Genetics of resistance to insecticides of the SKA strain of Musca domestica I. Location of the main factors responsible for the maintenance of high DDT-resistance in diazinon-selected SKA flies SKA-Fliegen verantwortlich sind

The factors responsible for resistance to diazinon and DDT in diazinon-selected SKA flies are either linked or common to both insecticides. This is why SKA flies are very resistant to DDT, although they have been selected solely with diazinon for over 9 years. DDT-ase (DDT-dehydrochlorinase) which is inhibited by FDMC (bis-(p-chlorophenyl)-trifluoromethyl carbinol) and by WARF-antiresistant (N,N-di-n-butyl-p-chlorobenzene sulphonamide), and low aliesterase are on the V linkage group (Hiroyoshi's numbering system). A resistance factor (R₃) inhibited by sesamex (2-(3,4 methylene dioxyphenoxy) 3,6,9-trioxaundecane) most probably common to DDT and diazinon is on the III linkage group. The third factor is recessive, segregates independently of the other factors and is unaffected by the synergists. It probably confers only moderate resistance to DDT. This factor seems to segregate together with a factor conferring weak resistance to diazinon. DDT-ase occurs in fewer than 20% of the SKA flies. R₃ seems to be the major factor of resistance to DDT in SKA flies. When heterozygous R₃ gives only moderate resistance to DDT.

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Genetik der insektizidresistenz des ska-stammes von Musca domestica L. I. lokalisation der hauptfaktoren, die für die erhaltung hoher DDDT-resistenz in mit diazinon selektierten SKA-fliegen verantwortlich sind

Zusammenfassung Die für Diazinon-und DDT-Resistenz in diazinonselektierten SKA-Fliegen verantwortlichen Faktoren sind entweder gekoppelt oder für beide Insektizide gemeinsam. Dies ist der Grund, warum SKA-Flicgen hochresistent gegen DDT sind, obwohl sie über 9 Jahre lang allein auf Diazinon ausgelesen worden sind. DDT-ase (DDT-dehydrochlorinase), die von FDMC (bis-(p-chlorophenyl)-trifluoromethyl carbinol) und WARF-Antiresistent (N,N-di-n-butyl-p-chlorobenzene sulphonamide) gehemmt wird, und niedere Aliesterase gehören zur Koppelungsgruppe V (Hiroyoshi's Bezifferungssystem). Ein Resistenzfaktor (R₃), der durch Sesamex (2-(3,4 methylene dioxyphenoxy) 3,6,9-tri-oxaundecane) gehemmt wird und wahrscheinlich DDT und Diazinon gemeinsam ist, gehört zur III-Koppelungsgruppe. Der 3.Faktor ist rezessiv, unabhängig von den anderen Faktoren abgetrennt und von den Synergisten unbeeinflußt. Er verleiht wahrscheinlich nur mäßige DDT-Resistenz. Dieser Faktor scheint sich abzusondern, zusammen mit einem Faktor, der eine schwache Resistenz gegen Diazinon überträgt. DDT-ase tritt in weniger als 20% der SKA-Fliegen auf. R₃ scheint der Hauptfaktor der Resistenz gegen DDT bei SKA-Fliegen zu sein. Heterozygot ergibt R₃ nur eine mäßige Resistenz gegen DDT.

     

Genetics of resistance to insecticides of the SKA strain of Musca domestica II. Isolation of the dominant factors of resistance to diazinon

The dominant factors for resistance to diazinon, i.e. R₃ on the III linkage group, and gene a for low ali-esterase on V linkage group were isolated in the homozygous condition from the single mutant progenies of a cross between diazinon-resistant SKA flies, and a susceptible strain marked with the recessive mutants, ocra (III linkage group) and ar (V linkage group). Each resistance factor segregated in opposition to the marker of the same linkage group; thus ar mutants carried only R₃ and ocra mutants only gene a. Each of the two incompletely dominant factors when homozygous conferred a similar but small resistance to diazinon (R.F. 13–34) and very little resistance to diazoxon (R.F. 3–5), and differed in their response to diazinon in the presence of sesamex. Sesamex synergised diazinon very much against flies with R₃ only, but increased resistance to diazinon by x 2 in flies with gene a only. n-propyl paraoxon was almost equally effective as a synergist with diazinon against susceptible flies, and strains with R₃ or gene a only (S.F. 1.4–3.6).A third factor segregates independently of the other two factors and confers very slight resistance to diazinon (c. x 3).

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Zusammenfassung Die dominanten Faktoren für Diazinon-Resistenz, d.h. R₃ in der IV.Koppelungsgruppe und Gen a für geringe Aliesterase in der V.Koppelungsgruppe, wurden unter homozygoten Bedingungen aus den Einzelmutanten-Nachkommenschaften einer Kreuzung zwischen Diazinonresistenten SKA-Fliegen und einem anfälligen Stamm isoliert, der mit den rezessiven Mutanten ocra (III. Koppelungsgruppe) und ar (V.Koppelungsgruppe) markiert war. Jeder Resistenzfaktor sonderte sich im Gegensatz zu dem Markierungsgen der gleichen Koppelungsgruppe ab; so trugen ar-Mutanten nur R₄ und ocra-Mutanten nur Gen a. Jeder der beiden unvollkommenen dominanten Faktoren verlieh im homozygoten Zustand eine ähnliche, aber geringe Diazinon-Resistenz (R.F. 13–34) und sehr wenig Resistenz gegen Diazoxon (R.F. 3–5). Sie unterschieden sich in ihrer Reaktion zu Diazinon in Gegenwart von Sesamex, Sesamex wirkte sehr stark synergistisch gegenüber Fliegen, die nur R₃ tragen, verstärkte aber die Diazinon-Resistenz um das Zweifache bei Fliegen, die nur Gen a besitzen. n-propylparaoxon war als Synergist für Diazinon fast gleich wirksam gegenüber anfälligen Fliegen wie Stämmen mit R₃ oder nur Gen a (1,4–3,6).Ein dritter Faktor spaltete sich unabhängig von den zwei anderen Faktoren ab und verlieh sehr schwache Diazinon-Resistenz (c. x 3).

     

Aliesterase activity and reproduction in Musca domestica: Effects of DDT and metepa

The chemosterilant metepa, administered orally and topically to adult M. domestica, was found to reduce aliesterase activity, to reduce the hatch of eggs, and when administered orally it also prolonged the pre-ovipositional period. Orally administered DDT had little effect on aliesterase but did reduce egg viability. Selection of a strain of M. domestica with diazinon, in an attempt to increase its resistance to diazinon, had the unexpected result of the flies becoming more susceptible but concomitantly their level of aliesterase was significantly increased. The aliesterase level of the immature stages of M. domestica is reported.

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Zusammenfassung Es wurde festgestellt, daß das Chemosterilisans Metepa bei oraler oder topischer Applikation bei erwachsenen Stubenfliegen die Aliesterase-Aktivität herabsetzt, die Schlüpfrate der Eier vermindert und bei oraler Anwendung auch die Präovipositionszeit verlängert. Oral verabreichtes DDT hat wenig Einfluß auf die Aliesterase, setzt aber die Lebensfähigkeit der Eier herab. Die Selektion einer Linie von Musca domestica durch Diazinon mit dem Ziel, ihre Resistenz gegen Diazinon zu erhöhen, hatte das unerwartete Ergebnis, daß die Fliegen empfindlicher wurden, zugleich aber ihr Aliesterase-Spiegel signifikant anstieg. Der Aliesterase-Spiegel der nicht erwachsenen Stubenfliegen-Stadien wird angegeben.

     

Patterns of insecticide resistance to organo-phosphorus compounds in strains of houseflies from various sources

Four strains of housefly (Musca domestica L.), resistant to organo-phosphorus insecticides, have been maintained in laboratory culture, together with a normal colony. Resistance in one strain had been developed by laboratory selection and in the others by field usage of insecticides followed by laboratory selection. They originated in Denmark, Italy and U.S.A., mainly by the use of parathion, diazinon and malathion respectively. The resistance spectra of these strains were determined by measuring their relative resistance to 14 organo-phosphorus compounds, by a microdrop application test. The strains selected by parathion and diazinon gave rather similar resistant patterns, showing highest resistance to parathion, paraoxon and diazinon and low resistance to malathion. The American strain produced a different pattern with high resistance to malathion and low resistance to parathion, paraoxon and diazinon. It is believed that these two patterns reflect different resistance mechanisms.A detailed comparison of the two European strains revealed more divergence in compounds containing (EtO)₂P-groups than in those with (MeO)₂P—groups.Injection of parathion reduced its resistance level considerably and the resistance to paraoxon on injection was even more reduced.

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Zusammenfassung Vier gegen organische phosphorhaltige Insektizide resistente Stubenfliegen-Stämme wurden zusammen mit einer normalen Kolonie in Laboratoriumkultur gehalten. Die Resistenz des einen Stammes hatte sich durch Selektion im Laboratorium entwickelt, die der anderen durch den Feldgebrauch von Insektiziden und nachfolgender Selektion im Labor. Sie stammten aus Dänemark, Italien und USA, hauptsächlich nach Anwendung von Parathion, Diazinon bzw. Malathion. Die Resistenzspektren dieser Stämme wurden durch Messung ihrer relativen Resistenz gegenüber 14 organischen Phosphorverbindungen mit Hilfe eines Mikrotropfen-Applikator-Tests bestimmt. Die durch Parathion und Diazinon selektierten Stämme ergaben ziemlich ähnliche resistente Eigenschaften; sie zeigten höchste Resistenz gegen Parathion, Paraoxon und Diazinon und niedrige gegen Malathion. Der amerikanische Stamm ergab abweichendes Verhalten mit hoher Resistenz gegen Malathion und niedriger gegen Parathion, Paraoxon und Diazinon. Es wird vermutet, daß diese beiden Typen auf verschiedenen Resistenzmechanismen beruhen.Ein eingehender Vergleich der zwei europäischen Stämme erbrachte größere Unterschiede in Verbindungen mit (EtO)₂P-Gruppen als in solchen mit (MeO)₂P-Gruppen.Injektion von Parathion verminderte seinen Resistenzspiegel beträchtlich und die Resistenz gegen Paraoxon wurde bei Injektion noch mehr reduziert.

     

Development of increased irritability to insecticides due to decreased detoxication

Selection of adults of the spotted root maggot Euxesta notata with malathion, by a method in which they could avoid the insecticide, developed a strain in which the flies had an increased irritability to malathion and at the same time an increased susceptibility to it. Similar results were obtained by selection with parathion or with methyl parathion. The selected strains were found to have a lower ability to detoxify malathion by hydrolysis. Selection with dieldrin increased the resistance without changing the irritability, while selection with DDT increased the resistance and decreased the irritability to this insecticide.

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Zusammenfassung Selektion von Fliegen der Wurzelmade Euxesta notata mit Malathion, bei der es den Fliegen ermöglicht wurde, dem Insektizid auszuweichen, ergab einen Stamm, der sich durch eine erhöhte Reizbarkeit und zugleich durch eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Malathion auszeichnete. Selektion mit Parathion oder Methylparathion erbrachte ähnliche Resultate. Die selektionierten Stämme erwiesen sich als weniger aktiv in der Entgiftung von Malathion durch Hydrolyse. Selektion mit Dieldrin steigerte die Resistenz ohne die Reizbarkeit zu verändern, während Selektion mit DDT die Resistenz erhöhte und die Reizbarkeit durch dieses Insektizid verringerte. Diese Ergebnisse deuten Wege an, durch Selektion mit Insektiziden, jenen Typus von Verhaltensresistenz herbeizuführen, der auf einer Änderung der Reaktion gegenüber den erregenden Eigenschaften des Insektizids beruht.

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This work was performed on a grant-in-aid (EMR No. 118) from the Canada Department of Agriculture.     

Der Einfluß steigender Gaben von Magnesiumsulfat auf den Ertrag einiger Pilze

Zusammenfassung Die untersuchten Pilze, Aspergillus flavus und Mucor pusillus, sind gegenüber hohen MgSO₄-Gaben resistent, so daß sie noch bei 50% MgSO₄·7H₂O wachsen. Doch ist die Entwicklung der Pilze bei steigenden MgSO₄-Konzentrationen in der Nährlösung insofern verschieden, als die Entwicklung von M. pusillus schon bei niederen Konzentrationen (über 2,5%) verzögert wird, während bei A. flavus erst in den Lösungen mit über 40% MgSO₄ eine merkliche Schädigung eintritt.Neben einem Maximum der Erträge bei niederen, optimalen Gaben von MgSO₄ (etwa 0,05 bis 1%), das der Wirkung von Magnesium als Elementarnährstoff zuzuschreiben ist, wurde eine zweite Steigerung bei höheren Salzkonzentrationen festgestellt. Dieses Maximum umfaßt einen breiteren Konzentrationsbereich als das erste und ist bei A. flavus stärker als bei M. pusillus ausgeprägt.Die fördernde Wirkung der höheren MgSO₄-Konzentrationen läßt sich durch rein chemische Vorgänge, wie auch durch osmotische Verhältnisse in der Nährlösung nicht erklären; sie steht mit der spezifischen physiologischen Wirkung des Salzes MgSO₄ in engem Zusammenhang.     

Studies in diurnal rhythms-X. Synchronisation of the endogenous chronometer in Blaberus giganteus (L.) (Dictyoptera: Blattaria) and in Gryllus campestris L. (Orthoptera: Gryllidae)

The cockroach, B. giganteus, is nocturnal, showing an endogenous, temperature-independent rhythm of activity and rest. This rhythm is delayed by constant illumination and activity is suppressed by bright light: the rhythm is not influenced by constant darkness. Unlike that of the field cricket, G. campestris, the rhythm of B. giganteus is not reset or re-established by 3-hour periods of light or darkness, nor by return to higher temperatures after a period at 5° C. The rhythm of G. campestris is delayed by dark and not affected by constant light in which it is not reset, although is may be shifted by a 3-hour period of darkness. The suggestion is made that the rhythm of the cockroach reflects a greater degree of central control than that of the cricket.

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Zusammenfassung Bei der Schabe Blaberus giganteus wurde die tägliche Rhythmik von Aktivität und Ruhe mittels eines Aktographen untersucht. Das Insekt ist in allen Entwicklungsstadien nächtlich und zeigt eine endogene Periodizität, die innerhalb gewisser Grenzen temperatur-unabhängig ist: es ist bei höheren Temperaturen gewöhnlich lebhafter. Der Rhythmus wird durch konstante Bedeuchtung (25 f.c.) verzögert und die Aktivität bei hellem Licht (125 f.c.) unterdrückt: sie wird von konstanter Dunkelheit nicht beeinflußt. Der Rhythmus wird weder durch 3-stündige Lichtperioden, noch — wenn das Insekt in konstanter Beleuchtung lebt — durch 3-stündige Dunkelperioden verstellt. Er wird nach einem Aufenthalt bei 5° oder 10° C auch nicht durch Rückkehr zu höheren Temperaturen verstellt. Er kann jedoch durch Dunkelheit nach einer Lichtperiode (oder durch eine plötzliche Reduktion der Lichtintensität) und gelegentlich durch Licht nach einem langen Dunkelaufenthalt synchronisiert werden.Im Gegensatz dazu zeigt die tagaktive Grille, Gryllus campestris, einen endogenen Rhythmus, der durch Dunkelheit verzögert und von konstanter Beleuchtung nicht beeinflußt wird. Er wird darin nicht wiederhergestellt, obwohl er vielleicht durch eine 3-stündige Dunkelperiode verschoben werden kann. Es wird wahrscheinlich gemacht, daß der Rhythmus der Schabe einen größeren Grad zentraler Kontrolle als der der Grille darstellt.Diese Ergebnisse bedeuten, daß, die Art der Synchronisation der Rhythmen der Insekten mit den jahreszeitlichen Änderungen der Tageslängen ähnlich der bei Säugern und Vögeln bereits bekannten verläuft.

     

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

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

Eine Beobachtung über die Wanderung vonArenicola marina L. (Polychaeta sedentaria)

Zusammenfassung Am 7. 1. 1954 wurden am Südstrand des Ellenbogens bei List a. Sylt in einem hochgelegenen Strandgürtel zahlreiche lebendeArenicola angetroffen, die hier durch das Morgenhochwasser angespült waren. Der Fund ist allem Anschein nach damit zu erklären, daß dieArenicola-Besiedlung der hochgelegenen Wattflächen, die meist aus kleineren und mittelgroßen Tieren besteht, auf der Wanderung nach tieferen Wohnplätzen begriffen war. Die unmittelbare Ursache waren der plötzliche Temperaturabfall und der durch Ostwindwetterlage abgesunkene Wasserstand des Januaranfangs. Es wird vermutet, daß die beschriebene Erscheinung Ausdruck eines regelmäßigen Verhaltens ist, das sich normalerweise über einen längeren Zeitraum bei Eintritt der kalten Jahreszeit erstreckt, das sich aber 1953/54 wegen des ungewöhnlich milden Wetters verzögert hat und erst Anfang Januar durch die schnell sinkenden Temperaturen ausgelöst wurde.(Mit 1 Abbildung und 2 Tabellen im Text)     

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

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

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

     

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

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

Das Blütennektarium von Magnolia und die Futterkörper in der Blüte von Calycanthus

Zusammenfassung Es wurde festgestellt, daß beiMagnolia Julan undMagnolia Soulangeana das Blütennektarium auf das Gynaeceum beschränkt ist. Der gesamte freie Teil des Fruchtblattes scheidet Nektar ab; die Narbenflüssigkeit enthält außer Schleim auch Zucker und dient, wie die Beobachtung blumenbesuchender Bienen zeigte, ebenfalls als Nektar. Die Sekretion erfolgt als Diffusion durch die Epidermisaußenwände und durch die nicht abgehobene, dünne Kutikula. Da im Fruchtblattgewebe weder Lokalisation von Stärke und Zucker entsprechend den Stellen der Abscheidung noch eine histologische Differenzierung eines Nektariumgewebes vorhanden ist, kann das Blütennektarium der untersuchten Arten als relativ ursprünglich angesehen werden.Die Futterkörper, welche sich an den Innenstaminodien, den fertilen Staubblättern und andeutungsweise an der Blütenhülle vonCalycanthus florida befinden, wurden hinsichtlich ihres Baues und ihrer Inhaltsstoffe beschrieben. Als vorherrschender Reservestoff ist Stärke vorhanden. Da nachDiels die Futterkörper des nahe verwandtenCalycanthus occidentalis fettes Öl und Proteine enthalten, ist zugleich ein Fall gegeben, wo entsprechende Blütenteile nahe verwandter Arten verschiedene Stoffe specichern.An den Futterkörpern der Innenstaminodien wurde zu Anthesebeginn eine schwache Nektarabscheidung nachgewiesen. Durch diese für die Ökologie der Futterkörper wichtige Tatsache ließen sich auch bezüglich der bei der Rückbildung fertiler Staubblätter auftretenden Nektarabscheidung und der Beziehung von Futterkörpern zu Nektarien neue Gesichtspunkte finden.Mit 9 Textabbildungen.     

Vergleichende Untersuchungen zur Verdauungsphysiologie der egel I. die lipatischen Fermente von Hirudo und Haemopis

Zusammenfassung Die Lipasen von Hirudo medicinalis und Haemopis sanguisuga werden untersucht. In beiden Egeln ist eine Lipase vorhanden, und zwar sowohl im Darmkanal (frei und in der Darmwand) wie auch im Körpergewebe. Freie Lipase findet sich sowohl im Mittel- wie im Enddarm (bei Haemopis.) Der Darm und das Körpergewebe enthält bei Haemopis bedeutend stärkere Lipasen als bei Hirudo.Nach dem Fressen wird bei Haemopis Lipase in den Mitteldarm abgeschieden, nicht bei Hirudo.Das pH-Optimum liegt bei pH 8,2–8,4.Vergiftung mit Alkaloiden zeigt, daß zwar die Gewebslipase von Haemopis mit der Darmlipase übereinstimmt, daß sie aber von den Fermenten bei Hirudo verschieden ist, und daß ferner bei Hirudo die Gewebslipase von der Darmlipase verschieden ist. Damit dürfte zum erstenmal das Vorkommen zweier verschiedener Lipasen bei demselben Wirbellosen nachgewiesen sein.Chinin hemmte die Spaltung stets vollkommen.Der Unterschied in der Stärke der Lipasen der beiden untersuchten Egel steht in Zusammenhang mit der allgemeinen Stoffwechselintensität (O₂-Verbrauch und Futtermenge).     

Zur Kenntnis der bakteriellen Sulfatreduktion. I

Zusammenfassung Im vorhergehenden wird das Vorkommen einer intensiven Sulfatreduktion in bloßer Mineralsalzlösung, bestehend aus 0,01% Ammoniumchlorid, 0,001% sek. Kaliumphosphat, 0,0001% Ferrichlorid, 0,1% Natriumsulfat und 0,2% Natriumbicarbonat und Kohlendioxydüberschuß beschrieben, die dann einsetzt, wenn die genannte Lösung mit einem bestimmten Keimgemisch beimpft, nach gründlicher Entfernung der Luft einer CO₂-Atmosphäre von etwa 13% Gehalt ausgesetzt wird.Die Reduktion findet nicht nur ohne jeden Zusatz von organischen Stoffen statt, sondern auch bei möglichster Ausschaltung von molekularem Wasserstoff und aller in Betracht kommenden Verunreinigungen, selbst dann, wenn die Versuchsanordnung verschiedentlich abgeändert wird.Der Erreger dieser Gärung ist ein Organismengemisch der Chromatium Weissei-Biocönose des Lunzer Obersees. Das Organismengemisch ist auch in anderen Thiorhodobakteriengesellschatten und in Beggiatoa arachnoidea-Biocönose angetroffen worden. Durch fortgesetzte Kultur in der obengenannten Lösung, also bei ständigem Ausschluß von organischen Stoffen und Wasserstoff, bleiben im wesentlichen zwei Organismen übrig, ein farbloses Stäbchen und ein farbloses Spirillum vom Aussehen von Sporovibrio desulfuricans (Beij.) Starkey. Von diesem binären Konsortium ist nur das Spirillum zur Sulfatreduktion befähigt, wie Plattenguß- und Hochschichtgußserien zeigen.Die Untersuchung zwecks Auffindung des bisher unbekannten Wasserstoff- und Energiespenders wird fortgesetzt.     

Bacillus hirudinis,ein spezifischer Symbiont des Blutegels

Zusammenfassung Der Verdauungsschleim der beiden Blutegelarten Hirudo medicinalis und H. officinalis enthält stets in großen Mengen ein Bakterium (Bac. hirudinis nov. spec.), offenbar den Symbionten des Blutegels. Er ist von wetzsteinförmiger Gestalt, beweglich und bildet Endosporen.Das Bakterium zeigt kräftige eiweißabbauende und hämolytische bzw. hämoglobinolytische Wirkung und hemmt in bemerkenswertem Umfange das Wachstum sonstiger Mikroorganismen.     

Beiträge zur Cytologie der Blaualgen

Zusammenfassung Mit Hilfe von Ultradünnschnitten wurde die Substruktur von Phormidium frigidum Fritsch, Phormidium retzii Gom., Oscillatoria limosa Ag., Anabaena variabilis Kütz und Cylindrospermum licheniforme Kütz untersucht.Das Chromatoplasma besteht aus submikroskopischen Lamellen, die bei den einzelnen Arten charakteristische Lamellensysteme bilden. Größere Unterschiede in der Ausbildung und Anordnung der Lamellen bestehen zwischen den Vertretern der Oscillatoriaceen und der Nostocaceen.Das Centroplasma läßt auch im submikroskopischen Bereich keine Abgrenzung gegen das Chromatoplasma erkennen. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma hier kompakter gelagert ist und die für das Chromatoplasma typischen Lamellen fehlen. Das Grundplasma ist körnig und läßt gewisse kettenförmige Strukturen erkennen.     

Embryologische und histogenetische Studien an „ monokotylen Dikotylen“ III.Anemone apennina L.

Zusammenfassung Anemone apennina gehört in die kleine Grappe der einkeimblättrigen Dikotylen-Arten.Der einzige Kotyledo wird lateral angelegt, drängt aber den Sproßvegetationspunkt später etwas zur Seite. Von der Anlage eines zweiten Kotyledos fehlt jede Spur.Weder der Embryogenese noch der Entwicklungsgeschichte und der Anatomie der Keimpflanzen sind Hinweise für das Vorliegen einer kongenitalen Verwachsung zweier Kotyledonen (Synkotylie) zu entnehmen.Der Kotyledo ist in gerader Linie über dem einen Pol der Xylemplatte der diarchen Keimachsenstele inseriert. Der Kotyledonarstiel wird von einem einfachen Leitstrang durchzogen, der im basalen Teil als diarche Stele und im apikalen als kollaterales Bündel ausgebildet ist. Die Nervatur der zweiteiligen Kotyledonarspreite macht wahrscheinlich, daß es sich um ein asymmetrisch fiederteiliges Blatt handelt.Daraus ergibt sich, daß bei A.apennina eine echte Einkeimblättrigkeit vorliegt, in dem Sinne, daß das einzige Keimblatt einem der beiden Keimblätter verwandter Arten homolog ist.Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Unterstützung unserer Arbeiten.     

Die Wuchsstoffverteilung im larvalen Fettkörper von Tenebrio molitor L.

Zusammenfassung Der larvale Fettkörper von Tenebrio molitor ist nach dem gefüllten Darm das wuchsstoffreichste Organ.Der Wuchsstoffgehalt des peripheren Fettkörpers zeigt Schwankungen, die den Veränderungen des Metamorphose- und Häutungshormonspiegels entsprechen. Er ist außerdem abhängig von der Diät.Der Wuchsstoffgehalt des zentralen Fettkörpers ist nur abhängig von der Diät.Bei Wechsel zwischen Volldiät und Mangeldiät beträgt die Zeit, während welcher der Fettkörper seinen Wuchsstoffvorrat aufbaut oder abgibt 4–5 Wochen. Sie ist unabhängig von Temperatur und Wasserdampfgehalt der Luft.Der zentrale Fettkörper erhält seine Wuchsstoffe vom Darm über die Lymphe. Der periphere kann auf dem gleichen Wege Wuchsstoffe erhalten. Fluoreszenzmikroskopisch ist auch die Diffusion von Substanzen aus dem Nervensystem in den peripheren Fettkörper nachweisbar.Die vom Darm aus in den Fettkörper gelangenden Wuchsstoffe stammen aus der Nahrung. Sie werden durch die Tätigkeit der Darmflora chemisch verändert. Diese synthetisiert darüber hinaus noch Wuchsstoffe.Die Speicherung von Wuchsstoffen im Fettkörper setzt erst dann ein, wenn der Wuchsstoffgehalt der Lymphe einen Schwellwert erreicht hat, der bei 10 Testeinheiten liegt.Im Fettkörper sind alle in der Nahrung gereichten Wuchsstoffe nachweisbar.Die Wirkung von Vitamin T Goetsch im Sinne einer Wachstumssteigerung nach Zusatz zu einer Volldiät konnte für Tenebrio molitor nicht bestätigt werden.Die Önocyten produzieren keine Wuchsstoffe.Metatele Larven entstehen durch hohen Wasserdampfgehalt der Luft (über 95%). Durch die gleiche Ursache werden auch Riesenlarven mit überzähligen Larvenhäutungen erzeugt. Sie weisen extrem hohen Wuchsstoffgehalt im peripheren Fettkörper auf.Die Malpighischen Gefäße geben einmal gespeicherte Wuchsstoffe während der Larvalzeit nicht mehr ab.Für die stete Förderung der Arbeit bin ich Herrn Prof. Dr. Anton Koch zu besonderem Dank verbunden.     

A study on the effects of insecticides on parasites of larvae of blossom beetles (Meligethes aeneus F., coleoptera: Nitidulidae)

Summary Three species ofIsurgus were found associated with flowering mustard plants at Trumpington, Cambridge, during late May and June.I. morionellus Holmgren, constituted 80% of the adult parasite population in 1960, and 74% in 1961. The remainder were mainlyI. heterocerus Thomson, with very small numbers ofIsurgus species C andDiospilus capito Nees (Hymenoptera, Braconidae). Dieldrin or DDT sprays severely reduced parasitism of the larvae of blossom beetles (Meligethes aeneus F.); sometimes no parasitised larvae were found after spraying, but in such cases there were only small numbers of blossom beetle larvae present.

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Zusammenfassung Vorausgegangene Untersuchungen an kleinen Schlägen und in Insekticid-Feldprüfungen haben bestätigt, daß DDT und Dieldrin sowohl Imagines wie Larvenstadien des Rapsglanzkäfers (Meligethes aeneus F.) vernichten. Erwachsene Parasiten der GattungIsurgus (Hym. Ichneumonidae) wurden auf den behandelten Flächen ebenfalls in geringerer Anzahl als auf angrenzenden nicht-gespritzten gefunden. Jedoch scheinen die Männchen dieser Gattung aktiver zu sein als die Weibchen; die Männchen besiedelten die bespritzten Flächen schneller und in größerer Anzahl wieder als die Weibchen.Gewöhnlich übertrifft die Anzahl der Rapsglanzkäfer die der adulten Parasiten um das Fünf-bis Sechsfache, und es wird vermutet, daß der Parasitismus in Feldbeständen wahrscheinlich kein wirksamer Bekämpfungsfaktor ist. Der Parasitierungsgrad der Rapsglanzkäfer-Larven variiert auf kleinen Schlägen zwischen 8 und 61% und war nach der Spritzung immer stark herabgemindert. Manchmal wurden überhaupt keine parasitierten Larven gefunden, doch waren in solchen Fällen auch nur geringe Mengen Rapsglanzkäferlarven vorhanden.Bei Trumpington, Cambridge, wurden auf blühenden Senfpflanzen Ende Mai und im Juni regelmäßig dreiIsurgus-Arten (Hym. Ichneumonidae) angetroffen.I. morionellus Holmgren bildete 1960 80% und 1961 74% der Population adulter Parasiten. Der Rest bestand hauptsächlich ausI. heterocerus Thomson und ganz geringen Zahlen einerIsurgus-Art C und vonDiospilus capito Nees (Hym. Braconidae).Zur Schätzung der Populationsdichte der Parasiten über wachsenden Pflanzen von Sareptasenf (Brassica juncea Coss.) und Sommerrübsen (Brassica campestris oleifera var.annua Metz) erwies sich Käscherstreifen als befriedigende Methode. Eine Klebfalle war weniger geeignet, da dabei ein größerer Anteil männliche Parasiten und weniger Weibchen gefangen wurde als beim Streifen.Feststellung der Larvenparasitierung erfolgte durch Präparation einer Anzahl von Rapsglanzkäferlarven in der Fixierungsflüssigkeit. Fixierungsgemische und alkoholhaltige Flüssigkeiten erwiesen sich als unbefriedigend, da sie die Larven der Rapsglanzkäfer wie die der Parasiten rasch härteten, wodurch die Auffindung der letzteren sehr erschwert wird. Eine Formol-Eisessig-Lösung ergab bessere Resultate.

     

A comparative ecological investigation of two related mayfly nymphs

Zusammenfassung Heptagenia sulphurea wird auf Steinen, H. fuscogrisea in der Vegetation von Fließgewässern gefunden (Fig. 2).In Experimenten wählte H. sulphurea Steine und groben Kies. H. fuscogrisea wählte Batrachium als Substrat, nur ein geringer Anteil der Larven fand sich auf Callitriche (Fig. 3).Die Zeit, die zwischen Loslassen und erneutem Anhaften auf dem Substrat im strömenden Milieu verstreicht, war unterschiedlich bei den zwei Spezies. Die auf Steinen lebende Art reagierte schneller als die aus der Vegetation. H. sulphurea verhielt sich, wenn sie von der Strömung ergriffen worden war, ziemlich passiv, doch trug die turbulente Strömung das Tier dem Substrat zu, so hatte es gewöhnlich sicheren Halt.Im Strömungsaquarium bevorzugt H. sulphurea die strömungsexponierten Bereiche, aber viele waren auch im ruhigen Wasser (Fig. 5).Wurde H. fuscogrisea von der Strömung ergriffen, so führte sie Schwimmbewegungen aus. Erreicht sie eine Haltmöglichkeit an strömungsexponiertem Platz, so wird sie oft weitergetragen. Die Tiere lassen sie meist in ruhigem Wasser nieder.Im Strömungsaquarium bevorzugt H. fuscogrisea überwiegend die Regionen ruhigen Wassers (Fig. 5).Die Zeit zwischen Loslassen und Festsetzen war deutlich durch die Temperatur beeinflußt (Fig. 6).Der dichte Haarbesatz an der hinteren Kante der Femur von H. sulphurea wird als Anpassung an das Leben in der Strömung angesehen, weil er die Wirbelbildung herabsetzen kann. Der Haarbesatz entlang der Tibia bei H. fuscogrisea wird als Anpassung zum Schwimmen angesehen, zu dem these Spezies befähigt ist, wenn sie von der Strömung ergriffen wird (Fig. 8).Die Spezies von Steinen ist etwas mehr abgeflacht als die aus der Vegetation (Fig. 7).