Influence of temperature on the production of parthenogenetic and sexual females by Aphis fabae under short-day conditions

Leafdiscs of broadbean, Vicia faba, were used to raise successive generations of the black bean aphid, Aphis fabae, under short-day conditions (10 hr light per day) at different constant temperatures. The progeny of apterous virginoparae that were temporarily crowded consisted mainly of alatae at 11.5° and 15.5° C, alatae and apterae at 17.5°–25.5°, and apterae only at 28.5°. All of the apterae were virginoparae. At 11.5°–19.5° all of the alatae were gynoparae (produced at least one ovipara). From 22.5°–25.5° the proportion of gynoparae among the alatae declined from 96% to 8%. At 11.5° the gynoparae exclusively produced oviparae. At 15.5°–23.5° some gynoparae gave birth both to virginoparae and other gynoparae after depositing a number of oviparae. At 22.5° a few males were also produced by some gynoparae. Gynoparae therefore produced alate and apterous virginoparae, males, gynoparae, as well as oviparae under constant conditions favoring ovipara production. Alate virginoparae also produced some gynoparae at 23.5°.All the larvae engendered by crowded apterae at 17.5° that developed into alatae became gynoparae even if their entire post-natal development occurred at 28.5° (at which temperature no gynoparae were engendered). However, only few of the presumptively alatiform progeny of crowded apterae developed into alatae (and hence few gynoparae were produced) if the larvae were transferred to 28.5° within the first two instars.The ecological significance of certain aspects of the production of various morphs in relation to temperature is discussed.

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Zusammenfassung Blattscheiben von Ackerbohnen, Vicia faba, wurden verwendet zur laufenden Zucht der Schwarzen Bohnenlaus, Aphis fabae, bei Kurztag (10/14) bei verschiedenen, konstanten Temperaturen. Die Nachkommen von apteren Virginoparen, die vorübergehend (6 h) eng gedrängt in Röhrchen verbracht waren (crowded), bestanden überwiegend aus Geflügelten bei 11,5° und 15,5°, aus Geflügelten und Ungeflügelten bei 17,5° bis 25,5° und nur aus Ungeflügelten bei 28,5°. Alle Ungeflügelten waren virginopar. Bei 11,5°–19,5° waren alle Geflügelten gynopar (d.h. erzeugten mindestens eine Ovipare). Von 22,5°–25,5° sank der Anteil der Gynoparen unter den Geflügelten von 96% auf 8%. Bei 11,5° erzeugten die Gynoparen ausschliesslich Ovipare. Bei 15,5°–23,5° gebaren einige Gynopare sowohl Virginopare wie Gynopare, nachdem sie einige Ovipare abgelegt hatten. Bei 22,5° wurden auch einige Männchen von einigen Gynoparen erzeugt. Gynopare erzeugten demnach geflügelte und ungeflügelte Virginopare, Männchen, Gynopare und Ovipare unter Bedingungen, welche die Oviparenproduktion begünstigten. Geflügelte Virginopare erzeugten bei 23,5° auch einige Gynopare.Alle Larven, die von Ungeflügelten nach Gedrängebehandlung bei 17,5° erzeugt wurden, entwickelten sich, soweit sie geflügelt wurden, zu Gynoparen, auch wenn ihre ganze postnatale Entwicklung bei 28,5° ablief (bei welcher Temperatur keine Gynopare erzeugt werden). Dagegen entwickelten sich nur wenige der präsumptiv geflügelten Nachkommen von Ungeflügelten mit Gedrängebehandlung zu Geflügelten (und dementsprechend wurden nur wenige Gynopare erzeugt), wenn die Larven innerhalb der ersten zwei Stadien in 28,5° überführt wurden.Die ökologische Bedeutung der Erzeugung der verschiedenen Morphen in Beziehung zur Temperatur wird diskutiert.

     

Behavioural and developmental components of the teneral stage in Myzus persicae

The duration of the teneral stage in M. persicae was closely related to temperature, but experiments involving the reciprocal transfer of newly moulted alatae reared on bean or chinese cabbage to leaves of the other host plant, or to dry filter paper, showed that it was also influenced both by the environmental conditions in which the aphids were reared and by the surface on which they were placed at the final moult.

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Verhaltens- und entwicklungskomponenten des ausreifungs-stadiums bei Myzus persiace

Zusammenfassung Die Dauer des Ausreifungsstadiums von Myzus persicae erwies sich in ähnlicher Weise von der Temperatur abhängig wie die von A. fabae. Es konnte jedoch gezeigt werden, daß die Ausreifungsperiode nicht nur einfach einen Abschnitt der Entwicklung darstellt. Die bis zum ersten Flug verstreichende Zeit hing nämlich nicht nur von der vollständigen Entwicklung des Flugapparates, sodern auch von dem Grade der Flugerregbarkeit ab. In Versuchen bei einer konstanten Temperatur von 23° wurden junge Geflügelte, die auf Ackerbohnen oder Chinakohl herangezogen worden waren, kurz nach der Imaginalhäutung auf Blätter der jeweils anderen der beiden Wirtspflanzen oder auf trockenes Fließpapier übertragen. Sie zeigten, daß die Dauer der Ausreifungsperiode sowohl von den Aufzuchtbedingungen der Läuse (als Larven) wie von der Substratoberfläche beeinflußt werden, auf die sie bei der Imaginalhäutung gesetzt wurden.

     

Studies on the relations of insect and host plant

Brevicoryne brassicae and Myzus persicae were caged on the mature leaves of brussels sprout plants receiving different amounts of nitrogen and potassium. An increase in N or decrease in K resulted in an increase in soluble nitrogen levels in the leaves. The fecundity and reproductive rate of M. persicae were correlated with these changes; B. brassicae showed a markedly lower response to the nutrient treatments. The possible relationships of these results to other contrasts between the two aphids are discussed.

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Zusammenfassung Brevicoryne brassicae (L.) und Myzus persicae (Sulz.) wurden in Käfigen auf mittelalten Blättern von Kohlpflanzen gehalten, die unterschiedlich mit Stickstoff und Kali gedüngt wurden. Erhöhung der Stickstoff- oder Verminderung der Kalidüngung steigerte den Gehalt löslichen Stickstoffs in den Blättern der Pflanze. Nachkommenzahl und Vermehrungsrate von M. persicae wurden durch diese Behandlungen mehr gefördert als die von B. brassicae und waren mit dem Gehalt an löslichem Stickstoff gut korreliert. Es ist möglich, daß sich dieser Unterschied zwischen B. brassicae und M. persicae teilweise auch in anderen Unterschieden zwischen den zwei Arten äußert, z.B. im Verhalten zu Blattalter und Wassermangel in der Pflanze. Eine hohe Kalidüngung hemmt die Vermehrung beider Arten und kann möglicherweise, wenn mit dem Eingriff der natürlichen Feinde integriert, eine nützliche Rolle in der Bekämpfung dieser Blattläuse spielen.

     

Genetic variability in host plant adaptation of the green peach aphid, Myzus persicae

The green peach aphid, Myzus persicae (Sulz.), is polyphagous on over 400 plant species in more than 50 families. Phenotypic plasticity of individuals and genetic variability in the population presumably contribute to this polyphagy. The genetic variability in field populations of M. persicae was assessed with respect to their adaptation to sugar beets and potatoes. An analysis of more than 1 000 clones, sampled during 1980, 1981 and 1982 from different host plants in the field, revealed a wide genetic variability in host plant adaptation to sugar beets as well as to potatoes. Both traits seem to be inherited independently from each other and do not correlate with clone-specific host plant preference of apterous adults. The aphid M. persicae can be characterized as a polyphagous insect species with a wide, continuously distributed variability and a broad phenotypic plasticity. A general differentiation of herbivorous species into generalists and specialists tends to ignore the genetic component in the complex of insect-plant relationships.

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Zusammenfassung Die Grüne Pfirsichblattlaus Myzus persicae (Sulz.) lebt polyphag an über 400 Pflanzenarten in mehr als 50 Pflanzenfamilien. Ein breites Nahrungsspektrum einer Art ergibt sich jedoch aus der phänotypischen Plastizität des Individuums oder einer Klonlinie und der genetischen Variabilität der Population. Felpopulationen der Grünen Pfirsichblattlaus wurden auf ihre genetische Variabilität bezüglich der Wirtspflanzenanpassung an Rübe und Kartoffel untersucht. Eine Analyse von mehr als 1 000 Klonen, die über die Jahre 1980, 1981 und 1982 im Rheinland gesammelt wurden, lassen eine breite Variabilität in der Wirtspflanzenanpassung der Population erkennen. Beide Merkmale scheinen unabhängig voneinander vererbt zu werden und zeigen keine Beziehung zum Wirtswahlverhalten adult apterer Läuse der entsprechenden Klone. Die Art M. persicae kann daher charakterisiert werden als eine polyphage Insektenart mit einer breiten genetischen Variabilität und einer grossen phänotypischen Plastizität. Eine generelle Differenzierung von Herbivoren in Generalisten und Spezialisten vernachlässigt die genetische Komponente in der komplexen Beziehung zwischen Insekten un ihren Wirtspflanzen.

     

Production of males and gynoparae by apterous viviparae of Myzus persicae continuously exposed to different scotoperiods

At 18–19°C, apterous viviparae of a holocyclic strain of Myzus persicae raised from birth under constant scotoperiods of 9 hr 26 min–15 hr darkness per diem deposited apterous viviparae, alate viviparae, and males, in that sequence. Under the shortest scotoperiod (9 hr 26 min) in which males were recorded, only a few were deposited at the end of reproduction. With increasing duration of the scotoperiods, the aphids switched to the exclusive deposition of males progressively earlier in their reproductive lives. Thus more males and fewer females were produced; however the proportion of wingless females increased. Similar trends were recorded when the number of prenatal exposures to each scotoperiod was increased from 0 to 7.Alatae developed into gynoparae at scotoperiods of 10 hr 29 min or longer, and into virginoparae at 9 hr 40 min or shorter scotoperiods. Gynoparae and alate virginoparae, as well as alates that produced both oviparae and viviparae were found at 10 hr and 10 hr 15 min.When apterous viviparae were transferred to scotoperiods of 10 hr 29 min or 15 hr only when they attained adulthood, they also deposited males but only toward the end of their reproductive lives.     

Dye-induced changes in the developmental physiology of Aedes aegypti larvae

Exposure to methylene blue and neutral red affected length of development, rate of pupation, and larval mortality in populations of Aedes aegypti (L.). Female pupal weights generally were adversely affected, while male pupal weights were not. Retardation of growth was not caused by rejection of dyed food under the conditions of our experiments. Methylene blue, neutral red, and nile blue A were most severe in their action on longer exposures and exposures to earlier instars.The importance of recognizing the physiological and behavioral changes in organisms caused by perfunctory use of dyes is discussed.

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Zusammenfassung Bei Larven von Aedes aegypti, die Methylenblau oder Neutralrot ausgesetzt wurden, ließ sich eine deutliche Verzögerung des Wachstums nachweisen. Der Verpuppungsbeginn (Larven-Puppen-Häutung) wurde von beiden Farben in Abhängigkeit von der ansteigenden Konzentration verzögert. Obwohl zur Erzeugung der Reaktion mit Neutralrot höhere Konzentrationen erforderlich waren, war die Genauigkeit der Farbwirkung größer. Die geprüften Konzentrationen von Methylenblau reichten von 0,5 bis 4,5 ppm; die für Neutralrot von 3 bis 9 ppm.In der Absicht, die Wirkungen der beiden Farben zu messen, wurden andere Parameter quantitativ geprüft. Diese umfaßten die Mortalität, den Weibchen-Prozentsatz und die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen. Die Sterberaten waren hoch und äußerst variabel. Es ließen sich auch keine Unterschiede im Geschlechterverhältnis der Populationen finden, die als Larven in Methylenblau oder Neutralrot aufgezogen worden waren. Neutralrot und Methylenblau schienen auch die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen nicht zu beeinflussen, jedoch erzeugten sie deutliche Wirkungen bei den durchschnittlichen Puppengewichten der Weibchen. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in den Nahrungsmengen festgestellt werden, die von gefärbten oder ungefärbten Larven oder von Larven in ansteigenden Farbkonzentrationen aufgenommen wurden. Die jüngeren Larvenstadien wurden stärker beeinflußt und längerer Aufenthalt in der Farbe ergab stärkere Verzögerung der Wachstumsrate.Folgende Aspekte der Vital-Farbstoffe werden diskutiert: 1. ihre toxischen Wirkungen, 2. Beziehungen zwischen Genauigkeit und Aussagewert der experimentellen Ergebnisse, und 3. die Notwendigkeit vollständigerer Kenntnis der Farbstoffe vor ihrer Anwendung auf lebende Systeme.

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Contribution No: 1420 from the Department of Entomology, University of Massachusetts, Amherst, Mass. This research was supported by Hatch Project No. 253 Revised.     

Gustatory discrimination between liquids by the aphidMyzus persicae (Sulzer)

The relative acceptability of different fluids toMyzus persicae (Sulzer) was compared using simple choice-chambers in which the aphids had equal access to two fluids via a membrane of stretched Parafilm M^(R). Sucrose solutions were markedly preferred to water. Sucrose solutions containing a mixture of 6 L amino acids (asparagine, leucine, lysine, methionine, threonine and valine, each at 0.1%) were considerably more acceptable than a solution of sucrose only. A solution of the amino acids alone was not discriminated from water. Solutions containing 0.1% neutral red were less acceptable than those without this dye. The results indicate the applicability of the method for rapidly demonstrating the effects of stimulatory and inhibitory substances.

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Unterscheidung von gelösten stoffen durchMyzus persicae (Sulzer) am geschmack

Zusammenfassung Der relative Annahme-(=Geschmacks-)-Wert verschiedener Flüssigkeiten fürMyzus persicae (Sulzer) wurde in kleinen Wahlkammern vergleichend festgestellt, wobei die Läuse durch eine ausgespannte Parafilm-M^(R)-Membran hindurch gleichen Zugang zu zwei (oder mehr) Flüssigkeitstropfen hatten; diese waren jeweils mit einem Deckglas abgedeckt.Ermittelt wurde im Verlauf von 6 Stunden 6–8 mal die Zahl der unter den verschiedenen Flüssigkeiten festsitzenden Tiere (je 10 mal 10 für einen Vergleichswert). Unterschiede entstanden demnach durch verschieden langes Proben oder Saugen, was auf Geschmacksreize zurückzuführen war.Eine unterschiedliche Tendenz zeigte sich oft schon nach wenigen Minuten, statistisch zu sichern waren Unterschiede manchmal schon nach 15 Minuten, in anderen Fällen erst nach 3–4 Stunden.Eindeutig bevorzugt wurden 10–20% ige Saccharoselösungen (40% ige weniger) vor Wasser. Noch stärker war die Unterscheidung einer Lösung von Saccharose mit 6 L Aminosäuren (Asparagin, Leucin, Lysin, Methionin, Threonin und Valin, je 0,1%) im Vergleich zu Wasser oder zu Saccharoselösung allein. Gleiche Ergebnisse wurden bei eingestelltem pH-Wert (6,6; 6,8 oder 7,0) erzielt. Auffallenderweise wurden die 6 Aminosäuren allein, ohne Saccharose, vor Wasser nicht bevorzugt.Einzelne Aminosäuren in gleicher (0,1%) oder 6 facher (0,6%) Konzentration mit Saccharose hatten schwachen, keinen oder gegensätzlichen Effekt. Es muss sich demnach bei der Mischung der 6 Aminosäuren plus Saccharose um eine synergistische Wirkung von Zucker und mehreren Aminosäuren handeln.Eine routinemässig verwendete Diät wurde vor Saccharose bevorzugt. Dieselbe Diät ohne ihren Saccharoseanteil war dagegen sogar ungünstiger als Wasser, weshalb auf abschreckende Stoffe in ihr geschlossen wird.Wässrige Lösungen von Neutralrot (0,1%) mit und ohne Saccharose wurden weniger angenommen als Wasser bzw. Saccharose allein; Neutralrot wirkt also abschreckend.Die Ergebnisse zeigen die Brauchbarkeit der Methode, um rasch den positiven oder negativen Geschmackswert einer Substanz zu ermitteln. Sie beweisen zugleich, dass ein Gemisch von Aminosäuren für die polyphageMyzus persicae nicht nur Nährwert, sondern — in Kombination mit Saccharose — hohen Geschmackswert besitzen kann.

     

Discriminative behavioral responses by aphids to various plant matrix polysaccharides

Three species of aphids, Schizaphis graminum (Rondani) (the greenbug), Acyrthosiphon pisum (Harris) (the pea aphid) and Myzus persicae (Sulzer) (the green peach aphid), showed significantly different behavioral responses to various plant mono- or polysaccharides incorporated within thin (<200 m) films of agar overlaying artificial diets. Thirteen polysaccharides (i.e.: polygalacturonic acid, low methoxy pectin, high methoxy pectin, arabinogalactan, xylan, galactan, cellulose, starch, amylose, laminarin, dextran, 2,3-diacetyl pectin and trifluoroacetyl pectin) and 5 monosaccharides (arabinose, xylose, galactose, glucose and galacturonic acid) were tested in paired choices against a control overlay containing only agar. Glucose, dextran and laminarin were the only compounds that all three species of aphids responded to similarly (viz., glucose stimulated, dextran had no effect and laminarin deterred ingestion of underlying diets). None of the aphids exhibited negative responses to the monosaccharides tested. These monosaccharides either had no significant effect or were stimulatory. The polysaccharides tested induced a variation of unaltered, stimulatory or inhibitory behavioral responses in the 3 species of aphids. The behavioral responses of both greenbugs and pea aphids, which are oligophagous, were significantly affected by 6 out of 7 plant matrix polysaccharides tested. Feeding behavior by green peach aphids was affected by only one of these polysaccharides.Electronic monitoring of aphid probing showed that aphids salivated in and test probed the overlays prior to inserting their stylets into and ingesting from the underlying diets. Recorded responses of aphids probing overlays containing inhibitory polysaccharides resembled the recorded behavioral responses of aphids on resistant or nonhost plants (i.e., numerous short probes with either a lack of or a prolonged period prior to ingestion). The differential behavioral responses of the aphids to the various polysaccharides supports the view that plant matrix polysaccharides play a role in the chemical basis of aphid — plant interactions.

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Zusammenfassung Drei Blattlausarten, Schizaphis graminum, Acyrthosiphon pisum and Myzus persicae, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Probeverhalten auf künstlichen Nährmedien, die mit dünnen (<200 m), verschiedene Mono- und Polysaccharide enthaltenden Agarschichten bedeckt waren.Die in den Agarschichten enthaltenen Monosaccharide bewirkten bei allen drei Arten eine deutliche Steigerung des Probeverhaltens. Im Gegensatz dazu war der Einfluss der Polysaccharide von Art zu Art verschieden. Sechs von sieben getesteten pflanzlichen Matrixpolysacchariden beeinflussten deutlich das Probeverhalten von Schizaphis graminum und Acyrthosiphon pisum. Im Gegensatz dazu wurde das Probeverhalten von Myzus persicae nur von einem der untersuchten Polysaccharide beeinflusst. Die Zahl der Wirtspflanzen für Schizaphis graminum und Acyrthosiphon pisum ist relativ klein im Vergleich zu der von Myzus persicae. Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß die Fähigkeit, chemosensorisch zwischen pflanzlichen Matrixpolysacchariden zu unterscheiden, bei Myzus persicae weniger stark ausgeprägt ist.Elektronische Registrierung des Probeverhaltens zeigte, daß Schizaphis graminum vor der Aufnahme der künstlichen Nährmedien zunächst die darüber liegenden Agarschichten testete. Dies geschah durch Einstechen des Stiletts in die Agarschicht, Absonderung von Speichel, Aufsaugen der verflüssigten Matrix und auschliessendes Wiederausstoßen.Das Probeverhalten von Schizaphis graminum auf Trifluoroacetylpektin, welches eine Aufnahme der darunter liegenden Nährstoffe verhinderte, war vergleichbar zu dem Probeverhalten von Schizaphis Graminum auf resistenten oder Nichtwirtspflanzen. Andererseits glich das Probeverhalten von Schizaphis graminum stark methyliertem Pektin, welche die Nährstoffaufnahme steigerte, dem auf natürlichen Wirtspflanzen. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, daß pflanzliche Matrixpolysaccharide für die Wechselwirkung zwischen Blattläusen und Pflanzen keine chemisch inerten Komponenten darstellen. Der unterschiedliche Einfluss der pflanzlichen Matrixpolysaccharide auf die verschiedenen Blattlausarten zeigt, daß diese pflanzlichen Biopolymere eine entscheidene Rolle bei der Erkennung von Wirtspflanzen durch Blattläuse spielen könnten.Darüberhinaus zeigt das extrem unterschiedliche Probeverhalten von Schizaphis graminum auf Trifluoroacetyl- bzw. stark methyliertem Pektin, daß selbst geringe Änderungen in den chemischen Eigenschaften dieser Komponenten das Probeverhalten von Blattläusen deutlich beeinflussen können.

     

The performance of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae in relation to plant age and leaf amino acids

With increasing plant age, total soluble nitrogen of Brussels sprout plants decreased after a peak at 6–9 weeks. The plants then became less suitable for Brevicoryne brassicae and Myzus persicae (particularly the latter) as shown by estimates of the mean relative growth rate (RGR) of the aphids in two experiments. This growth statistic was, however, only poorly correlated with total soluble N and this lack of correlation was particularly marked on plants less than 9 weeks old. Multiple regression on the leaf amino acid spectrum indicated that much of the variability in aphid RGR could be assigned to relatively few amino acids. The complex of asparagine and glutamine gave a positive coefficient for both aphids, but otherwise different amino acids were involved in the regression for each aphid. Attention is drawn to the presence in each regression of an amino acid with a negative coefficient; the inverse correlation of M. persicae RGR with amino-butyric acid may be particularly important in the aphid/hostplant relationship.

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Zusammenfassung In einem ersten Versuch zeigte sich, daß der Gehalt an löslichem Stickstoff in den Blättern mit dem Alter der Pflanzen zwischen 8 und 20 Wochen ständig abnahm. Die relative Wachstumsrate (RGR) von Brevicoryne brassicae veränderte sich dabei kaum, jedoch waren die einzelnen Werte der RGR und des löslichen Stickstoffgehalts der entsprechenden Pflanzen gut korreliert. Dagegen reagierte Myzus persicae unmittelbarer auf das Pflanzenalter als auf den Stickstoffgehalt und ihre RGR nahm ab, je älter die Pflanzen wurden.Im zweiten Versuch wurden jüngere Pflanzen benützt. Hier stieg der Gehalt an löslichem Stickstoff bis zu einem Höhepunkt in der neunten Woche an. Unabhängig vom Stickstoffgehalt nahm die RGR bei M. persicae wieder ab, je älter die Pflanzen wurden. In diesem Versuch wurde auch der, Aminosäuregehalt der Blätter analysiert. Die Variabilität der RGR beider Blattlausarten war mit 4 Aminosäuren korreliert. Sowohl Asparagin wie Glutamin zusammen waren dabei für beide Blattlausarten wichtig; daneben erschienen Threonin und Phenylalanin in der Korrelationsgleichung für B. brassicae, Methionin und Aminobuttersäure in der für M. persicae. Für M. persicae konnten so 42% der gesamten Variabilität der RGR durch die Korrelationsgleichung erklärt werden; für B. brassicae nur 21%.Von besonderem Interesse ist 1) daß sich 42% der M. persicae-Variabilität mit der Verfügbarkeit von nur 4 Aminosäuren erklären lassen, 2) daß die Korrelation zwischen Blattlaus-Wachstumsrate und Asparagin + Glutamin vielleicht dem oft nachgewiesenen Zusammenhang zwischen Pflanzenempfindlichkeit und löslichem Stickstoff entspricht, 3) daß die Wachstumsraten der beiden Blattlausarten negativ mit je einer Aminosäure korreliert sind: mit Phenylalanin bei B. brassicae und, sehr wichtig, mit Aminobuttersäure bei M. persicae und 4) daß die Resultate bezüglich M. persicae ziemlich gut mit Resultaten bei küstlichen Ernährungsversuchen anderer Autoren übereinstimmen.

     

Selection of Brussels sprouts of different water status by apterous and alate Myzus persicae and Brevicoryne brassicae in relation to the age of leaves

The feeding preferences of apterae for leaves of different ages are shown largely to determine the distribution of Myzus persicae and Brevicoryne brassicae on Brussels sprouts in which they colonise particularly the old and young leaves respectively. Alatae contribute to this segregation but less so since alatae of both species settle preferentially on the plant apex. Apterous and to some extent alate M. persicae select the most nutritious leaves as measured by reproduction, but this is less often so with B. brassicae.Water stress causing wilting of the old leaves reduces settling on the plants by alate B. brassicae but not alate M. persicae which avoid the old leaves and instead colonise the apex. Among leaves of different water status apterous M. persicae again select the most nutritious while B. brassicae does so less consistently.These results are compatible with some aspects of the dual discrimination theory of hostplant selection assuming the polyphagous M. persicae responds more to nutrients and less to flavour than the oligophagous B. brassicae.

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Zusammenfassung Geflügelten Virginoparen von M. persicae und B. brassicae wurde gestattet, von übervölkerten Quell-Pflanzen abzufliegen und Kohlpflanzen (Brassica oleracea L. var. bullata gemmifera) zu besiedeln, die unterschiedlich mit Wasser versorgt waren (feucht, mäßig, trocken). Wassermangel, der (durch Trockenhaltung) zum Welken der alten Blätter führte, verringerte die Besiedlung der Pflanzen durch geflügelte B. brassicae, jedoch nicht durch geflügelte M. persicae, welche dann die alten Blätter mieden und stattdessen die Triebspitzen besiedelten. Auf turgeszenten Pflanzen mied M. persicae die reifen Blätter und besiedelte die Gipfel sowie junge und alte Blätter. Im Gegensatz dazu lehnte B. brassicae die alten Blätter ab und besiedelte in großer Zahl die ausgereiften Blätter sowie die Triebspitzen der Pflanzen. Geflügelte beider Arten erreichten größte Siedlungsdichte im Triebgipfel, besonders B. brassicae.In Zweiweg-Wahlkammer-Versuchen konnten Ungeflügelte beider Arten zwischen Blättern verschiedenen Alters und verschiedener Hydratur wählen. Das Trockenregime wurde dabei in zwei Varianten angeboten: Pflanzen, die welkten und solche, die gerade wieder bewässert wurden. Gemessen an der Reproduktionsrate wählte M. persicae konstant die nährstoffreicheren Bläller, d.h. alte > junge > reife turgeszente Blätter trockener > mäßiger > feuchter Hydratur mit Ausnahme welkender Blätter, die gemieden wurden. B. brassicae wählte weniger eindeutig (Unstimmigkeiten kursiv), d.h. junge > reife > alte turgeszente Blätter, feuchte = mäßige Hydratur in allen Blattalterstufen; trocken > mäßig und feucht bei jongen Blättern; mäßig und feucht > trocken bei reifem und altem Laub.Die Verteilung von M. persicae und B. brassicae auf den Kohlpflanzen wird weitgehend von den Nahrungsansprüchen der Ungeflügelten bestimmt, die besonders die alten bzw. die jungen Blätter besiedeln. Die Ergebnisse decken sich in einigen Hinsichten mit der doppelten Unterscheidungstheorie bei der Wirtspflanzenwahl, indem angenommen werden kann, daß die polyphage M. persicae mehr auf die (primären) Nährstoffe und weniger auf die (sekundären) Duftstoffe anspricht als die oligophage B. brassicae.

     

Egg production by the coccinellid Hippodamia convergens fed on two morphs of the green peach aphid, Myzus persicae

Adults of the lady beetle Hippodamia convergens Guérin-Méneville requiring aphids for egg production, were fed suboptimal amounts of apteriform virginoparous larvae or alatiform gynoparous larvae of the green peach aphid, Myzus persicae (Sulz.), and artificial diet ad lib. The beetles initiated oviposition sooner and deposited significantly more eggs when supplied with the same weight of apterous virginoparous morph. The possible nutritional, hormonal, and ecological implications of the findings are discussed.

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Zusammenfassung Die Eiproduktion des Marienkäfers Hippodamia convergens, welcher hierzu Blattläuse als Nahrung benötigt, wurde bei Fütterung mit zwei verschiedenen Morphen der Blattlaus Myzus persicae untersucht. Der Verzehr derselben Menge flügelloser Virginoparen führte im Vergleich zu geflügelten Gynoparen zu früherer und signifikant erhöhter Eiabgabe. Der hormonale und ernährungsphysiologische Hintergrund und die ökologische Bedeutung dieser Ergebnisse werden diskutiert.

     

A comparison of the reproduction of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae in relation to soluble nitrogen concentration and leaf age (leaf position) in the brussels sprout plant

Wide variations in total soluble nitrogen occurred in different leaves of Brussels sprout plants. These variations were partly the result of leaf age (leaf position) and partly the result of different fertiliser application to the plants. The fecundity of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae caged on such leaves also varied greatly and was correlated with total soluble nitrogen within leaves of the same age, but not between leaves of different ages. The value of total soluble nitrogen concentrations, based on analysis of leaf tissue, for indicating plant suitability for aphids is discussed as well as the difference in response of the two aphid species to experimental conditions favouring proteolysis in the leaf.

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Ein vergleich der vermehrung von Brevicoryne brassicae und Myzus persicae in beziehung zum gehalt löslichen stickstoffs und dem blattalter von rosenkohlpflanzen

Zusammenfassung Brevicoryne brassicae (L.) und Myzus persicae (Sulz.) wurden an Kohlblättern gekäfigt, die infolge verschiedener physiologischer Ursachen sehr unterschiedliche Mengen löslichen Stickstoffs enthielten. Den Pflanzen wurden zwei Düngerstoffe ((NH₄)₂SO₄ und KCL) verabreicht und die Blattläuse auf jungen, mittelalten und alten Blättern gekäfigt. Dadurch wurde der Gehalt löslichen Stickstoffs in den Blättern zwischen 0,543% und 1,286% variiert. Die Nachkommenzahl der Blattläuse bei diesen Düngungen und auf verschiedenaltrigen Blättern war sehr unterschiedlich (zwischen 7,3 und 30,2 bei B. brassicae; 17,6 und 59,4 bei M. persicae) und konnte in jedem Blattalter mit dem Stickstoffgehalt korreliert werden. Der Befund, daß die Korrelationen zwischen Blattlausnachkommenzahl und Stickstoffgehalt nicht unabhängig vom Blattalter waren, deutet darauf hin, daß der Stickstoffgehalt in physiologisch aktiven Blattgeweben nicht relativ mit dem der Siebröhren übereinstimmt. M. persicae vermochte in höherem Maße als B. brassicae Blätter auszunützen, in denen der Eiweißabbau durch Düngung oder Alter begünstigt war. Dieser Unterschied zwischen den beiden Arten steht möglicherweise mit ihren verschiedenen Nährstoffbedürfnissen in Zusammenhang.

     

Studies on wing polymorphism in aphids I. The developmental process involved in the production of the different forms

A theory of the nature of the developmental process resulting in wing polymorphism in aphids is proposed. It is suggested that all aphids begin development as presumptive alatae, and that apterae and intermediates are forms which have become irreversibly diverted from the alate course during development. Experiments are described which indicate that diversion resulting in the production of apterae can occur at any time over a protracted period extending from the late embryonic stages until the second larval moult. Prenatal diversion was demonstrated in the progeny of apterous aphids which had been kept on seedlings at 30° for a few days, and in the progeny of young alate aphids. Decapitation of adult aphids released the larviposition response and also resulted in prenatal diversion of their progeny. Postnatal diversion was readily brought about in first and second instar larvae by keeping them on host seedlings. In the third and fourth instars it could only be produced by extreme measures such as inflicting severe injuries on them, and by parasitization. It is suggested that the theory of polymorphism developed in this paper may be applied to other groups of insects with different forms of adults.

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Untersuchungen über den flügelpolymorphismus bei blattläusen. I. Der mit der erzeugung der verschiedenen formen verbundene entwicklungsvorgang

Zusammenfassung Bei Aphis craccivora Koch wurden in älteren Embryonen und Larven des 1. Stadiums rudimentäre Flügelanlagen gefunden, gleichgültig ob sie zur Entwicklung von Geflügelten determiniert waren oder nicht.Die erstgeborenen Embryonen junger geflügelter Mütter hatten bei der Geburt kleinere Flügelanlagen als die Embryonen ungeflügelter oder alter geflügelter Mütter, und sie entwickelten sich fast ausnahmslos zu Ungeflügelten.Wenn flügellose Erwachsene für einige Tage 30° ausgesetzt wurden, erzcugten sie überwiegend flügellose Nachkommen; bei niedrigeren Temperaturen brachten sie hauptsächlich geflügelte Nachkommen hervor.Dekapitation der Flügellosen führte zum Absetzen einer Anzahl von Larven, die sich fast alle zu Ungeflügelten entwickelten.Larven des 1. und 2. Stadiums, welche sich zu Geflügelten entwickelt haben würden, wenn sie an reifen Blättern ihrer Wirtspflanzen gezüchtet worden wären, entwickelten sich zu Ungeflügelten oder Intermediärformen, wenn sie an Sämlingen gehalten wurden.Larven des 3. and 4. Stadiums konnten von der Entwicklung zu Geflügelten nur durch so einschneidende Maßnahmen wie Parasitierung oder Zufügung ernster Verwundungen abgehalten werden und wurden dann zu Zwischenformen.Es wird angenommen, daß alle Blattläuse ihre Entwicklung als präsumptive Geflügelte beginnen und daß sie während der Entwicklung vom späten Embryonalstadium bis zur zweiten Larvenhäutung jederzeit irreversibel von dieser Entwicklungsrichtung abgelenkt und zu Ungeflügelten umgestimmt werden können.

     

INFLUENCE OF DAYLENGTH ON THE PRODUCTION OF PARTHENOGENETIC AND SEXUAL FEMALES OF APHIS FABAE AT 17.5°

When apterous virginoparae of Aphis fabae and their progenies were raised at 17.5^o on leaf discs of Vicia faba under photoperiods of 12 h or less per day, more alatae occurred among the progenies than under longer photoperiods. The alatae developed exclusively into gynoparae at 4, 10 and 12 h light per day and almost all did so at 2 h. At 13 h 45 min, 14 h, 16 h, and 24 h all the alatae developed into virginoparae. At transitional photoperiods ranging from 13 h 6 min to 13 h 28 min, both alate morphs occurred. They could both be deposited by a single apterous virginopara and produce intermorphs containing eggs and embryos. Under most light regimes, a proportion of the gynoparae (generally < 10%) produced some apterous virginoparae, gynoparae, and males after producing a number of oviparae. Alate virginoparae produced almost three times as many larvae as did the gynoparae.By transferring alatiform larvae produced by apterae raised at short day (SD: 10 h light) to long day (LD: 16 h light) or vice versa, a strong prenatal influence of SD on gynopara production was demonstrated. SD also had a postnatal influence on presumptive virginoparous alatiforms, if they were transferred to SD already in the 1 st instar. Alatiform larvae could be influenced by SD or LD as late as in the 3d instar if they and their mothers had been maintained under a weak short (13 h 6 min) or a weak long day (13 h 45 min).The results are discussed in relation to possible hormonal mechanisms of morph determination.

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Zusammenfassung Wenn ungeflügelte, virginopare Aphis fabae und ihre Nachkommen gehalten wurden bei 17,5^o auf Blattscheiben von Vicia faba bei Fotoperioden von 12 oder weniger Stunden je Tag, so entstanden mehr Geflügelte unter den Nachkommen als unter längeren Fotoperioden. Die Geflügelten entwickelten sich ausschliesslich zu Gynoparen bei 4, 10 und 12 h Licht je Tag und fast alle bei 2 h. Bei 13 h 45 min, 14, 16 und 24 h entwickelten sich alle Geflügelten zu Virginoparen. Bei Übergangsfotoperioden zwischen 13 h 6 min und 13 h 28 min kamen beide geflügelte Morphen vor. Diese konnten beide von einer einzigen ungeflügelten Virginopara abgesetzt werden und Zwischenformen mit Eiern und Embryonen erzeugen. Bei den meisten Fotoperioden erzeugte ein Teil der Gynoparen (meist < 10%) einige ungeflügelte Virginopare, Gynopare und Männchen, nachdem sie eine Anzahl von Oviparen erzeugt hatten. Geflügelte Virginopare erzeugten fast dreimal so viele Larven als wie Gynopare es tun.Wenn man alatiforme Larven, deren ungeflügelte Mütter bei Kurztag (KT: 10 h Licht) gehalten waren, in Langtag (LT: 16 h Licht) übertrug oder umgekehrt, so zeigte sich ein starker pränataler Einfluss des KT auf die Gynoparenerzeugung. KT hatte auch einen postnatalen Einfluss auf präsumptive virginopare geflügelte Formen, wenn diese schon im 1. Larvenstadium übertragen wurden. Alatiforme Larven konnten selbst noch im 3. Stadium durch KT oder LT beeinflusst werden, wenn sie und ihre Mütter bei schwachem Kurz- (13 h 6 min) oder schwachem Lang- (13 h 45 min) Tag gehalten waren.Die Ergebnisse werden in Hinsicht auf mögliche hormonale Mechanismen der Morphenbestimmung diskutiert.

     

ZUR AUSLÖSUNG DER EIABLAGE BEI DER APHIDOPHAGEN GALLMÜCKE APHIDOLETES APHIDIMYZA (DIPTERA: CECIDOMYIIDAE)

Die Eiablage von Aphidoletes aphidimyza (Rond.) konnte im Experiment durch Honigtau oder durch tote Blattläuse (Myzus persicae, Aphis fabae und Acyrthosiphon pisum), jedoch wesentlich stärker durch beide zusammen ausgelöst werden. Siphonensekret von Acyrthosiphon pisum wurde ebenfalls belegt. Dagegen gelang es nicht, die Gallmücken durch klebrige Substanzen, deren Konsistenz der des Honigtaus ähnlich ist, zur Eiablage zu bringen. Während Exuvien der Erbsenblattlaus für sich allein fast keine Wirkung zeigten, lösten sie in Kombination mit Honigtau die Eiablage ebenso stark aus wie die toten Blattläuse mit Honigtau. Dagegen waren kleine Steinchen in Blattlaus-Größe anstelle der Exuvien unwirksam. Auch Duftstoffe von Blattläusen und Honigtau führten nicht zur Eiablage. Von den Bestandteilen des Honigtaus waren bestimmte Kohlehydrate und Aminosäuren schwach, andere, vor allem Fruktose und Arginin, besser wirksam; reproduzierbar war die Wirkung nur in Kombination mit getöteten Blattläusen.     

Gustation of dietary amino acids by the aphid Myzus persicae

In simple choice-chamber tests the ability of the aphid Myzus persicae (Sulzer) to discriminate between sucrose solutions containing single or groups of amino acids and a pure sucrose solution was assessed. Each of 20 dietary amino acids was tested at a concentration of 0.1% in 20% sucrose. Each of six amino acids (asparagine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, and tryptophan) strongly enhanced the acceptability of sucrose. Methionine had a strong effect also at 0.02%. A few other amino acids had a lesser effect, while only a slight or no effect was observed with about half of the 20 dietary amino acids. A slightly deterrent effect was observed with histidine, glutamic acid, and arginine.The experimental apterous adult aphids that had been reared on radish seedlings had to be preconditioned on a pure sucrose solution for one day prior to the tests in order to show these responses within a few hours.

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Zusammenfassung In einfachen Wahlkammer-Versuchen wurde die Fähigkeit der Blattlaus Myzus persicae geprüft, Rohrzuckerlösungen, die einzelne oder Gruppen von Aminosäuren enthielten, von reiner Rohrzuckerlösung zu unterscheiden. Jede der 20 diätischen Aminosäuren wurde in einer Konzentration von 0,1% in 20% iger Rohrzuckerlösung geprüft. Jede der 6 Aminosäuren Asparagin, Isoleucin, Leucin, Methionin, Phenylalanin und Tryptophan erhöhte die Annehmbarkeit stark. Unter ihnen hatte Methionin auch bei 0,02% eine kräftige Wirkung. Einige wenige andere Aminosäuren hatten einen geringen Effekt, während bei etwa der Hälfte der 20 diätischen Aminosäuren nur ein schwacher oder kein Einfluß beobachtet wurde. Eine leicht abweisende Wirkung war bei Histidin, Glutaminsäure und Arginin festzustellen.Die im Versuch verwendeten erwachsenen apteren Blattläuse, die an Rettichsämlingen herangezogen worden waren, mußten vor den Versuchen einen Tag lang an reiner Rohrzuckerlösung gehalten werden, wenn sie diese Reaktionen innerhalb einiger weniger Stunden zeigen sollten.

     

Functional significance of the alarm pheromone composition in various morphs of the green peach aphid, Myzus persicae

Three isomers of farnesene occur in the siphon excretions of at least four aphid species: the siphon excretions of Myzus persicae contain (E)--farnesene, as well as (Z,E)--farnesene. The significance of (E)--farnesene as an alarm pheromone was evaluated by the investigation of the ratios and quantities of the above-mentioned farnesene isomers in various morphs of Myzus persicae (Sulz.). It is suggested that a relationship exists between the production of farnesene isomers and the occurrence of morphs.

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Zusammenfassung Es ist bekannt, dass drei Isomere des Farnesens in der Siphonensekret von wenigstens vier Blattläusmorphen vorkommen. So enthielt zum Beispiel das Siphonensekret bei Myzus persicae (E)--, (Z,E)-- und (E,E)--Farnesen. Um die Bedeutung des (E)--Farnesens zu ermitteln, haben wir die Mengen und Verhältnisse der Farnesenisomere in verschiedenen Morphen von Myzus persicae bestimmt. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Beziehung zwischen der Produktion von Farnesenisomeren und der Bildung der Morphe in dieser Blattläus besteht.

     

Measurement of aphid feeding rates on artificial diets using 3H-inulin

The radioactivity of the honeydew droplets excreted by young apterous adults of the green peach aphid, Myzus persicae, fed on an artificial diet containing ³H-inulin was a reliable measure of the volume of food ingested by the insects, since almost none of the ingested inulin was absorbed and retained by the insects.

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Zusammenfassung Junge aptere Adulte von Myzus persicae wurden auf künstlicher Diät mit oder ohne Zugabe von radioktiv markiertem Inulin (³H, 100 Ci pro ml; 84.5 cpm pro nl) gehalten. Die Radioaktivität der Blattläuse und ihrer ausgeschiedenen Honigtautropfen wurde in Zeitintervallen nach der Fütterung bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass Inulin nur in geringer Menge von den Blattläusen absorbiert wird, und, dass die Radioaktivität der ausge schiedenen Honigtautropfen nach Zugabe von ³H-Inulin zur künstlichen Diät ein verlässliches Mass für das Volumen der von ihnen aufgenommenen Nahrung ist.

     

Alterations in premating behavior and pheromone biology of gamma-irradiated Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae)

Exposure of female cabbage looper pupae, Trichoplusia ni, to gamma irradiation at 0 to 72 hr before eclosion resulted in significantly reduced moving and calling activity of the adults. The effects were dose-related from 10 to 40 kR. Generally, irradiation in a nitrogen atmosphere slightly reduced deleterious effects, but fractionation of the radiation dose did not. Four-day-old irradiated females contained significantly more sex pheromone than untreated females, indicating that loss of pheromone is positively correlated to the amount of calling activity.Males exposed to 20 kR or 40 kR in nitrogen were not affected in their flight response in an olfactometer to a level of synthetic pheromone ca. equal to that released by a calling female or to 0.1 x this level. The response of males exposed to 40 kR in air, however, was significantly decreased at the lower pheromone concentration.

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Veränderungen im vorkopulationsverhalten und in der pheromobiologie bei gammabestrahltentrichoplusia ni (Lepitoptera: Noctuidae)

Zusammenfassung Puppen von Trichoplusia ni wurden 0–72 Stunden vor dem Schlüpfen der Falter einer Gamma-bestrahlung ausgesetzt. Die Bestrahlung betrug 10–40 kR und erfolgte entweder in Luft (ununterbrochen oder fraktioniert) oder in einer Stickstoffatmosphäre. Die Effekte der verschiedenen Behandlungen auf das Rufverhalten der Weibchen (CB), die Bewegungsaktivität (MA) und den Pheromontiter wurden beurteilt. Die Reaktion bestrahlter Männchen auf das synthetische Sexual-pheromon (Z-7-Dodecen-1-o1-azetat) wurde gemessen bei einer Konzentration, wie sie von einem Weibchen erzeugt wird. und bei einem Zehntel dieser Menge.Die Bestrahlung reduzierte bei sitzenden Weibchen gesichert CB und MA (Tabelle II). Die Reduktion dieser Aktivitäten war im allgemeinen dosisabhängig. Die Fraktionierung der Bestrahlung und die Bestrahlung in Stickstoffatmosphäre konnten diese Effekte nicht gesichert vermindern.Bestrahlte Weibchen riefen gesichert weniger als nicht bestrahlte Tiere und gaben weniger Pheromon ab. Als Folge davon enthielten ihre Pheromondrüsen im Alter von 4 Tagen gesichert mehr Pheromon als Drüsen unbehandelter Weibchen (Tabelle IV).In Olfaktometertests reagierten Männchen, die mit bis zu 40 kR bestrahlt worden waren, ungefähr gleich wie unbestrahlte Männchen, wenn sie einer Verdampfungsrate von einem Weibchenaequivalent des Pheromons ausgesetzt wurden (Tabelle V). Männchen, die mit 40 kR in Stickstoffatmosphäre behandelt worden waren, reagierten auf eine niedrigere Pheromonkonzentration gleich gut wie Männchen, die mit 20 kR in Luft behandelt worden waren. Sie waren gesichert reaktionsfähiger als solche, die mit 40 kR in Luft bestrahlt worden waren.Die mögliche Bedeutung dieser Effekte für das Autozidverfahren wird diskutiert.