Entwicklungsphysiologische und biometrische Untersuchungen an DDT-sensiblen und resistenten St?mmen von Drosophila melanogaster

Zusammenfassung 1. Zwischen 2 DDT-sensiblen und 3 resistenten Stämmen von Drosophila melanogaster, die durch unabhängige Selektionszucht auseinander abgeleitet waren, ergaben sich entwicklungsphysiologische und morphologische Differenzen in gleicher Richtung, aber unterschiedlicher Expressivität.2. Die larvale Entwicklungsdauer war bei allen resistenten Stämmen verlängert. In Übereinstimmung damit schlüpften die resistenten Imagines später, ihr Lebendgewicht war erhöht.3. Die Schlüpfraten der Imagines, bezogen auf eine bestimmte Eizahl, sowie die Fertilität der Stämme zeigten keine Unterschiede.4. Mehrere Körperteile der resistenten Stämme ließen im Vergleich zu den sensiblen Rassen eine allometrische Wachstumszunahme erkennen. Der prozentuale Zuwachs der einzelnen Merkmale zeigte starke Unterschiede. Nur bei einem resistenten Stamm fand sich in einem Merkmal — den Tibien — eine Verkürzung gegenüber der sensiblen Vergleichsgruppe.5. Es wird diskutiert, welche möglichen Zusammenhänge zwischen der DDT-Resistenz und den abgeänderten Eigenschaften bestehen und welche Ursachen ihnen zugrunde liegen.Mit 1 Textabbildung     

Synergism of organophosphates in Musca domestica and Chrysomya putoria

A series of symmetrical trisubstituted phosphorus compounds was tested as synergists for malathion and certain other organophosphorus insecticides against resistant and normal strains of Chrysomya putoria and Musca domestica. All the compounds synergised the insecticides more effectively against resistant than normal strains. This was especially true with malathion, notably with the C. putoria strain the resistance of which is highly specific for malathion. A 5:1 mixture of the best synergists virtually abolished its resistance. Among the synergists tested, the two best were common to the C. putoria and the two different resistant strains of M. domestica; these two synergists were also outstanding against Culex tarsalis larvae, as reported by other authors.In addition to the synergistic action on malathion, the better compounds were also effective in reducing resistance to other phosphorus insecticides (Dicapthon, parathion, coumaphos) though not quite so effectively. It is concluded that their action is not entirely specific for suppressing carboxyesterase detoxication.

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Synergismus von organophosphaten bei Musca domestica und tChrysomya putoria

Zusammenfassung Eine Reihe symmetrisch dreifach substituierter Phosphorverbindungen wurde als Synergisten für Malathion und gewisse andere Organophosphat-Insektizide gegenüber resistenten und normalen Stämmen von Chrysomya putoria und Musca domestica geprüft. Alle diese Verbindungen verstärkten die Insektizide gegen resistente Stämme wirkungsvoller als gegen normale. Das galt besonders für Malathion, vor allem bei dem C. putoria-Stamm, dessen Resistenz gegenüber Malathion hoch spezifisch ist. Ein 5:1-Gemisch der besten Synergisten hob seine Resistenz praktisch auf. Unter den geprüften Synergisten waren die zwei besten C. putoria und den beiden verschiedenen resistenten Stämmen von M. domestica gemeinsam; diese beiden Synergisten wirkten auch gegenüber Culex tarsalis-Larven ausgezeichnet, wie andere Autoren berichteten.Neben der synergistischen Wirksamkeit für Malathion reduzierten die besseren Verbindungen auch die Resistenz anderer Phosphor-Insektizide (Dicapthon, Parathion, Coumaphos), wenn auch nicht ganz so vollkommen. Es wird geschlossen, daß ihre Wirkungsweise für die Unterdrückung der Carboxyesterase-Entgiftung nicht ganz spezifisch ist.

     

The response of the labellar taste receptors of DDT-resistant and non-resistant houseflies (Musca domestica) to DDT

Two characteristics of DDT-resistance in houseflies (Musca domestica L.), namely, a significantly higher threshold to DDT and the ability to recover from DDT-poisoning, were found to be detectable quantitatively at the level of the neurones of the labellar chemoreceptor hairs.Treatment of the chemoreceptor hairs with DDT resulted in replacement of the normal single impulses by groups of 2 or more. Hairs of resistant (HR) flies showed some recovery from this effect after 10–15 minutes, but those of non-resistant (ES) flies did not.Whole flies topically dosed with DDT solutions were rated for the degree of intoxication shown at various times after treatment. In the resistant strain, flies that survived began to recover from intoxication at about 1 hour, but no recovery was observed in the non-resistant strain.The ratios of equi-effective concentrations or dosages for the two strains were found to be very similar in the chemoreceptor hair and whole fly tests. Up to the onset of recovery they were between 3.9 and 8.5 for the hairs and between 2.0 and 6.0 for the whole flies. After recovery commenced, the ratios increased to more than 15 for both the hairs and the whole flies. It was concluded that the resistance of strain HR flies is fully expressed at the level of the chemoreceptor hairs on their labella, and is mainly due to the ability to recover from DDT-poisoning.

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Zusammenfassung Die Wirkung von DDT-Behandlung auf die elektrische Reaktion der Neuronen von chemorezeptorischen Labellenhaaren bei Reizung mit Kochsalz wurde bei Stubenfliegen (Musca domestica L.) eines DDT-resistenten (HR) und eines nichtresistenten Stammes (ES) untersucht. Das Eintauchen einzelner Rezeptorhaare in wässrige DDT-Suspensionen vor der Reizung und Registrierung der Neuronenaktivität durch einen Kochsalz-Elektrolyten bewirkte den Ersatz der normalen Einzelimpulse durch Gruppen von 2 oder mehr Impulsen bei beiden Stämmen. Bei dem resistenten Stamm steigerte sich die Reaktion — gemessen am mittleren Grade der Impuls-Vervielfachung — während der ersten 10–15 Minuten; danach zeigte signifikante Abnahme der Vervielfachung die Erholung der Neurone von den DDT-Wirkungen an. Bei nichtresistenten Fliegen zeigten die Neurone keine signifikante Erholung. Bevor die Erholung deutlich wurde, waren die Chemorezeptorhaare resistenter Fliegen — gemessen an der Konzentration der angewendeten Suspension — 3,9 bis 8,5mal weniger empfindlich gegen DDT als diejenigen der nichtresistenten Fliegen. Das Verhältnis steigerte sich infolge der Erholung in den nächsten 15 Minuten auf mehr als das 15fache.In einer Paralleluntersuchung der DDT-Vergiftung ganzer Fliegen der beiden Stämme wurden einzeln begiftete Fliegen nach dem Grade der Vergiftung geordnet, den sie zu verschiedenen Zeiten nach der Behandlung aufwiesen. Alle nichtresistenten Fliegen, bei denen deutliche Vergiftungserscheinungen auftraten, wurden zunehmend mehr beeinflußt und starben. Es überlebten nur diejenigen, bei denen klare Anzeichen einer Vergiftung zu keinem Zeitpunkt auftraten. Die resistenten Fliegen waren zu einer völligen Erholung von fortgeschrittenen Stadien der Vergiftung fähig. Bei Dosen, die einen gewissen Grad der Erholung gestatteten, stieg in Gruppen resistenter Fliegen der mittlere Grad der Vergiftung nur während der ersten Stunde an, dann fiel er wieder, sobald sich einige Fliegen erholten. Die Relationen — für die beiden Stämme — gleich giftiger Dosen zeigten, bevor die Erholung in Erscheinung trat, daß die resistenten Fliegen 2- bis 6mal weniger empfindlich gegen DDT-Begiftung waren als die nichtresistenten. Erholung der resistenten Fliegen vergrößerte die Relation auf das mehr als 15fache.So ergaben die Untersuchungen an Chemorezeptorhaaren und an ganzen Fliegen sehr ähnliche Werte für die relative Empfindlichkeit der Stämme gegenüber DDT-Begiftung und für das große Ausmaß, in welchem die Widerstandsfähigkeit der Fliegen des HR-Stammes von der Fähigkeit zur Erholung von DDT-Vergiftungen abhängt. Es kann gefolgert werden, daß die Resistenz der Fliegen des HR-Stammes gegenüber DDT vollständig ausgedrückt werden kann auf dem Niveau der chemorezeptorischen Haare auf ihren Labellen. Es wird vermutet, daß Dehydrochlorierung des DDT, welche vermutlich den Mechanismus der Erholung gestattet, auch mit geringerer Sensibilität dieses Stammes gegenüber DDT-Vergiftung in Verbindung gebracht werden kann.

     

Resistance patterns to various organophosphorus insecticides in some strains of houseflies

The susceptibility of one susceptible and six resistant strains of houseflies to 13 organophosphorus compounds was measured with a contact method. Five of the strains had been selected, both in the field and in the laboratory, with diazinon, parathion or malathion. One strain had been strongly selected with -BHC. The susceptibility of the strains is shown in Fig. 1. The BHC selected strain had only a low level of resistance to organophosphates. Higher levels were present in all organophosphate selected strains, each of which exhibited its own characteristic resistance pattern. This indicates that a relatively large number of resistance mechanisms may be present.As resistance to the thiophosphates is of the same order of magnitude as that to their oxygen analogues, it follows that the resistance mechanism is not a slower conversion of the thiophosphates into the phosphates. Resistance to a number of dimethyl compounds is low, and little difference is present between the resistant strains. This resistance is probably brought about mainly by less specific factors. The genetical basis of the low aliesterase content of the phosphate resistant strains is discussed.

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Zusammenfassung Die Empfindlichkeit eines normal-sensiblen und von sechs resistenten Stubenfliegen-Stämmen gegenüber 13 organischen Phosphorverbindungen wurde mit Hilfe einer Kontakt-Methode gemessen. Fünf dieser Stämme waren sowohl im Freiem wie auch im Labor, mit Diazinon, Parathion oder Malathion selektiert worden. Ein Stamm war stark mit -BHC selektiert worden. Die Empfindlichkeit der Stämme ist in Fig. 1 dargestellt. Der mit -BHC selektierte Stamm wies nur eine niedrige Resistenz gegenüber den organischen Phosphorverbindungen auf. Höhere Resistenz wurde in den mit organischen Phosphorverbindungen selektierten Stämmen gefunden; jeder dieser Stämmen zeigte eine eigene, charakteristische Form der Resistenz. Dies deutet darauf hin, daß eine relativ grössere Zahl von Resistenz-mechanismen vorhanden ist.Aus der Tatsache, daß Resistenz gegen die Thioverbindungen und ihre entsprechenden Sauerstoff-Analoge ungefähr gleich groß ist, wird geschlossen, daß eine langsamere Umwandlung in die Phosphate als Resistenz-mechanismus nicht in Betracht kommen kann.Die Resistenz gegenüber einigen Methyl-verbindungen ist gering, und in den einzelnen Stämmen nur wenig verschieden. Diese Resistenz wird wahrscheinlich durch weniger spezifisische Faktoren verursacht. Die genetische Grundlage des niedrigen Ali-esterasen-gehalts in den Phosphat-resistenten Stämmen wird diskutiert.

     

Lipoid content and resistance in the housefly, Musca domestica L.

The lipoid content of several resistant and normal strains of houseflies was determined. A Swiss extremely DDT-resistant strain had a much higher fat content than a normal Swiss reference strain and several Italian strains. Among the Italian strains, a chlordane-resistant strain had a significantly higher fat content than a diazinon-resistant and a normal strain. This difference was no longer significant however, when the normal Swiss strain was included in the calculations. Iodine numbers, specific gravity and physical consistence showed no consistent difference between the fats of resistant and normal strains, except that the syphoned-off oils from fats of resistant flies seemed to be less viscous than those of normal flies of the same provenience.In a further series of experiments, the lipids were extracted from wheat bran, to which were added instead fats extracted from normal and from DDT-resistant housefly pupae; normal larvae were reared in a medium containing the fat from resistant pupae and vice versa. Neither this procedure nor that of offering cholesterol as sole larval lipid source, had any influence on resistance level in the adult state.

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Zusammenfassung Es wurde der Lipoidgehalt der Puppen resistenter und sensibler Hausfliegenstämme bestimmt. Ein hoch DDT-resistenter Schweizer Stamm hatte einen bedeutend höheren Fettgehalt als ein normaler Schweizer und verschiedene italienische Stämme. Unter den italienischen Stämmen, hatte ein Chlordan-resistenter Stamm einen signifikant höheren Fettgehalt als ein Diazinon-resistenter und ein normaler Stamm. Wenn jedoch bei der statistischen Auswertung dieser Resultate die Zahlen für den Schweizer normalen Vergleichstamm mit in Betracht gezogen wurden, waren die Unterschiede für den Chlordanstamm nicht mehr signifikant.Die Feststellung Wiesmanns, dass resistente Hausfliegen einen höheren Fettgehalt aufweisen, konnte also in unseren Versuchen nur in einem von drei resistenten Stämmen bestätigt werden. Es ist daher anzunehmen, dass die Tatsache vorhandenen höheren Fettgehaltes nicht für alle resistenten Stämme zutrifft. Die Wiesmann'sche Lipoidtheorie der Insektizidresistenz, die übrigens auch von ihm selbst nur als Teilmechanismus des Resistenzgeschehens aufgefasst wird, ist vielleicht für gewisse Stämme anwendbar, so z.B. für den Schweizer Stamm K₁, für den unsere Resultate mit den Ergebnissen Wiesmanns übereinstimmen. Die Theorie ist jedoch sicher nicht für jeglichen resistenten Hausfliegenstamm gültig.Wenn chemische und physikalische Eigenschaften der Fette, z.B. Jodzahl, Dichte und Konsistenz verglichen wurden, konnten keine klaren Unterschiede zwischen dem Fett resistenter und normaler Stämme gefunden werden. Vielleicht könnte man nur von einem Unterschied in der Viskosität der abgeheberten flüssigen Ölphase resistenter und normaler Fliegen gleicher Provenienz sprechen.Extrahierung der im Larvenfutter vorhandenen Fette und ihr Ersatz durch Fliegenpuppefette, oder Verabreichung von Cholesterin als einzige larvale, Fettquelle, hatte keinen Einfluss auf die Resistenz der Adulttiere.

     

Enhanced susceptibility to cetyl fluoride (CF) and cetyl fluoroacetate (CFA) in DDT-resistant insects

Two compounds showing negative correlation to DDT-resistance in larvae of Musca domestica were found, namely cetyl fluoride (CF) and cetyl fluoroacetate (CFA). Larvae of the DDT-resistant housefly strains K₁ and TP were affected more strongly by CFA incorporated in the breeding medium than larvae of the normal reference strains Sv and S-Rome. The same held true for CF, except that the effect on strain TP was doubtful. The chlordane-resistant, strain R-Sard. had a normal response to CF and CFA. In larvae of several DDT-resistant, laboratory-developed strains of Anopbeles atroparvus, negative correlation to resistance was noted for CF, but not for CFA and cetyl cyanide. The effect of CF applied again only to DDT-resistance, not to dieldrin-resistance.No negative correlation to resistance was found in adults of houseflies and anophelines with regard to CF, CFA, cetyl chloroacetate, cetyl cyanide, cetyl thiocyanate and cetyl bromide.

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Zusammenfassung Cetylfluorid (CF) war gegen Hausfliegenlarven des Schweizer DDT-resistenten Stammes K₁ etwas giftiger als gegen die normalsensiblen Vergleichsstämme Sv und S-Rome; für den DDT-resistenten italienischen Stamm TP war diese Erscheinung jedoch fraglich. Cetylfluorazetat (CFA) wirkte etwas besser auf Larven der beiden DDT-resistenten Fliegenstämme als auf die der Vergleichsstämme. Gegen Anopheleslarven verschiedener DDT-resistenter Stämme, die alle von dem gleichen normalen Ausgangsstamm selektioniert wurden, war CF etwas besser wirksam, als gegen den normalsensiblen Ausgangsstamm. Dagegen konnte weder für CFA noch für Cetylzyanid erhöhte Empfindlichkeit bei resistenten Anopbeleslarven nachgewiesen werden. Die oben geschilderten Preferentialtoxizitäten für resistente Stämme bezogen sich nur auf DDT-Resistenz und waren für Chlordan-oder Dieldrin-Resistenz nicht zutreffend.Ausser dem in früheren Arbeiten geschilderten Fall (Cetylbromazetat bei adulten Hausfliegen) konnten keine neuen Beispiele für durch Resistenz induzierte, erhöhte Empfindlichkeit (Ascher 1958b, 1960) bei Adulttieren der Hausfliege und der Anopbelesmücke gefunden werden; es wurden zu diesem Zweck CF, CFA, Cetylchlorazetat, Cetylzyanid, Cetylrhodanid und Cetylbromid getestet, jedoch waren die Etgebnisse negativ. Verschiedene Cetyl-phosphorsäureester, Cetyl-polyäthylenaether und Alkylbrommalonate waren entweder überhaupt unwirksam oder wiesen bei vorhandener schwacher Wirksamkeit weder gegen Larven noch gegen Adulttiere resistenter Stämme eine preferentielle Toxizität auf.

     

Zur Systematik und Physiologie der Spondylomoraceen

Zusammenfassung Die GattungSpondylomorum ist zweifelhaft, da Kolonien mit 4 Geißeln an jeder Zelle seit der Erstbeschreibung nicht mehr sicher festgestellt worden sind.BeiChlamydobotrys ist eine Artunterscheidung auf Grund morphologischer Merkmale nicht gelungen, Stämme von weit auseinanderliegenden Orten zeigten nur geringe und schwankende Unterschiede bei starker Variabilität innerhalb der Klone.Die Reinkultur von 10 Stämmen vonChlamydobotrys gelang mit Hilfe der Waschmethode, sobald ihr Bedarf an organischen Nährstoffen berücksichtigt wurde. Lösungen, die Azetat, eine Aminosäure und die Vitamine B₁ und B₁₂, sowie die üblichen anorganischen Nährsalze und Spurenelemente enthalten, ermöglichen am Licht gutes Wachstum. Die beste Konzentration der Nährstoffe für die Vermehrung ist der Ausbildung regelmäßiger Kolonien nicht günstig. Dafür muß die Lösung auf die Hälfte bis ein Zehntel verdünnt werden. Im Dunkeln findet keine Vermehrung statt. In physiologischer Hinsicht bestehen konstante Unterschiede zwischen den Stämmen. Chlamydobotrys weist Eigenschaften auf, die für das Gedeihen und den Wettbewerb am Standort günstig sein müssen.     

Causes of resistance to DDT in a diazinon-selected and a DDT-selected strain of house flies

The causes of resistance to DDT in a DDT-selected (F58W) and a diazinon-selected (SKA) strain of house flies differed.Small (1 g DDT/fly) topically applied doses penetrated more slowly into the SKA than into the F58W or susceptible strains. Large doses (32 g/fly) penetrated equally fast into all strains.The two resistant strains metabolised DDT rapidly and the susceptible strain slowly. The only metabolite identified was DDE.WARF anti-resistant is a powerful synergist for DDT in the F58W strain, and prevents the formation of DDE. WARF anti-resistant is not such a good synergist in the SKA strain which possesses other mechanisms for metabolising DDT and also DDE.DDT or its decomposition products seem to interact strongly with the tissues of SKA flies from which they are not readily extracted.

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Zusammenfassung Gaschromatographie und radioaktive Markierungsverfahren wurden in Verbindung mit Papier- und Dünnschichtchromatographie benutzt, um die Urschen der Resistenz gegenüber DDT in einem mit DDT selektierten (F58W) und einem mit Diazinon selektierten Stamm (SKA) der Stubenfliege aufzuklären.DDT drang unterschiedlich in die zwei resistenten Stämme ein, die beide DDT rasch abbauten, sich aber in den Entgiftungsmechanismen unterschieden.Kleine Dosen (1 g DDT pro Fliege), die äußerlich aufgebracht wurden,töteten den empfindlichen Stamm, aber nicht den F58W- oder den SKA-Stamm, DDT drang in den SKA-Stamm langsamer ein als in die beiden anderen Stämme. Der eindringende DDT-Anteil nahm in den drei Stämmen unterschiedlich ab, wenn die Dosis anstieg, und bei hohen Dosen (32 g pro Fliege) vollzog sich das Eindringen in alle drei Stämme ungefähr gleich schnell.Das DDT wurde in den beiden resistenten Stämmen schnell, in dem anfälligen langsam abgebaut. Das einzige Abbauprodukt, das in den drei Stämmen identifiziert wurde, war DDE. In F58W und dem empfindlichen Stamm wurde die Masse des abgebauten DDT als DDE gefaßt.Die Bildung von DDE aus DDT wird in dem Stamm F58W durch das Antiresistent WARF verhindert, das die Toxizität des DDT erheblich steigert, wodurch sich zeigt, daß in diesem Stamm die Dehydrochlorierung eine wichtige Resistenzursache darstellt.In dem SKA-Stamm, der DDE abbaut, wurden nur Spuren von DDE gefunden. Jedoch stellt die Dehydrochlorierung in dem SKA-Stamm keine wesentliche Resistenzursache wie im F58W-Stamm dar, da WARF-Antiresistent kein starker DDT-Synergist ist. In dem SKA-F58W-Stamm wurde viel weniger von dem zugefügten DDT wiedergefunden als in den anderen Stämmen, wahrscheinlich weil DDT oder seine Abbauprodukte stärker mit den Geweben der SKA-Fliegen reagieren.

     

The resistance spectrum of a dieldiin-resstrant strain of the blowfly (Lucilia cuprina Wied.)

Strains of Lucilia cuprina showing resistance to dieldrin and aldrin appeared in Australia after 3 years successful use of these insecticides. In the laboratory these showed a resistance spectrum similar to that of Anopheles gambiae, Cimex lectularius, Pediculus humanus and Musca domestica.

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Zusammenfassung In Australien waren Dieldrin und Aldrin etwa drei Jahre lang erfolgreich zum Schutz von Schafen gegen die Schmeißfliege Lucilia cuprina angewendet worden, als Fehlschläge infolge einsetzender Resistenz aufzutreten begannen. Stämme normaler und resistenter Schmeißfliegen wurden gezüchtet und im Laboratorium untersucht. Zweigkolonien einschließlich eines durch Selektion bereinigten resisteten Stammes wurden nach London gesandt und Kreuz-Resistenzmessungen vorgenommen. Das sich ergebende Resistenzspektrum für die BHC/Dieldrin-Gruppe der Insektizide erwies sich ähnlich dem von vier anderen Insektenarten, nämlich Anopheles gambiae, Cimex lectularius, Pediculus humanus und Musca domestica, die den gleichen Resistenztyp entwickelt haben. Das weist auf einen ähnlichen Abwehrmechanismus hin.

     

Eine nicht-reziproke Kreuzungssterilität zwischen ökologischen Rassen der Mücke Clunio marinus

Zusammenfassung Die in der Gezeitenzone lebende Mücke Clunio marinus ist längs der europäischen Küstenlinie verbreitet. Die experimentell geprüften Stämme verschiedener geographischer Herkunft repräsentieren ökologische Rassen, die sich in der zeitlichen Programmierung ihrer Entwicklung unterscheiden. Es wurde die Kreuzbarkeit zwischen insgesamt 7 Stämmen geprüft.Zwischen einzelnen Stämmen wurde eine nicht-reziproke Kreuzungssterilität (abgekürzt n.r.St.) nachgewiesen, bei der jeweils in einer Kreuzungsrichtung fertile Nachkommen entstanden und in der reziproken Kreuzung Nachkommen fehlten.Die Vererbung der n.r.St. wurde zwischen 2 Stämmen benachbarter Rassen mit der Methode der wiederholten Rückkreuzung geprüft. Es ergab sich ein matrokliner Erbgang. Die Befunde werden mit entsprechenden Ergebnissen von Laven an Culex pipiens verglichen.Die populationsgenetischen Konsequenzen der n.r.St. werden in Hinblick auf die Elimination von Kreuzungstypen, Genfluß und reproduktive Isolation betrachtet. Für die Bedeutung der n.r.St. im Freiland werden 3 Hypothesen erörtert: 1. Begleiterscheinung der genetisch divergierenden Rassen, 2. in einer Richtung wirksamer Isolationsmechanismus zwischen benachbarten Rassen und 3. Speciation.

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Summary The intertidal midge Clunio marinus is distributed along the European coast-line. Stocks from distinct locations differ in the programming of their emergence time. They represent ecological races. The crossability between 7 stocks was examined.Between some stocks a non-reciprocal cross sterility has been found, characterized by fertile hybrids in one cross direction, and no offspring in the reciprocal crosses.The cross Jean xSan was fertile, while the cross San xJean was sterile. After three backcrosses of the hybrid females to San males, the sterility in the reciprocal crosses with San females had not been changed. The maternal inheritance of this non-reciprocal sterility is compared with similar studies in Culex pipiens by Laven.According to aspects of population genetics, the non-reciprocal cross sterility is considered in view of elimination of crossing types, of gene flow and reproductive isolation. With regard to the significance of the non-reciprocal cross sterility in the field, three hypotheses are discussed: 1. by-product of evolutionary divergence in ecological races, 2. unilateral reproductive isolation which blocks the gene flow between adjacent populations only in one direction, and 3. speciation.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.

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Herrn Professor Dr. Gerhard Krause zu seinem 65. Geburtstag.     

The dosage-mortality relationship for two strains of house flies exposed to vapor of di-isopropylphosphorofluoridate

The dosage-mortality relationship for normally susceptible and di-isopropylphosphorofluoridate (DFP)-resistantMusca domestica L. was determined by means of vapor exposures of varied durations and concentrations.With reference to concentration, males of either strain were approximately 1.5 × as sensitive as the respective females, and the strains differed by a factor of about 10. Probit kill at each concentration was proportional to log exposure time for all four groups, and the log of time required to kill half a given sex or strain (log Lt₅₀) was proportional to the log of DFP concentration. For all four groups the apparent order of toxic reaction was the same, — namely slightly more than 2.5.Since the actual toxic process probably is a bimolecular reaction between DFP and nervous system cholinesterase (ChE), the observations indicate that an appreciable portion of the entering DFP was diverted to nontoxic pathways. The data contain no suggestion that the sexes and strains are distinguished by any qualitative differences in these pathways. The differences in tolerance are significant but unexplained.With all four groups, like percentages of kill were accompanied on the average by like percentages of inhibition of head ChE despite considerable intergroup differences in the dosages required. Per cent inhibition was directly proportional to kill. The overall correlation observed corroborates the view that inhibition of central nervous system ChE is related causally to toxicity. In general, flies whose head ChE was inhibited less than about 50% did not succumb, while those with more than 50% inhibition died irrespective of their source and the dose of DFP needed.Although the relationship favors the conclusion that ChE inhibition is instrumental in the toxicity of DFP, it does not indicate that inhibition of head ChE is more than an indirect index of events at the as yet unknown true sites of action, nor that an acetylcholine-ChE mechanism of synaptic transmission is vitally involved in the functioning of insect nerve.

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Die Dosis-Mortalitäts-Benziehungen zweier Stubenfliegen-Stämme, die di-isopropulphosphorfluoridat-Dämpfen Ausgesetzt wurden

Zusammenfassung Wenn die Geschlechter zweier Stubenfliegen-Stämme (ein normal empfindlicher und ein DFP-resistenter) getrennt DFP-Dämpfen ausgesetzt wurden, waren die entsprechenden Reihen der log Lt₅₀ zwar verschieden, wurden jedoch in jedem Falle linear abhängig von der logarithmischen DFP-Konzentration und einander parallel befunden.Für alle vier Gruppen betrugen die erkennnbaren Werte der toxischen Reaktion etwas mehr als 2,5. Da die tatsächliche toxische Reaktion bimolokularer Kinetik zu gehorchen scheint, wird geschlossen, daß ein beträchtlicher Anteil des von den Fliegen absorbierten DFP in nicht-toxische Prozesse abgeleitet wird.Die Ergebnisse liefern keinerlei neue Erklärung der Toleranzunterschiede zwischen den Geschlechtern und Stämmen, und infolgedessen bleiben die Ursachen für diese Unterschiede unbekannt.Im Durchschnitt war die Hemmung der Cholinesterase des Kopfes direkt proportional zum Abtötungsprozentsatz, trotz des Vorliegens einer beträchtlichen Variabilität, welche zufallsmäßig war und offensichtlich auf inneren Faktoren beruht. In dieser Hinsicht bestanden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Geschlechtern und Stämmen.Das beobachtete Verhältnis wird als strenger Beweis für ein kausale Beziehung zwischen Cholinesterase und Giftwirkung angesehen, jedoch wird der Grad der Kopf-Cholinesterase-Hemmung nur als Index für ein unbekanntes Ausmaß der Hemmung an anderen hypothetisch vitalen Punkten betrachtet. Die Befunde liefern weder Anhaltspunkte für noch wider die Auffassung, daß ein Acetylcholin-Cholinesterase-Mechanismus der synaptischen Übertragung eine vitale Funktion im Insekt besitzt.

     

Morphologie,Stoffwechselphysiologie und Charakterisierung der Malic-Enzym-Aktivität L-Äpfelsäure-abbauender Bakterien

Zusammenfassung Sechs Bakterienarten, denen die Fähigkeit der Umwandlung von L-Äpfelsäure in Milchsäure und Kohlendioxyd gemeinsam ist, werden hinsichtlich ihrer morphologischen Merkmale, der stoffwechselphysiologischen Eigenschaften und der Enzymausstattung untersucht. Die einzelnen Arten unterscheiden sich hinsichtlich der Form und Größe der Zellen sowie des Nährstoffbedarfs. Außer Äpfelsäure werden von einigen Stämmen Citronensäure, Fumarsäure und auch Weinsäure assimiliert. Metabolit der Citronensäure- und Weinsäureumsetzung durch L. plantarum ist Äpfelsäure. Von den Kohlenhydraten werden bei allen Stämmen Glucose und Fructose verbraucht. Die Geschwindigkeit des Umsatzes ist erhöht, wenn Äpfelsäure zugegen ist. Die typischen Äpfelsäureabbaubakterien lassen sich an die Milieubedingungen der natürlichen sauren Substrate durch stufenweise Erhöhung der (H⁺)-Ionen-Konzentration adaptieren.Alle getesteten Bakterienarten besitzen eine Malic-Enzym- und eine Oxalacetat-Decarboxylase-Aktivität. Die Malic-Enzym-Aktivität ist besonders ausgeprägt bei den Homofermentativen. Das Verhältnis der Oxalacetat-Decarboxylase- zur Malic-Enzym-Aktivität ist bei den letzteren etwa 1, bei den Heterofermentativen merkbar kleiner als 1. Die pH-Geschwindigkeitsmaxima der Enzyme gegenüber L-Malat bzw. Oxalacetat unterscheiden sich bei den einzelnen Arten geringfügig; sie liegen bei 3,9 bzw. 3,6. Nur die weniger typischen Stämme Pf-1 und L. plantarum, die auch gute Citronensäureverwerter sind, benötigen zur maximalen Malat-Dissimilation etwas höhere pH-Werte.

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Morphology, physiology and characterisation of malic enzyme activity of bacteria, decomposing L-malic acid

Summary Six strains of bacteria, which all have the ability of fermenting L-malic acid to lactic acid and carbon dioxide, were investigated. Their morphology, properties of assimilation and their enzyme activities were determined. The shape and size of the cells and the demand of nutriments of the strains was found to be different. Besides malic acid some strains decompose citric, fumaric and tartaric acids. Malic acid is an intermediate of the dissimilation of citric and tartaric acids by L. plantarum. All strains need glucose and fructose as carbone source. Its turnover is accelerated by the presence of malic acid. The typical bacteria, dissimilating malic acid, can be adapted to the conditions of the natural acid substances by increasing the (H⁺) ion concentration step by step.All strains which were investigated possess malic enzyme and oxalacetate decarboxylase activity. Homofermentative strains have a very distinct malic enzyme activity. The ratio of oxalacetate decarboxylase to malic enzyme activity is about one; with heterofermentative strains this ratio is noticeably lower than one. The pH optima of the enzymes of the several strains are little different; they are pH 3,9 and 3,6 for L-malate and oxalacetate respectively. Only the less typical strains Pf-1 and L. plantarum, which utilize citric acid, need higher pH values for the maximal dissimilation of malate.

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I. Mitteilung zum Problem des biologischen Säureabbaues. Über adaptive und konstitutive fermentchemische Eigenschaften L-Äpfelsäure-abbauender Bakterien.     

Inversionen und chromosomale Strukturtypen bei Drosophila subobscura Coll

Zusammenfassung 1. Auf Grund der Untersuchung von zahlreichen Stämmen von Drosophila subobscura, die aus Köderfängen in der Natur an verschiedenen Orten in Österreich, Oberitalien, der Schweiz, England und einigen außereuropäischen Ländern abgeleitet worden waren, wurde ein Verzeichnis aller bisher bei dieser Art festgestellten natürlichen Inversionen gegeben, wobei die Anordnung des strukturell homozygoten Stammes Küsnacht als Standardanordnung diente.2. Durch den Vergleich von Stämmen, durch deren Kreuzung mit dem Standardstamm, durch die Ableitung von Inzuchtlinien aus verschiedenem Ausgangsmaterial und deren Kreuzung mit bestimmten Stämmen wurde die Zahl und der Bau der chromosomalen Strukturtypen ermittelt, auf deren Koexistenz in der Population die Mannigfaltigkeit der beobachteten Inversionsbilder beruht.3. Die Verteilung der Inversionen auf die verschiedenen Chromosomen des Satzes ist nicht zufällig. Auch die relative Länge der Inversionen scheint nicht rein zufallsmäßig zu sein.4. Bei den Bruchstellen der Inversionen finden sich auffallend oft Koinzidenzen, bis zu 5 Bruchstellen an einem Ort eines Chromosoms. Wie eine statistische Überlegung zeigt, können diese nicht zufallsmäßig bedingt sein. Es werden einige hypothetische Deutungsmöglichkeiten dieses Phänomens vorgelegt.5. Es wird die phylogenetische Ableitung der Strukturtypen der verschiedenen Chromosomen diskutiert.Mit 7 Textabbildungen.     

Physiologische und biochemische Beiträge zur Taxonomie der Gattung Chlorella

Zusammenfassung Es wurde die Verwendbarkeit von Glutaminsäure, Glutamin, Nicotinsäure, Nicotinsäureamid und Purin als Stickstoffquelle für die Kultur von 71 autotrophen Chlorella-Stämmen, die 8 Arten angehören, untersucht. Im Licht zeigen mit Glutaminsäure 63 und mit Glutamin 67 Stämme gutes Wachstum. Nicotinsäure wird dagegen nur von 1 Stamm, Nicotinsäureamid von 9 und Purin von 16 Stämmen verwertet. Die Verwendbarkeit der 5 geprüften organischen Stickstoffverbindungen als N-Quelle ist innerhalb der Gattung Chlorella als taxonomisches Merkmal zur Charakterisierung von Arten nicht geeignet. Lediglich die 7 Stämme von Chlorella kessleri unterscheiden sich durch gutes Wachstum mit Nicotinsäureamid von der sonst recht ähnlichen Chlorella luteoviridis sowie von den übrigen Arten.

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Physiological and biochemical contributions to the taxonomy of the genus Chlorella IV. Utilization of organic nitrogen compounds

Summary The utilization of glutamic acid, glutamine, nicotinic acid, nicotinamide, and purine as sources of nitrogen for growth in the light of 71 autotrophic Chlorella strains belonging to 8 species was studied. Whereas 63 strains grow well with glutamic acid and 67 with glutamine, nicotinic acid is used by 1, nicotinamide by 9, and purine by 16 strains only. Utilization of the 5 organic nitrogen compounds tested cannot serve as a taxonomic character in the genus Chlorella. However, the 7 strains of Chlorella kessleri differ in their good growth with nicotinamide from the otherwise rather similar Chlorella luteoviridis and from the other species.

     

Untersuchungen an farblosen,Farbstoff und Antibiotica bildenden Streptomyceten

Zusammenfassung Es wurden 15 Stämme von Streptomyceten untersucht, die nach dem Fehlen oder Vorhandensein von Farbstoffen und Antibiotica gruppiert und auf Veränderungen in einigen Stoffwechselaktivitäten im Verlauf des Wachstums untersucht wurden.Farblose und nichtantibioticabildende Stämme zeichneten sich vor gefärbten und antibioticabildenden aus durch 1. höhere maximale Ertragswerte, 2. höhereQ _{O 2}-Werte (lO₂/1 mg Trockensubstanz/Stunde). Bei allen übrigen untersuchten Stoffwechselaktivitäten fehlten Korrelationen.Auf Glycerin und Glucose als C-Quellen stehen Maximalertrag und ökonomischer Koeffizient im Verhältnis der calorischen Werte der C-Quellen.Die Katalaseaktivität läuft der Reduktionsaktivität ein wenig voraus.Alle Stämme zeigten ein einheitliches Cytochromsystem. Cyanid hemmt die Atmung. Phenoloxydasen fanden sich nur vereinzelt.Von organischen Säuren herrschen (auf Glucose) Brenztraubensäure (bei allen Stämmen vorhanden) und Milchsäure (fehlt nur bei zwei Stämmen) vor. Bei neun Stämmen fand sich Adipinsäure.Auszug aus der gleichlautenden Dissertation der mathematisch-naturwiss. Fakultät der Universität Göttingen 1960.     

On the orientation of houseflies to various surfaces

The attraction of houseflies (Musca domestica L.) to surfaces was investigated by repeated counting of flies on samples of materials. The materials tested were mainly such as ordinarily occur in stables. The observations were made partly in a big cage in the laboratory and partly in a stable. The mechanism of attraction to some surfaces was analyzed by counting the number of flies arriving per time unit, and by measuring the duration of visits.Significant differences between materials were found. The brightness of the surfaces proved an important factor. The light materials, e.g. white tile and limewashed surfaces, were less visited than darker ones. Metallic surfaces were highly avoided. More flies were counted on very rough surfaces, straw, and jute sack, than on smoother ones, such as wood and concrete. The arrival of more flies per time unit to dark surfaces was demonstrated in some cases, and so was a tendency of staying longer on relatively rough surfaces, but the differences of attraction were not completely explained by these two reactions.

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Zusammenfassung Die Bevorzugung verschiedener Oberflächen durch die Stubenfliege (Musca domestica L.) wurde durch wiederholte Auszählung der Fliegen auf Proben verschiedener Substrate untersucht. Die Materialen waren hauptsächlich solche, die oft in Ställen vorkommen, welche bei uns nämlich den wichtigsten Aufenthaltsort der Stubenfliegen darstellen. Die Beobachtungen wurden teils im Laboratorium in einem großen Käfig, teils in einem Stall vorgenommen, wo der Besuch der dort freilebenden Fliegen registriert wurde. Vier Substrate wurden in jedem einzelnen Versuch verglichen, wobei jedes von ihnen in vier Stücken vertreten war. In allen Versuchen wurde Holz als Vergleichsbasis benutzt. Bei einigen Oberflächen wurde versucht, ihre Anziehungskraft durch Zählung der Fliegen näher zu analysieren, die pro Zeiteinheit zu diesen Materialproben kamen, sowie durch Messung der Aufenthaltsdauer auf diesen Substraten. Bei dieser Analyse wurde jeweils eine einzige Materialprobe in einem Käfig beobachtet und mit einem Standardstück aus Holz verglichen. Mehrere der Oberflächen zeigten in bezug auf Fliegenbesuche signifikante Unterschiede. Als ein wichtiger Faktor erwies sich die Helligkeit, indem helle Substrate, wie weiße Fliesen und getünchte Oberflächen, weniger als die dunkleren besucht wurden. In einem Versuch mit Kartonstücken verschiedener Tönung (weiß, hellgrau, dunkelgrau und schwarz) ergab sich, daß unter den betreffenden Versuchs-bedingungen allein die Farbe Unterschiede derselben Größenordnung verursachen konnte wie die Unterschiede zwischen den natürlichen Materialien. Metallische Oberflächen wurden weitgehend vermieden. Auf unebenen Oberflächen, Stroh und Jutesack, wurden mehr Fliegen als auf den glatteren, wie z.B. Holz und Zement, gezählt. Bei den Zählungen der pro Zeiteinheit ankommenden Fliegen ergab sich in mehreren Fällen, daß von dunkleren Oberflächen mehr Fliegen angelockt wurden. Bei Messung der Aufenthaltsdauer zeigte sich in einigen Fällen eine Tendenz zu längerem Verweilen auf unebenen Oberflächen. Jedoch liefert diese Analyse der Präferenz für Oberflächen nicht in allen Fällen eine Erklärung für die Unterschiede im Fliegenbesuch, die bei wiederholten Zählungen der Fliegen auf den Substratstücken festgestellt wurden.

     

Spektralphotometrische Untersuchungen am Kartoffel-X-Virus

Zusammenfassung Mit Hilfe von Reinpräparaten verschiedener Stämme des Kartoffel-X-Virus wurden die Kurven für die gesamte und die reine Absorption ermittelt. Dabei ließen sich zwischen den Stämmen keine Unterschiede in der Lichtabsorption feststellen. Bei 290 m war stets eine deutliche Einbuchtung vorhanden und aus dem Quotienten E_rein280/260 ergab sich ein NS-Gehalt von etwa 6,6%. Chemische Analysen bestätigten diesen Wert. Für Konzentrationsmessungen an nativem und hydrolysiertem X-Virus wurden Eichkurven aufgestellt. Spektralphotometrische Daten für die Nucleinsäure und das Protein, sowie für hydrolysiertes X-Virus wurden angegeben und Vergleiche zu den Ergebnissen beim Tabakmosaik-Virus gezogen.     

Studies on hybrid sterility of single, double and triple chromosome mutation heterozygotes of Tetranychus urticae with respect to genetic control of spider mites

An investigation was made into the possibility of establishing complete reproductive incompatibility between a laboratory strain and derived stocks of Tetranychus urticae, by the induction of chromosome mutations. The degree of hybrid sterility of single, double and triple chromosome mutation heterozygotes originating from crosses between the various stocks was determined and expressed in terms of mortality in the haploid eggs. In no case was complete hybrid sterility found, although the degree of hybrid sterility of most triple chromosome mutation heterozygotes was over 98%.Prospects for the use of chromosome mutation stocks for genetic control of spider mites, however, are considered to be rather limited.

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Zusammenfassung Es wurde die Möglichkeit untersucht, vollständige reproduktive Inkompatibilität zwischen einem Laboratoriumsstamm und abgeleiteten Stämmen von Tetranychus urticae durch Induktion von Chromosomen-Mutationen zu erzeugen. Der Grad der Hybridsterilität von Heterozygoten mit einfachen, doppelten und dreifachen Chromosomen-Mutationen, die aus Kreuzungen verschiedener Stämme hervorgingen, wurde an der Mortalität der haploiden Eier bestimmt und ausgedrückt. In keinem Falle wurde vollständige Kreuzungssterilität gefunden, obwohl der Grad der Hybridsterilität der meisten Heterozygoten mit dreifachen Chromosomen-Mutationen über 98% betrug.Die Aussichten für die Benutzung von Chromosomen-Mutationsstämmen zur genetischen Bekämpfung der Spinnmilben werden jedoch als ziemlich begrenzt angesehen.

     

Versuche zur Genomverdoppelung des AscomycetenPodospora anserina (CES.) Rehm

Zusammenfassung Mit Hilfe von experimentell erzeugten Gigasstämmen sollte die Frage beantwortet werden, ob bei der selbstinkompatiblenPodospora anserina selbstkompatible Stämme durch Genomverdoppelung entstehen können.Die Sporenbehandlung mit Colchicin und Kampfer sowie die Myzelkultur auf entsprechenden Medien ergaben Gigasstämme. Die cytologisch als Diplonten ausgewiesenen Stämme regulierten regelmäßig zu normalen haploiden Myzelien herab. Der Regulationsvorgang, durch Kernmessungen verfolgbar, verläuft ungewöhnlich schnell und erfolgreich. Unter den Nachkommen der Gigasstämme fanden sich auch selbstkompatible Myzelien, die aus diploiden Einfachsporen hervorgegangen waren. Der Übergang zur Selbstkompatibilität ist sehr wahrscheinlich nicht auf die Genomverdoppelung selbst, sondern auf die mit der Herabregulation verbundene Heterokaryotisierung zurückzuführen.Mit 5 TextabbildungenInauguraldissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Mathematische-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität der Universität zu Köln.     

A method for the study of population size and survival rate of houseflies

A field population of houseflies, Musca domestica L., was studied by means of a mark-release-recapture method (Bailey's triple-catch method). The flies were marked with fluorescent dye powder, which lightened in laboratory experiments during the whole life time of the fly and did not affect the longevity of the flies. The flying, walking, and cleaning activity of the flies were not affected 2 days after marking. Population studies were carried out on a farm in North Sealand, Denmark, in September 1977–July 1978. The calculated population sizes ranged from 5 000–50 000. The mean duration of adult life of flies was found to be short, varying from 2.9–6.7 days, apparently independently of population size and of season.

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Eine Methode für das Studium der Populationsgrösse und der Uerberlebenstrate von Stubenfliegen

Zusammenfassung Eine Feldpopulation der Stubenfliege, Musca domestica L., wurde mit einer Markierung-Freilassung-Rückfangmethode untersucht. Die Fliegen wurden mit einem Fluoreszenzfarbpuder markiert, das in Laborversuchen während des ganzen Lebens der Fliegen bei Betrachtung in UV Licht sichtbar blieb und die Lebensdauer nicht beeinträchtigte. Die Flug-, Geh-und Putzaktivität der Fliegen war 2 Tage nach der Markierung unbeeinträchtigt. Die Populationsstudien wurden von September 1977–Juli 1978 auf einer Farm in Nord Seeland, Dänemark ausgeführt. Die errechnete Populationsgrösse schwankte zwischen 5 000 und 40 000. Die mittlere Lebensdauer der Fliegen war kurz und lag zwischen 2.9 und 6.7 Tage, offensichtlich unabhängig von der Populationsgrösse und der Jahreszeit.