Der Feinbau olfaktorischer Sensillen des Seidenspinners (Insecta,Lepidoptera)

Zusammenfassung Die Sensilla (S.) trichodea und S. basiconica auf den Antennen des Seidenspinners,Bombyx mori, wurden nach chemischer Fixierung, Gefriersubstitution und Gefrierätzung im Transmissionselektronenmikroskop untersucht. Es lassen sich fünf Typen von Sensillen unterscheiden, deren olfaktorische Funktion aus elektrophysiologischen Versuchen bekannt ist, mit Ausnahme des letzten Typs.Lange S. trichodea undhalblange S. trichodea I sind jeweils von zwei Sinneszellen innerviert, deren Rezeptorfortsätze (Dendriten) im wesentlichen unverzweigt bleiben. Diegroßen S. basiconica haben meist drei, diekleinen S. basiconica nur eine Sinneszelle; die Dendriten dieser Rezeptorzellen verzweigen sich büschelförmig beim Eintritt in das Haarlumen. Erstmals wird ein Zwischentyp beschrieben: diehalblangen S. trichodea II ähneln hinsichtlich der Innervation den S. basiconica, sind aber wegen der Form und Größe des Sinneshaars als S. trichodea zu klassifizieren. Für jeden Typ werden die Abmessungen der Rezeptorfortsätze sowie die Zahl und Verteilung der reizleitenden Poren und Porentubuli in der Haarwand angegeben.Auf der männlichen Antenne sind die langen S. trichodea am zahlreichsten; sie enthalten hochempfindliche Sexuallockstoffrezeptoren (mittlere Anzahl pro Antenne: 17 000 Sensillen mit 34 000 Sinneszellen). Beim Weibchen sind diese Sensillen in der Zahl auf etwa 35% reduziert und mit Sinneszellen anderer Spezifität und geringerer Empfindlichkeit ausgerüstet. Die beiden Dendriten der langen S. trichodea unterscheiden sich bei beiden Geschlechtern stark im mittleren Durchmesser und der Anzahl der cytoplasmatischen Mikrotubuli; beim Männchen reichen beide bis zur Haarspitze, beim Weibchen endet der dünnere Fortsatz bereits im proximalen Haardrittel. Die Cuticula der Sinneshaare ist von Poren durchbrochen (: 2–7 Poren/²; : 2–5 Poren/²), die stets in der Nähe von charakteristischen Stufen in der Haaroberfläche münden. Jeder Porenkanal führt in ca. fünf Porentubuli, die bis ins Haarlumen reichen und dort enden, zum Teil in Kontakt mit der Rezeptormembran der Dendriten. Die Häufigkeit solcher Tubulus-Membrankontakte ist in distalen Haarabschnitten größer als in proximalen. Der dickere Dendrit weist etwa viermal so viel Kontakte auf wie der dünnere. Die beiden Rezeptorzellen dieser Sensillen stellen funktionell verschiedene Reaktionstypen dar, was mit den beobachteten morphologischen Unterschieden zusam menhängen dürfte.Die S. basiconica haben 20 Poren pro ² ihrer Oberfläche und 12–23 Porentubuli pro Pore; dadurch erreichen oder übertreffen sie die viel größeren S. trichodea in der Gesamtzahl der Porentubuli pro Sinneshaar. Auf den S. trichodea steigt die Zahl der Poren pro Oberflächeneinheit zur Spitze hin stetig an, während die Zahl der Poren pro Haarlängeneinheit einen konstanten Wert annimmt. Eine Hypothese über die Morphogenese dieser Verteilung wird aufgestellt.Die funktionelle Bedeutung der äußeren Epicuticulaschichten und der Porentubulussysteme für die Reizleitung wird diskutiert. Ausgehend von beliebigen Orten ihres Auftreffens auf dem Sinneshaar können die Duftmoleküle zunächst durch zweidimensionale Diffusion entlang der Haaroberfläche zu den Poren gelangen und anschließend durch eindimensionale Diffusion über Porenkanäle und Porentubuli die Rezeptormembran erreichen. Die berechneten Diffusionszeiten sind kürzer als die bekannten Rezeptorlatenzen; die Reizleitung kann also durch Diffusion hinreichend erklärt werden und erfordert keine kompliziertere Hypothese.

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The fine structure of olfactory sensilla in the silk moth (insecta, lepidoptera)

Summary The sensilla (s). trichodea and s. basiconica on the antennae of the silk moth,Bombyx mori, were studied under the transmission electron microscope. Chemical fixation, freeze substitution and freeze etching methods were used. The following results have been obtained: Five sensillum types were distinguished, the olfactory function of which is known from electrophysiological recordings, except for the last one. Thelong s. trichodea and themedium-sized s. trichodea I are innervated by two sensory cells which have essentially unbranched receptor processes (dendrites). Commonly thelarge s. basiconica contain three sensory cells, thesmall s. basiconica only one; the dendrite of these receptor cells branch multiply when entering the hair lumen. For the first time an intermediate type has been described: themedium-sized s. trichodea II, which resemble the s. basiconica in their branching innervation, but must be classified as s. trichodea because of the form and size of the sense hair. For each type, the dimensions of the receptor processes, as well as the number and distribution of the stimulus conducting pores and pore tubules in the hair wall are noted.On the male antenna the long s. trichodea are most abundant; they contain the highly sensitive sex pheromone receptors (mean number per antenna: 17 000 sensilla with 34 000 sense cells). In the female these sensilla are reduced in number to about 35% and supplied with receptor cells of different specificity and lower sensitivity. In both sexes, the two dendrites of the long s. trichodea differ markedly in their mean diameter, and the number of cytoplasmatic microtubules. In the male moth both receptor processes reach the hair tip, whereas in the female the thinner one invades only the proximal third of the sense hair. The cuticle of the hair wall is perforated by pores (: 2–7 pores per ²; : 2–5 pores per ²), which mostly open to the outside near to characteristic steps in the hair surface. Each pore canal leads into about five pore tubules, which proceed towards the hair lumen, where they end, partly in contact with the receptor membrane of the dendrites. Distal parts of the sense hairs show such tubule-membrane contacts more frequently than proximal regions. The number of contacts counted on the thicker dendrite is about four times greater than on the thinner one. In these sensilla, the two receptor cells constitute functionally different reaction types, which may relate to the observed morphological differences.The s. basiconica have about 20 pores per ² of the hair surface, and 12–23 pore tubules per pore: thus, these sensilla have the same or even a greater number of pore tubules per sensillum than the much larger s. trichodea. In the s. trichodea the number of pores per unit surface increases steadily towars the hair tip, while the number of pores per unit length of the hairs soon reaches a constant value. A hypothesis about the morphogenesis of this distribution is given.The functional significance of the epicuticular surface layers and of the pore tubule systems is discussed under the aspect of stimulus conduction. Starting from the site of impact anywhere on the sense hair, odour molecules may diffuse two-dimensionally along the hair surface to the pores, and then proceed by one-dimensional diffusion through pore canals and pore tubules until they eventually reach the receptor membrane at the end of a tubule. The calculated conduction times are shorter than the known receptor latencies; thus, the transport mechanism can be explained by diffusion and does not need a more complex hypothesis.

Ich danke Frl. B. Müller für ihre stete, sorgfältige Hilfe, Prof. L. Bachmann und Dr. W. Schmitt von der TU München für die Benützungsmöglichkeit der Gefrierätzanlage und ihren erfahrenen Rat, Dr. G. Adam von der Universität Konstanz sowie meinen Seewiesener Kollegen, Dr. W. A. Kafka, Dr. K.-E. Kaissling und Dr. E. Priesner, für viele anregende Diskussionen und konstruktive Kritik.     

Antennal sense organs of the cockroach, Leucophaea maderae

Adult and nymphal antennae of the cockroach, Leucophaea maderae, contain nine or more different morphological types of sense organs. There is no outwardly apparent sexual dimorphism in adult antennae. Nymphs are dificient in gross numbers of sensilla. Sense organs are classified morphologically by their similarity to known types of sensila and are assigned functions on this basis and preliminary electrophysiological data: Sensilla chaetica (A), thick-walled mechanoreceptive hairs in groups on the antennal base; S. chaetica (B), thick-walled setae which are tactile and probably chemoreceptive, occurring in the antennal base and flagellum; S. trichodea (A), thin-walled chemoreceptive hairs of the flagellum; S. trichodea (B), minute hairs on the scape and pedicel; S. basiconica, thin-walled chemoreceptive pegs, and S. coeloconica (?pit-pegs”?) of the flagellum; S. campaniformia and scolopidia, mechanoreceptors in the base and flagellum; plus Johnston's organ and/or connective chrodotonal organs in the pedicel. Calculations based on absolute counts of sensilla and their known innervation yield an estimate of about 3.3 × 10⁴ sensilla and 10⁵ cells per antenna.     

The occurrence of apical labial sensilla in the Aleyrodidae and evidence for a contact chemosensory function

Scanning electron microscopy of the apex of the labium of six species of whitefly [Aleurothrixus floccosus (Maskell), Aleyrodes spiraeoides Quaintance, Bemisia tabaci (Gennadius), Dialeurodes citri (Ashmead), Parabemisia myricae (Kuwana), and Trialeurodes vaporariorum (Westwood)], revealed that all possess seven pairs of sensilla symmetrically positioned on either side of the labial groove. Transmission electron microscopy revealed that in P. myricae, sensilla 1, 5, 6 & 7 are innervated each by a single dendrite, sensilla 2 & 4 are innervated by three dendrites each, and sensillum 3 is innervated by four dendrites. Multiple innervation of sensilla 2, 3 & 4 suggests a chemosensory or mechano-chemosensory function. Longitudinal sections of sensilla 2 & 4 showed that the sensilla were hollow with an apical pore, providing further morphological evidence for a chemosensory function. One dendrite appeared to end at the base of sensillum 2, suggesting that at least sensillum 2 has a dual mechano-chemosensory function. The presence of contact chemoreceptors on the labial tip may help explain how P. myricae can discriminate between hosts before probing.

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Zusammenfassung Untersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop an sechs Spezies von Weißen Fliegen [Aleurothrixus floccusus (Maskell), Aleyrodes spiraeoides Quaintance, Bemisia tabaci (Gennadius), Dialeurodes citri (Ashmead), Parabemisia myricae (Kuwana), und Trialeurodes vaporariorum (Westwood)] zeigten, daß bei allen Arten die Spitze des Labiums mit sieben Paaren von Sensillen versehen ist, die symmetrisch auf jeder Seite der Lippenspalte angeordnet sind. Die Sensillen sind klein (ca. 1–4 m lang, 0.1–0.6 m breit) und in beiden Geschlechtern aller Arten ähnlich gestaltet. Mittels Transmissionelektronenmikroskopie wurde gezeigt, daß in P. myricae die Sensillen 1, 5, 6 & 7 durch jeweils einen einzigen, die Sensillen 2 & 4 durch jeweils drei und die Sensille 3 durch vier Dendriten innerviert werden. Die multiple Innervierung der Sensillen 2, 3 & 4 läßt eine chemosensorische oder mechanisch-chemosensorische Funktion vermuten. Längsschnitte durch die Sensillen 2 & 4 lieferten weitere Hinweise auf eine chemosensorische Funktion: die Sensillen sind hohl und an der Spitze mit einer Pore versehen. Wir erhielten keine schlüssigen Beweise für die Existenz von apikalen Poren an den anderen Sensillen. Einer der Dendriten an der Sensille 2 scheint an der Sensillenbasis zu enden; dies deutet darauf hin, daß zumindest diese Sensille ein Rezeptor sowohl für mechanische als auch für chemische Reize ist. Die Existenz dieser Kontakt-Chemorezeptoren an der Labiumspitze könnte erklären, wie P. myricae bereits vor dem Probestich zwischen Wirtspflanzen zu unterscheiden vermag. Diese Ergebnisse lassen außerdem vermuten, daß die sensorischen Aspekte des Wirtsfindung bei Weißen Fliegen grundsätzlich verschieden sind von denjenigen bei Blattläusen, welche nur über mechanische Rezeptoren an der Spitze der Unterlippe verfügen.

     

Elektrophysiologischer Nachweis der Riechfunktion von Porenplatten (Sensilla Placodea) auf den Antennen der Drohne und der Arbeitsbiene (Apis mellifica L.)

Zusammenfassung Optisch kontrollierte Ableitungen von einzelnen Porenplatten (Sensilla placodea) der Drohne und Arbeitsbiene beweisen die olfaktische Funktion dieser Organe. Spontane und durch Duft ausgelöste Impulse werden durch Temperaturerhöhung progressiv vermindert. Andere geprüfte Reizmodalitäten wurden nicht beantwortet.

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Summary Optically controlled microelectrode-recordings from individual plate organs (Sensilla placodea) of the honey bee worker and drone prove the olfactory function of these organs. Spontaneous and odor induced nerve impulses are progressively reduced with increasing temperature. No other stimulus modalities had any effect upon the plate organ.

     

六斑月瓢虫触角及感觉器扫描电镜观察

[目的] 明确六斑月瓢虫雌雄成虫触角感觉器种类、分布及形态特征。[方法] 利用扫描电子显微镜对六斑月瓢虫雌、雄成虫触角形态及触角感受器超微结构进行观察。[结果] 六斑月瓢虫成虫触角由柄节、梗节和鞭节组成,柄节长度与宽度显著大于梗节长度与宽度;鞭节分为9个亚节,末端3节横向膨大呈锤状。雌雄成虫触角上共有8种感觉器:刺形感觉器(SC)、毛形感觉器(ST)、锥形感觉器(SB)、腔形感觉器(CaS)、钟形感觉器(CS)、哑铃形感觉器(DS)、香肠形感觉器(SS)及B?hm氏鬃毛感觉器(BB)。以毛形感觉器和刺形感觉器分布最广,遍布触角;B?hm氏鬃毛仅存在于触角柄节与梗节;触角鞭节第9亚节顶端密布7种触角感觉器。六斑月瓢虫雌雄成虫触角长度、触角感觉器类型及分布无显著差异。[结论] 六斑月瓢虫成虫触角上共有8种感觉器,其触角可能具有感知机械刺激、识别化学信息素及感受温湿度变化的作用。本研究为进一步了解六斑月瓢虫触角与其行为间的关系提供基础资料。     

Die Beziehungen zwischen mechanischen Reizgrössen und stationären Erregungszuständen bei Borstenfeld-Sensillen von Bienen

Zusammenfassung Von der Basis mechanorezeptorischer Borstenfeld-Sensillen (Hals-Borstenfeld der Honigbiene) werden Rezeptorpotential und Nervenimpulse der einzelnen, einem Sensillum zugeordneten Sinneszelle abgeleitet. Zur Reizung des Sensillums wird die zugehörige Borste nach Richtung, Grad und Geschwindigkeit definiert abgebogen (S. 379f.).Der Bau der Sensillen und ihre Verformungen bei der Borstenabbiegung werden nach Untersuchungen von Lebend-Schnitten beschrieben (S. 354ff., 376ff.; Abb. 2–5).Aus den Formen der Aktionspotentiale und den Ableitverhältnissen wird geschlossen, daß die Impulse in einer gewissen Distanz proximal vom Ursprungsort des Rezeptorpotentials entstehen und auf der Nervenfaser in beiden Richtungen geleitet werden (S. 366ff.).Die Rezeptorelemente gehören dem phasisch-tonischen Reaktionstyp an; sie senden in der Ruhestellung keine Nervenimpulse (S. 360ff.; Abb. 7).Die Frequenz der Impulse einer gereizten Sinneszelle ist unabhängig von der Erregung der Nachbarelemente (S. 363).Im größten Teil des Arbeitsbereiches der Rezeptoren verhält sich ihre Unterschiedsempfindlichkeit etwa proportional der Temperatur (Q ₁₀ im Mittel 1,9) (S. 365f.).Die Empfindlichkeit der Sensillen ist von der Abbiegungsrichtung abhängig. Das Richtungsdiagramm ist einer Cosinus-Kurve ähnlich (S. 370ff.; Abb. 12, 13).Die Verteilung der Richtungen maximaler Empfindlichkeit innerhalb des Borstenfeldes wird beschrieben (S. 372f.; Abb. 14).Das stationäre Niveau des Rezeptorpotentials steigt in grober Annäherung proportional mit dem Abbiegungsgrad der Borsten an (Abbiegungsrichtung maximaler Empfindlichkeit); für die Impulsfrequenz gilt dasselbe nur bei kleinen Abbiegungen (S. 373ff.; Abb. 15, 16).Aus einem Vergleich der Rezeptor-Reaktionen mit dem Bau der Sensillen folgt in Hinsicht auf den Reizmechanismus: Die Längsdehnung des distalen Sinneszell-Fortsatzes, wie sie bei einer Borstenabbiegung auftritt, ist nicht reizwirksam; dagegen entspricht das Auftreten einer Erregung in allen Fällen einer Verkürzung der inneren Kontur der Gelenkmembran am Ort des Nervenfaser-Ansatzes (S. 376ff.).Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Würzburg.Herrn Prof. Dr. H. Autrum danke ich sehr für die Anregung und die Förderung dieser Arbeit. Die Versuche wurden zum Teil mit Geräten ausgeführt, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft Herrn Prof. Autrum zur Verfügung stellte.     

草地贪夜蛾成虫触角感器超微结构观察

[目的]草地贪夜蛾是一种严重危害农业生产的迁飞性害虫,本研究旨在了解草地贪夜蛾成虫触角感器的类型、超微结构和分布.[方法]采用扫描电镜对其雌雄成虫触角感器类型及分布进行观察.[结果]草地贪夜蛾雌雄成虫触角由柄节、梗节及鞭节3部分组成,雄蛾触角稍长于雌蛾,且触角表面覆有大量鳞片.共观察到7种类型的感受器,分别为B?hm氏...     

Die Feinstruktur der Sinnes- und Hüllzellen in den antennalen Schmecksensillen vonDysdercus intermedius Dist. (Phyrrhocoridae,Heteroptera)

Zusammenfassung Der feinstrukturelle Aufbau der langen Sensilla chaetica auf den Antennen der Baumwollwanze (Dysdercus intermedius, 2. Larvenstadium) wurde unter besonderer Berücksichtigung der zytoplasmatischen Einschlüsse ihrer zellulären Bestandteile untersucht. Diese vermutlich kontaktchemorezeptiven Sensillen werden von fünf bipolaren Sinneszellen innerviert. Die Sinneszellkörper und die basalen Abschnitte der Dendritten werden von drei Hüllzellen umgeben; die Axone dagegen von einer dünnen Lage Gliazellen. Drei Typen von Zwischenzellkontakten konnten beobachtet werden: zonulae adhaerentes, septierte Verbindungen und gap junctions. Die Ergebnisse werden im Vergleich zu anderen Sinnes- und Drüsenorganen und in bezug auf ihre funktioneile Bedeutung diskutiert.

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The ultrastructure of the sense- and enveloping cells in the antennal taste sensilla ofDysdercus intermedius dist. (Phyrrhocoridae, Heteroptera)

Summary The ultrastructural architecture of the cotton bug's (Dysdercus intermedius, 2. instar) long antennal sensilla. chaetica was investigated with special regard to the cytoplasmic inclusions of their cellular components. These sensilla, which are thought to be contactchemoreceptive, are innervated by five bipolar sense cells. The sense cell bodies and the basal parts of their dendrites are surrounded by three enveloping cells; the axons have a thin layer of glial cells. Three types of intercellular contacts could be observed: zonulae adhaerentes, septate junctions and gap junctions. The results are discussed in comparison to other sense and glandular organs and with regard to their functional meaning.

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Den Herren Prof. Dr. K.Hansen (Regensburg) und Prof. Dr. E.Schnepf (Heidelberg) sei für viele Anregungen, der Deutschen Forschungsgemeinschaft für eine Sachbeihilfe gedankt. Meinen Eltern in Dankbarkeit gewidmet.     

红火蚁触角及其上感受器的扫描电镜观察

应用扫描电镜对采自我国广东吴川和广西南宁的红火蚁Solenopsis invicta Buren工蚁、有翅雌蚁和雄蚁触角的形态和感受器类型进行了研究。结果表明,工蚁、雌蚁和雄蚁的触角存在着较大的差异。工蚁和雌蚁的触角为膝状,末端2或3节膨大为棒状,雌蚁的触角11节,比工蚁(10节)的多1节。雄蚁的触角为线状,12节,末端没有棒状结构。工蚁和雌蚁的触角上共有7种感受器,分别为毛形、曲毛形、锥形、腔锥形、坛形、刺形感受器和Böhm氏鬃毛,前6种感受器大多集中在触角末端的棒节,棒节以外的各鞭节上主要是毛形感受器,Böhm氏鬃毛则分布于柄节和梗节的基部,鞭节上无此感受器。雄蚁触角上也有7种感受器,但其分布与工蚁的有较大差异,Böhm氏鬃毛的分布与工蚁和雌蚁的相同,锥形感受器分布在末端2节,坛形感受器分布在末端3节,其余的4种感受器较为均匀地分布在各鞭节,而不是聚集在端节。另外,新发现雄蚁中存在一种与已知的毛型感受器不同的超短毛状感受器,定名为超短毛感受器。最后,对红火蚁的触角及感受器在蚁群社会性行为中的作用进行了讨论。     

Phagostimulants of haematophagous tabanids (Diptera)

Factors that monitor the dispatch of ingested food to crop and/or midgut were examined. Amino acids in aqueous solution (at 0.05 M and 0.005 M) with fixed pH were largely ineffective, however, some activity was noticed when a select group of these were offered in a phosphate buffer (0.133 M:pH 7.4). Of the three nucleotides tested (ATP, ADP and AMP), only ATP in phosphate buffer showed stimulatory effect.The crop was the locus of ingested sugars and blood was dispatched to the midgut immediately after ingestion. The same was true of wild-caught females. Molar concentration of glucose and its volume in the blood-glucose mixture was critical and determined whether or not the ingested meal went to crop and/or midgut.It is suggested that the sensilla in the cibarium may be involved in this dispatch mechanism. Positive stimulation of receptor(s) sensitive to blood (henceforth called blood receptors) or the ones responsive to sugars (proposed as sugar receptors) may determine the direction of the food soon after ingestion to crop and/or midgut.

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Phagostimulantien blutsaugender tabaniden (diptera)

Zusammenfassung Bei Weibchen der Bremse Chrysops vittatus wurden die Rolle verschiedener blutbürtiger Chemikalien und des Nektarzuckers als Fraßstimulantia sowie die Faktoren untersucht, welche ihre Verteilung auf Kropf und/oder Mitteldarm bestimmen.Während die Aminosäuren in wäßriger Lösung keinerlei signifikante Aktivität hervorriefen, wurden einige Reaktionen beobachtet, wenn eine ausgewählte Gruppe derselben in Phosphatpuffer (ph 7,4) auf den Labellen geprüft wurde. Das Ausstrecken des Rüssels und die Spreizung der Labellenloben war dabei das Zeichen für eine positive Stimulation. Gepufferte ATP induzierte einige Aktivität, obwohl ATP, ADP und AMP in destilliertem Wasser und in 0,15 M NaCl weitgehend wirkungslos blieben.Die Fliegen nehmen Rohblut (teilweise), Glukose, Rohrzucker und Blut-Glukose-Gemische (in verschiedenen Anteilen und Konzentrationen) auf. Unmittelbar nach der Aufnahme wurden die Zucker dem Kropf und das Blut dem Mitteldarm zugeteilt. Die Bedeutung der molaren Konzentration zeigte sich bei Untersuchungen über den Verteilungsmechanismus. Höhere Konzentration (0,5 M) und größere Mengen von Glukose im Blut-Zucker-Gemisch bewirkte seine Zuleitung in den Kropf. Bei geringerer molarer Konzentration und geringerem Glukoseanteil ging das Gemisch in den Mitteldarm. Es wird vermutet, daß die Sensillen im Cibarium diesen Teil der Nahrungsaufnahme überwachen können. Reizung der auf Blut oder Zucker reagierenden Sensillen (hinfort als Blut- bzw. Zuckerrezeptoren bezeichnet) könnte den oder die entsprechenden sensorischen Mechanismen erregen, welche vielleicht entscheiden, ob die aufgenommene Nahrung in den Kropf oder in den Mitteldarm geleitet wird.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur funktionellen Morphologie der borstenführenden Hautsinnesorgane beiTarentola mauritanica L. (Reptilia,Gekkonidae)

Zusammenfassung Die borstenführenden Hautsinnesorgane vonTarentola mauritanica sind in die Epidermis eingesenkt und besitzen aufgrund ihrer Hüllzellen eine verdickte Basis. Jedes Organ befindet sich jeweils über dem dazugehörigen Nerv. Nach seinem Eintritt in das Organ kann man Axone beobachten, die die Sensille in distaler Richtung durchziehen.Die Hüllzellen umgeben in der Hauptsache zwei gro\e epidermale Zentralzellen, zwischen denen die Axone unter starker Invagination verlaufen. Die Zentralzellen reichen bis zur distalen Zellschicht der Äu\eren Epidermisgeneration. Die Axone invaginieren nach Verlassen des Zentralzellenbereichs in diese Schicht und bilden dort 10–15 Terminalblasen, die als Stellen der Reizaufnahme anzusehen sind. Sie liegen nahe unterhalb des Sensillendeckels, der oft mehrere lange Zentralborsten aufweist. Eine Auslenkung der Borsten dürfte sich als Deformation des Deckels auswirken, der wesentlich dünner ist als das OberhÄutchen au\erhalb des Sensillenbereichs.Die Bedeutung der Sensillen auf den Zehenrandschuppen liegt in der Kontrolle der Zehenbewegung und in der FÄhigkeit, Wasser aufgrund der OberflÄchenspannung zu perzipieren. Bei Kontakt mit feuchten Medien werden die Zehen augenblicklich dorsal aufgerollt und die Haftborsten so vor Verklebung geschützt.

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Ultrastructure and function of the setae-bearing cutaneous sensory organs inTarentola mauritanica L. (Reptilia, Gekkonidae)

Summary The ultrastructural organization of the setae-bearing sensilla has been elucidated with regard to their position on the scales, their surface structure and their presumable functions. These sensilla have a thickened basis caused by enveloping epithelial cells. Each organ is situated above the appropriate nerve. Entering the organ, this nerve ramifies into axons, which continue between two great central-positioned cells of epidermal origin as far as to the top of them. The central cells end beneath the distal layer of the outer epidermal generation. Leaving the central cells at their top, the axons invaginate into this layer and form, corresponding to the number of axons, 10–15 terminal vesicles. These terminals are — according to recent ultrastructural findings — presumably able to registrate (mechanical) stimuli. The terminals are embedded in masses of tonofibrils, especially at their bases. At the flattened top of the organ long setae are situated centrally but without any direct contact to lower parts of the organ. Mechanical bending of the setae will deform the top of the sensillum which will be recorded by the terminal receptors described.The movement of the toes is controlled by the sensilla of the scales surrounding the toes, which is important for the climbing mechanism. A decisive function of these organs is the perception of water or other wet substrata. When touching this, the geckos will immediately roll up their toes thus protecting their bristles of the footpads from sticking together.

     

桉小卷蛾触角感器的超微结构

[目的] 桉小卷蛾是桉树、番石榴等林木和果树的一种重要害虫。为确定桉小卷蛾成虫触角上的感器对寻找生存环境及对外界环境的各种刺激所起的作用,研究了桉小卷蛾触角感器的种类、形态和分布。[方法] 利用扫描电镜对桉小卷蛾成虫触角感器进行了详细观察和研究。[结果] 桉小卷蛾雌、雄蛾触角由柄节、梗节和鞭节组成,触角的外侧面覆盖有鳞片;雄性触角略短于雌虫,且鞭节近1/4处有一凹陷。共发现7种感器,即鳞形感器、毛形感器、锥形感器、腔锥形感器、耳形感器、刺形感器和Böhm氏鬃毛,其中以毛形感器数量最多。[结论] 桉小卷蛾雌雄成虫触角的感器种类、分布、数量有一定的规律但又有差异。建议应用气相-触角电位联用技术GC-EAD和触角电位EGA等技术进一步解析触角感器的功能。     

The functions of the maxillary palps of Acrididae (Orthoptera)

The functions of the maxillary palps of acridids have been investigated in experiments with Locusta migratoria migratorioides (R. & F.), Schistocerca gregaria (Forsk.) and Chorthippus parallelus (Zett.). The palp makes small irregular flicking movements and more extensive rapid vibrations described as palpation. Both activities involve the same basic movements of the palp segments. Palpation is essentially related to feeding and in normally feeding insects the palps play an important role in food selection, but as starvation is prolonged they become unimportant. Selection depends on appropriate chemical stimulation from the cuticle on the surface of the leaf. Palpation on this leads to head lowering and to biting if appropriate tactile stimuli are then received.The control of biting is discussed. The frequent but very brief, contacts of the sensilla on the tips of the palps with the substratum during palpation may enable them to relay information to the central nervous system more or less continuously without adapting.

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Zusammenfassung Die Funktionen der Maxillartaster von Locusta migratoria migratorioides (R. & F.), Schistocerca gregaria (Forskål) und Chortippus parallelus (Zett.) wurden unter Anwendung verschiedener Verfahren untersucht. Die Tasterbewegungen wurden kinematographisch analysiert und als Schlagen und Tasten klassifiziert; das letztere tritt hauptsächlich kurz vor und nach, aber ebenso gut auch während der Nahrungsaufnahme auf. Die Sensillen an den Tasterenden berühren beim Tasten häufig das Substrat.Vorausgesetzt, daß die Insekten nicht gehungert hatten, wurde Bellis allein nach Betasten abgelehnt; nach längerem Hungern erfolgte jedoch die Ablehnung erst nach Beißen. Weitere Versuche, bei denen Extrakte der Kutikula von Poa oder Bellis verwendet wurden, zeigten, daß Annahme oder Ablehnung von der chemischen Natur des Substrats abhängen, welches von den Tastern berührt wird. Betasten eines geeigneten Substrats führte nicht unmittelbar zum Beißen, ruft aber eine Verhaltensweise hervor, die ihrerseits das Beißen fördert.Daraus wird geschlossen, daß die von den Tastern wahrgenommenen chemischen Reize für die Nahrungswahl der Acrididen wichtig sind, wenn die Insekten normal fressen. Nach Hunger ruft mechanische Reizung der Taster oder anderer Mundteile Beißen auch beim Fehlen geeigneter chemischer Reize hervor. Die häufigen kurzen Kontakte der Palpen mit dem Substrat während des Tastens erlauben offenbar den Sensillen, einen beständigen Strom von Informationen an das Zentralnervensystem zu liefern, ohne selbst angepaßt (ermüdet) zu werden.

     

Flagellar Sensilla of Sphecodes Bees (Hymenoptera, Halictidae)

The antenna of Sphecodes bees were investigated as regards the type and distribution of the sensilla. Eleven species originating from Sweden were used. Totally 325 specimens were studied. The distribution of sensilla placodea and sensilla trichodea on the antennal segments were studied in the light stereomicroscope. One to three antennae per species were also examined by SEM. The following types of sensilla were found: s. placodea; pit organs; s. campaniformia; s. basiconica; s. trichodea A, B and CD; and setae. The distribution of sensilla, especially s. placodea and s. trichodea A, was found to be species-specific in the male sex and their diagnostic value in taxonomy is stressed. In the female sex no specific characteristics were found, although two groups could be distinguished.     

Weitere Untersuchungen zur Frage der Geruchsorientierung der Nachtschmetterlinge: Partielle Fühleramputation bei Spinnermännchen,insbesondere am Seidenspinner Bombyx mori L

Zusammenfassung Die Männchen von Bombyx mori reagieren auf den weiblichen Sexual-duftstoff mit mehreren Verhaltensformen, die in Korrelation zur Reizintensität in 6 gut voneinander unterscheidbare Reaktionsstufen aufgegliedert werden konnten. Diese umfassen niedere Reaktionsstufen — wie Fühlerheben, Fühlerputzen, Flügelsehwirren — bis zu komplexen Orientierungshandlungen, dem Anmarsch im Konzentrationsgefälle. Entsprechende Stufen wurden auch bei den einheimischen Arten Orgyia antiqua, Lasiocampa quercus, Lymantria dispar und Lymantria monacha beobachtet.In den Experimenten erfolgte die Variation der Reizintensität a) durch verschiedene Duftstoffkonzentrationen oder b) durch Reduktion der Anzahl Sensillen durch Fühlerteilamputationen.In Versuchen mit verschiedenen Duftstoffkonzentrationen und verschiedenen Fühleramputationagraden zeigte sich in Korrelation zum Amputationsgrad eine Verlängerung der Latenzzeit zur Auslösung der einzelnen Reaktionsstufen und eine größere Häufigkeit der niederen Reaktionsstufen. Bei der weitgehenden Amputation bis auf 2–5 Fiederpaare lassen sich durch hohe Duftstoffkonzentrationen aber noch alle Reaktionen auslösen, d.h. die Geruchssensillen müssen über den ganzen Fühler verteilt sein. Derartige Fühleramputierte mit 2–5 Fiederpaaren sind bei entsprechend hoher Duftstoffkonzentration ebenfalls zu der durch den Geruchssinn ausgelösten Strömungsorientierung befähigt.Von den 3 für den Geruchssinn in Frage kommenden Haupttypen der Sensillen auf den Fühlern konnten im Verhaltensexperiment nur die Sensilla styloconica, die durch Fühlerrandbeschneidungen selektiv zu entfernen sind, geprüft werden. Weder bei Erregungsversuchen im Schalentest noch bei Anlockversuchen im Konzentrationsgefälle und duftstoffhaltigen Luftstrom zeigte sich ein Hinweis auf eine Geruchsfunktion; die Tiere ohne Sensilla styloconica sind zu allen Reaktionsstufen befähigt und zeigen auch die normalen Orientierungshandlungen auf den Sexualduft. Ob nun die Sensilla coeloconica oder die dünnwandigen Sensilla trichodea die Geruchsrezeptoren sind, steht noch offen.Die Untersuchungen wurden überwiegend an Bombyx mori unter konstanten Laboratoriumsbedingungen durchgeführt. Parallelbeobachtungen und Freilandanflugversuche mit anderen Spinnern stimmen mit den Befunden an Bombyx überein, insbesondere konnten auch Lymantria-Männchen, denen die Sensilla styloconica weggeschnitten waren, im freien Fluge die Weibchen aufsuchen.Herrn Prof. Dr. Alfred Kühn zum 70. Geburtstag gewidmet.Herrn Prof Dr. K. v. Frisch danke ich herzlich für die mir gewährte freundliche Unterstützung. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt und aus Mitteln der Rockefeller Foundation, die Prof. v. Frisch zur Verfügung standen, gefördert.     

Chemoreceptors in the preoral cavity of the tobacco hornworm, Manduca sexta, and their possible function in feeding behaviour

Feeding preference tests showed that antenna- and maxillectomized larvae of the tobacco hornworm do not lose the ability to discriminate between a host plant (tomato) and a non-host plant (canna). When the labrum was also removed, no difference in acceptability of the two plants could be found. This suggested that chemoreceptors existed on the labrum. Scanning electronmicroscope pictures of the epipharynx revealed one pair of possible chemoreceptive structures. Using electrophysiological methods, the gustatory function of these sensilla was established and some properties were studied. Activity of not more than three different sensory cells of each epipharyngeal sensillum was observed. One cell was found to be sensitive to various distasteful compounds. Saps of tomato and canna do not stimulate particular sensory cells; however, the behavioural responses towards these plants are totally different. It was suggested that these sense organs relay information on the chemical composition of the plants in certain patterns of activity. The feeding tests on different diets showed that maxillectomy reduced the feeding stimulant effect of sucrose, but not completely. No activity of a specific sugar receptor in the epipharyngeal sensilla was observed electrophysiologically. However, the response of two cells to salt was inhibited in the presence of sugar.The epipharyngeal chemoreceptors function as a second checkpoint after the maxillary chemoreceptors for feeding deterrent compounds. It is more likely that the actual food intake in maxillectomized larvae is controlled by the presence of feeding deterrents than by the presence of feeding stimulants.

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Zusammenfassung Wie Wirtswahlversuche zeigten, verlieren Larven des Tabakhornwurms nach Antennen- und Maxillenentfernung nicht die Fähigkeit zwischen einer Wirtspflanze (Tomate) und einer Nichtwirtspflanze (Canna) zu unterscheiden. Wenn jedoch auch das Labrum entfernt wurde, konnte kein Unterschied mehr in der Bevorzugung einer der beiden Pflanzen gefunden werden. Dies läßt Chemorezeptoren im Labrum vermuten. Raster-elektronenmikroskopische Bilder des Epipharynx ließen ein Paar von Rezeptoren mit möglicherweise chemorezeptiven Strukturen erkennen. Mit elektrophysiologischen Methoden wurde die Geschmacksfunktion dieser Sensillen nachgewiesen und es wurden einige Eigenschaften untersucht. Dabei wurde die Aktivität von nicht mehr als drei verschiedenen Sinneszellen in jedem Epipharynxsensillum festgestellt. Eine Zelle erwies sich als empfindlich für verschiedene, geschmacklich unangenehme Verbindungen. Saft von Tomaten und Canna stimulierten keine besonderen Sinneszellen; dennoch sind die Verhaltensreaktionen gegenüber diesen Pflanzen völlig verschieden. Es wird vermutet, daß dieses Sinnesorgan Information über die chemische Zusammensetzung der Pflanzen in bestimmten Aktivitätsmustern übermittelt. Die Fraßtests an verschiedenen Diäten zeigten, daß Maxillenektomie die fraßstimulierende Wirkung von Saccharose vermindert, allerdings nicht vollständig. Elektrophysiologisch wurde keine Aktivität eines spezifischen epipharyngalen Zuckerrezeptors in den epipharyngalen Sensillen festgestellt. Jedoch wurde die Reaktion von zwei Zellen auf Salz in Gegenwart von Zucker gehemmt.Die epipharyngalen Chemorezeptoren arbeiten als eine zweite Kontrollstelle nach den maxillaren Chemorezeptoren für fraßabschreckende Verbindungen. Es ist wahrscheinlich, daß die tatsächliche Nahrungsaufnahme bei Larven nach Maxillenentfernung eher durch die Gegenwart von Fraßdeterrentien gesteuert wird als durch die Gegenwart von Fraßstimulantien.

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The electrophysiological part of this study was carried out by G. de B. during a stay at the Dept. of Biology, Princeton University.     

Ultrastructure of the antennal sensilla of the mayfly Baetis rhodani (Pictet) (Ephemeroptera : Baetidae)

The distribution and fine morphology of antennal sensilla of nymphal and adult mayfly, Baetis rhodani (Ephemeroptera : Baetidae), were examined. In the nymph, various kinds of sensilla (chaetica, basiconica, coeloconica and cuticular pits) are differently arranged on the antennal segments, whereas sensilla campaniformia delimit the distal border of the pedicel. A peculiar kind of sensillum basiconicum, named flat-tipped sensillum, is present along the entire antenna, even though in the flagellum it has a regular arrangement between the cuticular lobes that delimit the distal border of each article. In the subimago the scape and pedicel are profusely covered with microtrichia and scattered sensilla trichodea, whereas the flagellum shows cuticular ribs. Sensilla coeloconica are present along the ventral side of the flagellum. In the imago, the antenna is completely decorated with scales among which sensilla trichodea and sensilla coeloconica occasionally occur. As in the nymph, adult mayflies have a ring of sensilla campaniformia along the distal border of the pedicel. When compared with nymphal antennae, those of adults have fewer types of sensilla, presumably in relation to the short, non-feeding terrestrial life.     

Über den Blutzucker der Bienen

Zusammenfassung Die Arbeiterin von Apis mellifica hat einen Blutzuckergehalt von durchschnittlich 2%, die Streuung ist sehr groß.Andere Apiden — Bombus, Megachile, Vespa — haben Werte von der gleichen Größenordnung.Die reduzierende Substanz ist ein mit Hefe vergärbarer Zucker. Die Restreduktion ist, wenn vorhanden, sehr klein. Bei Fütterung mit Saccharose tritt kein Rohrzucker ins Blut über, das zuckerhaltige Blut dreht rechts, enthält also vermutlich Glukose, keinesfalls aber Invertzucker.Die Biene kann bei dauernder Fütterung mit 2 normalen Saccharoselösungen und unter biologischen Bedingungen (20° C, 65–90% Luftfeuchtigkeit) ihren Blutzucker außerhalb des Stockes konstant erhalten. Im Hunger büßt sie ihn fast völlig in wenigen Stunden ein.Die Hauptkohlehydratreserven des Bienenkörpers liegen im Stock. Die Höhe des Blutzuckerspiegels der Biene ist abhängig von der verfügbaren Zuckernahrung, er schwankt mit deren Konzentration aber innerhalb der physiologischen Grenzen.Frischgeschlüpfte Bienen haben einen sehr niederen Blutzuckergehalt, im übrigen hat das Alter der Bienen keinen großen Einfluß auf die Höhe des Blutzuckerspiegels.Die Jahreszeit wirkt nicht auf die Höhe des Blutzuckerspiegels der Biene ein.Bienen auf Tracht haben einen besonders hohen Gehalt an Blutzucker, dabei wenig Blut und daher ein geringes Körpergewicht. Eine Trachtbiene mit leerem Honigmagen kann etwa 15 Min. lang fliegen, dann sind ihre verfügbaren Kohlehydratreserven und ihr Blutzucker verbraucht.Bei gefülltem Honigmagen gelingt die Regulation des Blutzuckerspiegels leicht nach Aufnahme von 17–70% igen Saccharoselösungen, die Erschöpfung tritt ein, wenn das Kohlehydrat verbraucht ist.Mit zunehmender Belastung der Bienen zeigt sich ein gesteigerter Zuckerverbrauch.Überbelastete Tiere zeigen geringe Flugintensität.Drohnen haben einen Blutzuckergehalt von etwa 1,2%.Bei der Königin besteht, wie bei der Arbeiterin, eine Beziehung zwischen dem physiologischen Zustand und der Höhe des Blutzuckerspiegels: sie hat bis zur Begattung viel, später wenig Zucker im Blut.     

On the stimulus conducting structures in insect olfactory receptors

Summary In the olfactory sensilla trichodea of the silk moth, the cuticle of the sense hair is perforated by numerous pores. These pores are shown to be connected with the dendrites of the receptor cell by extracellular pore tubules. It is suggested, therefore, that odour molecules reach the stimulus transduction sites on the receptor membrane by surface diffusion alone, and need not diffuse three-dimensionally through the sensillum liquor.

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Zusammenfassung Bei den olfaktorischen Sensilla trichodea des Seidenspinners wird die Cuticula des Sinneshaares von zahlreichen Poren durchbrochen. Es wird gezeigt, daß diese Poren mit den Dendriten der Sinneszellen durch extrazelluläre Porentubuli verbunden sind. Daraus folgt, daß die Duftmoleküle den Ort der Erregungsbildung an der Rezeptormembran wahrscheinlich allein durch Oberflächendiffusion erreichen, ohne eine dreidimensionale Diffusion durch den Sensillenliquor.

     

Identification of honeybee antennal proteins/genes expressed in a sex- and/or caste selective manner

We identified three candidate proteins/genes involved in caste and/or sex-specific olfactory processing in the honeybee Apis mellifera L., that are differentially expressed between the antennae of the worker, queen, and drone honeybees using SDS-polyacrylamide gel electrophoresis or the differential display method. A protein was identified, termed D-AP1, that was expressed preferentially in drone antennae when compared to those of workers. cDNA cloning revealed that D-AP1 is homologous to carboxylesterases. Enzymatic carboxylesterase activity in the drone antennae was higher than in the workers, suggesting its dominant function in the drone antennae. In contrast, two proteins encoded by genes termed W-AP1 and Amwat were expressed preferentially in worker antennae when compared to those of queens. W-AP1 is homologous to insect chemosensory protein, and Amwat encodes a novel secretory protein. W-AP1 is expressed selectively in worker antennae, while Amwat is expressed both in the antennae and legs of the workers. These findings suggest that these proteins are involved in the antennal function characteristic to drone or worker honeybees.