The role of ants in the epidemiology of barley yellow dwarf virus

The effect of ant attendance on the spread of barley yellow dwarf virus by Schizaphis (Toxoptera) graminum (Rondani) was studied under field conditions. Aphids visited by ants multiplied more rapidly than unattended colonies. Secondary spread of virus is caused by apterae which leave overcrowded plants and become established on nearby hosts. Ant-mediated spread of virus is typically confined to the edges of the field. Excavations made by ants around subterranean parts of small grains provide shelter and a suitable feeding site for tht aphid vector.

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Zusammenfassung Die Anregung zur vorliegenden Arbeit wurde dadurch gegeben, daß während einer Schlechtwetterperiode auf unterirdischen Teilen von Hafer- und Gerstenpflanzen von Ameisen besuchte Blattlauskolonien beobachtet wurden. Es handelte sich dabei um die Ameise Lasius neoniger (Emery) und die Blattlaus Schizaphis graminum (Rondani), die als Getreideschädling und als Überträger der Gelbverzwergungsvirose der Gerste in Nordamerika außerordentlich schädlich ist.Die Ergebnisse der Studie bestätigen erneut ältere Beobachtungen, nach denen sich die Populationsdichte der von Ameisen besuchten Blattläuse erheblich erhöht. Verschiedentlich konnte nachgewiesen werden, daß Ameisen Blattlausfeinde, insbesondere Marienkäfer, vertreiben, sobald diese in ihr Territorium eindringen.Die durch Ameisen geförderte Ausbreitung des Virus muß im engen Zusammenhang mit der populationsfördenden Wirkung des Blattlausbesuches gesehen werden. Ungeflügelte Blattläuse verlassen übervölkerte Pflanzen und wandern in die Umgebung der Wirtspflanze ab. Dabei können Entfernungen zurückgelegt werden, die ohne weiteres ausreichen, benachbarte Pflanzen aufzufinden und gegebenenfals mit Virus zu infizieren. Dadurch, daß sich L. neoniger hauptsächlich an den Feldrändern aufhält, bleibt allerdings die Virusausbreitung auf diese Region beschränkt und dringt nicht weiter in den Bestand vor. Selbst unter günstigen Bedingungen, das heißt in der Gegenwart von Ameisen, Blattläusen und Virus während des anfälligen Jugendstadiums des Getreides, bleibt die Ausbreitung des Virus und der dadurch angerichtete Schaden eng lokalisiert.Eine gewisse Bedeutung in der Epidemiologie der Gelbverzwergungsvirose dürfte auch dem Vorkommen von Blattläusen auf unterirdischen Pflanzenteilen zuzuschreiben sein, weil die Läuse hier gegen Witterungs- und Feindeinwirkung geschützt sind.Die von verschiedenen Seiten beobachtete enge Bindung zwischen Ameisen und Blattläusen konnte in dem vorliegenden Fall nicht beobachtet werden. Ein besonderer Instinkt der Ameisen oder Blattläuse scheint mir zur Aufrechterhaltung der Wechselbeziehung nicht notwendig.

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Approved for publication by the Director of the South Dakota Agricultural Experiment Station as Journal Series No. 583.     

Glandular trichome exudate is the critical factor in geranium resistance to foxglove aphid

Resistance to the foxglove-aphid (Acyrthosiphon solani Kaltenbach) has been demonstrated in some inbred geranium lines (Pelargonium Xhortorum Bailey). To establish more definitively the cause/effect relationship between tall glandular trichome exudate and resistance, an intact plant bioassay was performed comparing a resistant plant line, a resistant plant line from which the tall glandular trichome exudate had been removed using a basic buffer solution, a susceptible line and a susceptible line treated with the buffer wash. After 5 days of isolation on the respective surfaces, the number of surviving adult aphids as well as the number of nymphs produced and remaining alive were determined. Aphids on the buffer washed, resistant line exhibited mortality and fecundity which was not significantly different from that produced by the susceptible line. In contrast, the untreated resistance line was clearly resistant with lower adult survival and fewer living nymphs. The tall glandular trichome exudate must therefore be a critical factor in geranium resistance to the foxglove aphid.

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Zusammenfassung Widerstandsfähigkeit dem Fingerhut-Blattlaus (Acyrthosiphon solani Kaltenbach) gegenüber wurde in einigen durch Inzucht erzeugten Pelargonie-Linien (Pelargonium Xhortorum Bailey) gezeigt. Um das Verhältnis von Ursache und Wirkung zwischen dem hochgewachsenen glandulären Trichom-Exudat und Widerstandsfähigkeit genauer zu bestimmen, wurde eine Bio-Untersuchung an intakten Pflanzen unternommen. Dabei wurden eine widerstandsfähige Pflanzenlinie, eine widerstandsfähige Pflanzenlinie, von der das hochgewachsene glanduläre Trichom-Exudat durch eine basische Pufferlösung entfernt worden war, eine anfällige Linie und eine mit Pufferlösung behandelte Linie verglichen. Zwei erwachsene weibliche Blattläuse wurden fünf Tage durch ein engmaschiges Netz auf den zu untersuchenden dritten und vierten Knotenblättern eingesperrt. Bei jeder Pflanze wurde die Untersuchung an einem nichtbehandelten Blatt und an einem Blat, von dem das Exudat durch Waschen mit der Pufferlösung entfernt worden war, durchgeführt. Für jede Linie wurden fünf Pflanzen gebraucht, und der ganze Versuch wurde sechsmal wiederholt. Nach einer fünftägigen Isolierung auf den jeweiligen Oberflächen wurden die Blätter von der Pflanze entfernt, und sowohl die Zahl der überlebenden erwachsenen Blattläuse wie auch die der produzierten und noch am Leben gebliebenen Nymphen festgestellt. Mit einer niedrigeren Überlebensrate der Erwachsenen und weniger noch lebenden Nymphen war die nichtbehandelte widerstandsfähige Linie deutlich widerstandsfähig. Im Gegensatz dazu zeigten die Blattläuse auf der mit Puffer gewaschenen widerstandsfähigen Linie eine Sterblichkeit und Fruchtbarkeit, die nicht erheblich höher waren, als die auf der anfälligen Linie, was beweist, daß das Waschen mit der Pufferlösung den Widerstandsfaktor entfernt hatte. Das hochgewachsene glanduläre Trichom-Exudat muß deshalb ein kritischer Faktor in der Widerstandsfähigkeit gegen Pelargonie-Schädlinge sein.

     

Feeding behavior and transmission of barley yellow dwarf virus by Sitobion avenae on oats

Feeding behavior of Sitobion avenae F. (Homoptera: Aphididae) on oats (Avena sativa cv. Clintland 64) was electronically monitored, and waveforms corresponding to salivation, ingestion, and sieve element penetration described.During 90 min plant access, aphids ingested from phloem for 0–43 min (mean: 8.1 min) and non-phloem for 0–60 min (mean: 19 min). Only 65% of the aphids tested made phloem contact within 90 min, contacting phloem after 18–85 min (mean: 32 min). No significant difference was observed in the feeding behavior of aphids carrying barley yellow dwarf virus (BYDV) from that of non-viruliferous aphids.Penetration of a sieve element was a prerequisite for BYDV transmission but did not insure transmission. Penetration of one sieve element resulted in a 65% chance of transmission independent of the duration of phloem contact. The chance of transmission increased with increasing number of sieve element penetrations.Inoculation of oat seedlings with single, viruliferous aphids for 90 min is estimated to cause 54% of the plants to be infected. Also, it is estimated that no transmission can occur with plant access periods shorter than 17 min.

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Zusammenfassung Das Probeverhalten von Sitobion avenae F. (Homoptera: Aphididae) auf Hafer (Sorte Clintland 64) wurden elektronisch verfolgt. Drei Wellenformen (S=Speichelfluss, X-das Eindringen in ein Siebelement, I=Nahrungsaufname) wurden registriert. In histologischen Untersuchungen wurden diese Wellenformen mit der Position der Stechborsten korreliert. Wenn X-Wellen oder eine X-I-Folge registriert wurden, war die Stechborste immer im Phloëm; bei S-Wellen oder bei einer S-I-Folge, war die Stechborste nie im Phloëm.Die Blattläuse wurden auf gesunden, fünf Tage alten Pflanzen während 90 Min beobachtet. 65% der Blattläuse erreichten nach 18–85 Min (Durchschnitt 32 Min) das Phloëm. Innerhalb 90 Min nahmen die Blattläuse während 0–43 Min (Durchschnitt 8.1 Min) Saft aus dem Phloem und während 0–60 Min (Durchschnitt 19 Min) Saft aus dem Mesophyll auf. Keine signifikanten Unterschiede im Probeverhalten wurden bei Blattläusen mit und ohne Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV) festgestellt.Blattläuse, die innerhalb 24 Stunden BYDV übermitteln können, wurden für Übertragungsversuche verwendet. Das Probeverhalten dieser Blattläuser wurde manipuliert, und die Leistungsfähigkeit der Übertragung mit einer immunologischen Technik (ELISA) untersucht. Um BYDV zu übertragen mussten die Blattläuse mit einem Siebelement in Kontakt kommen. Nach der Stechborstenpenetration in ein Siebelement wurden 65% der Pflanzen mit BYDV infiziert. Der Prozentsatz infizierter Pflanzen und der Virusiter in den infizierten Pflanzen waren mit der Dauer der Siebelement-penetration (Anzahl von X-Wellen) nicht proportional. Wenn die Blattläuse mit zwei oder drei Siebelementen in Kontakt kamen, wurde der Prozentsatz infizierter Pflanzen signifikant erhöht, während der Virustiter nich verändert wurde. Infektionsprozente niedriger als 100% nach Siebelement-penetration sind möglicherweise das Resultat von Unterschieden in den Siebelementen.Es wird geschätzt dass 50% Infektion eintritt, wenn Pflanzen während ungefähr 83 Min von einer einzelnen infizierten Blattlaus besogen werden. Keine Übertragung von BYDV kann eintreten, wenn die Probezeit weniger als 17 Minuten beträgt.

     

Neue Ergebnisse cytochemischer Untersuchungen bei Mikroveraschung von Epithel-, Muskel- und Nervenzellen

Zusammenfassung Bei der Zusammenfassung der Resultate stellte ich fest, daß zu den mit Hilfe der Mikroveraschung vollzogenen Untersuchungen dünne Schnitte am besten geeignet waren. Es empfiehlt sich, die Schnitte auf die Deckgläschen zu kleben und nach der Veraschung im auffallenden Lichte im Ultropak von Leitz oder im Epikondensor von Zeiss das im Mikroskop mit den Gläschen nach oben umgekehrte Präparat zu untersuchen. Diese Methode gestattet nicht nur die Beobachtung, sondern auch das Photographieren der Mineralreste, sogar der kleinsten Zellen. Überdies ermöglicht diese Methode das Durchführen mikrochemischer Reaktionen mit Hilfe des Mikromanipulators eben bei den stärksten (Immersions-) Vergrößerungen.Die im fallenden Lichte im Ultropak von Leitz untersuchten Zellspodogramme bewahren, wie es die Kontrollpräparate zeigen, genau ihre Gestalt.In den Spodogrammen der Epithelzellen kann man die Ablagerungen in dem ehemaligen Zellprotoplasma in die Kernmembran, dem Kernkörperchen und die karyoplasmatischen Körnchen wahrnehmen. Das Endothelprotoplasma der Blutgefäße, respiratorische Epithel-protoplasma, ebenso wie auch das Protoplasma der Drüsenzellen (Niere, Darm, Pankreas, Leber) ist an Mineralsalzen reicher als das Protoplasma der Epidermis. Den Hauptbestand der Zellkerne bilden Kalksalze.Die von glatten und quergestreiften Muskelfasern zurückgelassenen Reste entsprechen dem Sarkolemma, der Kernmembrane, dem Kernchen und dem Protoplasma. Die Mineralstruktur der Myofibrillen ist in den veraschten quergestreiften Muskeln bewahrt. Die Salzanhäufungen entsprechen den anisotropischen Q-Streifen. Der M-Streifen und die isotrope Substanz sind entweder ganz von Mineralablagerungen frei oder enthalten solche in minimaler Quantität. Ich konstatierte, daß zu den Bestandteilen der isotropischen Substanz auch Mineralsalze hinzugehören, die in höherer Temperatur leicht verflüchten (K?).Überdies konnte ich auch bei den Untersuchungen über die Verteilung der Mineralsubstanzen in den Nervenzellen, der Gehirnrinde, sowie der grauen Substanz des Rückenmarkes feststellen, daß die Kerne dieser Zellen viel ärmer an Asche gebenden Salzen sind als die der Epithelzellen. Der Kern der Nervenzellen ist von Ablagerungen frei. Eine Ausnahme bilden hier nur die von der Kernmembran, von den Nukleolen und von einzelnen Kernkörperchen übrigbleibenden Reste. Das Protoplasma der Nervenzellen enthält eine bedeutende Menge anorganischer Bestandteile. Im Gegenteil zu den Nervenzellen besitzen die Neuroblasten Kerne, deren Substanz Kalksalze enthalten. Während der Differenzierung der Neuroblasten verschwinden diese Salze aus dem Kerne und versammelt sich im Protoplasma.Die Gliazellen enthalten Mineralsalze, die sich hauptsächlich im Kerne angehäuft haben. Außer Ependymzellen ist es dem Autor nicht gelungen die einzelnen Gliatypen zu unterscheiden.     

Beitrag zur morphologie und optik der schillerschuppen von hoplia coerulea drury und hoplia farinosa linné (col.)

Zusammenfassung Die Schillerschuppen von Hoplia coerulea bestehen aus einer dicken Platte mit verdicktem und aufgewölbtem Rand als Unterseitenlamelle und einer unregelmäßig gerillten und gewölbten Platte als Oberseiten lamelle. Das Schuppenlumen ist — entgegen der Ansicht Biedermanns —mit 3—4 durch Luft getrennte Lamellen ausgefüllt. Die Oberseitenlamelle trägt ein Netzmaschenwerk, das sich den Unebenheiten der Oberseitenlamelle anschmiegt und mit sehr kurzen Trabekeln befestigt ist. Hiermit wird die Auffassung Dimmocks bestätigt. Das Netzmaschenwerk ist formdoppelbrechend und besteht aus dünnen, sublichtmikroskopischen Lamellen mit wechselnden Lagen zur Schuppenplatte. Die Lamellen wirken als Blättchensatz und erzeugen durch Interferenz des weißen Lichtes die Schillerfarben. Die Lamellierung der Schuppenplatte und die Eigenfarbe des Chitins sind für die Farbenerzeugung von geringer Bedeutung.Die Schillerschuppen von Hoplia farinosa sind sehr stark gewölbt und tragen auf der Schuppenplatte, die in ihrem Aufbau der von Hoplia coerulea gleicht, zahlreiche feinste Borsten, die der Erzeuger der Schillerfarbe sind. Die beobachtete Formdoppelbrechung der Borsten weist auf eine lamellöse Struktur hin, die als, Blättchensatz die Interferenzfarben erzeugt. Hinsichtlich des Verlaufs der Lamellen besteht keine volle Klarbeit.Herrn Professor Dr. W. J. Schmidt zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Effect of the parasitoid Diaeretiella rapae on the feeding rate of its host Brevicoryne brassicae

The food uptake by Brevicoryne brassicae, as measured by accumulation of radiophosphorus, is influenced by the presence of developing larvae of the parasitoid Diaeretiella rapae. Though the egg and embryonic stages of the parasitoid have no effect on host feeding the presence of a first-instar larva lowers the food uptake. Feeding returns to a level similar to that of non-parasitised aphids when a second-instar parasitoid is present within a host, but drops again when the third instar is reached. Host death occurs during the fourth-larval instar.

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Zusammenfassung Der Einfluss der Parasitierung durch den Parasitoiden Diaeretiella rapae auf die Futteraufnahme von Brevicoryne brassicae wurde mit Hilfe ausgeschnittener, mit Radiophosphor behandelter Blätter studiert. Während der ersten Phase, wenn das Ei und die Embryonalstadien des Parasitoiden vorhanden sind, bleibt die Futteraufnahme unverändert. Dagegen fällt sie auf ein gesicher niedrigeres Niveau als bei nichtparasitierten Blattläusen während des ersten Larvenstadiums des Parasitoiden (48 h). Dies ist eine Folge der aktiven Futteraufnahme des Parasitoiden. Während des zweiten Larvenstadiums des Parasitoiden steigt die Futteraufnahme des Wirts wieder an und zwar auf das Niveau nichtparasitierter Blattläuse. Das zweite Larvenstadium des Parasitoiden ist ein Ruhestadium und ernährt sich von flüssigen und halbflüssigen Nährstoffen. Während des dritten Larvenstadiums des Parasitoiden fällt die Futteraufnahme des Wirts und der Tod tritt während des vierten Larvenstadiums des Parasitoiden ein.

     

Mutationsversuche an Kulturpflanzen VI

Zusammenfassung der Ergebnisse Bei den mit angewandter Zielsetzung durchgeführten Mutationsversuchen an der Sojabohnensorte Heimkraft I wurden zunächst durch Triebkraftversuche Anhaltspunkte und dann im Freilandversuch genauere Hinweise für geeignete Röntgendosen für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen gefunden. Die Anzahl der Pflanzen mit Hülsenansatz der 6 kr-, 8 kr-, 10 kr-und 12 kr-Parzelle (35,0%, 15,3%, 21,8%, 15,5%) derX ₁-Generation zeigen, wie auch schon die im Gewächshaus durchgeführten Triebkraftversuche, daß im Gegensatz zu den AngabenGustafssons (1944) nach unseren Versuchen 10000 r nicht als Höchstmaß der Strahlenverträglichkeit von Sojabohnensamen angesehen werden kann. Im Triebkraftversuch waren bei einer Dosis von 16 kr nach fünf Wochen Versuchsdauer noch 12,5% der Pflanzen durchaus wüchsig, und erst bei 20 kr mit 0,7% wüchsigen Pflanzen war die letale Dosis nahezu erreicht.Wie die prozentuale Verteilung der insgesamt 427 bestätigten Mutanten auf die einzelnen Bestrahlungserien zeigt (Tab. II), sind Röntgendosen von 6 kr bis 12 kr, sowohl was die Höhe der Mutantenhäufigkeit als auch die Anzahl der überlebendenX ₁-Pflanzen (Tab. 4 und 5) betrifft, für Bestrahlungsversuche mit Sojabohnen am besten geeignet.Von den in unseren Versuchen gefundenen Mutanten haben nur einige reichverzweigte Formen, die frühreifen Typen, die Mutanten mit höherem Tausendkorngewicht und eine Reihe noch näher zu untersuchender Formen mit erhöhtem Hülsenbehang und Ertrag und geringerer Keimtemperatur züchterischen Wert. Die außer den Mutanten des Chlorophyllapparates noch zahlreich aufgetretenen verschiedenen Wuchstypen, die Veränderungen in der Blattform und Behaarung der Pflanzen und der Samenschalenfarbe, sind vom Standpunkt der deutschen Sojazüchtung als neutral oder in den meisten Fällen als negativ zu bezeichnen. Ihr Auftreten war aber insofern wichtig, als damit bewiesen werden kann, daß es auch bei Soja in verhältnismäßig kurzer Zeit möglich ist, aus einer Zuchtsorte ein Mutantensortiment experimentell zu erzeugen, in dem die charakteristischen Merkmale eines Teiles der im Weltsortiment bekannten Soja-Varietäten auftreten.Abgesehen davon, daß ein experimentell geschaffenes Mutantensortiment zur Lösung genetischer, physiologischer und biochemischer Fragestellungen geeignetes Ausgangsmaterial bietet, läßt sich aus den bisherigen Ergebnissen schließen, daß bei weiterer Arbeit in absehbarer Zeit Formen geschaffen werden können, die früher als die Ausgangssorte zur Reife kommen und ihr im Ertrag überlegen sind, Außerdem können die Mutanten mit züchterisch wertvollen Merkmalen als Ausgangsmaterial für weitere Kreuzungen verwendet werden und die schwierige Kombinationszüchtung der Sojabohne beschleunigen helfen.Mit 22 Textabbildungen     

Susceptibility of hop to Phorodon humuli

A portion of the USDA World Hop (Humulus lupulus L.) Germ Plasm Collection was screened for antibiosis to the hop aphid, Phorodon humuli (Shrank). Hop aphid development and reproduction on the retained accessions 58016, 21090M, 21211, 21240, and 60038 were then compared to hop aphids reared on the commercial hop cultivars (cvs) L-8, Perle, Chinook, Galena, Eroica, Willamette, and Cascade. In general, hop aphids matured faster and reproduced more on the commercial cvs than on 21090M, 58016, 21211, or 21240. Accession 60038, of note because it supported unusually high numbers of aphids during screening, was found to be the most susceptible of any hop tested. Mortality and natality schedules were then combined to construct matrix models of aphid population growth on 60038, 58016, Cascade, and Perle (the most and least susceptible noncommercial and commercial hops, respectively). Beginning with one one-day-old nymph per leaf, the models predicted that P. humuli would require 24 days to surpass an action threshold of 100 aphids per leaf on 58016. This was seven days longer than on the susceptible Cascade and five days longer than on Perle. A commercial hop with the antibiosis of 58016 would probably require fewer insecticide applications during the growing season, thus retarding the development of insecticide resistance in P. humuli and enhancing the effectiveness of integrated management programs by protecting beneficial insects.

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Zusammenfassung Ein Teil der Genbank des USDA von Hopfen (Humulus lupulus L.) wurde auf Resistenz gegen Phorodon humuli (Shrank) getestet. Dabei wurden die besonders widerstands fähigen Klone 58016, 21090M, 21211, 21240 sowie Klon 60038, der ungewöhnlich viele Blattläuse ertrug, ausgewählt. Anschließend wurde die Entwicklung und Vermehrung der Blattläuse auf den ausgewählten Klonen und auf den Handelssorten (cvs) L-8, Perle, Chinook, Galena, Eroica, Willamette, Cascade untersucht. Im Allgemeinen entwickelten sich die Blattläuse auf den Handelssorten reascher und vermehrten sich stärker als auf den resistenten Klonen. Klon 60038 war dagegen die anfälligste Sorte. Mortalitäts- und Natlitätsdaten wurden kombiniert um Matrixmodelle des Populationswachstums der Blattläuse auf 60038, 58016, Cascade und Perle (die am meisten und am wenigsten anfälligen kommerziellen und nichtkommerziellen Sorten) zu konstruieren. Die Modelle begannen bei 1 Larve pro Blatt und sagten voraus, dass die Aktionsgrenze von 100 Tieren pro Blatt auf 58016 nach 24 Tagen erreicht wird. Das ist 7 Tage später als auf den anfälligen Sorten Cascade und 5 Tage später als auf Perle. Eine kommerzielle Sorte mit der Anfälligkeit von 58016 würde vermutlich während der Vegetationszeit weniger Insektizidspritzungen benötigen. Damit würde die Resistenzentwicklung bei Phorodon humuli verlangsamt und die Wirkung von IPM Programmen durch Schutz der natürlichen Feinde verbessert.

     

Vergleichende untersuchungen über die skelettmorphologie des greifschwanzes südamerikanischer affen (Platyrrhina)

Zusammenfassung Die beiden Unterfamilien der platyrrhinen Affen, Atelinae und Alouattinae, haben am ventralen Schwanzende eine der Handinnenfläche vergleichbare Tastflache: ihr Schwanz entspricht einer fünften Extremitat. Über eine vergleichend funktionell-morphologische Untersuchung des Affengreifschwanzes wird berichtet.Die Skelette von 10 Ateles, 4 Brachyteles, 7 Lagothrix, 22 Alouatta, 19 Cebus, 15 Saimiri, 10 Callicebus, 21 Callithrix, 6 Aotes und als altweltliche Vergleichsgattungen 4 Cercopithecus und 10 Macaca irus wurden untersucht, um die skelettmorphologischen Differenzierungen herauszuarbeiten, die den Greifschwanz mit Tastflache kennzeichnen. Lebendbeobachtungen von Ateles, Lagothrix und Alouatta werden mitgeteilt : die Atelinae zeichnen sick durch höhere Vielfalt in der Anwendung ihres Schwanzes gegentiber den Alouattinae aus.Der Unterschied im Gebrauch des Schwanzes bei Affen mit verschiedenen Schwanzformen: Greifschwanz mit Tastflache, Greifschwanz und Schlaffschwanz ist groß.Die Lumbal-, Sacral- und Caudalregion der Gattungen Brachyteles, Ateles, Lagothrix, Alouatta, Cebus, Saimiri, Callicebus und Macaca irus werden beschrieben. Die Differenzierungen der Lumbal-, Sacral- und Caudalskelette bei den unterschiedenen Schwanzformen Bind geringer, als nach der funktionellen Vielfältigkeit zu erwarten war.Die Lumbal- und Sacralregion spielen offenbar bei der Entwicklung des Schwanzes zur Extremitat eine untergeordnete Rolle. Jedoch Bind die Foramina intervertebralia der Lumbal-, die Foramina intersacralia der Sacralregion und das Lumen des Neuralkanales beider Regionen bei Atelinae und Alouattinae größer als bei den anderen Affen. Innerhalb des Caudalskelettes werden zwei Regionen unterschieden : die erste Caudalregion (Caudalwirbel mit Neuralkanal) und die zweite Caudalregion( Caudalwirbel ohne Neuralkanal). Die erste Caudalregion ist für die Entwicklung des Schwanzes zur Extremitat von hoher Bedeutung. Allein innerhalb dieser Region wird der Schwanz nach dorsal gebeugt.Ist sie lang und kräftig ausgebildet, so reicht der Neuralkanal und damit das Rückenmark weit in den Schwanz hinein. Atelinae und Alouattinae zeichnen sich durch ihre sehr lange und hock differenzierte erste Caudalregion aus. Intensive Nervenversorgung des Schwanzes und starke Beugefähigkeit nach dorsal sind von der Länge des Neuralkanales innerhalb des Schwanzes und der Ausbildung seiner Apophysen — sie dienen als Muskelansatz — abhängig. Auch die Wirbel der zweiten Caudalregion sind bei Atelinae und Alouattinae, besonders im distalen Bereich, anders ausgebildet als bei den anderen Affenschwänzen. Die Wirbel sind dorsoventral abgeplattet und sehr kurz. Der Greifschwanz mit Tastflache wind als eine Parallelentwicklung bei zweiverschiedenen Stämmen, Atelinae und Alouattinae, angesehen. Die Atelinae haben die höchste uns bekannte Entwicklungsstufe des Affengreifschwanzes erlangt. Die Alouattinae bleiben ihnen gegenüber nach Schwanzfunktion und Morphologie primitiv. Innerhalb der Atelinae haben Brachyteles und Ateles eine höhere Entwicklungsstufe erreicht als Lagothrix, der morphologisch, nicht aber funktionell, in manehen Dingen Alouatta ähnlicher ist als den erstgenannten.Der Schwanz von Cebus wird nach Skelettbau und Verhalten zwischen Greifschwanzaffen mit Tastflache und Schlaffsehwanzaffen gestellt. Der Schwanz von Cebus kann als primitive- Vorstufe des hochdifferenzierten Greifschwanzes der Atelinae und Alouattinae angesehen werden. Das Caudalskelett von Cebus ist dem der Schlaffsehwanzaffen weit ähnlicher als dem der Greifschwanzaffen mit Tastflache an der Schwanzspitze.Die Entwicklung dea Affenschwanzes zur Extremität trio nur bei den größten und am höchsten entwickelten südamerikanischen Affen auf.Herrn Prof. Dr. Helmut Hofer zum 50. Geburtstag gewidmet.Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Ausl?sung von Chromosomenmutationen in der Meiosis durch tiefe Temperatur

Zusammenfassung 1. In 3 aufeinanderfolgenden Jahren beträgt die spontane Chromosomenmutationsrate in der Diakinese der Meiosis vonOenothera Hookeri mit nur unwesentlichen Schwankungen 0,67%.2. In 2 aufeinanderfolgenden Jahren beträgt die Chromosomenmutationsrate abgeschnittener, in destilliertem Wasser und 6 Tage bei konstant 10° C gehaltener Infloreszenzen 2,3 bzw. 3,5%.3. Die Rate von Topfpflanzen nach 6tägigem Aufenthalt in 10° C unterscheidet sich mit 2,5% nicht von derjenigen abgeschnittener Infloreszenzen.4. Die durchschnittliche Zahl der Endbindungen in der Diakinese beträgt in allen 3 Untersuchungsjahren im Freiland 13,9%.5. Abgeschnittene Infloreszenzen zeigen unter den oben genannten Versuchsbedingungen in 2 aufeinanderfolgenden Jahren mit 11,1 bzw. 12,9 Endbindungen statistisch verschiedene Werte.6. Topfpflanzen haben mit 11,1 weniger Endbindungen als der entsprechende Parallelversuch mit abgeschnittenen Infloreszenzen (12,9).7. Aus den Befunden wird geschlossen, daß die Meiosis gegenüber Temperatur hinsichtlich der Bereitschaft zu Chromosomenmutationen empfindlicher als die Mitose reagiert.8. Im Gegensatz zu den bisherigen Deutungen auf Grund von Mitoseuntersuchungen wird die Wirkungsweise der Temperatur in einer Erhöhung der Zahl potentieller Brüche gesehen; es wird die Hypothese begründet, daß die tiefe Temperatur über eine Erhöhung der O₂-Löslichkeit im Wasser des Protoplasten wirkt.9. Bei den Temperaturversuchen besteht eine deutliche Korrelation zwischen Chiasmafrequenz und Mutationsrate. Die zahlreichen anderen, in dieser Beziehung geprüften mutagenen Agenzien lassen keine strenge Regelmäßigkeit in dem Verhältnis von Chiasmahäufigkeit und Mutationsrate erkennen.     

Wing polymorphism in aphids II. Interaction between aphids

Summary A study has been made of the effect of crowding on both prenatal and postnatal control of wing development in aphids. In experiments on prenatal form control it was shown that brief controlled encounters of only a minute's duration between two adult aphids could cause them to switch from producing apterous to alate progeny. Aphids which had been exposed to contact with other aphids continued to produce alate progeny for several days. Evidence from a number of experiments suggests that the principle stimulus involved is tactile. In experiments on postnatal form control, it was shown that more alates developed among larvae which were reared together than among larvae reared in isolation.

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Zusammenfassung In großen Blattlauskolonien werden leichter Geflügelte gebildet als in kleinen. Dafür gibt es zwei Ursachen. Bei hoher Dichte verändern die Aphiden die Physiologie der Pflanze dergestalt, daß bei den Läusen, die an ihr saugen, die Geflügeltenbildung gefördert wird; und bei hoher Befallsdichte vermehrt sich für die Aphiden auch die Wahrscheinlichkeit, stimulatorische Wirkungen aufeinander auszuüben. In der vorliegenden Arbeit wird die Natur und Wirkungsweise der Wechselwirkung zwischen Individuen von Aphis craccivora Koch untersucht.Die Blattläuse wurden bei 20° und 10stündiger Photoperiode in völliger Isolation auf kleinen Blattscheiben gehalten und weiter vermehrt, die—aus Blättern ihrer Wirtspflanze herausgestanzt — auf einer Nährlösung schwammen. Unter diesen Bedingungen brachten sie überwiegend ungeflügelte Nachkommen hervor. Zur Erzeugung geflügelter Nachkommen konnten sie durch kurze Begegnungen mit anderen Aphiden angeregt werden. In einigen Versuchen wurden die Blattläuse für verschiedene Zeitabschnitte in kleine Käfige zusammengesperrt, in anderen wurden sie herausgefangen und veranlaßt, in rascher Folge mehrere Male übereinander hinwegzukriechen. Beide Behandlungsweisen bewirkten, daß die Aphiden von der Produktion ungeflügelter zur Produktion geflügelter Nachkommen umschalteten. Eine Anzahl von Versuchen berechtigen zu der Annahme, daß weder visuelle noch olfaktorische Reize dabei mitwirken, und es ist zu vermuten, daß in der Hauptsache Berührungsreize den Ausschlag geben. Der Versuch, einen entsprechenden künstlichen Reiz zu setzen, hatte nur zum Teil Erfolg.Die Blattläuse, welche einem Kontakt mit anderen Läusen ausgesetzt gewesen waren, wurden täglich auf frische Blattscheiben weitergesetzt und ihre Nachkommenschaft auf den Blattscheiben aufgezogen, auf denen sie geboren wurde. Auf diese Weise ließ es sich zeigen, daß kurze Begegnungen zwischen Blattläusen mehrere Tage lang einen Einfluß auf die Form der Nachkommenschaft beibehalten können, die sie danach produzieren.Die Flügelentwicklung von Aphis craccivora kann auch während der postnatalen Entwicklung beeinflußt werden und es ließ sich nachweisen, daß auch hierbei die Wechselwirkung zwischen den Larven einen wesentlichen Faktor darstellt. Isoliert auf Blattscheiben aufgezogene Larven entwickelten sich weniger häufig zu Geflügelten als solche, die in Dichten von zwei oder mehreren je Blattscheibe gehalten wurden.

     

Die Feinstruktur der Terminalzellen (Cyrtocyten) an den Protonephridien der Priapuliden

Zusammenfassung Die Feinstruktur der Terminalzellen von beiden Priapulidengattungen (Halicryptus und Priapulus) wird beschrieben. Beide Formen sind grundsätzlich gleich gebaut. Die Reusenröhrchen sind das Produkt vieler Terminalzellen (Cyrtocytengewebe). Die Wand der Röhrchen wird von den Zellkörpern und ihren Fortsätzen, querverlaufenden Stäbchen und einer feinen Membran gebildet. Dabei überspannen die Stäbchen den Raum zwischen den Fortsätzen, die feine Membran den Raum zwischen den Stäbchen.Im Lumen der Röhrchen befinden sich viele Geißeln, die in Einzahl von jeder Terminalzelle abgehen, außerdem noch lange dünne Zellausläufer, hier Leptotrichien genannt, die in großer Zahl den Zellen entspringen.Der Bau der Terminalzellen der Priapuliden zeigt, daß sie zum Zelltyp der Cyrtocyten gehören. Ein Vergleich mit den schon bekannten Formen dieses Zelltyps macht die Sonderstellung dieser Cyrtocytenform klar. Insbesondere kann man zum ersten Mal von einem Cyrtocytengewebe sprechen.In den Betrachtungen zur Funktion wird der Ort der Filtration diskutiert. Außerdem wird die Möglichkeit phagocytotischer und pinocytotischer Vorgänge erörtert. Die Bedeutung der Leptotrichien wird besprochen.Die Cyrtocyten wreden mit morphologisch und funktionell ähnlichen Strukturen, nämlich den sog. gefensterten Wirbeltierkapillaren, verglichen. Es wird festgestellt, daß ähnliche Aufgaben durch zwei verschiedene Wandtypen erfüllt werden.     

Über die Aufnahme von radioaktivem Schwefel in die wachsende Vogelfeder nach Applikation von 35S-Methioninlösungen

Zusammenfassung Wellensittichen (Melopsittacus undulatus), Elstern (Pica pica) und Haustauben (Columba livia) werden 0,1c1 ml einer isotonischen ³⁵S-DL-Methioninlösung mit Aktivitäten von 0,05–1,2 mC beiderseits der Crista sterni in die Brustmuskulatur injiziert.Die Lokalisation des in den heranwachsenden, primären Konturfedern, aber auch nach natürlicher Mauserung oder künstlicher Entfernung derselben in den folgenden Federgenerationen abgelagerten radioaktiven Isotops erfolgt mit einem Methan-Durchflußzähler oder autoradiographisch.An den Deck- und Flugfedern kann ein proximales, stark strahlendes Areal mit einem bogenförmigen Verlauf seiner apikalen Begrenzung von einem oder mehreren distalen Strahlungsbändern schwacher Aktivität unterschieden werden.Die distalen Strahlungsbänder treten häufig in einer rhythmischen Folge auf, wobei ihr Winkel zu dem proximalen Schaftteil in etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit diesem entspricht. In der rhythmischen Folge dieser Zuwachsstreifen ist nicht selten noch ein weiterer Unterrhythmus erkennbar.Die Breitenunterschiede der distalen Strahlungsbänder bzw. die Amplituden ihrer Rhythmen sind nicht ausschließlich korreliert mit der jeweiligen definitiven Federlänge, sondern auch abhängig von der Wachstumsphase der Feder am Applikationstermin und in gewisser Weise kennzeichnend für den Federtyp.Für das Ausbreitungsvermögen des radioaktiven Isotops bzw. der dasselbe enthaltenden Verbindungen kann auch eine gewisse Individualität der Einzelfeder festgestellt werden.Auch in dem proximalen, stark strahlenden Areal ist bisweilen (Pica pica) eine rhythmische Ablagerungsfolge des radioaktiven Isotops zu beobachten. Der Winkel dieser radioaktiven Streifen entspricht ebenfalls etwa dem der natürlichen Zuwachsstreifen mit dem proximalen Schaftteil.Bei einmaligen Injektionen von Methioninlösungen nicht zu hoher Strahlungsdosen wird bei Applikation in einer frühen Wachstumsphase der Feder eine proximalwärts abnehmende Strahlungsintensität auf der Fahne und dem Schaft gefunden. Dabei nimmt die Aktivität der Fahnen schneller ab als die des Schaftes, d. h. dieser schwärzt den Röntgenfilm weiter proximal als die Außen- und Innenfahne.Bei den Autoradiographien der Dorsal- und Ventralseiten der Konturfedern ergibt sich ein deutlicher Unterschied. Die Dorsalseite zeigt an der distalen Grenze des stark strahlenden Areals auf dem Röntgenfilm im Gebiet des Federschaftes eine strahlungsschwache Kerbe, die Ventralseite dagegen eine die distale Grenze des stark strahlenden Areals überragende Strahlungsspitze.In verschiedener Höhe durch den Federschaft markierter Federn geführte Querschnitte zeigen bei entsprechender junger Wachstumsphase im Spulenbereich eine radioaktive Strahlung der Spulenwand und der Federscheide, sowie weiter apikal auch eine solche der Hornsepten, der Schaftschenkel und der Markzellen des Schaftes (Columba livia).Bei hohen applizierten Strahlungsdosen kann eine langsame Abnahme der Aktivitäten über mehrere Federgenerationen verfolgt werden. Mehrfache, in 24stündigem Abstand folgende Injektionen nicht zu hoher Aktivitäten markieren sich auf dem Federschaft in der Form tütenartig ineinandergeschachtelter, oval ausgebuchteter Strahlungsrhythmen (Columba livia).Eine zeitmäßige Zuordnung der distalen Grenzen der distalen Strahlungsbänder und des proximalen Areals hoher Aktivität zum Applikationstermin ergibt für Federn einer frühen Wachstumsphase ein Emporwandern des radioaktiven Isotopes über das Oberflächenniveau der Haut nach der Applikation.Die natürlichen Zuwachsstreifen decken sich zuweilen (Pica pica) mit wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen auf der Federfahne. Diese können auch auf die Dorsalseite des Schaftes übergreifen. Ebenso können die Ansätze der Rami an den Schaftseiten in einer wellenartigen Folge inserieren. Dabei besteht die Möglichkeit, daß die Wellen der Federfahne mit den rhythmischen Schwankungen der Strahlungsintensität zusammenfallen, und unter gewissen Umständen können Fehlstreifen als extreme Ausschläge eines stoffwechselphysiologischen Rhythmus, wie er in der Folge der radioaktiven Querbänderung zum Ausdruck kommt, angesehen werden. Die auf dem Röntgenfilm in Erscheinung tretende Querbänderung der Federfahne kann durch quantitative Ablagerungsunterschiede des radioaktiven Isotops und, wenn auch in wesentlich geringerem Maße, durch Änderungen der Hornstruktur bedingt sein. Eine autoradiographische Auswertung von ein- und zweidimensionalen Papierchromatogrammen von Hydrolysaten markierter Federn läßt eine radioaktive Strahlung im Bereich des Cystin, Cystein, Taurin und Lanthionin erkennen. Dabei ist aber zu bedenken, daß Cystein und Lanthionin und insbesondere das Taurin durch die chemische Aufbereitung entstanden sein können. ³⁵S-Methionin konnte sowohl autoradiographisch as auch mit dem Methandurchflußzähler nicht erfaßt werden.Meinen beiden Mitarbeitern, den Herren Bruno Geierhaas und Werner Stössel, danke ich auch diesmal wieder für hilfreiche technische Assistenz und dem Landesgewerbeamt Baden-Württemberg sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine finanzielle Unterstützung dieser Untersuchungen.     

Messungen der Protonendosis der Gemini-Astronauten mit Kernemulsionen

Zusammenfassung Kleine Filmpacks mit Kernemulsionen wurden auf den Gemini-Flügen von den Astronauten direkt auf dem Körper unter dem Raumanzug getragen. Die Auswertung der Bahnspuren in Ilford-G.5 und -K.2-Emulsionspaaren erlaubte eine genaue Bestimmung von Fluß und Energieverlustspektrum und damit der Dosis der Protonenstrahlung, der die Gemini-Kapsel im Flug durch die Südatlantische Anomalie des Strahlengürtels ausgesetzt war. Trotz der starken Vorfilterung in der Kapselwand und anderen Materialien in der Kapsel erweist sich die Strahlung am Meßort in der Emulsion noch als sehr weich. Mehr als 40% der örtlichen Dosis in der Emulsion ist von Protonen einer Reichweite von weniger als 1 mm Gewebe erzeugt. Als Folge dieser spektralen Zusammensetzung ergeben sich große Unterschiede im Strahlenspiegel in der Kapsel, die selbst im gleichen Filmblatt über Abstände von Millimetern sich noch geltend machen. Die Dosen an je drei Meßstellen direkt an den Astronauten auf dem 14tägigen Gemini-Flug GT-VII variieren von 159 bis 233 millirad. Der Elektronen- und Gammauntergrund erscheint sehr gering, wurde aber nicht im einzelnen bestimmt. Der Dosisbeitrag von schweren Kernen wurde durch Schätzung der Atomnummer mit Hilfe einer Vergleichsskala größenordnungsmäßig bestimmt und ergab sich als kleiner als 10 millirad. Es erscheint außerordentlich schwierig, die wahre Strahlenbelastung und die höchstzulässige Dosis für Ganzkörperbestrahlungen in solch bizarren Strahlenfeldern, wie sie sich aus den Messungen ergeben, festzulegen.Die in dieser Arbeit mitgeteilten Messungen wurden im Auftrage des Manned Spacecraft Center der National Aeronautics and Space Administration der USA durchgeführt. Die geäußerten Ansichten sind ausschließlich die des Verfassers und stellen keine offizielle Verlaut barung des Auftraggebers dar.     

Die Temperaturregulierung im Bienenvolk

Zusammenfassung Die zu einem Volk gehörenden Bienen bringen in ihrer Gesamtheit eine Reihe von Leistungen auf, durch welche das Volk den Wert einer in sich geschlossenen Einheit dokumentiert. Auf diese Einheit — als Organismus höherer Ordnungsstufe bezogen — stellen diese Gesamtheitsleistungen Regulationen dar, welche den vegetativen Funktionen höherer Organismen an die Seite zu stellen, sind. Hierzu gehört u. a. der geordnete Wärmehaushalt des Bienenvolkes. Nach dieser Richtung haben wir Untersuchungen ausgeführt, im Sinne vergleichend physiologischer Studien, Es geschah dies unter Anwendung von Thermoelementen, welche in großer Zahl in den Mittelwänden der Waben im Stock verteilt worden waren. Die Temperaturmessungen erfolgten zum Teil mittels der Kompensationsmethode, zum Teil durch photographische Registrierung der Galvanometersausschläge. In bezug auf den brutfreien Zustand des Bienenvolkes kamen wir zu folgenden Ergebnissen: Es besteht ein eng begrenzter Wärmemittelpunkt, von welchem aus schon innerhalb des Volkes die Temperatur nach allen Richtungen — besonders steil nach oben — abfällt. Im Bereiche, wo die Bienen sitzen, besteht eine der physikalischen Temperaturschichtung entgegengesetzte Temperaturordnung (Inversion).Die tiefen Temperaturen dicht oberhalb des Wärmezentrums weisen auf eine Stromrichtung der Atmungsluft hin, die von oben nach unten geht. Die Bedeutung der Luftbahn für die Wärmeökonomie und die Kondensation des Verbrennungswassers wird erörtert. Die tiefste Temperaturlage, in welcher inverse Temperaturschichtung noch beobachtet wird, liegt, zwischen 7 und 8°. Es, wird der Schluß gezogen, daß das in Wärmeschutzstellung befindliche Volk durch Temperaturgürtel von unterhalb 7–8° eingegrenzt wird. Damit steht die Erscheinung im Einklang, daß die reinigungsbedürftigen Bienen zu fliegen beginnen, wenn jene Temperaturgrenze von der Außentemperatur über schritten wird.Die höchste Wintertemperatur im Wärmemittelpunkt des ungestörten Volkes wurde im Zusammenhang mit sehr niedriger Außentemperatur gefunden. Der Temperaturunterschied gegen außen betrug dabei 43°. Die Temperatur im Warmemittelpunkt bewegt sich in der Regel von etwas über 20 bis etwas über 30°. Ihr tiefster Stand des Winters betrug 18°.Der zeitliche Temperaturverlauf des Wärmemittelpunktes und seiner nahen Umgebung zeigt bei Außentemperatur von nur wenig über 0° Neigung zu einer typischen etwa 7° umfassenden Tagesschwankung. Die äußeren Schichten der Bienentraube machen diese innerlichen Temperaturbewegungen nicht mit, ebensowenig aber auch die Fluktuationen der Außentemperatur, soweit sich diese unterhalb 7–8° befindet. Die Temperaturregulierung ist demnach unter winterlichen Verhältnissen darauf gerichtet, die Randbienen der variablen Abkühlung entgegen konstant über der Schädlichkeitsschwelle zu halten.Für das brütende Volk wird folgendes festgestellt: Wo Brut liegt, herrschen Temperaturen zwischen 35° und 36°. Für einzelne Punkte bleiben die Tagesschwankungen oft unterhalb der Grenzen von 0,2–0,4 °. Hier erstrebt die Regulierung die Konstanz auf dem Niveau eines Optimum für die Brutentwicklung. Bei Überhitzungsgefahr kann das Brutgebiet künstlich kühl gehalten werden, wobei unter besonderen Verhältnissen nur das Mittel der Wasserverdampfung wirksam sein kann. Während der Fütterungsperiode werden die mit eingetragenem Futter belegten Wabengebiete kräftig erwärmt, offenbar zum Zwecke eines raschen Eindampfens des überschüssigen Wassers und zur Beschleunigung der fermentativen Verarbeitung des Zuckers.     

Ricerche sulle cause che determinano la ciclopia degli anfibi

Zusammenfassung Durch die Wirkung von Na₂SO₄, NaCl, MgCl₂, Na-Tartrat, Äthylalkohol, Na-Monojodacetat (nur auf Axolotl) und Floridzin auf Embryonen vonRana esculenta undAmblystoma tigrinum, wurden Mißbildungen der cyclopischen Reihe erzeugt (Embryonen mit konvergierenden Nasenlöchern, mit unpaarer Nasenhöhle, mit Augenkonvergenz, mit Cyclopie und mit Anophthalmus), welche mit den durch Behandlung mit LiCl erzeugten Mißbildungen vergleichbar sind.Ohne entsprechende Wirkung blieben: dl Glycerinaldehyd (sowohl in alter als auch in neuhergestellter Lösung), NaF, NH₄F, Na-Monojodacetat (beim Frosch), Na-Citrat und KCN.Jener Abschnitt des Kohlehydratenstoffwechsels, der von NaF, Na-Monojodacetat und dl Glycerinaldehyd verhindert wird, ist deshalb nicht verantwortlich für die normale Bildung des Kopfes. Dabei ist zu bemerken daß die alten Lösungen von dl Glycerinaldehyd den besonderen Kohlehydratenstoffwechsel verhindern, dervon Needham und seinen Mit-arbeitern für den Embryo beschrieben wurde.Die geringe Fähigkeit des Floridzins, Mißbildungen der cyclopischen Reihe, zu erzeugen, führt ebenfalls zu dem Schluß, daß bei der Bestimmung der Cyclopie eine vom LiCl erzeugte Inhibition des Kohlehydratenstoffwechsels keine Rolle spielt.Die Wirkungsintensität der als Chloride gebrauchten Kationen stimmt vollständig mit der ReiheHofmeisters überein; dieselbe Übereinstimmung beobachtet man für die als Na-Salze gebrauchten Anionen. Man kann deshalb den Schluß ziehen, daß die erste Ursache der LiCl-Wirkung bei der Cyclopieerzeugung ein Niederschlag der Kolloiden ist, der die Zellen weniger beweglich macht, so daß Störungen bei der Unteranlagerung eintreten.Das Floridzin bestimmt eine Inhibition während der Entwicklung der Linse.     

Der Einfluß der Bodenmikroorganismen auf Trockensubstanzbildung und Aschegehalt in Nährlösung wachsender Pflanzen

Zusammenfassung In Wasserkulturen von Rotklee (Trifolium pratense) und Sonnenblumen (Helianthus annuus) wurde der Einfluß der Bodenmikroorganismen auf das Pflanzenwachstum untersucht.Die Rhizosphärenflora verringert die Wurzelentwicklung, fördert aber gleichzeitig das Wachstum der oberirdischen Pflanzenteile. Der Einfluß der Mikroorganismen kommt in dem größeren Sp/W-Verhältnis der nichtsteril wachsenden gegenüber den steril wachsenden Pflanzen zum Ausdruck.Die Stärke des Einflusses der Bodenmikroflora auf die Verschiebung des Sp/W-Verhältnisses hängt von ihrer Dichte in der Rhizosphäre ab. Die Populationsdichte der Rhizosphäre ist von der Pflanzenart abhängig. Bei Rotklee (Leguminosen) mit hoher Organismenzahl in der Rhizosphäre ist das Sp/W-Verhältnis der nichtsterilen Pflanzen gegenüber den sterilen prozentual höher als bei Sonnenblumen (Compositen) mit geringerer Organismenzahl.Der Mineralstoffgehalt der Trockensubstanz von Pflanzen, die mit einer Rhizosphärenflora vergesellschaftet sind, ist niedriger als der steriler Pflanzen.Die spezifischen Wirkungen der Bodenmikroorganismen auf die Trockensubstanzbildung sind wahrscheinlich auf mikrobiell gebildete Wuchsstoffe zurückzuführen.     

Vergleichende Untersuchungen über den Erschütterungssinn der Insekten

Zusammenfassung Auf elektrophysiologischem Wege werden bei Orthopteren, Hemipteren, Hymenopteren, Coleopteren, Dipteren und Lepidopteren die Schwellen für sinusförmige Erschütterungen bestimmt, auf die die in den Extremitäten gelegenen Sinnesorgane noch ansprechen.Bei den Arten ohne Subgenualorgane liegen die Erschütterungs schwellen sehr hoch; die obere noch wahrgenommene Frequenz liegt zwischen 300 und 400 Hz. Die erforderlichen Beschleunigungen sind von der Größenordnung der Erdbeschleunigung. Die Wahrnehmung der Erschütterungen geschieht durch tibiotarsale Chordotonalorgane oder durch Haarsensillen in den tarsalen Gelenkhäuten. Hierher gehören die Hemipteren, Coleopteren und Dipteren.Die Arten mit Subgenualorganen sind wesentlich empfindlicher gegen Erschütterungen. Die obere noch wahrgenommene Frequenz liegt mindestens bei 2000 Hz, in der Regel darüber. Die Wahrnehmung der Erschütterungen geschieht durch die Subgenualorgane. Hierher gehören die Blattiden, Orthopteren, Lepidopteren und Hymenopteren. Für die Hymenopteren und von den Lepidopteren für Agrotis liegt die Erschütterungsschwelle höher als für die anderen Ordnungen. Dies hängt vielleicht mit dem anatomischen Bau der Subgenualorgane zusammen.Die Erweiterung des Frequenzbereiches der Erschütterungswahrnehmung über 400 Hz hinaus hängt mit einer Reiztransformation — UmWandlung der Schwingungen in Gleichdrucke — zusammen.Es wird vermutet, daß die Beschleunigung die physikalische Größe ist, auf die die Subgenualorgane ansprechen.     

Die Lungenatmung der Süsswasserpulmonaten (zugleich ein Beitrag zur Temperaturabhängigkeit der Atmung)

Zusammenfassung Das Lungengas wird bei der Ventilation durch Diffusion erneuert, zum geringen Teil jedoch durch aktives Kontrahieren und Expandieren der Lunge (wie bei den Stylommatophoren).Die Reflexhandlung der Luftaufnahme verläuft bei Jungtieren von Segmentina nitida äußerst starr. Am Oberflächenhäutchen wird nach wechselnden Zeiten plötzlich in mehreren Ventilationen die Lunge mit Luft gefüllt. Durch Außeneinflüsse kann die Zeit bis zum Eintritt des Reflexes verändert werden. — Auch Armiger crista vermag Luft in die normalerweise Wasser enthaltende Lungenhöhle aufzunehmen.Die bei Jungtieren von Segmentina nitida starr verlaufende Reflexhandlung kann für längere Zeit (1 Stunde und mehr) unterbrochen werden. Der Reizzustand dauert dabei an.Bei den kleineren Arten der Planorbiden verlängert sich mit abnehmender Körpergröße die Tauchzeit. Segmentina nitida macht als sehr bewegliche Art eine Ausnahme. Die kleinen Planorbiden sind auch bei mittleren Temperaturen bei erzwungener Hautatmung (durch Absperren von der Wasseroberfläche) lebensfähig.Im Winter, aber auch im Sommer geht Limnaea stagnalis bei niedriger Temperatur (5° C) zu reiner Hautatmung über.Bei der Ventilation wird das Lungengas weitgehend erneuert. Die kurz nach derselben gemessenen Lungengasmengen variieren je nach den Versuchsbedingungen mehr oder weniger. Bei einer bestehenden Sauerstoffschuld (z. B. nach längerer erzwungener Tauchzeit) wird die Lungenfüllung vergrößert. Auch reiner Stickstoff wird aufgenommen. Nach der Füllung der Lunge mit diesem Gas kriecht die Schnecke abwärts.Luft, der CO₂ in geringen Mengen beigemischt wird, hat deutlich abstoßende Wirkung auf Limnaea stagnalis. In geringen Mengen im Versuchswasser gelöstes CO₂ verlängert die Zeit des Spiraculumanlegens (Diffusionsregulierung), hat jedoch keinen Einfluß auf die Länge der Tauchzeiten, auf die bei der Ventilation aufgenommene Luftmenge und auf die Gasmenge der Lunge beim Aufstieg am Ende der Submersion.Während der Tauchzeit funktioniert das Lungengas wie bei den tauchenden Insekten als physikalische Kieme.Sauerstoffmangel kann als Atemreiz die negative Geotaxis am Ende der Tauchzeit auslösen (auch bei Armiger crista).Druckversuche zeigen, daß auch die Abnahme der Lungenfüllung als Atemreiz wirken kann. Die Schnecke perzipiert den Füllungsdruck.Durch Versuche mit übergeleiteten Gasgemischen wird das Zusammenwirken beider Faktoren geklärt. Sie können sich in ihrer Wirkung summieren. In einem Sommer- und Winterversuch wurde die Länge der Tauchzeiten durch übergeleitete Gasgemische beeinflußt, und zwar in beiden Versuchen entgegengesetzt. Es wird gezeigt, daß allein ein Variieren von Aufbewahrungs- und Versuchsbedingungen das verschiedene Verhalten bedingen kann. Die beim Aufstieg in der Lunge befindliche Gasmenge bleibt dagegen bei nicht gerade extremen Versuchsbedingungen annähernd konstant. In sauerstoffarmem Wasser sind die Tauchzeiten verkürzt und die Lungengasmengen beim Aufstieg vergrößert.Die Tauchzeiten sind im Winter länger als im Sommer. Die Lungenfüllung beim Aufstieg am Ende derselben ist im Winter geringer.Das beim Atmungsprozeß entstehende CO₂ reichert sich nicht im Lungengas an, sondern löst sich sofort im Wasser.Der Sauerstoff des Lungengases wird bei erzwungenen Tauchzeiten weitgehender verbraucht als in Hazelhoffs Versuchen. Nach langen Tauchzeiten enthält das Lungengas von Limnaea stagnalis im Winter 1% O₂, im Sommer etwas mehr.Der O₂-Verbrauch bei 30 Min. Tauchzeit ist im Winter größer als im Sommer (wahrscheinlich nicht Rassenunterschiede). Bei diesen schon längere Zeit an die Versuchstemperatur angepaßten Schnecken ist der Unterschied im Verbrauch bei 15° und 21,5° C im Sommer größer als im Winter. Die Abhängigkeit der Lungenatmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist in beiden Jahreszeiten gleich. Die Temperaturabhängigkeit der Atmung bei plötzlicher Temperaturänderung ist grundsätzlich verschieden von der nach einer Anpassung des Organismus an die Versuchstemperatur. Beides läßt sich nicht zu einem Gesetz vereinigen.Die Anpassung des Organismus nach plötzlicher Temperaturänderung verläuft in den beiden Jahreszeiten grundsätzlich verschieden. Im Sommer werden die endgültigen Werte nach der Anpassung bei der plötzlichen Änderung der Temperatur nicht erreicht, im Winter dagegen überschritten.