The filling mechanism of the swimbladder

Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass die Erzeugung der hohen Gasdrucke, welche in der Schwimmblase von Tiefseefischen beobachtet werden, durchVervielfachung bekannter Konzentrier-Einzeleffekte in der durch das rete mirabile gegebenen Haarnadelgegenstromvorrichtung möglich ist.Der Konzentrier-Einzeleffekt — eine kleine Erhöhung der Gaskonzentration in den afferenten relativ zu benachbarten efferenten Kapillarelementen — dürfte bei allen Gasen durch eine geringe Erhöhung der Elektrolytkonzentration (Aussalzwirkung) zustande kommen.Im Falle von Sauerstoff überlagern sich der Aussalzwirkung bei Zusatz von Milchsäure die durch pH-Verschiebung bedingten Bohr- und Rooteffekte, wobei die Substanzen dem Blut am Scheitel des rete durch die dort befindliche Drüse zugefügt werden.Auf Grund der vorliegenden Berechnungen, die sich auf die beim Aal gegebenen Verhältnisse stützen, würde eine relative Erhöhung des Salzgehaltes um 0,02M/I im Falle von Stickstoff einen Einzeleffekt erzeugen, aus welchem infolge der durch das rete bewirkten Vervielfachung ein Partialdruck von etwa 25 Atm N₂ aufgebaut werden könnte.Eine relative Erhöhung des Milchsäuregehaltes in den efferenten Kapillaren um 45 mg% (beim Aalin vivo experimentell bestätigt) müsste für Sauerstoff einen Einzeleffekt hervorbringen, der bis zu Enddrucken von 3000 Atm multipliziert werden kann. Die genaue Analyse lässt in diesem Fall erkennen, dass bei niedrigen Partialdrücken der Bohr- und Rooteffekt, und nach Erreichung hoher O₂-Drücke, der Aussalzeffekt den im Gegenstrom vervielfachten Einzeleffekt bildet.Es wird ein Modellversuch beschrieben, bei welchem die Anreicherung eines Gases durch Vervielfachung des Aussalzeffektes in einer Gegenstromvorrichtung tatsächlich durchgeführt wurde.Es wird weiter darauf hingewiesen, dass der Vorgang im Gesamteffekt einenaktiven Transport darstellt und es wird die Herkunft der für einen solchen Vorgang benötigten freien Energie durch eine thermodynamische Betrachtung aufgezeigt.Im übrigen wurde versucht, die allgemeinen Prinzipien der Gegenstrom-Multiplikation verständlich zu machen, und bestehende Theorien über die Gaskonzentrierung in der Schwimmblase wurden im Lichte dieser Erkenntnisse einer sachlichen Diskussion und Kritik unterworfen.     

The variation in active tension with sarcomere length in vertebrate skeletal muscle and its relation to fibre width

Zusammenfassung Die Relation zwischen tetanischer Spannung und Sarkomerabstand wurde an der isolierten Semitendinosus-Faser des Frosches bei verschiedenen Graden von Hydratisierung der Faser untersucht. Es trat keine Veränderung des Länge-Spannungs-Verhältnisses auf, obwohl die Relation zwischen Länge-und Querschnittsdimensionen der Muskelfaser durch Immersion in den verschiedenen osmotischen Medien beträchtlich verschoben werden konnte. Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass das Länge-Spannungs-Diagramm durch den Grad des Überlappens zwischen den A- und I-Filamenten und nicht durch den Querabstand zwischen den Filamenten bestimmt wird.

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This study was supported by grants from the Muscular Dystrophy Association of America and from the Swedish Medical Research Council (No. B67-14x-184-03).     

New directions in the chemistry of natural products: The organic chemist as a pathfinder for biochemistry and medicine

Zusammenfassung Im Rückblick und Ausblick wird anhand einiger ausgewählter Arbeiten aus dem Laboratorium des Verfassers gezeigt, wie die Ziele und Methodologie der modernen Naturstoff-Forschung sich im Laufe der letzten 20 Jahre geändert haben. Noch immer kommen die unerwartetsten Anregungen für ungewöhnliche Strukturen aus der Natur, so zum Beispiel die neuen Tier-AlkaloideHistrionicotoxin und seine Begleiter, die an einem Spiro-cyclohexyl-piperidin-Skelett, Azetylen- und Allen-Seitenketten enthalten. Mehr noch als die Struktur interessiert beimBatrachotoxin die selektive Wirkung auf den passiven Transport von Natrium-Ionen durch Membranen elektrogener Gewebe, ein Effekt, der durchTetrodotoxin reversibel aufgehoben werden kann. Heute zählt man auch die Eiweiss-Stoffe zu den wichtigen Naturprodukten. Ihre Erforschung wurde durch die Einführung selektiver Spaltungsmethoden ermöglicht und erleichtert, was am Beispiel desImmunoglobulins und desKollagens gezeigt wird. Diese Spaltungsmethoden beruhen auf der Ausnutzung benachbarter Gruppen-Effekte, die weiterhin auch als Basis zum Ausbau von Enzym-Modellen dienen. Die Beschäftigung mit der Chemie der Überträgersubstanzen der Nervenfortleitung, wie Dopamin und Noradrenalin, führte zur Auffindung von6-Hydroxydopamin, das zum ersten Mal selektiv «chemische Sympathektomie» erlaubt. In der physiologischen Inaktivierung dieser Nervenhormone spielt dieBrenzkatechin O-Methyltransferase eine grosse Rolle im Stoffwechsel, der man durch Reindarstellung und Beschreibung des Enzyms näherzukommen versucht. Im Stoffwechsel von aromatischen Substraten bedeutet die ersteIsolierung eines Arenoxyds einen wichtigen Fortschritt. Ein derart labiles Stoffwechselprodukt spielt in der langfristigen Toxikologie aromatischer Arzneimittel und in der Ätiologie von Krebs durch cancerogene Kohlenwasserstoffe eine Rolle. Zum Studium von Oxydationsmechanismen mikrosomaler oder Modell-Hydroxylierungen wird als Kriterium mehr und mehr die sogenannteNIH-Verschiebung herangezogen.

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13. Paul Karrer Lecture, presented 30 June 1971, in the Aula of the University of Zurich. German title: Neue Ziele in der Naturstoffchemie: Der organische Chemiker als Wegbereiter der Biochemie und Medizin.     

A group of fatty acids with ‘tetramethylene interruption’ in the double bond system

Zusammenfassung In Blättern und Nüssen vonGinkgo biloba wurde eine Gruppe ungesättigter Fettsäuren gefunden, die in ihrer Struktur von der üblichen Anordnung der Doppelbindungen in Fettsäuren abweichen. Jede der ungewöhnlichen Säuren hat die «isolierte» Doppelbindung in ⁵-Position, was auf eine neuartige Biosynthese dieser Dien-, Trien- und Tetraensäuren hinweist.

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This work has been supported by a research grant from the National Institutes of Health (USPHS AM-05165) and by the Hormel Foundation.     

Isolation and physical-chemical characterization of a humoral,sleep inducing substance in rabbits (factor ‘delta’)

Zusammenfassung Das Hämodialysat schlafender Kaninchen (unter Einfluss thalamischer Reizung) wurde unter Kontrolle der «Delta-Schlaf»-induzierenden Aktivität fraktioniert. Nach Entsalzung über Sephadex G-10 wurde die hypnogene Fraktion durch anschliessende präparative Dünnschichtchromatographie in 6 verschiedene ninhydrin-positive Fraktionen getrennt (MG>Cl^–). Eine davon enthielt die hypnogene Aktivität. Diese Fraktion 2 wurde über Sephadex G-15 in 3 ninhydrin-positive Gipfel aufgetrennt. Nur die Fraktion mit dem geringstenV _e enthielt die hypnogene Aktivität. Durch Vergleich mit dem Elutionsvolumen von Markersubstanzen konnte für die aktive Substanz ein Molekulargewicht zwischen 355 und 1500 geschätzt werden. Präparative Hochspannungs-Papierelektrophorese trennte das aktive Material in vier Unterfraktionen. Nur eine elektrophoretisch und chromatographisch einheitliche Fraktion (2) enthielt die hypnogene Aktivität. Aus dieser Fraktion wurden nach saurer Hydrolyse mindestens 7 verschiedene Aminosäurereste freigesetzt. Dieses Resultat wurde durch Dansylierung vor und nach saurer Hydrolyse verifiziert; gleichzeitig wurden Artefakte durch kontaminierende Aminosäuren aus dem Papier ausgeschlossen. Die Ergebnisse lassen auf die Peptidnatur einer humoralen «Delta-Schlaf»-induzierenden Substanz schliessen (sleep factor delta).     

Alkaline phosphatase in synchronized human cells

Zusammenfassung Die Aktivität der alkalischen Phosphatase (AP) wurde in mit 5-Aminouracil synchronisierten Suspensionskulturen menschlicher Zellen histochemisch unter Benutzung von -Naphtholphosphat als Substrat und chemisch unter Benutzung vonp-Nitrophenylphosphat als Substrat untersucht. Die histochemischen Untersuchungen weisen auf eine gesteigerte AP-Aktivität in mitotischen und postmitotischen Zellen, insbesondere im Bereich der Kernmembran hin. Im Gegensatz dazu zeigen die Experimente mit synchronisierten Zellen eine weitgehend konstante AP-Aktivität während der gesamten DNS-Synthese, Mitose und unmittelbaren postmitotischen Phase. Die Ergebnisse der histochemischen Untersuchungen sprechen daher eher für eine intrazelluläre Verlagerung des Enzyms mit spezifischer Lokalisation und nicht für eine Steigerung der AP-Aktivität.

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USPHS Postdoctoral Fellow (National Cancer Institute Fellowship No. 2-F2-CA-13, 666-02).     

Corticoid and salicylate induction of gastric acid secretion in the vagotomized rat

Zusammenfassung An der narkotisierten Ratte wurde bei submuköser Anwendung der Einfluss von acetylsalicylischer Säure und Hydrokortisonacetat auf die Sekretion von Salzsäure in normalen und vagotomierten Tieren untersucht. Beide Stoffe hatten bei allen Tieren eine anregende Wirkung auf die Absonderung von Magensäure, die durch lokale Anwendung von Atropin gehemmt werden konnte. Es scheint wahrscheinlich, dass der ulcerogene Effekt von Salicylaten und Kortizoiden zumindest teilweise auf die direkte Stimulation des intramuralen Nervenplexus zurückzuführen ist.

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This investigation was supported by a PHS research grant, No. A-5560, from the Division of Pharmacology and Experimental Therapeutics, N.I.H. (USA).     

Inherited semisterility for control of harmful insects. I. Productions of semisterility due to translocation in the mosquito,Culex pipiens L., by X-rays

Zusammenfassung In Anbetracht der theoretischen und in einem Freilandexperiment bereits erwiesenen Möglichkeit der Bekämpfung von Schadinsekten durch Freilassung semisteriler Tiere wurde die Produktion von Translokationen und damit verbundener Semisterilität bei der StechmückeCulex pipiens untersucht. Die Totalrate der erzeugten Translokationen liegt bei Stechmücken im Vergleich zuDrosophila auffallend hoch. Es besteht offenbar eine Korrelation zwischen der Gesamtlänge der Chromosomen und der Translokationsrate.     

Influence of serotonin on the radiation sensitivity of lactate dehydrogenase

Zusammenfassung Die Veränderungen in der Strahlenempfindlichkeit von Milchsäuredehydrogenase durch Serotonin, gebraucht als Serotonin-Kreatinin-Sulfat, wurden spektralphotometrisch untersucht. Die Bestrahlungsdosen variierten zwischen 0–9 · 10⁵ R. Die Serotonin-Konzentrationen variierten zwischen 0–1,23 mM. Die D³⁷-Dosis für eine Serotonin-Konzentration von 246M ist ca. 34mal grösser als für die Kontrollen. Der Schutzeffekt kann durch eine Komplexbildung zwischen Serotonin und den Metallionen, die im Enzym-Molekül vorhanden sind, erklärt werden.     

Syringaldazine,an effective reagent for detecting laccase and peroxidase in fungi

Zusammenfassung Das Syringaaldehyd-azin ist eine hellgelbe, kristalline und leicht zu synthetisierende Verbindung, die in verdünnter alkoholischer Lösung von Laccase + Luftsauerstoff bzw. von Peroxydase + H₂O₂ unter Bildung eines intensiv purpurnen Pigments rasch oxydiert wird. Diese hochempfindliche Reaktion ist als Tüpfelprobe leicht anzuwenden und ergibt einen sehr spezifischen Nachweis dieser Phenoloxydasen in Pilzkulturen: Trägt man einige Tropfen verdünnter Azinlösung auf eine Pilzkultur auf, bildet sich an der Luft bei Anwesenheit von Laccase ein purpurner Fleck. Ist nur wenig Laccase vorhanden, wird die Probe nur rosa bis rot; bleibt sie farblos, ist keine Laccase vorhanden. Im letzteren Fall kann man verdünnte H₂O₂-Lösung an derselben Stelle auftropfen, um Peroxydase nachzuweisen. Färbt sich der Fleck dann lila rot, ist eine Peroxydase vorhanden. Der Nachweis von Peroxydase ist bei Anwesenheit von Laccase nicht möglich. Ist keine Laccase vorhanden, kann man eine Furoguajacin-Lösung (bzw. frisch hergestellte Guajaktinktur) an einer anderen Stelle der Kultur auftragen, um Tyrosinase nachzuweisen. Die Tyrosinase oxydiert das Azin überhaupt nicht. Mit Hilfe dieser eindeutigen und schnellen Nachweismethoden wird man den Zusammenhang zwischen der Bildung der verschiedenen Phenoloxydasen durch holz-zerstörende Pilze und deren Abbau von Holz und von Lignin besser untersuchen können.

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Maintained at Madison in cooperation with the University of Wisconsin.     

The metabolism of glutethimide (Doriden®)

Zusammenfassung In diesem Übersichtsreferat werden die Stoffwechselstudien mit dem Schlafmittel Doriden^® (-Phenyl--äthyl-glutarimid) geschildert, wobei alle bisher erzielten, teilweise noch nicht veröffentlichten Resultate zusammengefasst sind. Die Untersuchungen wurden an Ratten und Hunden mit Hilfe von¹⁴C-markierter Substanz durchgeführt, speziell im Hinblick auf die Abklärung der Resorption, Verteilung, Ausscheidung und Struktur der Metaboliten des Wirkstoffes. Es wurde gefunden, dass Doriden nach der Resorption in kurzer Zeit praktisch quantitativ in Form von Metaboliten im Harn ausgeschieden wird. Diese bestehen zu mehr als 90% aus Glucuroniden, welche untoxisch sind und keine sedative Wirkung mehr besitzen. Aus der Strukturaufklärung der isolierten Stoffwechselprodukte ging hervor, dass Doriden nach zwei verschiedenen biochemischen Mechanismen metabolisiert wird, und es konnte gezeigt werden, dass dies auf den verschiedenen Stoffwechsel der beiden Antipoden von -Phenyl--äthyl-glutarimid zurückzuführen ist. Versuche mit Gallenfistelratten liessen erkennen, dass 70% der Glucuronide über die Galle und 30% direkt renal ausgeschieden werden. Bei einer solchen Versuchsanordnung konnte eine biologische Halbwertszeit von Doriden von 6,5 h bestimmt werden. Verteilungsstudien mit¹⁴C-markiertem Doriden und mit markierten Glucuroniden nach oraler und parenteraler Gabe liessen erkennen, dass sich Doriden ähnlich wie die ultrakurzwirksamen Barbiturate verhält, indem es eine ausgesprochene Affinität zu lipoidem Gewebe aufweist. Die Glucuronide dagegen sind aus dem Magen-Darm-Trakt bedeutend schlechter resorbierbar, zeigen keine Affinität zu lipoiden Organen und werden — einmal im Blut angelangt — durch die Niere rasch und vollständig eliminiert.

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Registered Trade Mark.

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H. Keberle published previously under the name ofJ. Kebrle.     

The comparative physiology of respiratory organs

Zusammenfassung Es wird in diesem Artikel versucht, die Evolution der Atemmechanismen in verschiedenen Entwicklungsrichtungen darzustellen und die Korrelation, welche zwischen Tiergröße und Leistung besteht, aufzuweisen.Die einfachsten Atemeinrichtungen lassen nur geringe Körpergröße und niedrigen Stoffwechsel zu.Kiemen, wie sie bei Wasserorganismen ausgebildet sind, können eine hohe Wirksamkeit entwickeln und erlauben eine gesteigerte Körpergröße.Der Übergang zum Luftleben, wie er in der Geschichte der Vertebraten wirklich vor sich gegangen ist, brachte eine ganz erhebliche Herabsetzung der respiratorischen Wirksamkeit des Kreislaufs mit sich, die erst bei den warmblütigen Säugetieren und Vögeln vollständig überwunden werden konnte.Die Vogellungen, die einen Luftstrom vor- und rückwärts durch die Luftkapillaren treiben, sind sogar wirksamer als diejenigen der Säugetiere.Die Atempigmente im Blute vieler Tierformen zeigen interessante Anpassungen an den Sauerstoff- und Kohlensäuredruck, dem die Tiere ausgesetzt sind.Tracheenatmung, die hauptsächlich durch Diffusion von Sauerstoff durch ein System starrer Röhren hervorgebracht wird, setzt der möglichen Größe der Tracheaten eine feste Grenze, aber sie läßt innerhalb dieser Grenze eine große Mannigfaltigkeit zu.

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Compiled fromA. Krogh. Comparative Physiology of Respiratory Mechanisms, Philadelphia 1940.     

Renal excretion of calcium-disodium-ethylenediaminetetraacetic acid — A new tubular secretory mechanism?

Zusammenfassung Die Ausscheidungsgeschwindigkeit nach intravenöser Injektion von CaNa₂ÄDTA bei Ratten war höher als die des Inulins und änderte sich weder mit dem pH-Wert des Harnes noch mit der Belastung durch hohe Dosen von PAH, Diodrast, Probenecid oder Chinin. Bei den Hühnern hingegen wurde kein wesentlicher Unterschied zwischen der Ausscheidungsgeschwindigkeit von CaNa₂ÄDTA und Inulin gefunden und eine tubuläre Sekretion der ÄDTA konnte sogar bei der Anwendung der Methode vonSperber nicht bestätigt werden.     

The effect of sulphydryl agents on the ioxynilinhibited cyclic photophosphorylation in chloroplasts ofVicia faba L

Zusammenfassung Es wurde die Rolle von Cystein und Glutathion als Schutzmittel für Enzym-Sulfhydrylgruppen studiert. Zyklische Photophosphorylierung, durch PMS katalysiert und durch Herbizid Ioxynil gehemmt, kann durch Zugabe von 10M Cystein oder Glutathion wieder teilweise bis ständig hergestellt werden. Es wird eine Hypothese aufgestellt, wonach der Hemmungsmechanismus auf einer Radikal-Reaktion beruhe.     

Effect of pH on active sodium excretion

Zusammenfassung Die aktive Na-Ausscheidung Nareicher quergestreifter Muskeln konnte durch eine mässige Steigerung der Wasserstoffionekonzentration gehemmt werden. Obgleich der intensivere Kohlehydratstoffwechsel an und für sich die Na-Abgabe steigert, wurde dieser Effekt durch die Herabsetzung des pH unterdrückt.

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On leave from Department of Urology, University of Medicine, Budapest (Hungary).     

Synthesis of a biologically active analog of deamino-8-arginine-vasopressin which does not contain a disulphide bond

Zusammenfassung Die Synthese und Resultate einer vorläufigen biologischen Prüfung von Desamino-dicarba-Argvasopressin, einem Neurohypophysenhormon-Analogon, in dem die Schwefelbrücke durch eine äthylengruppe ersetzt ist, werden beschrieben.

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The tentatively proposed rules by the IUPAC-IBC were followed in the use of abbreviations: J. biol. Chem.241, 2491 (1966). Asu,-aminosuberic acid; -OSu, N-hydroxysuccinimide ester; Aoc-, -amyloxycarbonyl. The amino acids used were in thel-form.     

Statistical investigations on the relation between the ultra-violet rays of the sun and spasmophilic convulsions

Zusammenfassung Ein Zusammenhang zwischen meteorologischen Faktoren und Spasmophilie gilt bisher als nicht bewiesen. Die Verfasser haben diese Frage neu aufgegriffen und dabei folgendes gefunden: Tage, an denen Tetanieanfälle auftreten (33 Fälle), unterscheiden sich von beliebigen andern Tagen dadurch, daß sie auf eine durchschnittlich viermal größere Sonnenstrahlungsdauer während der vorausgehenden 10 Tage folgen. Die Verfasser haben weiterhin den Ultraviolettgehalt des Tageslichtes während der den Anfällen vorausgehenden 10 Tage berechnet. Er ist im Durchschnitt dreimal so groß als während beliebiger anderer 10 Tage. Da imt-Test die 5%-Grenze nicht überschritten wird, ist die Differenz statistisch (schwach) gesichert.Die Verfasser halten deshalb einen Zusammenhang zwischen spasmophilen Konvulsionen und UV-Gehalt des Tageslichtes für wahrscheinlich. Sie nehmen an, daß das UV über die Bildung von natürlichem Vitamin D zu einer Abnahme des ionisierten Ca (wie sie nach D₂-Stoß vonSartori gefunden wurde) und damit zu den Krämpfen führt. Möglicherweise spielt auch eine Ca-Entionisierung eine Rolle, die durch Einatmung organischer Kondensationskerne der Luft (nach UV-Aktivierung) zustande kommt.     

The biogenesis of theTabernanthe iboga alkaloids

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit schlägt eine Biogenese der Tabernanthe-Alkaloide vor, die von einem -Kondensationsprodukt von Tryptophan mit 3,4-Dioxyphenylalanin ausgeht. Der siebengliedrige Ring C dieser Alkaloide entsteht durch Ringöffnung und erneute Ringschliessung eines Oxydationsproduktes. Weitere Stufen umfassen eine Mannich-Kondensation, eine Reduktion und einen Ringschluss zu einer Hydroxycarboxyverbindung, aus der durch einfache Reaktionen Voacangin und Ibogain abgeleitet werden können.

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The Alkaloids ofTabernanthe Iboga, Part V.     

The turbidimetric evaluation of platelet aggregation caused by bacterial lipopolysaccharide

Zusammenfassung Die Aggregation von Blutplättchen durchEscherichia coli Endotoxin wurde untersucht: Die Blutplättchenanhäufung erweist sich anfänglich als langsam, dann aber als sehr schnelle Abnahme der optischen Dichte eines blutplättchenreichen Plasmas. Die schnelle Abnahme der optischen Dichte konnte durch Heparin, und zwar nur in grösserer Menge, unterdrückt werden. Der Beginn der schnellen Ansammlung wurde durch Adenosin verzögert, wobei aber Adenosin keine Wirkung auf den Grad der Anhäufung durch das Endotoxin hatte. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass in vitro Thrombin und Adenosindiphosphat die Thrombozytenaggregation durch Endotoxin unterstützen.

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Supported by U.S.P.H.S. grant No. H-7150.

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U.S.P.H.S. Research Career Development Award Recipient.     

On correlation between the generation age of the fathers and grandfathers and the intelligence of the descendants

Zusammenfassung Zur Erhärtung der oft formulierten Vermutung, dass hochbegabte Kinder meistens von älteren Eltern abstammen, wurde eine Serie von Untersuchungen durchgeführt an verschieden zusammengestellten Listen hervorragender Persönlichkeiten. Dabei stellte sich als wertvoll heraus, neben dem Alter des Vaters auch die Alter der beiden Grossväter heranzuziehen und die Summe dieser 3 Alter, die «väterliche Dreierzahl» zu benutzen. Im Resultat ergibt sich, dass die Alter der Väter unter 30 nur in weniger als 20% aller Fälle und zugleich «Dreierzahlen» unter 90 in weniger als 5% aller Fälle vorkommen. Die Hypothese, dass allgemein der IQ im Durchschnitt monoton mit der «Dreierzahl» wächst, wurde an einer Gruppe von 87 Schülern eines Gymnasiums getestet und durch den «Spearman rank correlation test» als signifikant mit der Fehlerwahrscheinlichkeit unter 4% nachgewiesen. Eher unerwartet, scheint das Alter des väterlichen Grossvaters stärkeres Gewicht zu haben als das des leiblichen Vaters.

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I should like to express my gratitude to ProfessorEduard Batschelet, Biomathematisches Institut der Universität Zürich, and ProfessorAlexander M. Ostrowski, Mathematisches Institut der Universität Basel, who both helped me in a very kind way with the significance computations and made many useful observations.

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Dedicated toAlexander M. Ostrowski on his 80th birthday.