Vergleichende Untersuchungen an haploiden und durch Colchicineinwirkung diploid gewordenen Stämmen vonOedogonium cardiacum

Zusammenfassung Durch die Behandlung gut teilungsfähiger Fäden vonOedogonium cardiacum mit einer 1%igen Colchicinlösung während 36 Stunden läßt sich Polyploidie auslösen.Die Bestimmung des Zuwachses von je 65 fünfzelligen haploiden und diploiden Keimlingen nach 1, 2 und 3 Wochen ergibt für haploide und diploide Zellen eine weitgehend übereinstimmende Vermehrungsrate.Die haploiden Keimlinge reagieren auf eine leichte Veränderung der Außenbedingungen im Zuge der Überimpfung mit einer höheren Absterberate als die diploiden (31 gegenüber 9).Die Bestimmung der Zellzahl von 500 beliebigen Keimlingen aus Massenkulturen in Abständen von 10, 20 und 30 Tagen nach dem Überimpfen ergibt nach den ersten beiden Zeiträumen eine höhere Zahl für die haploiden, nach 30 Tagen aber eine merkbar höhere für die diploiden Keimlinge. Dabei ist nach 10 und 20 Tagen der Anteil Einzelliger bei den diploiden Keimlingen viel höher als bei den haploiden; ob dies auf verzögerter oder wiederholter Schwärmerbildung beruht oder an einem Keimverzug liegt, ist fraglich. Jedenfalls wird das anfängliche Nachhinken der diploiden Keimlinge nach 20–30 Tagen völlig ausgeglichen.Im Konkurrenzversuch erweist sich unter den gegebenen Kulturbedingungen die diploide der haploiden Sippe hinsichtlich der Vermehrungsrate überlegen; denn bei Beimpfung der Kulturgefäße mit je zehn haploiden und zehn diploiden 40zelligen Fäden (vier Parallelversuche) finden sich in 35 Tage nachher entnommenen Proben ungefähr 2/3 diploide und 1/3 haploide Zellen.Die Mittelwerte des Zellvolumens von haploiden und diploiden Keimlingen verhalten sich wie 14,6, die des Kernvolumens wie 14,0.Die Anzahl der Pyrenoide ist bei den diploiden Zellen erhöht (100 haploide Zellen enthielten 306, 100 diploide 584 Pyrenoide), das einzelne Pyrenoid ist etwas vergrößert.Hinsichtlich der Breite der Chromatophorenlamellen ergeben sich zwischen haploiden und diploiden Zellen keine wesentlichen Unterschiede.Die Chromosomenzahl vonOedogonium cardiacum beträgt n=19. Im haploiden Satz liegen drei verschiedene, charakteristisch gestaltete SAT-Chromosomen vor.Mit Hilfe der Colchicin-Behandlung lassen sich auch tetraploide Zellen und kurze Fadenstücke erzielen, doch zeigt sich bei diesen eine verminderte Vitalität.     

Untersuchungen zur Entwicklungsgeschichte der Braunalge Ectocarpus siliculosus Aus Neapel

Zusammenfassung Kulturversuche und cytologische Untersuchungen an Ectocarpus siliculosus aus dem Mittelmeer (Neapel) führten zu folgenden Ergebnissen: die haploide Chromosomenzahl liegt zwischen 18 und 31. Es sind zwei morphologisch verschiedene Wuchsformen vorhanden, die dem Freilandmaterial gleichenden haploiden Gametophyten und die nur in Kultur beobachteten Sporophyten. Letztere können sowohl in der Haplophase als auch in der Diplophase vorliegen und bilden in jedem Fall neben pluriloculären auch uniloculäre Fortpflanzungsorgane aus. In den uniloculären Sporangien der diploiden Sporophyten findet die Reduktionsteilung statt, während sie in denselben Sporangien auf haploiden Pflanzen unterbleibt. Unter den Schwärmern aus den Gametangien der Geschlechtspflanzen finden sich viergeißlige bewegliche Zygoten. Unter den Nachkommen eines Gemisches von unkopulierten Schwärmern und Zygoten wurden haploide und diploide Sporophyten gefunden. Unter den Nachkommen aus uniloculären Sporangien haploider und diploider Pflanzen sind fast stets Vertreter beider Wuchsformen zu finden. Einige der hier mitgeteilten Beobachtungen stimmen nicht mit den Angaben früherer Autoren überein.

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Studies on the life cycle of the brown alga Ectocarpus siliculosus from Naples, Italy

Summary Culture experiments and cytological studies were carried out under well-defined conditions. The haploid chromosome number is between 18 and 31. There are two morphological types of plants: the well-branched gametophyte resembling the plants found in nature, and the unbranched sporophytic form which may be haploid or diploid, found only in cultures. Meiosis takes place in the unilocular sporangia on diploid sporophytes. Haploid sporophytes form unilocular sporangia without reduction of the chromosome number. The spores from unilocular sporangia both on diploid and haploid sporophytes give rise to plants with either sporophytic or gamethophytic growth. The gametophytes are homothallic, the gametes forming motile zygotes with four flagella. Parthenogenetic development of gametes exclusively results in the formation of haploid sporophytes. Both the haploid and diploid sporophytes can propagate by means of zoids from plurilocular sporangia. Several observations reported here disagree with the findings of other workers.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Some aspects of the biology and population dynamics of Nasonia vitripennis (Walker) (Hymenoptera: Pteromalidae)

Some aspects of the biology and population dynamics of the chalcid Nasonia vitripennis (Walker) are described.The reproduction capacity and the influence of size and age of the females have been studied, using Calliphora erythrocephala Meig. as the host. The females lay a maximum number of about 30 eggs into one host puparium. Fully parasitized puparia are recognized by females as such. This seems to be the major factor in the determination of the area searched for hosts.Changes in sex ratio of the offspring, in relation to the age and the density of the females are described. Also an influence of the age of the females on the number of offspring entering diapause is reported.

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Zusammenfassung Die beschriebenen Experimente zeigen, dass die Eiproduktion von Nasonia vitripennis in grossem Ausmasse durch das Alter des Muttertieres bedingt ist. Insbesondere während der ersten 4 Tage nach dem Schlüpfen steigt die Produktion schnell von sehr wenig bis zu etwa 100 Eiern pro Tag an (Wirt: Calliphora erythrocephala Meig.). Diese Produktion bleibt einige Tage konstant und nimmt dann langsam ab. Obwohl die individuelle Produktion sehr variabel ist, konnte eine positive Korrelation zwischen der Grösse des Tieres und der Anzahl seiner Nachkommen nachgewiesen werden.Wenn ein Teil der vorhandenen Wirte durch Austrocknen unbrauchbar geworden ist, tritt eine Reduktion der Eiablage auf. Diese Reduktion ist nicht eine Folge von Zeitmangel (verursacht durch das Inspizieren unbrauchbare Wirte), sondern entsteht durch die beschränkte Eiablage-Möglichkeit in einen Wirt. Die Weibchen passen ihre Eiablage der Anzahl der verfügbaren Wirte an. Im Mittel werden die wirte mit nicht mehr als rund 30 Eiern belegt. Eine Reduktion der Nachkommenschaft durch Futterkonkurrenz zwischen den Larven findet nicht statt.Ein Einfluss des Alters der Weibchen auf das Verhältnis der Geschlechter ihrer Nachkommen wird nachgewiesen. Das gefundene Verhältnis (10–15% Männchen) entspricht nicht dem Mechanismus, der von King (1961) für die Berfruchtung vorgeschlagen wird.Durch Mangel an Wirten wird die Anzahl abzulegender Eier reduziert. Eiresorption und damit Steigerung des Anteils der Männchen in der Nachkommenschaft ist die Folge; die ersten Resorptionsstadien werden bei der Eiablage nicht befruchtet, wodurch Männchen entstehen. Die Dichte der Wirte hat also einen Einfluss auf das Geschlechtsverhältnis.Ein dritter Einfluss des Alters der Weibchen besteht in einer Zunahme des Prozentsatzes von Diapauselarven. Bei älteren Weibchen wird eine rasche Änderung von normaler Nachkommenschaft in eine fast nur Diapauselarven umfassende nachgewiesen. Diese Änderung ist nicht die Folge von Futtermangel oder Abkühlung.Die Suchaktivität des Parasiten wird zum grössten Teil durch die Wirtsdichte bedingt. Nasonia-Weibchen bleiben in der Nähe eines Wirtes, bis dieser fast vollständig ausgenutzt ist. Die Weibchen können parasitierte und nichtparasitierte Wirte voneinander unterscheiden und nehmen bei ihrer Suche den ersten freien Wirt an, den sie finden. Dadurch wird die Grösse ihres Wandergebietes durch die Populationsdichte des Wirtes bedingt. Eine zwangsläufige Regulation der Dichte von Wirt und Parasit ist damit aber nicht ausgeschlossen.

     

Partial reproductive incompatibility between populations of spider mites (Acarina: Tetranychidae)

Partial reproductive incompatibility between spider mite populations of different origin is a common phenomenon. A comparative study was made of the characteristics of partial reproductive incompatibility both between various natural populations ofTetranychus urticae and between a laboratory strain and a number of chromosome mutation homozygous strains derived from it. Interpopulation crossing experiments were set up and percentages of nonviability assessed in the F₁, the haploid F₂, the B₁ obtained from hybrids that had been mated with males of the original male parent stock and the B₁ produced by hybrids that had been mated by males of the original female parent stock. In those cases where partial reproductive incompartibility between populations is due to different chromosome mutations similar degrees of nonviability were observed for the haploid F₂ and the B₁ generations belonging to it. With natural reproductive incompatibility the degree of lethality was highest in the haploid F₂; the percentage nonviability was usually less for fertilized eggs, and especially when the eggs were fertilized by a gamete of a male of the same origin as the female parent of the hybrid. Differences in hybrid sterility between reciprocal crosses were often found. It is assumed that, although chromosome mutations may play a role in speciation of tetranychids, partial reproductive incompatibility between natural populations is mainly due to lethal recombinations of genes and interactions between cytoplasmic factors and genes of alien male gametes.

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Zusammenfassung Teilweise Fortpflanzungsunverträglichkeit zwischen Spinnmilbenpopulationen verschiedener Herkunft ist ein häufiges Phänomen. In einer vergleichenden Studie wurden die Eigenschaften solcher Inkombatibilität sowohl zwischen natürlichten Populationen vonTetranychus urticae als auch zwischen einem Laborstamm und einigen von diesem hergeleiteten Stämme mit homozygoter Chromosomenmutation untersucht. Kreuzungsexperimente zwischen den Populationen wurden durchgeführt und Prozentsätze der Nichtlebensfähigen (=nicht schlüpfenden Eiern) bestimmt u.zw. in der F₁, der haploiden F₂, der B₁, die von Hybriden erhalten wurde, die mit Männchen der ursprünglichen Elternzucht für Männchen gepaart waren und schließlich der B₁, von Hybriden erzeugt, die gepaart waren mit Männchen der ursprünglichen Elternzucht für Weibchen. In den Fällen, wo die Inkombatibilität zwischen den Populationen verursacht wird durch verschiedene Chromosomenmutationen, wurde ein ähnliches Ausmaß der Nichtlebensfähigkeit beobachtet für die haploide F₂ und die dazugehörigen B₁-Generationen. Bei natürlichen teilweiser Fortpflanzungsinkombatibilität war das Ausmaß der Lethalität am höchsten in der haploiden F₂; der Prozentsatz Nichtlebensfähigkeit war gewöhnlich für befruchtete Eier geringer, besonders wenn die Eier befruchtet waren durch einen Gameten von einem Männchen der gleichen Herkunft wie der weibliche Elternteil des Hybrids. Oft wurden Unterschiede in der Hybridsterilität zwischen reziproken Kreuzungen gefunden. Es wird angenommen, daß, obwohl Chromosomenmutationen eine Rolle spielen mögen in der Speciation der Tetranychiden, teilweise Fortspflanzungsinkombatibilität Zwischen natürlichen Populationen hauptsächlich verursacht wird durch lethale Rekombination von Genen und Wechselwirkungen zischen zytoplasmatischen Faktoren und Genen von fremden Männchengameten.

     

The activity and organophosphate inhibition of cholinesterases from susceptible and resistant ticks (Acari)

Cholinesterase activity of orgnophosphorus-susceptible and resistant cattle ticks (Boophilus microplus) has been determined, and found to be much lower in the resistant strain. Experiments on inhibition of tick cholinesterases by organophosphates indicated that the resistant strain possessed at least one cholinesterase which reacted more slowly with organophosphates than did the cholinesterase of the susceptible strain. The greatest difference of reaction rate occurred with compounds which give the largest factors of resistance under bio-assay conditions. The organophosphate resistant cholinesterase was also less rapidly inhibited by carbamates. A strain of the blue tick (B. decoloratus), which is resistant to arsenic and chlorinated hydrocarbon insecticides, had normal levels of cholinesterase activity, and this enzyme was fully susceptible to organophosphate inhibition.

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Zusammenfassung Die Cholinesterase-Aktivität bei organophosphat-empfindlichen und-resistenten Viehzecken (Boophilus microplus) wurde bestimmt und im resistenten Stamm viel niedriger befunden. Versuche über die Hemmbarkeit der Zecken-Cholinesterasen durch Organophosphate wiesen darauf hin, daß der resistente Stamm mindestens eine Cholinesterase hat, die langsamer mit Organophosphaten reagiert als die des empfindlichen Stammes. Der größte Unterschied in den Reaktionsgeschwindigkeiten fand sich bei denjenigen Verbindungen, welche under den Bedingungen des biologischen Testes den größten Resistenzfaktor aufwiesen. Die organophosphatresistente Cholinesterase wurde auch durch Karbamate langsamer gehemmt. Ein Stamm der blauen Zecke (Boophilus decoloratus), der gegen Arsen sowie chlorierte Kohlenwasserstoffe resistent ist, zeigte normale Stufen von Cholinesterase-Aktivität; und dieses Enzym war voll empfindlich gegenüber Organophosphat-Hemmung.

     

Fertilization in the two-spotted spider mite (Tetranychus urticae: Acari)

Different aspects of the fertilization of the two-spotted spider mite (Tetranychus urticae Koch) were studied. It appeared that after the mating act of virgin females, haploid eggs were produced first before the appearance of diploid eggs. From this and other facts, it was concluded that fertilization of the oocytes occurs in a very early stage of egg development. The fertilization is assumed to take place in the ovary and not in the oviduct.By using genetic markers, it could be proved that in most cases the first mating is effective. Later matings usually are ineffective. It is suggested that the sperm supply in the first mating determines the success of later matings.

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Zusammenfassung Die Befruchtung der Bohnenspinnmilbe wurde unter verschiedenen Gesichtspunkten untersucht. Nach der Begattung jungfräulicher Weibchen wurden zunächst haploide Eier abgelegt, bevor diploide Eier produziert wurden. Daraus und aus anderen Grüunden wird geschlossen, daß die Befruchtung der Oocyten in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung erfolgt. Die Befruchtung findet vermutlicht im Ovar und nicht im Ovidukt statt.Unter Verwendung genetischer Markierung wurde nachgewiesen, daß in den meisten Fällen die erste Begattung ausschlaggebend ist. Spätere Kopulationen bleiben gewöhnlich wirkungslos. Es wird vermutet, daß die Spermafüllung bei der ersten Begattung den Erfolg späterer Begattungen bestimmt.

     

Repellency of insecticides to resistant strains of housefly

The contact repellency of 6 insecticides on one susceptible and 6 resistant strains of the housefly Musca domestica L. were compared. No effect of synergist on repellency was observed and the temperature effect was minor. Both Kdr and Pen resistance factors were significant in repellency resistance to the tested compounds.

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Zusammenfassung Die Berührungs-Abstossung von DDT, Pyrethrum, Bioresmethrin, Permethrin, 1,1-bis-(4-äthoxyphenyl)-2-nitropropan und 3-phenoxybenzyl 1-(4-äthoxyphenyl)-2,2-dichlorocyclopropancarboxylat gegenüber einem empfindlichen Stamm sowie sechs resistenten Stämmen der Stubenfliege Musca domestica L. wurde verglichen. Zu den resistenten Stämmen gehörten solche, die DDT-Dehydrochlorinase, Ses, Kdr sowie Resistenzfaktorkombinationen besassen. Die Wirkung der Synergisten Sesamex und Warf-Antiresistent auf die Berührungs-Abstossung und der Einfluss der Temperatur wurden untersucht.

     

Lipoid content and resistance in the housefly, Musca domestica L.

The lipoid content of several resistant and normal strains of houseflies was determined. A Swiss extremely DDT-resistant strain had a much higher fat content than a normal Swiss reference strain and several Italian strains. Among the Italian strains, a chlordane-resistant strain had a significantly higher fat content than a diazinon-resistant and a normal strain. This difference was no longer significant however, when the normal Swiss strain was included in the calculations. Iodine numbers, specific gravity and physical consistence showed no consistent difference between the fats of resistant and normal strains, except that the syphoned-off oils from fats of resistant flies seemed to be less viscous than those of normal flies of the same provenience.In a further series of experiments, the lipids were extracted from wheat bran, to which were added instead fats extracted from normal and from DDT-resistant housefly pupae; normal larvae were reared in a medium containing the fat from resistant pupae and vice versa. Neither this procedure nor that of offering cholesterol as sole larval lipid source, had any influence on resistance level in the adult state.

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Zusammenfassung Es wurde der Lipoidgehalt der Puppen resistenter und sensibler Hausfliegenstämme bestimmt. Ein hoch DDT-resistenter Schweizer Stamm hatte einen bedeutend höheren Fettgehalt als ein normaler Schweizer und verschiedene italienische Stämme. Unter den italienischen Stämmen, hatte ein Chlordan-resistenter Stamm einen signifikant höheren Fettgehalt als ein Diazinon-resistenter und ein normaler Stamm. Wenn jedoch bei der statistischen Auswertung dieser Resultate die Zahlen für den Schweizer normalen Vergleichstamm mit in Betracht gezogen wurden, waren die Unterschiede für den Chlordanstamm nicht mehr signifikant.Die Feststellung Wiesmanns, dass resistente Hausfliegen einen höheren Fettgehalt aufweisen, konnte also in unseren Versuchen nur in einem von drei resistenten Stämmen bestätigt werden. Es ist daher anzunehmen, dass die Tatsache vorhandenen höheren Fettgehaltes nicht für alle resistenten Stämme zutrifft. Die Wiesmann'sche Lipoidtheorie der Insektizidresistenz, die übrigens auch von ihm selbst nur als Teilmechanismus des Resistenzgeschehens aufgefasst wird, ist vielleicht für gewisse Stämme anwendbar, so z.B. für den Schweizer Stamm K₁, für den unsere Resultate mit den Ergebnissen Wiesmanns übereinstimmen. Die Theorie ist jedoch sicher nicht für jeglichen resistenten Hausfliegenstamm gültig.Wenn chemische und physikalische Eigenschaften der Fette, z.B. Jodzahl, Dichte und Konsistenz verglichen wurden, konnten keine klaren Unterschiede zwischen dem Fett resistenter und normaler Stämme gefunden werden. Vielleicht könnte man nur von einem Unterschied in der Viskosität der abgeheberten flüssigen Ölphase resistenter und normaler Fliegen gleicher Provenienz sprechen.Extrahierung der im Larvenfutter vorhandenen Fette und ihr Ersatz durch Fliegenpuppefette, oder Verabreichung von Cholesterin als einzige larvale, Fettquelle, hatte keinen Einfluss auf die Resistenz der Adulttiere.

     

Genetische Untersuchungen zur Inkompatibilität im Culex-pipiens-Komplex

Zusammenfassung Bei Kreuzungen zwischen Culex pipiens-Populationen verschiedener geographischer Herkunft werden drei Kreuzungstypen festgestellt: normale Kreuzbarkeit, reduzierte Kreuzbarkeit und Inkompatibilität (Nichtkreuzbarkeit). Die drei Kreuzungstypen sind mit Hilfe der Embryonierungsrate, der Schlüpfrate und der entstehenden Nachkommenschaft gegeneinander abgrenzbar. Bei Inkompatibilität sind 99.9% der sich entwickelnden Embryonen letal und etwa 0.1% der Tiere schlüpfen und sind fertile, diploide Weibchen. Die Aktivierung des Eies erfolgt durch das Spermium. Es liegt induzierte, meiotische Parthenogenese vor. Die diploiden, parthenogenetischen Weibchen gehen aus einer Oocyte 2. Ordnung oder aus Teilungsprodukten einer Oocyte 2. Ordnung hervor. Bei den letalen, haploiden Embryonen beteiligt sich das Spermium nicht am Aufbau des Embryos.

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Genetic investigations on the incompatibility in the Culex pipiens complex

Summary In crosses between populations of the mosquito Culex pipiens of different geographical origin three crossing types have been found (1) crosses with normal offspring (2) crosses with reduced offspring and (3) crosses that show almost total incompatibility. In the case of incompatible crosses 99.9% of the developing embryos are lethal and only about 0.1% of the embryos hatch and develop into fertile diploid females. The origin of the exceptional diploid females has been investigated by means of the marker genes Kuf, r, w, var, y and ru. These females develop from a diploid oocyte or from a diploid nucleus that originated by fusion of the pronucleus and the last polar body. This has been concluded from the frequency of homozygous and heterozygous offspring from heterozygous females, the frequency of equational separation of different genes and the distribution of cross-over gametes in the exceptional females. Based on the genetical data it is argued that induced meiotic parthenogenesis takes place. The sperm does not play any part in the production of the diploid females and the lethal embryos. After the activation of the egg the sperm moves to the center of the egg but it does not succeed to fuse with the pronucleus. As a result the pronucleus starts to develop into a haploid embryo in about 99.9% and only in a few cases is the diploidy restored by a change in the meiotic process in the egg.

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Teil einer Dissertation der Math.-Nat. Fakultät der Universität Mainz

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Danksagung: Herrn Prof. Dr. H. Laven danke ich für die Bereitstellung des Untersuchungsmaterials sowie für die Anregungen bei der Durchführung der Arbeit.

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Angenommen durch H. Stubbe     

Frequency of female digamy in a natural population of the olive fruit fly Dacus oleae as found by using enzyme polymorphism

Two well-established systems of inherited esterase polymorphism in the olive fruit fly Dacus oleae (Gmel.) were used to investigate the number of fertile matings of females in nature. The frequency of females with two fertile matings in a natural population was estimated at 17%. This frequency seems to be independent of the population density.

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Zusammenfassung Dacus oleae (Gmel.) ist der wichtigste Schädling der Olivenfrucht im Mittelmeergebiet. Die Häufigkeit weiblicher Polygamie in der Natur wurde unter Verwendung von zwei gründlich untersuchten. Esterase-Loci, Est-A und Est-B, untersucht, deren jeder eine hohe Anzahl elektrophoretisch unterscheidbarer Allele aufweist. Weibchen einer natürlichen Bevölkerung sowie ihre im Laboratorium gezüchtete Nachkommenschaft wurden elektrophoretisiert. Die Benutzung des elektrophoretischen Phänotyps des Weibchens und seiner Nachkommenschaft ergab die Möglichkeit zu entscheiden, ob sich das Weibchen mit einem oder mehreren Männchen verschiedener Est-A und Est-B-Genotypen gepaart hatte. Die Monogamie wurde in den Fällen statistisch besonders gesichert, wo es möglich war, alle Genotypen der Nachkommenschaft auf ein einziges Männchen zurückzuführen. Diese Analyse ergab 0.17 als Schätzwert der Häufigkeit weiblicher Polygamie. Diese Frequenz erscheint von der Bevölkerungsdichte unabhängig.

     

Untersuchungen zur Inkompatibilitt imCulex pipiens-Komplex

Zusammenfassung Bei Kreuzungen zwischenCulex pipiens-Popalationen verschiedener geographischer Herkunft werden drei Kreuzungstypen festgestellt: normale Kreuzbarkeit, reduzierte Kreuzbarkeit und Inkompatibilitt (Nichtkreuzbarkeit). Die drei Kreuzungstypen sind mit Hilfe der Embryonierungsrate, der Schlüpfrate und der entstehenden Nachkommenschaft gegeneinander abgrenzbar. Bei Inkompatibilitt sind 99,9% der Embryonen letal, und etwa 0,1% der Tiere schlüpfen und sind fertile, diploide Weibchen.Die Aktivierung des Eies und der Entwicklungsansto\ erfolgt durch das Spermium. Das Spermium gelangt nicht zur Karyogamie mit dem Pronucleus. Es liegt induzierte, meiotische Parthenogenese vor.Die diploiden, parthenogenetischen Weibchen gehen aus einer Oocyte 2. Ordnung oder aus Teilungsprodukten einer Oocyte 2. Ordnung hervor. Die letalen Embryonen sind haploid. Das Spermium beteiligt sich nicht am Aufbau des Embryos. Nach Aktivierung des Eies wird das Spermium im Eiplasma resorbiert, whrend der haploide Pronucleus einen rein haploiden Embryo aufbaut.Bei einigen Kreuzungen entwickeln sich bis zu 75% der Embryonen bis zum Stadium der histologischen Differenzierung der Organe. Die Embryonen zeigen noch einige Stunden nach dem normalen Schlüpftermin Muskelkontraktionen, vermögen die Eihülle jedoch nicht zu sprengen.Die DNS-Verteilungen von Interphasekernen der letalen Embryonen liegen zwischen den Werten C und 2C für haploide Zellen. ltere Embryonen besitzen in geringem Ma\e höhere DNS-Werte als 2C. Whrend der histologischen Differenzierung der Organe liegen in diploiden Kontrollembryonen und in letalen Embryonen die Ploidiestufen C, 2C, 4C, 8C and 16C vor. Bei inkompatiblen Kreuzungen wird das in das Ei eindringende Spermium cytophotometrisch nachgewiesen. Die Wanderung des Spermiums im Ei wird untersucht.In Normalkreuzungen wird nur ein geringer Grad von Polyspermie festgestellt. Monound Dispermie sind am hufigsten. Es werden die Möglichkeiten diskutiert die zur Blockierung der Karyogamie in inkompatiblen Kreuzungen führen können.

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Investigations on the incompatibility in theCulex pipiens-complex

Summary In crosses between populations of the mosquitoCulex pipiens of different geographical origin three crossing types have been found (1) crosses with normal offspring (2) crosses with reduced offspring and (3) crosses that show almost total incompatibility. In the case of incompatible crosses 99.9% of the embryos are lethal and only about 0.1% of the embryos hatch and develop to fertile diploid females. Based on genetical and cytological data it is argued that induced meiotic parthenogenesis takes place. The sperm does not play any part in the production of the diploid females and the lethal embryos. After the activation of the egg the sperm moves to the center of the egg but it does not succeed in fusing with the pronucleus. As a result the pronucleus starts to develop into a haploid embryo in about 99.9% and only in a few cases the diploidy is restored by a change in the meiotic process in the egg. Up to 75% of the haploid embryos develop to the stage of histological differentiation. The frequency distribution of the DNA in interphase nuclei of these embryos shows a maximum at C and 2 C characteristic for haploid cells. The absence of ploidy classes higher than 2 C in the early embryos is in agreement with the assumption of pure haploidy. After histological differentiation ploidy classes C to 16 C can be found in tissues that show endomitotic growth. The development of the haploid embryos is described. It has been shown through cytophotometric methods that in incompatible crosses entrance of the sperm into the egg takes place. In normal crosses polyspermy is rather rare, monospermy and dispermy are most common. The blocking of the sperm in incompatible crosses is discussed.

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Teil einer Dissertation der Math.-Nat. Fakultt der Universitt Mainz. Herrn Prof. Dr. H. Laven danke ich für die Bereitstellung des Untersuchungsmaterials sowie für die Anregungen bei der Durchführung der Arbeit.     

Deviate-ontogenies in the aphelinid male [Hymenoptera] associated with the ovipositional behavior of the parental female

Zusammenfassung Intrapezifische Geschlechtsunterschiede in den Beziehungen zum Wirt, die sich in einer abweichenden M?nnchen-Entwicklung auspr?gen, kennzeichnen 45 Arten in 8 Gattungen derAphelinidae. Diese abweichende M?nnchen-Entwicklung ist bei den verschiedenen Arten entweder unabh?ngig oder abh?ngig von der Lage des haploiden Eies am Wirt. Bei 8 Arten (Gruppe I) ist die Geschlechtsdifferenzierung in der Beziehung zum Wirt unabh?ngig von der gew?hnlichen Plazierung der haploiden und diploiden Eier. Die Unterschiede treten erst nach der Eiablage und der Vollendung der Embryonalentwicklung auf. Bei 3 Arten (Gruppe II A-1) ist die unterschiedliche Plazierung haploider und diploider Eier und die darauf folgende Verwirklichung einer unterschiedlichen Entwicklung ein psychologischer Effekt, der von einem reversiblen physiologischen Zustandswechsel der Spermathecen-Drüse des begatteten Weibchens herrührt. Bei 27 Arten (Gruppe II B) und bei 2 Arten (Gruppe II A-2) verursacht die Kopula eine vollst?ndige Umstellung bei der üblichen Plazierung der Eier, wobei die haploiden Eier von dem unbegatteten Weibchen an oder in parasitischen Hymenopteren oder in Lepidopteren-Eier abgelegt werden, w?hrend diploide Eiver von dem begatteten Weibchen an oder in Homopteren plaziert werden. Diese Umstellung führt dazu, dass die Nachkommen begatteter Weibchen alle weiblich sind. Bei 5 Arten der GattungCasca (Gruppe III) ist die Sonderentwicklung der M?nnchen vielleicht auf deren Embryonalperiode beschr?nkt. Eine unterschiedliche Plazierung haploider und diploider Eier mag daraus geschlossen werden, dass bei mehreren Arten alle Nachkommen begatteter Weibchen weiblich sind.      

Die Haploidie der MÄnnchen und die Endopolyploidie in Einigen Geweben von Haplothrips (Thysanoptera)

Zusammenfassung Die Spermatogonien sind haploid, die Oögonien diploid, die Chromosomenzahl beträgt bei Haplothrips statices n=15. Die Ganglienzellen und die Nervenmutterzellen sind bei Männchen haploid, bei Weibchen diploid.Haploid sind bei den Männchen auch die Zellen der Epidermis, der Tracheenmatrix und des Hinterdarniepithels mindestens bis zur Pronymphe.Es findet demnach während der Entwicklung der von Haplothrips keine allgemeine Aufregulierung (Diploidisierung) der Zellen statt.Fettkörper, Mitteldarmepithel, Malpighigefäße und Oenocyten werden polyploid bis zu 32n. Dabei teilen sich im Fettkörper mindestens noch die 16-ploiden Zellkerne. Während im Mitteldarmepithel, den Malpighigefäßen und vermutlich auch im Fettkörper das Verhältnis der Polyploidie von l2 entsprechend der haploiden Ausgangsbasis der männlichen Zellen erhalten bleibt, wächst die Mehrzal der Oenocyten bei den Männchen stärker als bei den Weibchen.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Determinants of reproductive success in a Mediterranean multi-brooded passerine: the Black WheatearOenanthe leucura

The factors affecting individual variation in reproductive success in a multibrooded passerine, the Black WheatearOenanthe leucura, were studied during five years in a dry inland depression in SE Spain. Black Wheatear pairs initiated 1–5 breeding attempts in a season, including relayings, and managed to raise 0–3 broods and 0–13 fledglings. The onset of breeding for different pairs spanned several months. The number of breeding attempts and the proportion of young resulting in fledged young (excluding predated broods) were the best predictors of seasonal reproductive success. Clutch size showed a quadratic relationship with laying date. Female age and time of residency and indexes of parental condition such as discontinuities in feather growth or prevalence of ectoparasites had significant effects on breeding productivity. Repeatabilities of breeding performance for males, females or in territories were not significant.Zusammenfassung Am Beispiel des Trauersteinschmätzers, einem Singvogel mit mehreren Jahresbruten, wurden in einer trockenen Inlandniederung Südostspaniens die Faktoren untersucht, die individuelle Unterschiede im Fortpflanzungserfolg bedingen. Die Paare unternahmen einschließlich Ersatzgelege ein bis fünf Brutversuche pro Saison und können maximal bis 3 Bruten aufziehen. Hieraus ergibt sich eine große Variation der Produktivität. Der Legebeginn zog sich bei den einzelnen Paaren über mehrere Monate hin. Die Zahl der Brutversuche, die vom Termin des ersten Legebeginns abhängig waren, und die Qualität der elterlichen Brutpflege, gemessen an dem Anteil der Eier, die flügge Junge ergaben (ohne Fälle von Nestraub), ließen den Bruterfolg pro Saison am besten bestimmen. Gelgegegröße variierte nur gering (4 Eier im Mittel) und zeigt die quadratische Beziehung zum Legedatum, wie für mehrfachbrütende Sperlingsvögel typisch. Eltern, die intensiver am Nest fütterten, waren die produktivsten, fütterten auch intensiver nach dem Flüggewerden der Jungen und zeigten kürzere Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden Bruten. Einjährige Weibchen oder Weibchen, die mit einjährigen Männchen verpaart waren, hatten geringeren Erfolg gemessen an Zahl der flüggen Jungen; Weibchen, die das erste Mal in einem Revier brüteten, begannen später zu legen. Unregelmäßigkeiten in der letzten Mauser, wie sie an Ungleichmäßigkeiten der Wachstumsbänder der Federn zu erkennen waren, hatten negativen Effekt auf die Produktivität der Weibchen und auf die Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Bruten bei Männchen. Männchen mit vielen Ektoparasiten waren weniger produktiv. Die Wiederholbarkeit des Fortpflanzungsverhaltens von Männchen, Weibchen oder in einzelnen Revieren war relativ niedrig und nicht signifikant. Die langen und variablen Fortpflanzungsperioden und die starken Einflüsse auf die individuelle Kondition bei Produktion und Fürsorge der Eier und Jungen ist wohl für trockene und wenig produktive Landschaften des Mittelmeerbeckens typisch.     

Züchtung auf Fasergehalt bei Hanf (Cannabis sativa L.)

Zusammenfassung Das früher von mir beschriebene Verfahren zur Züchtung auf Fasergehalt beim Hanf durch fortgesetzte Auslese der faserreichsten Weibchen und indem man gleichzeitig zu deren Bestäubung fortgesetzt nur die faserreichsten Männchen zuläßt, von denen vor dem Stäuben der Blüten die abgeschnittene Längshälfte zur Faserbestimmung dient, wurde 1933 bis 1941 an vier Hanfstämmen praktisch durchgeführt. Die dabei gemachten Erfahrungen werden mitgeteilt.Es wurde eine Zunahme des mittleren Fasergehaltes der Weibchen um insgesamt rd. 64 bis 105% erzielt, d. h. in den 9 Versuchsjahren der mittlere Fasergehalt bis über das Doppelte erhöht. In Einzelfällen nahm der Fasergehalt bis um fast das Dreifache zu, bis zu 29,5% Gehalt an Reinfasern. Erzielung von Hanf mit mindestens 25% mittlerem Gehalt an Reinfasern =rd. 33% Ausbeute an technischer Röstfaser wird für praktisch erzielbar gehalten.Da keine feste Korrelation zwischen Faser-und Holzgehalt des Hanfstengels besteht, muß mit Zunahme des Fasergehaltes keine Abnahme des Holzgehaltes und der Lagerfestigkeit verbunden sein. Man kann daher mittels des gleichen Verfahrens, indem man zur Bestäubung der Weibchen nur die faser- und holzreichsten Männchen zuläßt und aus den so fortgesetzt mit nur hochwertigsten Männchen bestäubten Weibchen jeweils die faser- und holzreichsten Weibchen zur Weiterzucht ausliest, den Faser- zusammen mit dem Holzgehalt in der jeweils gewünschten Richtung beeinflussen.     

Generationswechsel,Kernphasenwechsel und Sexualität der Braunalge Ectocarpus siliculosus im Kulturversuch

Zusammenfassung Der Entwicklungscyclus von Ectocarpus siliculosus wurde unter Kulturbedingungen untersucht. Gametophyten und Sporophyten können morphologisch und funktionell unterschieden werden. Die Gametophyten sind diöcisch, die Geschlechtsbestimmung erfolgt genotypisch. Sporophyten können in der haploiden, diploiden und tetraploiden Phase vorliegen. Sporophyten aller Kernphasen können unilokuläre Sporangien ausbilden, tetraploide und diploide Sporophyten führen dabei eine Reduktionsteilung durch. Schwärmer haploider Gametophyten und Sporophyten können sich spontan zu diploiden oder tetraploiden homozygoten Sporophyten entwickleln. Gametophyten können nur zusammen mit Sporophyten aus Schwärmern unilokulärer Sporangien entstehen (Heteroblastie). Aus der Reduktionsteilung tetraploider Sporophyten gingen diploide männliche Gametophyten hervor, deren Gameten mit normalen weiblichen Gameten kopulierten. Die verschiedenen Kernphasen und Wuchsformen stehen durch Reduktionsteilungen, Heteroblastie, Kopulation und spontane Aufregulierung der Chromosomenzahl miteinander in Verbindung.

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Culture experiments on life cycle, nuclear phases, and sexuality of the brown alga Ectocarpus siliculosus

Summary The life cycle of Ectocarpus siliculosus from Naples (Italy) was investigated, using well defined cultured material. Gametophytes and sporophytes differ morphologically and functionally. The gametophytes are dioecious, with genotypic determination of their sex. Sporophytes exist in the haploid, diploid and tetraploid phase. All sporophytes can form unilocular sporangia. In tetraploid and diploid sporophytes the formation of unilocular sporangia is connected with meiosis. Certain motile cells of haploid plants may spontaneously give rise to diploid or tetraploid sporophytes which are homozygous. Gametophytes can only be formed together with sporophytes form the swarmers of unilocular sporangia (heteroblasty). Meiosis in tetraploid sporophytes resulted in diploid gametophytes, the gametes of which fused with haploid female gametes. All observed nuclear phases and growth forms are connected with each other by meiosis, heteroblasty, fusion of gametes and spontaneous increase in chromosome number.

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Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Dominant lethal test in the mouse for mutagenic effects of saccharine

Summary Twenty male NMRI mice received 5 g saccharine per kilogram body weight by the oral route daily for 5 successive days. After the last dose each male was mated with 3 untreated females. For fractionated examination with regard to successive germ cell stages, each week 3 other untreated females were placed with each male for mating. The whole mating period was 8 weeks. The uteri of the females were inspected on the 14th day of gestation and pre-implantative and post-implantative loss determined from the numbers of corpora lutea, implantations, live and dead implants.The treatment did not damage the males and did not impair their mating capacity or their fertility.Post-implantative loss remained unaffected by the saccharine treatment compared with parallel controls.Pre-implantative loss persisted in the saccharine-treated group throughout the 8 weeks in the normal range of the strain. A statistically significant difference between saccharine group and control group in the 3rd week of mating after treatment was without biological relevance.Our investigations revealed no indication of a mutagenic action of saccharine in terms of an induction of dominant lethal mutations.This is in keeping with cytogenetic in vitro findings of other authors on human leukocytes.

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Zusammenfassung 20 männliche NMRI-Mäuse erhielten täglich je 5 g Saccharin per os pro Kilogramm Körpergewicht an 5 aufeinanderfolgenden Tagen. Nach der letzten Applikation wurde jedes Männchen mit 3 unbehandelten Weibchen gepaart. Zur fraktionierten Untersuchung der aufeinanderfolgenden Keimzellstadien der Männchen wurden jede Woche 3 neue, unbehandelte Weibchen zu jedem Bock gesetzt und besamen lassen, insgesamt über 8 Wochen.Die Uteri der Weibchen wurden am 14. Tag der Trächtigkeit untersucht, und der präimplantative under postimplantative Verlust wurden an Hand der Corpora lutea, der Implantationen und der lebenden und toten Keimlinge ermittelt.Die Behandlung schädigte die Männchen nicht und beeinträchtigte nicht ihre Deckfreudigkeit und Fertilität.Der postimplantative Verlust blieb im Vergleich zu der parallel durchgeführten Kontrolle unbeeinflußt durch die Behandlung mit Saccharin.Der präimplantative Verlust der mit Saccharin behandelten Gruppe lag während aller 8 Versuchswochen im Bereich der Norm des Stammes. Eine in der 3. Paarungswoche nach den Applikationen aufgetretene statistische Signifikanz zwischen den Verlusten der Saccharin-Gruppe und der Kontroll-Gruppe war ohne biologische Relevanz.Unsere Untersuchungen erbrachten keinen Hinweis für eine mutagene Wirkung von Saccharin im Sinne der Induktion dominanter Letalmutationen.Dies steht im Einklang mit cytogenetischen in vitro-Befunden anderer Autoren an menschlichen Leukocyten.

     

The predatory and reproductive behaviour of Rhinocoris bicolor and R. tropicus (Hemiptera: Reduviidae)

The predatory reduviids Rhinocoris bicolor and R. tropicus were kept in the laboratory. Observations on their mating behaviour, oviposition, and responses to insect prey are described. Experiments on the responses to various models indicate the importance of visual (moving) and olfactory stimuli in inducing the predatory behaviour of both species. Intraspecific predatory behaviour is described and its relationship to sexual behaviour considered.

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Zusammenfassung Die westafrikanischen Raubwanzen Rhinocoris bicolor und R. tropicus wurden im Labor bei 25,5 ±1,0° gehalten und untersucht.Es wird eine Darstellung des Balzverhaltens gegeben. Bei beiden Arten nimmt das Männchen vor dem Versuch zu kopulieren eine charakteristische Reitstellung an.Das Eiablageverhalten beider Arten wird kurz beschrieben. R. bicolor-Eier werden im Gelege dichter gepackt und regelmäßiger angeordnet als R. tropicus-Eier. Bei keiner der beiden Arten ergaben sich Beweise für Brutpflegeverhalten der Eltern gegenüber Eiern oder Nachkommen. Vielmehr wurden Weibchen beim Aussaugen ihrer eigenen, soeben geschlüpften Brut beobachtet.Beide Arten greifen ein weites Spektrum von Beuteinsekten an und saugen an ihnen. Die Aufeinanderfolge der Handlungen, die mit ihrem normalen Verhalten zur Beute verbunden sind, wird im einzelnen geschildert.Es wurden Experimente über das Auftreten oder Ausbleiben von vier ausgewählten Stadien der Reaktion auf die Beute durchgeführt, indem den Reduviiden verschiedene Modelle dargeboten wurden. Die Ergebnisse erbrachten eindeutige Hinweise für die Bedeutung sowohl visueller wie geruchlicher Reize bei der Induktion des Angriffsverhaltens beider Arten.Erwachsene Weibchen beider Arten überfielen und besaugten betäubte oder tote Erwachsene ihrer eigenen Art. Das kannibalistische Verhalten der Männchen wurde durch ihre sexuellen Reaktionen überlagert. So nahmen sie gegenüber lebenden oder toten Männchen der eigenen Art die Reitstellung an, bevor sie an ihnen saugten, während sie vor dem Besaugen toter Weibchen außerdem auch zu kopulieren versuchten. Die Folgerungen aus diesem intraspezifischen Verhalten werden betrachtet.Die Ergebnisse werden im Hinblick auf frühere Arbeiten des Verfassers, einschließlich einer Paralleluntersuchung an Pisilus tipuliformis, diskutiert.

     

Cooperative breeding by Alpine AccentorsPrunella collaris: Polygynandry, territoriality and multiple paternity

The composition of breeding groups, territoriality, parentage and parental care were examined in a population of Alpine AccentorsPrunella collaris in the Swiss Alps. Five (1993) and six (1994) breeding groups were located on a south facing hillside between 2500 and 2860 m above sea level. 3–5 males cooperated in the defence of their group territory, wherein 2–3 females each held an exclusive territory (separate nesting polygynandry). Males competed for access to fertile females within their group territory. The females copulated promiscuously with all or several males within their breeding group. The - and -males had more access than other subordinate males. They combined frequent copulations and mate guarding as types of paternity guards. The female performed most of the parental care. Usually, 1–4 males helped feeding the young. Results of DNA-profiling showed that members of one group were seldom closely related. In three out of five sampled broods, multiple paternity occurred with up to three males siring offspring within one clutch.

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Zusammenfassung Die Zusammensetzung der Brutgruppen, Territorialität, Vaterschaft und elterliche Fürsorge von Alpenbraunellen wurden untersucht. Die Population bestand aus fünf (1993) und sechs (1994) Brutgruppen und besiedelte einen 60 ha großen Südhang in den Walliser Alpen zwischen 2500 und 2860 m ü. M. Das Habitat besteht aus alpinen Rasen, Blockschutt und Felsgruppen. Bereits im Februar und März halten sich die Männchen in ihren späteren Brutgebieten auf und singen. Ende April sind die Brutgruppen gebildet. Im untersuchten Gebiet konnte nur Polygynandrie gefunden werden, d. h. 3–5 Männchen kooperieren bei der Verteidigung ihres Gruppenterritoriums, worin 2–3 Weibchen jeweils ihr exklusives Territorium halten. Die Männchen konkurrieren in langen und intensiven Verfolgungsflügen um den Zugang zu fertilen Weibchen innerhalb ihres Gruppenterritoriums. Die Weibchen können sich während ihrer fertilen Phase mehrmals pro Stunde mit verschiedenen Männchen paaren. Hierbei erhalten Alpha- und Beta-Männchen größeren Zugang als rangniedere. Männchen kombinieren eine hohe Kopulationsrate und Weibchen-Bewachung, um ihren Anteil an der Vaterschaft zu erhöhen. Resultate mittels DNA-Profiling ergaben in rund der Hälfte der Bruten multiple Vaterschaft mit bis zu drei beteiligten Vätern. Das Weibchen trägt den Hauptteil der Brutpflege. Es baut das Nest allein und übernimmt die Bebrütung der ein bis vier Eier. Bei der Fütterung der Nestlinge hingegen helfen bis zu vier Männchen mit, deren Einsatz aber geringer ist als derjenige des Weibchens.