Effect of amino acid and sugar concentrations on the food uptake of the aphid Myzus persicae

A difference weighing method applied to sachets of diet on which groups of 40–50 larval Myzus persicae (Sulzer) were allowed to feed for 24 hours gave information on the absolute and relative uptake of different diets in terms of the fluid volume of diet and the amounts of nutrients taken up per aphid per day.The diets tested were in a sucrose concentration series ranging from 0–40% with a 2.4% amino acid level common to the series, and in an amino acid series ranging from 0–4.8% total amino acids with 15% sucrose common to the series. Uptake was found to be markedly affected both by the level of sucrose and by the overall level of the 20 dietary amino acids.Fluid uptake was poor or non-existent on diets having low sucrose (<5%) or low total amino acid (<1%) concentrations. For sucrose, an optimal range of 10–20% was indicated with a progressive decline in fluid uptake with concentrations above 20%. For amino acids, fluid uptake increased with dietary concentrations up to 3% and then decreased slightly.The results are related to growth rates of M. persicae larvae on diets of similar composition, and the ecological significance of the findings is discussed.

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Zusammenfassung Durch Gewichtsverlustbestimmung von Nährlösungssäckchen, an denen Gruppen von 40–50 Myzus persicae-Larven 24 Stunden lang saugen konnten, ließ sich die absolute und relative Aufnahme verschiedener Diäten feststellen, ausgedrückt in dem Betrag des Flüssigkeitsvolumens der Nahrung und damit der Menge an Nährstoffen, die pro Tag und Blattlaus aufgenommen wurden.Die geprüften Diäten enthielten in der einen Serie bei gleichbleibendem Aminosäurespiegel von 2,4% Rohrzuckerkonzentrationen zwischen 0 und 40%, in einer anderen Serie bei konstantem Rohrzuckergehalt von 15% Gesamtaminosäurekonzentrationen von 0 bis 4,8%. Die Nahrungsaufnahme erwies sich als merklich beeinflußt sowohl von der Rohrzuckerkonzentration wie von der Gesamtkonzentration der 20 diätischen Aminosäuren.Die Flüssigkeitsaufnahme war gering oder unterblieb völlig bei Diäten mit niedrigen Rohrzucker-(<5%) oder Gesamtaminosäurekonzentrationen (<1%). Für Rohrzucker zeigte sich ein Optimalgehalt von 10–20% und ein fortschreitendes Absinken der Flüssigkeitsaufnahme bei Konzentrationen über 20%. Bei den Aminosäuren stieg die Flüssigkeitsaufnahme mit der Konzentration an Nährstoffen bis zu 3% und verringerte sich dann schwach.Die Ergebnisse werden in Beziehung gesetzt zu Wachstumsraten von M. persicae-Larven auf Diäten ähnlicher Zusammensetzung. Die ökologische Bedeutung der Befunde wird erörtert.

     

Gustation of sugars, amino acids and lipids by larvae of the scarabaeid, Sericesthis geminata (Coleoptera)

Third-instar larvae of the scarabaeid Sericesthis geminata were stimulated to bite and feed on filter paper by a number of sugars, amino acids and lipids. The degree of stimulation generally increased with increasing concentration, but high concentrations of fructose and amino acid had inhibitory effects. Sterols were non-stimulating at low concentrations and acted as feeding deterrents at high ones.

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Zusammenfassung In einer Reihe von einfachen Wahlkammerversuchen wurde das Verhalten der bodenbewohnenden Larven des Scarabaeiden Sericesthis geminata (Boisduval) gegenüber Zuckern, Aminosäuren und Lipiden geprüft. Die Versuchschemikalien wurden in verschiedenen Konzentrationen auf Filtrierpapier aufgetragen und die gefressenen Stellen ausgemessen.Jeder der drei Zucker Saccharose, Maltose und Glucose erhöhte die Nahrungsaufnahme. Die Disaccharide Saccharose und Maltose hatten einen größeren Effekt als Glucose. Bei diesen drei Zuckern war im allgemeinen bis zu einer Konzentration von 1.0 M ein zunehmender Effekt festzustellen. Fructose erhöhte die Nahrungsaufnahme nicht und hatte bei höheren Konzentrationen einen hemmenden Effekt. Die einzelnen Aminosäuren L-Isoleucin, L-Leucin und L-Alanin sowie eine Gruppe von sechs Aminosäuren erhöhten die Nahrungsaufnahme in einem begrenzten Konzentrationsbereich, hemmten aber die Nahrungsaufnahme bei hohen Konzentrationen. Die Wirkung der Gruppe von Aminosäuren zeigte, daß dabei der Effekt der verschiedenen Aminosäuren komplementär war. Freie Fettsäuren, Triglyceride und Phospholipoide erhöhten die Nahrungsaufnahme. Steroide hatten bis zu hohen Konzentrationen keinen wesentlichen Einfluß; bei hohen Konzentrationen wurde die Nahrungsaufnahme verringert.

     

Gustation of dietary amino acids by the aphid Myzus persicae

In simple choice-chamber tests the ability of the aphid Myzus persicae (Sulzer) to discriminate between sucrose solutions containing single or groups of amino acids and a pure sucrose solution was assessed. Each of 20 dietary amino acids was tested at a concentration of 0.1% in 20% sucrose. Each of six amino acids (asparagine, isoleucine, leucine, methionine, phenylalanine, and tryptophan) strongly enhanced the acceptability of sucrose. Methionine had a strong effect also at 0.02%. A few other amino acids had a lesser effect, while only a slight or no effect was observed with about half of the 20 dietary amino acids. A slightly deterrent effect was observed with histidine, glutamic acid, and arginine.The experimental apterous adult aphids that had been reared on radish seedlings had to be preconditioned on a pure sucrose solution for one day prior to the tests in order to show these responses within a few hours.

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Zusammenfassung In einfachen Wahlkammer-Versuchen wurde die Fähigkeit der Blattlaus Myzus persicae geprüft, Rohrzuckerlösungen, die einzelne oder Gruppen von Aminosäuren enthielten, von reiner Rohrzuckerlösung zu unterscheiden. Jede der 20 diätischen Aminosäuren wurde in einer Konzentration von 0,1% in 20% iger Rohrzuckerlösung geprüft. Jede der 6 Aminosäuren Asparagin, Isoleucin, Leucin, Methionin, Phenylalanin und Tryptophan erhöhte die Annehmbarkeit stark. Unter ihnen hatte Methionin auch bei 0,02% eine kräftige Wirkung. Einige wenige andere Aminosäuren hatten einen geringen Effekt, während bei etwa der Hälfte der 20 diätischen Aminosäuren nur ein schwacher oder kein Einfluß beobachtet wurde. Eine leicht abweisende Wirkung war bei Histidin, Glutaminsäure und Arginin festzustellen.Die im Versuch verwendeten erwachsenen apteren Blattläuse, die an Rettichsämlingen herangezogen worden waren, mußten vor den Versuchen einen Tag lang an reiner Rohrzuckerlösung gehalten werden, wenn sie diese Reaktionen innerhalb einiger weniger Stunden zeigen sollten.

     

The artificial feeding of phosphamidon to Myzus persicae

Three strains of Myzus persicae have been fed on liquid media through parafilm membranes and compared on the basis of their survival and fecundity. The uptake of one strain (the Dutch) is limited by the fact that this aphid adapts very badly to artificial membranes, whereas one of the important limiting factors on uptake by the other two strains appears to be the composition of the diet. These two strains (light and dark) show no significant difference in their LC₅₀ values for phosphamidon in artificial diet, in contrast to results previously obtained on sugar solutions. The presence of phosphamidon caused an immediate reduction in the uptake of the light strain, but this effect was delayed in the dark strain, becoming evident 48 hours after these aphids were transferred to non-toxic diets. Some evidence is given which suggests an increased rate of reproduction for aphids which imbibe sub-lethal doses of phosphamidon.

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Zusammenfassung Drei Stämme von Myzus persicae wurden durch Parafilm-Membranen mit Nährlösungen gefüttert und auf Grund ihrer Überlebensrate und Fruchtbarkeit verglichen. Die Nahrungsaufnahme des einen Stammes (des holländischen) ist dadurch beschränkt, daß sich diese Blattläuse sehr schlecht an künstliche Membranen gewöhnen, während einer der wichtigsten begrenzenden Faktoren für die Nahrungsaufnahme bei den beiden anderen Stämmen die Zusammensetzung der künstlicher Diät zu sein scheint. Diese zwei Stämme (der helle und der dunkle) zeigen bei künstlicher Diät keinen signifikanten Unterschied in ihren LD₅₀-Werten, im Gegensatz zu früher mit Zuckerlösungen erhaltenen Ergebnissen. Wenn die Blattläuse nach Fütterung an Phosphamidon-haltigen Lösungen auf nichtgiftige Diäten übertragen wurden, war ihre Nahrungsaufnahme signifikant niedriger als bei Läusen, die ununterbrochen auf nichtgiftiger Diät gehalten wurden. Es ergaben sich einige Hinweise, die vermuten lassen, daß die Reproduktionsrate bei Läusen, welche subletale Dosen von Phosphamidon aufnehmen, erhöht ist.

     

Gustatory discrimination between liquids by the aphidMyzus persicae (Sulzer)

The relative acceptability of different fluids toMyzus persicae (Sulzer) was compared using simple choice-chambers in which the aphids had equal access to two fluids via a membrane of stretched Parafilm M^(R). Sucrose solutions were markedly preferred to water. Sucrose solutions containing a mixture of 6 L amino acids (asparagine, leucine, lysine, methionine, threonine and valine, each at 0.1%) were considerably more acceptable than a solution of sucrose only. A solution of the amino acids alone was not discriminated from water. Solutions containing 0.1% neutral red were less acceptable than those without this dye. The results indicate the applicability of the method for rapidly demonstrating the effects of stimulatory and inhibitory substances.

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Unterscheidung von gelösten stoffen durchMyzus persicae (Sulzer) am geschmack

Zusammenfassung Der relative Annahme-(=Geschmacks-)-Wert verschiedener Flüssigkeiten fürMyzus persicae (Sulzer) wurde in kleinen Wahlkammern vergleichend festgestellt, wobei die Läuse durch eine ausgespannte Parafilm-M^(R)-Membran hindurch gleichen Zugang zu zwei (oder mehr) Flüssigkeitstropfen hatten; diese waren jeweils mit einem Deckglas abgedeckt.Ermittelt wurde im Verlauf von 6 Stunden 6–8 mal die Zahl der unter den verschiedenen Flüssigkeiten festsitzenden Tiere (je 10 mal 10 für einen Vergleichswert). Unterschiede entstanden demnach durch verschieden langes Proben oder Saugen, was auf Geschmacksreize zurückzuführen war.Eine unterschiedliche Tendenz zeigte sich oft schon nach wenigen Minuten, statistisch zu sichern waren Unterschiede manchmal schon nach 15 Minuten, in anderen Fällen erst nach 3–4 Stunden.Eindeutig bevorzugt wurden 10–20% ige Saccharoselösungen (40% ige weniger) vor Wasser. Noch stärker war die Unterscheidung einer Lösung von Saccharose mit 6 L Aminosäuren (Asparagin, Leucin, Lysin, Methionin, Threonin und Valin, je 0,1%) im Vergleich zu Wasser oder zu Saccharoselösung allein. Gleiche Ergebnisse wurden bei eingestelltem pH-Wert (6,6; 6,8 oder 7,0) erzielt. Auffallenderweise wurden die 6 Aminosäuren allein, ohne Saccharose, vor Wasser nicht bevorzugt.Einzelne Aminosäuren in gleicher (0,1%) oder 6 facher (0,6%) Konzentration mit Saccharose hatten schwachen, keinen oder gegensätzlichen Effekt. Es muss sich demnach bei der Mischung der 6 Aminosäuren plus Saccharose um eine synergistische Wirkung von Zucker und mehreren Aminosäuren handeln.Eine routinemässig verwendete Diät wurde vor Saccharose bevorzugt. Dieselbe Diät ohne ihren Saccharoseanteil war dagegen sogar ungünstiger als Wasser, weshalb auf abschreckende Stoffe in ihr geschlossen wird.Wässrige Lösungen von Neutralrot (0,1%) mit und ohne Saccharose wurden weniger angenommen als Wasser bzw. Saccharose allein; Neutralrot wirkt also abschreckend.Die Ergebnisse zeigen die Brauchbarkeit der Methode, um rasch den positiven oder negativen Geschmackswert einer Substanz zu ermitteln. Sie beweisen zugleich, dass ein Gemisch von Aminosäuren für die polyphageMyzus persicae nicht nur Nährwert, sondern — in Kombination mit Saccharose — hohen Geschmackswert besitzen kann.

     

Der Kohlehydratstoffwechsel der Panseninfusorien und die Bedeutung der grünen Pflanzenteile für diese Organismen

Zusammenfassung An frisch entnommenem oder im Thermostaten aufbewahrtem Panseninhalte von Schafen wurde zu verschiedenen Zeiten nach verschiedenartiger Fütterung des Wirtstieres die Aufnahme und Verarbeitung der Nahrung durch die Panseninfusorien mikrochemisch verfolgt. Es lassen sich dabei, unter Zuhilfenahme der Fütterung der Infusorien im Thermostaten, der Vorgang der Nahrungsaufnahme und besonders der Kohlehydratstoffwechsel mikroskopisch beobachten. Stärkekörner werden als Ganzes aufgenommen und innerhalb des Nahrungssackes arrodiert und aufgelöst; dafür tritt im Ektoplasma Ablagerung von Glykogen auf. Diese erfolgt auch bei Fütterung mit Traubenzucker oder Milchzucker. Das Glykogen wird bei mangelnder weiterer Nahrungszufuhr sehr bald wieder aufgelöst und im ZellstoffWechsel verarbeitet.Im Gegensatze zu der gierigen Aufnahme von Stärke wird tierisches Eiweiß von den Infusorien nicht aufgenommen. Stets aber finden sich in ihrem Zelleibe normalerweise Bruchstücke pflanzlicher Nahrung und besonders grüne Pflanzenteile, ohne deren Aufnahme seitens des Wirtstieres die Infusorien aus dem Pansen verschwinden, um sich mit ihrer Neuaufnahme wieder einzustellen. Auch die grünen Pflanzenteile, die mit ihrem Bestand an Chlorophyll und Zellulose ebenfalls sowohl im Pansen wie auch von im Thermostaten aufbewahrten Infusorien aufgenommen werden, Werden im Innern der Infusorien in charakteristischer Weise verändert und aufgelöst.     

Veränderungen der Blattproteine bei photoperiodischer Induktion

Zusammenfassung Zur Untersuchung der Zelleiweiß der Kurztag-Crassulacee Kalanchoë Bloßfeldiana wurde eine Methode entwickelt, die es gestattet, Blattproteine auch aus gerbstoffreichen Pflanzen zu isolieren.Die Proteinfraktion der jüngsten Blätter wurde einer sauren Hydrolyse unterworfen; unter den Spaltprodukten konnten 24 ninhydrinpositive Substanzen aufgefunden werden; davon ließen sich 18 Komponenten mit bekannten Aminosäuren identifizieren.Die aus der Spitzenregion derKalanchoë isolierten Blattproteine unterscheiden sich in ihrer Aminosäurezusammensetzung von den von anderen Autoren untersuchten Zelleiweißen aus den Dauergeweben höherer Pflanzen sowie von den bekannten Algenproteinen. Insbesondere ist der Anteil an basischen und cyclischen Aminosäuren gegenüber den Aminodicarbonsäuren deutlich erhöht. Diese Abweichungen sprechen für einen höheren Histongehalt — und damit vermutlich auch höheren Nucleoproteidgehalt — der untersuchten meristematischen Gewebe.Während der photoperiodischen Induktion kommt es in der Spitzenzone zu einer Veränderung der Zelleiweiße die sich durch die quantitative Auftrennung der Hydrolyseprodukte erfassen läßt. Diese unmittelbar nach Induktionsbeginn eintretenden Verschiebungen im Mengenverhältnis der einzelnen Aminosäuren zeigen keine eindeutige Abhängigkeit von der Induktionsdauer; vielmehr durchlaufen die Konzentrationskurven innerhalb weniger Tage zwei mehr oder weniger deutliche Wendepunkte.Die nach 30tägiger Induktion feststellbaren Eiweißveränderungen lassen sich nicht ohne weiteres auf die in den ersten Induktionstagen ablaufenden Prozesse zurückführen.Die möglichen Zusammenhänge der beobachteten Eiweißumsetzungen mit Veränderungen im Enzymbestand der Zellen werden diskutiert.Mit 8 Textabbildungen.Habilitationsschrift der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Göttingen.     

Measurement of aphid feeding rates on artificial diets using 3H-inulin

The radioactivity of the honeydew droplets excreted by young apterous adults of the green peach aphid, Myzus persicae, fed on an artificial diet containing ³H-inulin was a reliable measure of the volume of food ingested by the insects, since almost none of the ingested inulin was absorbed and retained by the insects.

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Zusammenfassung Junge aptere Adulte von Myzus persicae wurden auf künstlicher Diät mit oder ohne Zugabe von radioktiv markiertem Inulin (³H, 100 Ci pro ml; 84.5 cpm pro nl) gehalten. Die Radioaktivität der Blattläuse und ihrer ausgeschiedenen Honigtautropfen wurde in Zeitintervallen nach der Fütterung bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass Inulin nur in geringer Menge von den Blattläusen absorbiert wird, und, dass die Radioaktivität der ausge schiedenen Honigtautropfen nach Zugabe von ³H-Inulin zur künstlichen Diät ein verlässliches Mass für das Volumen der von ihnen aufgenommenen Nahrung ist.

     

The artificial feeding of phosphamidon to Myzus persicae: II. The effects of phosphamidon on liquid uptake through a parafilm membrane

Studies on liquid uptake through a parafilm membrane showed a direct correlation between time and the amount of liquid taken up by the aphids. The addition of phosphamidon to the diet disrupted this correlation. The dark strain of M. persicae had a significantly higher LT₅₀ value than the light strain, no value being calculable for the Dutch strain. A method is described whereby quantitative evaluations of diet acceptability can be made using the LT₅₀ values and an example using 0.1% neutral red is quoted. Choice chamber experiments showed that the light strain of M. persicae preferentially avoids diets containing phosphamidon in favour of diets lacking phosphamidon, the presence of the insecticide in the diet greatly increasing the number of abortive probes made.

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Zusammenfassung Der Einfluß der Zeit auf die Flüssigkeitsaufnahme durch eine Parafilm-Membran zeigte eine direkte Korrelation zwischen der Zeit und der Flüssigkeitsmenge, die von den Aphiden aufgenommen wurde. Der Zusatz von Phosphamidon zur Diät zerstört diese Beziehung. Der dunkle Stamm von Myzus persicae hat eine signifikant höhere LD 50 als der helle Stamm; für den holländischen Stamm konnte kein Wert errechnet werden. Es wird eine Methode beschrieben, mit der unter Benutzung der LD 50-Werte quantitative Wertungen der Nahrungsannehmbarkeit ausgeführt werden können, und ein Beispiel mit Benutzung der Neutralrot-Methode angeführt. Wahlkammerversuche ergaben, daß der helle Stamm von Myzus persicae bevorzugt Diäten ablehnt, die Phosphamidon enthalten, zugunsten solcher, denen Phosphamidon fehlt; wobei die Gegenwart des Insektizids in der Nahrung die Anzahl der ablehnenden Probestiche erhöht.

     

The performance of Brevicoryne brassicae and Myzus persicae in relation to plant age and leaf amino acids

With increasing plant age, total soluble nitrogen of Brussels sprout plants decreased after a peak at 6–9 weeks. The plants then became less suitable for Brevicoryne brassicae and Myzus persicae (particularly the latter) as shown by estimates of the mean relative growth rate (RGR) of the aphids in two experiments. This growth statistic was, however, only poorly correlated with total soluble N and this lack of correlation was particularly marked on plants less than 9 weeks old. Multiple regression on the leaf amino acid spectrum indicated that much of the variability in aphid RGR could be assigned to relatively few amino acids. The complex of asparagine and glutamine gave a positive coefficient for both aphids, but otherwise different amino acids were involved in the regression for each aphid. Attention is drawn to the presence in each regression of an amino acid with a negative coefficient; the inverse correlation of M. persicae RGR with amino-butyric acid may be particularly important in the aphid/hostplant relationship.

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Zusammenfassung In einem ersten Versuch zeigte sich, daß der Gehalt an löslichem Stickstoff in den Blättern mit dem Alter der Pflanzen zwischen 8 und 20 Wochen ständig abnahm. Die relative Wachstumsrate (RGR) von Brevicoryne brassicae veränderte sich dabei kaum, jedoch waren die einzelnen Werte der RGR und des löslichen Stickstoffgehalts der entsprechenden Pflanzen gut korreliert. Dagegen reagierte Myzus persicae unmittelbarer auf das Pflanzenalter als auf den Stickstoffgehalt und ihre RGR nahm ab, je älter die Pflanzen wurden.Im zweiten Versuch wurden jüngere Pflanzen benützt. Hier stieg der Gehalt an löslichem Stickstoff bis zu einem Höhepunkt in der neunten Woche an. Unabhängig vom Stickstoffgehalt nahm die RGR bei M. persicae wieder ab, je älter die Pflanzen wurden. In diesem Versuch wurde auch der, Aminosäuregehalt der Blätter analysiert. Die Variabilität der RGR beider Blattlausarten war mit 4 Aminosäuren korreliert. Sowohl Asparagin wie Glutamin zusammen waren dabei für beide Blattlausarten wichtig; daneben erschienen Threonin und Phenylalanin in der Korrelationsgleichung für B. brassicae, Methionin und Aminobuttersäure in der für M. persicae. Für M. persicae konnten so 42% der gesamten Variabilität der RGR durch die Korrelationsgleichung erklärt werden; für B. brassicae nur 21%.Von besonderem Interesse ist 1) daß sich 42% der M. persicae-Variabilität mit der Verfügbarkeit von nur 4 Aminosäuren erklären lassen, 2) daß die Korrelation zwischen Blattlaus-Wachstumsrate und Asparagin + Glutamin vielleicht dem oft nachgewiesenen Zusammenhang zwischen Pflanzenempfindlichkeit und löslichem Stickstoff entspricht, 3) daß die Wachstumsraten der beiden Blattlausarten negativ mit je einer Aminosäure korreliert sind: mit Phenylalanin bei B. brassicae und, sehr wichtig, mit Aminobuttersäure bei M. persicae und 4) daß die Resultate bezüglich M. persicae ziemlich gut mit Resultaten bei küstlichen Ernährungsversuchen anderer Autoren übereinstimmen.

     

Growth of the cotton spotted bollworm, Earias fabia (Lepidoptera: Noctuidae) in relation to consumption, nutritive value and utilization of food from various plants

Growth of Earias fabia varies with the degree of consumption, nutritive value and utilization of food from different plants. The insect grows best on diets whose nutritive value and degree of conversion into body matter are high. Nutritional inferiority of a diet is to some extent compensated by its increased consumption and absorption, yet the insect may fail to grow if the degree of conversion into body matter is low. Differences among the dietary amino acids and proteins and their utilization by the insect reflect variations in its growth on different plants, but those in the lipids and carbohydrates are not significant enough to be suggestive.

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Zusammenfassung Das Wachstum von Earias fabia auf verschiedenen Pflanzen und das Ausmaß des Verbrauchs, des Nährwertes und der Ausnutzung der Nahrung auf ihnen wurden bestimmt. Das Insekt wächst auf Keimlingen von Abelmoschus esculentus und Gossypium hirsutum besser als auf reifen Samen des letzteren oder als auf keimenden Samen von Urena lobata und Althaea rosea. Reife Samen von A. esculentus, das Laub von G. hirsutum, keimende Samen von Pisum sativum, der Blütenstand von Brassica oleracea botrytis und die Früchte von Solanum melongena und Citrullus vulgaris fistulosus ergeben kein Wachstum. Keimender Mais (Zea mays) erwies sich als wachstumsfördernd für die älteren, nicht aber für die frühen Raupenstadien.Der Grad des Verbrauchs und der Absorption der Nahrung waren bei Ernährung mit Keimlingen von P. sativum und G. hirsutum sowie mit Blütenständen von B. oleracea botrytis höher, aber ihr Nährwert und der Grad der Umwandlung in körpereigener Substanz durch das Insekt waren niedriger als diejenigen auf Keimlingen von A. esculentus und Z. mays. Das Wachstum von E. fabia hängt ab vom Nährwert der Nahrung, vom Ausmaß, in welchem sie in Körpersubstanz umgewandelt, und von dem Umfang, bis zu welchem eine etwa bestehende Minderwertigkeit durch erhöhte Aufnahme und Absorption ausgeglichen werden kann.Die Unterschiede im Vorhandensein und in der Ausnutzung von Fetten und Kohlenhydraten der verschiedenen Nährmedien sind nicht signifikant genug, um Unterschiede im Wachstum von E. fabia auf ihnen zu ergeben. Bei den Aminosäuren kann das Vorhandensein und die Ausnutzung von Cystin/Cystein der Nahrung und die Unfähigkeit des Insekts, Valin zu verwerten, sein Wachstum beeinflussen. Obwohl das Insekt nicht fähig ist, die Proteine irgendeiner Nahrung vollständig zu verwerten, könnte die Gegenwart von Cystin/Cystein und (oder) Prolin unter den eiweißbildenden Aminosäuren gewisser Substrate das Wachstum beeinflussen.

     

Weitere Untersuchungen über den Atmungsstoffwechsel von Proteus vulgaris,dessen stabiler L-Phase und der pleuropneumonie-ähnlichen Organismen

Zusammenfassung Es wurde durch manometrische Atmungsmessung festgestellt, daß die stabile L-Phase von Proteus vulgaris die gleichen Substrate (verschiedene Kohlenhydrate, organische Säuren, Aminosäuren und Alkohole) oxydieren bzw. nicht oxydieren kann wie die Bakterienform, aus der sie isoliert wurde. Auch die Empfindlichkeit gegenüber verschiedenen Atmungsgiften ist von kleineren graduellen Abweichungen abgesehen die gleiche.Demgegenüber vermögen die PPLO, von denen 8 Stämme mit völlig gleichem Ergebnis untersucht wurden, nur einige Kohlenhydrate in geringem Umfang zu oxydieren, aber keine organischen Säuren, Aminosäuren und Alkohole. Sie sind außerdem gegenüber holen Dosen von KCN, DNP, Azid, Arsenit und Arsenat völlig resistent und zeigen damit an, daß sie zumindest teilweise ein anderes Fermentsystem für den Substratabbau besitzen wie die meisten bisher untersuchten Organismen. Die hohe Empfindlichkeit gegenüber Monojodessigsäure und Fluorid läßt vermuten, daß der Abbau bis zur Brenztraubensäure über das Embden-Meyerhof-Schema verläuft.     

Ernährungsphysiologische und ökologische aspekte der Aufnahme in Meerwasser gelöster Aminosäuren durch Anemonia sulcata (Coelenterata,Anthozoa)

Zusammenfassung Anemonia sulcata resorbierte und akkumulierte tritiummarkierte l-Aminosäuren aus Meerwasser, welche diesem in natürlicher Konzentration zugesetzt worden waren (70–700 nMol/l).Die Aufnahme erfolgte nahezu ausschließlich ektodermal; der überwiegende Teil der aufgenommenen und dann eingebauten Aminosäuren befand sich auch nach längerer Inkubation im Ektoderm. Diese Tatsache ist auf unterschiedliche cytologische Differenzierungen von Ento- und Ektoderm zurückzuführen. Elektronenmikroskopische Aufnahmen zeigen, daß nur das Ektoderm resorbierende Strukturen (Mikrovilli) besitzt.Die Aufnahmeraten waren (von natürlichen Konzentrationen ausgehend) für die untersuchten Aminosäuren verschieden hoch (2–10 g/g Frischgewicht/h). Die aufgenommene Menge war von der Außenkonzentration abhängig. Die Konzentrationen, unterhalb denen nur noch eine sehr geringe Aufnahme registriert werden konnte, schwankten für die einzelnen Aminosäuren zwischen 10 und 100 nMol/l.Eine Gruppe von Aminosäuren (Phe, Lys, Leu, His, Pro) wurde vorwiegend in den Synthesestoffwechsel eingeschleust, eine andere (Gly und Ser) wurde überwiegend oxydativen Prozessen zugeführt.Der Gehalt an freien Aminosäuren von Tentakelgewebe wurde bestimmt. Die Konzentration von Glycin z.B. ist im Gewebe 10⁷mal höher als im Medium, aus dem noch resorbiert wird. Die Aufnahme erfolgt daher mit größter Wahrscheinlichkeit aktiv.Formale Berechnungen zeigen, daß den Tieren durch die Aufnahme gelöster organischer Verbindungen ein Energiegewinn erwächst; dieser liegt über dem Energieverbrauch, der dem Sauerstoffverbrauch äquivalent ist.

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Nutritional and ecological aspects of the uptake of dissolved amino acids by Anemonia sulcata (Coelenterata, Anthozoa)

Summary Anemonia sulcata resorbs and accumulates tritiated l-amino acids dissolved in sea water in their natural concentrations (70–700 nmol/l).Resorption takes place mainly through the apical membrane of the ectoderm. Even after quite long periods of exposure autoradiography reveals that the amino acids resorbed are located in the ectoderm; this is attributable to its cytological structure. Electronmicrographs show that only the ectoderm bears microvilli.The rate uptake (2–10 g/g wet weight/h) depends on the type of the amino acid and its concentration.The concentration below which only a very slight degree of uptake is detected ranges from 10–100 nmol/l for the different amino acids.Certain amino acids (phe, lys, leu, his, pro) are used mainly in metabolic synthesis. Others (gly, ser) are also used in oxidative processes, as indicated by the presence of tritium water which results from the oxidation of ³H-amino acids.The concentration of free amino acids in tentacle tissue has been analyzed. The concentration of glycine, for example, is greater by a factor of 10⁷ in tissue than in the medium in which resorption takes place, showing that uptake is an active process.Calculation reveals that the actinians satisfy a substantial proportion of their metabolic requirements by resorbing organic material from the environment.

     

Temperatureinflüsse auf Blutung und Stoffwechsel beiVitis vinifera

Zusammenfassung An drei Rebsorten, Kreuzungen aus Riesling x Silvaner und Gewürztraminer x Müller-Thurgau, ist die Blutung unter verschiedenen Klimabedingungen untersucht worden. Es werden zwei Phasen unterschieden: schwache Blutung bei 8° C Bodentemperatur bis 20 cm Tiefe und starke Blutung beginnend bei 12° C. Diese Temperaturschwellen gelten auch für die Mobilisierung der Kohlenhydrate. Bei reduzierter Blutung ist die Konzentration an Glucose und Fructose im Xylemsaft hoch, bei intensiver Blutung niedrig. Es ist nachgewiesen worden, daß es sich um eine wirkliche Schwankung im Kohlenhydrathaushalt handelt und nicht um eine Verdünnungserscheinung. Die Temperaturempfindlichkeit der Stärkeumwandlung ist sehr groß, da Kälte- oder Wärmeimpulse innerhalb kurzer Zeit physiologisch beantwortet werden. Insgesamt 17 Aminosäuren wurden im Blutungssaft identifiziert. Mit steigender Blutungsmenge nimmt die Zahl und teilweise auch die Konzentration der Aminosäuren zu. Glutamin erschien nicht regelmäßig, sondern nur in bestimmten Abständen. Die physiologische Bedeutung ist diskutiert worden. Mit dem Austrieb der Knospen hat der Saftstrom nicht aufgehört. Eine autonome Tagesrhythmik der Blutung besitzen die Reben nicht; die Schwankungen sind auf den Temperaturwechsel von Tag und Nacht zurückzuführen. Ein Zusammenhang zwischen dem Zuckerspiegel im Gefäßsaft und in den Austriebsstadien unter dem Einfluß wechselnder Außentemperaturen wird aus den Ergebnissen abgeleitet. Dies ist für die Beurteilung der Frostresistenz von Bedeutung.Mit 8 Textabbildungen     

Beobachtungen über das Verhalten der Seezungenbrut

Zusammenfassung 1. Die Dottersacklarven vonSolea solea L. schwimmen sehr unbeholfen und drehen sich während der Schwimmbewegungen häufig um ihre Körperlängsachse. In der Regel halten sie dabei eine abwärtsgerichtete Schwimmbewegung ein und haben in den Ruhepausen leichten Auftrieb, der mit zunehmender Dotterzehrung schwindet. Gegenüber geringen Strömungen verhalten sie sich passiv und lassen sich in jeder Körperlage treiben.2. Zum Zeitpunkt der ersten Nahrungsaufnahme befinden sich die meisten Larven in Bodennähe und weiden als Substratfresser den Grund nach freßbaren Organismen ab.3. Die gelegentlichen Beutefanghandlungen im freien Wasser, die bei hungrigen Larven häufiger auftreten, unterscheiden sich erheblich von denen anderer Fischlarven. Vor allem fällt die fehlende Zielstrebigkeit auf. Die Mehrzahl der erfolgreichen Fanghandlungen beruht auf Zufallstreffern.4. Bereits neun bis zehn Tage nach der ersten Nahrungsaufnahme beginnen sich die noch völlig symmetrischen Larven zeitweise seitwärts auf den Grund zu legen, wobei keine Körperseite bevorzugt wird. Ein Wechseln von einer zur anderen Körperseite ist oft zu beobachten.5. Die älteren symmetrischen Larven zeigen noch alle die unter Punkt 2 bis 4 genannten Verhaltensweisen. Darüber hinaus haben sie bereits die Fähigkeit, sich an das Substrat anzuklammern. Häufig schwimmen sie auch in Schräg- oder Seitenlage und verhalten sich zeitweise wie Jungfische.6. Eingraben konnte vor der Metamorphose nicht beobachtet werden. Farbanpassung an hellen Untergrund scheint trotz längerer Expositionsdauer (>1 Tag) nicht möglich zu sein.7. Die Messung der Schwimmleistung auf Grund von Filmaufnahmen ergibt eine Durchschnittsleistung von 6 bis 9 mm/sec. Dies gilt für Dottersacklarven bis zum Zeitpunkt der ersten Nahrungsaufnahme.8. Die tägliche Schwimmstrecke verschieden alter, ungefütterter Dottersacklarven wurde auf Grund von Registrierungen der Schwimmaktivität für Beobachtungsintervalle von jeweils 5 min bestimmt. Sie liegt zum Zeitpunkt der ersten Nahrungsaufnahme unter Annahme eines 12-Stunden-Tages bei etwa 200 bis 230 m.9. Gegen Ende des Dottersackstadiums sind die Larven bis zu 75% der Beobachtungszeit aktiv. Bei ungefütterten Larven sinkt die Aktivität am 5. Tag nach dem Schlüpfen auf unter 50% der Beobachtungszeit herab. Unter den herrschenden Versuchsbedingungen (15° C) wurden zu diesem Zeitpunkt die Fanghandlungen auf Plankter eingestellt. Ob dann noch eine Nahrungsaufnahme vom Boden her möglich ist, wurde nicht geprüft. Vom 8. Tage nach dem Schlüpfen an sank die Schwimmstrecke auf eine Stundenleistung von 4 bis 7 m ab.10. Aus den Befunden wird geschlossen, daß die pelagische Lebensweise im wesentlichen auf das Dottersackstadium beschränkt ist. Für die Beurteilung der Überlebenschancen wäre wichtig zu wissen, welches Substrat mit welcher Bodenfauna für die erste Nahrungsaufnahme unter natürlichen Bedingungen am günstigsten ist.

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Observations on the behavior of sole fry

In spring 1965 eggs of the soleSolea solea L. were hatched in the Marine Station of the Biologische Anstalt Helgoland (island Helgoland, North Sea). The newly hatched larvae were raised under laboratory conditions and their behavior, food relationships and swimming performance studied. Yolk-sac larvae swim rather clumsily and often turn around their body axis. Their main swimming direction is downward, compensating for a tendency toward buoyancy. At the time of their first food intake, most larvae stay close to the bottom and search as substrate feeders for food. In free water, hungry young larvae occasionally try to catch food but obviously lack appropriate aiming techniques. Nine to ten days after the first food intake, the symmetrical larvae begin to rest temporarily sidewise on the ground; no body side is preferred at this stage. Digging into the substratum (sand) was not observed before metamorphosis. On the basis of movie pictures, yolk-sac larvae (at the time of their first food intake) swim on an average 6 to 9 mm per second (200 to 230 m per 12 hour day). Toward the end of the yolk-sac stage the larvae are active during up to 75% of the observation period. Five days after hatching, unfed larvae, kept at 15° C, reduce their swimming activity to about 50% of the normal level; after 8 days swimming performance is reduced below 4 to 8 m. On the basis of our laboratory observations, the pelagic phase is restricted mainly to the yolk-sac phase.

     

Beiträge zur Physiologie des Echten Hausschwamms

Zusammenfassung Im Hydrolysat von Hausschwammfruchtkörpern, Luftmycel und Kulturmycel wurden qualitativ durch Chromatographie und quantitativ durch mikrobiologische Teste die Proteinkomponenten bestimmt.Zwischen Fruchtköper- und Luftmycelprotein bestehen nur quantitative Unterschiede in der Beteiligung von 12 sicher (und 2 wahrscheinlich) ermittelten Aminosäuren; auf Kulturmycel traten zusätzlich größere Mengen von Glycin, Asparaginsäure und geringere von Serin und Lysin auf, während Tryptophan, Histidin und die beiden S-haltigen Aminosäuren Cystin und Methionin völlig fehlten.Der prozentuale Anteil der einzelnen Säuren am Proteinaufbau wurde nach Gesamtstickstoffbestimmung des Pilzmaterials rechnerisch ermittelt.     

Wing production by grouped and isolated apterae of the aphid Myzus persicae on artificial diet

Single and groups of plant-reared adult apterous Myzus persicae were transferred to an artificial diet and the progeny produced on subsequent days raised in groups on the diet. An enhancement in alata-production in response to interactions between the adult aphids was recorded. This would not have occurred or have been as marked if seedling hostplants (radish or mustard) had been used as larviposition and larval rearing substrates.Crowding the adult aphids at different densities and for various periods showed that relatively few contacts between them promote an increase in alata-production. Such increases are maintained for several days after the period of crowding.Isolated adults did not produce exclusively apterous progeny and their alata-production moreover increased to 80–90% after about a week on the diet despite the fact they were isolated from their progeny on a daily basis.

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Zusammenfassung Entweder in Gruppen oder einzeln auf Rettichkeimlingen herangezogene adulte Aptere von Myzus persicae wurden für die Experimente an eine künstliche Diät gesetzt und ihre täglich entnommenen Nachkommen gruppenweise mit dieser Diãt aufgezogen.Als sofortige Reaktion auf die Vereinzelung war eine Steigerung der Apteren-Produktion festzustellen. Als Reaktion auf zeitweiser Gruppierung erhöhte sich mit der Dauer dieses Vorganges die Geflügeltenzahl. Die Erhöhung ließ sich über einige Tage nachweisen.Gruppierungsexperimente mit verschiedener Anzahl von Adulten oder für verschieden lange Perioden zeigten, daß schon relativ wenige Kontakte eine Alaten-Produktion förderten.Isolierte Adulte brachten nicht ausschließlich ungeflügelte Nachkommen hervor und ihre Geflügelten-Produktion stieg nach einer Woche Aufenthalt auf der künstlichen Diät darüber hinaus auf 80–90% an, auch wenn sie tãglich von ihrer Nachkommenschaft getrennt wurden.

     

Die Rolle der hefeartigen Symbionten von Lasioderma serricorne F. (Coleoptera,Anobiidae) im Proteinmetabolismus ihrer Wirte

Zusammenfassung 1. Aufzuchtversuche an Lasioderma serricorne in Diäten mit 17 Protein- und 2 Hefepräparaten als Proteinquellen zeigten die Überlegenheit normaler Larven über aposymbiontische. 2. Entsprechende Befunde erzielten wir mit Peptonpräparaten und Caseinhydrolysaten; zum Teil vermochten sich aposymbiontisohe Larven nicht zu entwickeln. 3. In Diäten mit Gelatine wuchsen normale Larven langsam, aposymbiontische überhaupt nicht. Tryptophan verbesserte das Wachstum der ersteren und ermöglichte letzteren eine langsame Entwicklung; Histidin und Methionin blieben praktisch wirkungslos. 4. In einer Diät mit Caseinhydrolysat als Proteinquelle und Zusatz von Tryptophan in verschiedenen Konzentrationen lag das Optimum für normale Larven bei 0,4%, das für aposymbiontische bei 0,8%; 0,2 und 0,1% wurden von letzteren nicht vertragen, während normale Tiere auch in tryptophanfreien Diäten eine langsame Entwicklung zeigten. 5. Die Möglichkeit, ein künstlich hergestelltes Aminosäuregemisch als Proteinquelle zu bieten, wurde geprüft. 6. Ein Mangel nicht essentieller Aminosäuren blieb bei normalen und aposymbiontisohen Larven ohne Wirkung. Das Fehlen der essentiellen war für letztere letal, die Entwicklung normaler Tiere war mehr oder weniger stark verzögert. 7. Der Zusatz eines mit Methanol und Wasser erschöpfend extrahierten Hefepräparates hatte in Diäten mit Aminosäuregemischen als Proteinquellen Wuchsstoffwirkung; eine Zufütterung durch Hitze abgetöteter Symbionten war — in geringerem Maße — ebenfalls wirksam. 8. Die Symbionten sind in der Lage, Sulfate und Cystin als S-Quellen zur Methioninsynthese heranzuziehen, der Bedarf der Wirte wird jedoch nur teilweise gedeckt. 9. Die Befunde werden im Hinblick auf die Funktion der Symbionten diskutiert.

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The role of yeastlike symbiotes of Lasioderma serricorne F. (Coleoptera, Anobiidae) in the protein metabolism of their hostsI. Growth of normal and aposymbiotic larvae in diets with proteins, protein derivates and amino acid mixtures as nitrogen sources

Summary 1. Rearing experiments with Lasioderma serricorne in diets containing 17 proteins and 2 yeast preparations as protein sources proved the superiority of normal larvae to aposymbiotic ones. 2. Similar results were obtained with peptones and casein hydrolysates; in some of these diets aposymbiotic larvae were unable to develop. 3. In diets with gelatine as protein source the development of normal larvae was greatly retarded, that of aposymbiotic ceased completely. An addition of tryptophane enabled the latter to develop slowly and improved growth of the former; histidine and methionine were ineffective. 4. In a diet containing a casein hydrolysate as protein source the optimum concentration of added tryptophane was found to be 0,4% for normal, 0,8% for aposymbiotic larvae. Concentrations of 0.2% and less were insufficient for the latter, while normal ones were able to grow slowly also in tryptophane-free diets. 5. Growth conditions in a diet containing an artificial mixture of 19 amino acids were studied. 6. A lack of single not essential amino acids did not influence both normal and aposymbiotic larvae. That of essential ones was letal for the latter and delayed growth of the former to different degrees. The symbiotic fungi must therefore be able to furnish amino acids to their hosts. 7. A yeast preparation thoroughly extracted with methanol and water showed a growth promoting effect in diets containing complete amino acid mixtures as protein sources; an addition of artificially cultivated symbiotic fungi killed by heat showed the same effect to a lower degree. 8. The symbiotes are able to use anorganic and cystine sulphur for methionine synthesis. This amino acid is furnished to the hosts in a degree not fully covering their requirement. 9. The results are discussed with regard to the function of symbiotic organisms in phytophagous insects.

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Herrn Prof. Dr. H. Kühlwein, Botanisches Institut der Universität Karlsruhe, und Herrn Prof. Dr. K. Steffen, Pharmakognostisches Institut der Technischen Universität Braunschweig, sei für stetes Interesse und großzügige Förderung unserer Untersuchungen bestens gedankt. Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für finanzielle Unterstützung.     

Zur Genese des Dottersystems in der Oocyte von Brachydanio rerio

Zusammenfassung Am Zebrafisch Brachydanio rerio wurde nach Injektion tritiierter Aminosäuren autoradiographisch untersucht, ob die Dotterproteine endogen oder exogen synthetisiert werden. Um die Verfügungszeit der markierten Aminosäuren zu bestimmen, wurde deren Einbau in Gewebe mit hohem Proteinmetabolismus, nämlich Leberparenchym und Darmepithel, erfaßt. Dort wird das Maximum der Markierung nach 3 h überschritten, d. h. nach dieser Zeit sind freie markierte Aminosäuren praktisch nicht mehr vorhanden. Die Oocyten enthalten zwei morphologisch unterscheidbare Dottersysteme, die intravesikulären und die an Anzahl und Größe überwiegenden extravesikulären Dotterkugeln. In die ersteren wird der Tracer während der Verfügungszeit eingebaut. Das spricht für eine Synthese in loco. Markierte extravesikuläre Dotterschollen erscheinen in der Peripherie der Oocyte erst am Ende der Verfügungszeit und reichern sich noch nach 24 h und später an. Diese Dotterkugeln werden demnach unter wesentlicher Beteiligung einer exogenen Proteinkomponente gebildet. Das Markierungsmaximum des Blutes folgt dem der Leber und liegt vor dem Oocytenmaximum. Dies spricht in Übereinstimmung mit elektronenmikroskopischen Untersuchungen für eine pinocytäre Aufnahme von Blutproteinen in das extravesikuläre Dottersystem. Trypanblau reichert sich in der Zona radiata an. Es stört den Einbau von Aminosäuren in das Ooplasma nicht, verhindert aber die Markierung extravesikulärer Dotterschollen, vermutlich durch Blockierung der Pinocytose an der Oocytenoberfläche.

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Summary After injection of tritiated amino acids the zebrafish oocytes were investigated by means of radioautography to see whether the yolk proteins are synthetized endogenous or exogenous. To estimate how long the labeled amino acids are available their incorporation in tissues with high protein metabolism like liver parenchym and intestine epithelium was investigated. There the maximum of labeling is exceeded after 3 h. That shows that after this time practically no free labeled amino acids are available any longer. The oocytes contain two morphological different yolk systems: intravesicular yolk spheres and extravesicular ones which dominate in size and number. In the former the tracer is incorporated within 3 h of incubation time, that means a synthesis in loco. Labeled yolk spheres appear in the periphery of the oocytes only at the end of the time the tracer is available and accumulate even after 24 h and more. According to this the extravesicular yolk spheres are formed under essential participation of an exogenous protein component. The maximum of radioactivity in the blood follows that of the liver and precedes that of the oocytes. In agreement with electron microscopic observations these results indicate the pinocytotic uptake of blood proteins into the extravesicular yolk system. Trypan blue accumulates in the zona radiata. It does not inhibit the incorporation of amino acids into the ooplasma but prevents the labeling of extravesicular yolk probably by blocking the pinocytotic activity on the surface of oocytes.

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Herrn Prof. Dr. K. Bier danke ich für die Überlassung des Themas, sein ständiges Interesse an der Arbeit und seine Unterstützung bei der Durchführung der Untersuchungen, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wurden.     

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.