Die Sehfelder der zentralen Ommatidien in den Appositionsaugen von Apis mellifica und Cataglyphis bicolor (Apidae,Formicidae; Hymenoptera)

Experimental equipment has been developed to make possible continuous recordings of intensity distribution curves as a function of angle of incidence of light in single ommatidia of arthropod compound eyes. — As preliminary experiment, the visual fields of ommatidia in Limulus, Apis and Cataglyphis have been ascertained without a light measuring instrument. A point source was moved through the visual field and the angular position of the light source on both sides of the visual field at which the rhabdome in the cut-off eye viewed from proximal turned dark was determined. In the dorsal part of the Limulus eye, the cranio-caudal width of the visual field is 42.6±0.3°. The width of the visual field of central ommatidia in Apis is 6.68±0.14° in the dorsoventral plane and 7.42±0.24° in the cranio-caudal direction, in Cataglyphis 15.5±0.5° and 12.5±0.4° respectively.— Similar Gaussian curves for light and dark adapted ommatidia resulted from the continuous recordings of intensity distribution curves in Apis. The rotatory symmetric curve of the worker bee has a half-width of =2.57°. The standardized curve of amplitude one may be approximated by the function y=exp (-0.41 [degree^–2] ²). In Cataglyphis, the half-width of the intensity distribution curve is =8.8° in the dorso-ventral plane and =6.8° in the cranio-caudal plane. Near the axis, the functions y=exp(-0.04 [degree^–2]²) and y=exp(-0.06 [degree^–2] ²) approximate the standardized curves. — Knowledge of intensity distributions in connection with interommatidial angles allows estimation of contrast transfer and resolving power of the array of the dioptric systems. Correlations with behavioural findings are attempted.

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Mit Unterstützung durch den Schweizerischen National-fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, Kredit Nr. 3.315.70, die Eidgenössische Konstruktionswerkstätte (Thun) sowie die Firmen Philips AG (Zürich) und Wild AG (Heerbrugg).     

Ausbildungsformen von kutikula und kutikularen kleinorganen bei der honigbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Ausbildungsformen der Kutikula bei Larve, Puppe und Imago werden beschrieben.Die Mächtigkeit der Kutikula ist abhängig von der Anzahl der sie aufbauenden Epidermiszellen.Polyploide Epidermiszellen bilden Verbände haarartiger, fächerartiger und höekerartiger Trichome, die teilweise die Länge der echten Haare übertreffen. Die Grö\Be der Trichombildung ist abhängig vom Polyploidiegrad der Bildungszellen.Borsten und Epithelzellen stehen in gesetzmäßigem Zusammenhang, der auf die Entwicklung aus Borsten-Epithel-Stammzellen zurückgeführt wird. Epidermiszellen können rich zu Nebenzellen differenzieren.Bei Gelenkflächen verhindern Trichome das Gleiten von Skleriten aufeinander. Bewegliche Gelenkmembranen ermöglichen starke Strekkungen. Die Epidermiszellen der Membranen werden in der Imago nicht rückgebildet.Sinnesorgane besitzen unterschiedliche Anzahlen von zugehörigen Epidermiszellen und Sinneszellen Bowie unterschiedliche Kernausstattung der Bildungszellen.Über Hautdrüsen bilden sich Kutikulasonderformen.Die Kastenmerkmale Trichome des Stachelapparates, Höcker des Pollenkneters und Widerhaken der Stechborsten differenzieren sich durch unterschiedlichen Polyploidiegrad der Bildungszellen. Die unterschiedliche Anzahl der Sammeltarsusborsten wird auf den untersehiedlichen Zeitpunkt der ersten differentiellen Teilung zurückgeführt.Bei den Porenplatten der Antennen, den Sinneskuppeln an den Stechborsten und den superfiziellen Postgenaldrüsen entwickelt sich die Arbeiterin wie bei den übrigen Merkmalen über das Stadium hinaus, auf dem die Konigin stehen bleibt. Die Befunde unterbauen die These von Demoll von der atavistischen Natur der Bienenkönigin.     

Bau und Entwicklung des Atmungssystems der Honigbiene (Apis mellifica L.)

Ohne ZusammenfassungErklärung der Abkürzungen in den Abbildungen A Sekundäranastomos im Thorax - al Trachea alarum - AL Oberlippen-Antennen-Luftsack-trachee - ana Analschlinge der Längsstäm me - ant Antennentrachee - Ant Antenne - apa Apicalschlinge der Ldngsstämme - Atr Atrium - b larvale Kopftrachee - Bm Bauchmark - BTr Basaltracheole - c larvale Kopftrachee - ci T. cephalica inferior - CLL Clypeusluftsack - COL Gehirn-Augenluftsack - cs T. cephalica superior - cu Cubitaltrachee - cvi T. cephalica visceralis - d T. dorsalis - de T. dorsalis exterior - dea T. dorsalis exterior anterior - dep T. dorsalis exterior posterior - di T. dorsalis interior - Dk Darmkanal - DML Doisalmuskelluftsack - DrK Drüsenkern - ds T. dorsalis superior - e larvale Kopftrachee - Ex Exuvie - Exf Exuvialflüssigkeit - EzK Endzellkern - f larvale Beintrachee - FRL Stirnluftsack - G Gehirn - Go Gonaden - J Intima - JBe Imaginalanlage der Beine - JFl Imaginalanlage der Flügel - iT inverse Trachee - k nymphale Kopftrachee - K Tracheenknotenpunkt im Kopf der Imago - K, K Tracheenknotenpunkte im Kopf der Nymphe - K Kern - l T. longitudinalis - lb Unterlippentrachee - Lb Unterlippe - lbr Oberlippentrachee - Lbr Oberlippe - lbt Unterlippentastertrachee - Lbt Unterlippentaster - LTL Lateralthoraxluftsack - M Membran - Ma Matrix - md Mandibeltrachee - Md Mandibel - MDa Mitteldarm - MdD Mandibeldrüse - me Medialtrachee - Me Öffnungsmuskel - Mg Malpighigefäße - Mo Schließmuskel - MPL Metapleuralluftsack - mx Maxillartrachee - Mx Maxille - MX Maxillarluftsack - N Nerv - o Augentrachee - oa vordere Augentrachee - oc Ocellartrachee - OCL Ocellarluftsack - Oe Oesophagus - oi untere Augentrachee - op hintere Augentrachee - Pa Porta atrii - PH Pharynx-Luftsack - Ps Pericardialsinus - r Analtrachee - R Rückengefäß - ra Radialtrachee - Re Rectum - RPa Rectalpapille - s T. stigmatis - Sg Unterschlundganglion - SGL Unterschlundganglienluftsack - SLL Lateral-Scutellarluftsack - SML Median-Scutellarluftsack - SOL Supraoesophagalluftsack - SpD Spinndrüse - SPL Scutellar-Propodealluftsack - St Stigma - Stm Stigmenmund - t Analtrachee - T Trachea - TGa Tracheengang - Tr Tracheole - TrB Tracheolenbündel - TrW Tracheolenwand - u Analtrachee - v T. ventralis - V Vakuole - va T. ventralis anterior - vaa T. ventralis anterior anastomotica - vap T. ventralis anterior pedalis - ve T. ventralis exterior - vel T. ventralis exterior lateralis - vep T. ventralis exterior proximalis - vi T. visceralis - vp T. ventralis posterior - vpa T. ventralis posterior anastomotica - vpl T. ventralis posterior longitudinalis - vpp T. ventralis posterior pedalis - w Analtrachee - Wa Wange Dissertation der Philosophischen Fakultät der Universität Marburg a. L.     

Elektrophysiologischer Nachweis der Riechfunktion von Porenplatten (Sensilla Placodea) auf den Antennen der Drohne und der Arbeitsbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Optisch kontrollierte Ableitungen von einzelnen Porenplatten (Sensilla placodea) der Drohne und Arbeitsbiene beweisen die olfaktische Funktion dieser Organe. Spontane und durch Duft ausgelöste Impulse werden durch Temperaturerhöhung progressiv vermindert. Andere geprüfte Reizmodalitäten wurden nicht beantwortet.

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Summary Optically controlled microelectrode-recordings from individual plate organs (Sensilla placodea) of the honey bee worker and drone prove the olfactory function of these organs. Spontaneous and odor induced nerve impulses are progressively reduced with increasing temperature. No other stimulus modalities had any effect upon the plate organ.

     

Bewegungsmechanismus und gelenkrezeptoren der Antennen von Locusta migratoria L. (Insecta,orthoptera)

The morphological arrangement of the antennal joints and their significance for the complex antennal movements are investigated. Particular value is attached to the mechanoreceptors of the 2. segment because of their importance for the function of the antennae as air current sense organs.     

Quantitative Untersuchungen zum Dotterprotein-Haushalt der Honigbiene (Apis mellifica)

Zusammenfassung Die löslichen Hämolymph-, Ovarund Eiproteine der Honigbiene wurden elektrophoretisch auf Celluloseacetat-Streif en und Polyacrylamid-Gelen aufgetrennt. Die dominierende Hämolymph-Fraktion (60–80%) ist ein Weibchen-spezifisches Protein. Korrespondierende Fraktionen sind im Ovar und in ungefurchten Eiern zu finden. Aufgrund verschiedener Ergebnisse wird es als sehr wahrscheinlich angesehen, daß diese Fraktionen das Dotter-Material (= Vitellogenin) reprentieren. Bei Apis besteht das Vitellogenin nur auseiner Protein-Bande ohne Kohlenhydrat-Komponenten.Der Titer des Dotter-Proteins in der Hämolymphe hängt vom physiologischen Zustand der weiblichen Bienen ah. Bei der Arbeiterin ist nur während der Ammen-Tätigkeit Vitellogenin in der Hämolymphe zu finden, bei der Königin dagegen permanent und zu allen Jahreszeiten. Bemerkenswerterweise ist bei begatteten und eierlegenden Königinnen die Konzentration des Dotter-Materials in der Hämolymphe niedriger als bei unbegatteten und adulten, nicht-eierlegenden.Die Proteinsynthese-Raten wurdenin vivo nach Injektion eines¹⁴C-Aminosäuren-Gemisches bestimmt. Zur Messung der Radioaktivität der einzelnen Pherogramm-Banden wurde ein Methan-Durchflußzähler verwendet. Bei intensiver Legetätigkeit einer Königin liegt die Rate der Vitellogenin-Synthese dreimal höher als die der nicht-weibehen-spezifischen Blutproteine. Ungefähr 85% der vom Fettkörper abgegebenen Proteine sind Dotter-Material. Im Gegensatz zu anderen Insekten synthetisieren auch nicht-eierlegende Königinnen Vitellogenin; in diesem Falle liegt die Syntheserate jedoch nicht höher als die der übrigen Serum-Proteine. Der Verbleib des Dotter-Materials bei solchen Königinnen ist unbekannt. Im Ovar verläuft die Synthese der Euplasma-Proteine ungefähr mit der gleichen Rate wie die der nicht-weibchen-spezifischen Hämolymph-Fraktionen. Im Vergleich mit allen anderen Proteinen tritt die Markierung des Ovar-Dotters verspätet auf. Daraus kann geschlossen werden, daß das Dotter-Material nicht innerhalb des Ovars synthetisiert wird. Dieser Schluß wird außerdem durch den Befund gestützt, daß der Anstieg der spezifischen Aktivität der Dotter-Proteine im Ovar erst zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem in der Hämolymphe keine freien¹⁴C-Aminosäuren mehr verfügbar sind. Auf das Markierungs-Maximum der Dotter-Proteine folgt ein relativ rascher Abfall der spezifischen Aktivität. Aus den Werten kann die Vitellogenese-Dauer eines einzelnen Follikels mit 2 Tagen bestimmt werden. Bis zur Eiablage werden anschließend noch 2 weitere Tage benötigt, in denen die Glykogen-Synthese und Chorion-Bildung ablaufen.

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Quantitative investigations on vitellogenic protein metabolism in the honey bee (Apis mellifica)

Summary The soluble proteins of the haemolymph, ovary and eggs of the honey bee were separated by electrophoresis on cellulose acetate foils and on polyacrylamide gels. The predominant haemolymph fraction (60–80%) is a female-specific protein. Corresponding fractions are found in the ovary and in uncleaved eggs. According to the results, it is highly probable that these fractions represent the yolk material or vitellogenin. InApis, this vitellogenin is represented by only one protein band which carries no carbohydrate components.The haemolymph titre of vitellogenic protein depends on the physiological state of the female bees. In the worker bees, haemolymph yolk proteins are detectable only during the nurse age, whereas in queens they can be found throughout the year. It may be noted that in the mated and egg producing queens the concentration of vitellogenin in the haemolymph is lower than in virgin queens and in adult non-laying queens.The rate ofin vivo protein synthesis was determined by injecting a mixture of¹⁴C-amino acids and measuring the radioactivity in pherogram bands using a methane flow counter. In the actively laying queen the rate of vitellogenin synthesis is 3 times higher than that of the non-sex-specific blood proteins. Approximately 85% of the labeled proteins which are released from the fat body are yolk material. In contrast to other insects, non-laying queens were also found to synthesize vitellogenin; however, the rate did not exceed that of the other serum proteins. The fate of yolk material in such females is unknown. In the ovary, synthesis of the euplasmic proteins occurs at a rate similar to that of the nonspecific haemolyph fractions. The appearance of radioactivity in the ovarian yolk is delayed compared with all other proteins. This indicates that these proteins are labeled byde novo synthesis, whereas the yolk is not built up within the ovary. This conclusion is further supported by the fact that the increase in specific radioactivity of ovarian yolk proteins occurs at a time when free¹⁴C-amino acids are no longer available in the haemolymph. Following the maximum intensity of labelling of yolk proteins the specific activity declines. From the data it can be estimated that the period of vitellogenesis for a single follicle is 2 days; 2 additional days of maturation, during which glycogen synthesis and chorion formation occur, are required before oviposition.

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Herrn H. Fahrenhorst danke ich für Hilfe bei den Bienen-Arbeiten, Frl. B. Höltken und Frl. A. Rath für sorgfältige technische Assistenz, Frl. M. Krink für Zeichenhilfe bei den Abbildungen. Ein Teil der Untersuchungen wurde durch eine Herrn Prof. Dr. K. Bier gewährte Sachmittel-Zuwendung des Landesamtes für Forschung in Nordrhein-Westfalen gefördert     

A comparative study of morphological integration in Apis mellifera (Insecta, Hymenoptera)

Morphometric correlation matrices from 11 Mediterranean and European honey bee races have been compared. The degree of integration, measured by the eigenvalue variance of the correlation matrix or by Cheverud's index of integration, varies considerably between races but covaries neither with overall body size nor with the variance of the respective sample. Hence, the degree of morphological integration does not depend on body size or the level of variability The patterns of morphometric correlation are significantly similar among all races, but some minor differences in the patterns could be detected: The similarity between the correlation matrices is independent of the degree of phylogenetic relatedness between the respective races. In all races characters belonin to the same functional and/or developmental unit (leg, wing, abdominal characters) have Eiter correlations than the average. Most of the variation in the pattern of correlation can be expfained as a side effect of variation in the degree of integration. Races with high levels of integration tend to have hiher correlations between the main groups of characters, and races with low levels of integration tave smaller correlations between the main grous of characters, while the basic pattern remains undisturbed. In summary, the comparative analysis of morphometric correlation matrices reveals a picture of stability with respect to the pattern of integration and of variation in the degree of integration, which is random with respect to body size, degree of variability, and phylogeny.     

Die Vegetation und der Canal auf dem Isthmus von Suez

Ohne Zusammenfassung     

Die embryonalentwicklung des kopfes und prothorax von Carausius morosus br. (Insecta,Phasmida)

The development of the head — especially of the head structures which show traces of a metameric origin — is described. These structures confirm that the head of Carausius consists of an acron and six segments. The development of the thorax and legs confirm Weber's subcoxal theory.