"Prinzinger-Prinzip": 

Der Energieumsatz (rot) korreliert mit der Eimasse negativ, die Zeit der Bebrütung (blau) positiv . Ihr Produkt ist konstant (ca. 2 kJ/g).

Breeding time (blue) is positively, metabolic rate negatively correlated with egg-mass. The product of both is a constant (2kJ/g)   mehr (more)

Röntgenbild (X-ray):

Gänsegeier (Gyps fulvus) mit implantiertem

EKG-Sender und Höhenmessgerät

Griffon vulture with an implanted ECG-recorder and an altimeter on the back.

 

Röntgenbild (X-ray):

Herzknochen (weiß) eines Rindes 

(heart-bone - white colour - of a cow) 

Röntgenbild (X-ray):

Kiwi mit Ei im Bauchraum
(Kiwi with an egg in the abdomen)

Wiss. Arbeitsthemen mit Literaturauswahl (scientifc topics and a selected list of publications)

Im Fachbereich 15 “Biologie” der Johann Wolfgang Goethe Universität von 1984-2012  Inhaber der Professur „Stoffwechselphysiologie/vegetative Physiologie“ mit folgenden Forschungsschwerpunkten:

In the department 15 (biology) of the Johann Wolfgang Goethe-University from 1984-2012 professor for metabolic physiology/vegetative physiology focused on the following points:

 

 

1. Stoffwechselphysiologie (metabolic physiology)

Energiehaushalt von Tieren über Bestimmung des O2-Verbrauchs und der CO2-Produktion (Gasstoffwechsel, indirekte Kalorimetrie) an einem breiten Spektrum von Homoiothermen (Fledermäuse, Spitzmäuse, kleine Nager) mit Schwerpunkt Vögel: Vom 3 g Kolibri bis zum 100 kg Strauss an über 130 Arten. Bestimmungen der Körpertemperatur und ihrer Regulation sowie der Ernährungsphysiologie; Herz- und Blutparameter (Funktion und Struktur), Embryo- und Ontogenese der genannten Parameter, telemetrische Herzfrequenz-Messungen auch an freilebenden Vögeln (Sauerstoff-Puls). Spezielle physiologische Zustände/Eigenschaften (Starre, Torpor, Flugtypen, systematische Zugehörigkeit, Temperaturabhängigkeit, Tagesperiodik etc.).

 

Energy metabolism by determining O2-consumption and CO2-production (gaseous metabolism, indirect calorimetry) in a wide range of homoeothermic (bats, shrews, small rodents, birds)  and heterothermic animals (reptiles) with the main focus in birds: from the 3 g hummingbird to the 100 kg ostrich in over 100 different species with the following topics: Physiology of food consumption; body temperature-regulation; parameters of heart and blood (function, structure etc.), embryogeny and ontogeny of these parameters, telemetric measurements also in free-living birds (O2-pulse), special physiological strategies and characteristics (torpidity, hibernation, cold rigor, type of flying, systematic aspects, temperature dependency, muscle types and composition, circadian and annual rhythms).

 

 

Das linke Bild zeigt verschiedene Aspekte der Stoffwechselforschung am Institut (li oben: Huhn in einer Stoffwechselanlage; li mittig: Hornvogel unter Thermokamera zur Bestimmung des Wärmedurchgangs; li unten: Analysatoren für Kohlendioxyd-Produktion  und Sauerstoff-Verbrauch zur Bestimmung des Gasumsatzes). Damit lassen  sich der Energieumsatz und die Art der verstoffwechselten Nahrungsstoffe genau bestimmen; rechts: Röntgenaufnahme durch die Brustregion  eines Gänsegeiers. Intraperitoneal ist ein EKG-Telemetrie-Sender implantiert. Auf dem Rücken befindet sich ein Telemetrie-Sender, der Informationen über Flughöhe etc. meldet. Nachdem wir vorher im Labor den Sauerstoff-Puls  bestimmt hatten, konnten wir im Freiland die Energiekosten des Fluges messen. Das rechte Bild zeigt die Monografie aus unseren Stoffwechselmessungen an Vogeleiern.

 

The left picture shows different aspects of metabolic experiments (top: hen in a metabolic chamber; middle: thermo-picture of a hornbill to determine thermo-conductance; below: analysators for CO2 and O2 to determine gaseous metabolism and the use of different food – fat, protein, sugar). Picture in the middle: X-ray photograph through the breast region of a vulture; intraperitoneal implanted a telemetric ECG-transponder; on the back a radio tag (informations of flying height etc.). Including our data on oxygen-pulse (determined in the laboratory) we can calculate energy-costs of different flying-types.
The right photo shows a monograph of our results in embryogeny of metabolism in bird(s eggs).

Literatur (literature)

 

2. Ökologie/Ökophysiologie (ecophysiology)

Fragen des Naturschutzes allgemein; Brutbiologie, Ernährung, Verhaltens u.a.m. im ökologischen Kontext. Über viele Jahre Ansiedlung und Kontrolle hunderter Brutpaare der Mehlschwalbe in Oberschwaben (mit Karl Hund). 4 Jahrzehnte mit R. Ortlieb, B. Schaudt und L. Zier Aufnahme eines Stillgewässer-Kataster im Landkreis Ravensburg (über 300 Gewässer; 1989 Forschungsförderpreis des Dachverbandes Deutscher Avifaunisten). Region Frankfurt: Beteiligung an der Wiederansiedlung der Sumpfschildkröte in der Nidda.

 

General questions of nature conservation; breeding biology, feeding, behavior etc. of birds in its ecological context. 20 years investigations in colonization, breeding and youth development in nearly 10 thousand individuals of the House Martin (Delichon urbica) together with the late Karl Hund. For more than 4 decades compilation of the avifauna and its changes of more than 300 ponds and lakes in the south of western Germany (together with R. Ortlieb, B. Schaudt, L. Zier); for this work 1989 the price “Forschungsförderpreis des Dachverbandes Deutscher Avifaunisten DDA). In Frankfurt involvement in successful reintroduction of the marsh turtle and a lot of other projects.

Literatur (literature) 

 

3. Alter(n)s-Physiologie (physiology of ageing)

Zusammenhänge zwischen erreichbarem Alter und Faktoren wie Stoffwechselrate, Herztätigkeit, Körpermasse, Ernährung, Entwicklungstyp (altricial, praecocial), systematischer Zugehörigkeit, Physiologie (Poikilotherme, Homoiotherme), Embryogenese, Ontogenese und gerontologische Fragen allgemein. Entwicklung der „Theorie der maximalen Stoffwechselrate“ (1999 SANDOZ-Anerkennungspreis der „The International Association of Gerontology“).

Correlations between maximum age and factors like metabolic rate, heart frequency, body mass, feeding type, type of youth development (altricial, precocial), systematic order, physiology (poikilothermic, homoeothermic), embryogeny, ontogeny, and general questions of gerontology. Establishing the “Theory of maximal Metabolic Rate” (1999 SANDOZ-appreciation of the „The International Association of Gerontology“); several books on this topic (see literature).

- Das "Prinzinger-Prinzip"

 

Die Abbildung zeigt, wie Bebrütungsdauer BD (blaue Säule) in Tagen d (oben), Stoffwechselrate SWR  (rot) in J/g*h (Mitte) und der Gesamtenergieumsatz GEU in J/g im Laufe der Embryogenese bei verschieden großen Eiern und damit verschieden langen Bebrütungszeiten zusammenhängen. Alle Säulen sind in log-Skala dargestellt. Von li nach re: Fink (Brutzeit 14 d), Huhn (21 d), Höckerschwan (42 d). Das Produkt aus BD und SWR (unten, in log-Skala Summe der Säulen) ergibt einen konstanten  GEU; d.h., dass alle Vogelarten, unabhängig von Eigewicht und Brutdauer nach derselben Menge von rund 2J/g umgesetzter Energie schlüpfen. Das gleiche Ergebnis ergibt sich für die folgende Jugendentwicklung (20 kJ/g) und das Erwachsenen-Dasein bis zum Tod (2500 kJ/g). Diese Regel (Gesetz?) gilt auch für andere Tiere und letztlich auch für den Menschen =  „Stoffwechseltheorie des Alter(n)s“. Daraus folgt gleichzeitig, dass Tiere mit niedriger SWR länger leben, als solche mit hoher SWR (Schildkröten z.B. leben problemlos 200 Jahre). Diese Theorie („Prinzinger-Prinzip", aktuell z.B. „Die Welt“ vom 25.4.2014) wurde am Institut an zahlreichen Beispielen experimentell untersucht und bestätigt. Vgl. dazu die nachfolgenden Publikationen. Für diese Theorie wurde Prinzinger vom „Journal Frankfurt“  1998 zu einem der 10 Helden Frankfurt gekürt.

 

Above: Correlation of breeding time (BD; blue columns) in days d (above), metabolic rate SWR (red) in J/g*h (middle) and the total metabolic rate GEU in J/g during embryogeny in bird eggs of different masses and different breeding times. All columns are shown in logarithmic scaling. From left to right: finch (BD 14 d), hen (21 d), swan (42 d). The product BDxSWR (below) results in a constant GEU of 2 J/g; this is also valid for ontogeny (20 kJ/g) and adulthood (2500 kJ/g). This rule (with other values) is also valid for other animals and for men (ageing theory of maximal metabolic scope, see publications). That means that animals with low metabolic rate live longer than those with a high MR. For this theory P. was elected as one of the “10 heroes of Frankfurt” 1998.

Literatur (literature)

 

4. Verschiedenes (miscellaneous)

Dazu gehören verschiedene Themen, die nicht direkt einem der vorstehend genannten Bereichen zugeordnet werden können und überstreichen ein breites Spektrum: z.B. vom Testbericht über das Hybridauto „PRIUS“ von Toyota, das ich selber fahre, bis hin zu kooperativen biochemischen Arbeiten und molekularen Verwandschaftsanalysen bei Vögeln und einem Lehrbuch (gemeinsam mit Einhard Bezzel) „Ornithologie“.

Literatur (literature)