Zweitveröffentlichung / Die Anwendbarkeit der Verdünnungsmethode mit Hilfe des Markers Deuteriumoxid (D2O) zur in vivo-Erfassung der sich ändernden Körperzusammensetzung wurde an 53 Ziegenlämmern der Rasse Bunte Deutsche Edelziege im Gewichtsabschnitt von 4 kg bis 20 kg LM überprüft. Bei einer Lebendmasse von 4, 8, 12, 16 bzw. 20 kg wurde den Tieren nach einer 13- bis 18stündigen Nüchterung D2O injiziert und nach weiteren vier bis fünf Stunden Blutproben gezogen. Bei jeweils einem Teil der Tiere erfolgte anschließend die Schlachtung und die chemische Analyse der Körper zur Bestimmung des Ganzkörperwassergehaltes, der Chymusmasse und der Leerkörperzusammensetzung. Die Messungen der D2O-Konzentrationen in den Blutproben und die chemische Analyse der Ganzkörper ergaben eine Überschätzung des Ganzkörperwassergehaltes durch die Verdünnungsmethode um im Mittel 3,99 %. Zwischen dem chemisch bestimmten und dem geschätzten Wert besteht eine enge lineare Beziehung. Die Schätzung des Inhaltes des Gastro-Intestinaltraktes (Chymus) dient zur Schätzung der Leerkörpermasse. Dessen Variabilität lässt sich im Wesentlichen durch die Lebendmasse erklären. Die chemische Analyse der Tierkörper zeigte, dass die Zusammensetzung des fettfreien Leerkörpers im hohen Maß von der Leerkörpermasse abhängt. Anhand von allometrischen Regressionsgleichungen wurden die Bestandteile der fettfreien Leerkörpermasse geschätzt und daraus die Zusammensetzung des fetthaltigen Leerkörpers ermittelt. Der Vergleich der mittels chemischer Analyse bestimmten bzw. der Verdünnungsmethode geschätzten Leerkörperzusammensetzung ergab eine hohe Übereinstimmung beim Wasser-, Rohprotein- und Rohaschegehalt. Der Rohfettgehalt wies dagegen größere Abweichungen auf. Als Ursache wurde die Streuung der geschätzten Chymusmasse bzw. Chymuswassermasse aufgedeckt. Das Fazit ist, dass sich die D2O-Verdünnungsmethode zur in vivo-Bestimmung der sich ändernden Körperzusammensetzung von Ziegenlämmern im Gewichtsabschnitt von 4 kg bis 20 kg LM eignet. / On young goats (breed Bunte Deutsche Edelziege) with a live weight range of 4 kg up to 20 kg the suitability of the dilution method using the marker deuterated water (D2O) was checked in order to measure the changes of body composition during growth on living animals (in vivo). At a live weight of 4, 8, 12, 16 and 20 kg the animals received an intrave¬nous dose of D2O after a fastening time of 13 to 18 hours. Blood samples were taken after a waiting period of 4 to 5 hours. In connection with the last blood sample in each period a part of the animals were slaughtered to determine the total body water content, the digesta mass and the empty body composition by chemical analysis. The determination of the marker concentration in the blood samples and the chemical analysis of the total bodies showed that the dilution method overestimated total body water content by 3,99 %. There is a close linear relationship between the estimated and the chemically determined content of total body water. The estimation of the digesta mass serves for the estimation of the empty body mass. Its variation mainly depends on the live weight. The chemical analysis of the animal bodies revealed that the composition of the fat-free empty body is mainly dependent on the empty body mass. Using allometric equations the components of the fat-free empty body mass were estimated and thus the composition of the empty body could be calculated. The comparison of the chemically determined components with the estimated components of the empty body showed a high agreement concerning the content of water, protein and ash. However estimation of the fat content is less accurate. The reason is the variation of the estimated digesta mass and the digesta water mass. It can be concluded that the dilution technique using deuterated water is a practicable method to determine in vivo the changing body composition of growing kids with a live weight range of 4 kg up to 20 kg.

Diese Forschung dokumentiert einen nachhaltigen Bruch im 30-jährigen Rückgang des Anteils der Arbeitseinkommen nach der globalen Finanzkrise, der in den meisten Ländern konsistent und robust gegenüber verschiedenen Methoden ist. Seit 2008 haben sich die Arbeitseinkommensanteile in fortgeschrittenen Volkswirtschaften stabilisiert und in Entwicklungsländern erhöht, angetrieben durch ein stärkeres Wachstum des Kapital-Output-Verhältnisses in Entwicklungsländern, wie es durch eine neuartige Anwendung des Solow-Wachstumsmodells erklärt wird. Zweitens zeigt diese Dissertation mithilfe eines Ramsey-Modells, dass Handels- und Kreditbeschränkungen ein langfristiges Gleichgewicht schaffen, in dem der Süden und der Norden zu unterschiedlichen Pro-Kopf-Einkommen mit unterschiedlichen Raten konvergieren, während ihre Leistungsbilanzen unausgeglichen bleiben. Handel steigert langfristig das Pro-Kopf-Kapital im Vergleich zur Autarkie, wobei der Norden stärker profitiert. Das weltweite Durchschnittseinkommen ist jedoch am höchsten, wenn die Kreditbeschränkungen aufgehoben werden. Drittens überprüft diese Arbeit die Evidenz für konditionale Konvergenz im Zeitraum 1960–2017 über 130 Länder hinweg und zeigt, dass Entwicklungsländer schneller konvergieresn als fortgeschrittene Volkswirtschaften – ein statistisch signifikanter und robuster Befund. Zudem untersucht sie drei Aspekte der unbedingten Konvergenz: die Relevanz von Länder-Fixeffekten, die Häufigkeit unbedingter Konvergenz und den Zusammenhang zwischen Aufholprozessen und negativen Steigungskoeffizienten in Wachstumsregressionen. Die ersten beiden Aspekte stützen die Hypothese der konditionalen Konvergenz. / This research documents a sustained post-crisis break in the 30-year decline of the labor share, consistent across most countries and robust to various methods. Since 2008, labor shares have stabilized in advanced economies and risen in developing ones, driven by stronger capital–output growth in developing economies, as explained by a novel application of the Solow growth model. Second, using a Ramsey model, this dissertation shows that trade and borrowing constraints create a long-run equilibrium where South and North converge to different per capita incomes at different rates, with unbalanced current accounts. Trade raises long-run per capita capital compared to autarky, benefiting the North more. World average income is highest, however, when the borrowing constraint is eliminated. Third, this work reassesses the evidence on conditional convergence from 1960–2017 across 130 countries, showing faster convergence rates for developing countries than advanced ones—a statistically significant and robust result. It also examines three aspects of unconditional convergence: the relevance of country fixed effects, the commonality of unconditional convergence, and the link between catch-up and negative slope coefficients in growth regressions. The first two aspects support the conditional convergence.

With the advent of microelectronics and micromechanical systems, the benefits of miniaturized technology became evident. With the discovery of carbon nanotubes by Iijima in 1991, a material has been found that offers superior porperties such as high tensile strength, excellent electrical and heat conductivity while being lightweight, flexible and tunable by the specific atomic arrangement in its structure. The first part of this thesis deals with a new synthesis approach, which combines the known routes of chemical vapour deposition and laser ablation. The results concerning diameter and yield fit well within an established model for the nucleation and growth of carbon nanotubes and extend it by considering a larger parameter space. Furthermore, conventional laser ablation has been used to synthesize C-13 augmented carbon nanotubes, whose diameters depend among the usual synthesis parameters also on the C-13 content, an influence which is in line with the changed thermal conductivities of isotope mixtures. Manipulation of carbon nanotubes inside a transmission electron microscope forms the second part of this thesis. With the help of an in-situ nanomanipulator, several experiments involving the mechanical and electrical properties of carbon nanotubes have been performed. Two-probe resistances of individual nanotubes have been measured and the observation of individual shell failures allowed for the determination of current limits per carbon shell. With the help of electrical current, a nanotube was modified in its electrical characteristics by reshaping its structure. By application of DC-currents or square current pulses, the filling of iron- or cementite-filled multi-wall carbon nanotubes has been found to move in a polarity-defined direction guided by the nanotube walls. Depending on the current, nanotube shape, and composition of the filling different regimes of material transport have been identified, including the reworking of the inner nanotube shells. The application of a high driving current leads to a complete reworking of the host nanotube and the current-induced growth of carbonaceous nanostructures of changed morphology. Utilizing the obtained results, a transport mechanism involving momentum transfer from the electron wind to the filling atoms and a solid filling core during transport is developed and discussed. Finally, measurements of mechanical properties using electrically induced resonant or non-resonant vibrations inside the transmission electron microscope have been observed and important mechanical parameters have been determined with the help of a modified Euler-Bernoulli-beam approach. / Mit dem Aufkommen von Mikroelektronik und mikromechanischen Systemen wurden die Vorteile miniaturisierter Geräte augenscheinlich. Mit der Entdeckung von Kohlenstoff-Nanoröhren durch Iijima 1991 wurde ein Material gefunden, welches überlegene Eigenschaften wie hohe Festigkeit, exzellente elektrische und Wärmeleitfähigkeit zeigt, während es zeitgleich leicht und flexibel ist. Diese Eigentschaften können durch eine Änderung der spezifischen atomaren Anordnung in der Nanoröhrenhülle beeinflusst werden. Der erste Teil dieser Dissertationsschrift behandelt einen neuartigen Syntheseansatz, welche die bekannten Syntheserouten der chemischen Gasphasenabscheidung und Laserablation kombiniert. Die Ergebnisse bezüglich des Durchmessers und der Ausbeute lassen sich gut mit einem etablierten Modell der Nukleation und des Wachstums von Kohlenstoff-Nanoröhren beschreiben - sie erweitern es, indem sie einen größeren Parameterraum berücksichtigen. Des Weiteren wurde konventionelle Laserablation benutzt, um C-13 angereicherte Kohlenstoff-Nanoröhren herzustellen, deren Durchmesser nicht nur von den üblichen Parametern, sondern auch vom C-13 Anteil abhängt. Diese Abhängigkeit geht mit der veränderten thermischen Leitfähigkeit von Isotopenmischungen einher. Die Manipulation von Kohlenstoff-Nanoröhren in einem Transmission-Elektronenmikroskop formt den zweiten Teil der Dissertationschrift. Mit Hilfe eines in-situ Manipulators wurden vielfältige Experimente durchgeführt, um die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Kohlenstoff-Nanoröhren zu bestimmen. Zweipunktmessungen des Widerstands einzelner Nanoröhren und die Beobachtung des Versagens einzelner Kohlenstoffschichten erlaubte die Bestimmung der Stromtragfähigkeit einzelner Hüllen. Mit Hilfe eines elektrischen Stromes konnte eine Nanoröhre durch die veränderung der Struktur in ihren elektrischen Eigenschaften verändert werden. Unter Verwendung dauerhaften oder gepulsten Gleichstroms konnte die Eisen- oder Zementit-Füllung der Kohlenstoff-Nanoröhren in eine polaritätsabhängige Richtung bewegt werden. Die Füllung wurde dabei durch die Wände der Nanoröhre geführt. Abhängig von Strom, Form der Nanoröhre und Zusammensetzung der Füllung ließen sich verschiedene Bereiche des Materialtransports identifizieren, u.a. das Umarbeiten einiger innerer Kohlenstoffschichten. Ein hoher Strom hingegen bewirkt eine Umarbeitung der kompletten Nanoröhre und strominduziertes Wachstum von Kohlenstoff-Nanostrukturen mit veränderter Morphologie. Mit Hilfe der gewonnenen Resultate wurde ein Transportmodell entwickelt, welches den Impulstransfer von Elektronen an Füllungsatome sowie einen festen Füllungskern während des Transports diskutiert. Messungen der mechanischen Eigenschaften, welche mit Hilfe von resonanter oder nicht-resonanter elektrischer Anregung von Schwingungen im Transmissions-Elektronenmikroskop durchgeführt wurden bilden den Abschluss der Arbeit. Durch die Beobachtungen konnten mit einem modifizierten Euler-Bernoulli-Balkenmodell wichtige mechanische Eigenschaften bestimmt werden.

With the advent of microelectronics and micromechanical systems, the benefits of miniaturized technology became evident. With the discovery of carbon nanotubes by Iijima in 1991, a material has been found that offers superior porperties such as high tensile strength, excellent electrical and heat conductivity while being lightweight, flexible and tunable by the specific atomic arrangement in its structure. The first part of this thesis deals with a new synthesis approach, which combines the known routes of chemical vapour deposition and laser ablation. The results concerning diameter and yield fit well within an established model for the nucleation and growth of carbon nanotubes and extend it by considering a larger parameter space. Furthermore, conventional laser ablation has been used to synthesize C-13 augmented carbon nanotubes, whose diameters depend among the usual synthesis parameters also on the C-13 content, an influence which is in line with the changed thermal conductivities of isotope mixtures. Manipulation of carbon nanotubes inside a transmission electron microscope forms the second part of this thesis. With the help of an in-situ nanomanipulator, several experiments involving the mechanical and electrical properties of carbon nanotubes have been performed. Two-probe resistances of individual nanotubes have been measured and the observation of individual shell failures allowed for the determination of current limits per carbon shell. With the help of electrical current, a nanotube was modified in its electrical characteristics by reshaping its structure. By application of DC-currents or square current pulses, the filling of iron- or cementite-filled multi-wall carbon nanotubes has been found to move in a polarity-defined direction guided by the nanotube walls. Depending on the current, nanotube shape, and composition of the filling different regimes of material transport have been identified, including the reworking of the inner nanotube shells. The application of a high driving current leads to a complete reworking of the host nanotube and the current-induced growth of carbonaceous nanostructures of changed morphology. Utilizing the obtained results, a transport mechanism involving momentum transfer from the electron wind to the filling atoms and a solid filling core during transport is developed and discussed. Finally, measurements of mechanical properties using electrically induced resonant or non-resonant vibrations inside the transmission electron microscope have been observed and important mechanical parameters have been determined with the help of a modified Euler-Bernoulli-beam approach. / Mit dem Aufkommen von Mikroelektronik und mikromechanischen Systemen wurden die Vorteile miniaturisierter Geräte augenscheinlich. Mit der Entdeckung von Kohlenstoff-Nanoröhren durch Iijima 1991 wurde ein Material gefunden, welches überlegene Eigenschaften wie hohe Festigkeit, exzellente elektrische und Wärmeleitfähigkeit zeigt, während es zeitgleich leicht und flexibel ist. Diese Eigentschaften können durch eine Änderung der spezifischen atomaren Anordnung in der Nanoröhrenhülle beeinflusst werden. Der erste Teil dieser Dissertationsschrift behandelt einen neuartigen Syntheseansatz, welche die bekannten Syntheserouten der chemischen Gasphasenabscheidung und Laserablation kombiniert. Die Ergebnisse bezüglich des Durchmessers und der Ausbeute lassen sich gut mit einem etablierten Modell der Nukleation und des Wachstums von Kohlenstoff-Nanoröhren beschreiben - sie erweitern es, indem sie einen größeren Parameterraum berücksichtigen. Des Weiteren wurde konventionelle Laserablation benutzt, um C-13 angereicherte Kohlenstoff-Nanoröhren herzustellen, deren Durchmesser nicht nur von den üblichen Parametern, sondern auch vom C-13 Anteil abhängt. Diese Abhängigkeit geht mit der veränderten thermischen Leitfähigkeit von Isotopenmischungen einher. Die Manipulation von Kohlenstoff-Nanoröhren in einem Transmission-Elektronenmikroskop formt den zweiten Teil der Dissertationschrift. Mit Hilfe eines in-situ Manipulators wurden vielfältige Experimente durchgeführt, um die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Kohlenstoff-Nanoröhren zu bestimmen. Zweipunktmessungen des Widerstands einzelner Nanoröhren und die Beobachtung des Versagens einzelner Kohlenstoffschichten erlaubte die Bestimmung der Stromtragfähigkeit einzelner Hüllen. Mit Hilfe eines elektrischen Stromes konnte eine Nanoröhre durch die veränderung der Struktur in ihren elektrischen Eigenschaften verändert werden. Unter Verwendung dauerhaften oder gepulsten Gleichstroms konnte die Eisen- oder Zementit-Füllung der Kohlenstoff-Nanoröhren in eine polaritätsabhängige Richtung bewegt werden. Die Füllung wurde dabei durch die Wände der Nanoröhre geführt. Abhängig von Strom, Form der Nanoröhre und Zusammensetzung der Füllung ließen sich verschiedene Bereiche des Materialtransports identifizieren, u.a. das Umarbeiten einiger innerer Kohlenstoffschichten. Ein hoher Strom hingegen bewirkt eine Umarbeitung der kompletten Nanoröhre und strominduziertes Wachstum von Kohlenstoff-Nanostrukturen mit veränderter Morphologie. Mit Hilfe der gewonnenen Resultate wurde ein Transportmodell entwickelt, welches den Impulstransfer von Elektronen an Füllungsatome sowie einen festen Füllungskern während des Transports diskutiert. Messungen der mechanischen Eigenschaften, welche mit Hilfe von resonanter oder nicht-resonanter elektrischer Anregung von Schwingungen im Transmissions-Elektronenmikroskop durchgeführt wurden bilden den Abschluss der Arbeit. Durch die Beobachtungen konnten mit einem modifizierten Euler-Bernoulli-Balkenmodell wichtige mechanische Eigenschaften bestimmt werden.

In Mitteleuropa werden zukünftig häufigere Trocken- und Hitzeperioden mit wirtschaftlichen Einbußen in der Waldwirtschaft erwartet. Die Douglasie (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) wird als Alternative für die wirtschaftlich bedeutsame, jedoch trockenheitsempfindliche Fichte diskutiert (Picea abies (L.) H.Karst.). Zwei Unterarten, die Küsten- (FDC) und die Inlandsdouglasie (FDI), sind im ausgedehnten natürlichen Verbreitungsgebiet in Nordamerika beheimatet, welches ein großes Potenzial für die Auswahl produktiver und trockenresistenter Herkünfte bietet. Unser Ziel war, die Trockenreaktion verschiedener Douglasienherkünfte unter Verknüpfung morphologischer und physiologischer Parameter und die der Trockenheitsresistenz bzw. -empfindlichkeit zugrundeliegenden Mechanismen zu erforschen. Ein Herkunftsversuch in Südwestdeutschland ermöglichte die Untersuchung 50-jähriger Douglasien verschiedener Herkünfte entlang eines Höhengradienten. Unter kontrollierten Bedingungen simulierten wir die Effekte einer Hitzewelle auf Jungbäume zweier Provenienzen. Wir analysierten die Kohlenstoff- und Sauerstoff-Stabilisotopenzusammensetzung, den Gaswechsel der Blätter, Veränderungen im Stoffwechsel und das Baumwachstum. Unsere Ergebnisse zeigen bei FDC aus humiden Regionen hohe Wachstumseinbußen unter Trockenheit und moderat bis stark verringerte stomatäre Leitfähigkeit, unterstützt durch Photoprotektion. FDC aus Regionen mit starker Sommertrockenheit reagierten kaum mit Stomataschluss und Wachstumseinbußen auf Trockenheit, jedoch mit starker Osmoregulation und Monoterpen-Emissionen, welche zur Trockenresistenz beitragen könnten. FDI aus einer ariden Region zeigten hohe An, geringes Wachstum und stark antioxidative und photoprotektive Mechanismen. Die Herkünfte unterscheiden sich stark in ihrer Trockenreaktion und ihren Schutzmechanismen. Der Anbau trockenresistenter Herkünfte wird an Standorten von Vorteil sein, für die eine Häufung von ariden Sommerperioden vorhergesagt wird. / In Central Europe, more frequent periods of dry and hot weather are expected in the future with economic losses in the forestry sector. Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) is discussed as a timber species alternative to the economically important but drought-sensitive spruce (Picea abies (L.) H. Karst.). Two subspecies, the coastal (FDC) and the interior Douglas-fir (FDI), are native to an extensive natural range in North America, offering a great potential for the selection of productive and drought tolerant provenances. Our goal was to investigate the drought response of different Douglas-fir provenances on the morphological and physiological level, as well as the mechanisms underlying drought resistance or susceptibility. A provenance trial in southwestern Germany established in 1958 allowed the study of 50-year-old Douglas-fir trees of diverse provenances along a height gradient. Under controlled conditions, we simulated the effects of a heat wave on young trees of two provenances. We analyzed carbon and oxygen stable isotopic composition, leaf gas exchange, changes in metabolism and tree growth. FDC from humid regions responded to drought with strong growth decline and a medium to strong stomatal closure, supported by enhanced instantaneous photoprotection. FDC from regions with very dry summer conditions showed a small growth decline and anisohydric regulation of stomatal conductance under drought, supported by high levels of osmotic adjustment. High monoterpene emissions might contribute to the drought resistance. FDI from an arid region showed high assimilation rates, low growth potential and a high antioxidant, photoprotective, drought and heat protective potential. The provenances differ greatly in their dry reaction and their protective mechanisms. The cultivation of drought resistant crops will be beneficial at sites predicted to accumulate arid summer periods.

Der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter Glutamat spielt eine grosse Rolle in der Gehirnentwicklung, wie neuronale Migration und Synaptogenese. Ob glutamaterge Stimulation für das Überleben entwickelnder Neuronen notwendig ist, war bislang jedoch unbekannt. Um zu untersuchen, ob eine Hemmung von Glutamatrezeptoren im unreifen Gehirn zu Neurodegeneration führt, wurden Ratten im Alter von 1 bis 31 Tagen für 24 Stunden mit dem N-Methyl-D-Aspartat-(NMDA) Glutamatrezeptorantagonisten Dizocilpin (MK801) behandelt. Die Dichte neuronaler Degeneration wurde mikroskopisch in Kupfer-Silber- und TUNEL- gefärbten Hirnschnittpräparaten ermittelt und Unterschiede mittels ANOVA analysiert (Signifikanzniveau p / The predominant excitatory neurotransmitter glutamate plays a major role in certain aspects of neural development. However, whether developing neurons depend on glutamate for survival remains unknown. To investigate if deprivation of glutamate stimulation in the immature mammalian brain causes neuronal cell death (apoptosis), rat pups aged 0 to 30 days were treated for 24 hours with dizocilpine maleate (MK801), an N-methyl-D-aspartate-(NMDA) glutamate receptor antagonist. Density of neural degeneration was evaluated by a stereological dissector method in cupric-silver and TUNEL-stained brain slices. Groups were compared by ANOVA and significance considered at p