Acceptability of catechin and its oxidative condensation products to the rose aphid, Macrosiphum rosae

The rose aphid showed a significant level of nonpreference for concentrations of 0.3 mg/ml catechin and above, whether in a simple base diet of sucrose or a complex artificial diet containing in addition to other components a total amino acid content equivalent to that found in the sap pressed from the pedicels of rose-buds. Similar concentrations of catechin were found in the pressed sap from pedicels of nonpreferred buds in the field. A number of factors influenced absolute values for deterrence: increased concentrations of sucrose and especially amino acids lowered the deterrence of catechin; early instars showed nonpreference for low concentrations of catechin that were nondeterrent to the later instars. A possible explanation for such variation was provided by discovery that the aphids were able to alter the phenolic composition of diets during feeding, converting catechin into condensation products that were either phagostimulant or nondeterrent.

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Résumé M. rosae n'a pas présenté de dissuation significative en présence de catéchine à des concentrations voisines de 0,3 mg/ml, soit dans un aliment simple à base de sucrose, soit dans un aliment complexe contenant, entre autres, des acides aminés avec une concentration totale correspondant à celle obtenue à partir du jus de tisses de rosier écrasés. Des concentrations voisines de catéchine ont été obtenues à partir du jus provenant de tisus écrasés pour lequel ce puceron ne montrait aucune préférence dans la nature. Un certain nombre de facteurs influent sur la valeur absolue du pouvoir dissuasif: l'augmentation de la concentration en sucrose et surtout en acides aminés réduit cet effet dissuasif; les stades jeunes n'ont pas présenté de préférence pour les concentrations faibles en catéchine que avaient semblé attractive pour les stades âgés.Une hypothèse plausible pour expliquer de telles variations a été élaborée à partir de l'observation de la modification, par le puceron, au cours de sa succion, de la composition phénolique de l'aliment, avec transformation de la catéchine en polymères oxydés attractifs. Il est possible que tout ce qui augmente l'activité oxydase polyphénolique de la salive des insectes, réduise ou inverse l'effet de la tenuer originelle de la catéchine.

     

Dynamic aspects of the chemical relation between the rose aphid and rose buds

In warm weather, Macrosiphum rosae (L.) walks off buds of hydrid tea roses during a critical period coinciding with the opening of the sepals. This behaviour could not be related to histologically detectable barriers to feeding, nor to changes in the water content of the tissues or in their composition with respect to total soluble carbohydrate, amino nitrogen or phenolic compounds; major changes in tissue chemistry, effected by spraying the bushes with urea, did not affect the time at which the aphids left the buds.Tissue sap expressed from stems and sepals showed a significant increase in catechin content after rather than during the critical period. Once expressed, however, sap from buds at the critical stage showed a sharp in vitro rise in catechin content over a few hours, up to levels approximating those against which the insects discriminated in choice tests. It is proposed that the insects could well be sensitive to a developing capacity of tissue to accumulate catechin, possibly in response to their feeding activity.

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Résumé En temps chaud le Macrosiphum rosae (L.) quitte les bourgeons de la Rose du type hybrid tea pendant une période critique qui s'accorde avec l'épanouissement des sépales. Au temps-là, il n'y a pas de barrières histologiques contre l'alimentation des aphides en évidence; le contenu d'eau des tissus sera determiné plutôt par l'influence du milieu que par la phénologie des bourgeons, et dans les limites observées il ne paraît pas qu'il influe la tenue des insectes. Variations des contenus totals des composés solubles glucidiques, aminés et phénoliques ne pouvaient pas se mettre en corrélation avec le comportement des insectes, surtout quand la composition des tissus s'était modifiée par d'applications foliaires d'urée.La sève exprimée des tissus des tiges et des sépales manifestait un contenu croissant de catechin après plutôt que pendant la période critique. Dès qu'elle soit exprimée, toutefois, la sève en cette période manifestait in vitro plus qu'un doublement de la concentration du catechin pendant quelques heures. En essais de choix, M. rosae ne discriminait pas contre 0.2 mg/ml catechin en 15% sucrose, mais il discriminait contre 0.3 mg/ml ou plusieurs. Cette différence relative approche l'augmentation in vitro du catechin aux sèves des tissus de bourgeons à la période critique.Ces résultats sont compatibles avec la possibilité que M. rosae soit sensitive à l'aptitude du tissu à l'amas du catechin comme réaction à l'intrusion des insectes en s'alimentant.

     

Egg Deposition Behavior in the Haplodiploid Sawfly Athalia rosae ruficornis Jakovlev (Hymenoptera: Symphyta: Tenthredinidae)

The egg deposition behavior of the turnip sawfly, Athalia rosae (Hymenoptera: Symphyta), is described. Both unmated and mated females lay eggs individually inside of fresh young leaves of cruciferous plants. During an oviposition event, females exhibit a distinct pause in abdominal contractions just before the actual egg deposition act. Unmated females show a longer pause (11.31 s on average) than mated females (4.38 s on overall average). By employing an eye color mutation, the sex of the eggs laid by females was ascertained. Females mated once lay mostly fertilized (diploid female) eggs initially but begin to lay a considerable number of unfertilized (haploid male) eggs later in life. The laying of an unfertilized egg is associated with a longer pause (6.98 s on average) than the laying of a fertilized egg (3.76 s on average). These results are in contrast to previous reports on apocritan Hymenoptera, where the presence of a pause or a longer pause during oviposition was associated with the deposition of fertilized eggs rather than unfertilized eggs. The possibility that mated Athalia rosae females control fertilization and its implications for sex allocation strategies are discussed.     

The biology and energetics of the potato aphid Macrosiphum euphorbiae, living in galls of the apple aphids Dysaphis devecta and Aphis pomi

A non-gall-forming aphid, Macrosiphum euphorbiae, was reared within the galls of Dysaphis devecta and Aphis pomi which had been induced in apple seedlings. Similar aphids were also reared on ungalled seedling leaves of a similar age and also on mature leaves and in old galls.There is a weak positive linear relationship between lipid content and pre-reproductive adult dry weight, but aphids living on young galled or ungalled plant tissue have 30% lipid compared to 11% for aphids living on old plant tissue. Adult aphids gradually decline in weight, losing between 24% and 38% of their pre-reproductive biomass before death. The energy content of this loss subsidieses reproduction. Reproduction of aphids feeding in old galls or on mature leaves was negligible, but on younger tissues average fecundity was 31, there being little difference between aphids living on galled and ungalled tissue. There is no simple relationship between pre-reproductive adult embryo content and fecundity.The principal factor mediating honeydew production was aphid size and this factor overrides any variation caused by different feeding sites. Honeydew production averaged 0.43 mg during a life of 30 days. Aphids successfully completing their life cycle have a life-time energy consumption of 30.58 joules of which 18% is lost as heat during respiration (R), 30% is contained in honeydew (F+U), 1% is contained in exuviae (Pe). Larval growth accounts for 17% (Pg), and adult reproduction for 34% (Pr).The P/C ratio for M. euphorbiae is 53% and is broadly comparable with aphids living on herbaceous plants.

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Résumé Un puceron ne formant pas de galles, Macrosiphum euphorbiae, a été élevé dans des galles de Dysaphis devecta et Aphis pomi formées sur semis de pommiers. D'autres M. euphorbiae ont été élevés sur feuilles sans galles du même âge provenent de semis identiques, sur feuilles mûres et sur vieilles galles.Il y a une faible relation positive linéaire entre la teneur en lipides et le poids sec des adultes avant la reproduction, mais les pucerons élevés sur tissus végétaux jeunes avec ou sans galles contiennent 30% de lipides contre 11% pour ceux élevés sur tissus âgés. Le poids des pucerons adultes diminue progressivement, la perte avant la mort se situant entre 24 et 38% de la biomasse avant la reproduction. Le contenu énergétique de ces pertes alimente la reproduction. La reproduction de pucerons consommant les vieilles galles ou les feuilles mûres était négligeable, mais sur jeunes tissus la fécondité moyenne était de 31-avec peu de différences entre pucerons sur galles ou feuilles-. Il n'y a pas de corrélation simple entre le contenu en embryon des adultes avant la reproduction et la fécondité.Le principal paramètre conditionnant la production de miellat est la taille du puceron; ce paramètre surpasse toute variation provoquée par les divers lieux d'alimentation. La production moyenne de miellat est de 0,43-mg pendant une vie de 30 jours. Les pucerons accomplissant leur cycle avec succès utilisent pendant leur vie 30,58 joules, dont 18% sont dissipés sous forme de chaleur pendant la respiration (R); le contenu du miellat (F+U) correspond à 30%, et 1% est contenu dans l'exuvie (Pe). La croissance larvaire (Pg) utilise 17%, et l'activité reproductrice des adultes (Pr) 34% de l'énergie. Le rapport P/C-53% pour M. euphorbiae-est globalement comparable à celui des pucerons vivant sur plantes herbacées.

     

Production of sexual morphs by the monoecious cereal aphid Sitobion avenae

The effects of photoperiod and temperature on the production of sexual forms by two clones of Sitobion avenae, the grain aphid, were examined. One clone did not produce sexual forms, whereas the other did under conditions of short light (<14 h) and low temperature (15°C). Temperature and photoperiod interacted to some extent both in the production of oviparae and of males. Even when the sexual forms were produced there was always a proportion of virginoparae.

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Production de sexués par Sitobion avenae, puceron monoécique

Résumé Un clone de Sitobion avenae a produit sans difficulté jusqu'à 7 générations de sexués en réaction à des photopériodes courtes (<14 h) et à de faibles températures (15°C) tandis qu'un autre clone n'en produit aucune.La proportion de sexués différait suivant les parents. La production de mâles avait une nette tendance à apparaître lors des reproduction les plus tardives. Dans les générations tardives avec jours courts, les vivipares (virginopares et gynopares) avaient eu tendance à être produits à la fin de la période de reproduction.Les gynopares (c'est à dire les parents d'ovipares) de S. avenae étaient surtout aptères, mais comprenaient beaucoup plus d'ailés que les virginopares obtenus dans les mêmes conditions. Un vivipare était induit comme gynopare (ou ses embryons étaient déterminés comme ovipares) avant la naissance, mais cette détermination pouvait apparemment encore être inversée en soumettant l'insecte à de longues photopériodes et à de hautes températures jusqu'à deux jours après la naissance.Aucun S. avenae ovipare n'a été produit jusqu'à la troisième génération. Aucun ovipare n'a été produit avec des photopériodes supérieures à 13 H 30 à 10°C, 13 H à 15°C et 8 H à 20°C. La proportion d'individus produisant des ovipares à 15°C a été plus faible qu'à 10°C pour toutes les photopériodes, et à cette dernière température beaucoup plus de vivipares étaient gynopares que virginopares.Les basses températures ont été vraisemblablement le facteur dominant de stimulation de la production de mâles de S. avenae, mais cependant il semble qu'un plus grand nombre de mâles a été produit aux températures et photopériodes intermédiaires qu'aux extrêmes.La capture de mâles ailés de S. avenae dans des pièges à succion a été généralement limitée à Octobre-soit à peu prés le moment prévu par les expériences de laboratoire. Des mâles de S. avenae sont aussi capturés fréquemment et été, ce qui peut être lié à des hivers précédents doux.

     

A photographic method and a ranking procedure for estimating numbers of the rose aphid,Macrosiphum rosae (L.), on rose buds

Two sampling methods for aphids are described. The first is a photographic method that allows sampling with replacement for use in field experiments and in which a linear regression technique is used to estimate the errors of sampling. The second method is a ranking procedure for sampling natural populations in which regressions of aphid numbers on ‘colony length’ are used to minimize bias.     

Production of haploid-haploid chimeras by sperm injection in the sawfly,Athalia rosae (Hymenoptera)

Mature unfertilized eggs (oocytes) dissected from the ovary of the sawfly Athalia rosae (Hymenoptera) begin parthenogenetic development if exposed to distilled water and produce haploid males. Injection of sperm into mature oocytes through the anterior pole resulted in karyogamy in a fraction of cases which developed as diploid females. No haploid-haploid chimeras due to independent participation of the injected sperm in development were produced. When sperm were injected through the posterior pole, however, fertilization never occurred but haploid-haploid chimeras were produced in a smaller fraction of cases. Both egg nucleus-derived and injected sperm-derived nuclei contributed in forming the germ cells of the chimeric males.     

Incidence of parasitism by Aphidius rhopalosiphi in colour forms of the aphid Sitobion avenae

Aphidius rhopalosiphi parasitises green colour forms of Sitobion avenae more frequently than brown forms. The handling time is longer for brown than for green nymphs, even when the two forms are members of the same clone. Parasite development lasts longer in brown forms than in green forms, and mortality is higher.

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Résumé A. rhopalosiphi a parasité les stades jeunes de S. avenae avec plus de succès que les stades âgés, et les types verts plus fréquemment que les bruns. Dans tous les cas, la mortalité était élevée; significativement plus de pucerons du premier et du second stade ont été tués par l'attaque du parasite que ceux des 3è et 4è stades. La fréquence de pucerons bruns formant des momies a augmenté avec le nombre de pipûres, de 0,1 pour une piqûre à 0,4 pour 8 piqûres. Lorsqu'il n'y a qu'une piqûre, le nombre d'oeufs émis est le même pour les deux types. A 20–22 °C, le développement du parasite dure jusqu'à 9 jours dans les pucerons verts et 12 jours dans les bruns. Lorsqu'il y a choix, les parasites préfèrent les verts aux bruns (Même quand ils sont du même clone) et les bruns clair aux bruns sombres. Les verts ont besoin de moins de rencontres que les bruns pour être piqués, mais pour une souche de parasites recueillie depuis peu, la différence était faible, pourtant cette nouvelle souche ne parasitait pas les pucerons bruns avec plus de succès que l'ancienne souche.

     

Calling behaviour of the potato aphid Macrosiphum euphorbiae oviparae under laboratory and field conditions

Abstract.  1. The calling behaviour of virgin oviparae of the potato aphid Macrosiphum euphorbiae (Thomas) (Homoptera: Aphididae) was studied at three different constant temperatures under laboratory conditions. The mean age of calling for the first time decreased with a decrease in temperature from 2.9 days at 20 °C to 2.1 days at 10 °C. At all temperature regimes, the mean onset time of calling advanced from about 5 to 3 h after the onset of the photophase, and the mean time spent calling increased by > 4 h over the 8 days.
2. Cohorts of oviparae were also observed at two different periods in late summer–early autumn in the field, to examine the effects of fluctuating abiotic conditions (temperatures, wind velocity, rain) and age on calling behaviour. As under constant laboratory conditions, the mean age of calling for the first time declined with declining temperature, from 3.7 days in early September to 1.6 days at the end of September. Age-related changes in the mean onset time of calling and the mean time spent calling were much less evident under field conditions, due to the inhibitory effects of low temperatures, high winds, and rain on female calling activity.
3. The results are discussed within the context of reproductive success and address a previously proposed hypothesis suggesting that species-specific calling windows may serve as a reproductive isolating mechanism for sympatric aphid species.     

Photoperiodic control of sexual morph production by the currant-sowthistle aphid, Hyperomyzus lactucae

Sexual morph production in Hyperomyzus lactucae (L.) is under photoperiodic control. In southern England oviparae are not produced in night lengths of less than 10 h 40 min at 15 ° C but males are produced in all night lengths between 8 and 14 h with a peak between 10 and 12 h. Old clones produce sexual morphs after fewer generations and via a limited sequence of morphs compared to young clones, but the restraining mechanism in young clones is very variable in the extent of its operation.

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Résumé La production des sexués chez Hyperomyzus lactucae est sous un déterminisme photopériodique, mais les mécanismes qui provoquent la production des ovipares et des mâles sont indépendants et contrôlés par des stimulus photopériodiques différents. La durée de la scotophase pour la production des ovipares est déterminante et d'environ 10 h 40 pour les clones étudiés. Il n'y a pas de production d'ovipares à 15° C en scotophase plus courte. Par contre, des mâles sont produits à toutes les scotophases étudiées entre 8 et 14 h, atteignant un pic entre 10 h 20 et 12 h, mais avec diminution de leur apparition encore plus nette quand les nuits se prolongent.La diversité des conditions tendant à produire des sexués chez les jeunes clones fait contraste avec le nombre limité de possibilités chez les clones plus âgés et prouve qu'un mécanisme réduit dans certains cas la sensibilité à la scotophase tôt dans l'année. Mais, même dans un seul clone, la variation causée par un tel mécanisme est considérable.Il semble que la longueur de la scotophase critique chez cet insecte suffise seule à empêcher la production de sexués au printemps dans le sud de l'Angleterre. Ceci peut donc expliquer les variations du mécanisme restrictif qui, vraisemblablement, ne doit pas être important pour la survie des clones de cette région.

     

Experiments inducing prospective polar body nuclei to participate in embryogenesis of the sawfly Athalia rosae (Hymenoptera)

Summary Mature eggs dissected from ovaries of unmated females of Athalia rosae (Hymenoptera: Tenthredinidae), if placed on a filter-paper soaked with distilled water, are activated and develop to haploid males. Occasionally, however, diploid females develop from these artificially activated eggs. Treatment of mature unfertilized eggs dissected from diploid females with ice-cold temperatures immediately before activation and with a high temperature (36° C) upon and immediately after activation resulted in the production of diploid males, diploid females, triploid females and gynandromorphs at high frequency. The same treatment of mature unfertilized eggs dissected from triploid females resulted in the production of only triploid survivors. These results, together with the results on the segregation of a marker mutation, yellow fatbody (yfb), appear to indicate that meiotic divisions were complete in the treated eggs, and that all four nuclei became potentially capable of participating in development with or without automictic fusion.Studies on the sawfly, Athalia rosae (Insecta, Hymenoptera, Tenthredinidae), part V     

Abnormal egg-laying behaviour of female carrot flies (Psila rosae) induced by the fungus Entomophthora muscae

Female carrot flies (Psila rosae F.) infected with Entomophthora muscae (C.) Fres. on days 1 to 4 of adult life were unable to lay their eggs near the food plant. Flies infected on day 5 of adult life showed an egg-laying behaviour similar to that of uninfected flies. E. muscae-infected female carrot flies caught in the field showed an egg-laying behaviour comparable to that of the flies infected in the laboratory during the first day of their live.Eggs laid by infected females were equally as fertile as eggs laid by uninfected females, and developed into normal flies.It is concluded that female carrot flies infected with E. muscae in the field do not in general contribute to the development of the carrot fly population, due to their abnormal egg-laying behaviour.

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Zusammenfassung Wenn Weibchen der echten Möhrenfliegen (Psila rosae) zwischen den ersten und der vierten Tag in dem Laboratorium mit E. muscae infiziert worden waren, könnten sie ihre Eier an den Futterpflanze nicht ablegen. E. muscae-infizierte Weibchen, die ins Feld gefangen worden waren, zeigten auch ein abweichendes Eiablageverhalten. Ihr Behalten war mit dem Verhalten von Fliegen vergleichbar, die an ihrem ersten Lebenstag im Laboratorium infiziert worden waren.Von infizierten Weibchen gelegte Eier waren ebenso fruchtbar wie die von nicht infizierten Weibchen gelegten Eiern. Es wird konkludiert, dass E. muscae-infizierten Weibchen der echten Möhrenfliegen der Entwicklung der Population keinen Beitrag leisten.

     

The search for hidden enzymatic variation in the aphid Macrosiphum rosae (L.)

Summary Using two different buffer systems and up to 6 different electrophoretic polyacrylamide gel concentrations, hidden enzymatic variability was investigated in samples of the rose aphid Macrosiphum rosae. MDH1, PGM1, SDH, EST and LAP were found to be polymorphic. No additional variation was observed by changing the test conditions compared to those of earlier investigations using starch gel electrophoresis.     

Characterization of polymorphic microsatellite loci in the aphid species Macrosiphum euphorbiae (Hemiptera: Aphididae)

Fourteen microsatellite loci were isolated and characterized in the potato aphid, Macrosiphum euphorbiae Thomas, by screening a genomic library with the oligonucleotide probes (GA)₁₀ (GT)₁₀ and (GATA)₄. Allelic diversity was estimated in samples collected from potato fields in Tunisia. Ten loci displayed polymorphism that ranged from two to four alleles per locus and the observed heterozygosity ranged from zero to one. These markers could be used to study the population genetic structure of this polyphagous aphid species.     

Operational sex ratio, sexual conflict and the intensity of sexual selection

Modern sexual selection theory indicates that reproductive costs rather than the operational sex ratio predict the intensity of sexual selection. We investigated sexual selection in the polygynandrous common lizard Lacerta vivipara . This species shows male aggression, causing high mating costs for females when adult sex ratios (ASR) are male-biased. We manipulated ASR in 12 experimental populations and quantified the intensity of sexual selection based on the relationship between reproductive success and body size. In sharp contrast to classical sexual selection theory predictions, positive directional sexual selection on male size was stronger and positive directional selection on female size weaker in female-biased populations than in male-biased populations. Thus, consistent with modern theory, directional sexual selection on male size was weaker in populations with higher female mating costs. This suggests that the costs of breeding, but not the operational sex ratio, correctly predicted the strength of sexual selection.     

Delayed sperm injection and fertilization in parthenogenetically activated insect egg (Athalia rosae,Hymenoptera)

Summary Mature eggs dissected from the ovary of unmated females of Athalia rosae ruficornis Jakovlev (Hymenoptera, Tenthredinidae) can be activated to develop (into haploid parthenogenetic males) simply by exposing them to distilled water. These eggs, which are primary oocytes arrested at the first meiotic metaphase, resume meiosis upon activation and reach the first meiotic telophase in 20 min. Mature eggs immediately upon dissection have previously been shown to complete karyogamy and develop as fertilized diploid females if injected with sperm. We show here that the eggs activated in water for 20 min have a much higher rate of successful fertilization if injected with sperm, and that the eggs activated for 40 min, upon sperm injection, though at a reduced frequency still develop as diploid fertilized females. Eggs left in water for 60 min, however, are no longer fertilized upon sperm injection and develop as haploid males.     

The culture ofEntomophthora muscae (C) Fres. in carrot flies (Psila rosae F.) and the effect of temperature on the pathology of the fungus

A method for maintaining anin vivo culture ofEntomophthora muscae (C) Fres. on its original host, adult carrot flies (Psila rosae F.), is described. The lethal time for adult carrot flies was greatly influenced by temperature, both for infected and for uninfected flies. In the range 8.2°C–20.2°C the LT₅₀ for infected flies was about 5.4 times shorter than the estimated average life-span for uninfected flies. The discharge of primary spores was also strongly dependent on temperature. The total number of primary spores discharged per fly at 100% RH and in darkness ranged between 1.2×10⁴ and 9.6×10⁴ with a mean of 5.1×10⁴.      

有翅型荻草谷网蚜的田间扩散飞行行为

研制了NJZ06粘性黄纸诱捕器,用于对有翅型荻草谷网蚜Macrosiphum(Sitobion) miscanthi(Takahashi)在田间的扩散行为的试验研究;黄色诱板上诱集的蚜虫以微小昆虫自动计数系统计数;试验在北京郊区麦田中进行。结果显示,距地面120cm的高度诱蚜量最多,平均诱蚜数达到573.0头/板,与其他高度诱蚜量差异显著;面朝南的诱板诱蚜量居各朝向之首,平均诱蚜数272.5头/板。生态因子对有翅蚜的扩散飞行有一定的影响,但不是决定性的。     

Diurnal Patterns in Host Finding by Potato Aphids, Macrosiphum euphorbiae (Homoptera: Aphididae)

Potato aphid, Macrosiphum euphorbiae (Homoptera: Aphididae), is an abundant potato pest and vector of potato leaf-roll virus and potato virus Y in Maine and other potato growing areas. We investigated the circadian rhythmicity of its movement towards host plant odor. Effects of daily cycle (day or night) and illumination (light or dark) on the proportion of aphids colonizing potato leaflets were determined in a Petri plate arena and in a Y-tube olfactometer. In Petri dishes, both daily cycle and light had a highly significant effect on plant colonization. Increasing temperature reduced aphid colonization of the leaflets. In the olfactometer, light had a significant effect on the proportion of aphids walking towards the host plant. Interaction between time and light was also statistically significant, with the effect of illumination being smaller during the day than during the night. Our results suggest that circadian rhythm in host-finding behavior of the potato aphid is regulated by both exogenous and endogenous mechanisms.