Toxicity of Nicotiana gossei domin to Myzus persicae (Sulzer)

Resistance in Nicotiana species to the green peach aphid appears to result from the production of a toxic material produced by the aerial parts of the plant. Materials exuded from the leaf hairs which are transferred to glass micro-beakers are toxic to several species of aphids. The symptoms of such poisoning resemble those of nicotine poisoning, but resistance does not appear to be correlated with the amount of nicotine in the leaf.

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Zusammenfassung Nicotiana-Arten erzeugen einen Stoff, der für die grüne Pfirsichlaus, Myzus persicae und verschiedene andere Blattlausarten giftig ist. Dieser Giftstoff scheint von den Haaren der Pflanzen ausgeschieden zu werden. Er wird von den Blattläusen aufgenommen, während sie über die Pflanzen laufen, und vermutlich durch die Kutikula absorbiert. Wenn man diese Exsudate mit Kamelhaarpinseln von den Blättern resistenter Pflanzen in Mikrobecher überträgt, werden die Blattläuse verschiedener Art getötet, sobald sie in diese Becher gesetzt werden. Die von N. gossei, einer hoch resistenten Art, übertragene Substanz blieb in diesen Behältern wenigstens 28 Tage lang toxisch.Das erste Symptom der Vergiftigung ist eine Lähmung der Hinterbeine. Die beiden anderen Beinpaare werden kurz danach betroffen, sodass sich die Blattläuse nicht mehr aufrecht halten können. Die Endsymptome bestehen in ziemlich raschen, jedoch nicht heftigen Zuckungen der Beine und Antenne. Es scheint keinerlei Beziehung zwischen der Anfälligkeit der Nicotiana-Arten und der Nicotiana tabacum-Sorten durch die Grüne Pfirsichlaus und dem Nikotingehalt der Blätter zu bestehen. Reziproke interspezifische Pfropfungen zwischen resistenten und anfälligen Nicotiana-Arten verursachen keinerlei Veränderungen in der Resistenz von Unterlagen und Reissern.

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The investigation reported in this paper is in connection with a project of the Kentucky Agricultural Experiment Station and is published with the approval of the Director.     

Interspecific differences in the biology of aphids (homoptera: Aphididae) on leaves of Vicia faba II growth and excretion

Aphis fabae and Aulacorthum solani grew larger when caged on the peripheral areas of mature bean leaves than when they were caged on basal areas of the leaves. Myzus ornatus grew larger on the rim of the lamina than on more central leaf areas. Due partly to behavioural effects, reproduction of M. ornatus was to be adversely affected on basal leaf areas. Honeydew from aphids settled peripherally was richer in nitrogen than that from aphids settled basally on bean leaves, indicating similar differences in their diet. A gradient of properties, from the leaf base to the lamina margin, is apparent therefore in regard to many aspects of aphid biology.

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Zusammenfassung Junge Larven von Aphis fabae und Aulacorthum solani wurden auf drei verschiedenen Abschnitten reifer Vicia faba-Blätter in Käfigen aufgezogen. Die an der Blattperipherie wurden größer als die basal nahe dem Blattstiel gehaltenen. Auf dem Blatt gezogene A. fabae unterschieden sich mehr von Kontrolltieren, die an Bohnentrieben aufwuchsen, als auf Blättern gehaltene A. solani. Populationen von Myzus ornatus wurden auf den gleichen Blattzonen gezüchtet. Als Erwachsene waren sie größer, wenn sie am Blattrand als in zentralen Teilen der Blattspreite aufgezogen wurden. In den basalen Blattabschnitten entwickelten sich die Populationen nicht gut, offensichtlich infolge Hemmung der Reproduktion. Die Teile des Blattes unterschieden sich demnach in ihren Nährwert für die Blattläuse. Die tatsächlichen Wachstumsreaktionen der Aphiden auf diese Unterschiede wurden durch ihr Nahrungsaufnahme-Verhalten modifiziert, wenn sie an unannehmbaren Stellen gekäfigt wurden.Von Blattläusen, die sich in basalen und peripheren Blattgebieten angesiedelt hatten, wurde Honigtau aufgesammelt. Der von den Randzonen war reicher an Amino-Stickstoff. A. fabae schien mehr Honigtau zu produzieren und schied mehr Amino-Stickstoff aus als Aulacorthum.Diese Befunde zeigen einen Gradienten in den Eigenschaften der Vicia faba-Blätter zwischen dem Ansatz des Blattstieles an der Blattlamina und dem Blattrand. Dieser Gradient offenbart sich sowohl in der Physiologie wie im Verhalten der Blattläuse, die auf den Blättern leben.

     

Wing polymorphism in aphids III. The influence of the host plant

The condition of the host plant can have an important influence on the development of winged forms in Aphis craccivora Koch. Prenatal form control can be influenced both by the condition of the host on which the parent aphids have been reared and by the host on which they are currently feeding while reproducing. Postnatal form control can be influenced by the host on which larvae are reared during their first two instars. Whether or not the host influences wing development and the extent of its effect depend upon other factors such as stimulation of aphids by other individuals. Prolonged periods of starvation both of parent aphids and of young larvae were shown to favour apterous development.

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Flügelpolymorphismus bei aphiden III. Der einfluss der wirtspflanze

Zusammenfassung Der Einfluß des Zustandes der Wirtspflanze auf den Flügelpolymorphismus von Aphis craccivora Koch wurde unter kontrollierten Bedingungen untersucht. Zur Untersuchung des praenatalen einflusses auf die Form wurden die Mutterläuse bei 20° und 10 Stunden Licht je Tag isoliert auf Puffbohnen-Keimlingen und auf Blattscheiben von Puffbohnen gehalten, die auf Nährlösung schwammen. Die Blattläuse wurden dann als junge Adulte auf frische Blattscheiben übertragen und während der folgenden 24 Stunden die Form der produzierten Larven festgestellt. Es ließ sich zeigen, daß die Form der Nachkommen sowohl von der Wirtspflanze beeinflußt werden kann, auf der die Mutterläuse ihre Larvalentwicklung durchgemacht haben, wie von derjenigen, auf der sie sich zur Zeit der Larvenproduktion ernährten. Es wird vermutet, daß das erstere einen Nahrungseinfluß darstellen könnte, während das letztere eine Geschmacksreaktion sein könnte. Blattläuse, die auf Blattscheiben aufgezogen wurden, brachten mehr geflügelte Nachkommen hervor als diejenigen, die sich an Keimlingen entwickelten. Unter Übervölkerungsbedingungen war der Prozentsatz der Geflügeltenproduktion vergrößert und zwar stärker bei Läusen, die auf Blattscheiben aufgezogen worden waren, als bei Läusen, die auf Keimlingen heranwuchsen.Erwachsene Läuse, die geflügelte Nachkommen erzeugten, konnten durch eine dreitägige Hungerperiode zur Produktion ungeflügelter Nachkommen veranlaßt werden. Längeres Hungern bestimmte auch larven des ersten Stadiums, die ursprünglich zur Entwicklung ovn Flügeln determiniert waren, sich zu Ungeflügelten zu entwickeln. Die Wirkung des Hungers konnte bei Larven, aber nicht bei Erwachsenen durch Übervölkerung unterbunden werden.

     

The suitability of some crops to infestation by the wheat aphid, Schizaphis graminum (Homoptera: Aphididae)

The suitability of some crop cultivars, planted in the Orange Free State province of South Africa, as hosts for the wheat aphid, Schizaphis graminum (Rond.), was examined in the laboratory by giving aphids tethered flight and releasing them on individual plants. Comparisons made between wheat, oats and rye and between differently aged wheat foliage, showed that wheat was more readily infested by alighting aphids than either oats or rye, on which subsequent longevity was moreover adversely affected, and that mature wheat was just as readily infested as young wheat.

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Zusammenfassung Die Eignung einiger im Oranje-Freistaat Südafrikas angebauter Getreide als Wirtspflanzen für die Weizenblattlaus Schizaphis graminum (Rond.) wurde im Laboratorium untersucht, indem flugfähige Blattläuse nach Flug an der Fessel auf den einzelnen Pflanzen freigelassen wurden.Vergleiche zwischen Weizen, Hafer und Reis zeigten, daß Weizen ein attraktiverer Wirt ist als Hafer und Reis, zumindest was die hier geprüften Kultivare anbetrifft. Läuse, die nach einem Flug von 5, 10 oder 60 Minuten auf den genannten Wirtspflanzen freigelassen wurden, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Ansiedlungsverhalten und der ferneren Lebensdauer. Während sich die Mehrzahl der Versuchstiere auf Weizen innerhalb kurzer Zeit für dauernd ansiedelte, waren die auf Hafer und Reis angesetzten ruhelos und verließen diese Wirtspflanzen leicht wieder. Die Annahme der Wirtspflanzen konnte jedoch gesteigert werden durch Verlängerung der vorangehenden Flugdauer, indem sich nach verlängerten Flügen mehr Aphiden ansiedelten als nach kurzen. Obwohl die Geflügelten alle drei Wirte besiedelten und die Produktion von Larven aufnahmen, war ihre lebensdauer auf Hafer und Reis beeinträchtigt, wo sie zwischen 10 und 24 bzw. zwischen 12 und 42 Tagen schwankte, während sie auf Weizen vergleichsweise 22–52 Tage währte. Obwohl infolge Anfangsfruchtbarkeit Weizen nach allen Flugzeiten rascher besiedelt wurde als Hafer oder Reis, so zeigte doch die Gesamtfruchtbarkeit pro angesiedelter Mutterlaus mit 21–71 Larven auf Weizen, 18–73 auf Hafer und 9–70 auf Reis keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Wirten.Beim Vergleich von Versuchsergebnissen über Fruchtbarkeit, Lebensdauer und Probeverhalten der Geflügelten, die an jungen oder reifen Weizenblätten freigelassen wurden, ergaben sich keine signifikanten Unterschiede, mit der Ausnahme, daß die Reproduktionsrate auf den jungen Blättern anfangs höher war. Es ist deshalb zu erwarten, daß die Weizenläuse im Freiland erwachsene Weizenpflanzen ebenso leicht befallen wie junge.

     

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.

     

Die Beeinflussung der Zellatmung durch partiellen Salzmangel

Zusammenfassung Die Beeinflussung der Atmung durch partiellen Salzmangel wurde an hungerndem und gefüttertem Gewebe verschiedener Organe verschiedener Tierarten untersucht. Die Ergebnisse früherer Untersuchungen auf diesem Gebiete konnten an hungerndem Gewebe zum Teil bestätigt werden. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Art der Beeinflussung der Atmung durch Ca- und K-Entzug und durch Entzug der Salze dieser beiden Kationen von den spezifischen Eigenheiten des Gewebes und von der Art seiner Ernährung abhängt.Die Atmung hungernden embryonalen Gewebes von Schwein und Rind verhält sich auf Salzentzug anders als das Gewebe von erwachsenem Schwein und Rind, während gefüttertes Gewebe sich ähnlich wie das Gewebe der erwachsenen Tiere dieser Art verhält.An Hand von Versuchen an Rinderretina kann die Wirkung des partiellen Salzentzugs auf die Atmung nicht als Folge einer Änderung des pH-Optimums der Atmung durch diesen Eingriff gedeutet werden.Der Einfluß von Ca-Mangel auf die Atmung kann durch Zusatz einer äquimolaren BaCl₂-Lösung annähernd kompensiert werden. Zusatz von äquimolaren Mengen von MgCl₂ hemmt, der von SrCl₂ steigert unter unseren Versuchsbedingungen die Atmung. Die Wirkungsintensität der zweiwertigen Kationen der Ca-Reihe Sr, Mg, Ba auf die Atmung gefütterter Rattennierenlinde verhält sich nicht entsprechend ihrer Reihenfolge im periodischen System.     

‘SPREADING OF THE RISK’ IN DEVELOPMENTAL MORTALITY: SIZE,FECUNDITY AND REPRODUCTIVE RATE IN THE BLACK BEAN APHID

In contrast to small (200g) apterous exules of A. fabae, large individuals (1,000g) contain twice as many embryos, more of which are well developed. Large individuals start reproducing earlier and achieve their maximum reproductive rate earlier in adult life, have a higher reproductive rate overall, and produce larger offspring. The fecundity achieved at 20° is slightly less than the number of embryos present at the adult moult, after which no more embryos are generated. Small aphids have a longer reproductive period but the same length of adult life as large aphids.The tendency of many aphids not to maximize their reproductive rate but to spread their offspring both in space and time, and thus use the heterogeneity in habitat quality, has possibly been important in determining the success of aphids.

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Zusammenfasung Kleine Aptere (200g) von A. fabae enthalten nur halb so viele Embryos wie große Individuen (1,000g), bei denen die meisten Embryos gut entwickelt sind. Große Bohnenläuse beginnen früher mit der Reproduktion und erreichen das Reproduktionsmaximum eher; sie haben insgesamt eine höhere Reproduktionsrate und gebären auch größere Larven. Die Anzahl der abgesetzten Larven ist bei 20° etwas geringer als die Anzahl der Embryos, die bereits bei der Imaginalhäutung vorhanden sind; später werden keine Embryos mehr gebildet. Kleine Blattläuse setzen über einen längeren Zeitraum Larven ab, leben nach Imaginalhäutung aber nicht länger als große Läuse.Die Tendenz vieler Blattläuse, ihre Reproduktionsrate nicht zu maximieren sondern ihre Jungen räumlich und zeitlich zu verteilen und damit die heterogene Qualität des Habitats auszunutzen ist wahrscheinlich wichtig für den Erfolg der Blattläuse.

     

The effect of nutrient stress on development and reproduction in an aphid

To investigate the influence of nutritional quality on reproduction in the rose-grain aphid (Metopolophium dirhodum, Wlk.), it was reared on barley seedlings of different nutritional quality or starved either during the last instar or the first few days of adulthood. Their reproductive performance was studied by analysing the gonadal status of teneral adults and by scoring the number of offspring. Metopolophium dirhodum was very tolerant of starvation in the fourth instar with most surviving (97%) to adulthood. During starvation the embryos continued to grow but the fat content of the soma declined by nearly 50%. Aphids starved in the fourth instar and control animals matured at the same time and produced a similar number of offspring in the first three weeks. However, the fecundity of aphids reared throughout their larval development on a plant of low nutritional quality was significantly lower. Aphids starved during the fourth instar were able to compensate for their loss in weight by an increased growth rate relative to the controls after transfer to a high quality plant. Early experience of nutritional stress is more important in determining reproductive performance than nutritional stress in the last larval instar. Aphids transferred from a high to a low quality plant showed a high mortality and a lower reproductive output. Thus fecundity was not always correlated with teneral weight but with host plant condition during larviposition. Metopolophium dirhodum showed a very flexible reproductive strategy when subjected to nutritional stress.

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Zusammenfassung Für Untersuchungen über den Einfluß von Nahrungsqualität auf die Reproduktion wurde die Bleiche Getreideblattlaus, Metopolophium dirhodum (Wlk.), auf jungen Gerstenpflanzen verschiedener Qualität bzw. ohne Nahrung während des letzten Larvenstadiums oder in den ersten Tagen als Imagines gehalten. Als Maß für die Reproduktionsfähigkeit wurden die Gonaden von frischgehäuteten L4-Larven und Adulten analysiert und die Zahl der Nachkommen bestimmt. Metopolophium dirhodum erwies sich als sehr widerstandsfähig gegenüber Nahrungsentzug während des vierten Larvenstadiums, da die meisten Tiere (97%) diese Behandlung bis zum Adultstadium überlebten. Die Embryos wuchsen und entwickelten sich, während der Fettgehalt des Somas um fast 50% abnahm. Tiere, die gehungert hatten und Kontrolltiere führten die Imaginalhäutung zum gleichen Zeitpunkt durch und produzierten gleich viele Nachkommen in den ersten drei Wochen. Larven, die gehungert hatten, konnten ihren Gewichtsverlust durch eine verstärkte Nahrungsaufnahme nach der Übertragung auf eine kräftige Pflanze ausgleichen. Die Wirkung von Nahrungsstreß auf die Reproduktion ist am Anfang der Larvalentwicklung höher als im letzten Larvenstadium, denn die Reproduktionsrate von Blattläusen, die während der gesamten Larvalentwicklung auf Pflanzen niedriger Qualität gehalten worden waren, war signifikant geringer. Blattläuse, die von einer Pflanze hoher auf eine niedriger Qualität umgesetzt wurden, hatten eine hohe Mortalitätsrate und genauso viele Nachkommen wie Tiere, deren Nahrungsqualität gleichbleibend gering war. Die Reproduktionsrate war also nicht immer mit dem Gewicht von frischgehäuteten Müttern korreliert, sondern im wesentlichen von der Qualität der Wirtspflanze während der Reproduktionsphase abhängig. Metopolophium dirhodum zeigte unter Nahrungsstreß eine sehr flexible Reproduktionsstrategie.

     

Wing polymorphism in Aphids IV. the effect of temperature and photoperiod

High temperatures and long days favour apterous development in Aphis craccivora Koch. Temperature was found to influence both prenatal and postnatal control of form while photoperiod was only found to influence prenatal control. It is suggested that when temperature and daylength are high and long enough to suppress sexual development in aphids, they also suppress alate development, but alate development can proceed in the presence of other factors such as crowding and poor host plant. The threshold of response of aphids to these stimuli is influenced by the temperature and photoperiod which they have experienced. There is some evidence which suggests that in prenatal form control temperature and photoperiod can act directly on the embryos.

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Zusammenfassung In temperaturkonstanten Räumen wurden unter kontrollierten Bedingungen Versuche über die Auslösung des Flügelpolymorphismus bei Aphis craccivora Koch und Aphis fabae Scop. durchgeführt. Die Blattläuse wurden bei verschiedenen Temperaturen und Tageslängen isoliert auf Blattscheiben gehalten, die aus Blättern ihrer Wirtspflanzen ausgeschnitten waren. Es ließ sich zeigen, daß bei Aphis craccivora sowohl Temperatur wie Photoperiode die praenatale Formdetermination beeinflussen können und daß die Temperatur, aber nicht die Photoperiode, die postnatale Formbildung beeinflussen kann. Niedere Temperaturen und kurze Tageslängen begünstigen die Entwicklung von Geflügelten, hohe Temperaturen und lange Tage dagegen die der Ungeflügelten. Bei Aphis fabae wurde nachgewiesen, daß Larve, die sich normalerweise zu Gynoparen entwickelt hätten, durch Aufzucht bei hohen Temperaturen zur Entwicklung in ungeflügelte Virginopare veranlaßt werden konnten und daß Dekapitation von ungeflügelten Aphis fabae, die geflügelte Virginopare produzierten, diese zur Produktion ungeflügelter Virginoparer umstimmte, daß aber die Dekapitation von Läusen, die geflügelte Gynopare hervorbrachten, keinen Einfluß auf die Form der Nachkommen ausübte, die sie daraufhin lieferten. Es wird vermutet, daß bei der praenatalen Formdetermination Temperatur und Photoperiode einen direkten Einfluß auf den Embryo haben. Wenn sie genügend hoch bzw. lang genug sind, um die Entwicklung von Sexuales zu verhindern, unterdrücken sie auch die Geflügeltenbildung, aber die Geflügeltenentwicklung kann trotzdem fortschreiten, wenn Reize vorhanden sind, die wie Zusammenpferchung mit anderen Läusen oder ungünstige Wirtspflanzen zusätzlich die Geflügeltenbildung begünstigen.

     

Über die Kapillarisation einiger Kaninchenmuskeln

Zusammenfassung Anläßlich Stoels Untersuchungen betreffs der Kapillarisation des weißen M. Adductor magnus und des roten M. Semitendinosus des Kaninchens werden der Wert seiner tatsächlichen Befunde sowie die hieraus gezogenen Folgerungen bezüglich auf die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes in beiden Muskelarten geprüft. Es stellt sich heraus, daß der Wert seiner tatsächlichen Befunde nur ein ganz relativer ist, während es sich außerdem zeigt, daß diese Befunde, eben wenn sie einigen absoluten Wert aufweisen könnten, doch nicht zu den von S. gemachten Folgerungen bevollmächtigen würden. Zur Verifizierung der also bereits aus aprioristischen Gründen überaus unwahrscheinlichen Gesetzmäßigkeit wie sie Stoel gefunden hätte, werden Untersuchungen über eine größere Zahl von Kaninchenmuskeln angestellt. Versucht wird, den Einfluß verschiedener Momente auf die Kapillarisation zu bestimmen. Eine deutliche Beziehung zwischen Kapillarisation und Faserdicke, Funktion, Art der Kontraktion oder Muskelfarbe kann nicht aufgefunden werden. Zum Schluß werden einige Anschauungen betreffs der Beziehung zwischen Kapillarisation, Strömungsgeschwindigkeit und Stoffwechselverhältnissen begründet, und wird versucht, eine Formel zu entwickeln, welche als erste Annäherung der Verhältnisse betreffs Strömungsgeschwindigkeit, Druck usw. in dem Kapillarsystem des Tierkörpers im allgemeinen angesehen werden möchte.     

Adsorptionsprozesse im Boden und die Wurzelernährung der Pflanzen

Zusammenfassung 1. Eine große Rolle bei der Ernährung der Pflanzen spielen die von Bodenkolloiden adsorbierten Kationen und möglicherweise auch die Anionen, ins besondere die Phosphationen.2. Die vom Boden adsorbierten Ionen können im feuchten Medium von einem Kolloidteilchen auf ein anderes migrieren. Analoge Prozesse können auch zwischen Bodenteilchen und Wurzelhärchen durch den sie trennenden Lösungsfilm vorsichgehen.3. Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, daß die Pflanzen sich ernähren und einen befriedigenden Ertrag liefern können, wenn sie auf einem Substrat gezogen werden, in welchem keine Salze, sondern nur adsorbierte Ionen vorhanden sind.4. Die Pflanzenaufnehnbarkeit der vom Boden adsorbierten Ionen wurde unter Verwendung verschiedener Methoden bewiesen und zwar: der Sämlingsmethode, der Methode der getrennten Wurzelmasse und der Mischkulturen, unter Ausnutzung verschiedener Adsorbenten (künstliche Zeolithe, synthetische Harze, Tone und Böden), und auch durch Anwendung radioaktiver Isotope.5. Die wichtigste Voraussetzung zur Ausnutzung der adsorbierten Ionen durch die Pflanzen, ist der enge Kontakt zwischen dem Wurzelsystem und der festen Phase des Bodens.Kurzvortrag veröffentlicht in: Verhandlungen der II. und IV. Kommissionen der Internationalen Bodenkundlichen Gesellschaft Hamburg 1958II, 159–163 (1958).Professor Dr. (Lehrstuhl für Agrikultur- und Biochemie).     

Ovariole number and fecundity in aphids

Ovariole number in both the sycamore aphid and the bird cherry-oat aphid was shown to be a constant for a particular generation. This generation specific ovariole number remained constant, despite varied nymphal experiences. The number of embryos per ovariole in the sycamore aphid was dependent on the size of the adult aphid. In the bird cherry-oat aphid, the number of embryos per ovariole was a constant, but the number of pigmented embryos present was a function of the size of the aphid at adult moult. Ovariole number, an index of reproductive potential, was thus concluded to be the result of an intrinsic and programmed factor.

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Zusammenfassung Individuen der ersten und zweiten Generation der Ahornzierlaus, Drepanosiphum platanoidis, und der ersten drei apteren Generationen von Migranten der Traubenkirschenlaus, Rhopalosiphum padi, wurden unter verschiedenen Temperatur- und Ernährungs-bedingungen gehalten. Die Imagines wurden seziert. Die Anzahl der Ovariolen war konstant, unabhängig von den Bedingungen, denen die Larven ausgesetzt waren. Tiere der ersten Generation der Ahornzierlaus hatten zwölf Ovariolen während Tiere der zweiten und dritten Generation acht bzw. sechs Ovariolen aufwiesen.Vergleiche von Läusen derselben Generation zeigten, daß die großen Individuen der Ahornzierlaus ein größeres Vermehrungspotential hatten als kleine Individuen. Die Bedingungen, unter denen sie gehalten wurden, beeinflußte die Gesamtzahl der Embryos pro Ovariole. Bei Rhopalosiphum padi dagegen war die Gesamtzahl der Embryos sowohl bei kleinen als auch bei großen Läusen gleich; jedoch erhöhte sich die Anzahl der reifen Embryos pro Ovariole, wenn die Larven unter verbesserten Bedingungen aufgezogen wurden.Die Anzahl der Ovariolen, ein Index für das Vermehrungspotential der Blattläuse, ist teilweise das Resultat eines internen, programmierten Faktors.

     

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.     

Effects of insect predators on small populations of Aphis fabae in the field

Predators (mostly staphylinid larvae) almost completely eliminated small initial colonies of Aphis fabae on beans (Vicia faba) in the field during a summer unfavourable to the aphid's rapid multiplication. Syrphid larvae must have travelled considerable distances from other plants. A method of labelling single apterous adult aphids with a radioisotope for their detection in the field is described.

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Zusammenfassung Während eines für rasche Vermehrung von Blattläusen ungünstigen Sommers wurden kleine Initialkolonien von Aphis fabae auf einem Feldbestand von Ackerbohnen (Vicia faba) durch das unerwartete Eingreifen räuberischer Insekten fast vollständig vernichtet. Die häufigsten Räuber waren Staphyliniden-Larven, welche — zusammen mit Syrphiden-Larven — wahrscheinlich nicht entdeckt worden wären, wären die Blattläuse nicht in einem der Versuche in kleine Käfige eingeschlossen gewesen, in die die Räuber durch die engen Musselingewebe-Maschen eindringen konnten. Die Räuber schlüpften durch die Maschen, fraßen die Aphiden und wurden dabei zu dick, um zu entkommen. Syrphiden-Larven, die gewöhnlich als relativ träge Räuber gelten, wurden auch in den Käfigen angetroffen. Sie mußten aus beträchtlichen Entfernungen von anderen Pflanzen herbeigekrochen sein. Es wird eine Methode beschrieben, die es gestattet, einzelne erwachsene aptere A. fabae so zu markieren, daß sie im Freiland wiedergefunden werden können.

     

Some observations on Acyrthosiphon pisum (harris) and Aphis fabae scop. colonizing sweet peas

Virginoparae of Acyrthosiphon pisum preferred the middle mature leaves of sweet peas whereas virginoparae of Aphis fabae preferred the more senescent leaves. A. pisum showed equal preference for healthy plants and those infected with Common Pea Mosaic Virus. From these observations it is considered that A. pisum is more highly adapted to sweet peas than is A. fabae.

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Zusammenfassung In dieser Arbeit werden Beobachtungen über vier Versuche mit Edelwicken mitgeteit. In drei Experimenten wurde der natürliche Befall mit Blattläusen untersucht. Acyrthosiphon pisum wurde in jedem Fall gefunden, vorzugsweise auf den voll entwickelten, mittleren Blättern. In einem der drei Versuche, der statistisch analysiert werden konnte, wurde nachgewiesen, dass A. pisum gesunde Pflanzen und Pflanzen, die mit dem gewöhnlichen Erbsenmosaik angesteckt waren, in gleicher Weise und ohne Bevorzugung besiedelte. Nur in einem Versuch besiedelte Aphis fabae einige der Pflanzen und zog dabei die älteren Blätter vor.Im vierten Versuch wurden Flügellose von A. pisum auf bestimmte Blätter gesetzt und ihr wieteres Verhalten beobachtet. Es zeigte sich, dass sie auf die voll entwickelten, mittleren Blätter zu wandern pflegten.Diese Resultate werden mit Hinsicht auf die Dualdiscrimination Theorie von Kennedy und Booth besprochen, und es wird gefolgert, dass A. pisum als eine oligophage Blattlaus viel mehr an Edelwicken angepasst ist als die polyphage A. fabae.

     

Koršikovella vaucheriae n.g. n.sp. (Protococcineae) und ihre Entwicklung

Zusammenfassung Die hier beschriebene neue einzellige Alge, Vertreter der Unterklasse Protococcineae, lebt als Parasit in Vaucheria dichotoma. Der infizierte Teil des Vaucheria-Fadens trennt sich durch Zellwände ab, wodurch die Infektion lokalisiert wird. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung geschieht durch Teilung der Mutterzelle in vier Tochterzellen. Die Anhäufung der Parasiten im infizierten Fadenabschnitt führt allmählich zu dessen Absterben. Damit hört zugleich auch die ungeschlechtliche Fortpflanzung des Parasiten auf und beginnt seine geschlechtliche Fortpflanzung, welche mit der Ausbildung von Dauerstadien (Zygosporen) endet. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung entwickeln sich zwei Kategorien von Gameten: kugelige und längliche. Die kugeligen Gameten — welche sich zeitlich vor der länglichen entwickeln — kopulieren unter sich, indem sie eine sehr schwache Reaktion aufweisen. Die länglichen Gameten funktionieren nur als Mikrogameten; sie kopulieren mit kugeligen Makrogameten (vermutlich übriggebliebene Gameten der ersten Kategorie), indem sie dabei eine sehr starke Reaktion zu ihnen zeigen.     

Über die Gewebespannung in den Ausläufergipfeln von Circaea intermedia in der Topfkultur

Zusammenfassung Unterirdische Ausläufer vonCircaea und anderen Pflanzen entfalten bei der Topfkultur in ihren Gipfelteilen eine Gewebespannung, die sich in einer nach Austopfen rasch vollziehenden Krümmung nach auswärts äußert. Maßgebend dafür ist die mechanische Wirkung der Topfwand, während dem Einfluß von Schwerkraft, Licht und Feuchtigkeit keine größere Bedeutung zukommt.Durch Bestreichen der äußeren Topfwand mit Heteroauxinlösung ließ sich die Gewebespannung verhindern oder umkehren. Diese beruht auf einer ungleichen Auxinverteilung in der Wachstumszone und zwar weist die dem Erdballen zugekehrte Innenflanke einen größeren Auxingehalt auf als die der Topfwand zugekehrte Außenflanke.Mit 2 Textabbildungen (3 Einzelbildern).     

Relation between growth pattern and resistance to Aphis fabae Scopoli in three varieties of field bean (Vicia faba L.)

Three varieties of Field (Spring) Bean were compared in a small plot trial: Rastatt (known to be relatively resistant to Aphis fabae), Schlanstedt (very susceptible) and an English Tick Bean. Records were kept of the growth of the plants and of the day-to-day incidence of winged Aphis fabae and Acyrthosiphon pisum, with periodic aphicidal spraying to minimize damage to the plants.Schlanstedt was the first to flower and fruit, Rastatt intermediate and Tick last with the most shoots, leaves and flowers. Yields were about the same from Schlanstedt and Rastatt and somewhat lower from Tick. The relative incidence of A. fabae both among the organs of one variety and between varieties was correlated with growth pattern. The smaller number of aphids on Rastatt compared with both Schlanstedt and Tick was associated with the compromise growth pattern of Rastatt, wherein growth was more equally divided between shoots and fruits, and apparently less vigorous in the individual organs, during the critical weeks.These observations, together with the contrasted behaviour of A. pisum and previous work on phloem sap composition in relation to plant growth and aphid nutrition, suggest that the sap may have been least nutritious for aphids in Rastatt, and that the resistance of Rastatt to A. fabae may have been due to the winged migrants responding to some superficial plant features associated with growth pattern and sap composition. Possible practical implications are briefly mentioned.

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Zusammenfassung In einem kleinen Parzellenversuch wurden drei Ackerbohnensorten verglichen: Rastatter (bekannt als relativ resistent gegen Aphis fabae), Schlanstedter (sehr anfällig) und eine englische Tick Bohne. Das Wachstum der Pflanzen und der tägliche Befall mit geflügelten Aphis fabae und Acyrthosiphon pisum wurden aufgezeichnet (protokolliert), dabei hielten periodische Spritzungen mit Aphidiciden die Schädigung der Pflanzen möglichst niedrig.Schlanstedter blühte und fruchtete als erste, danach Rastatter (intermediär) und Tick mit den meisten Trieben, Blättern und Blüten zuletzt. Die Erträge von Schlanstedter und Rastatter waren annähernd die gleichen, die von Tick etwas niedriger. Der relative Befall mit Aphis fabae stand sowohl auf den Organen einer Sorte wie zwischen den Sorten in Beziehung zur Wuchsform. Die geringere Anzahl der Blattläuse auf Rastatter im Vergleich sowohl mit Schlanstedter wie mit Tick war mit dem Kompromiß-Wachstum der Rastatter verbunden, wobei das Wachstum während der kritischen Wochen zwischen Trieben und Früchten gleichmäßiger verteilt und offensichtlich bei den einzelnen Organen weniger kräftig ist.Zusammen mit dem gegensätzlichen Verhalten von A. pisum und früheren Arbeiten über die Phloemsaftzusammensetzung in Beziehung zu Pflanzenwuchs und Aphidenernährung weisen diese Beobachtungen darauf hin, daß der Phloemsaft für die Blattläuse bei der Rastatter am wenigsten nahrhaft sein dürfte und daß die Resistenz der Rastatter gegen Aphis fabae auf der Reaktion der geflügelten Migranten auf einige oberflächliche Pflanzeneigenschaften beruhen könnte, die mit Wachstumseigentümlichkeiten und der Saftzusammensetzung verbunden sind. Mögliche praktische Folgerungen werden kurz erwähnt.

     

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.