Effects of varying the hostplant and environmental conditions on the feeding and reproduction of Aphis fabae

The reproduction of apterous virginoparae of A. fabae on field beans is primarily controlled by nutrition of both the larval and adult stages. The kind of hostplant and the lighting conditions under which it is grown affect the aphid's fecundity and reproductive rate. Plants grown under mercury fluorescent lamps provide the aphids with better or more nutrients of the right kind so that they reproduce better than aphids living on plants grown in daylight in glasshouses.Nutrition during larval life also affects the early reproductive rate and fecundity of the aphids. Aphids that grew quickly as larvae reproduced faster during early adult life than slow developers. Fast developers were heavier and larger but did not contain more embryos than slow developers as adults and probably received a more nutritious food supply during their larval lives.

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Zusammenfassung Die Fortpflanzung ungeflügelter Virginoparer von Aphis fabae auf Ackerbohnen wird primär durch die Ernährung der Larven und Erwachsenen gesteuert. Die Art der Wirtspflanze und die Beleuchtungsbedingungen, unter denen sie sich entwickeln, beeinflussen die Gesamt-Fruchtbarkeit und die Reproduktionsrate der Blattläuse. Pflanzen, die unter Quecksilber-Fluoreszenz-Lampen (Leuchtstoffröhren) aufwuchsen, bieten den Blattläusen offensichtlich bessere oder mehr Nahrungsstoffe der erforderlichen Art, so daß sie sich besser fortpflanzen als Läuse, die auf Pflanzen leben, die im Gewächshaus unter Tageslicht aufgezogen wurden.Auch die Ernährungsverhältnisse während des Larvallebens beeinflussen die anfängliche Reproduktionsrate und die Fruchtbarkeit der Blattläuse. Manche Blattläuse, die sich rascher als andere entwickeln, hatten im frühen Adultstadium eine höhere Reproduktionsrate als die Langsam-Entwickler. Schnell-Entwickler waren schwerer und größer als Langsam-Entwickler und erhielten während ihres Larvallebens wahrscheinlich eine nahrhaftere Kost.

     

The effect of nutrient stress on development and reproduction in an aphid

To investigate the influence of nutritional quality on reproduction in the rose-grain aphid (Metopolophium dirhodum, Wlk.), it was reared on barley seedlings of different nutritional quality or starved either during the last instar or the first few days of adulthood. Their reproductive performance was studied by analysing the gonadal status of teneral adults and by scoring the number of offspring. Metopolophium dirhodum was very tolerant of starvation in the fourth instar with most surviving (97%) to adulthood. During starvation the embryos continued to grow but the fat content of the soma declined by nearly 50%. Aphids starved in the fourth instar and control animals matured at the same time and produced a similar number of offspring in the first three weeks. However, the fecundity of aphids reared throughout their larval development on a plant of low nutritional quality was significantly lower. Aphids starved during the fourth instar were able to compensate for their loss in weight by an increased growth rate relative to the controls after transfer to a high quality plant. Early experience of nutritional stress is more important in determining reproductive performance than nutritional stress in the last larval instar. Aphids transferred from a high to a low quality plant showed a high mortality and a lower reproductive output. Thus fecundity was not always correlated with teneral weight but with host plant condition during larviposition. Metopolophium dirhodum showed a very flexible reproductive strategy when subjected to nutritional stress.

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Zusammenfassung Für Untersuchungen über den Einfluß von Nahrungsqualität auf die Reproduktion wurde die Bleiche Getreideblattlaus, Metopolophium dirhodum (Wlk.), auf jungen Gerstenpflanzen verschiedener Qualität bzw. ohne Nahrung während des letzten Larvenstadiums oder in den ersten Tagen als Imagines gehalten. Als Maß für die Reproduktionsfähigkeit wurden die Gonaden von frischgehäuteten L4-Larven und Adulten analysiert und die Zahl der Nachkommen bestimmt. Metopolophium dirhodum erwies sich als sehr widerstandsfähig gegenüber Nahrungsentzug während des vierten Larvenstadiums, da die meisten Tiere (97%) diese Behandlung bis zum Adultstadium überlebten. Die Embryos wuchsen und entwickelten sich, während der Fettgehalt des Somas um fast 50% abnahm. Tiere, die gehungert hatten und Kontrolltiere führten die Imaginalhäutung zum gleichen Zeitpunkt durch und produzierten gleich viele Nachkommen in den ersten drei Wochen. Larven, die gehungert hatten, konnten ihren Gewichtsverlust durch eine verstärkte Nahrungsaufnahme nach der Übertragung auf eine kräftige Pflanze ausgleichen. Die Wirkung von Nahrungsstreß auf die Reproduktion ist am Anfang der Larvalentwicklung höher als im letzten Larvenstadium, denn die Reproduktionsrate von Blattläusen, die während der gesamten Larvalentwicklung auf Pflanzen niedriger Qualität gehalten worden waren, war signifikant geringer. Blattläuse, die von einer Pflanze hoher auf eine niedriger Qualität umgesetzt wurden, hatten eine hohe Mortalitätsrate und genauso viele Nachkommen wie Tiere, deren Nahrungsqualität gleichbleibend gering war. Die Reproduktionsrate war also nicht immer mit dem Gewicht von frischgehäuteten Müttern korreliert, sondern im wesentlichen von der Qualität der Wirtspflanze während der Reproduktionsphase abhängig. Metopolophium dirhodum zeigte unter Nahrungsstreß eine sehr flexible Reproduktionsstrategie.

     

The effects of polychlorobiphenyls on Chorthippus brunneus (Saltatoria: Acrididae)

Fourth instar nymphs of Chorthippus brunneus were dosed topically with polychlorobiphenyl. No sublethal effects were detected on development or reproductive potential except for a probable latent toxicity, which may be correlated with mobilisation of lipids at the moult. The amounts absorbed to produce these toxic effects are much greater than those found in wild specimens.

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Zusammenfassung Vierten Larvenstadien von Chorthippus brunneus wurden jeweils einzeln Dosen von 12,5, 50 oder 200 g Polychlorbiphenyl (PCB) äußerlich appliziert. Die höchste Dosis verursachte in beiden Geschlechtern eine gewisse akute Vergiftung und es entstand wahrscheinlich auch eine latente Giftwirkung unmittelbar nach der Imaginalhäutung, welche mit der wenig polaren Natur von PCB und der Mobilisation von Lipiden bei der Häutung zusammenhangen könnte. Weitere subletale Wirkungen auf die Entwicklung oder die Fortpflanzungsfähigkeit waren nicht feststellbar, und verglichen mit den bei Wildfänglingen gefundenen Rückständen scheint es unwahrscheinlich, daß PCB beim gegenwärtigen Grad der Umweltverseuchung irgendwelche Wirkungen auf freilebende Insektenpopulationen ausübt.

     

Use of a juvenile hormone analogue against the fall webworm, Hyphantria cunea

Administration of 0.1–100 g of ethyl 11-chloro-3,7,11-trimethyl-2-dodecenoate to lastinstar larvae of Hyphantria cunea that have not initiated cocoon spinning induces development of superlarvae and larval-pupal intermediates. The superlarvae continue feeding and a few of them eventually pupate, but all the intermediates die soon after ecdysis. Spraying of 0.0005–0.5% emulsions of the compound affects the development of Hyphantria under field conditions. As many as 80% of the insects fail to pupate after spraying with 0.5% emulsion and nearly 60% of the insects are affected after spraying 0.05% emulsion. The treatment of larvae with the juvenile hormone analogue seems to have little effect on the development of parasites of Hyphantria.

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Zusammenfassung Ein Bio-Analog des Juvenilhormons der Insekten der 11-Chloro-3,7,11-trimethyl-dodec-2-en-karbonsäure-äthylester verhindert die Umwandlung von Hyphantria-Raupen zu Puppen. Die mit 0,1–100 g der Substanz behandelten Raupen häuten sich entweder zu Riesenraupen eines überzähligen Larvenstadiums oder zu verschiedenen Mischformen zwischen Raupe und Puppe. Je früher im letzten Larvenstadium die Substanz angewendet wird, desto mehr larvale und weniger pupale Merkmale weisen die Tiere nach der Häutung auf; Applikation der Substanz nach dem Einsetzen des Spinnens beeinflußt die Puppenhäufung nicht mehr. Die Mischformen gehen nach der Häutung bald ein, die Riesenraupen aber leben und fressen noch lange Zeit nach der Verpuppung der Kontrolltiere und einige von ihnen häuten sich schließlich zu entwicklungsfähigen Puppen.Bespritzung der Raupen mit, 0,0005–0,5% igen Emulsionen der Substanz unter Feldbedingungen (1500 Liter per Hektar Obstgarten) bewirkte ihre Entwicklung in derselben Weise. Die Fraßperiode wurde in einigen Fällen verlängert, aber die Zahl der Puppen war immer reduziert. Die Wirksamkeit der Behandlung wurde entweder im Prozent der morphologisch beeinflußten Tiere (100%=die bis zur Häutung lebenden Tiere) oder in Prozent der nichtverpuppten Tiere (nach Abbott gerechnet, 100%=alle Tiere im Versuch) ausgedrückt. Sie erreichte mehr als 80% im Falle der 0,5% igen Emulsion und etwa 60% im Falle der 0,05%-igen Emulsion. Die Entwicklung der Tachinen in den Raupen und der Befall der Puppen durch parasitische Hymenopteren schien durch den Eingriff nicht beeinflußt.

     

Plant resistance to Myzus persicae induced by a plant regulator and measured by aphid relative growth rate

Myzus persicae showed a reduced relative growth rate on plants given soil drenches of 1% CCC (a plant growth retardant), and a greater reduction when CCC was applied as a foliar spray. The use of the relative growth rate of aphids as a convenient measure of their performance in relation to plant resistance is discussed.

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Zusammenfassung Die Resistenz von Kohlpflanzen, die mit 1% CCC (einem Regulator des Pflanzenwachstums) behandelt worden waren, gegen Myzus persicae wurde mit Hilfe des Wachstumsquotienten der Blattläuse (g/g/Tag) gemessen. Diese Methode arbeitet rasch und ergibt eine ziemlich geringe Variabilität. Der Maßstab scheint sinnvoll und ziemlich empfindlich zu sein.Mit CCC gedüngte Pflanzen zeigten stets eine ziemlich starke Verminderung des Wachstumsquotienten von Myzus persicae. Wurde CCC auf die Pflanzen aufgesprüht, so ergab sich ein noch geringerer Wachstumsquotient der Blattläuse.

     

Behavioural and developmental components of the teneral stage in Myzus persicae

The duration of the teneral stage in M. persicae was closely related to temperature, but experiments involving the reciprocal transfer of newly moulted alatae reared on bean or chinese cabbage to leaves of the other host plant, or to dry filter paper, showed that it was also influenced both by the environmental conditions in which the aphids were reared and by the surface on which they were placed at the final moult.

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Verhaltens- und entwicklungskomponenten des ausreifungs-stadiums bei Myzus persiace

Zusammenfassung Die Dauer des Ausreifungsstadiums von Myzus persicae erwies sich in ähnlicher Weise von der Temperatur abhängig wie die von A. fabae. Es konnte jedoch gezeigt werden, daß die Ausreifungsperiode nicht nur einfach einen Abschnitt der Entwicklung darstellt. Die bis zum ersten Flug verstreichende Zeit hing nämlich nicht nur von der vollständigen Entwicklung des Flugapparates, sodern auch von dem Grade der Flugerregbarkeit ab. In Versuchen bei einer konstanten Temperatur von 23° wurden junge Geflügelte, die auf Ackerbohnen oder Chinakohl herangezogen worden waren, kurz nach der Imaginalhäutung auf Blätter der jeweils anderen der beiden Wirtspflanzen oder auf trockenes Fließpapier übertragen. Sie zeigten, daß die Dauer der Ausreifungsperiode sowohl von den Aufzuchtbedingungen der Läuse (als Larven) wie von der Substratoberfläche beeinflußt werden, auf die sie bei der Imaginalhäutung gesetzt wurden.

     

The suitability of some crops to infestation by the wheat aphid, Schizaphis graminum (Homoptera: Aphididae)

The suitability of some crop cultivars, planted in the Orange Free State province of South Africa, as hosts for the wheat aphid, Schizaphis graminum (Rond.), was examined in the laboratory by giving aphids tethered flight and releasing them on individual plants. Comparisons made between wheat, oats and rye and between differently aged wheat foliage, showed that wheat was more readily infested by alighting aphids than either oats or rye, on which subsequent longevity was moreover adversely affected, and that mature wheat was just as readily infested as young wheat.

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Zusammenfassung Die Eignung einiger im Oranje-Freistaat Südafrikas angebauter Getreide als Wirtspflanzen für die Weizenblattlaus Schizaphis graminum (Rond.) wurde im Laboratorium untersucht, indem flugfähige Blattläuse nach Flug an der Fessel auf den einzelnen Pflanzen freigelassen wurden.Vergleiche zwischen Weizen, Hafer und Reis zeigten, daß Weizen ein attraktiverer Wirt ist als Hafer und Reis, zumindest was die hier geprüften Kultivare anbetrifft. Läuse, die nach einem Flug von 5, 10 oder 60 Minuten auf den genannten Wirtspflanzen freigelassen wurden, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Ansiedlungsverhalten und der ferneren Lebensdauer. Während sich die Mehrzahl der Versuchstiere auf Weizen innerhalb kurzer Zeit für dauernd ansiedelte, waren die auf Hafer und Reis angesetzten ruhelos und verließen diese Wirtspflanzen leicht wieder. Die Annahme der Wirtspflanzen konnte jedoch gesteigert werden durch Verlängerung der vorangehenden Flugdauer, indem sich nach verlängerten Flügen mehr Aphiden ansiedelten als nach kurzen. Obwohl die Geflügelten alle drei Wirte besiedelten und die Produktion von Larven aufnahmen, war ihre lebensdauer auf Hafer und Reis beeinträchtigt, wo sie zwischen 10 und 24 bzw. zwischen 12 und 42 Tagen schwankte, während sie auf Weizen vergleichsweise 22–52 Tage währte. Obwohl infolge Anfangsfruchtbarkeit Weizen nach allen Flugzeiten rascher besiedelt wurde als Hafer oder Reis, so zeigte doch die Gesamtfruchtbarkeit pro angesiedelter Mutterlaus mit 21–71 Larven auf Weizen, 18–73 auf Hafer und 9–70 auf Reis keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Wirten.Beim Vergleich von Versuchsergebnissen über Fruchtbarkeit, Lebensdauer und Probeverhalten der Geflügelten, die an jungen oder reifen Weizenblätten freigelassen wurden, ergaben sich keine signifikanten Unterschiede, mit der Ausnahme, daß die Reproduktionsrate auf den jungen Blättern anfangs höher war. Es ist deshalb zu erwarten, daß die Weizenläuse im Freiland erwachsene Weizenpflanzen ebenso leicht befallen wie junge.

     

Wing polymorphism in aphids II. Interaction between aphids

Summary A study has been made of the effect of crowding on both prenatal and postnatal control of wing development in aphids. In experiments on prenatal form control it was shown that brief controlled encounters of only a minute's duration between two adult aphids could cause them to switch from producing apterous to alate progeny. Aphids which had been exposed to contact with other aphids continued to produce alate progeny for several days. Evidence from a number of experiments suggests that the principle stimulus involved is tactile. In experiments on postnatal form control, it was shown that more alates developed among larvae which were reared together than among larvae reared in isolation.

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Zusammenfassung In großen Blattlauskolonien werden leichter Geflügelte gebildet als in kleinen. Dafür gibt es zwei Ursachen. Bei hoher Dichte verändern die Aphiden die Physiologie der Pflanze dergestalt, daß bei den Läusen, die an ihr saugen, die Geflügeltenbildung gefördert wird; und bei hoher Befallsdichte vermehrt sich für die Aphiden auch die Wahrscheinlichkeit, stimulatorische Wirkungen aufeinander auszuüben. In der vorliegenden Arbeit wird die Natur und Wirkungsweise der Wechselwirkung zwischen Individuen von Aphis craccivora Koch untersucht.Die Blattläuse wurden bei 20° und 10stündiger Photoperiode in völliger Isolation auf kleinen Blattscheiben gehalten und weiter vermehrt, die—aus Blättern ihrer Wirtspflanze herausgestanzt — auf einer Nährlösung schwammen. Unter diesen Bedingungen brachten sie überwiegend ungeflügelte Nachkommen hervor. Zur Erzeugung geflügelter Nachkommen konnten sie durch kurze Begegnungen mit anderen Aphiden angeregt werden. In einigen Versuchen wurden die Blattläuse für verschiedene Zeitabschnitte in kleine Käfige zusammengesperrt, in anderen wurden sie herausgefangen und veranlaßt, in rascher Folge mehrere Male übereinander hinwegzukriechen. Beide Behandlungsweisen bewirkten, daß die Aphiden von der Produktion ungeflügelter zur Produktion geflügelter Nachkommen umschalteten. Eine Anzahl von Versuchen berechtigen zu der Annahme, daß weder visuelle noch olfaktorische Reize dabei mitwirken, und es ist zu vermuten, daß in der Hauptsache Berührungsreize den Ausschlag geben. Der Versuch, einen entsprechenden künstlichen Reiz zu setzen, hatte nur zum Teil Erfolg.Die Blattläuse, welche einem Kontakt mit anderen Läusen ausgesetzt gewesen waren, wurden täglich auf frische Blattscheiben weitergesetzt und ihre Nachkommenschaft auf den Blattscheiben aufgezogen, auf denen sie geboren wurde. Auf diese Weise ließ es sich zeigen, daß kurze Begegnungen zwischen Blattläusen mehrere Tage lang einen Einfluß auf die Form der Nachkommenschaft beibehalten können, die sie danach produzieren.Die Flügelentwicklung von Aphis craccivora kann auch während der postnatalen Entwicklung beeinflußt werden und es ließ sich nachweisen, daß auch hierbei die Wechselwirkung zwischen den Larven einen wesentlichen Faktor darstellt. Isoliert auf Blattscheiben aufgezogene Larven entwickelten sich weniger häufig zu Geflügelten als solche, die in Dichten von zwei oder mehreren je Blattscheibe gehalten wurden.

     

Die Wirkung verschiedener Spurenelemente auf Wachstum,Reproduktion und Symbionten von Neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae,Homoptera, Insecta) bei künstlicher Ernährung

Zusammenfassung 1. Eine Methode wird beschrieben, siebröhrensaugende Aphiden an einem vollsynthetischen, sterilen Medium über mindestens 10 Generationen zu züchten, was die permanente Trennung eines obligaten Parasiten von seinem pflanzlichen Wirt ermöglicht. 2. Fehlen Eisen, Zink, Mangan, Kupfer und Calcium in der Nahrung, dann ist die Reproduktion der I. Generation sehr stark reduziert und die zweite bleibt steril. 3. Durch Einzelzusatz der Elemente zur Nahrung werden die für optimales Wachstum der Aphiden erforderlichen Konzentrationen mit 460 g Pe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca und 100 g Cu pro 100 ml Medium ermittelt. 4. Zusatz von Eisen und Zink verdreifacht die Gewichtszunahme der Aphiden in der 1. Generation und hebt die Reproduktionsrate beträchtlich. Pehlen beide, so ist spätestens die 3. Generation steril. 5. Manganmangel verringert erst in der 2. Generation Wachstum und Fertilität und ruft schließlich in der vierten Sterilität hervor. Zwischen Zink und Mangan besteht eine synergistische Wirkung. 6. Pehlen von Calcium bedingt zunehmend geringeres Wachstum der Aphiden von der 1. bis zur 3. Generation, stark reduzierte Pertilität in der 2. und Abgabe nicht lebensfähiger Larven in der 3. Generation. Calcium wirkt antagonistisch gegenüber Zink und Mangan. 7. Ohne Kupfer in der Nahrung ist den Tieren eine Reproduktion nur bis zur 5. Generation möglich. Das Wachstum nimmt dabei von der 2. bis zur 5. Generation kontinuierlich ab. 8. Mit Pe, Zn, Mn, Cu und Ca im Medium erreichen die Aphiden der 1. Generation gleiche Körpergewichte und Reproduktionsraten wie an Vicia faba ernährte. In der 2. Generation am Medium sind Wachstum und Pertilität um 10% reduziert, bleiben dann aber bis zur zehnten konstant. 9. Bei Ernährung der Aphiden ohne Spurenelemente degenerieren ihre Symbionten. Die Mycetocyten der Tiere der 2. Generation sind dann frei von Symbionten. 10. Die Symbionten reagieren auf Zugabe von Spurenelementen zur Nahrung ihres Wirtes. Durch stufenweise Zugabe der einzelnen Elemente wird der Symbiontenzerfall zeitlich verzögert. So sind Eisen und Zink für einen normalen Symbiontenbestand der 2. Generation erforderlich. Erst bei Anwesenheit aller Elemente verändern sich die Symbionten nicht mehr. Sie gleichen auch in der 10. künstlich ernährten Generation denen natürlich ernährter Aphiden völlig.

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The effect of some trace elements on growth, reproduction, and symbionts of artificially fed neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae, homoptera, insecta)

Summary 1. A method is described for rearing a sieve tube sucking aphid, N. circumflexus, for at least 10 generations on a totally synthetic, sterile diet. 2. Without addition of iron, zinc, manganese, copper, and calcium to the diet the reproduction of first generation aphids is greatly reduced. Second generation aphids are sterile. 3. Adding the trace elements individually, concentrations for optimal growth of first generation aphids were determined with: 460 g Fe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca, and 100 g Cu (per 100 ml diet). 4. Addition of iron and zinc to the food increased aphid weights three times and reproduction rates considerably. Lack of both caused total sterility in the third generation. 5. Omission of manganese decreased growth and reproduction of the aphids in the second generation, and caused sterility in the fourth. Zinc acts as a Synergist to manganese. 6. Deprivation of calcium reduced aphid growth more and more from the first to the third generation. The fertility in the second generation was considerably decreased and malformed larvae deposited in the third. Calcium acts as an antagonist to zinc and manganese. 7. A deficiency of copper became apparent in the second generation, causing reduced growth and fertility from this to the fifth generation up to total sterility in the sixth. 8. If all trace metals are included in the diet growth and reproduction of first generation aphids are equal to those on Vicia faba. Both is reduced to 90% in second generation aphids on the diet, but remaining constant in all subsequent generations. 9. The intracellular symbionts of aphids fed on diets lacking trace elements show typical degenerations. Finally, the mycetocytes of second generation aphids are free of symbionts. 10. The microorganisms show a reaction on the addition of trace metals to the aphids food. The degeneration is delayed by gradually adding individual metals. For example, iron and zinc are necessary for maintaining a normal supply of symbionts in second generation aphids. If all elements are added to the diet, no alterations occur. Then, the supply of symbionts of tenth generation aphids on the diet is the same like that of naturally fed aphids.

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Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Frau U. Schlauss danke ich für wertvolle Hilfe bei der Durchführung der Versuche.     

THE ABSORPTION OF P,P′-DDE BY LARVAE OF AGLAIS URTICAE (LEPIDOPTERA: NYMPHALIDAE)

Fifth instar larvae of Aglais urticae L. absorb single and double doses of 27.5 g of p,p-DDE at a constant rate 8–72 hours after dosing. There is little difference between the rates of absorption by the blood of larvae given doses on two sites, and the sum of the rates of absorption by the blood of larvae given single doses, so that the blood does not limit the rate at which apolar substances pass through the cuticle.

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Zusammenfassung Die Rate, mit welcher p,p-DDE durch die Kutikula des 5.Larvenstadiums von A. urticae eindringt, wurde durch direkte Messung der absorbierten Menge bestimmt: Verluste durch Stoffwechsel und Exkretion waren zu vernachlässigen. Die Raupen erhielten entweder einzelne Dosen von 27,5 g DDE in 1 l 1,4-Dioxan auf den Thorax oder das Abdomen, oder zwei Dosen, eine auf den Thorax und eine auf das Abdomen. Die Larven wurden 8, 24 und 72 Stunden nach der Applikation auf DDE untersucht. Die Aufnahmerate durch die Larven, die zwei Dosen erhalten hatten, war mit 0,6–1,1 ppm/Std ähnlich der Summe der Aufnahmeraten durch die Larven, denen einzelne Dosen auf Thorax oder Abdomen verabreicht worden waren, so daß die Aufnahmerate wahrscheinlich völlig durch Faktoren innerhalb der Kutikula begrenzt wird und die Absorptionskapazität des Blutes für diese apolare Substanz keinen entscheidenden Faktor darstellt.

     

The effects of gibberellic acid upon developmental processes in Drosophila hydei

The injection of gibberellic acid (GA₃) into larvae of Drosophila hydei can affect the pattern of gene activities in a specific manner. This became clear from a study on the pattern of puffs in the giant chromosomes of the larval salivary glands.Depending upon the age of the larvae injected, either of two new puffs, 72B or 21B, appeared. Not only was the activity of these chromosome regions stimulated but the activity of some normally occurring puffs specific for the period shortly before puparium formation was affected. If GA₃ was injected during the period shortly before puparium formation further development became influenced as revealed by a significant reduction in the number of flies emerging from treated animals.

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Zusammenfassung Es wurde die Wirkung verschiedener Konzentrationen von Gibberellinsäure (GA₃) nach Injektion in Drosophila-Larven unterschiedlichen Alters untersucht. Konzentrationen von 3 g/Larve und höher führten bei jungen und mittleren Larven des 3. Stadiums zur Ausbildung eines neuen Puffs (72B) in den polytänen Chromosomen der Speicheldrüse. Diese Reaktion wurde in 15–20% der Larven beobachtet.In späteren Stadien der Entwicklung kurz vor der Pupariumbildung wird nach Injektion von 1 g/Larve ein weiterer Puff (21B) in 10% der Larven induziert. Der Prozentsatz der Larven die diesen Puff 3 Stunden nach der Injektion aufweisen, nimmt mit steigender GA₃-Konzentration zu. Nach Injektion von 5–6 g/Larve war der Puff 21B in 80% der Tiere enthalten.Zur selben Zeit ließ sich eine Beinflussing der Aktivität von zwei Puffs nachweisen, die für die Periode der Pupariumbildung spezifisch sind. Die Aktivität dieser Puffs wird durch die Injektion von GA₃ herabgesetzt.GA₃ bewirkt nicht nur die Induktion neuer Puffs, sondern außerdem eine Verzögerung der Entwicklung. Nach der Injektion von 2 g/Larve verzögert sich die Zeit der Pupariumbildung um 2–10 Stunden. Die Zahl der Fliegen, die aus Larven schlüpfte, die kurz vor der Pupariumbildung eine Injektion von mehr als 3 g GA₃ erhielten, war deutlich herabgesetzt. Es wird vermutet, daß GA₃ eine spezifische Wirkung auf die Aktivität des Genoms ausübt und damit eine Beeinflussung der normalen Entwicklung bewirkt.

     

Aliesterase activity and reproduction in Blattella germanica

Aliesterase was found in all stages of Blattella germanica (L.) with the activity of oothecae being approximately 24% that of newly emerged adults. In both mated and unmated females aliesterase activity was cyclical. When applied topically to newly emerged adults, both triortho-cresyl phosphate (TOCP) and its solvent, methyl ethyl ketone (MEK) reduced aliesterase activity. Although the data were variable, it is probable that increasing the dosage from 90 to 180 g TOCP per insect increased the degree of inhibition of aliesterase. TOCP, and MEK, increased the period required by a female to produce an ootheca, increased the duration of pregnancy and decreased the hatch of nymphs from the ootheca. In these respects the effect of 90 g TOCP was greater than that caused by MEK, but increasing the dosage of TOCP to 180 g per insect had no additional effect. It is hypothesised that aliesterase(s) is associated with production of oothecae and with vitellogenesis. There was a peak of aliesterase activity in male insects approximately 14 days after emergence, but the level of activity at this time was significantly higher in mated than in unmated males.

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Zusammenfassung Aliesterase wurde in allen Stadien von Blattella germanica (L.) gefunden mit einer Aktivität der Ootheken von ungefähr 24% derjeniger frisch gehäuteter Imagines. In gepaarten wie ungepaarten Weibchen verlief die Aliesterase-Aktivität cyclisch. Sowohl Triorthokresolphosphat (TOCP) wie sein Lösungsmittel, Methyläthylketon (MEK), setzten bei topischer Applikation auf frisch gehäutete Erwachsene die Aliesterase-Aktivität herab. Obwohl die Werte schwankten, ist es wahrscheinlich, daß eine Erhöhung der TOCP-Dosis von 90 auf 180 g je Schabe den Grad der Aliesterase-Hemmung verstärkte. TOCP und MEK verlängerten die Periode, die für ein Weibchen zur Bildung einer Oothek erforderlich ist, erhöhten die Dauer der Trächtigkeit und verminderten den Schlupf der Larven aus der Oothek. Dabei war die Wirkung von 90 g TOCP in allen Fällen größer als die von MEK verursachte, aber eine Steigerung der TOCP-Dosis auf 180 g pro Schabe hatte keine zusätzliche Wirkung. Es wird vermutet, daß Aliesterase(n) mit der Bildung der Ootheken und der Dotterbildung verknüpft ist (sind). Bei männlichen Schaben besteht etwa 14 Tage nach der Häutung ein Gipfel der Aliesterase-Aktivität, jedoch liegt das Niveau der Aktivität zu dieser Zeit bei verpaarten Männchen signifikant höher als bei ungepaarten.

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This work was supported by research funds from the University of Queensland.     

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.     

Growth and food consumption during the larval stages of Paropsis atomaria (Coleoptera: Chrysomelidae)

The relative gross efficiency of food utilization by the larvae of Paropsis atomaria was estimated on eight occasions during their development on shoots of their preferred host plant, Eucalyptus blakelyi. The overall conversion ratio of 0.200 is compared with the ratios determined by other authors for a range of phytophagous insects. The ratios obtained for the separate growth stages of P. atomaria suggest that conversion efficiency declines temporarily following each ecdysis, and as the final-instar larva approaches maturity.

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Zusammenfassung Die Käferlarven wurden im Laboratorium auf abgeschnittenen Trieben der bevorzugten Wirtspflanze, Eucalyptus blakelyi Maiden, gezüchtet. Außer während des ersten Larvenstadiums und während der letzten Tage des vierten Larvenstadiums vergrößerte sich der Zuwachs der Larven mit der Zeit geometrisch.Der große Futterausnützungs-Quotient oder die Umsatzrate (Lebendgewichtzuwachs der Larven/Frischgewicht des aufgenommenen Futters) wurde während der 18 Tage des Larvenlebens 8mal gemessen. Die Umsatzrate sank vorübergehend nach jeder Häutung und auch in den letzten Tagen des vierten Larvenstadiums. Während dieser letzten Periode nahm das Wachstum der Larven verhältnismäßig schneller ab als die Nahrungsaufnahme; gleichzeitig erhöhte sich der Wassergehalt im Kot.Die Umsatzraten von P. atomaria (0.200) und der ebenfalls Eucalyptus-Blätter fressenden Sägewespe Perga affinis (0.242) liegen in der Mitte des Bereichs des Quotienten, der von anderen Autoren für pflanzenfressende Insektenarten ermittelt wurde.

     

Regulation of body size in a heteropteran bug, Pyrrhocoris apterus

The determination of body size (length or weight) of teneral adults of Pyrrhocoris apterus L. was investigated. About 50% of size variation was determined already in the egg stage (average egg weight adult length correlations were 0.67 in males and 0.71 in females). During the larval development, starvation, low temperature, and pollution by excreta combined with crowding reduced adult size and usually increased the development length. The effects were directly proportionate to the length of the stress period, and increased with larval age. Photoperiod or intrinsic variation of development time did not affect adult size. The effects of stress were largely compensated when it was followed by a period of compensation growth at optimum conditions. A dramatic reduction of size appeared when last inster larvae starved and moulted to adults without access to food. Average adult weight was then reduced by up to 48%. Threshold weight for adult moulting was 18 mg, being attained after 1–2 day feeding of the last instar.

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Zusammenfassung Die Körpergrösse bei den Imagines eines Wildstammes der Feuerwanze Pyrrhocoris apterus wurde teilweise durch die Veränderlichkeit der Eigrösse determiniert, teilweise auch durch Hungern der Larven, niedrige Temperatur und metabolischen Produkten beeinflusst. Der Effekt letzterer Faktoren stieg mit deren Dauer und war je grösser desto näher sich die Wirkungsperiode zur Imaginalhäutung befand. Unterschiedliche Photoperioden wirkten auf die Körperlänge nicht. Wurden die Larven zwischen der ungünstigen Periode und der Imaginalhäutung noch den optimalen Bedingungen ausgesetzt, kompensierten sich die negativen Einflüsse weitgehend. Zu einer drastischen Verkleinerung der Imagines kam es nur, wenn das letzte Larven-stadium mit Hunger beeinflusst wurde und bis zur Imaginalhäutung keinen Zutritt zum Futter hatte. Minimales Gewicht, wo die Metamorphose der Larven noch möglich war, wurde zu 18 mg festgestellt.

     

Beitrag zur Kenntnis des Nervengewebes in der Wand des Sinus caroticus

Zusammenfassung Die elektronenmikroskopische Untersuchung des Nervengewebes in der Wand des Sinus caroticus (Kaninchen) ergab folgende Resultate: Im Adventitia-Media-Bereich erstrecken sich zwei Typen von Axonendigungen. 1. Kleine Axonendanschwellungen mit einem Durchmesser von 600–2000 m besitzen zahlreiche Mitochondrien und sind in die Oberfläche von spezifischen Terminalzellen unter Bildung eines Mesaxons eingesenkt. Die Schwannschen Zellen der afferenten Nervenfasern werden somit im Gebiet der Axonendigung durch strukturreiche Terminalzellen (reichliches granuläres endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien, Ribosomen, gut ausgebildete Golgifelder und vesikuläre Anteile) ersetzt. Die verästelten Terminalzellen geraten durch ihre Portsätze mit den elastischen Membranen in Kontakt. 2. Große Endanschwellungen mit auffällig vielen Mitochondrien und Neurofilamenten tubulären Charakters werden ebenfalls von Terminalzellen umfaßt. Der Durchmesser der großen Axonendigungen beträgt 6000–8000 m. Die Axonendigung und die Terminalzelle bilden eine morphologische und funktioneile Einheit.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Ovariole number and fecundity in aphids

Ovariole number in both the sycamore aphid and the bird cherry-oat aphid was shown to be a constant for a particular generation. This generation specific ovariole number remained constant, despite varied nymphal experiences. The number of embryos per ovariole in the sycamore aphid was dependent on the size of the adult aphid. In the bird cherry-oat aphid, the number of embryos per ovariole was a constant, but the number of pigmented embryos present was a function of the size of the aphid at adult moult. Ovariole number, an index of reproductive potential, was thus concluded to be the result of an intrinsic and programmed factor.

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Zusammenfassung Individuen der ersten und zweiten Generation der Ahornzierlaus, Drepanosiphum platanoidis, und der ersten drei apteren Generationen von Migranten der Traubenkirschenlaus, Rhopalosiphum padi, wurden unter verschiedenen Temperatur- und Ernährungs-bedingungen gehalten. Die Imagines wurden seziert. Die Anzahl der Ovariolen war konstant, unabhängig von den Bedingungen, denen die Larven ausgesetzt waren. Tiere der ersten Generation der Ahornzierlaus hatten zwölf Ovariolen während Tiere der zweiten und dritten Generation acht bzw. sechs Ovariolen aufwiesen.Vergleiche von Läusen derselben Generation zeigten, daß die großen Individuen der Ahornzierlaus ein größeres Vermehrungspotential hatten als kleine Individuen. Die Bedingungen, unter denen sie gehalten wurden, beeinflußte die Gesamtzahl der Embryos pro Ovariole. Bei Rhopalosiphum padi dagegen war die Gesamtzahl der Embryos sowohl bei kleinen als auch bei großen Läusen gleich; jedoch erhöhte sich die Anzahl der reifen Embryos pro Ovariole, wenn die Larven unter verbesserten Bedingungen aufgezogen wurden.Die Anzahl der Ovariolen, ein Index für das Vermehrungspotential der Blattläuse, ist teilweise das Resultat eines internen, programmierten Faktors.

     

Zur Feinstruktur der Sarcina ventriculi

Zusammenfassung An Hand von ultradünnen Schnitten wird über Beobachtungen zum submikroskopischen Feinbau der Gärungssarcine: Sarcina ventriculi berichtet.Eine Hüllsubstanz umgibt Einzelzelle und Zellpaket und enthält amorphe, osmiophile submikroskopische Strukturen.Die Zellwand ist 30 m dick und besteht aus zwei Membranen.Das Cytoplasma besitzt eine globuläre Grundstruktur, deren Körnchen eine Größe von 60 Å bis 100 Å haben. Es konnten bisher noch nicht beschriebene siebartige Strukturen im Cytoplasma in unmittelbarer Nähe der Mitochondrienäquivalente beobachtet werden.Im Cytoplasma konnten regelmäßig besondere Gebilde festgestellt werden, die eine lamellenähnliche Strukturierung aufweisen und von einer osmiophilen Grenzschicht vom übrigen Cytoplasma abgegrenzt sind. Diese Gebilde besitzen eine Größenordnung von 250 m und stellen die Mitochondrienäquivalente dar.Die Kernäquivalente zeigen je nach dem Zellteilungsstadium verschiedene Formen und besitzen eine lockere, grobmaschige Grundstruktur, die sich aus fädigen Elementen (Durchmesser 35 Å) aufbaut. Die Erscheinung verschiedener Kernäquivalentformen und die Verteilung der chromatischen Substanz während der Zell- und Kernäquivalentteilung wird diskutiert.Herrn Prof. Dr. A. Rippel-Baldes in tiefer Verehrung zu seinem 70. Geburtstag gewidmet.     

Der Einfluß der Gewebezüchtung auf die Morphologie der Hühnerherzmyoblasten

Zusammenfassung Die Mitochondrien von embryonalen Hühnerherzmyoblasten sind 0,3 bis 0,6 dick und bis zu 15 lang. Sie besitzen zahlreicheCristae, die überwiegend in Querstellung angeordnet sind. Die schlauchförmigen Mitochondrien bilden gelegentlich Ringformen und Verzweigungen und neigen zur Fragmentation.Nach längerer Kultur findet man in den Myoblasten häufig transformierte Mitochondrien mit vergrößertenCristae, die relativ dicht beieinander liegen und nun in Längsrichtung stehen.Weiterhin wurden geschwollene Mitochondrien mit außergewöhnlich langenCristae gefunden, die wellenförmig in Längsrichtung liegen, ferner zahlreiche Verzweigungen aufweisen und an vielen Stellen miteinander verwachsen sind. Die Entstehung dieser Gebilde kann so erklärt werden, daß dieCristae schneller heranwachsen als die Mitochondrienhülle, infolge-dessen gestaucht werden und sich auffalten.Im Endstadium legen sich dieCristae der transformierten Mitochondrien in dichter Packung an die Innenseite der Mitochondrienhülle und umschließen einen zentralen Hohlraum.Herrn Professor Dr. R. Danneel zu seinem 60. Geburtstage in Dankbarkeit gewidmet.