Der Einfluß des Subsozialverhaltens derspezialisierten SamensaugerOncopeltus fasciatus Dall. undDysdercus fasciatus Sign. auf ihre Ernährung

Zusammenfassung Die Nahrungsaufnahme von Einzeltieren und Gruppen der plantisugen WanzenO. fasciatus undD. fasciatus wird vergleichend quantitativ untersucht. In Gruppen (2–4 Individuen) beider Arten wird gegenüber solitären Wanzen sowohl die Anstichrate als auch die Saugtätigkeit und Nahrungsaufnahme erhöht, wobei artspezifische Unterschiede auftreten. Der Einfluß des Subsozialverhaltens zeigt sich an unteroptimalen Nahrungsquellen (fürO. fasciatus alteAsclepias syriaca-bzw. fürD. fasciatus Helianthus annuus-Samen) deutlicher als an optimalen (erntefrischeAsclepias-bzw.Gossypium-Samen). Die Funktion sowie Bedeutung des wäßrigen Speichels wird diskutiert. Im Vordergrund stehen hierbei die funktionellen Verknüpfungsmöglichkeiten des Subsozial verhaltens beider spezialisierter Samensauger mit der Bildung und Nutzung dieses Sekrets.

---

The effect of subsocial behaviour of the seed-sucking bugsOncopeltus fasciatus dall. andDysdercus fasciatus sign. on their nutrition

Summary The quantitative uptake of food of isolated individuals or groups ofOncopeltus fasciatus andDysdercus fasciatus has been investigated comparatively. In groups of both species (2–4 members) the feeding activity and the volume of food ingested is increased. The subsocial behaviour is found to have more influence on unattractive food than on optimal one. The subsocial behaviour ofD. fasciatus andO. fasciatus exhibits intraspecific differences. The function and importance of the watery saliva is discussed emphasizing the functional relation of subsocial behaviour and economy of salivation of these seed-sucking species.

---

---

Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen einer Herrn Prof. Kloft gewährten Sachbeihilfe.     

Saugverhalten und Nahrungsaufnahme von Oncopeltus fasciatus Dallas (Heteroptera,Lygaeidae)

Zusammenfassung Das Verhalten von Oncopeltus fasciatus bei der Nahrungssuche und- aufnahme wurde untersucht. Durch Aufspeicheln und Aufsaugen von Speichelsekret wird ein Substrat auf Eignung für Einstich und Nahrungsaufnahme geprüft. Die histologische Bearbeitung des Saugortes in einer Pflanze (Vicia faba) zeigt eine deutliche Bevorzugung des Leitungssystems beim Einstich. Hier werden Speichelscheiden gebildet. Im Samen (Asclepias syriaca und Helianthus annuus) werden die reservestoffreichen Cotyledonen besaugt. Der Einstich erfolgt ohne Sekretion einer Speichelscheide. Die Funktion dieser Speichelscheide wird diskutiert. Unter extremen Bedingungen tritt bei der sonst phytophagen Wanze trotz ihres ausgeprägten Subsozialverhaltens Kannibalismus auf. Beim Durchstechen der Cuticula dürften überwiegend mechanische Kräfte wirksam sein. Im Speichel konnte kein Chitin-spaltendes Enzym nachgewiesen werden. Weiterhin wurde die Saugzeitenverteilung zwischen Pflanze (Wasseraufnahme) und Samen (Nahrungsaufnahme) über einen Tagesablauf bestimmt. Die Wanzen dürften an der Pflanze in kürzeren Saugphasen Sättigung erreichen als an den dehydratisierten Samen. Die beträchtliche Menge and Speichel (1,14 mg/Wanze/Std), die in einen Samen injiziert werden, emulgieren und suspendieren dessen Inhalt und bringen ihn so in eine für das Insekt aufsaugbare Form.

---

Summary The feeding behaviour of Oncopeltus fasciatus has been investigated. Exploration of food materials is performed by means of watery saliva which is secreted onto surfaces of substrates and sucked back again. Histological tests indicate that the animal preferably pierces the conducting system of the Vicia faba plant. Oncopeltus fasciatus secretes sheath material which coagulates and forms a lining to the path of the stylets during plant feeding. Feeding on seeds (Asclepias syriaca and Helianthus annuus) is not accompanied by stylet sheath formation. The function of this stylet sheath is discussed. Under extreme conditions the phytophagous animal shows cannibalism in spite of its marked subsocial behaviour. Penetration of the cuticle seems to be effected mainly by mechanical forces. No chitin-splitting enzyme could be detected in the saliva. The feeding activity over a photoperiod of 12 hrs on plants (uptake of water) and seeds (uptake of nutritive materials) is determined. It is suggested that on a green plant the animal is saturated more rapidly than on dehydrated seeds. The considerable amounts of watery saliva emulsify and suspend the contents of the seeds. Into seeds of Asclepias syriaca saliva is injected at a rate of approximately 1.14 mg/animal/hr.

---

---

Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen einer Herrn Prof. Kloft gewährten Sachbeihilfe.     

Wasser-und Nahrungsaufnahme and Pflanzen unter besonderer Berücksichtigung der Wirtsspezifität vonOncopeltus fasciatus Dallas

Zusammenfassung Turgeszente Pflanzen verschiedener Arten (17 Species aus 12 Familien) und unterschiedlichen physiologischen Zustandes (vegetativ, blühend, mit jungen Früchten) sowie Samen (29 Arten aus 17 Familien) werden als Nahrungspflanzen fürOncopeltus fasciatus getestet. Die Präferenz — insbesondere Spezifität von Nahrungs-bzw. Wasseraufnahme — wird quantitativ untersucht. Nichtwirte sowie Blätter und Stengel von Wirtspflanzen dienen der Wasserversorgung, wobei die Saugaktivität von der Turgeszenz des Gewebes abhängt. Die Reproduktionsorgane der geprüften Asclepiadaceen dürften überwiegend zur Nahrungsaufnahme herangezogen werden. Gegenüber der Wasseraufnahme wird der Anstich für die Nahrungsaufnahme durch artspezifische Attractants ausgelöst. Deshalb scheint das Wirtsspektrum vonO. fasciatus ausschließlich auf die Familie der Asclepiadaceen beschränkt zu sein.

---

Uptake of water and food from green plants in regard to host-specifity ofOncopeltus fasciatus dallas

Summary Turgescent plants of different species (17 species of 12 families) and of different physiological state (vegetative, flowering, with young fruits) as well as seeds (29 species of 17 families) have been investigated as food plants forOncopeltus fasciatus. The preference, especially in regard to food and water uptake, is analysed quantitatively. Nonhosts as well as leaves and stems of hostplants serve for water supply, whereby the sucking activity depends on the turgescence of the tissue. Feeding however is considered to be dominant on the reproductive organs of the examinedAslepiadaceae. Feeding punctures, in contrary to those for water uptake, are induced by specific attractants, characteristic to the species. The range of host plants ofO. fasciatus seems to be limited exclusively to the family of theAsclepiadaceae.

---

---

Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen einer Herrn Prof. Kloft gewährten Sachbeihilfe.     

Feinstruktur eines maxillaren Muskelrezeptors bei Oncopeltus fasciatus (Insecta,Heteroptera)

Zusammenfassung Im Kopf von Oncopeltus fasciatus wird erstmals für Insekten ein maxillarer nicht-ciliärer Muskelrezeptor in seiner Feinstruktur beschrieben. Er ist zwischen dem Hypopharynx-Flügel und dem Maxillen-Hebel aufgespannt und wird dementsprechend bei der Protraktion der Maxille gedehnt. Der reizübermittelnde Teil ist zusammengesetzt aus zwei caudal gelegenen, sehr dünnen Muskelfasern und einem Bindegewebs-Strang im vorderen Drittel. Die beiden Fasern des Rezeptor-Muskels bilden in ihrem vorderen Bereich eine Röhre. Die motorische Innervierung der Fasern geschieht vom Lumen der Röhre her. Fünf Sinneszellen senden ihre Dendriten zum Bindegewebs-Strang, wo sie zwischen den Fibrillen enden. Der beschriebene Maxillen-Rezeptor ist möglicherweise serial-homolog dem dorsalen Mandibel-Rezeptor anderer Insekten.

---

Fine structure of a maxillary muscle receptor in Oncopeltus fasciatus (Insecta, Heteroptera)

Summary The fine structure of a non-ciliary muscle receptor in the maxilla of Oncopeltus fasciatus is described. The receptor extends anteriorly from its origin at the hypopharyngeal wing to its insertion at the maxillary lever. Accordingly it is stretched during protraction of the maxilla. The stimulus-transmitting part consists of two very thin, caudally situated muscle fibres and a connective tissue strand situated in the cranial third. The receptor muscle fibres form a tube in their cranial part. They are innervated by a motor axon lying in the lumen of the tube. Five sensory cells send their dendrites to the connective tissue strand, where they end among the filaments. The maxillary receptor described here is possibly an organ serially homologous to the dorsal mandibular muscle receptor of other insects.

---

---

Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft     

Über Vorzugstemperatur und Wasserhaushalt von Oncopeltus fasciatus Dall. (Heteroptera: Lygaeidae)

Zusammenfassung Die Temperaturpräferenz von Oncopeltus fasciatus Dall. wurde untersucht. Die Verteilung in einem Temperaturgradienten erfolgte über einen breiten Temperaturbereich von 12,5–35°C, der als Vorzugstemperaturbereich für Oncopeltus definiert werden kann. Innerhalb seiner Grenzen variiert die Vorzugstemperatur (V.T.) je nach physiologischem Zustand des Versuchstieres. Nach 48stündigem Wassermangel wählen die Wanzen 15–17,5°C als V.T. Bei Temperaturen unterhalb von 30°C bildet Oncopeltus fasciatus aufgrund ihres subsozialen Verhaltens Aggregationen, oberhalb von 30°C dagegen erfolgt keine Gruppenbildung. Die relative Luftfeuchtigkeit besitzt im Bereich von 35–100% keine Bedeutung für die Lebensdauer. Auch in Kombination mit Wassermangel zeigt sie keinen Effekt. Die aktive Wasseraufnahme jedoch dürfte eine dominierende Bedeutung für das Überleben der samensaugenden Wanze Oncopeltus fasciatus haben.

---

On the Preferred Temperature and water economy of Oncopeltus fasciatus Dall. (Heteroptera: Lygaeidae)

Summary The Preferred Temperature of Oncopeltus fasciatus has been investigated. In a temperature gradient the bugs disperse within a broad range from 12,5 to 35°C (=Range of Preferred Temperature). Within this special range each individual selects its own smaller Preferred Temperature (P.T.), depending on its physiological condition. After water deficiency for 48 hrs. the bugs choose a P.T. of a range between 15–17,5°C. At temperatures below 30°C Oncopeltus fasciatus forms aggregations because the bug exhibits a subsocial behaviour. At temperatures above 30°C no aggregation is formed. At a range between 35–100% the Relative Humidity (R.H.) has no meaning for the duration of life, also in combination with water deficiency. But the active uptake of water seems to be the dominant factor for the survival of the seed-sucking bug Oncopeltus fasciatus.

---

---

Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen einer Herrn Prof. Kloft gewährten Sachbeihilfe.     

The utilisation of food by the adult female desert locust, Schistocerca gregaria

Food utilisation has been estimated in the adult female desert locust by measurements of the weight of food ingested, the weight of faeces produced and the increase in body-weight. More food is eaten during somatic growth than during the first gonotrophic cycle; moreover, bran is eaten in preference to lettuce during this period of intense feeding.The amount of available carbohydrate in lettuce is 35% of the dry weight and that of bran is 56.2% of the dry weight. The approximate digestibility (A.D.) of the food is higher during somatic growth than during ovarian growth which may reflect the greater percentage of easily digestible carbohydrate in bran than lettuce. The efficiency of conversion of ingested food to body-substance (E.C.I.) and the efficiency of conversion of digested food to body-substance (E.C.D.) are both greater during ovarian growth than during somatic growth.The protein requirements of both growth phases are approximately the same, but the animals utilise more carbohydrate during somatic growth than during ovarian growth. It is suggested that the carbohydrate digested during somatic growth is channelled both into formation of the chitin deposited in the cuticle and into energy production for the growth processes themselves. Thus the choice of bran may well lie in the provisionof easily available carbohydrate without the problem of water loading which would be the case if large quantities of lettuce were consumed.

---

Zusammenfassung Die Nahrungsverwertung erwachsener weiblicher Wüstenheuschrecken wurde durch Feststellung des Gewichtes der verzehrten Nahrung, des Gewichtes der Exkremente und der Zunahme an Körpergewicht bestimmt. Während des somatischen Wachstums wird mehr Nahrung verzehrt als während des ersten gonotrophischen Zyklus, außerdem wird während dieser Zeitspanne intensiver Nahrungsaufnahme Kleie dem Salat vorgezogen.Im Salat stehen 35,0% des Trockengewichtes als Kohlenhydrat zur Verfügung, in der Kleie 56,2%. Die näherungsweise Verdauungsfähigkeit (approximate digestibility = A.D.) der Nahrungsmittel ist während des somatischen Wachstums besser als während der Eibildung, was auf den höheren Prozentsatz der leicht verdaulichen Kohlenhydrate in der Kleie im Vergleich zum Salat zurückzuführen sein mag. Die Wirksamkeit, mit welcher verzehrte Nahrung in Körpermasse umgewandelt wird (efficiency of conversion of ingested food = E.C.I.), und die Wirksamkeit, mit welcher verdaute Nahrung in Körpermasse umgewandelt wird (efficiency of conversion of digested food = E.C.D.) ist in beiden Fällen während des Eiwachstums größer als während des somatischen Wachstums.Der Proteinbedarf ist in beiden Wachstumsphasen ungefähr der gleiche, die Tiere verwerten jedoch während des somatischen Wachsums mehr Kohlenhydrate als während der Eibildung. Es wird darauf hingewiesen, daß die verdauten Kohlenhydrate während des somatischen Wachstums sowohl für die Bildung des in der Epidermis abgesetzten Chitins verwertet werden als auch für die Erzeugung von Energie für die Wachstumsvorgänge selbst. Der Grund für die Wahl der Kleie ist deshalb wohl auch die Versorgung mit leicht verfügbarem Kohlenhydrat ohne das Problem zusätzlicher Wasserbelastung, die durch das Verzehren großer Mengen von Salat entstehen würde.

     

Patterns of insect-plant relationships determining susceptibility or resistance of different plants to an insect

Differences in the susceptibility or resistance of various plants to an insect are determined by physiological factors influencing the establishment of a larger or smaller population of the insect. These factors may be arranged into six main categories according to the six chief phases of its establishment, each phase involving interaction of two types of factors: The responses of the insect to plants and various characteristics of the plants. The responses of an insect and the plant characteristics involved in six phases of establishment are: (1) Orientation in response to attractance/repellence of plants determined by their physical and chemical characters: (2) Feeding activity resulting in food-intake according to the ingestibility of plants as determined by their physical and chemical characters; (3) Metabolism of the ingested food resulting in its assimilation, according to the nutritive value of plants; (4) Growth of the insect, determined by food-intake and nutritive value of the ingested food; (5) Survival and egg-production in the adult stage, determined by food-intake and nutritive value of food; (6) Oviposition, determined by physical and chemical characters of plants.The role of different characteristics of certain plants in determining the above six types of responses of insects has been described with reference to the red cotton bug, Dysdercus koenigii. The relationship between the susceptibility or resistance of the plants and quantitative differences in the above-mentioned responses of the insect has been considered in the paper.

---

Zusammenfassung Unterschiede in der Anfälligkeit oder Resistenz verschiedener Pflanzen gegenüber einem Insekt werden von physiologischen Faktoren bestimmt, welche die Bildung einer größeren oder kleineren Population des Insekts beeinflussen. Diese Faktoren können entsprechend den sechs Hauptphasen ihrer Entwicklung in sechs Hauptkategorien geordnet werden, wobei jede Phase das Zusammenwirken von zwei Gruppen von Faktoren umfaßt: die Reaktionen des Insekts gegenüber den Pflanzen und deren Eigenschaften. Die Reaktionen eines Insekts und die Eigenschaften der Pflanzen in sechs Phasen ihrer Ausbildung sind: 1. Orientierung als Reaktion auf anziehende oder abstoßende Wirkung der Pflanzen, die durch deren physikalische und chemische Eigenschaften bestimmt werden; 2. Fraßaktivität, die sich aus der Nahrungsaufnahme entsprechend der Eignung der Pflanze ergibt, bestimmt durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften derselben; 3. zur Assimilation führende Umwandlung der aufgenommenen Nahrung entsprechend dem Nährwert der Pflanzen; 4. Wachstum des Insekts, bestimmt durch Nahrungsaufnahme und Nährwert der aufgenommenen Nahrung; 5. Überlebensrate und Eiproduktion im Adultstadium in Abhängigkeit von Aufnahme und Nährwert der Nahrung; 6. Eiablage, bestimmt von physikalischen und chemischen Eigenschaften der Pflanzen.Die Rolle der verschiedenen Eigenschaften gewisser Pflanzenarten bei der Determination dieser sechs Reaktionsschritte der Insekten werden, bezogen auf die Rote Baumwollwanze, Dysdercus koenigii, beschrieben. Die Beziehung zwischen Anfälligkeit und Resistenz von Pflanzen und quantitativen Unterschieden in den oben beschriebenen Reaktionen dieses Insekts werden in dieser Arbeit untersucht.

     

The role of the maxillary and labial palps in the feeding behaviour of Schistocerca gregaria

The role of the maxillary and labial palps in the initiation and maintenance of feeding has been analysed in female fifth-instar nymphs of Schistocerca gregaria. The ability to perceive single chemicals prior to feeding and to feed to repletion on them is markedly reduced in the absence of the palps. Increasing the sensory input of suboptimal diets by providing an attractive odour results in an increased meal length in insects without palps but not in controls.Insects without their palps reared on a diet of lettuce and bran eat relatively less bran and more lettuce than do the controls, although the total volume of food ingested is the same. The smaller dry weight of food consumed as a result of this greater lettuce intake results in a significantly smaller dry weight gain over the fifth instar.

---

Zusammenfassung Bei Fünftlarven von Schistocerca gregaria wurde analysiert, welche Rolle die Maxillar- und Labialpalpen beim Frassbeginn und während des Fressens spielen. Palpenlose Insekten nahmen einzelne Chemikalien vor dem Fressen weniger wahr und frassen auch weniger als Kontrolltiere. Die sensorische Qualität suboptimalen Futters konnte durch einen attraktiven Geruch verbessert werden, was zu verlängerter Fresszeit bei palpenlosen Insekten, nicht aber bei Kontrolltieren, führte.Palpenlose Insekten, die auf einer Diät von Salat und Kleie gehalten wurden, frassen weniger Kleie und mehr Salat als Kontrolltiere, wobei das Volumen der aufgenommenen Nahrung gleich blieb. Durch den erhöhten Salatkonsum wurde die Trockensubstanzmenge der aufgenommenen Nahrung vermindert. Als Folge davon nahmen die Tiere während des fünften Larvenstadiums gesichert weniger an Trockensubstanz zu als Kontrolltiere.

     

ZUR FRAGE DER WIRTSSPEZIFITÄT BEI ONCOPELTUS FASCIATUS (HETEROPTERA: LYGAEIDAE)

Zusammenfassung Die Frage der Wirtsspezifität von Oncopeltus fasciatus Dall. wurde unter Verwendung der Samen von Asclepias syriaca, Helianthus annuus und Arachis hypogaea untersucht. Die eindeutige Bevorzugung von A. syriaca gegenüber den Samen von Helianthus und Arachis beruht auf einer oder mehreren Substanzen in der Samenschale von Asclepias, die den Anstich auslösen. Diese Substanz(en) läßt (lassen) sich extrahieren und auf Helianthus-Samen übertragen. Milchröhreninhalt von A. syriaca-Pflanzen zeigt denselben Effekt. Die Lygaeide Oncopeltus fasciatus kann jedoch mit H. annuus-Samen ernährt und erfolgreich gezüchtet werden. Entwicklungsgeschwindigkeit und Reproduktion sind zwar vermindert, Lebensdauer und Eigewichte aber auf beiden Wirten identisch. Zuchtversuche mit Samen von Arachis hypogaea dagegen verliefen erfolglos.

---

Summary The host specificity of the lygaeid Oncopeltus fasciatus feeding on seeds of Asclepias syriaca, Helianthus annuus and Arachis hypogaea has been investigated. The bug clearly prefers seeds of A. syriaca over seeds of A. hypogaea and H. annuus though the latter are also accepted. Stylet penetration is stimulated by unidentified chemical factors occurring in the milkweed seed coat. It is assumed that this stimulation increases the frequency of feeding acts and thus the volume of uptaken food. An extract of the seed shell of A. syriaca was coated on the surface of Helianthus seeds. After this treatment the bug was stimulated to penetrate the latter. The same effect was obtained with the milky latex of Asclepias plants. O. fasciatus can be reared on seeds of H. annuus successfully. The speed of development and the reproduction capacity are diminished but the longevity and the weight of the eggs on both hosts (A. syriaca and H. annuus) are identical. Seeds of A. hypogaea, on the contrary, appeared to be totally unsuitable as a rearing substrate.

     

The feeding and excretion rates of Aphis fabae Scop. on Vicia faba L.

The feeding and excretion rates of nymphs of Aphis fabae, feeding on young leaves of Vicia faba, were studied, using host plants grown in water culture and made radioactive with 32P. The amounts of sap ingested at first were small but the rate of ingestion increased rapidly between 12 and 16 hr. The maximum rate of feeding was estimated at 0.2 mg sap/hr, an uptake of 59 per cent of the mean body weight of the insects per hour. The results are discussed in relation to other recent work on aphid feeding and excretion.

---

Zusammenfassung Unter Benutzung von Wirtspflanzen, die in Wasserkultur angezogen und mit 32P radioaktiv gemacht waren, wurden Nahrungsaufnahme- und Exkretionsraten der Larven von Aphis fabae untersucht, die an jungen Blättern von Vicia faba saugten. Die aufgenommenen Saftmengen wurden für Zeitabschnitte von 1–24 Stunden Dauer geprüft. Die maximale Nahrungsaufnahmerate wurde mit 0,2 mg/Stunden geschätzt. Die Exkretionsrate von 32P variierte beträchtlich, war aber bei kürzerer Nahrungsaufnahme von weniger als 12 Stunden Dauer höher, und bei längeren Nahrungsaufnahmezeiten niedriger und weniger variabel. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf andere neuere Arbeiten über die Ernährung und Exkretion von Blattläusen diskutiert. Es wird vermutet, daß die maximale Rate der Nahrungsaufname, die für diese Insekten angegeben wird, unter den Bedingungen des Versuchs die normale war und daß die Mehrzahl der Aphiden offenbar 12 Stunden oder mehr brauchen, um mit ihren Stechborsten bis zum Phloem vorzudringen.