Effect of larval population density on the adult morphology of two species of Lepidoptera, Plusia gamma L. and Pieris brassicae L.

The morphological effects of population density in locusts in the production of phases is now well established and in recent years somewhat parallel effects have been observed in the larvae of Lepidoptera. Unlike locusts Lepidoptera pass through a quiescent pupal period but nevertheless the adult may be affected. In both P. gamma and P. brassicae adults from crowded larval cultures were smaller in both size and weight although the effect was counteracted to some extent by approaching pupal diapause in P. brassicae. The effect was similar in many cases to that produced by an increase in temperature except that it disturbed the relationships between the lengths of the wing and hind femur with the live weight. The ratio of these lengths (equivalent to E/F ratio in locusts) was significantly increased but was not a satisfactory index of larval population density. No effects were observed in the wing pattern and colouration in either species.

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Zusammenfassung Die Einwirkung der larvalen Populationsdichte auf die Morphologie der jungen Falter wurde bei Plusia gamma und Pieris brassicae durch Vergleich frischgeschlüpfter Falter aus Einzel- und aus Massenzuchten bestimmt.Bei P. gamma wogen Puppen aus Massenkulturen etwas weniger und verloren während des Puppenstadiums mehr an Gewicht. Die entstehenden Falter waren gewichtsmäßig deutlich leichter und hatten etwas kürzere Flügel. Größe und Gewicht der Männchen waren größer als die der Weibchen, und da die Massenzucht die meßbaren Größen bei den Weibchen stärker beeinflußt, verstärkte sie den Unterschied zwischen den Geschlechtern. Jahreszeitliche Unterschiede wurden beobachtet, wobei Gewicht und Größen in der warmen Jahreszeit geringer waren, doch blieb der jahreszeitliche Einfluß geringer als der durch Übervölkerung hervorgerufene.Bei P. brassicae hatte die Massenzucht eine ähnliche Wirkung auf die Puppen- und Erwachsenengewichte und auch auf die Maße, außer daß der Flügel kürzer und schmaler war. Die Unterschiede zwischen den Geschlechtern wurden durch die Massenaufzucht nicht verschärft. Lebendgewicht und Femurlänge waren beim Männchen größer, währen das Weibchen größere Flügel hatte. Bei Herannahen der Diapause wurde die Wirkung der Massenkultur auf Puppen- und Imaginalgewicht kompensiert, aber die Wirkungen auf die Erwachsenenmaße blieben noch erhalten, wenn auch in geringerem Ausmaß als sie bei nichtdiapausierenden Generationen zu beobachten waren. In der wärmeren Jahreszeit wurden Variationen erzielt, die in etwa den durch Übervölkerung bewirkten ähnlich waren, außer daß die Flügel abweichende Form aufwiesen und daß Übervölkerung bei den Männchen die Wirkung stark reduzierte.In Einzelkulturen beider Arten wurden positive, aber nicht stark signifikante Korrelationen in der Beziehung von Costa- und Hinterschenkellänge mit dem Lebendgewicht gefunden. Diese Beziehungen wurden durch Massenkultur gestört.In beiden Arten wurde das Costa-Schenkel-Verhältnis durch Massenkultur signifikant vergrößert (cf. E/F-Rate bei Heuschrecken), ergab aber keinen befriedigenden Index für die larvale Populationsdichte.In der Flügelzeichnung und Färbung beider Arten wurden durch larvale Massenkultur keine Wirkungen beobachtet.

     

Untersuchungenüber Das tageszeitlich gebundene Schlüpfen yon Pseudosmittia Arenaria (Dipt. Chironomidae)

Zusammenfassung In einleitenden terminologischen Erwägungen wird vorgeschlagen, den Ausdruck Schlüpfrhythmus zugunsten von tageszeitlich gebundenem Schlüpfen aufzugeben. Pseudosmittia arenaria zeigt im normalen Tag-Nachtwechsel ein deutliches tageszeitlich gebundenes Schlüpfen mit einem Maximum 6–8h nach DL (Beginn der Beleuchtung).In Dauerdunkel schlüpfen keine Imagines. In Dauerlicht erscheinen die Tiere gleichmäßig über den ganzen Tag verteilt.Der ganze Bereich des sichtbaren Lichtes (geprüft von 476–641 m) ist wirksam. Auch die Lichtintensität in Licht-Dunkelbedingungen spielt im untersuchten Bereich (18–350 Lux) keine Rolle.Das Schlüpfmaximum von Ps. arenaria zeigt eine deutliche Beziehung zu DL. Es wandert bei konstanter Tageslänge um so dichter an DL heran, je kürzer die relative Länge der Lichtzeit ist.Bei kürzeren Tageslängen wandert das Maximum von DL fort, bei längeren an DL heran. Bei Tagen, die kürzer als 18h sind, liegt es in der folgenden Dunkelzeit, bei solchen, die länger als 36h sind, vor DL. Sein Weg beschreibt dabei eine kubische Parabel.Beim Eintritt des Gipfels in die folgende Dunkelzeit erscheint ein Maximum nur an jedem 2. Tag. Ein Maximum vor DL ruft ein zusätzliches Maximum in der gleichen Entfernung von LD (Beginn der Dunkelzeit) hervor. Bei extremen Tageslängen ist also dennoch ein Maximum ungefähr alle 24h zu beobachten. Dies ist exogen bedingt. Verlagert man durch schwache Beleuchtung während der Dunkelzeit das Maximum im 12h-Tag in die Lichtzeit, so erhält man ein Maximum an jedem Tag. Der Eintritt des Maximums in eine Dunkelzeit hat also das Umspringen auf einen Schlüpfgipfel an jedem 2. Tag bzw. auf 2 je Tag zur Folge.Im 12h-Tag mit absoluter Dunkelzeit während der Dunkelzeit kann man auch ein Maximum alle 12h erreichen, und zwar durch Umstimmung eines Teils der Population. Man hat dann 2 Gruppen, deren Maxima um 12h gegeneinander verschoben sind. Hemmend und fördernd auf den Einfluß des Lichtes wirken Temperatur und Substratfeuchtigkeit. Beide Faktoren können ohne Licht kein Schlüpfen hervorrufen. Beziehungen zwischen Lebensweise, Ökologie oder systematischer Stellung und tageszeitlich gebundenem Schlüpfen lassen sich bisher nicht feststellen.     

Zur Biologie der Trauermeise(Parus lugubris)

Zusammenfassung Parus lugubris bewohnt nur beschränkte Gebiete in Südosteuropa, Kleinasien und dem angrenzenden Persien. Auch im Verbreitungsgebiet lebt sie nur in vielfach isolierten Reliktwäldern in Berglagen. Über den Biotop gibt es einige Mitteilungen in der Literatur. In Jugoslawien brütet die Trauermeise bevorzugt im Gebiet vonQuercus pubescens, also in Bergwäldern mit lichtem Laubwald. Zwischen den Bäumen befinden sich Gebüsch und Steinwälle.Über ihre Brutbiologie ist sehr wenig bekannt. Mehrere Reisen in das dalmatinische Brutgebiet sowie die Aufzucht und Haltung einiger Vögel in der Voliere im Jahre 1965 sollten diese Lücken schließen. Die Beobachtungen erfolgten im Gebiet der Cetina-Mündung bei Omi. Dort fanden sich mehrere Paare und zwei Bruthöhlen in 250 m Meereshöhe. Beide waren in älteren Flaumeichen 2,5 bzw. 6–7 m über dem Boden. Die einen Jungen schlüpften am 27. 4., die anderen etwa am 25. 4., was einen Brutbeginn zwischen dem 10. und 15. 4. und einen Legebeginn vor dem 10. 4. ergibt. Die aufgezogenen Jungen waren mit 19 Tagen flugfähig.Das Territorium eines noch singenden umfaßte ein Gebiet von rund 300 m . Auf einer Strecke von etwa 1,5 km Länge befanden sich 4 verschiedene Paare, deren Reviere weit ins Tal hinabreichten. Bei der Nahrungssuche hielten die Paare stets zusammen. Im Herbst (Mitte November) waren die Paare teils einzeln, teils in lockerer Verbindung mit anderen Meisenarten.Unter den Rufen ist typisch ein Schnärren, das von einigenssi-Lauten eingeleitet wird (s. Spektrogramm). Der Gesang besteht aus wenig melodischen, gleichförmigen Strophen. Die Jungvögel haben einen Standortlaut, der aus schnell gereihten Einzellauten besteht.Beim Ausfliegen wogen die Jungen rund 16 g. Am 26. Tag zeigte sich starkes Neugierverhalten. Am 31. Tag waren sie völlig unabhängig und nahmen alle Futterarten an. Auffallend war ihre große Vorsicht gegenüber allem Neuen, auch neuartigem Futter. Ihr Mißtrauen unterschied sie von allen übrigen, unter gleichen Bedingungen aufgezogenen einheimischen Meisen. Auch das Beispiel anderer in der Voliere lebender Arten behob das Vorsichtsverhalten nicht. Die Jugendmauser dauerte bis Ende August. Anschließend wurden die Vögel aggressiv gegeneinander und wurden getrennt. Gleichzeitig begann ein Vogel zu singen.Trauermeisen sind imstande, auch harte Samen zu öffnen. Sie halten diese nicht nur mit den Zehen fest auf einer Unterlage, sondern stecken sie in Spalten, wo sie ohne Mithilfe der Füße geöffnet werden können. Ihre Vorliebe für Samen steigert sich im Herbst. Gleichzeitig verstecken die Meisen sehr eifrig Samen aller Art in Vertiefungen und auf dem Boden, wie es vonP. palustris bekannt ist. Parus lugubris gehört mit den übrigen Graumeisen zur Untergattung Poecile. Die Angehörigen dieser Gruppe sind besonders winterhart. Alle Arten im höchsten Norden und die meisten Gebirgsformen gehören zur UntergattungPoecile. Soweit bekannt, fressen alle im Winter teilweise Samen und verstecken überflüssiges Futter. Das Territorialverhalten ist beiPoecile-Arten ausgeprägter als bei anderen Arten. Die Reviere sind größer und die Dichte ist geringer als etwa beiP. major, caeruleus oderater. Nur die HaubenmeiseP. cristatus (UntergattungLophophanes) hat ein ähnliches Verhalten.Die meistenPoecile-Arten zimmern ihre Bruthöhlen selbst.Parus lugubris, die als einzige in der Größe der Kohlmeise,P. major, ähnlich ist, lebt möglicherweise nur deshalb in einem beschränkten Gebiet, weil dort die Konkurrenz der Kohlmeise geringer ist als in nördlicheren Gebieten. Diese bezieht sich weniger auf die Nahrung als auf die Bruthöhlen. Alle übrigenParus-Arten benötigen kleinere Höhlen, die fürP. major nicht ausreichen. Auch die nächstgrößte Art,P. cinctus, bewohnt ein Areal im hohen Norden, in demP. major fehlt.     

Die entwicklung der flügel des mehlkäfers Tenebrio Molitor,mit besonderer berücksichtigung der häutungsvorgänge

Zusammenfassung In jedem Entwicklungsabschnitt von Häutung zu Häutung wiederholt sich ein gleichmäßiger Rhythmus von mehreren aufeinanderfolgenden Phasen, deren Phasendauer aber sehr verschieden lang sein kann. Es folgen auf eine Häutung nacheinander eine Beharrungs-, Chitinablösungs-und Zellteilungs-, Streckungs- und Faltungs- und Chitinbildungsphase.Erst während der Beharrungsphase des letzten Larvenstadiums legen sich die Flügelanlagen als einfache Hautfalten an, in welche die Tracheenäste hineingelangen, die vorher die Hypodermis an den Seiten des Mesound Metathorax versorgt haben.In der Chitinablösungsphase des letzten Larvenstadiums, bei dem Übergang zur Vorpuppe, erfolgt die Loslösung des gesamten Chitins von der Hypodermis und von der Tracheenmatrix der größeren Tracheenstämme. Dabei tritt zwischen Epithel und Chitin Exuvialflüssigkeit auf. Sofort nach der Chitinablösung treten die ersten Zellteilungen auf. Von den lateralen Tracheenbögen wachsen jeweils 6 Haupttracheenstämme, die sich verzweigen, in jede Flügelanlage ein. Am Ende der Zellteilungsphase scheiden die Flügelepithelien basal eine Basalmembran und apikal eine gallertige Masse aus. Gleichzeitig bildet sich in den Flügelanlagen ein Blutlakunensystem durch teilweises Aneinanderlegen und Verkleben der Basalmembranen aus. Die verklebten Basalmembranen bilden die Mittelmembran.In der Streckungs- und Faltungsphase der Vorpuppe werden sämtliche Epithelien gestreckt, die Blutlakunen nur noch geweitet. Die Streckung ruft die Faltung der Hypodermis hervor. Die Hauptfalten, die im Imago flügel zu finden sind, werden schon in den Vorpuppenflügeln angelegt. Die Tracheen strecken sich entsprechend.In der Chitinbildungsphase erfolgt die Chitinbildung der gesamten Hypodermis, Tracheenmatrix und Sinnesorgane. Die Chitinbildung der Vorderflügeloberseite ist besonders stark.Schon 24 Stunden nach dem Schlüpfen setzt in der Puppe die Chitinablösungsphase ein, die genau so wie bei der Larve des letzten Larvenstadiums verläuft. Die verklebten Basalmembranen der Flügelanlagen rücken jedoch auseinander, im Vorderflügel ganz, im Hinterflügel nur teilweise.Im Vorderflügel häuten sich in der Hauptsache nur die 6 Haupttracheenstämme, im Hinterflügel sogar nur die Costa- und die Subcostatrachee, oft nur die Haupttrachee (c).In der Zellteilungsphase der Puppe wird die Zahl der Flügelepithelzellen stark vergrößert. Die gehäuteten Flügeltracheen wachsen stark heran und bilden neue Nebenäästchen aus.Am Ende der Zellteilungsphase der Puppe wird wieder das alte Blutlakunensystem ausgebildet durch teilweises Aneinanderlegen und Verkleben der beiden Basalmembranen. Zwischen- und Querlakunen treten neu hinzu. Die Basalmembranen werden verstärkt; apikalwärts wird von den Epithelien wieder eine gallertige Masse ausgeschieden.Die folgenden Phasen der Puppe verlaufen ganz entsprechend wie die der Vorpuppe.Die Chitinbildung der Vorderflügelepithelien ist mit dem 3. Tage der Imago abgeschlossen.Als Dissertation angenommen von der Mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.Meinem Lehrer, Professor Dr. Kühn, danke ich für die Anregung und Förderung dieser Arbeit; ferner danke ich den Herren Dr. Kuhn und Dr. Henke für mannigfache Ratschläge.     

Blütenbildung durch tierische Zusatznahrung und andere Faktoren beiUtricularia exoleta R. Braun

Zusammenfassung Zur Angleichung an die Verhältnisse am natürlichen Standort wurden absolute Reinkulturen vonUtricularia exoleta in mineralischer Nährlösung mit toten Daphnien gefüttert, die vorher im Autoklav sterilisiert worden waren.Während die Pflanzen in der Mineralsalzlösung ohne Zusatz rein vegetativ blieben, bildeten sie in den gefütterten Kulturen Blüten.Man darf daher annehmen, daß der Sinn der Insectivorie fürUtricularia exoleta auch am natürlichen Standort der ist, der Pflanze durch Stoffe aus den Beutetieren das Blühen zu ermöglichen. Es handelt sich also nicht um entbehrliche Zusatznahrung, sondern der Tierfang ist unentbehrlich für das Zustandekommen des vollständigen Entwicklungsablaufs der Pflanze.Der gleiche Effekt wurde auch durchDekokt aus Daphnien erzielt und—in Bestätigung von E. u.O. Pringsheim — durch Pepton-Fleischextrakt.Die beste Tageslänge für das Blühen vonUtricularia exoleta sind 11 Std. Zusatz von Gibberellin (1/10000 und 1/100000 Mol) wirkte nicht blühauslösend.Mit 5 Textabbildungen.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Dominanz und Fortpflanzungserfolg bei Streifeng?nsen (Anser indicus): Eine multiple Regressionsanalyse

Zusammenfassung Die positive Korrelation zwischen der Ranghöhe eines Paares im Winter und seinem Fortpflanzungserfolg (Anzahl flügge Junge) im nächsten Sommer wurde bei zahmen, freifliegenden Streifengänsen (Anser indicus) daraufhin untersucht, ob die Dominanz nicht lediglich ein Nebeneffekt einer anderen möglichen Ursache des Fortpflanzungserfolges ist. Untersucht wurden -Alter, -Alter, - und -Gewicht im Januar sowie Anzahl der Jungen im Vorjahr. Eine multiple Regressionsanalyse zeigte, daß die Dominanz einen positiven Bezug zum Fortpflanzungserfolg auch dann behielt, wenn die anderen Variablen konstant gehalten wurden. Von den anderen ließ nur das -Alter in einem Jahr eine nennenswerte Beziehung zur Fortpflanzungserfolg erkennen. Eine zusätzliche Analyse, bei der die Verpaarungsdauer mit berücksichtigt wurde, ergab, daß die Korrelation zwischen Dominanz und Erfolg auch nicht über diesen Faktor zu erklären ist. Die Möglichkeit, daß die Dominanz den Fortpflanzungserfolg beeinflußt, und die Wege, über die das geschehen könnte, werden diskutiert. Bei hoher Nesterdichte scheint der Einfluß der Dominanz besonders stark zu sein.

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Dominance and reproductive success in Bar-headed geese (Anser indicus): a multiple regression analysis

Summary A positive correlation between the dominance rank of a pair in winter and its reproductive success (number of young fledged) in the following summer was found in a semi-captive flock of Bar-headed geese. The possibility that dominance was simply a side-effect of other possible causes of reproductive success (male and female age, male and female weight in January, or number of young fledged in the previous year) was tested. A multiple regression analysis revealed that dominance was positively associated with reproductive success even when the other variables were held constant. Of the others, only male age showed some association with reproductive success in one year. A further analysis, including also pair bond duration, showed that the correlation between dominance and success could also not be explained by co-variation with this factor. The possibility that dominance influences reproductive success and the different ways in which this could be achieved are discussed. The influence of dominance seems strongest when nest density is high.

     

Über die entwicklung des lakunen-, ader- und tracheensystems während der puppenruhe im flügel der mehlmotte ephestia kühniella zeller

Zusammenfassung Die Lakunen sind im jungen Puppenflügel röhrenförmige, Hämolymphe, Tracheen und Nerven enthaltende Spalträume in der Mittelmembran, welche die Zellkörper der Flügelepithelien nicht berühren. Mit Ausnahme der Lakunen, die später reduziert werden, erweitern sich alle Lakunen vom Zeitpunkt der Verpuppung ab. Die Mittelmembran. soweit sie die Lakunenwand bildet, nähert sich zuerst dem Lakunenbodenepithel (bei etwa 30 Stunden Puppenalter), später (bei 150 Stunden) auch dem Dachepithel. Das Lakunendachepithel gleicht auf allen Stadien dem übrigen Oberseitenepithel; es enthält Schuppenbildungszellen. Das Bodenepithel, an dem sich alle weiteren Differenzierungen der Aderbildung abspielen, ist von 30 Stunden an ein. Plattenepithel. Bei etwa 60 Stunden beginnt das Bodenepithel höher zu werden. Schuppenbildungszellen treten nicht darin auf. Die Zellgrenzen sind, wie in den anderen Flügelepithelien, von etwa 150 Stunden ab im Bodenepithel nicht mehr festzustellen. Vor der Chitinbildung wird das Plasma des Lakunenbodensyncytiums stark vakuolig; die Kerne nähern sich der Oberfläche. Dickes Aderchitin wird nur auf der Flügelunterseite abgeschieden, gleichzeitig mit der Chitinisierung des übrigen Epithels.In den Lakunenwandzellen treten bei 400 Stunden Puppenalter, wie in den übrigen Hypodermiszellen, Spannungsfibrillen (Tonofibrillen) auf. Diese verlaufen in der Aderhypodermis von der einen zur anderen Aderseite, nicht wie in den anderen Hypodermiszellen vom Chitin der Flügeloberseite zur Flügelunterseite.Im Lakunensystem treten während der Puppenruhe folgende Änderungen auf: m, im Vorderflügel auch an werden reduziert; entsprechend der späteren Discoidalquerader verbinden sich r ₄ mit m ₁ und cu ₁ mit m ₃.Zwischen dem primären Tracheensystem der Vorpuppe und dem sekundären der Imago bestehen folgende Unterschiede: 1. In beiden Flügeln fehlt die Mediatrachee, im Vorderflügel außerdem die Analistrachee. Die erhaltenen Lakunen m ₁ und m ₃ führen Tracheen, die von den Nachbartracheen [r] und [cu] ausgehen. 2. Alle Flügeltracheen der Imago sind verzweigt, die der Vorpuppe nicht. 3. An den Basalstücken der Imaginaltracheen sitzen Tracheenblasen.Bei der Metamorphose des primären Traeheensystems entspringen aus Knospungszonen der Tracheenmatrix an der Basis bestimmter primärer Tracheen neue Tracheen und Blasen; die alten Tracheen werden zurückgebildet.Aus der Knospungszone einer Trachee entsteht ein Tracheensproß, der in der Richtung der Lakune vorwächst und schon sehr bald einer Kanal aufweist.Vom Hauptstamm einer sekundären Trachee wachsen seitlich Nebenäste aus, die sich in ähnlicher Weise differenzieren wie der Hauptsproß und aus der Lakune zwischen die beiden Flügelepithelien vordringen.An der Spitze der Nebenäste lösen sich Tracheolenbildungszellen aus dem Verband und wandern fort, dabei eine schon vorher in ihnen aufgerollt gebildete Tracheole hinter sich abrollend.Das primäre Tracheensystem des Vorderflügels besteht aus einer Costo-Radial-Gruppe und einer Medio-Cubito-Anal-Gruppe, das sekundäre aus einer Costo-Cubital-Gruppe und einer Axillar-Gruppe.Das primäre Tracheensystem funktioniert bis zum Schlüpfen der Imago, das sekundäre füllt sich erst in diesem Zeitpunkt mit Luft.Als Dissertation angenommen von der Mathematisch-naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.     

The effect of crowding upon the fecundity of Folsomia Candida (William) var. Distincta (Bagnall) (Collembola)

The mean individual fecundity of mass parthenogenetic cultures of uniform age is maximum when there is a mean area of about 1.2 square centimetres per individual on the floor of the chamber. Reduction of the fecundity under more crowded conditions occurred because oviposition was completely inhibited for a greater proportion of individuals and the number of eggs laid by ovipositing individuals was reduced. Crowding during periods other than when oviposition would normally occur did not cause a reduction in fecundity. It is suggested that the reduction in fecundity is a manifestation of stress caused by jostling.

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Zusammenfassung Die durchschnittliche individuelle Fruchtbarkeit umfangreicher parthenogenetischer Kulturen gleichen Alters ist maximal, wenn die Dichte der Tiere so ist, dass jedes einzelne Tier auf dem Boden des Behälters über eine Fläche von 1,2 cm² verfügt. Übervölkerung führtè zu verminderter Fruchtbarkeit, weil für einen grossen Prozentsatz der Individuen das Eierlegen unmöglich wurde und die Zahl der von eiablegenden Individuen produzierten Eier reduziert war.Weder die durch Anhäufung von Sekreten oder Exkreten veränderte Umgebung, noch der Wettbewerb um Nahrungsstoffe änderte die Fruchtbarkeit. Übervölkerung ausserhalb der Perioden, während der das Eiablegen normalerweise stattfinden würde, verursachte keinen Rückgang der Fruchtbarkeit. Daraus wird geschlossen, dass die reduzierte Fruchtbarkeit ein Zeichen nervöser Spannung ist, die durch das Gedränge um Lebensraum verursacht wird.

     

Über lokalisierte Karotinoidbildung und über Baueigen- tümlichkeiten des Cyanophyceenprotoplasten

Zusammenfassung Die beiSpirotaenia- Arten,Closteriospira undDactylococcopsis — durchwegs Algen mit langgestreckten Zellen — vorkommende lokalisierte Karotinoidbildung in den Zellenden tritt in auffallender Weise auch bei bestimmten langzelligen Arten vonOscillatoria auf.Hier ist die exzessive Karotinoidbildung an die Peripherie der querwandnahen Region des Protoplasten gebunden, d. h. an die Stellen, wo das die Längswände bedeckende Chromatoplasma endigt und wo kein Zellwachstum mehr stattfindet; beides ist offenbar die Ursache dieser besonderen Lokalisierung: denn Karotinoide dürften nur im Chromatoplasma gebildet werden können, andererseits herrschen in den embryonalen Abschnitten des Protoplasten in der Gegend des Zelläquators nicht die physiologischen Voraussetzungen für Karotinoidbildung. Die Zellenden befinden sich dagegen in einer Art von Dauerzustand, sind also physiologisch vergleichbar mit ganzen Zellen anderer Algen, die bei Teilungshemmung als ganze exzessiv Karotinoide bilden. Es läßt sich daraus auch verstehen, weshalb diese Art lokalisierter Karotinoidbildung an langgestreckte Zellen gebunden ist.Die Region der lokalisierten Karotinoidbildung ist gleichzeitig jene, in der bei bestimmten anderenOscillatoria- Arten lokalisiert Gasvakuolen entstehen. Die Ektoplasten bedecken dagegen die mittlere Fläche der Querwand, sofern sie überhaupt lokalisiert auftreten; auf jeden Fall entstehen sie an der Oberfläche des Centroplasmas.Die Bildung der Karotinoidkörper dürfte bei den beschriebenen Arten genotypisch fixiert, aber in ihrer Ausprägung modifizierbar sein; dabei spielt vermutlich die Verschiebung des Gleichgewichts von Assimilation und mineralischer Ernährung die wesentliche Rolle.     

Die grössenverhältnisse von Trommelfell Columella-Fussplatte und Schnecke bei Vögeln verschiedenen gewichts

Zusammenfassung Von 47 Vogelarten. die einen Gewichtsbereich von 10–10000 g umspannen, werden die Länge der Schnecke, die Fläche des Trommelfells und die der Columella-Fußplatte gemessen und tabelliert. Während die Vögel hinsichtlich der Schneckenlänge beträchtlich hinter den Säugetieren zurückstehen, ähneln sich die Mittelohrflächen.Die relative Größe der Teile des Gehörorgans nimmt mit zunehmender Körpergröße ab; der Relationsexponent beträgt –0,6. Die relative Verkleinerung ist damit ausgeprägter als beim Säugerohr und als für das Gehirn der Vögel gefunden.Außer der allgemein-allometrischen Änderung der Gehörgröße schwanken seine Abmessungen auch bei Arten gleichen Gewichts beträchtlich. Diese Unterschiede werden als funktionelle Anpassungen gedeutet.Die für die Schallübertragung bedeutungsvolle Flächenuntersetzung Trommelfell/Fußplatte liegt zwischen 11 (Eintagskücken) und 40 (Waldohreule); sie entspricht etwa den bei Säugetiere gefundenen Werten. Arten mit besonders leistungsfähigem Gehör sind durch eine hohe Flächenuntersetzung gekennzeichnet.Die Möglichkeit, zwischen allgemein-allometrischen Größenänderungen und den physiologischen Eigenschaften des Gehörs Beziehungen aufzuweisen, wird ausführlich diskutiert. Die Lage der Schwerpunktsfrequenz des Gehörs läßt sich quantitativ auf die Organgröße beziehen. Das Tonunterscheidungsvermögen zeigt keinerlei Korrelation zu dieser. Zusammenhönge zur absoluten Gehörempfindlichkeit sind nicht sicher nachweisbar.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Die Wirkung des Triäthylenmelamins (TEM) auf das Gewebe von Hühnerembryonen

Zusammenfassung Wie schon bekannt ist, wird durch die Einwirkung von TEM die Anzahl der mitotischen Teilungen herabgesetzt. Im Neuralrohr von Hühnerembryonen, die mit je 10 TEM behandelt worden waren, fanden wir 24 Std nach der Injektion nur noch 6,3% der normalen Mitosen. Die Kernanzahl war infolgedessen ebenfalls verringert und betrug nur noch 14% der Norm.Die Unterdrückung der Mitosen durch TEM führt zu einer Verkleinerung der Organanlagen. Querschnitte durch Neuralrohre waren z.B. bei den Kontrollen etwa 3mal flächengrößer als bei den mit TEM behandelten Tieren. Die Differenzierung des Neuralrohres verlief aber auch hier normal.Kennzeichnend für die TEM-Wirkung ist ferner die Bildung von Riesenkernen, wobei das Volumen sämtlicher Zellkerne gegenüber den Kontrollen um mehr als das Doppelte zunimmt. Diese Riesenkernbildung ist sicher ebenfalls eine Folge der Mitosehemmung.In Kulturen von TEM-Gewebe treten sehr viele Amitosen auf. Dabei entstanden vielfach aus einem Ausgangskern zwei nahezu gleich große Tochterkerne; in anderen Fällen schnürte der Kern eine oder mehrere Knospen ab, so daß schließlich Zellen mit einer Vielzahl von Kernen verschiedenster Größe auftraten, von denen manche später abstarben, während andere ganz normal aussahen. In dieser Hinsicht gleicht die Wirkung des TEM durchaus derjenigen von Röntgenbestrahlungen (Wendt 1959).Die Wirkungsschwelle des TEM liegt bei 0,5 pro Leghornembryo. Bei dieser Dosis treten zwar noch keine sichtbaren Gewebeschädigungen auf, doch wird die mitotische Teilungsrate um fast die Hälfte herabgesetzt. Die primäre Wirkung des TEM besteht also in der Unterdrückung der Teilungsbereitschaft.Bei einer Erhöhung der Dosis über 0,5 starben die Embryonen im Laufe der Embryonalentwicklung ab, kamen also nicht zum Schlüpfen.     

Über den submikroskopischen Bau des Grundhäutchens der Hirnkapillaren

Zusammenfassung Auf Grund der polarisationsoptischen Analyse besitzt das homogene Kapillar-Grundhäutchen eine geordnete Feinstruktur. Es ist ein Eiweiß-Lipoidsystem, in dem die Proteinkomponente als Träger- oder Gerüstsubstanz mengenmäßig überwiegt. Die Proteine zeigen teilweise eine fibrilläre Struktur mit geringer mizellarer Orientierung. In der Fläche der Membran haben die Fibrillen keine bevorzugte Verlaufsrichtung, sie liegen statistisch ungeordnet. Zu der Membranoberfläche verlaufen sie jedoch annähernd parallel, so daß eine folienartige Textur resultiert. In dieses Proteingerüst sind Lipoidmolekeln in radiärer Richtung orientiert eingelagert. Nach einer Näherungsrechnung dürfte es sich um eine bimolekulare Lamelle handeln, wahrscheinlich ist, daß die Lipoide inselförmig in das Proteingerüst eingesprengt sind. Die gefundene Struktur wird in Beziehung zu den Befunden neuerer Arbeiten über die Blut-Hirnschranke und die Blut-Liquorschranke gesetzt. Hierbei wird die Bedeutung der Membranlipoide für die Regulierung des Durchtritts lipoidlöslicher Stoffe, diejenige der Proteinlamellen für die Regulierung der Durchlässigkeit für Wasser und wasserlösliche Stoffe erörtert. Die Endothelmembran, d. h. das Grundhäutchen der Kapillare wird als das morphologische Substrat der Schrankenfunktion angesehen.Die Untersuchung wurde mit dankenswerter Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgeführt.     

Simulation of rhythmic nervous activities

Zusammenfassung Die überschwellige Dauererregung mehrerer Jenik-Modellneurone würde bei jedem einzelnen zu einer ununterbrochenen Dauerentladung führen. Auf Grund des hier vorgestellten Verschaltungsprinzips der sog. Zyklischen Hemmung sind die Elemente jedoch über Hemmungsleitungen in zyklischer Weise miteinander verkoppelt, wodurch zeitlich definierte, periodisch sich wiederholende, gegenseitige Erregungsunterdrückungen erreicht werden. Das heißt: trotz gleichförmiger Eingangserregung zeigen die Neuronenmodelle am Ausgang ein burst-artiges Entladungsmuster.Der für einen solchen Burst-Generator endlicher Folgefrequenz notwendige Verzögerungsmechanismus ist dadurch gegeben, daß die Modellneurone nach erfolgter Hemmung eine ausreichend lange Erholphase durchlaufen müssen, bevor sie wieder in den aktiven Entladungszustand gelangen. Die Länge dieser Erholphase ist abhängig von den Parametern des Erregungs- und Hemmeinganges (Frequenz, Amplitude, PSP-Zeitkonstante), also von außen steuerbar.Zwei verschiedene Typen von zyklischen Netzwerken werden untersucht. In den einfachen Netzwerken werden Ausgangs- (Erregungs-) und Zwischen- (Hemmungs-) Nervenzelle durch ein und dasselbe Modellneuron repräsentiert. Beliebig viele, jedoch mindestens 3 Einzelelemente umfaßt ein solcher Burst-Generator (N3), wobei jedes Element in Hemmrichtung maximal bis zu M _maxN–2 Nachbarelemente hemmend beeinflussen kann. Diese streng rotationssymmetrische Hemmungsverschaltung garantiert das charakteristische rhythmische Ausgangsmuster der periodischen Erregungsumläufe, indem die Modellneurone entgegen dem Hemmrichtungssinn nacheinander in Bursts entladen.Im Unterschied zu den einfachen Netzwerken wird — als mögliche Annäherung an die physiologischen Gegebenheiten — in den sog. komplexen Netzwerken der Hemmeinfluß jedes Ausgangselementes über ein eigenes Zwischen- (Hemmungs-) Element ausgeübt. Die Vielfalt der Ausgangs-Zeitmuster kann dadurch erheblich gesteigert werden.Die Ausgangsmuster beider Netzwerktypen können bei gegebener Struktur als Funktion der Erholphase errechnet werden. Die Nützlichkeit dieser Netzwerke als biologisches Modell liegt vielleicht gerade darin, daß die das Zeitverhalten bestimmende Erholphase von den Eingangsgrößen direkt gesteuert wird, d. h. die Werte der Eingangsparameter werden in eine Zeitgröße (der Länge der Erholphase) umgesetzt. Mit noch zusätzlicher zeitabhängiger und asymmetrischer Variation dieser Eingangsparameter an den Einzelelementen stellt ein derartiges Netzwerk ein vielseitiges und flexibles Steuerinstrument für die verschiedensten (periodischen) Vorgänge dar.Obwohl es aus der Biologie noch keinen direkten Beweis für das Vorhandensein einer derartigen Hemmungsverkopplung gibt, sind andererseits rückführende Hemmverbindungen und Neurone mit relativ langer Hyperpolarisationsphase bekannt. Im Rückenmark, Septum, Ammonshorn und Thalamus sind in der Literatur ähnliche Neuronenaktivitäten beschrieben, die unsere Modellvorstellung unterstützen.     

Zur Dynamik der Selbststeuerung bei Anpassungsvorgängen

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit ist die 2. einer Reihe, deren Ziel die vergleichend-physiologische Untersuchung der Dynamik zentralnervöser Selbststeuerungssysteme sein soll. Die bei Anpassungsvorgängen auftretenden Änderungen des motorischen Verhaltens der Lebewesen werden als Schwingungsvorgänge im mathematischen Sinne aufgefaßt. Die Güte der Anpassung wird definiert als die zu der Einschwingungskurve gehörige Fläche.Ebenso wie die in der I. Mitteilung untersuchten Axolotl (Amblystoma) zeigen auch die hier benutzten Tische (Carassius carassius) periodisch gedämpften Einschwingungstyp. Dieser scheint bei niederen Wirbeltieren häufig zu sein (verbunden mit relativ großer Fläche, d. h. geringer Güte), während bei höheren Wirbeltieren, besonders beim Menschen, aperiodische Einschwingung (mit nahezu minimaler Fläche, also optimaler Güte) vorherrscht.Die Versuche bezogen sich hier nicht (wie bei der I. Mitteilung) auf die Anpassungsleistung von Einzeltieren, sondern auf die Verhaltensänderung eines Kollektivs. Da es sich bei diesen Fischen um ausgesprochene Schwarm-Tiere handelt, erschien dieser Weg als der biologisch richtigere.     

Beobachtungen über den Einfluß des Lichtes auf Mycel- und Conidienbildung bei Alternaria brassicae var. dauci

Zusammenfassung Der Einfluß des Lichtes auf Mycelwachstum und Conidienbildung eines Stammes von Alternaria brassicae var. dauci wurde untersucht.Die morphologisch-anatomische Mycelstruktur ist bei Licht- und Dunkelmycel verschieden. Diffuses Tageslicht und Beleuchtung mit dem Licht von Osram-Leuchtstofflampen HNW 202 wirken ebenfalls verschieden.Die Conidienbildung konnte in zwei Entwicklungsabschnitte zerlegt werden. Sterigmenbildung erfolgt nur unter Lichteinfluß, für die Entwicklung von Conidien an den Sterigmen ist Einschaltung einer Dunkelphase notwendig. Auch die Induktion der Sterigmenbildung ist abhängig von der Wellenlänge des einwirkenden Lichtes. Glühlampenlicht in gleicher Stärke wie das Licht der Leuchtstofflampen war wirkungslos.Der Impfeffekt bei der Conidienbildung wird als Hinweis für eine stoffliche Grundlage bei der Auslösung der Sterigmenbildung gedeutet.     

A colony of the hornetVespa philippinensis (Hymenoptera: Vespidae)

Summary The composition of a single colony ofVespa philippinensis Saussure from Leyte island, Philippines is described. Workers and gynes can be distinguished by size. There appear also to be two size modes of males, much less distinct. In each sex, head-width is isometric with forewing-length. The colony contained 700 adults.Dissection of 58% of the gynes showed none with developed ovaries, suggesting that the colony had a single queen or was queenless. In a smaller sample of workers, 6% without wing-wear and none with wing-wear had developed ovaries. Fat-body was more developed in gynes than workers.No gyne or male showed wear to the ends of the forewings, while 44% of workers shwed at least some wear, independently size. Workers returning to the nest had significantly greater wing-wear but showed the same size distribution. The division of labor within the worker caste is probably age-based.The colony included 838 immatures beyond the fourth larval instar, with a fresh biomass of 1,2 and dry biomas of 0.3 kg. About 1,480 new adults had been produced in the nest. Unlike in temperate and subtropicalVespa, cells were not reutilized to produce a second cycle of brood.The colony's production schedule of workers and sexuals did not fit thebang-bang model.

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Beschreibung einer Kolonie der Hornisse Vespa philippinensis (Hymenoptera: Vespidae)

Zusammenfassung Die Zusammensetzung einer Kolonie vonVespa philippinensis von der Insel Leyte, Philippinen, wird beschrieben. Arbeiterinnen und Königinnen können durch die Köpergröße unterschieden werden. Auch bei den Männchen gibt es zwei Größenklassen, die jedoch weniger deutlich unterschieden sind. Bei beiden Geschlechtern ist die Kopfbreite positiv mit der Vorderflügellänge korreliert. Die Kolonie bestand aus 700 adulten Tieren.Bei der Präparation von 58% der Königinnen wurden keine entwickelten Ovarien gefunden; das könnte darauf hindeuten, daß die Kolonie nur eine eilegende Königin hatte oder weisellos war. 6% der Arbeiterinnen ohne Flügelabnutzung hatte entwickelte Ovarien, aber keine Arbeiterin mit abgenutzten Flügeln. Bei den Königinnen war der Fettkörper bedeutend stärker entwickelt als bei den Arbeiterinnen.Weder Königinnen noch Männchen zeigten Abnutzungserscheinungen an den Enden der Vorderflügel, während bei 44% der Arbeiterinnen zumindest eine geringe Beschädigung der Flügel festzustellen war; dieses konnte nicht zu der Größe der Arbeiterinnen in Beziehung gesetzt werden. Arbeiterinnen, die zum Nest zurückkehrten, zeigten die gleiche Größenverteilung wie die übrigen Arbeiterinnen, hatten aber signifikant stärker abgenutzte Flügel. Daher ist die Arbeitsteilung wahrscheinlich altersabhängig.Das Nest enthielt 838 präimaginale Individuen nach dem 4. Larvenstadium mit einem Gesamtfrischgewicht von 1,2 kg und einem Trockengewicht von 0,3 kg. Ungefähr 1480 Imagines wurden aufgezogen. Im Gegensatz zuVespa-Arten in gemäßigten und subtropischen Klimazonen wurden die Zellen nicht noch einmal zur Brutaufzucht benutzt.Die Aufzucht von Arbeiterinnen und Geschlechtstieren in dieser Kolonie stimmt nicht mit dem bang-bang-Modell überein.

     

Beitrage zur symbiose der aphiden und psylliden

Zusammenfassung Das Mycetom der Psylliden ist in der Jugend unpaar, zur Zeit der Geschlechtsreife paarig. Gestalt und Lage sind im Laufe der post embryonalen Entwicklung veränderlich.Das Mycetom besteht aus einem Syncytium, in dessen Randgebiet einkernige Mycetocyten eingelagert sind; sie können das Syncytium allseitig umschließen oder Lücken aufweisen, zwischen denen dieses an die Oberfläche tritt.Die Symbionten der Mycetocyten stellen bei 22 untersuchten Arten recht ähnliche Schläuche dar.Die Symbionten den Syncytiums können von Faden, und Stäbchen-formen bis zu gequollenen Schläuchen variieren; innerhalb einer Art sind sie konstant. Aber auch in letzterem Falle lassen sie sich stets durch die Struktur des Protoplasmas und seine Affinität zum basischen Farbstoff von den Mycetocytensymbionten, selbst wenn sie gleich groß sind, unterscheiden. Übergänge von einem Typ in den anderen fehlen durchaus.Bei einer unbestimmten Trioza und Strophingia ericae ist das Syncytium zwar ebenso entwickelt, aber symbiontenfrei; bei Trioza spec. leben die Syncytium-Symbionten im Fettgewebe; bei Strophingia fehlt jedoch dieser zweite Symbiont völlig.Beide Symbiontensorten infizieren vereint auf dem Weg über die Follikelzellen die Eier.Das die beiden Mycetomteile charakterisierende gelbe Pigment entstammt dem Eiplasma. Es tritt bereits in jungen Ovocyten auf, sammelt sich später um die polare Symbiontenmasse und wird darn in sie einbezogen. Es handelt sich hierbei nicht um Melanin.Während der Keimstreifbildung werden die beiden Symbiontensorten geschieden. Merkwürdigerweise kommen die endgültig im zentralen Syncytium liegenden Symbionten zunächst in periphere, einkernige Zellen und die schließlich in solchen untergebrachten in ein zentrales Syncytium. Auf einem weiteren Stadium wird dieses provisorische Syncytium in einkernige Zellen aufgeteilt, gleichzeitig aber löser sich andererseits die Wände der bereits gebildeten cinkernigen Zellen auf; das so entstehende Syncytium nimmt darn den Raum zwisclien den neuen Mycetocyten ein.Beziehungen der verschiedenen Symbiose-Typen zum System lassen sich noch nicht erkennen.Dissertation der mathematisch-naturwissenschaftlichen Abteilung der Philosophischen Fakultät der Universität Leipzig.     

The bimodal termination of diapause in the laboratory by Hyalophora cecropia

The emergence curve of wild Hyalophora cecropia or of a strain selected for emergence with the early mode was bimodal if the pupae were conditioned (= diapause-ending processes) in an outdoor insectary or in a 6° incubator. When pupae were periodically brought indoors during the winter, the time required for emergence gradually decreased and the emergence curve gradually became bimodal. The duration of the photophase had no apparent effect either during conditioning or pharate adult development.

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Zusammenfassung Puppen von Hyalophora cecropia (L.) wurden konditioniert (= Diapausebeendigung) und zwar in einem Freilandinsektarium bei Aussentemperaturen und bei drei unterschiedlichen Tageslängen (natürlich, Kurztag, Langtag). In regelmässigen Abständen wurden solche Puppen während des Winters zu 25° und Langtag verbracht. Mit zunehmender Konditionierung wurde die für das Falterschlüpfen erforderliche Zeit allmählich kürzer und die Schlüpfkurve allmählich zweigipflig. Die während der Konditionierung herrschende Tageslänge hatte keinen merklichen Effekt. Auch die Tageslänge nach der Konditionierung (bei 25°) hatte keinen erkennbaren Einfluss auf die Schlüpfkurve. Puppen einer Rasse, die für das Schlüpfen im ersten Maximum selektioniert worden waren, hatten eine zweigipflige Schlüpfkurve und zwar nach Konditionierung im Freilandinsektarium oder im 6°-Schrank. Die spätschlüpfende Gruppe braucht eine zusätzliche Konditionierung, wenn die frühschlüpfende Gruppe voll konditioniert ist. Es gibt Anzeichen dafür, dass das zusätzliche Erfordernis eine ausreichende Temperatursumme über einem unbekannten Temperaturminimum ist.