On the fixation of genes of large effects due to continued truncation selection in small populations of polygenic systems with linkage

Summary The proportion of fixed loci for desirable genes and the time required for fixation is studied in simulated diploid populations, which have initially aHardy-Weinberg structure. A symmetric ten-locus system of additive or dominant genes is simulated with linkages between adjacent loci varying as .005, .05, or .5. A constant degree of upper truncation selection within a population is considered over the generations. In different populations the intensity of truncation is varied asN/N,N/N+2,N/N+4, ..., whereN is the parental population size, specified as 2,4,8 or 16. The selection differential in initial generation, , thereby varies from zero to more than two standard deviations in some cases. The initial mean gene frequency,p, simulated in an initial population is .1 or .5.It is pointed out that when selective advantage of a gene is large and is changing with gene frequency, diffusion approximations assuming constant selective advantage, gives higher values for proportion of fixed genes in the case ofp equal to .1 and lower values forp equal to .5. With parental population size of 16 or less, a relation withN alone does not give the proportion of fixed genes. Higher order terms ofN appear to be involved in the relation. For the sameN , the proportion is much higher for lowN.The depressing effect of low recombinations between loci is of different magnitude for differentN andp for a givenN . The increase in the proportion of fixed genes due to increasingN is not as large when is low. High intensity of selection offsets considerably the effects of population size and linkage when gene effects are large. It appears that with increased inbreeding and selection intensity, almost all the genes of large effects and at intermediate frequencies can be rapidly fixed regardless of linkage.Linkage has been shown to cause faster fixation of genes in the absence of selection. With selection, linkage tends to delay fixation. But in the case of very low recombinations, there appears to be a level of population size and selection intensity, below which there is more rapid fixation because of linkage. Selection for dominant genes in the case of very close linkage, delays fixation for a number of generations and this delay results in reducing the depressing effect of linkage.

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Zusammenfassung Der Anteil fixierter Loci für erwünschte Gene und die für die Fixierung erforderliche Zeit werden in einer simulierten diploiden Population untersucht, wobei eine ursprünglicheHardy-Weinberg-Struktur angenommen wird. Es wird ein symmetrisches 10-Locus-System von additiven oder dominanten Genen mit Koppelung zwischen benachbarten Loci, die von 0,005 über 0,05 bis zu 0,5 variiert wird, simuliert. Hierbei wird ein konstantes Ausmaß von trunkierender (stutzender) Selektion für die Obergrenze der Verteilung in der Population betrachtet. In verschiedenen Populationen wird die Intensität der Verteilungsstutzung variiert in der folgenden FormN/N,N/N+2,N/N+4, ..., wobeiN die elterliche Populationsgröße ist, die mit 2,4,8 oder 16 spezifiziert wird. Das Selektionsdifferential der Ursprungsgeneration,i, variiert hierbei in einigen Fällen von 0 bis auf mehr als 2 Standardabweichungen. Die ursprüngliche mittlege Genfrequenz,p, die in einer Ausgangspopulation simuliert wird, ist 0,1 oder 0,5.Es wird gezeigt, daß, im Vergleich zu großem selektivem Vorteil eines Gens und frequenzabhängiger Änderung des Selektionskoeffizienten, Diffusionsnäherungen, die konstante selektive Vorteile voraussetzen, höhere Werte für den Anteil fixierter Gene im Fallp=0,1 und niedrigere Werte fürp=0,5 ergeben. Mit einer elterlichen Population der Größe 16 oder kleiner ergibt die BeziehungNi allein nicht den Anteil fixierter Gene, da Termini höherer Ordnung vonNi in die Bezichung einbezogen sind. Bei gleichemNi ist der Anteil bei kleinemN viel höher. Der reduzierende Effekt einer niederen Rekombinationsrate zwischen den Loci ist von unterschiedlicher Größenordnung bei verschiedenemN und bei einem gegebenenNi. Der Zuwachs im Anteil fixierter Gene infolge eines wachsendenN ist nicht so groß, wennp niedrig ist. Eine hohe Intensität der Selektion gleicht die Wirkungen der Populationsgröße und Koppelung erheblich aus, wenn die Genwirkungen groß sind. Es zeigt sich, daß praktisch alle Gene mit großer Wirkung und intermediärer Frequenz unabhängig von der Koppelung schnell fixiert werden können, wenn eine zunehmende Inzucht und Selektionsintensität vorliegt.Koppelung hat sich als eine Ursache für eine schnellere Fixierung von Genen in der Abwesenheit von Selektion erwiesen. Mit Selektion tendiert Kopplung dazu, die Fixierung zu verzögern. Es zeigt sich jedoch im Falle einer sehr niederen Rekombinationsrate, daß es für die Populationsgröße und Selektionsintensität einen Schwellenwert zu geben scheint, unterhalb dessen eine schnellere Fixierung als Folge der Koppelung auftritt. Eine Selektion auf dominante Gene verzögert im Fall der sehr engen Koppelung die Fixierung für eine Anzahl von Generationen und diese Verzögerung führt dazu, daß der verlangsamende Effekt der Koppelung reduziert wird.

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On leave from West Pakistan Agricultural University, Lyallpur.

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Journal paper No. 5870, Iowa Agriculture and Home Economics Experiment Station, Ames, supported by National Institute of Health Grant No. GM 13827.     

GENETIC CONTROL OF HYLEMYA ANTIQUA II: CAN INBREEDING DEPRESSION BE A SERIOUS OBSTACLE TO THE DEVELOPMENT OF HOMOZYGOUS REARRANGEMENT LINES?

In relation to the homozygosing of chromosomal translocations, eight control lines of Hylemya antiqua (Meigen) were maintained for three generations by full sib mating. During the course of inbreeding, several biological parameters were measured, namely egg, larval and pupal mortality, adultmating propensity and adult sex ratio. In five of the lines there was a significant reduction in egg hatchability. The egg, larval and pupal mortlty data were converted to k values in order to illustrate the relative importance of these three developmental stages. Larval mortality was the most significant contributor to fitness reduction. There was a gradual divergence of the k values for these three parameters as inbreeding progressed. No effect of inbreeding on mating propensity or sex ratio was demonstrated.The results are compared with the effect of inbreeding on fitness in other pest species, and wide differences in the response of different species became apparent. For Hylemya antiqua the total effect of three generations of full sib mating does not cause a very large reduction in fitness. As the degree of inbreeding necessary to produce a homozygous translocation line is less than that produced by three generations of full sib mating, it is concluded that inbreeding depression will not seriously interfere with the isolation of such rearrangement lines.

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Zusammenfassung Im Zusammenhang mit dem Homozygotisieren von translozierten Genotypen wurden acht Vergleichslinien von Hylemya antiqua für drei Generationen bei Geschwisterkreuzung gezogen. Während des Verlaufs der Inzucht wurden verschiedene, wichtige biologische Parameter gemessen, nämlich Ei-, Larven-und Puppenmortalität, Paarungsneigung und Geschlechtsverhältnis der Adulten. In fünf der Linien war das Schlüpfen aus den Eiern signifikant herabgesetzt. Die Daten für Ei-, Larvenund Puppenmortalität wurden transformiert zu k-Werten, um die relative Bedeutung dieser drei Entwicklungsstadien zu beleuchten. Larvenmortalität trug am bedeutendsten zur Fitnessreduktion bei. Es war eine stufenweise Divergenz der k-Werte für die drei Parameter, während die Inzucht fortschritt. Kein Effekt der Inzucht ergab sich auf Paarungsneigung oder Geschlechtsverhältnis.Die Ergebnisse wurden verglichen mit dem Effekt der Inzucht auf Fitness bei anderen Schädlingsarten, wobei bei verschiedenen Arten große Verschiedenheiten hinsichtlich der Antwort zutage traten. Bei Hylemya antiqua rief der Gesamteffekt von drei Generationen Geschwisterpaarung keine sehr große Fitnessreduktion hervor. Wenn der für die Erzeugung homozygot translozierter Genotypen notwendige Grad der Inzucht geringer ist als der, der durch drei Generationen Geschwisterkreuzung erzeugt wird, dann kann man schließen, daß Inzuchtdepression nicht ernstlich die Isolation solcher translozierten Genotypen stört.

     

Radiation effects on the one locus-gametophytic system of self-incompatibility in higher plants

Summary A brief review is presented of the temporary and permanent effects which are usually observed after irradiation treatment of self-incompatible plants with a one locus-system of gametophytic incompatibility and attempts are made to demonstrate that the study and exploitation of such effects can lead to important advances in the fields of mutation breeding, radiobiology per se and biochemistry.The fact that irradiation treatment has only negative effects on the self-incompatibility system (inactivation of the incompatibility reaction and/or genetic losses at the S locus) is discussed in relation to the positive changes (formation of new specificities) which are observed during inbreeding. In this connection, the suggestion is made that the self-incompatible plant may perhaps be equipped with a switch system or a mutagenic mechanism which enables it to display a new specificity when this new specificity is needed for increasing the level of genetic polymorphism in the population to which the plant belongs.

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Zusammenfassung Es wird ein Überblick gegeben über die temporären und permanenten Nachwirkungen einer Strahlenbehandlung von selbstinkompatiblen Pflanzen mit gametophytischer Determination. Die Untersuchung und Auswertung solcher Effekte kann zu Fortschritten auf dem Gebiete der Mutationszüchtung, der allgemeinen Strahlenbiologie und der Biochemie beitragen.Die Tatsache, daß die Strahlenbehandlung lediglich negative Wirkungen hat (Inaktivierung der Inkompatibilitätsreaktion und/oder genetische Störungen am S-Locus), wird vergleichend diskutiert mit den positiven Änderungen (Auftreten neuer Spezifizitäten) bei anschließender Inzucht.Es wird in diesem Zusammenhang vorgeschlagen anzunehmen, daß die selbstinkompatible Pflanze möglicherweise mit einem Schalt-System oder einem mutagenen Mechanismus ausgerüstet ist, die sie in die Lage versetzen, eine neue Spezifizität zu entwickeln, wenn diese zur Erhöhung des Niveaus des genetischen Polymorphismus in der Population notwendig ist.

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This publication is contribution no. 482 of the Euratom Biology Division.     

Effects of chronic irradiation upon a self-incompatible clone ofLycopersicum peruvianum

Summary Flovering plants from a self-incompatible clone ofLycopersicum peruvianum were exposed during 90 days to different dose-rates of gamma-rays ranging from 2 to 17 rad perhour. Irradiation was continuous, except for a daily interruption of 7 hours.Whereas irradiation at dose-rates higher than 7.50 rad per hour seriously inhibited bud formation and floral development, chronic exposure at dose-rates ranging from 3 to 7 rad/hour increased the number of seeds per plant. This stimulation is not due to a higher number of seeds per fruit but to a very significant rise in the number of fruits per plant. As irradiation treatment did not significantly increase the number of flowers per plant and did not appear to stimulate pollen tube germination in the styles, it is concluded that the recorded increase in fruit-setting essentially resulted from a radio-induced inhibition of the processes which control floral abscission in the absence of cross-pollination.Three plants with reduced self-incompatibility and one completely parthenocarpic individual were observed in theM ₂ progeny but no evidence was obtained that irradiation could induce a permanent type of self-compatibility inL. peruvianum.

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Zusammenfassung Blühende Pflanzen eines selbstunverträglichen Klons vonLycopersicum peruvianum wurden 90 Tage hindurch verschiedenen Dosen von Gammastrahlen ausgesetzt (2 bis 17 rad/h). Die Bestrahlungsdauer betrug täglich seiben Stunden.Während Bestrahlungen in Dosierungen von mehr als 7,5 rad/h die Knospenbildung und Blütenentwicklung stark hemmten, steigerte eine Dauerbestrahlung mit 3 bis 7 rad/h die Samenzahl je Pflanze. Diese Erscheinung beruht nicht auf einer Zunahme der Samenzahl der einzelnen Früchte, sondern auf einer hochsignifikanten Steigerung der Fruchtzahl der einzelnen Pflanzen. Da durch die Behandlung die Blütenzahl nicht signifikant zunimmt und das Einwachsen des Pollens in den Griffel nicht gefördert wird, ist anzunehmen, daß die festgestellte Zunahme des Fruchtansatzes im wesentlichen auf eine strahleninduzierte Hemmung des Blütenverlustes bei Ausbleiben der Fremdbefruchtung zurückzuführen ist.Drei Pflanzen mit herabgesetzter Selbstunverträglichkeit und ein vollständig parthenokarpes Exemplar wurden in derM ₂-Generation angetroffen; es wurde kein Grund für die Annahme gefunden, die Bestrahlung könne eine erbliche Selbstverträglichkeit beiLycopersicum peruvianum hervorrufen.

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This publication is contribution no. 368 of the Euratom Biology Division.     

Studies on fermentation processes in silage

Zusammenfassung Kohlenhydrat-Zusatzmittel dienen bei der natürlichen Gärfutterbereitung einerseits als Nährstoffe für die Mikroorganismen, andererseits beeinflussen sie die Feuchtigkeit des Gärfutters durch ihr Absorptionvermögen.Bei der Milchsäuregärung kann Zucker vollständig ausgenützt werden, Stärke und Cellulose dagenen nicht, oder nur unbedeutend. Zusatz von Gerstenmalz hat wegen seines höheren Zuckerinhaltes und wegen seiner diastasewirkung einen wesentlich besseren Effekt als Gerstegrütze.Malz, Grütze und Cellulose besitzen ein hohes Absorptionsvermögen und können dadurcheine günstige Wirkung bei der Gärfutterbereitung ausüben.

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These studies are still in progress. We are indebted to the Swedish Foundation: Fonden för främjande av forskinings- och försöksverksamheten på jordbrukets område, for generous financial support.     

Gonenkonkurrenz in der Samenanlage von Oenothera

Zusammenfassung An heterozygoten Bastarden mit den Komplexen ^h hookeri und flavens wurde eine Prüfung der Spaltung für die Merkmale Blütenfarbe, Gipfelform und z.T. Chromosomenkonfiguration in der Nachkommenschaft aus Rückkreuzungen mit Oe. hookeri sulfurea durchgeführt. Für alle Testmerkmale ist die Abweichung der Spaltung von der Mendel-Erwartung 11 gesichert. In der Nachkommenschaft treten die Merkmale bzw. Merkmalskombinationen, die dem hookeri-Elter des Bastards entsprechen, mit der größten relativen Häufigkeit auf.Die Versuchsergebnisse wurden interpretiert auf Grund der Annahme, daß in der ersten Koppelungsgruppe, die cytologisch einer Translokationsfigur zugeordnet ist, ein gametophytisch in der Samenanlage wirksames Gen vorhanden ist, mit den Allelen ga-⁺ im Komplex ^h hookeri und ga-^– im Komplex flavens, dessen Allele derart auf die Entwicklung der Gametophyten einwirken, daß in der Samenanlage Gonen mit dem Allel ga ⁺ auf einer heterozygoten Pflanze mit größerer Wahrscheinlichkeit den Embryosack und die Eizelle bilden als diejenigen mit dem Allel ga ^–.Anhand eines Modells wird versucht, den Locus ga in der ersten Koppelungsgruppe zu lokalisieren. Die Testloci s und de können verschiedenen Armen der Translokationsfigur zugewiesen werden. Für die Lage von ga verbleiben 4 Möglichkeiten.Es besteht eine negative Interferenz des crossingover auf den beiden Genstrecken s-T und T-de. Die Unterschiede in den Spaltungsverhältnissen und in der Rekombination der Testmerkmale in den einzelnen Nachkommenschaften lassen auf eine erhebliche Variabilität des crossing-over auf den untersuchten Genstrecken schließen. Sowohl die negative Interferenz als auch die Variabilität des crossing-over wird mit möglichen Paarungsstörungen im Bereich des Translokationspunktes in Zusammenhang gebracht.Es werden Hypothesen für die genetische Basis der Gonenkonkurrenz in Samenanlagen und Pollen sowie für den Wirkungsmechanismus gametophytisch wirksamer Gene entwickelt.

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Competition between haploid cells in the ovary of Oenothera

Summary Investigations were made on the segregation of the genes s, de and of the translocation point of the first linkage-group in the progeny of backcrosses of heterozygotes of Oenothera with the complexes ^h hookeri and flavens with Oe. hookeri sulfurea . The deviations from mendelian expectation are statistically significant. The phenotype corresponding to the hookeri-parent of the F₁ occurs with the greatest relative frequency.An interpretation of the results is given on the assumption that in the first linkage group, which appears cytologically as a translocation group of four chromosomes, a gene with gametophytic action is located. The complex ^h hookeri contains the allel ga-⁺, the complex flavens ga-^–. These alleles influence the development of the haploid cells in the ovary in such a way that in a heterozygote mother plant the haploid cells with the allel ga-⁺ have a greater chance to form the embryosac and the egg cell than haploid cells with the allel ga-^–.There is a strong negative interference in the parts of the chromosomes adjacent to the translocation point.The variability of the recombination of the three loci leads to the assumption of highly variable crossover-values in the chromosomes here investigated. A correlation between this variability of crossing-over and of the negative interference with pairing anomalies in a translocation group is taken into consideration.Hypotheses concerning the genetic basis of the competition between haploid cells in the ovary and the anther and the action of these gametophytic genes are discussed.

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Angenommen durch W. Seyffert     

Über den Einfluss der Bewegungsrichtung der Basilarmembran auf die Ausbildung der Cochlea-Potentiale von Strix varia (Barton) und Melopsittacus undulatus (Shaw)

Zusammenfassung Die vom runden Fenster abgeleiteten Cochlea-Potentiale von Barred Owl (Strix varia) und Wellensittich (Melopsittacus undulatus) werden in einer ursprünglich für Säuger entwickelten Apparatur untersucht. Verbesserungen der schon früher erarbeiteten präparativen Technik für Kleinvögel werden angegeben.Die Cochlea-Potentiale der Eule werden in ihrer Abhängigkeit von Intensität, Dauer und Polarität (Phase) eines ursprünglich rechteckigen Reizimpulses dargestellt. Nur die Stärke des Klicks hat einen wesentlichen Einfluß auf ihre Ausbildung; dies stimmt mit den Beobachtungen an Säugern überein.Nur die Mikrophon-Komponente der elektrischen Schwankungen im Innenohr des Wellensittichs verhält sich wie bei Eule und Säuger. Die auf die Entladungen von Nervenzellen zurückgeführte Komponente N₁ zeigt eine gründlich verschiedene Empfindlichkeit für die Dauer und die Phase des Reizes. Ähnliche Verhältnisse scheinen nach älteren Untersuchungen bei der Taube zu bestehen.In der Diskussion werden die Unterschiede zwischen Sittich (und Taube) einerseits, Eule (und Säuger) andererseits in Parallele zur Größenentwicklung von Cochlea und Fußplatte des Gehörknöchelchens gesetzt.Zur Erklärung der Empfindlichkeit der nervösen Entladungen für die sich mit der Reizdauer und -phase ändernde Bewegungsweise der Basilarmembran wird angenommen, daß die Verlagerung der Haarzellen zum ovalen Fenster erregend, in entgegengesetzter Richtung hemmend wirkt. Bei kurzen Reizen tritt Interferenz beider Wirkungen auf.Ermöglicht durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Artifical diets and rearing of the nun moth, Lymantria monacha

Artificial diets were reviewed and two tested. The highest level of survival to the adult stage (72%) was obtained on a modified diet of Odell & Rollinson (1966). Rearing required 61 days for males and 70 days for females. Wing deformation occurred in 16% of the adults. The sex ratio ( : ) was 0.80. Average pupal weight was 281 mg for males and 368 mg for females. Females averaged 102 eggs (range 80–125 eggs). Neonates from field-collected egg masses started hatching on 6 December; frost was not necessary for hatching. Hatching could be postponed until at least 10 November of the following year by storing egg masses at-2°C. L. monacha can be maintained continuously in the laboratory.

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Zusammenfassung Eine Massenvermehrung der Nonne, Lymantria monacha (L.), trat in 1984 auf 500 ha Pinus sylvestris bei Budelerbergen (S.O. der Niederlande) auf und betraf 1985 eine Fläche von 2800 ha. Obwohl die Vermehrung durch eine Luftapplikation mit Dimilin 25 bekämpft werden konnte, wurden Untersuchungen begonnen zur Entwicklung von für die Umwelt sicheren Bekämpfungsmethoden, besonders die Anwendung von Virosen. Das Ziel bestand in der Virusproduktion in künstlichen Raupenzuchten. Die Nonne wurde bisher mit verschiedenen für andere Insektenarten oder speziell für diesen Zweck entwickelten künstlichen Nährböden gezüchtet. Da die Zusammensetzung dieser Nährböden und die Zuchtmethoden nicht veröffentlicht waren und da wenige Details über die Raupenentwicklung vorlagen, wurden modifizierten Nährböden von McMorran sowie von Odell & Rollinson für die Massenzucht der Nonne geprüft.

     

Physical aspects of artificial diets

The physical properties of artificial diets, texture, hardness, homogeneity, and water content are regulated by the addition of cellulose, agar, polysaccharide gums, and other large molecules. These physical aspects are important in promoting good growth and development of insects.The development of the boll weevil, Anthonomus grandis Boheman, was improved by adding more cellulose to the diet. Additional agar did not improve growth. Polysaccharide gums made the diet too viscous and were poor substitutes for agar. This insect developed satisfactorily on diets with moderate ranges of water and nutrient content.The preparation of the diets is also important in regulating physical properties. Heating stops enzyme action in plant products, ruptures cells, and affects solubility of ingredients. The addition of stabilizers protects nutrients and keeps them mixed homogeneously.

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Zusammenfassung Die physikalischen Eigenschaften künstlicher Diäten für Insekten umfassen Struktur, Härte, Homogenität und Wassergehalt sowie Faktoren, die diese beeinflussen. Diese Gründsätze gelten für feste Diäten bei Insekten mit beißenden Mundwerkzeugen.Strukturelle Eigenschaften werden gewöhnlich durch Hinzufügen von Zellulose hervorgerufen, welche die Konsistenz liefert und zum Fraß anregt. In Diäten mit hohem Wassergehalt wird die Konsistenz durch Zugabe von Agar reguliert. Natürliche polysaccharide Gummis verleihen den Diäten Andickung, Stabilisierung, Gelierung und strukturelle Eigenschaften. Diäten für den Baumwollkapselbohrer, Anthonomus grandis Boheman, werden abgewandelt durch Hinzufügen zusätzlicher Zellulosemengen, Agar und Stärke sowie ersatzweise durch Carrageenan, Heuschrecken- Bohnen- Gummi und Guar-Gummi für die Gesamtheit oder Teile des Agars. In den beschriebenen Versuchen verkürzte Zellulose die Entwicklungszeit. Agar und Stärke verursachten wenig Veränderung. Im allgemeinen bildeten die Gummis visköse Gemische und gelierten nicht. Daher ergab sich eine schlechte Entwicklung für den Baumwollkapselkäfer. Carrageenan konnte als teilweiser Ersatz für Agar verwendet werden. Große Moleküle, wie Zellulose, Stärke, Pektin, Phospholipide und Proteine, die in natürlichen Produkten vorkommen, beeinflussen die physikalischen Eigenschaften der Diäten ebenfalls. Diese Eigenschaft der Naturstoffe ist oft übersehen worden, weil die Hauptbedeutung immer in ihrem Nährwert gesehen wurde.Obwohl die Nahrung pflanzenfressender Insekten einen hohen Wassergehalt hat, können viele mit Nahrung sehr unterschiedlicher Wasserkonzentrationen auskommen und einige vermögen trockene Nahrung zu verzehren und Wasser zu trinken. Die Herstellung der Diäten kann ihre physikalischen Eigenschaften ebenfalls beeinflussen. Die Bestandteile der Diät können chemische und enzymatische Veränderungen erfahren, welche die Diät und damit das Insekt beeinflussen. Hitze-Behandlung stoppt die enzymatischen Reaktionen in den Geweben, zerreißt die Zellen und löst ihre Inhaltsstoffe. Polysaccharide Gummis, Phospholipide und gelierende Mittel werden benutzt, um die Bestandteile der Diät in einem beständigen, homogenen Gemisch zu erhalten. Diese Substanzen können auch in flüssigen Diäten verwendet werden, um die Nährstoffe in Suspension zu halten.

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in cooperation with Texas Agricultural Experiment Station Texas A & M University, U.S.A.     

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.     

Über fibrinähnliche Einschlüsse in Thrombozyten der Maus

Zusammenfassung In den Thrombozyten der Maus finden sich bandförmige Einschlüsse mit gleichmäßiger, quer zur Längsachse verlaufender Streifung. Sie liegen in der Regel in Anteilen des Granulomer- und können dort in vier verschiedenen Formen (Typ I–IV) auftreten. Eine Reihe von Tatsachen spricht für die Annahme, daß es sich bei diesen quergestreiften Einschlüssen um Fibrin handelt. Mehrere in Frage kommende Entstehungsmöglichkeiten werden diskutiert.

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Summary Band-like inclusions with a periodicity which runs transverse to their longitudinal axis are found in blood platelets. Mostly they were seen in the territories of -granules and can be divided into four types (I–IV). There are good arguments that these cross striped bands are identical with fibrin or fibrin-like material. Some possible modes of their development are discussed.

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Herrn Prof: Dr. Illig, Universitäts-Hautklinik, Freiburg/Br., danken wir herzlich für die freundliche Überlassung des Geräts.     

Genbedingte Störungen der Infloreszenz- und Blütenbildung

Zusammenfassung Mit Hilfe von Mikrotomschnitten werden die histologischen Verhältnisse in 2 Mutanten von Pisum sativum im Vergleich zur Normalform beschrieben, die durch Störungen in der Infloreszenz- bzw. Blütenbildung charakterisiert sind.Bei der Mutante 2228 unterbleibt die Ausdifferenzierung sporogener Zellen in den Antheren und Samenanlagen, während bei der Mutante 172A anstelle normaler Infloreszenzen vegetative Kurzsprosse ausgebildet werden. Vergleichende histologische Untersuchungen von Kurzsproß-, Hauptsproß- und Blütenblättern einerseits und von Kurzsproß- und Hauptsproß-Vegetationskegeln andererseits ergeben keine Anhaltspunkte für generative Restpotenzen in dieser Mutante.Zum Schluß werden die Ergebnisse im Zusammenhang mit vergleichbaren Fällen in der Literatur diskutiert, mögliche Ursachen für die Entstehung der Störungen aufgeführt und kurze Hinweise für eine experimentelle Weiterbearbeitung gegeben.

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Genetically determined abnormalities of inflorescence development and of flower formation

Summary In a histological study of two sterile mutants of Pisum sativum induced by X-rays and neutrons, respectively, the following results were obtained: Individuals of the mutant 2228 are characterized by failure to develop normal sexual organs. In the nucellus as well as in the anthers no sporogenous cells are differentiated. Instead, a homogenous mass of cells can be seen to fill the organs, it degenerates sooner or later. In the mutant 172 A no inflorescences are developed at all, so that the change from the vegetative to the generative phase of the plants is blocked. Instead of normal inflorescences so-called vegetative inflorescences are produced. Comparative histological studies showed that in this mutant there remain no residual generative potentialities in either the shoot tips or the leaves.

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Mit Unterstützung des Bundesministers für Wissenschaft und Forschung der Bundesrepublik Deutschland und der Euratom-I.T.A.L.

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Angenommen durch H. F. Linskens     

Genetic differences among natural and laboratory-reared populations of the olive-fruit fly Dacus oleae (Diptera: Tephritidae)

Twelve wild populations of the olive-fruit fly Dacus oleae from around the Mediterranean basin and two laboratory populations were examined for their electrophoretic profiles at two esterase loci. The genetic distances among wild and laboratory populations were consistently greater than the distances among wild populations. There was a pattern in this genetic differentiation, in that the most common allele decreased in frequency during culture in the laboratory, thus causing an increase of heterozygosity in laboratory populations. The findings are discussed in the light of assessing the genetic quality of mass-laboratory (or factory) cultures of economically important insects.

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Zusammenfassung Die elektrophoretischen Profile zweier Esterase-Loci von zwölf natürlichen Populationen der Olivenfliege Dacus oleae aus Ländern des Mittelmeerbeckens und von zwei Laboratorium-Populationen wurden untersucht. Die genetischen Abstände zwischen natürlichen und Laboratorium-Populationen waren konsistent grösser als die Abstände zwischen natürlichen Populationen. Bei dieser genetischen Differenzierung zeigte sich eine Regelmässigkeit. Die häufigsten Allele nahmen während der Zucht im Laboratorium in ihrer Häufigkeit ab, was zu einer Zunahme der Heterozygosis in Laboratorium-Populationen führte.Diese Resultate werden diskutiert im Zusammenhang mit der genetischen Qualität von Massenzuchten wirtschaftlich wichtiger Insekten im Laboratorium und in der Industrie.

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On leave of absence from Department of Biology, Dalhousie University, Halifax, Nova Scotia, Canada B3H 4J1.

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This is paper No. VII of the series The Genetics of Dacus oleae     

Zur Ursache Der Abortion Von Samenanlagen In Diploid-Polyploid-Kreuzungen

Zusammenfassung BeiOenothera hookeri bildeten sich im Endosperm der Kreuzung Diploid × Tetraploid die Zellwände 5–7 Tage bzw. zwei Kernteilungsfolgen später als in normalen diploiden oder tetraploiden Endospermen. Die Anzahl der endgültig gebildeten Endospermzellen war höher und die Integumente vergrößerten sich stark. Bei den Embryonen wurde die Ausbildung der Kotyledonen verzögert. In der reziproken Kreuzung erschienen die Zellwände 3–6 Tage bzw. zwei Kernteilungsfolgen früher als normal und die Samenanlagen blieben sehr klein. Die Keimfähigkeit der Samen war in beiden Kreuzungen sehr schlecht.Im Endosperm vonOenothera hookeri treten damit keine akuten Störungen auf und es kommt zu einer deutlichen Ausprägung der bei zahlreichen anderen Arten weniger leicht erkennbaren Tendenz zur Verzögerung der Ausdifferenzierung des Endosperms mit breiter Anlage in der Kreuzung Diploid ×Tetraploid und zur verfrühten Ausdifferenzierung mit zu kleiner Anlage in der reziproken Kreuzung. Diese Befunde machen es wahrscheinlich, daß fürOenothera hookeri die gleichen Voraussetzungen gelten wie fürSolanum und die Ursache für die unterschiedliche Ausbildung des Endosperms nicht (wie oft angenommen wurde) auf gestörten Gewebebeziehungen beruht. Da die triploiden Endosperme beider Kreuzungsrichtungen praktisch die gleichen Kerne enthalten, gibt dieses einen Hinweis dafür, daß unter anderem Stärke und Dauer der Stimulation auf die Integumente, Zeitpunkt der Zellwandbildung, Dauer der Teilungsfähigkeit und damit die endgültige Größe des Endosperms durch ein quantitatives Verhältnis zwischen der Menge eines extrachromosomalen Faktors und der Zahl der Chromosomensätze bestimmt wird.Mit 15 Textabbildungen     

Dye-induced changes in the developmental physiology of Aedes aegypti larvae

Exposure to methylene blue and neutral red affected length of development, rate of pupation, and larval mortality in populations of Aedes aegypti (L.). Female pupal weights generally were adversely affected, while male pupal weights were not. Retardation of growth was not caused by rejection of dyed food under the conditions of our experiments. Methylene blue, neutral red, and nile blue A were most severe in their action on longer exposures and exposures to earlier instars.The importance of recognizing the physiological and behavioral changes in organisms caused by perfunctory use of dyes is discussed.

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Zusammenfassung Bei Larven von Aedes aegypti, die Methylenblau oder Neutralrot ausgesetzt wurden, ließ sich eine deutliche Verzögerung des Wachstums nachweisen. Der Verpuppungsbeginn (Larven-Puppen-Häutung) wurde von beiden Farben in Abhängigkeit von der ansteigenden Konzentration verzögert. Obwohl zur Erzeugung der Reaktion mit Neutralrot höhere Konzentrationen erforderlich waren, war die Genauigkeit der Farbwirkung größer. Die geprüften Konzentrationen von Methylenblau reichten von 0,5 bis 4,5 ppm; die für Neutralrot von 3 bis 9 ppm.In der Absicht, die Wirkungen der beiden Farben zu messen, wurden andere Parameter quantitativ geprüft. Diese umfaßten die Mortalität, den Weibchen-Prozentsatz und die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen. Die Sterberaten waren hoch und äußerst variabel. Es ließen sich auch keine Unterschiede im Geschlechterverhältnis der Populationen finden, die als Larven in Methylenblau oder Neutralrot aufgezogen worden waren. Neutralrot und Methylenblau schienen auch die durchschnittlichen Puppengewichte der Männchen nicht zu beeinflussen, jedoch erzeugten sie deutliche Wirkungen bei den durchschnittlichen Puppengewichten der Weibchen. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in den Nahrungsmengen festgestellt werden, die von gefärbten oder ungefärbten Larven oder von Larven in ansteigenden Farbkonzentrationen aufgenommen wurden. Die jüngeren Larvenstadien wurden stärker beeinflußt und längerer Aufenthalt in der Farbe ergab stärkere Verzögerung der Wachstumsrate.Folgende Aspekte der Vital-Farbstoffe werden diskutiert: 1. ihre toxischen Wirkungen, 2. Beziehungen zwischen Genauigkeit und Aussagewert der experimentellen Ergebnisse, und 3. die Notwendigkeit vollständigerer Kenntnis der Farbstoffe vor ihrer Anwendung auf lebende Systeme.

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Contribution No: 1420 from the Department of Entomology, University of Massachusetts, Amherst, Mass. This research was supported by Hatch Project No. 253 Revised.     

Untersuchungen zur Entwicklung von Gehölz-Aufforstungen auf Bergbaukippen in der Dübener Heide (DDR)

Zusammenfassung Der Braunkohlentagebau führt zu beträchtlichen Eingriffen in die Kulturlandschaft. Durch Wiederurbarmachung und Rekultivierung der Tagebauareale werden beträchtliche Bodenflächen der gesellschaftlichen Nutzung wieder zur Verfügung gestellt. In Landschaften mit von Natur aus fruchtbaren Böden steht dabei die Kippenrekultivierung für eine landwirtschaftliche Nutzung und in Gebieten mit von Natur aus weniger fruchtbaren Böden für eine forstliche Nutzung im Vordergrund. Die Tagebaurestlöcher werden häuftig zu Naherholungsgebieten umgestaltet oder für wasserwirtschaftliche Zwecke bzw. für eine geordnete Mülldeponie verwandt. In der Arbeit wird die syngenetische Entwicklung von aufgeforsteten achtjärigen Monokulturen des Populus-Artemisia vulgaris-Typs über etwa 30 jährige Bestände des Populus-Taraxacum officinale-Typs und Populus-Calamagrostis epigeios-Typs bis zu etwa 60 jährigen Baumbeständen des Populus-Carpinus betulus-Typs unter pflanzensoziologischen, ökologischen und pflanzengeographischen Aspekten untersucht. Die Arbeit schließt mit einer Darstellung der landeskulturellen Bedeutung der Kippenaufforstung für die gesamte Kulturlandschaft.

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In der Untersuchung wurden Ergebnisse, darunter Vegetationstabellen der zu erwähnenden Vegetationstypen der Lehrer-Diplomarbeit von Herrn Frenzel (1976) mit einbezogen, dem wir an dieser Stelle für seine Mitarbeit recht herzlich danken möchten.     

Bemerkungen zur leichten Löslichkeit der Calcosphäriten-Zentren in der Vogel-Eischale

Zusammenfassung Die vonA. R. Terepka (1963) für die Eischale des Huhnes nachgewieseneleichtere Löslichkeit der Sphäritenzentren wurde durch Beobachtungen an der Eischale des Schwanes (Cygnus olor) bestätigt. Gegen die Erwägungterepkas, die genannte Erscheinung beruhe auf der Anwesenheit einer anderen Modifikation des kohlensauren Kalkes oder gar eines anderen Minerals im Sphäritenzentrum aber sprechen folgende Beobachtungen: DieMeigensche Reaktion mit Mohrschem Salz fällt in dergesamten Dicke eines Schalenquerschliffes ingleicher Stärke und zwar fürCalcit aus. In Einklang damit steht das Vorkommen vonZwillingslamellierung —wie sie für Calcit bezeichnend ist —in allen Schichten der Schale,auch im Bereich der Sphäritenzentren. Schließlich reichen die kristallinen Elemente der Exosphäritenununterbrochen von ihrem Radiationspunkt bis zur Schalenoberfläche, soweit sie nicht durch laterale Wachstumsbeschränkung der Nachbarn früher ihr Ende finden. Die leichtere Löslichkeit der Sphäriten kerne dürfte aufDiskontinuitäten in ihrem Calcit zurückzuführen sein, die das Eindringen der Säure erleichtern: Schon im Primärsphäriten treten leicht feine radiale Spalten auf, die, mit Luft gefüllt, den Kern dunkel erscheinen lassen. In den Kegeln aber folgt die Entkalkung derradialen und derkonzentrischen Differenzierung. Auch die Anwesenheit des organischen Kernes im Lösungsgebiet dufte von Bedeutung sein. Beim Eisosphäriten schließlich fördert die Anwesenheit derunverkalkten in den Calcit eingeschlossenen Fasern der Membran das Eindringen des Lösungsmittels.     

The effects of insecticides on the biting behaviour of wireworms (Agriotes spp.)

Filter-paper discs soaked in nutrient were used to study how insecticides affect the biting behaviour of wireworms. When wireworms were buried in soils treated with 3.7 ppm aldrin, Bayer (38156¹), N 2790 or thionazin they stopped biting several days or weeks before they died. Three out of ten wireworms slowly recovered their biting ability after being buried for 4 days in soil containing 3.7 ppm -BHC. Biting behaviour was little affected when wireworms were confined to soils containing insecticides known to be not very toxic to wireworms.Nutrient discs treated with thionazin or -BHC were bitten less often than discs containing nutrient alone. Those treated with nutrient and aldrin were bitten almost as often as nutrient discs but the wireworms later stopped biting and died.

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Die wirkungen von insektiziden auf das fressverhalten von drahtwürmern (Agriotes spp.)

Zusammenfassung Um den Einfluß von Insektiziden auf das Freßverhalten von Drahtwürmern zu prüfen, wurden auf zweierlei Weise Filtrierpapierscheiben benutzt, die mit dem Nährstoff vollgesogen waren: a) durch Zumischen der Insektizide in den Boden, so daß die Drahtwürmer ihrer Kontaktwirkung nicht entgehen konnten (Bodenbehandlung), b) durch Aufbringen der Insektizide auf die Nährscheiben selbst (Scheibenbehandlung).Drahtwürmer hörten einige Tage oder Wochen vor ihrem Tode auf zu fressen, wenn sie in Böden vergraben waren, die mit 3,7 ppm Aldrin, Bayer 38156 (O-ethyl-S-p-totyl-ethyl phosphonodithioate), N 2790 (O-ethyl-S-phenyl-ethyl-phosphonodithioate) oder Thionazin behandel waren. 3 von 10 Drahtwürmern gewannen ihre Freßfähigkeit langsam wieder, nachdem sie für 4 Tage in Boden vergraben gewesen waren, der mit 3,7 ppm -BHC behandelt war. Die Freßfähigkeit wurde wenig beeinflußt, wenn die Drahtwürmer in Boden eingeschlossen wurden, der Bromophos, Dichlofenthion, Ethion oder RD 14838 (3-isopropylphenyl N-acetyl N-methylcarbamate) enthielt, von denen keines sehr giftig für Drahtwürmer ist.Wenn die Insektizide den Nahrungsscheiben zugefügt wurden, wurden die mit Thionazin oder -BHC behandelten Scheiben weniger oft befressen als diejenigen, die nur die Nahrung enthielten. Mit Nahrungsstoffen und Aldrin behandelte Scheiben wurden bereitwillig befressen, aber die Drahtwürmer hörten später zu fressen auf und starben.

     

Temperaturregulation und Tagesperiodik des Stoffwechsels bei Winterschläfern

Zusammenfassung o1.Das Temperaturregulationsvermögen von Myotis myotis Borkh. ist im Sommer besser entwickelt als im Winter. Die Höhe der Körpertemperatur ist im Sommer unabhängig von der Ruhe-Aktivitätsperiodik.Während die Tiere im Sommer selbst bei hoher Kältebelastung — bei täglich ausreichender Nahrungsaufnahme — zu Beginn ihrer Aktivi tätsperiode spontan erwachen, tritt im Winter unter gleichen Bedingungen nach viertägiger Kälteeinwirkung Winterschlaf ein.Der HVL zeigt deutliche jahresperiodische Veränderungen, hervorgerufen durch eine Verminderung der A-Zellen, besonders im äußeren Bereich der Adenohypophyse im Winter. Die Schilddrüsenfunktion und das Differentialblutbild sind deutlich vom jeweiligen Aktivitäts- bzw. Belastungszustand der Tiere abhängig.Der Eintritt des Winterschlafs wird durch erhöhte Schlafbereitschaft während der Ruheperiode (tiefe Tagesschlaflethargie) bestimmt. Temperaturen unter 10° C verkleinern die Amplitude des Stoffwechselanstiegs zu Beginn der Aktivitätsperiode.Das Fortbestehen tagesperiodischer Stoffwechseländerungen unter konstanten Umweltbedingungen konnte in den ersten Wochen des Winterschlafs nachgewiesen werden. Nach längerem natürlichem Winterschlaf war keine sichtbare Stoffwechselperiodik mehr zu erkennen. Für ein Weiterbestehen der endogenen Rhythmik (inneren Uhr) im tiefen Winterschlaf liegen Hinweise vor.Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf schwankt unregelmäßig zwischen 15 und 90 min.In der Höhe von Körpertemperatur und Stoffwechsel konnten deutliche Unterschiede bei Myotis myotis und Barbastella barbastella Schreb festgestellt werden. 2.Bei einjährigen Siebenschläfern (Glis glis L.) wurden in den Sommermonaten Absinken der Körpertemperatur und Lethargie während des Ruheschlafs beobachtet. Als primäre Ursache wird eine durch die Gefangenschaft bedingte, zeitlich verschobene Winterschlafbereitschaft verantwortlich gemacht.Stoffwechsel und Atmung beim Eintritt und im Verlauf des Winterschlafs des Siebenschläfers zeigen keine prinzipiellen Unterschiede gegenüber Myotis myotis. Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf variiert unregelmäßig zwischen 5 und 60 min. Eine Fortdauer der sichtbaren Stoffwechselperiodik konnte nicht festgestellt werden.Bei konstant niederer Temperatur (6° C) und Dauerdunkel konnte die Winterschlafbereitschaft der Buche trotz Fütterung bis in den Frühsommer verlängert werden. 3.Eine jahresperiodisch eintretende innere Winterschlafbereitschaft ist die Voraussetzung für den Eintritt des Winterschlafs beim Goldhamster (Mesocricetus auratus Waterh.).Konstant tiefe Temperatur verlängert die Dauer der Winterschlafperioden. Der Eintritt der Lethargie erfolgt während der normalen Ruheperiode, unabhängig von der Temperatur.Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. F. P. Möhres, danke ich für die Überlassung des Themas und wertvolle Anregungen und Hinweise. Ebenfalls zu Dank verpflichtet bin ich Herrn Dr. H. Löhrl für die Beschaffung der Siebenschläfer und Herrn H. Frank und dem Heimat- und Höhleverein in Laichingen (Württemberg) für die freundliche Unterstützung beim Besuch der schwäbischen und slowenischen Höhlen. Die Arbeit wurde gefördert durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die Prof. MÖhres zur Verfügung standen.