T cells showed exactly the same CDR3d length spectra. Therefore the CD8ab expression of rat g/d T cells is no indication for a MHC restricted antigen recognition. As a specific property of rat g/d T cells an activation dependent down modulation of the CD8b chain could be demonstrated, that increased with the strength of the activating signal. Following activation in vitro, a major percentage of g/d T cells which previously expressed CD8ab, solely expressed the CD8aa homodimer. On MHC I restricted a/b T cells CD8aa is known to show poor co-stimulatory potential compared to CD8ab. The modulation was irreversible, occurred on a pre-translational level and did not influence g/d T cell effector functions like interferon-g production or cytotoxicity. A physiological role of the modulation is speculative so but the CD8b modulation might be a mechanism to increase the signalling threshold for a following T cell activation. Moreover, the modulation limits the use of CD8ab expression as a marker for the thymically derived g/d T cell lineage.
KW  - Antigen CD8
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Aktivierung <Physiologie>
KW  - Korezeptor
KW  - gammadelta T Zelle
KW  - Ratte
KW  - CD8
KW  - coreceptor
KW  - gammadelta T cel l
KW  - rat
KW  - CD8
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2381
ER  - 
TY  - THES
A1  - Diele, Laurence Martine
T1  - Der Pulvermaar-Vulkan
N2  - Das etwa 20 000 Jahre alte Pulvermaar in der Westeifel besitzt einen 72 m tiefen, zentral liegenden See und einen stellenweise mindestens 45 m mächtigen Tuffwall. Durch seinen außergewöhnlich guten Erhaltungszustand nimmt es eine Sonderstellung ein. Um auch den Tiefbau dieser Struktur besser kennenzulernen, wurden geophysikalische Messungen mit dem Ziel einer dreidimensionalen Modellierung durchgeführt. Über beides wird in dieser Arbeit berichtet. Den Schwerpunkt der geophysikalischen Untersuchungen bildet ein Gravimetrieprogramm mit der Erstellung einer Schwerekarte des Pulvermaars und seiner Umgebung. Im Rahmen dieser Schweremessungen hat der Einsatz des GPS-Systems zur Vermessung ein besonderes Gewicht. Die Magnetfeldmessungen der Totalintensität konzentrieren sich mit einem dichten Meßnetz auf den Seebereich (Messungen im Boot). Mit Widerstands-Tiefensondierungen der Geoelektrik wird versucht, zu einer präziseren Bestimmung der Tuffmächtigkeiten zu gelangen. Die gewonnene Schwerekarte dient einer dreidimensionalen Modellierung auf der Basis der Freiluftanomalie mit dem Programm IGMAS. Die verhältnismäßig kleine (negative) Schwere-anomalie von 1 - 2 mGal über dem Pulvermaar läßt vermuten, daß ein Basaltkörper in das Diatrem eingebettet ist und zur kleinen Amplitude beiträgt. Die Magnetfeldmessungen er-härten diese Vorstellung; das Ergebnis einer einfachen Modellierung für ein diametrales Profil ist mit einem 40 m mächtigen Basaltkörper grob 120 m unter Seeoberfläche ver-träglich. Die Ergebnisse der gravimetrischen und magnetischen Modellierung, die Mächtigkeitsab-schätzungen für die pyroklastischen Ablagerungen aufgrund der Geoelektrik-Messungen sowie die Einbeziehung einer Volumenkalkulation für die Pyroklastika führen zu einem detaillierten Modell für das Pulvermaar, das sich insbesondere durch ein 2000 m tief reichendes Diatrem auszeichnet. Eine Bearbeitung des Schwerefeldes mit der Berechnung von Gradientenfeldern führt zu einem bisher von Maaren nicht bekannten Ergebnis: Um das Pulvermaar herum existiert ein Hof erniedrigter Dichte mit einem Durchmesser von grob 2 km. Als Ursache wird eine Auf-lockerung des Gesteins durch Streß-Wellen angenommen, die ihren Ursprung in den wiederholten starken Eruptionen der Maar-Entstehung haben. Ebenfalls die Gradienten-felder der Gravimetrie zeigen Zusammenhänge zwischen der Struktur des Maares und der regionalen Tektonik auf.
N2  - The Pulvermaar is located in the Westeifel volcanic field. It is roughly 20000 years old and contains a 72 m deep, centrally situated maar lake as well as a partially at least 45 m thick tuff-rim. The Pulvermaar is very exceptional due to its good state of preservation. To learn more about the underground body of this structure, geophysical investigations were carried out aiming at a three-dimensional modeling. The core of the geophysical investigations represented a gravimetrical program in order to create a gravitational anomaly map of the Pulvermaar and its surroundings. The use of the GPS-system was of special importance for the gravimetrical measurements. The magnetic field measurements of the total intensity were mainly conducted in a fine pattern all over the lake-side (measurements on a boat). With the help of geoelectrical resistivity soundings one tried to precisely determine the thickness of the tuff deposits. The resulting gravity anomaly map serves a three-dimensional modeling based on free air anomaly with the software-program IGMAS. The relatively small (negative) gravitational anomaly of 1-2 mGal above the Pulvermaar leads to the assumption that a basaltic body is embedded in the diatreme and contributes to the small amplitude. The magnetic field measurements support this conception. The result of a simple modeling of a diametrical profile fits to a 40 m thick basaltic body located in about 120 m below the surface of the lake. The gravimetric and magnetic modeling, the estimation of the thickness of the pyroclastic deposits based on geoelectrical measurements, and the calculation of the volumina of the pyroclastic rocks lead to a detailled model for the Pulvermaar. This is espeacially characterized by a 2000 m deep diatreme. The processing of the gravity field by a calculation of its gradient fields leads to a result which is yet unknown for maarvolcanoes: the Pulvermaar is surrounded by a 2 km-diameter halo of reduced density. This can be explained by a relaxation of the rocks caused by stress-waves which originate from the repeatedly heavy eruptions during the formation of maarvolcanoe. Also, the gradients fields of the gravity show correlations between the structure of the maarvolcanoe and the regional tectonic.
KW  - Eifel <West> / Moor
KW  - Geophysik
KW  - Gravimetrische Geodäsie
KW  - Dreidimensionale Computergraphik
KW  - Vulkanismus
KW  - Geophysik
KW  - Gravimetrie
KW  - Eifel
KW  - 3D-Modellierung
KW  - Geologie
KW  - volcanism
KW  - geophysics
KW  - gravimetry
KW  - Eifel
KW  - 3D-modelling
KW  - geology
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2397
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TY  - THES
A1  - Keilbach, Rupert
T1  - Minimalflächen und Björlingsches Problem in der Relativgeometrie
T1  - Minimal surfaces and Björling's problem in relative geometry
N2  - In dieser Arbeit beschäftigen wir uns mit Themen aus der affinen Hyperflächentheorie. Nachdem wir die euklidische Normale, die Blaschkesche Affinnormale, eine gewisse Einparameterfamilie von Relativnormalen und die zentroaffine Normale besprochen und eine neue Einparameterfamilie von Relativnormalen definiert haben, behandeln wir die folgenden drei Schwerpunkte: Zuerst befassen wir uns mit Minimalflächen bezüglich verschiedener Volumina und der Rolle der jeweiligen Mittleren Krümmung. Wir berechnen die erste und zweite Variation der Volumina, die von den Normalen der erwähnten Familien induziert werden. Hierbei stellen wir fest, daß die Mittlere Krümmung nicht immer das Verschwinden der ersten Variation des Volumens anzeigt. Anschließend übertragen wir die Begriffe Adjungierte und Assoziierte bei euklidischen Minimalflächen auf Affinminimalflächen: Analog zum euklidischen Fall kann man die Konormale einer Affinminimalfläche durch bestimmte ,,harmonische'' Abbildungen darstellen. Wir geben eine Methode an, wie man aus einer gegebenen Affinminimalfläche weitere gewinnt, indem man diese Abbildungen entsprechend modifiziert. Schließlich lösen wir eine Verallgemeinerung des Björlingschen Problems für Normalen der oben erwähnten Familien: Bei Vorgabe einer Kurve mit zwei Vektorfeldern und der Art der Normalisierung existiert - mit Ausnahmen - je genau eine elliptische und eine hyperbolische Fläche in (pseudo-)isothermen Parametern mit folgenden Eigenschaften: Die Kurve ist eine Parameterlinie, die Normale längs der Kurve stimmt mit dem einen Vektorfeld überein, die Konormale mit dem anderen und die Mittlere und Gaußsche Krümmung erfüllen eine vorgegebene Bedingung.
N2  - In this paper we deal with topics of the theory of affine hypersurfaces. After having discussed the euclidean normal, the Blaschke affine normal, a certain one-parameter family of relative normals, and the centroaffine normal and having defined a new one-parameter family of relative normals we treat the following three main subjects: First we examine minimal surfaces relative to different volumes and the influence of the respective mean curvature. We compute the first and second variation of the volumes induced by the normals of the mentioned families. With this we state that the mean curvature does not indicate allways the vanishing of the first variation of the volume. Subsequently we extend the terms adjoint and associated surfaces from euclidean minimal surfaces to affine minimal surfaces: In a similar way as in the euclidean case one can represent the conormal of an affine minimal surface by certain ''harmonic'' mappings. We present a method how to obtain from a given affine minimal surface other ones by modifying these mappings accordingly. Finally we solve a generalization of Björling' s problem for normals of the families mentioned above: Given a curve with two vector fields and the kind of the normalisation there exists - with exceptions - both a unique elliptic and a unique hyperbolic surface in (pseudo-)isothermic parameters with the following properties: The curve is a parameter line, the normal along the curve corresponds with one of the vector fields, the conormal with the other one, and the mean and Gaussian curvature satisfy a given condition.
KW  - Minimalfläche
KW  - Relativnormale
KW  - Relativnormale
KW  - Affinnormal
KW  - euklidische Normale
KW  - zentroaffine Normale
KW  - Volumen
KW  - Affinminimalfläche
KW  - Minimalfläche
KW  - Mittlere Krümmung
KW  - relative normal
KW  - affine normal
KW  - euclidean normal
KW  - centroaffine normal
KW  - volume
KW  - affine minimal surface
KW  - minimal surface
KW  - mean curvature
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2782
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TY  - THES
A1  - Keßler, Manuel
T1  - Die Ladyzhenskaya-Konstante in der numerischen Behandlung von Strömungsproblemen
T1  - Ladyzhenskaya's Constant in the Numerical Treatment of Fluid Flow Problems
N2  - Charakteristisch für die Lösbarkeit von elliptischen partiellen Differentialgleichungssystemen mit Nebenbedingungen ist das Auftreten einer inf-sup-Bedingung. Im prototypischen Fall der Stokes-Gleichungen ist diese auch als Ladyzhenskaya-Bedingung bekannt. Die Gültigkeit dieser Bedingung, bzw. die Existenz der zugehörigen Konstante ist eine Eigenschaft des Gebietes, innerhalb dessen die Differentialgleichung gelöst werden soll. Während die Existenz schon die Lösbarkeit garantiert, ist beispielsweise für Fehleraussagen bei der numerischen Approximation auch die Größe der Konstanten sehr wichtig. Insbesondere auch deshalb, weil eine ähnliche inf-sup-Bedingung auch bei der Diskretisierung mittel Finiter-Elemente-Methoden auftaucht, die hier Babuska-Brezzi-Bedingung heißt. Die Arbeit befaßt sich auf der einen Seite mit einer analytischen Abschätzung der Ladyzhenskaya-Konstante für verschiedene Gebiete, wobei Äquivalenzen mit verwandten Problemen aus der komplexen Analysis (Friedrichs-Ungleichung) und der Strukturmechanik (Kornsche Ungleichung) benutzt werden. Ein weiterer Teil befaßt sich mit dem Zusammenhang zwischen kontinuierlicher Ladyzhenskaya- Konstante und diskreter Babuska-Brezzi-Konstante. Die dabei gefundenen Ergebnisse werden mit Hilfe eines dazu entwickelten leistungsfähigen Finite-Elemente-Programmsystems numerisch verifiziert. Damit können erstmals genaue Abschätzungen der Konstanten in zwei und drei Dimensionen gefunden werden. Aufbauend auf diesen Resultaten wird ein schneller Lösungsalgorithmus für die Stokes-Gleichungen vorgeschlagen und anhand von problematischen Gebieten dessen Überlegenheit gegenüber klassischen Verfahren wie beispielsweise der Uzawa-Iteration demonstriert. Während selbst bei einfachen Geometrien eine Konvergenzbeschleunigung um einen Faktor 5 erwartet werden kann, sind in kritischen Fällen Faktoren bis zu 1000 möglich.
N2  - Characteristic for the existence and uniqueness of solutions of elliptic partial differential equation systems with constraints is the occurence of an inf-sup condition. For the typical example of Stokes's equations this is known as Ladyzhenskaya's condition. The validity of this condition or the existence of the corresponding constant is a property of the solution domain under consideration. While simple existence is sufficient for existence and uniqueness of a solution, the size of the constant is also of great interest, for example for error estimation of numerical approximations. An equivalent inf-sup condition is known for finite element discretisations of Stokes's equations. In this context it is called Babuska-Brezzi condition. This thesis is partly concerned with analytical estimates for the size of Ladyzhenskaya's constant. Since the problem is equivalent with another one from complex analysis (Friedrichs's inequality) and one from structural mechanics (Korn's equation), simpler techniques valid for those equations are used for the analysis of the present case. Another topic is the correspondence between the continous condition of Ladyzhenskaya and the discrete one of Babuska-Brezzi. The analytical findings are numerically verified by computations with a specially developed finite element system. For the first time precise estimates for the constants in two and three dimensions may be found. Using these results a fast solution algorithm for Stokes's equations is proposed. On some problematic domains it is demonstrated that the new algorithm is far superior to classic algorithms like Uzawa's iteration. While for simple geometries convergence is sped up by a factor of 5, in critical situations even a 1000 times faster convergence is possible.
KW  - Stokes-Gleichung
KW  - Stabilität
KW  - Finite-Elemente-Methode
KW  - Ladyzhenskaya Konstante
KW  - Babuska Brezzi Bedingung
KW  - Stokes Gleichung
KW  - Finite Elemente Methode
KW  - Uzawa Verfahren
KW  - Spektraltheorie
KW  - Eigenwert
KW  - Ladyzhenskaya constant
KW  - Babuska Brezzi condition
KW  - Stokes equation
KW  - finite element method
KW  - Uzawa iteration
KW  - spectral theory
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2791
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TY  - THES
A1  - Schmitz, Heinz
T1  - The Forbidden Pattern Approach to Concatenation Hierarchies
T1  - Verbotsmuster und Hierarchien regulärer sternfreier Sprachen
N2  - The thesis looks at the question asking for the computability of the dot-depth of star-free regular languages. Here one has to determine for a given star-free regular language the minimal number of alternations between concatenation on one hand, and intersection, union, complement on the other hand. This question was first raised in 1971 (Brzozowski/Cohen) and besides the extended star-heights problem usually refered to as one of the most difficult open questions on regular languages. The dot-depth problem can be captured formally by hierarchies of classes of star-free regular languages B(0), B(1/2), B(1), B(3/2),... and L(0), L(1/2), L(1), L(3/2),.... which are defined via alternating the closure under concatenation and Boolean operations, beginning with single alphabet letters. Now the question of dot-depth is the question whether these hierarchy classes have decidable membership problems. The thesis makes progress on this question using the so-called forbidden pattern approach: Classes of regular languages are characterized in terms of patterns in finite automata (subgraphs in the transition graph) that are not allowed. Such a characterization immediately implies the decidability of the respective class, since the absence of a certain pattern in a given automaton can be effectively verified. Before this work, the decidability of B(0), B(1/2), B(1) and L(0), L(1/2), L(1), L(3/2) were known. Here a detailed study of these classes with help of forbidden patterns is given which leads to new insights into their inner structure. Furthermore, the decidability of B(3/2) is proven. Based on these results a theory of pattern iteration is developed which leads to the introduction of two new hierarchies of star-free regular languages. These hierarchies are decidable on one hand, on the other hand they are in close connection to the classes B(n) and L(n). It remains an open question here whether they may in fact coincide. Some evidence is given in favour of this conjecture which opens a new way to attack the dot-depth problem. Moreover, it is shown that the class L(5/2) is decidable in the restricted case of a two-letter alphabet.
N2  - Die Arbeit beschaeftigt sich mit der Frage nach der Berechenbarkeit der Punkttiefe sternfreier regulaerer Sprachen. Dabei handelt es sich um die Aufgabe, zu einer gegebenen sternfreien regulaeren Sprache die minimal moegliche Anzahl von Wechseln zwischen den Operationen Konkatenation einerseits und Durchschnitt, Vereinigung, Komplement andererseits in einem sternfreien regulaeren Ausdruck fuer die gegebene Sprache zu bestimmen. Diese Frage wurde 1971 erstmals aufgeworfen (Brzozowski/Cohen) und gilt neben dem Problem der erweiterten Sternhoehe als eine der schwierigsten offenen Fragen der Theorie der regulaeren Sprachen. Formal fassen laesst sich das Problem der Punkttiefe durch Hierarchien von Klassen sternfreier regulaerer Sprachen B(0), B(1/2), B(1), B(3/2),...sowie L(0), L(1/2), L(1), L(3/2),.... die - ausgehend von einzelnen Buchstaben - mittels Alternierung zwischen Konkatenation und Booleschen Operationen definiert sind. Die Frage nach der Punkttiefe wird hier zur Frage nach der Entscheidbarkeit der Hierarchieklassen. In der Arbeit werden neue Fortschritte mittels sogenannter Verbotsmuster erzielt. Bei diesem Ansatz werden Klassen regulaerer Sprachen dadurch charakterisiert, dass in den zugehoerigen endlichen Automaten bestimmte Muster (Teilgraphen des Ueberfuehrungsgraphen) verboten werden. Gelingt eine solche Charakterisierung, folgt unmittelbar die Entscheidbarkeit der Klasse, da das Nichtvorhandensein eines Musters in einem gegebenen endlichen Automaten effektiv geprueft werden kann. Bisher war die Entscheidbarkeit von B(0), B(1/2), B(1) und L(0), L(1/2), L(1), L(3/2) bekannt. Mit Hilfe von Verbotsmustern erfolgt eine genaue Untersuchung dieser Klassen, die zu neuen Erkenntnissen ueber ihre innere Struktur fuehrt. Darueberhinaus gelingt der Nachweis der Entscheidbarkeit von B(3/2). Basierend auf diesen Ergebnissen wird eine Theorie der Verbotsmusteriteration entwickelt, die zur Einfuehrung von zwei neuen Hierarchien sternfreier regulaerer Sprachen fuehrt. Diese neuen Hierarchien sind zum einen entscheidbar, zum anderen stehen sie in enger Beziehung zu den Klassen B(n) und L(n). Es bleibt an dieser Stelle eine offene Frage, ob sie eventuell sogar mit ihnen uebereinstimmen. Fuer diese Vermutung werden einige Indizien gesammelt und somit ein neuer Weg fuer eine moegliche Loesung des Problems der Punkttiefe aufgezeigt. In diesem Zusammenhang erfolgt auch erstmals der Nachweis der Entscheidbarkeit der Klasse L(5/2) im eingeschraenkten Fall eines zweielementigen Alphabets.
KW  - Sternfreie Sprache
KW  - Dot-Depth-Hierarchie
KW  - Straubing-Th´erien-Hierarchie
KW  - Verbotenes Muster
KW  - Theoretische Informatik
KW  - reguläre Sprachen
KW  - endliche Automaten
KW  - Dot-Depth Problem
KW  - Entscheidbarkeit
KW  - Verbotsmuster
KW  - Theoretical Computer Science
KW  - regular languages
KW  - finite automata
KW  - dot-depth problem
KW  - decidability
KW  - forbidden patterns
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2832
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TY  - THES
A1  - Klügl, Franziska
T1  - Aktivitätsbasierte Verhaltensmodellierung und ihre Unterstützung bei Multiagentensimulationen
T1  - "Activity"-based Modelling of Behaviour and its Support for Multi-Agent Simulation
N2  - Durch Zusammenführung traditioneller Methoden zur individuenbasierten Simulation und dem Konzept der Multiagentensysteme steht mit der Multiagentensimulation eine Methodik zur Verfügung, die es ermöglicht, sowohl technisch als auch konzeptionell eine neue Ebene an Detaillierung bei Modellbildung und Simulation zu erreichen. Ein Modell beruht dabei auf dem Konzept einer Gesellschaft: Es besteht aus einer Menge interagierender, aber in ihren Entscheidungen autonomen Einheiten, den Agenten. Diese ändern durch ihre Aktionen ihre Umwelt und reagieren ebenso auf die für sie wahrnehmbaren Änderungen in der Umwelt. Durch die Simulation jedes Agenten zusammen mit der Umwelt, in der er "lebt", wird die Dynamik im Gesamtsystem beobachtbar. In der vorliegenden Dissertation wurde ein Repräsentationsschema für Multiagentensimulationen entwickelt werden, das es Fachexperten, wie zum Beispiel Biologen, ermöglicht, selbständig ohne traditionelles Programmieren Multiagentenmodelle zu implementieren und mit diesen Experimente durchzuführen. Dieses deklarative Schema beruht auf zwei Basiskonzepten: Der Körper eines Agenten besteht aus Zustandsvariablen. Das Verhalten des Agenten kann mit Regeln beschrieben werden. Ausgehend davon werden verschiedene Strukturierungsansätze behandelt. Das wichtigste Konzept ist das der "Aktivität", einer Art "Verhaltenszustand": Während der Agent in einer Aktivität A verweilt, führt er die zugehörigen Aktionen aus und dies solange, bis eine Regel feuert, die diese Aktivität beendet und eine neue Aktivität auswählt. Durch Indizierung dieser Regeln bei den zugehörigen Aktivitäten und Einführung von abstrakten Aktivitäten entsteht ein Schema für eine vielfältig strukturierbare Verhaltensbeschreibung. Zu diesem Schema wurde ein Interpreter entwickelt, der ein derartig repräsentiertes Modell ausführt und so Simulationsexperimente mit dem Multiagentenmodell erlaubt. Auf dieser Basis wurde die Modellierungs- und Experimentierumgebung SeSAm ("Shell für Simulierte Agentensysteme") entwickelt. Sie verwendet vorhandene Konzepte aus dem visuellen Programmieren. Mit dieser Umgebung wurden Anwendungsmodelle aus verschiedenen Domänen realisiert: Neben abstrakten Spielbeispielen waren dies vor allem Fragestellungen zu sozialen Insekten, z.B. zum Verhalten von Ameisen, Bienen oder der Interaktion zwischen Bienenvölkern und Milbenpopulationen.
N2  - In this thesis a representational scheme for multi-agent simulations was developed. This framework enables domain experts - e.g. biologists - to build models and carry out experiments without having to understand and use traditional programming languages. The resulting declarative framework is based on two concepts: the body of an agent can be modelled by a set of state variables. The behaviour of the agents can be described best by using rules. With this as a starting point various approaches for structuring the description are examined. The most important concept is the concept of "activity" - a kind of "behavioural state": While the agent is in a certain activity A, it carries out the sequence of actions that is associated with A - and continues with it until a rule fires thus terminating the activity A and selecting a new one. By indexing these rules at the activity they are terminating and by introducing abstract activities, a framework for behaviour modelling emerges that can be structured in multifarious ways. An interpreter executing this representation scheme was developed in order to allow simulation experiments with such a multi-agent model. This simulator was integrated into a modelling and simulation environment, named SeSAm ("Shell for Simulated Agent-Systems"). Using this framework several models in different application domains are implemented: They are ranging from simple games to complex models, especially of social insects - e.g. the behaviour of ants or bees or the interactions between bee hives and mite populations.
KW  - Agent <Informatik>
KW  - Simulation
KW  - Computersimulation
KW  - Mehragentensystem
KW  - Simulation
KW  - Modellierung
KW  - Multiagentensystem
KW  - Regelbasiertes System
KW  - Simulation
KW  - Modelling
KW  - Multi-agent system
KW  - Rule-based Systems
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-2874
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TY  - THES
A1  - Kempf, Jürgen
T1  - Klimageomorphologische Studien in Zentral-Namibia: Ein Beitrag zur Morpho-, Pedo- und Ökogenese
T1  - Geomorphological, Pedological and Geoecological Studies in Central Namiba: a contribution to landscape history
N2  - Es werden die Ergebnisse mehrjähriger geomorphologische, pedologischer und ökologischer Feldaufnahmen in Namibia vorgestellt. Der Schwerpunkt der Betrachtung lag auf einem West-Ost-Transekt im zentralen Drittel des Landes zwischen dem südlichen Wendekreis und der Etosha-Region. Das Transekt beschreibt einen klima-geomorphologischen Übergang vom namibischen Schelf, über das Litoral, die Namib-Rumpffläche, das Randstufenvorland mit dem Escarpment und das Hochland mit dem Windhoek-Okahandja-Becken bis zu den ausgedehnten Kontinentalbecken der Kalahari. Schelf, Randstufenvorland, Becken und Kalahari stellen dabei potentielle Akkumulationslandschaften, dar, Hochland und Namib-Fläche die zugehörigen Abtragungslandschaften. Der geomorphologische Formenschatz der Akkumulations- und Abtragungslandschaften wurde ebenso analytisch beschrieben, wie die landschaftsökologische Grundausstattung, v. a. Böden und Vegetation. Die jeweils ablaufenden Prozesse und Prozesskombinationen wurden mit klimatischen Daten in einem Ökosystemmodell verknüpft. Mit Hilfe dieses Modells wurden geomorphologische Reliktformen verschiedener Zeitalter im landschaftlichen Zusammenhang ökogenetisch interpretiert und ein historischer Ablauf der Milieugeschichte seit dem Endtertiär rekonstruiert. Unterstützend wurden Proxydaten, v. a. paläoökologische und geoarchäologische herangezogen.
N2  - The thesis presents results from long-term geomorphological, pedological and ecological research in Namibia. It focuses on a west-east transekt in the central part of the country between the Tropic of Capricorn and the Etosha Region. The transekt follows a climatic-geomorphological gradient from the Namibian shelf, the litoral region, the Namib peneplain, the escarpment with its forelands, the central highlands with the Windhoek-Okahandja basin up to the continental Kalahari basin. Shelf, pre-escarpment area and basins represent potential landscapes of sediment accumulation, peneplains and highland areas landscapes of correlative denudation and erosion. Climatic conditions, geomorphological features and processes, ecology, soils and vegetation of accumulative and denudative landscapes have been described and analysed. Recent and sub-recent geomorphological and geo-ecological processes have been combined with climatic data and a ecosystem model for Namibia was developed. The model was used to interpret geomorphological features and remnants of different ages in a historical chronology. A distinct history of geomorpholocical environments in Namibia was reconstructed. In addition palaeoecological and geo-archaeological proxy data were used to verify the interpretation.
KW  - Zentralnamibia
KW  - Klimamorphologie
KW  - Geomorphogenese
KW  - Bodenbildung
KW  - Namibia
KW  - Geomorphologie
KW  - Pedogenese
KW  - Geoökologie
KW  - Landschaftsgeschichte
KW  - Namibia
KW  - Geomorphology
KW  - Pedogenesis
KW  - Geo-Ecology
KW  - Landscape History
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5325
ER  - 
TY  - THES
A1  - Delvene Ibarrola, Graciela
T1  - Middle and Upper Jurassic bivalves from the Iberian Range (Spain)
T1  - Taxonomie und Palökologie der Bivalven im Mittel- und Oberjura der Keltiberischen Ketten (Spanien)
N2  - Previous work on Jurassic bivalves from the Iberian Range is reviewed, whereby emphasis is placed on Callovian-Kimmeridgian species. The taxonomy, distribution pattern and ecology of the bivalve fauna occurring in Middle and Upper Jurassic rocks of the Aragonian Branch of the Iberian Range have been analysed. For this purpose 14 sections and 5 additional outcrops, selected according to the abundance of bivalves, were measured in detail and sampled. The rocks studied belong to the Chelva, Yátova, Sot de Chera and Loriguilla formations of Callovian-Kimmeridgian age. The distribution of species of bivalves is given for each section. More than 3000 specimens of bivalves representing 83 species that belong to 46 genera and subgenera of the subclasses Palaeotaxodonta, Pteriomorphia, Isofilibranchia. Palaeoheterodonta, Heterodonta and Anomaldesmata have been used for the taxonomic analysis. One species is new: Plagiostoma fuersichi from the Callovian of the Chelva Fm. The autecology (trophic group and life habit) of each bivalve has been discussed. 49 samples of four sections habe been selected for a quantitative palaeoecological analysis of the bivalve fraction of the benthic fauna. Five bivalve associations and two assemblages are recognised by a Q-mode hierarchical cluster analysis (Ward method). The main environmental factors controlling bivalve associations are thought to be substrate, water energy and distribution of organic matter. The bivalves exhibit a distinct spatial and temporal distribution pattern within the Aragonian Branch. Four of the bivalve associations occur in the Upper Oxfordian (Sot de Chera Fm) and one association in the Lower Callovian (Chelva Fm). In the Sot de Chera and Loriguilla formations, the abundance of bivalves decreases from NW to SE i.e., from relatively close to the shore line towards the distal-most part of the carbonate platform. In the Chelva Fm. bivalves are abundant in the Ariño region, interpreted as a palaeogeographic high. The distribution of bivalves might have been largely controlled by the availability of nutrients.
N2  - Die Bivalvenfauna des Mittel- und Oberjura des Aragonesischen Abschnitts der Keltiberischen ketten wird nach taxonomischen, stratigraphischen, geographischen und palökologischen Gesichtspunkten analysiert. Dabei wurden frühere Arbeiten über Bivalven des Jura, insbesondere über Formen aus dem Callov im Oberjura, evaluiert. Es wurden 14 Detailprofile und fünf weitere Profile, die nach der Häufigkeit der Bivalven ausgewählt wurden, aufgenommen und beprobt. Das bearbeitete Material stammt aus den Formationen Chelva, Yátova, Sot de Chera und Loriguilla des Zeitabschnitts Callov-Kimmeridge. Für jedes Profil wird die stratigraphische Verteilung der Muschel-Taxa angegeben. Für die taxonomische Analyse wurden mehr als 3000 Individuen herangezogen. Sie repräsentieren 83 Taxa, die zu 46 Gattungen und Untergattungen der Unterklassen Palaeotaxodonta. Pterimorphia, Isofilibranchia, Palaeoheterodonta, Heterodonta und Anomalodesmata gehören. Eine Art, Plagiostoma fuersichi aus dem Callov der Chelva Formation, wird neu beschrieben. Für alle Bivalven wird ihre Autökologie (Ernährungsweise, Lebensweise) diskutiert. Aus vier Profilen wurden 49 Proben für eine quantitative palökologische Analyse des Bivalvenanteils des Makrobenthos ausgewählt. Mit Hilfe einer Q-mode Clusteranalyse ließen sich fünf Assoziationen und zwei Vergesellschaftungen ausscheiden. Die wichtigsten Umweltfaktoren, welche die Assoziationen beeinflussen, sind Substrabeschaffenheit, Wasserenergie und die Verteilung von organischen Material. Die Bivalven zeigen ein charakterisches zeitliches und räumliches Verteilungsmuster innerhalb der Aragonesischen Ketten. Vier Assoziationen treten im Ober-Oxford (Sot de Chera Formation) und eine Assoziation im Unter-Callov auf. In den Formationen Sot de Chera und Loriguilla nimmt die Häufigkeit der Bivalven von NW nach SE, bzw. von den proximalen Bereichen der Plattform zu den distalen Bereichen hin, ab. Die Bivalven der Chelva-Formation treten vermehrt im Gebiet von Ariño auf, das als Hochgebiet interpretiert wird. Die räumliche Verteilung der Bivalven wurde vermutlich zum größten Teil durch die Verfügbarkeit von Nahrung bestimmt.
KW  - Keltiberisches Gebirge
KW  - Jura <Geologie>
KW  - Fossile Muscheln
KW  - Systematik
KW  - Stratigraphie
KW  - Palökologie
KW  - Aragonien
KW  - Bivalven
KW  - Jura
KW  - Keltiberischen Ketten (Spanien)
KW  - Taxonomie
KW  - Palökologie
KW  - Bivalves
KW  - Jurassic
KW  - Iberian Range (Spain)
KW  - Taxonomy
KW  - Palaeoecology
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3119
ER  - 
TY  - THES
A1  - Biela, Alexander
T1  - Molekulare und funktionelle Charakterisierung von pflanzlichen Aquaporinen
T1  - Molecular and functional characterization of plant aquaporins
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurden pflanzliche Aquaporine aus Nicotiana tabacum und Samanea saman mit molekularbiologischen Methoden analysiert und durch heterologe Expression in Oozyten von Xenopus laevis funktionell charakterisiert. Das aus Tabak isolierte Aquaporin NtAQP1 wird am höchsten in Wurzeln exprimiert, ist trotz vorhandener Cysteine nicht quecksilbersensitiv und permeabel für Glycerin und Harnstoff. Sowohl eine Ionenleitfähigkeit, als auch eine Regulation auf Proteinebene konnten im Oozytensystem nicht nachgewiesen werden. Die Leguminose Samanea saman bewegt im Tag-/Nachtrhythmus ihre Fiederblätter und -stengel. Dieses wird durch Variieren des Turgors im Flexorgewebe von Pulvini realisiert. Während SsAQP1 in seinen Charakteristika mit NtAQP1 übereinstimmt, ist SsAQP2 quecksilbersensitiv und hoch selektiv für Wasser. Der für SsAQP2 ermittelte Permeabilitätskoeffizient war um den Faktor 10 höher als der von SsAQP1. Northern Experimente zeigten, dass SsAQP2 ausschließlich im Flexorgewebe exprimiert wird. Die Expression ist zum Zeitpunkt der Streckungsbewegung des Pulvinus um 7 Uhr am stärksten. Dagegen wurde SsAQP1 zu allen untersuchten Zeitpunkten nur schwach in Pulvini exprimiert.
N2  - Plant aquaporins from Nicotiana tabacum and Samanea saman were analysed with molecular techniques and functionally characterised by heterologous expression in Xenopus laevis oocytes. The tobacco aquaporin NtAQP1 is highly expressed in roots and flowers. Though it possesses several cysteines residues it is not sensitive to mercurials. Additionally NtAQP1 is permeable for glycerol and urea, but not for ions. A regulation on the protein level could not be detected. The leguminose Samanea saman moves its leaflets by bending or stretching of motor organs called pulvini. This turgor related movement is restricted to the flexor and accompanied by a high flow of water. While the characteristics of SsAQP1 resemble those of NtAQP1, SsAQP2 is sensitive to mercurials and highly selective for water. The calculated permeability coefficient of SsAQP2 was ten times higher than that for SsAQP1. Northern experiments revealed a high expression of SsAQP2 exclusively in the flexor tissue, when the pulvinus is stretching in the morning. In contrast, SsAQP1 is poorly expressed in pulvini.
KW  - Tabak
KW  - Regenbaum
KW  - Porin
KW  - Wassertransport
KW  - Molekularbiologie
KW  - Aquaporin
KW  - NtAQP1
KW  - SsAQP1
KW  - SsAQP2
KW  - Glycerin
KW  - Quecksilber
KW  - Oozyten
KW  - Pulvini
KW  - aquaporin
KW  - NtAQP1
KW  - SsAQP1
KW  - SsAQP2
KW  - glycerol
KW  - mercury
KW  - oocytes
KW  - pulvini
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3207
ER  - 
TY  - THES
A1  - Degenhardt, Birgit
T1  - Wachstum und physiologisches Verhalten von Zea mays bei multiplem Streß unter besonderer Berücksichtigung des Wurzelsystems
T1  - Growth and physiological behaviour of Zea mays under multiple stress with special focus on the root system
N2  - In der vorgestellten Arbeit wurden das Wachstum und das physiologische Verhalten von Zea mays auf Müllheizkraftwerk (MHKW) -Schlacke im Vergleich zu Gartenerde als Kulturmedium untersucht. Dabei stand das Wurzelsystem der Maispflanzen im Mittelpunkt des Interesses. Da feste Bodensubstrate verwendet wurden, mußten diese zu Beginn der Experimente chemisch, physikalisch und bodenbiologisch charakterisiert werden. Die Analyse der Schlacke zeigte, daß Schlacke ein multifaktorielles Streßsystem darstellt: Sie enthält einen hohen Gehalt an leicht löslichen Salzen, v.a. NaCl (bis zu 220 mM in der Bodenlösung). MHKW-Schlacke ist dagegen arm an Stickstoff und pflanzenverfügbarem Phosphat. Der pH-Wert der Bodenlösung von Schlacke ist stark alkalisch (pH 8.4 - 9.0). Darüber hinaus besitzt Schlacke einen hohen Gehalt an potentiell toxischen Schwermetallen und weist im Vergleich zum Kontrollsubstrat Gartenerde eine verdichtete Bodenstruktur mit erhöhtem mechanischen Widerstand auf. Im Vergleich zu der Kontroll-Anzucht auf Gartenerde reagierten die auf Schlacke kultivierten Mais-Pflanzen mit vermindertem Wachstum: Sproß und Wurzel erreichten nur die Hälfte der Länge der Kontrollpflanzen. Ein Vergleich der Biomassen von Sproß und Wurzel zeigte, daß das Sproßwachstum der Schlacke-Pflanzen stärker eingeschränkt ist als das Wurzelwachstum, woraus ein vergrößertes Wurzel / Sproß-Verhältnis resultiert. Das Wachstum von jungen Mais-Pflanzen auf Schlacke ist jedoch nicht in dem Maß eingeschränkt, wie es aufgrund der hohen Salzbelastung zu erwarten wäre. In einem Vergleichsexperiment mit Mais-Pflanzen, die in einer Nährlösung mit Zusatz von 100 mM NaCl kultiviert wurden, war das Wachstum erheblich schlechter und in den Blättern akkumulierte weitaus mehr Natrium als in Schlacke-Pflanzen. Hier wird der positive Einfluß des hohen Calciumgehaltes der Schlacke deutlich. Die Beeinträchtigung des Wachstums von Mais bei Kultur auf Schlacke wird hauptsächlich auf Phosphatmangel zurückgeführt, da durch Düngung eine beträchtliche Wachstumsverbesserung erzielt werden kann. Zudem wurden keine toxischen Konzentrationen an Schwermetallen im Blattgewebe von auf Schlacke kultivierten Pflanzen gefunden. Der Photosynthese-Apparat der Schlacke-kultivierten Pflanzen war sehr leistungsfähig: Es bestand keine Beeinträchtigung in der Energieverfügbarkeit (Quantenausbeute des Photosystems II) und die Lichtsättigung der photo-synthetischen Elektronentransportrate lag sogar höher als bei den Kontrollpflanzen. Die Bestimmung des „adenylate energy charge“ bestätigte diesen Sachverhalt. Das Wurzelsystem von Zea mays auf Schlacke wies strukturelle Veränderungen auf. Neben der verkürzten Wurzellänge und dem vergrößerten Wurzeldurchmesser der Schlacke-Pflanzen ergaben mikroskopische Untersuchungen, daß die Wurzeln durch Kultur auf Schlacke mit einer mechanischen Verstärkung reagieren: Stärker ausgeprägte tangentiale Zellwandverdickungen der Endodermis im tertiären Zustand und Zellwandmodifikationen in den radialen Zellwänden der Rhizodermis (Phi-Verdickungen). Für monokotyle Arten, insbesondere für Mais, gibt es bisher keine Beschreibung von Phi-Verdickungen in der Literatur. Gaschromatographische und massenspektrometrische Untersuchungen belegen, daß sich die Zellwände von auf Erde und Schlacke kultivierten Maiswurzeln im Hinblick auf den Gesamtgehalt an Lignin (endodermale Zellwandisolate) und in der Ligninzusammensetzung (hypodermale Zellwandisolate) unterscheiden: In Schlacke-kultivierten Maiswurzeln wurde ein höherer Anteil an dem Lignin-Monomer p Hydroxyphenyl gefunden, was zu einem höher verdichteten Lignin führt (Streßlignin). Die endodermalen Zellwände von auf Schlacke-kulivierten Pflanzen hatten dagegen einen höheren Gesamtlignin-Gehalt als die entsprechenden Kontrollen, was ebenfalls eine mechanische Verstärkung der Wurzel bewirkt. In Bezug auf Suberin konnten keine Unterschiede zwischen den verschiedenen Anzuchten gefunden werden, weder in den hypodermalen noch in den endodermalen Zellwandisolaten. Die verschiedenen Streßfaktoren führen demnach nicht zu einer verstärkten Imprägnierung der Zellwände mit lipophilem Material. Die Zellwände von Mais spielen eine wichtige Rolle bei der Immobilisierung von Schwermetallen. Die Zellwandisolate von auf Erde und Schlacke kultivierten Mais-Pflanzen wiesen je nach Schwermetall-Element 43 - 100 % des Gesamtgehaltes auf. Die absoluten Gehalte in den Zellwandisolaten von auf Schlacke angezogenen Pflanzen waren dabei höher als die entsprechenden Werte der Kontrolle. Eine Anreicherung in den Zellwänden wurde hauptsächlich für die Schwermetalle Zink, Blei, Nickel und Chrom beobachtet. Als unspezifische Streßantwort reagierten Maispflanzen auf die Kultur in Schlacke mit einer erhöhten Peroxidaseaktivität in der interzellulären Waschflüssigkeit. Die Peroxidaseaktivität des Symplastens der Wurzel unterscheidet sich zwischen den beiden Anzuchten dagegen nicht. Die Konzentration des Phytohormons Abscisinsäure (ABA) war in Blättern von auf Schlacke kultivierten Pflanzen von Zea mays und Vicia faba im Vergleich zu den Kontrollpflanzen erhöht. Dieser Anstieg ist eine Folge der erhöhten Salzbelastung der Schlacke, da die ABA-Gehalte entsprechender Blätter von auf gewaschener Schlacke kultivierten Pflanzen annähernd den Kontrollwerten entsprachen. Bei der Verteilung von ABA zwischen der Wurzel und der Bodenlösung der umliegenden Rhizosphäre konnte das als Anionenfalle bekannte Prinzip bestätigt werden. Nach diesem Modell reichert sich ABA im alkalischten Kompartiment an (hier: Schlacke-Bodenlösung). In den Wurzeln konnte nur in der Maiskultur auf Schlacke ein erhöhter Gehalt gefunden werden, nicht dagegen in der Vicia faba-Kultur. Dieser Unterschied liegt daran, daß Mais im Gegensatz zu Vicia faba eine exodermale Spezies ist und die Exodermis für ABA eine Barriere darstellt, was den ABA-Efflux in die Rhizosphäre verhindert. Im Wurzelgewebe von auf Schlacke kultivierten Maispflanzen wurde ein im Vergleich zur Kontrolle 15-facher Gehalt an wasserlöslichen, nicht proteingebundenen Sulfhydrylgruppen nachgewiesen. Diese auf Schwermetallstreß zurückzuführende Reaktion impliziert, daß die in der Schlacke-Bodenlösung vorhandenen Schwermetalle nicht ausreichend im Apoplasten zurückgehalten werden und bis in den Symplasten vordringen können.
N2  - In the present thesis the growth and physiological behaviour of Zea mays cultivated on municipal solid waste incinerator bottom slag and garden mould were investigated. Thereby the root system of the maize plants was of main interest. Since solid soil substrates were used, experiments started with the chemical, physical and microbiological characterisation. The analysis represents the bottom incinerator slag as a multifactorial stress system: Slag contains a considerable amount of highly soluble salts, mainly sodium chloride (up to 220 mM in the soil solution). However, slag is poor in nitrogen and plant available phosphate. The pH-value of the slag soil solution is very alkaline (pH 8.4 – 9.0). Furthermore, slag exhibits high levels of potential toxic heavy metals and presents a condensed soil matrix with strong mechanical impedance. Compared to the control culture on garden mould, maize plants cultivated on slag showed a reduced growth: shoot and root of slag cultivated plants reached only one half of the length of the control plants. On the other hand the comparison of the shoot and root biomass revealed, that the shoot growth of the slag plants was more reduced than the root growth, resulting in an increased root to shoot ratio. Observing young corn plants on slag, the growth is not decreased as such extensively as it would be expected by this high salt burden. In a comparative experiment maize plants were cultivated in hydroponic culture supplemented by 100 mM NaCl. Here the plant growth was considerable inferior and the maize leaves accumulated sodium in much higher amounts. This emphasises the positive influence of the high calcium content of the slag. The long lasting impaired growth from corn plants cultivated on slag is mainly due to phosphate deficiency, because a substantial amendment of growth can be obtained by fertilising. Furthermore, no toxic concentration of heavy metals was detected in the leaves of slag grown plants. The photosynthetic performance of slag cultivated plants is very efficient: the energy availability (quantum yield of the photosystem II) was not reduced and the light saturation of the photosynthetic electron transport rate was even higher than for the control plants. The determination of the adenylate energy charge confirms that fact. Cultivating corn on slag, structural modifications can be observed in the root system. Besides the reduced root length and the enlargement of the root diameter microscopic examinations revealed, that roots response with a mechanical strengthening. They form more intensive tangential cell wall thickenings of the endodermis in the tertiary state of development and cell wall modifications in the radial cell walls of the rhizodermis (phi thickenings). Phi thickenings in monocotyledons species especially for maize haven’t been reported in the literature to date. Gaschromatographic and mass spectrometric investigations showed, that cell walls of maize roots cultivated on garden mould and slag differ in the total amount of lignin (endodermal cell wall isolates) and in lignin composition (hypodermal cell wall isolates): In slag cultivated corn roots a larger proportion of the lignin monomer p hydroxyphenyl was detected, which results in higher condensed lignin. The higher amount of total lignin of the endodermal cell walls from slag grown plants also causes a mechanical strengthening of the root. With regard to suberin no differences were found between the cultures, neither in hypodermal nor in endodermal cell wall isolates. Therefore the various stress factors do not induce a stronger impregnation of the cell walls with lipophilic material. The cell walls of maize play an important role by immobilisation of heavy metals. Depending on the metal species, 43 - 100 % of the total amount of the metals was recovered in cell wall isolates of garden mould and slag cultivated maize plants. The absolute amounts in the cell wall isolates of slag cultivated plants were higher than the corresponding control values. An accumulation in the cell walls were found for the heavy metals zinc, lead, nickel and chrome. As a non specific answer to stress, roots of maize plants react on slag cultivation with a rise in activity of peroxidase. This increase was only manifested in the intercellular wash fluid but not in the symplast. The investigation of the phytohormone abscisic acid (ABA) revealed a higher concentration of ABA in leaves of Zea mays and Vicia faba plants cultivated on slag than for the control plants. That increase is due to the high salt burden of slag, because the ABA values of leaves of plants cultivated on washed slag correspond approximately to the control values. The distribution of ABA between roots and the soil solution of the rhizosphere match to the anion trap concept. In accordance with that model ABA is enriched in alkaline compartments (here slag-soil solution). However, in roots an increased amount of ABA was only detected for maize cultivated on slag, but not for Vicia faba. The reason for that difference between the two plant species is, that Zea mays is an exodermal species and its exodermis represents a barrier for ABA, reducing the ABA efflux into the rhizosphere. In the root tissue of slag cultivated maize plants a 15-fold amount of water soluble, non-proteinogen sulfhydrylgroups was detected. This may be an indication for heavy metal stress and implies, that heavy metal ions in slag soil solution can not be retained sufficiently by the apoplast and enter the symplast.
KW  - Mais
KW  - Wurzel
KW  - Stressreaktion
KW  - Schlacke
KW  - Pflanzenwachstum
KW  - Gartenerde
KW  - Zea mays
KW  - Wachstum
KW  - Physiologie
KW  - Stress
KW  - Wurzelsystem
KW  - Zea mays
KW  - growth
KW  - physiology
KW  - stress
KW  - rootsystem
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-16964
ER  -