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.

     

Herkunftsversuche für Zwecke der Forstpflanzenzüchtung,erläutert am Beispiel zweier Modellversuche

Zusammenfassung Die älteren Herkunftsversuche hatten das Ziel, das genetische Variationsmuster der Baumarten zu beschreiben (wirtschaftliche Zielsetzung) und durch dessen Abhängigkeiten von der Umwelt die Wirksamkeit der natürlichen Auslese zu zeigen (genökologische Zielsetzung). Gelegentlich werden auch taxonomische Fragen mit bearbeitet. Als bester Plan für die Stichprobenentnahme von Material für solche Versuche kann Probenentnahme entlang von transsects angesehen werden. Eine Kombination von Labor-, Baumschul- und Feldversuchen ermöglicht Prüfung auch umfangreichen Versuchsmaterials, wie es bei hinreichend dichter Probenahme und großem Verbreitungsgebiet der Baumart notwendigerweise anfällt.Von Herkunftsversuchen, die als Grundlage für Züchtungsprogramme dienen sollen, müssen auch Informationen über die genetische Variation und Kovariation innerhalb der Herkünfte gefordert werden. Bei geeigneter Versuchsanordnung können dann nicht nur Informationen über die Wirksamkeit der natürlichen Auslese überhaupt, sondern auch über das Zusammenspiel von Umweltvariation und genetischen Prozessen in den Populationen gewonnen werden. Art und Ausmaß der genetischen Variation und Kovariation in den Herkünften, Feststellung von Art, Richtung und Intensität der natürlichen Auslese, Bedeutung von Zufälligkeiten für die Differenzierung von Herkünften sowie der Grad der Koadaptation beim Vergleich entfernterer Herkünfte stellen die Populationsparameter dar, an denen der Forstpflanzenzüchter interessiert ist, wenn er die Erfolgsaussicht bestimmter Phasen eines Züchtungsprogramms einschätzen will.Zur Erläuterung wurden Ergebnisse zweier Herkunftsversuche mit Birken verwendet. Es wird darauf hingewiesen, daß es notwendig ist, Modelle und Verfahren zu entwickeln, die für die Verhältnisse in den Waldbaumpopulationen passen und den Schwierigkeiten beim Experimentieren mit Bäumen Rechnung tragen.Mit 4 Abbildungen     

Populationsgleichgewicht bei tetraploiden Diöcisten

Zusammenfassung Die Modelluntersuchung an tetraploiden Populationen mit Heterosomen zeigt, daß es hinsichtlich der Heterosomen einen Gleichgewichtszustand gibt. Wenn man, wie im vorliegenden Fall, gleiche Fitness für alle Genotypen voraussetzt, hängt der Gleichgewichtszustand von der Verteilung der Geschlechter auf die einzelnen Genotypen (z) und dem Grad der Heterosomie (h) ab. Das Gleichgewicht wird bereits nach wenigen Generationen erreicht, so daß anzunehmen ist, daß sich natürliche Populationen im Gleichgewichtszustand befinden.

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Population equilibrium in tetraploid dioecists

Summary Based on certain defined assumptions a general model for tetraploid populations with heterosomes is presented. With respect to their heterosomes, an equilibrium is attained in all populations, so that the frequencies of genotypes are dependent on the distribution of sexes in relation to the genotypes (z) and the degree of heterosomy (h). As the equilibrium is reached in only a few generations, natural populations ought to be in a balanced state.

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Angenommen durch W. Seyffert     

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 influence of soil moisture and some soil physical factors on the ovipositional behavior of the prairie grain wireworm, Ctenicera destructor

Soil moisture, texture, cracks and compaction all influenced the ovipositional behavior of Ctenicera destructor. In oviposition choice-chambers, most eggs were laid in soil with a range of moisture content about halfway between the field capacity and the permanent wilting percentage. In cylinders of soil, beetles usually burrowed to reach moist soil before ovipositing, but laid close to the surface, if the soil within 2 cm of the surface was moist and the underlying soil was dry. Soil cracks enhanced oviposition and increased the survival time of beetles in field cages. Beetles were unable to penetrate field soil unless a crack was present.Eggs laid under natural conditions were found under soil lumps in a cultivated field and under partially dried cow manure in pastures.

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Zusammenfassung Bodenfeuchtigkeit, Struktur, Verdichtung und Spalten beeinflußten das Eiablageverhalten von C. destructor. Bei Wahlkammer-Versuchen im Laboratorium reagierten die Käfer in einer Reihe von Bodenfeuchtigkeitsstufen etwa halbwegs zwischen dem permanenten Welke-Prozentsatz und der Feldkapazität. Die Tiefe der Eiablage wurde ebenfalls von der Bodenfeuchtigkeit beeinflußt. In Zylindern mit Bodenfüllung begannen die Käfer so lange nicht mit der Eiablage, bis sie in Berührung mit einer feuchten Bodenschicht kamen.Nahe der Bodenoberfläche erfolgten Eiablagen besonders dann, wenn die Bodenoberfläche feucht und der darunter liegende Boden trocken war.Die Tiefe der Eiablage im Boden wurde in Feldkäfigen von der Verdichtung und von Spalten beeinflußt. Die Lebensdauer der Weibchen und deshalb das Gesamtgelege waren um so größer die Tiefe der Spalten wurde, sowohl in gesiebten wie in ungestörten Feldböden.Unter natürlichen Bedingungen wurden ablegende Weibchen und Eigelege in einem Kulturfeld unter dem Schutz von Bodenklumpen und auf Weiden unter teilweise getrocknetem Kuhdung gefunden. Solche Art der Bodenbedeckung bietet sowohl Käfern wie Eiern Schutz und dürfte einen wichtigen Eiablageplatz im Freiland darstellen.

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Contribution No. 273, Canada Agriculture Research Station, Saskatoon, Saskatchewan     

Die jahreszeitliche Synchronisation der Gonadenreifung bei Agonum assimile Payk. (Coleopt. Carab.) durch Temperatur und Photoperiode

Zusammenfassung An Wildfängen und Laboratoriumstieren von Agonum assimile Payk. wurde durch Sektionen und Fortpflanzungsexperimente die Steuerung der Jahresrhythmik untersucht. A. assimile ist ein Frühlingstier mit Sommerlarven. Die Käfer schlüpfen von Juli bis September, überwintern und pflanzen sich im nächsten Frühling von April bis Juni fort. Die alte Generation stirbt im Winter zum Teil ab. Die vorjährigen Tiere machen etwa die Hälfte der sich fortpflanzenden Käfer aus. Die Aufzucht im Laboratorium bis zur Imago gelingt mit etwa 80–90% Zuchterfolg und hängt von der Qualität der Nahrung ab. Im Laboratorium erfolgt die Reifung beider Geschlechter bei 20°C und Langtag dischron (Verzögerung bei den Männchen) und its potentiell dormanzfrei. Die Entwicklung der weiblichen und männlichen Gonaden wird hauptsächlich photoperiodisch gesteuert und bei abnehmender Photoperiode in unterschiedlicher Weise gehemmt (photoperiodische Quieszenz). Dadurch wird im Herbst eine Reifung der Weibchen verhindert und ein langsames Heranreifen der Männchen im Winter ermöglicht. Die Beendigung der Quieszenz durch Übergang von Kurztag zu Langtag im Laboratoriumsexperiment oder bei zunehmender Tageslänge im Frühling läßt beide Geschlechter synchron zur Reife gelangen. Die Weibchen bringen in der Regel 20–60 Larven hervor. Es gelang, Laborzuchttiere bis zu 3 Jahren zu halten und dabei mehrmals zur Fortpflanzung zu bringen.

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Summary The control of annual rhythmicity in Agonum assimile was investigated by dissections and by breeding experiments both with specimens captured in the field and these reared in the laboratory. A. assimile is a spring breeder with summer larvae. The beetles hatch from the pupa from July until September, hibernate and breed in the following spring from April until June. Only a part of the old generation dies during the winter. Beetles from the previous year form about half of the breeding population. Rearing to the adulthood under laboratory conditions is possible with a success of about 80–90%, depending on the quality of food. Maturation of the sexes in the laboratory is desynchronized when the beetles are kept at 20°C and under long day conditions; development of the males is delayed in this case. In both sexes maturation takes place potentially free of dormancy.Development of the female and male gonads is mainly under the control of photoperiod and retarded in different ways by decreasing day length (photoperiodic quiescence). Thereby a maturation of the females is hindered in the autumn, and slow, further development of the males during the winter is made possible. The termination of quiescence by the transition from the short day to long day in laboratory experiments, or by increasing day length in the spring, synchronizes complete development in both sexes. The females normally produce an offsping of 20–60 larvae. We succeeded in keeping laboratory bred specimens up to 3 years, over this span they could be brought to propagation several times.

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Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

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Herrn Dr. Neudecker stand zeitweilig ein Promotionsstipendium der Stiftung Volkswagenwerk zur Verfügung.     

Die analyse des dispersionsmusters und seine bedeutung für eine population räuberischer wasserwanzen (Notonecta glauca L.)

Zusammenfassung Aus Serienfilmaufnahmen wurde das Verteilungsmuster der Individuen des Rückenschwimmers Notonecta glauca in natürlichen und künstlichen Populationen verschiedener Dichte und Geschlechterzusammensetzung analysiert. Die Abstände zwischen jedem Tier und seinem nächsten Nachbarn wurden gemessen und mit den errechneten Werten aus Populations-Modellen bekannten Verteilungstyps verglichen. Es zeigte sich, daß jede Rückenschwimmer-Population mit einer höheren Dichte als 6 Tieren pro m² einer Zufallsverteilung folgt. Änderungen im Zahlenverhältnis der Männchen gegenüber den Weibchen bzw. in der Altersstruktur der Population (3. Larvenstadium bis Imago) hatten keinen Einflß auf den Dispersionstyp. Für Populationen mit geringeren Dichten als 7 Tieren pro m² ist der Unterschied in der Größe des mittleren interindividuellen Abstands einer simulierten Zufallsverteilung gegenüber einem Gleichverteilungs-Modell nicht bei allen Abundanzen signifikant. Deshalb kann nicht entschieden werden, ob Notonecta-Populationen dieser geringen Dichte zufällig oder gleichmäßig verteilt sind. Die Übereinstimmung des Verteilungsmusters der Rückenschwimmer-Populationen mit einer Zufallsverteilung weist darauf hin, daß diese räuberischen Wasserwanzen kein das Verteilungsmuster bestimmendes Verhalten besitzen.

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Summary From photographic recordings the distribution of individuals of the back swimmer Notonecta glauca in natural and artificial populations of various densities and sex ratios were analysed. The distances between each animal and its nearest neighbour were measured and compared with calculated data from population models with known dispersion patterns. It was shown that each back swimmer population with a higher density than 6 animals per m² follows a random distribution. Varying the ratio of males to females in the population has no influence on the type of dispersion nor has age from 3. instar to imago. In populations with smaller densities than 7 animals per m² the difference in average interindividual distance between a random dispersion model and a uniform dispersion model is not significant for each density. Therefore it is impossible to decide whether Notonecta-populations with these low densities are randomly or uniformly distributed. The agreement of the dispersion pattern of the back swimmer populations with a random distribution indicates the absence of any behaviour affecting dispersion of this predatory water bug.

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Mit Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (Bewilligungen an Prof. Dr. H. Markl, Az. Ma. 374/4; 741, 29-3).     

RESPONSES BY FEMALE DACINAE TO “MALE” LURES AND THEIR RELATIONSHIP TO PATTERNS OF MATING BEHAVIOUR AND PHEROMONE RESPONSE

In laboratory experiments virgin female Dacus sp. A D. aquilonis and D. tenuifascia exhibited significant responses to the chemical lures normally attractive to males of these species (methyl eugenol and cue lure). Development of the female response was correlated with the time course of ovarian maturation. Females did not respond after having mated. Temporal aspects of the female response were analogous to the pheromone responses normally displayed by virgins in the laboratory. It is suggested that the chemicals used as male lures or others related to them are involved in the pheromone communication system of these species although the nature of this involvement is not clear.

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Zusammenfassung In Laboratoriumsversuchen zeigten unbegattete Weibchen von Dacus sp. A, D. aquilionis und D. tenuifascia gesicherte Reaktionen auf chemische Köder, welche normalerweise auf Männchen wirken (Methyleugenol und Cue Lure). Die Entwicklung der Reaktion der Weibchen war korreliert mit dem zeitlichen Verlauf der Eireifung. Die Weibchen reagierten nach der Begattung nicht mehr. Der zeitliche Verlauf der Reaktion der Weibchen war analog der Reaktion unbegatteter Weibchen auf Pheromon im Laboratorium. Es wird angenommen, dass chemische Substanzen, welche als Männchenköder verwendet werden oder diesen ähnlich sind, im Pheromonübermittlungssystem der Art beteiligt sind. Allerdings ist die Art dieser Beteiligung unklar.

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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.     

Zur faktorenanalyse des schlüpfrhythmus der flugstadien von Baetis alpinus Pict. (Baetidae,Ephemeroptera)

Zusammenfassung Die Untersuchungen, die an der Biologischen Station Lunz/N.Ö. durchgeführt wurden, zeitigten folgende Ergebnisse:Im Experiment unter konstanten chemischen und Temperaturverhältnissen erfolgt im Naturtag die Häutung zur Subimago nur bei Licht und auf die Stunden zwischen 12 Uhr und Sonnenuntergang konzentrient. Im Dauerlicht läuft das Schlüpfen frei ab, im Dauerdunkel wird es unterdrückt. Die Dauer des Subimagostadiums ist unter natürlichen Bedingungen von der Temperature abhänig, das Schlüpfen der Imagines ist tageszeitlich nicht festgelegt. Dies bestätigen auch die experimentellen Untersuchungsergebnisse.

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Summary Observations were carried out at the Biological Station Lunz in Lower Austria.If chemical and temperature conditions are kept constant, the subimagines of B. alpinus emerge under natural illumination only in light, mainly between 12.00 and sunset. In permanent light the rhythmicity of emergence seems to be disturbed, in permanent darkness emergence is suppressed.Under natural conditions the duration of the subimago stage depends only on temperature and is not fixed to a particular time of day.

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Frau Univ.-Prof. Dr. Agnes Ruttner-Kolisko zum 60. Geburtstag gewidmet.     

Genetic affinities between adjacent populations of spider mites (Tetranychus urticae Koch)

The interbreeding potentials of nine populations of spider mites were examined. The populations were gathered from horticultural crops in different glasshouses in a limited area of Aalsmeer. A great variety of genetic incompatibilities between these populations was found. In most crossing a partial sterility of the hybrids, as measured by egg hatchability, occurred. Some crosses showed reciprocal differences. It was suggested that genetic divergence of these adjacent populations arises especially from the haplo-diploid nature of spider mites.

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Zusammenfassung Die Kreuzbarkeit von neun Spinnmilben-Populationen wurde untersucht. Die Populationen wurden von Gartenpflanzen verschiedener Gewächshäuser in einem bestimmten Gebiet von Aalsmeer gesammelt. Es zeigte sich eine große Variabilität in der genetischen Verträglichkeit zwischen diesen Populationen. Bei den meisten Kreuzungen trat, gemessen an der Schlüpffähigkeit der Eier, eine partielle Sterilität der Hybriden auf. Einige Kreuzungen wiesen reziproke Unterschiede auf. Es wird vermutet, daß die genetische Divergenz dieser aneinandergrenzenden Populationen speziell auf der haplo-diploiden Natur der Spinnmilben beruht.

     

Die abhängigkeit der diapause von der photoperiodizität bei Tetrix Undulata (sow.) (saltatoria,tetrigidae) (mit beiträgen zur biologie und morphologie dieser art)

Zusammenfassung Tetrix undulata (Sow.) wurde über mehrere Jahre (1959–1963) im natürlichen Biotop beobachtet und untersucht. Daneben hielt ich Tiere vom Ei an unter den verschiedensten Licht- und Temperaturverhält-nissen.Zunächst werden Angaben zur Biologie, zur Ökologie und zum Verhalten gemacht.Im jahreszeitlichen Entwicklungsablauf konnte ich zwei parallel verlaufende Stämme nachweisen. Tiere des , Sommerstammes überwintern im Larvenstadium und werden im Sommer ausgewachsen. Die Vertreter des Herbststammes erreichen das Imaginalstadium im Herbst und überdauern die kalte Jahreszeit auch in diesem Stadium.Morphologische Unterschiede zwischen Generationen, die unter verschiedenen Photoperioden aufgewachsen sind, treten sowohl in der Natur als auch unter künstlichen Versuchsbedingungen nicht auf.Die M ännchen von Tetrix undulata rind unabhängig von der herrschenden Photoperiode ungefähr 14 Tage nach der Imaginalhäutung geschlechtsreif, sie weisen keinen Entwicklungsstillstand der Gonaden auf.Findet die Entwicklung der Weibchen in Tageslängen bis zu 16 Std Licht statt, so wird eine Ovarialdiapause induziert. Der 18 L : 6 D-Tag verhindert den Entwicklungsstillstand der Ovarien.Die Induktion erfolgt nur im Larvenstadium. Zumindest das fünfte und sechste Stadium Bind hierfür sensibel.Die Beendigung der Ovarialdiapause ist temperaturbedingt.Auf Grund der Versuchsergebnisse wird der jahreszeitliche Entwicklungsgang von Tetrix undulata erläutert und die Bedeutung der beiden Stämme für den Artbildungsprozeß diskutiert.     

Allozyme variability in Black Grouse (Tetrao tetrix), a tetraonid with lek behaviour

Summary The allozyme variability of 38 genetic loci coding for blood proteins was compared in up to 95 Black Grouse originating from Bavaria, the Netherlands and two sites in Sweden, bred to restock the Central European lowland populations. Polymorphisms are described forAda*,Pgd*, andPgm-1*, yielding an overall fraction of polymorphic loci of P=0.079, and an observed heterozygosity of H_o=0.015 (H_e=0.018). The genotype distributions at theAda* locus differed significantly between regional stocks, but unbiased standard distances measured D=0.0060 at most. Considering the inferred importance of genetic drift for Black Grouse microevolution, these slight genetic distances do not provide a basis for judging the validity of a suggested subspecies from the Netherlands. The weight differences of the eggs laid by grouse from different regional stocks reached statistical significance. A heterosis effect is inferred from the heavier eggs produced by F₁ crosses between parents originating from disparate geographic origins.

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Genetische Variabilität beim Birkhuhn (Tetrao tetrix), ein Hühnervogel mit Arenabalz

Zusammenfassung Die elektrophoretische Variabilität (38 Proteinloci) von Birkhühnern (Tetrao tetrix) wurde an Populationen aus Schweden, Bayern und den Niederlanden untersucht (n=95). Dabei handelt es sich um einige Gründertiere (teilweise Wildfänge) definierter geographischer Herkünfte für die Auswilderungszucht des Instituts für Wildtierforschung (Hannover) oder um deren Nachzuchten. Variabilität der EnzymeAda*,Pgd* undPgm-1* erbrachten einen Polymorphismus von P=0,079 und eine Heterozygotie von H_o=0.015 (H_e=0.018). Die Genotypenverteilung desAda*-Locus differenzierte regionale Populationen, jedoch betrugen die stichprobenkorrigierten genetischen Distanzen zwischen den Herkünften lediglich D=0.0060 oder waren geringer. Die geringe Mischerbigkeit wird hypothetisch mit relativ hoher genetischer Drift in Zusammenhang gebracht, weshalb sich Allozympolymorphismen beim Birkhuhn auch nur eingeschränkt zur Analyse von (unterartlichen) Populationsunterschieden eignen könnten, zumindest solange die Stichproben nicht erheblich ausgeweitet werden. Die Eigewichte von Hennen verschiedener regionaler Herkünfte unterscheiden sich signifikant, die Eier von Mischlingen zwischen Linien sind schwerer (Heterosiseffekt?). Die geringe Mischerbigkeit der untersuchten Birkhühner mag mit Faktoren der arteigenen Lebensweise (Arenabalz mit Polygynie, Varianz der Fruchtbarkeit unterschiedlicher Familien aufgrund hoher Kükensterblichkeit, Bestandesfluktuationen) erklärt werden. Die in den kleinen, isolierten Reliktbestände in Niedersachsen verbleibende genetische Variabilität dürfte sehr rasch verloren gehen, sofern die verbleibenden Habitate nicht durch Trittsteine verbunden werden, deren Abstände dem Ausbreitungsradius des Birkwildes Rechnung tragen.

     

Genetic differentiation and speciation in leaf-mining flies of the genus Phytomyza

Population structure is one of the most important factors determining speciation potential. We analyzed the spatial variation in allozyme frequencies of Phytomyza chaerophylli Kalt. (Diptera: Agromyzidae) using Wright's F-statistics. The degree of interpopulation variation is substantial (F_ST=0.092). Variation between local populations separated by only a few kilometers is as high as between populations as far as 1000 kilometers apart, indicating low interpopulation gene flow. The results are supported by ecological studies which revealed that host plant populations of P. chaerophylli, as well as of other, closely related Phytomyza species, are patchily distributed and have a short average life span. Populations of many Phytomyza species are thus mostly small and partly isolated and are prone to frequent extinctions and bottlenecks. Such conditions greatly increase the chance of rare mutations being fixed in new populations which may eventually lead to speciation. It is argued that the ecology and population structure of P. chaerophylli and congeners favor rapid speciation.

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Zusammenfassung Die Populationsstruktur ist einer der wichtigsten Faktoren, die das Speziationspotential einer Species bestimmen. Wir analysierten die räumliche Variation der Allozymfrequenzen von Phytomyza chaerophylli Kalt. (Diptera: Agromyzidae) nach den Methoden von Wrights F-Statistik. Der Grad der genetischen Variation zwischen den Populationen ist beträchtlich (F_ST=0.092). Die Variation zwischen lokalen, lediglich durch wenige Kilometer voneinander getrennten Populationen ist gleich gross wie zwischen Populationen, die bis zu 1000 Kilometer auseinander liegen. Eine solche Differenzierung deutet auf einen niedrigen Genfluss zwischen den Populationen. Die Ergebnisse der genetischen Analyse werden gestützt durch ökologische Studien, welche zeigten, dass Wirtspflanzenpopulationen von P. chaerophylli und anderen, nah verwandten Phytomyza-Arten eine inselartige Verbreitung aufweisen und eine verhältnismässig kurze mittlere Lebensdauer haben. Die Populationen von vielen Phytomyza-Arten sind daher meist klein und teilweise isoliert und unterliegen häufig Ausrottungen und genetischen Flaschenhälsen (Bottlenecks). Solche Bedingungen vergrössern beträchtlich die Chance, seltene Mutationen in neuen Populationen zu fixieren, was unter Umständen zu Speziation führen kann. Wir stellen fest, dass Ökologie und Populationsstruktur von P. chaerophylli und anderen Arten dieses Genus günstige Voraussetzungen für eine schnelle Speziation darstellen.

     

Die natürliche Strahleneinwirkung auf den Atemtrakt

Zusammenfassung Die natürliche Strahleneinwirkung auf den menschlichen Atemtrakt wird im wesentlichen durch die Inhalation der kurzlebigen Zerfallsprodukte des Radons (Rn²²²) und Thorons (Rn²²⁰) verursacht. Ausgehend von der Größenverteilung des natürlich radioaktiven Aerosols und dem Landahlschen Lungenmodell wird die Abscheidung der Zerfallsprodukte in den einzelnen Regionen des Atemtrakts abgeschätzt. Die resultierende Aktivitätsverteilung wird unter Berücksichtigung des Ciliartransports und der Lungenausscheidung ermittelt. Die zugehörige Tiefendosisverteilung im Bronchialepithel wird angegeben, wobei die oc-Absorption in der Schleimschicht und die Abhängigkeit des-Bremsvermögens von der Energie berücksichtigt werden. Es zeigt sich, daß die natürliche Strahlenein Wirkung auf das Bronchialepithel erheblich höher sein dürfte, als auf Grund der bisherigen, stark vereinfachenden Abschätzungen angenommen wurde. Die maximale Dosisleistung ist im Bereich der mittleren Bronchien zu erwarten, wo mit einer mittleren natürlichen Belastung der Basalzellen von etwa 100 mrad/a bzw. 1 rem/a zu rechnen ist. Die Ergebnisse werden auch im Hinblick auf die Inhalation von Po²¹⁰ beim Rauchen diskutiert.

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Summary The natural radiation exposure of the human respiratory tract is mainly caused by the inhalation of the short-lived decay products of radon (Rn²²²) and thoron (Rn²²⁰). From the particle size distribution of the carrier aerosol of these decay products their deposition in different regions of the human respiratory tract and the resulting activity distribution is estimated for normal breathing conditions, taking into account the biological elimination from the alveolar region and the ciliar transport in the bronchial tree. The corresponding-depth dose distribution in the bronchial epithelium is derived, taking into account the-absorption and the variation of stopping power with-energy. The resulting natural radiation exposure of the bronchial epithelium is considerably higher than it was hitherto assumed. The maximum dose rate is reached in the segmental and subsegmental bronchi, where a mean natural radiation exposure of about 100 mrad/a or 1 rem/a must be expected in the basal cell layer. The results are discussed and compared with the RaF (Po²¹⁰)-inhalation dose by cigarette smoking.

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Erweitertes Manuskript eines Vortrags auf der Tagung der Deutschen Gesellschaft für Biophysik in Homburg/Saar vom 23. bis 24. April 1965.     

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.     

Substrate selection by the archiannelidProtodrilus rubropharyngeus

Summary 1.Protodrilus rubropharyngeus Jägersten, a marine interstitial archiannelid, was found to move to the surface layers of sand in response to a negative geotaxis and preference for areas of highest oxygen tension.2. Strong light and vibrations tend to keep the animal just below the sand surface except on calm days.3. The adults were found to be highly gregarious.4. Both adults and larvae showed a preference for the 0.5 to 1 mm grade of sand.5. The localisation of high numbers of animals in narrow areas of a uniform beach seems to be related to the presence of a localized surface film on the sand grain surfaces. This film is produced by certain favourable species of bacteria, and together with a chemical produced by the animals themselves, attracts other members of the species to this sand.

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Substratwahl durch den ArchiannelidenProtodrilus rubropharyngeus

Kurzfassung Die Verteilung von Populationen mariner interstitieller Organismen wird durch Auswahl eines geeigneten Substrats seitens der Larven und (oder) Adultformen bestimmt. Entscheidend für die Wahl eines sandigen Substrats sind Korngröße, Sauerstoffgehalt, Temperatur, Lichtdurchlässigkeit etc. sowie die chemischen Eigenschaften der Sandoberfläche. FürProtodrilus rubropharyngeus Jägersten konnte negative Geotaxis sowie eine Bevorzugung von Sandarealen mit relativ hohem Sauerstoffgehalt nachgewiesen werden.P. rubropharyngeus reagiert bei starkem Lichteinfall negativ photokinetisch. Vibrationen rufen positive Geotaxis und Verschwinden im Substrat hervor. In Versuchen, bei denen adulte Tiere zwischen Sand mit Tieren und Sand ohne Tiere wählen konnten, bevorzugten sie Sand, in dem sich Artgenossen befanden. Es ließ sich ferner nachweisen, daß eine Substanz, die von adulten Tieren produziert wird, zu gregariousness führt. Im Wahlversuch zwischen Sand bestimmter Korngröße und natürlichem, ungesiebtem Sand entschieden sich sowohl Adulte als auch Larven für Korngrößen von 0,5 bis 1 mm. Im natürlichen Biotop dominierten jedoch Sandkörner von 1 bis 2 mm Größe. Dadurch ist das Vorkommen vonP. rubropharyngeus auf Strandzonen mit Korngrößen von 0,5 bis 1 mm beschränkt. Im Vergleich zu unbehandeltem Sand wurde sterilisierter Sand nur von sehr wenigen Tieren bevorzugt, wenn er in einfachen Wahlversuchen Adulten und Larven angeboten wurde. Dies änderte sich jedoch, wenn sterilisierter Sand mit Sandbakterienkulturen beimpft wurde. Im Wahlversuch zwischen Sanden, die mit verschiedenen Bakterienarten beimpft worden waren, bevorzugten Adulte wie Larven in gleicher Weise bestimmte Bakterienarten. Wenn adulte Tiere zugegen waren, wurde steriler, mit Bakterien beimpfter Sand fast ebenso häufig besiedelt wie unbehandelter Sand. Die streng lokalisierten Populationen der Spezies erklären sich somit aus der Bindung an eine bestimmte Korngröße, dem Vorhandensein eines Oberflächenfilms bakteriellen Ursprungs sowie einer von den adulten Tieren produzierten Substanz.

     

Beitrag zur Ermittlung der Pilzbesiedlung bei natürlichen Böden und ihrer Kennzeichnung durch ein besonderes Isolierungsverfahren

Zusammenfassung Es wird für die Ermittlung der natürlichen Vergesellschaftung der Pilzflora im Boden und für ihre unmittelbare Isolierung ein Verfahren angegeben, bei dem die Struktur des Bodens und die im Boden lebenden Pilzthalli weitgehend erhalten bleiben. Die Oberfläche von Strukturproben wird in naturfeuchtem Zustand mit einem Nährboden übersprüht, so daß auf der Bodenoberfläche eine dünne, geschlossene Agardecke entsteht. Die Hyphen im Boden durchwachsen diese Nährbodenschicht und bilden auf ihrer Oberseite Sporenträger aus. Auf diese Weise entsteht ein Bild der natürlichen Pilzbesiedlung des Bodens, das die Zusammensetzung der Bodenpilzflora unmittelbarer wiedergibt als das Plattengußverfahren. Gegenüber anderen direkten Isolierungsmethoden bringt das neue Verfahren die Pilzflora eines größeren Bodenausschnittes zur Entwicklung.     

Über die Bedeutung des Alters für die photoperiodische Reaktion von Kalanchoe Blossfeldiana

Zusammenfassung Aussaaten vonKalanchoe Bloßfeldiana, die am 30. Januar, 21. März und 21. Mai gemacht worden waren, wurden im 9- und 12-Stundentag sowie in natürlicher Tageslänge aufgezogen.Mitte Juli waren in den im 9-Stundentag gehaltenen Gruppen die Januarpflanzen bereits verblüht, die Märzpflanzen hatten Knospen, und die Maipflanzen waren noch vegetativ. Im 12stündigen und natürlichen Tag waren noch in keiner der Aussaaten Blüten vorhanden. Nur der Kurztag hatte also Blütenbildung ausgelöst.Am 14. 7. kamen Gruppen von Pflanzen aus jeder Tageslänge und von jedem Aussaattermin in 6-, 9-, 12- und 24stündigen Tag. Bis Ende August oder früher wurden in der 6- und 9stündigen Tagesdauer in allen Gruppen Blütenanlagen gebildet, was dem Kurztagscharakter der Pflanze durchaus entspricht.Aber auch im 12-Stundentag entstanden Blütenanlagen, jedoch nur bei der Januar- und der Märzaussaat, und zwar um so früher, je kürzer die Tagesdauer während des Vorlebens vor dem 14. 7. gewesen war.Die Januaraussaat bildete sogar im Dauerlicht Blütenanlagen aus; innerhalb der Versuchszeit allerdings nur nach Vorleben im 12stündigen, nicht im natürlichen Tag.Die 3 Monate alten Pflanzen blühten also nur im 6- und 9-Stundentag, 5 Monate alte auch im 12-Stundentag und 7 Monate alte auch im Dauerlicht.Mit zunehmendem Alter wirdKalanchoe Bloßfeldiana also fähig, auch im ausgesprochenen Langtag Blüten anzulegen. Sie ist also in der Jugend eine typische Kurztagspflanze, verhält sich später aber wie die tagneutralen Gewächse, die bei allen Tageslängen blühen können.