Ein beitrag zur experimentellen analyse von euryökie und stenökie bei carabiden

Zusammenfassung Das Präferenzverhalten von zwei Carabiden-Arten gegenüber Klimafaktoren wurde durch Untersuchungen von Tieren aus Laboratoriumszuchten bestimmt. Agonum assimile (stenöker Waldbewohner) bevorzugt Kälte, Trockenheit und Dunkelheit. Die euryöke Art Pterostichus nigrita ist eurytherm, euryhygr und euryphot. Die Reaktionen der Tiere aus Laboratoriumszuchten stimmen mit denen von Wildfangen überein. Seine Präferenz für Kälte bindet A. assimile an kühl-feuchte Wälder, seine Xerophilie läßt ihn die nassesten Waldstandorte vermeiden. Die Eurypotenz ermöglicht P. nigrita eine weite Verbreitung, die allerdings durch seine geringe Trockenheitsresistenz eingeschrankt wird.Die Reaktionen einer Art bleiben relativ konstant, wenn man das gleiche Experiment unter abgeänderten Bedingungen wiederholt. Männchen und Weibchen einer Art reagieren ähnlich. Der Unterschied zwischen den beiden Arten konnte bei 22 Vergleichen von einander entsprechenden Versuchen in 73% der Fälle gesichert werden. Bei 46 intraspezifischen Vergleichen von Versuchen bestand nur in 17% der Fälle ein gesicherter Unterschied. Am deutlichsten tritt der Unterschied zwischen der Vorzugstemperatur einer Art im Sommer und Winter hervor. Im Winter ist bei Tieren, die sich in einer photoperiodisch induzierten Diapause befinden, die Vorzugstemperatur auch dann niedriger, wenn die Tiere stets unter gleich hohen Temperaturen gehalten werden.

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Summary The preference reactions of two species of Carabid beetles were analysed by investigations of animals reared in the laboratory. Agonum assimile (stenoecic in woodlands) prefers cold, dryness, and darkness. The euryoecic Pterostichus nigrita is eurythermous, euryhygric, and euryphotic. The reactions of animals from a laboratory stock coincide with those of animals collected in the field. By its preference for cold A. assimile is restricted to cool and moist forests, its xerophilous character makes it avoid the wettest woodland habitats. Its eurypotence enables P. nigrita to have a wide ecological range, which is, however, to a certain degree limited by its low resistance against desiccation.The reactions of a species are but little influenced, if the experiments are carried out under varying conditions. The males and the females of a species show similar reactions. The difference between the two species was statistically significant in 73% of the comparisons of correspondent experiments. Only 17% of the intraspecific comparisons of experiments were statistically significant. Most pronounced is the difference in the temperature preference of a species in summer and in winter. In winter animals are in a state of photoperiodically induced diapause. Their temperature preference is then lower although they are kept under equally high temperatures all the time.

     

Versuche zur Schlüpfrhythmik bei Carabiden

Zusammenfassung Die Schlüpfzeiten der Laufkäferarten Agonum assimile Payk., Pterostichus angustatus Dft., Pterostichus nigrita F. und Pterostichus oblongopunctatus F. wurden in 18/6 h-Langtag registriert.Zur Registrierung wurde eine Kamera mit automatischer Auslösesteuerung verwandt.Die Aufnahmen erfolgten in einer Versuchsserie mit Blitzlicht, in einer zweiten Serie nur während der Hellphase beim Licht von Leuchtstoffröhren, wie sie auch zur Beleuchtung des Zuchtraumes dienten.Beide Versuchsserien ergaben keinen Hinweis auf eine typische Schlüpfrhythmik bei den vier Laufkäferarten. Pro Stunde der Hellphase schlüpfen jedoch bei allen Arten etwas mehr Käfer als pro Stunde der Dunkelphase. Dieser Unterschied ließ sich nur für P. angustatus statistisch sichern. Daraus läßt sich auf eine latente Bereitschaft zur Synchronisation des Schlüpfens durch den Licht-Dunkel-Wechsel bei manchen Carabiden schließen.Die Geschlechter von P. angustatus zeigen keine Unterschiede in der Verteilung ihrer Schlüpfzeiten.

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Experiments on adult emergence rhythms in Carabid bettles

Summary The emergence times of the following species of Carabid beetles were investigated in a long day of LD 18/6: Agonum assimile Payk., Pterostichus angustatus Dft., P. nigrita F., and P. oblongopunctatus F.The hatching of the beetles was examined by means of an automatically controlled photorecorder.In one series of experiments flash-light was used for taking photographs. In a second series photographs were taken only during the light phase by the light of a fluorescent tube of the same type as used for the illumination of the breeding chamber.Both series of experiments produced no evidence of the existence of a typical emergence rhythm in the four Carabid species. In each species the number of beetles hatched per hour is slightly greater during the phtophase than during the scotophase. This difference was statistically significant only for P. angustatus. From this it is concluded that some Carabid species have a latent capability for synchronization of emergence by a light dark change.The sexes of P. angustatus show no difference in the distribution of their emergence times.

     

Termination of diapause and continuous laboratory rearing of the sweet clover weevil, Sitona cylindricollis Fahr.

Young adults of Sitona cylindricollis were collected in the field and treated in the laboratory with various temperatures and photoperiods to terminate the diapause.Different methods of rearing weevils from the egg stage to mature adults are described and discussed.

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Zusammenfassung Jungkäfer von Sitona cylindricollis wurden im Herbst in Süsskleefeldern gesammelt und im Laboratorium zur Eiablage gebracht. Die Diapause wurde nach ca. 9 Wochen durch eine 16-stündige Photoperiode, 25° C Umgebungstemperatur und junge Süsskleelaub als Nahrung beendet. Eine Kältebehandlung in 5° C für 3 oder 6 Wochen und nachfolgender Aufenthalt im Langtag bei 25° C waren ebenfalls wirksam und lösten nach einer Gesamtzeit von 9 bis 10 Wochen Eiablage aus. In diesen Grenzen konnte eine vorhergehende Kältebehandlung eine ebenso lange Zeit in entwicklungsfördernden Bedingungen ersetzen ohne die Gesamtzeit, die bis zum Beginn der Eiablage benötigt wurde, zu verlängern.Eine weitere Verlängerung der Kältebehandlungen verlängerte nur die Gesamtdauer der Behandlungszeit, obwohl die Zeit, die nach Rückkehr in entwicklungsfördernde Bedingungen bis zur Eiablage notwendig war, verkürzt wurde. Andrerseits machten diese längeren Kältebehandlungen eine Langtags-Photoperiode überflüssig.Zwei Generationen von S. cylindricollis wurden durchgehend im Gewächshaus gezüchtet. Es sollte möglich sein, 3 Generationen Käfer pro Jahr im Laboratorium zu züchten. Die Zuchtmethoden werden beschrieben und diskutiert.

     

Low temperature thresholds for flight in Aphis fabae Scop.

The temperature thresholds for wing-beating and successful flight in alienicolae of Aphis fabae were found by flying tethered aphids in a falling temperature and by dropping free aphids in still air at different temperatures. The median temperature thresholds for wing-beating, horizontal and upward flight were 6.5°, 13° and 15° C respectively.

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Zusammenfassung Die Temperaturschwellen für Flügelschlag und erfolgreichen Flug wurden bei alienicolen Aphis fabae Scop. an gefesselten Aphiden bei fallenden Temperaturen ermittelt sowie durch Fallenlassen freier Blattläuse in ruhige Luft bei verschiedenen Temperaturen.Die mittlere Temperaturschwelle für Flügelschlag betrug 6,5° C (Flügelschläge eine Minute andauernd) und wurde vom Feuchtigkeitsgehalt der Luft sowie von der Abkühlungsrate (sowie möglicherweise von der Flugdauer) beeinflußt. Unter 9–10° C hielt der Flügelschlag nur für eine kurze Zeit an und die Schlagamplitude war bei diesen Temperaturen im allgemeinen gering.Die mittlere Temperaturschwelle für horizontalen Flug lag bei 13° C (unter 10° vollständige Verhinderung) und für Aufwärtsflug bei 15° C (unter 12° völlige Hemmung); die höhere Schwelle für den Aufwärtsflug steht wahrscheinlich mit höherem Stoffwechselbedarf in Verbindung. Nach einem Aufenthalt von 24 Stunden bei niederen Temperaturen (5–15° C) vor dem Flug flogen bei 12–13° C weniger Blattläuse, als wenn sie bei 20° C gehalten worden waren. Diese Ergebnisse gelten nur für die ersten wenigen Sekunden des Fluges.

     

Diapause and its termination in the psychid moth, Thyridopteryx ephemeraeformis

The embryo of Thyridopteryx ephemeraeformis (Lepidoptera: Psychidae) diapauses in an early stage of blastokinesis. The diapause is probably obligatory since the parents cannot be induced to lay non-diapausing eggs by rearing them from egg to adult at various combinations of two constant temperatures and long and short days of constant duration. The length of the photophase has no affect on the termination of diapause. Eggs exposed to fluctuating outdoor temperatures terminated diapause sooner, much more synchronously, and with far less mortality than did eggs exposed to similar photoperiods and a constant temperature of 4°. Diapause termination did not proceed any better at constant temperatures of -1°, 10° or 15°.

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Zusammenfassung Der Embryo von Thyridopteryx ephemeraeformis befindet sich in einem frühen Stadium der Blastokinesis in Diapause. Die Diapause ist offenbar obligatorisch. Auch wenn die Zucht vom Ei zum Adulten bei verschiedenen Kombinationen zweier Temperaturen und von Langtag und Kurztag erfolgt, können die Eltern nicht zum Legen von Nichtdiapauseeiern veranlasst werden. Die Tageslänge hat keine Wirkung auf die Beendigung der Diapause. Eier, die schwandenden Freilandtemperaturen ausgesetzt werden, beendeten die Diapause schneller, viel besser synchronisiert und mit viel weniger Mortalität als Eier, die bei ähnlichen Tageslängen und einer konstanten Temperaturen von 4° ausgesetzt waren. Die Diapause wurde auch nicht besser beendet bei konstanten Temperaturen von -1°, 10° oder 15°. Der Umstand, dass schwankende Temperaturen die Diapause besser beenden als konstante Temperaturen zeigt an, dass die Diapausebeendigung auf mindestens zwei Prozessen mit verschiedenen Temperaturoptima beruht.

     

Prevention and artificial induction of imaginal diapause in Coccinella septempunctata L. (Col.: Coccinellidae)

Excess food, long photoperiod, and high temperature prevents diapause in Coccinella septempunctata L. after the beetles had been reared through several generations under these conditions. These is an interaction between photoperiod and temperature in induction of diapause, photoperiod being the more important factor. A long photoperiod inhibits diapause even at a low temperature. The proportion of diapausing females in later generations varies inversely with the temperature if the photoperiod is short. Which factor induces diapause in adults of the first generation is not yet known.The physiological condition of beetles artificially induced to enter diapause is apparently similar to that of beetles in diapause in the field.

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Zusammenfassung Die Aufzucht des Marienkäfers Coccinella septempunctata L. unter optimalen Laborbedingungen (Langtag, erhöhte Temperatur, Futterüberfluss) bewirkte eine stufenweise Unterdrückung der Diapause. Demzufolge konnten dann diapausefreie Generationen in lückenloser Folge herangezogen werden. Wenn es aber zu irgendeiner Abweichung von den optimalen Bedingungen kommt (z.B. vom Futterüberfluss), entwickelt sich auch in den nachfolgenden Generationen ein gewisser Anteil inaktiver Käfer.Nach einer mehr als einjährigen Zucht (etwa in der elften oder zwölften Generation) wurde eine erhöhte Mortalität beobachtet. Die Zuchten würden deshalb in jedem Frühjahr durch im Freien gesammelten Imagines erneuert.Versuche mit künstlich aufgezogenen Marienkäfern der späteren Generationen zeigten, dass bei der Diapause-Auslösung die Tageslänge eine entscheidende Rolle spielt. Diesem Befund zufolge verhindern Langtagbedingungen die Auslösung der Diapause sogar bei relativ niedrigen Temperaturen. Durch Kurztagbedingungen wird die Diapause ausgelöst, aber der Anteil der diapausierenden Weibchen steht in direkter Abhängigkeit von der Temperatur, indem dieser bei niedriger Temperatur erhöht, bei höherer Temperatur herabgesetzt ist.Auf Grund vergleichender Sektionen und insbesondere biochemischer Analysen kann man vermuten, dass die physiologischen Verhältnisse bei den künstlich diapausierenden Marienkäfern denen der natürlich überwinternden ähneln.Es fällt auf, dass im Freien bei dem überwiegenden Teile der ersten Generation die Diapause unter allen Bedingungen ausgelöst wird, die sich experimentell als optimal diapausehemmend erwiesen haben. Analoge Resultate haben wir auch in unseren Labor-Versuchen bei den ersten Generationen erhalten. Es ist bisher nicht klar, ob dieser Unterschied durch variable Sensibilität zu den Aussenbedingungen oder eher durch innere genetische Unterschiedlichkeit verursacht ist. Bei der letztgenannten Möglichkeit könnte eine Erklärung darin gesucht werden, dass man für die zentraleuropäischen Populationen von Coccinella septempunctata L. eine heterogene Zusammensetzung annimmt, die zum überwiegenden Teil von Monovoltinen und nur zu einem kleineren von Polyvoltinen gebildet wird.Es zeigt sich, dass man durch präzise experimentelle Zuchten monovoltiner Insekten des gemässigten Klimas unter eindeutig optimalen Bedingungen latente Voltinismus-Tendenzen — wie z.B. potentiellen Polyvoltinismus, obligatorischen Monovoltinismus (verschiedenartig fixiert), bzw. ein Gemisch beider Typen —, welche in der Natur durch die Uniformität des Monovoltinismus verdeckt sind, aufklären könnte.

     

Metabolic changes in some acclimation phenomena

Summary 1. Acclimation to constant cold also causes in mice a decrease in the intensity of muscle shivering in cold and an increase in the metabolic rate of the animal and in the succinic dehydrogenase complex activity in the liver and skeletal muscles.2. The succinic dehydrogenase complex activity in the liver depends on the acclimation temperature at least over a range from 5° to 32° C.3. Acclimation of mice to short-term exposures to cold does not affect metabolic rate of the animals or the succinic dehydrogenase complex activity in the liver but causes an increase in the metabolic response to injected l-noradrenaline.4. The induced tolerance to the hypothermisant effect of promazine in mice develops slower in a thermoneutral environment than at room temperature.

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Stoffwechselveränderungen bei einigen Akklimatisierungsphänomenen

Kurzfassung Schon in früheren Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß die Akklimatisierung von Ratten an konstante niedrige Temperaturen von stoffwechselphysiologischen Veränderungen im Bereich der Zellen begleitet werden. Nach unseren Untersuchungen verursacht Anpassung an konstante niedrige Temperaturen auch bei Laboratoriumsmäusen eine Abnahme der Intensität des Muskelzitterns in der Kälte, einen Anstieg der Stoffwechselrate des Tieres sowie der Aktivität des Sukzinodehydrogenase-Komplexes in Leber und Skelettmuskeln. Die Sukzinodehydrogenaseaktivität in der Leber männlicher Mäuse zeigt eine Abhängigkeit von der Anpassungstemperatur, zumindest über den Bereich von 5° bis 32° C. Mäuse können ferner daran angepaßt werden, daß sie wirksamer auf kurzfristige Kälteeinwirkungen reagieren. Derartige Anpassungen beeinflussen jedoch nicht die Stoffwechselrate oder die Aktivität des Sukzinodehydrogenase-Komplexes in der Leber, sondern verursachen eine gesteigerte stoffwechselphysiologische Reaktion auf injiziertes 1-Noradrenalin. Die induzierte Widerstandsfähigkeit gegenüber der temperatursenkenden Wirkung des Phenothiazinderivates Promazin entfaltet sich bei Mäusen in einer thermoneutralen Umgebung langsamer als bei Zimmertemperatur. Dieser Umstand deutet auf Ähnlichkeiten hin, welche bei den ersten Stadien der Promazintoleranz und der Akklimatisierung an kurzfristige Kälteeinwirkungen bestehen.

     

Über die Resistenzadaptation wechselwarmer Tiere an extreme Temperaturen und ihre Ursachen

Zusammenfassung 1. Hitze- und Kälteadaptation können sinnvoll oder paradox verlaufen (diese Termini beschreiben nur den Vorgang in einfacher Weise und sollen nicht das Problem der Nützlichkeit beinhalten).2. Es wird auf neuere Befunde russischer Autoren eingegangen.3. Die Resistenzadaptation intakter Tiere verläuft bei manchen Tiergruppen (z. B. den Fischen) stets sinnvoll gegenüber beiden Extremtemperaturen. Bei anderen Tieren findet man nur eine Anpassung an eine Extremtemperatur. Beispiele für eine insgesamt paradoxe Anpassung der Ganztiere sind nicht bekannt, jedoch wohl für Teilbereiche der Adaptationstemperatur.4. Eine Koppelung von sinnvoller und paradoxer Resistenzadaptation kann durch Mechanismen bedingt werden, welche die Resistenz ganz allgemein erhöhen, so auch gegenüber beiden extremen Temperaturen. Auch bei einer sinnvollen Anpassung an beide Extremtemperaturen kann die Adaptation an eine von beiden mit einer allgemeinen Widerstandsfähigkeit gegenüber mehreren Faktoren verbunden sein.5. Die Resistenzadaptation einzelner Organfunktionen kann derjenigen der Lebensresistenz der Ganztiere entsprechen, doch braucht dies nicht immer der Fall zu sein. Sie kann nach russischen Autoren im Gegensatz zum Ganztier fehlen oder auch paradox verlaufen (wie bei der Endplattenübertragung von Nerv-Muskel-Präparaten von Fröschen), wenn die Lebensresistenz der Tiere sinnvoll adaptiert. Beim sehr resistenten Zellstoffwechsel (Sauerstoffverbrauch des Gewebes und Fermentaktivitäten) zeigten sich bei Xiphophorus helleri weit mehr paradoxe Adaptationsphänomene als beim Ganztier oder den Organfunktionen.6. Es liegen Hinweise dafür vor, daß nicht nur Zellenzyme, sondern auch reine Eiweiße eine Hitzeanpassung zeigen können. Man kann bei derartigen Versuchen die Tiere den unterschiedlichen Adaptationstemperaturen aussetzen und dann die Eiweiße isolieren, oder die Proteine selbst bei verschiedenen Temperaturen aufbewahren.7. Die Adaptationstemperatur kann auf lebenswichtige Prozesse wie die Funktion des Atemzentrums direkt einwirken, aber auch auf Zellstoffwechselprozesse mit einem weiteren Toleranzbereich. So wird die paradoxe Hitzeadaptation des Sauerstoffverbrauchs von Aalmuskelgewebe wahrscheinlich durch einen direkten Einfluß der Aufbewahrungstemperatur bewirkt. Oder aber es werden primär übergeordnete Systeme wie das Zentralnervensystem oder Hormondrüsen von der Adaptationstemperatur beeinflußt, die dann sekundär die Resistenz von Organfunktionen und des Gewebes gegenüber extremen Temperaturen verändern. Es werden Nachwirkungen der übergeordneten Faktoren, die auch an den isolierten Organen oder dem Gewebe in vitro meßbar sind, unterschieden von Direkteffekten, die nur im intakten Organismus wirksam und nach der Isolierung der Organe und Gewebe nicht mehr feststellbar sind.8. Es wird die Arbeitshypothese diskutiert, daß bei wechselwarmen Wirbeltieren die Hormone der Schilddrüse bei einer Leistungs- und Resistenzadaptation mitwirken, indem sie die Hitzeresistenz herabsetzen, die Kälteresistenz und den Stoffwechsel des Ganztieres und der Gewebe steigern. Um eine Leistungsadaptation im Sinne einer Kompensation und eine sinnvolle Resistenzadaptation an beide Extremtemperaturen zu erklären, müßte die Aktivität der Drüse mit steigender Adaptationstemperatur abnehmen. Es werden Befunde erörtert, die für beziehungsweise gegen eine Abhängigkeit der Schilddrüsenfunktion von der Adaptationstemperatur sprechen, und solche, die für beziehungsweise gegen eine Wirkung der Schilddrüsenhormone auf die Resistenz in dem angegebenen Sinne angeführt werden können. Die Methoden zur Untersuchung des ersten Problems werden kritisch betrachtet (Tab. 1). Die vorliegenden Befunde reichen noch nicht aus, um bei beiden Problemen eindeutige Entscheidungen zu fällen.

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On the resistance adaptation to extreme temperatures in poikilotherm animals and its causes

This report deals with resistance adaptation to extreme temperatures in poikilotherm animals, but not with capacity adaptation within the normal range of temperature. Resistance adaptation can either be reasonable or paradoxical; this depends on whether heat resistance (or cold sensitivity) increases or decreases with rising adaptation temperature before the experiments. New results are presented and discussed in the light of pertinent literature on resistance adaptation of intact animals, single organ functions, cell metabolism and pure proteins. The resistance adaptation of intact vertebrates seems always to be reasonable to both extreme temperatures, whereas invertebrates often adapt to one extreme temperature only. Organ functions and especially the very resistant cell metabolism of vertebrates may show paradoxical adaptation phenomena, the causes of which are discussed. Aspects are mentioned whether or not the function of the hypophysis-thyroid system is influenced by adaptation temperature and whether or not this system can regulate heat and cold resistance. The validity of results obtained by applying different methods for determination of thyroid gland activity in regard to their importance for temperature adaptation are considered. Pertinent results of Russian authors, reported during the recent Symposium on Cytoecology in Leningrad, are discussed.

     

Development of a stable body temperature and growth rates in nestlings of three ground nesting passerines in alpine tundra

Summary The mass gain, feather growth and development of a stable body temperature in nestlings of three ground nesting passerines — the Skylark (Alauda arvensis), Water Pipit (Anthus spinoletta) and Wheatear (Oenanthe oenanthe) — were studied in the alpine meadows of the western Pyrenees. When left together in the nest, individual Skylark nestlings had a stable body temperature of about 39°C by day 5, Water Pipits by day 6–7 and Wheatears by day 7–8. Individual nestlings, taken out of the nest and exposed to low ambient temperatures, could maintain a high body temperature (90% of adult levels) at an age of between 7 and 8 days (Skylark), and 10 and 11 days (Water Pipit and Wheatear, respectively). Feather growth was fastest in Skylarks. As the young in this species sit in exposed nests, early growth of feathers may help to retain heat or exclude solar radiation depending on the ambient conditions. Body mass gain is fastest in Skylarks and slowest in Wheatears and Water Pipits, which correlates with their nesting mode. All three species attain half their fledging weight between 4.2 and 5.0 days, regardless how long they remain in the nest subsequently.

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Zusammenfassung Massenzunahme, Federwachstum und Entwicklung einer konstanten Körpertemperatur wurde bei den Nestlingen dreier bodenbrütender Singvögel in den alpinen Matten der westlichen Pyrenäen untersucht, nämlich bei Feldlerche, Wasserpieper und Steinschmätzer. Wenn die Jungen zusammen im Nest bleiben, erreichen Feldlerchen am 5., Wasserpieper am 6.–7. und Steinschmätzer am 7. bis 8. Tag eine konstante Körpertemperatur von etwa 39°C. Einzelne aus dem Nest genommene und niedriger Umgebungstemperatur ausgesetzte Junge können eine hohe Körpertemperatur (etwa 90% der ad.) im Alter von 7–8 (Feldlerche) bzw. von 10–11 Tagen (Wasserpieper, Steinschmätzer) aufrecht erhalten. Das Federwachstum war bei der Feldlerche am schnellsten. Da bei dieser Art die Jungen in offenen Nestern sitzen, dürfte ein frühes Federwachstum eine hohe Bedeutung für die Isolation des Körpers gegenüber der Umgebung besitzen. Die Zunahme der Körpermasse ist bei der Feldlerche rascher als bei Wasserpieper und Steinschmätzer. Die Hälfte der Körpermasse zum Zeitpunkt des Ausfliegens wird bei allen drei Arten im Alter von 4,2 bis 5,0 Tagen erreicht, unabhängig von der Länge der Nestlingszeit.

     

Über die Entwicklung der Schuppenorgane und der Genitalanhänge in Abhängigkeit vom Hormonsystem beiLepisma saccharina L.

Zusammenfassung Die Entstehung der Schuppenorgane vonLepisma verläuft in ihren Grundzügen wie bei den Lepidopteren: Eine Schuppenstammzelle wird bei einer ersten differentiellen Teilung, bei der die Spindelachse senkrecht zur Körperoberfläche in der Epidermis steht, in zwei Tochterzellen geteilt. Eine von ihnen wird in einer zweiten differentiellen Teilung, deren Spindelachse schräg zur Körperoberfläche in der Epidermis liegt, in eine Schuppen- und eine Balgbildungszelle geteilt. Der zweite aus der senkrechten Mitose hervorgegangene Kern degeneriert aber nicht wie der ihm entsprechende Kern bei den Schuppenorganen der Lepidopteren, er wird auch nicht zu einem Sinneszellkern wie bei Borstenorganen von Lepidopteren oder zu einem Nebenzellkern des Schuppenorgans.Die Spindelachsen der schrägen Mitosen stehen in keiner festen Beziehung zur Körperlängsachse, wie das bei den Lepidopteren der Fall ist. Während der Schuppenbildungsphase sind Schuppen- und Balgkerne jedoch in Richtung der Körperlängsachse orientiert. Die Anordnung kommt dadurch zustande, daß die Balgkerne sich ausrichten.Bei Lepisma besteht eine Korrelation zwischen Körpergröße und Länge der Genitalanhänge, in der Weise, daß eine bestimmte Entwicklungsstufe der Geschlechtsanhänge eine bestimmte Mindestgröße der Tiere voraussetzt. Die höchstmögliche Entwicklungsstufe ist aber nicht bei allen Tieren dieser Körpergröße erreicht.Werden die Corpora allata zerstört, so bleibt der Zusammenhang zwischen der Entwicklungsstufe der Genitalanhänge und der Körpergröße bestehen; es können nicht etwa wie bei anderen Insekten beliebig kleine Tiere zu Imagines werden. Das Fehlen der Corpora allata wirkt sich in der Weise aus, daß mehr Tiere als normalerweise den bei einer bestimmten Körpergröße höchstmöglichen Entwicklungszustand erreichen.Die Arbeit wurde von Herrn Professor Dr. H.Piepho angeregt und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt.     

The ecology of cold hardiness in different populations of the black currant gall mite, Cecidophyopsis ribis

Population samples of C. ribis from eastern Norway, western Norway, and England, and cuttings of 5 black currant varieties were exposed for different periods to -18.5°±0.5° C and mites also to 6°. Mite mortality, mite emigration, egg production at 6°, and bud burst of the cuttings, were observed.Marked differences were found between the mite populations both in their ability to produce eggs at 6°, and in cold hardiness at -18.5°. Mortality during cold treatment was inversely related to mite density in different buds as well as in different zones of each bud. Mite emigration was greatly facilitated when the side of the bud touched the twig.When comparing cold hardiness of the mites with that of black currant cuttings, cold treatment of the cuttings as a control measure appeared to be of little promise against the Norwegian populations of C. ribis. With the English population, however, a reasonable safety margin seemed to exist between exposures giving complete kill of the mites, and those which damage the cuttings.

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Zusammenfassung Populationsproben von C. ribis von Rygge, Ost-Norwegen; Hjelmeland, West-Norwegen; und Reading, England, wurden für verschiedene Zeiten Temperaturen von -18.5±0,5° und 6° ausgesetzt. Unbefallene Stecklinge der folgenden fünf Schwarze Johannisbeer-Sorten wurden in ähnlicher Weise mit Kälte von -18.5° behandelt: Bang up, Booskop Giant, Brødtorp, Silvergieter's Zwarte und Wellington XXX. Mortalität, Abwanderung und Eiproduktion der Milben bei 6° und das Knospenaufbrechen der Johannisbeer-Reiser wurden beobachtet.Die Milben von Rygge waren am meisten, die von Reading am wenigsten kälteresistent, während Milben von Hjelmeland eine mittlere Kälteresistenz aufwiesen (Fig. 1). Milben von Rygge, und in geringerem Maße die von Hjelmeland, produzierten bei 6° eine beträchtliche Anzahl Eier, während die Eiproduktion der englischen Population bei dieser Temperatur fast vollständig zum Stillstand gelangte (Tabelle III).Die Mortalität während der Kälte war umgekehrt proportional zur Milbendichte in verschiedenen Knospen (Fig. 2) sowohl wie in verschiedenen Zonen jeder Knospe (Tabelle I). Niedrige Wintertemperaturen wirken demnach nicht als Regulationsfaktor auf die Populationsdynamik dieser Art.Die Wirkung der Kältebehandlung auf die Milbenabwanderung ist in Tabelle II dargestellt. Die Abwanderung der Milben wurde sehr erleichtert, wenn eine Seite der Knospe den Zweig berührte (Fig. 4).Mit einer möglichen Ausnahme von Booskop Giant und Brødtorp konnten die Sorten der Schwarzen Johannisbeeren 16 Tage lang -18,5° ohne sichtbaren Schaden für den Knospenaustrieb unterworfen werden. Milben aus Ost-Norwegen überlebten 16 Tage Kältebehandlung in allen und Milben aus West-Norwegen in einer der Prüfungen. Kältebehandlung der Stecklinge scheint deshalb als Bekämpfungsmaßnahme gegen die norwegischen Populationen von C. ribis wenig erfolgversprechend. In den englischen Milbenpopulationen wurde dagegen nach 9 oder 10 Tagen 100% Mortalität erzielt. Dies scheint einen erträglichen Sicherheitszeitraum zwischen Behandlungen, die vollständige Abtötung der Milben ergeben, und solchen, die den Stecklingen schaden, offenzulassen.

     

Experimentelle untersuchungen zur larvaldiapause des carabiden Pterostichus vulgaris

Zusammenfassung Larven von Pterostichus vulgaris verfallen bei Temperaturen von mehr als etwa 15° am Ende des 2. Larvenstadiums in eine Diapause. Diese wird durch Einwirkung niedriger Temperatur auf das 2. Stadium wenig beeinflußt. Behandlung des 3. Stadiums mit niedriger Temperatur führt dagegen zur Überwindung der Diapause, wobei 6-monatige Behandlung bei +4 bis 5° in nachfolgender Wärme höhere Metamorphoseraten (14–18%) bewirkt als 4-monatige Einwirkung von +6 bis 7° (2–4%). Die höchsten Metamorphoseraten (24–28%) erhält man nach dem Einfluß der natürlichen Winterkälte im Freiland.Die Photoperiode beeinflußt die Entwicklung von P. vulgaris nicht. Bei gleichem Temperatureinfluß zeigten unter Kurztag und Langtag behandelte Versuchstiergruppen die gleiche Mortalität und Metamorphoserate. Es wird vorgeschlagen, den Entwicklungsgang von P. vulgaris als thermisch gesteuerte Parapause in das System der Dormanztypen von Müller einzuordnen.

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Summary At temperatures of more than about 15° larvae of Pterostichus vulgaris entered diapause at the end of the second larval instar. This result was scarcely altered by the influence of low temperature on the second larval instar. Treatment of the third larval instar with low temperature, however, led to a termination of diapause, a treatment of 6 months at +4–5° causing higher rates of metamorphosis in subsequent warmth (14–18%) than a treatment of 4 months at 6–7° (2–4%). The highest rates of metamorphosis (24–28%) were found after the influence of natural winter cold in the open.Photoperiod had no effect on the development of P. vulgaris. Groups of larvae kept at the same temperatures showed equal rates of mortality and metamorphosis under long day and short day.We propose to classify the development of P. vulgaris as a temperature-ruled parapause within Müller's system of types of dormancy.

     

Cold hardiness of some beetles living in grass tussocks

Zusammenfassung Es wurde die Kälteresistenz von drei in Süd-England an Grasbüscheln vorkommenden Käferarten untersucht. Die zur Untersuchung benützten Arten waren der Kurzflügler Stenus clavicornis (Scop.) und die Laufkäfer Dromius melanocephalus Dej. und D. linearis (Ol.). Um die für die Käfer augenblicklich tödlichen Temperaturen zu ermitteln, wurden Bestimmungen des Unterkühlungspunktes ausgeführt. Zur Abkühlung der Insekten wurde ein thermoelektrischer Apparat benutzt. Der Unterkühlungspunkt von S. clavicornis lag deutlich niedriger als der der Dromius-Arten. Die Unterkühlungspunkte der drei Arten wurden nicht verändert, wenn die Käfer drei Wochen lang bei + 10° gehalten wurden und blieben den ganzen Winter konstant bis April, wenn sie anstiegen. Inokulatives Gefrieren, hervorgerufen durch die Berührung mit feuchten Blättern, liess den Unterkühlungspunkt von S. clavicornis ansteigen.Die Überlebensrate von S. clavicornis, der im Laboratorium auf feuchtem Filtrierpapier konstanten niedrigen Temperaturen ausgesetzt war, erwies sich als ähnlich derjenigen, die man unter trockenen Bedingungen erwarten würde, so dass vermutlich nur wenig Inokulation stattfand. Jedoch tratt inokulatives Gefrieren augenblicklich ein, wenn die Käfer im Freiland tiefen nächtlichen Temperaturen ausgesetzt wurden. Bei allen drei Arten setzte die Sterblichkeit bei ungefähr –4° ein, hervorgerufen durch inokulatives Gefrieren, jedoch kann S. clavicornis niedrigere Temperaturen aushalten als Dromius, weil nicht-inokulierte Insekten niedrigere Unterkühlungspunkte haben.Ein Vergleich mit früher veröffentlichten Daten der Wintertemperaturen in und zwischen den Grasbüscheln zeigt, dass die Sterblichkeit im Grasse zwischen den Büscheln dann einsetzt, wenn die Standard Gras-Minimum Temperatur niedriger als –10° ist während die Käfer in den Grasbüscheln geschützt sind, bis die Temperatur auf -17° fällt.Da –10° seit 1952 in allen, ausgenommen zwei, Wintern registriert wurde (während —17° nur selten gemessen wurde) ist der Schutz, der den drei Arten von den Grasbüscheln gewährt wird, genügend, um den Tod durch Erfrieren zu verhindern.

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Cold hardiness of some beetles living in grass tussocks

The cold hardiness of three species of beetle which are commonly found in grass tussocks was investigated by determination of their supercooling points, and by exposure of specimens to low temperatures, both in the laboratory and in the field. Supercooling points were measured by cooling the insects thermoelectrically.Mortality of all three species in the field starts at about –4°, but the proportion killed at lower temperatures depends on the supercooling point of each species. Comparison with microclimatic measurements shows that shelter such as that given by grass tussocks is needed to prevent any mortality by freezing in most winters.

     

Pollenfertilität und Pollenschlauchwachstum bei di- und tetraploidem Rotklee

Zusammenfassung Auf Grund zweijähriger blütenbiologischer Untersuchungen wurde festgestellt, daß der tetraploide Rotklee einen etwas höheren Prozentsatz steriler Pollenkörner ausbildet und daß die Pollenkeimung auf künstlichem Medium viel schlechter verläuft als bei den Diploiden. Auf der Narbe dagegen verläuft das Wachstum der Pollenschläuche bei den Tetraploiden schneller. Bei Selbstbestäubung ist das Schlauchwachstum bei den Diploiden verzögerter als bei den Tetraploiden, bei denen es oft zur Selbstbefruchtung kommt. Das unreglmäßige Wachstum und das Platzen der Pollenschläuche ist als eine Erscheinung der Inkompatibilität anzusehen. Ein Zusatz von Griffelgewebe zu künstlichem Agarboden ergab, daß bei Selbstungskombinationen eine Hemmung des Pollenschlauchwachstums nur bei den Diploiden stattfand, keine Hemmung dagegen bei den Tetraploiden beobachtet wurde.Der Prozeß der Pollenkeimung und des Schlauchwachstums wurde beschrieben und diskutiert. Man fand, daß die Pollenkeimung nur dann erfolgt, wenn die Narbe ein entsprechendes Stadium mikroskopisch nachweisbarer Reife erreicht hat.Die tetraploiden Rotkleepflanzen weisen eine große Variabilität in Pollenvitalität und Pollenkeimung auf, eine Selektion erscheint daher erfolgversprechend.Außenfaktoren, wie Feuchtigkeit, Temperatur und Kurztag, haben starken Einfluß auf Pollenkeimung und Schlauchwachstum. Eine Temperatur von 15° hemmt das Pollenschaluchwachstum vollkommen und macht die Befruchtung unmöglich. Kurztag verursacht anormale Blütenbildung und Pollenentwicklung, herabgesetzte Pollenkeimung und-vitalität ist die Folge.Mit 10 Abbildungen     

Untersuchungen über die Resistenzadaptation einiger Organfunktionen von Warmwasserfischen gegenüber extremen Temperaturen

Zusammenfassung Die Frequenz des Herzkammerschlags von Lebistes reticulatus nimmt bei einer Erhöhung der Versuchstemperatur bis zu einem Maximalwert zu, der dann in einem größeren Temperaturbereich konstant eingehalten wird.Kiemendeckel- und Kiemenbewegungen von Xiphophorus helleri und L. reticulatus zeigen eine sinnvolle Hitze- und Kälteadaptation, bei L. reticulatus anscheinend ebenfalls der Herzkammerschlag und bei X. helleri die Brustflossenbewegungen. Der Herzkammerschlag weist bei beiden Arten eine eindeutige Hitzeanpassung auf, bei X. helleri ebenfalls die Augenbewegung. Die Kiemendeckelbewegungen mit den engsten Temperaturgrenzen sind für die Lebensresistenz und deren Resistenzadaptation nach beiden Extremtemperaturen hin verantwortlich. Für die Resistenz dieser Atembewegungen ist das oscillographisch registrierte Atemzentrum entscheidend. Die durch Reizung des Mittelhirns ausgelösten Maulbewegungen haben weitere Temperaturgrenzen, ebenfalls Schwanzbewegungen bei direkter Reizung der Schwanzmuskulatur. Vom Mittelhirn konnten ferner Augen- und Schwanzbewegungen ausgelöst werden. Die vom Mittelhirn ausgelösten Maulbewegungen und die Schwanzbewegungen (bei direkter Reizung) zeigten eine sinnvolle Hitze- und Kälteanpassung. Auch die auf Mittelhirnreizung hin erfolgenden Augen- und Schwanzbewegungen können sich an extreme Temperaturen anpassen, doch konnten nicht alle Werte abgesichert werden. Die vom Mittelhirn ausgelösten Schwanzbewegungen haben engere Temperaturgrenzen als die Schwanzschläge nach direkter Reizung der Muskulatur.In der Diskussion werden die Besonderheiten der Resistenzadaptation besprochen und ein möglicher Zusammenhang mit der Leistungsadaptation im normalen Temperaturbereich erörtert.Herrn Professor Dr. H. Netter zum 60. Geburstag gewidmet.     

Über die Temperaturadaptation der Sekretion von Verdauungsfermenten und deren Hitzeresistenz

Zusammenfassung Magensaft von kaltadaptierten Weinbergschnecken zeigt eine höhere proteolytische Aktivität als der von warmadaptierten Tieren. Selbst bei gegenläufigem Hungereinfluß ist eine deutliche Adaptation im Sinne von Typ 3 festzustellen. Der reichlich vorhandene Magensaft eingedeckelter Wintertiere enthält keine eiweißspaltenden Fermente.Die Lipasenaktivität des Verdauungssaftes ist auch bei gedeckelten Wintertieren leicht nachweisbar. Eine Abhängigkeit von der Adaptationstemperatur besteht jedoch nicht.Die Hitzeresistenz der proteolytischen Fermente im Magensaft der Kalttiere ist vermindert. Die Proteasen der Warmtiere zeigen Hitzeaktivierungen, wenn sie Temperaturen von 40–44° C ausgesetzt werden. Eine Aktivitätsverminderung durch rasches wiederholtes Gefrieren der Fermentlösungen konnte nicht beobachtet werden. — Die Hitzeresistenz der Lipasen ist unabhängig von der Anpassungstemperatur.Die proteolytische Aktivität des Verdauungssaftes weiblicher Wollhandkrabben ist bei den warmadaptierten Tieren höher als bei den länger hungernden kaltadaptierten Exemplaren (Hungereffekt ?).Die Sekretion der eiweißspaltenden Fermente bei Karauschen weist eine Adaptation nach Typ 5 auf (ansteigende Werte mit steigender Anpassungstemperatur). Im sauren Bereich findet keine Eiweißspaltung statt.Papierchromatographische Analysen der Spaltprodukte ergeben keinen Anhalt für einen qualitativ unterschiedlichen Verlauf der Proteolyse nach verschiedener Temperaturvorbehandlung.Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel, Teil I (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). Herrn Dozent Dr. F. Bramstedt, Hamburg, danke ich für freundliche Beratung bei der Herstellung von Papierchromatogrammen. Einige Apparate stellte die Deutsche Forschungs gemeinschaft zur Verfügung.     

Temperaturadaptation und Sauerstoffverbrauch bei Eidechsen

Zusammenfassung 1. Verschiedene Arten der GattungLacerta haben bei einer gleichbleibenden gemäßigten und hohen Temperatur eine verschiedene Stoffwechselintensität. Bei niedrigen Temperaturen verschwinden diese Unterschiede.2. Der Prozeß der thermischen Adaptation an die neue Temperatur geht auf zwei Weisen vor sich. Bei einzelnen Arten (Lacerta melisellensis undL. oxycephala) verläuft der Adaptationsprozeß von Anfang an ständig in der Richtung des Erreichens jener Werte des Stoffwechsels, welche das ruhende Tier bei der früheren Adaptationstemperatur hatte. BeiLacerta sicula dagegen fällt die Intensität des Stoffwechsels in den ersten Tagen des Aufenthaltes bei niederen Temperaturen, um später anzusteigen und sich jenem Wert zu nähern, den die Tiere bei ihren früheren Adaptationstemperaturen hatte.3. Die EidechsenLacerta melisellensis undL. oxycephala zeigen bei jeder Adaptationstemperatur nach Beendigung des Adaptationsprozesses die gleiche Intensität des Sauerstoffverbrauches. BeiLacerta muralis ist der Sauerstoffverbrauch bei einer höheren Adaptationstemperatur höher als bei einer niedrigeren.4. Bei Adaptation an eine neue, annähernd gleichbleibende Außentemperatur bleibt die Körpertemperatur praktisch unverändert. Auf diese Weise wird der Stoffwechsel des ruhenden Tieres in gewisser Hinsicht von der Höhe der Körpertemperatur während des Adaptationsprozesses unabhängig.

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Temperature adaptation and oxygen consumption in lizards

In some lizards the process of thermal adaptation and oxygen consumption at adaptation temperatures has been examined after completion of adaptation. A slow decrease of oxygen consumption was found for a certain period inLacerta sicula after transfer from a warm into a cold surrounding. The values of oxygen consumption increased from the ninth day and reached values corresponding to the new external temperature after about 3 weeks. InL. melisellensis andL. oxycephala adaptation to a new lower temperature occurs with the beginning of the increasing oxygen consumption, the adaptation lasting about 3 weeks. InL. muralis oxygen consumption at low adaptation temperature is lower after the process of adaptation than at higher adaptation temperature. In contrast, oxygen consumption ofL. melisellensis andL. oxycephala after adaptation to lower external temperatures is equal to the oxygen consumption at higher external temperatures, so that the animal shows the same intensity of oxygen consumption in spite of its different body temperature.

     

Lethal temperatures for puparia of Glossina morsitans orientalis

A series of experiments were conducted to define temperature limits for puparial mortality. Median lethal temperatures and population tolerance were estimated for a variety of puparial ages and test conditions, including both single and repeated exposures. It is concluded that in the Zambezi Valley and middleveld of Rhodesia high temperatures may contribute to overall field mortality, but no such contribution would be expected from low temperatures experienced in puparial sites.

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Zusammenfassung Es wurde eine Reihe von Versuchen zur Festlegung der Temperaturgrenzen für die Puparienmortalität durchgeführt. Die mittleren Lethaltemperaturen und die Populationstoleranz wurden für verschiedene Altersstufen der Puparien und unter verschiedenen Prüfungsbedingungen sowohl bei einmaliger wie wiederholter Exposition ermittelt. Es wird daraus geschlossen, daß im Sambesi-Tal und im Mittelveld von Rhodesia hohe Temperaturen zur Gesamtmortalität im Freiland beitragen können, während solche Wirkungen von den in den Habitats der Puparien herrschenden niederen Temperaturen nicht zu erwarten sind.

     

Comparison of vanishing bearings, orientation directions and ringing recoveries of spring migrant White-throated Sparrows (Zonotrichia albicollis)

Summary This paper compares the vanishing bearings of White-throated Sparrows released from orientation cages and tracked visually, with the preferred orientation directions indicated by hopping in the cage immediately prior to release. These directions where then compared with the directions of recoveries of birds ringed during migration. The vanishing bearings were well-oriented and northward (6°). The orientation directions of the same birds in the cages were variable with a mean toward northwest (334°). Although on average the vanishing bearings differed from the direction indicated in the cage by only 29°, there was rarely close correspondence between them. Spring ringing recoveries were tightly clumped around a mean of 45°, and their distribution differed from that of both the vanishing bearings and cage orientation directions. These results provide little support for the assumption that what we observe in an orientation cage precisely reflects what a bird would do if actually migrating.

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Zusammenfassung Diese Arbeit vergleicht die Verschwinderichtung von Weißkehlammern (Zonotrichia albicollis), freigelassen aus Orientierungskäfigen und visuell verfolgt, mit der von ihnen bevorzugten Orientierungsrichtung in den Käfigen, die sie durch Hüpfen unmittelbar vor dem Freilassen zeigen. Die Verschwinderichtung der Versuchsvögel nach dem Freilassen war eindeutig nordwärts (6°) gerichtet. Die Orientierungsrichtung derselben Vögel in den Käfigen variiert um den Mittelwert 334° Nordwest. Obwohl die durchschnittliche Abweichung der Verschwinderichtung von der Orientierungsrichtung in den Käfigen nur 29° beträgt, ist das als eine geringe Übereinstimmung zu werten. Beide Richtungen wurden mit der Zugrichtung von freilebenden beringten Vögeln verglichen. Wiederfänge dieser Vögel im Frühjahr zeigen eine Orientierung mit Mittelwert 45° bei geringer Streuung. Diese Richtung weicht von denen im Versuch beobachteten Käfigorientierung und der Verschwinderichtung ab. Die Ergebnisse stützen nicht die Annahme, daß die beobachtete Orientierungsrichtung in Käfigen präzise die Zugrichtung eines Vogels in Freiheit wiederspiegelt.

     

Die Körpertemperatur junger Wanderratten (Mus decumanus) und ihre Beeinflussung durch die Temperatur der Außenwelt

Zusammenfassung A. Bei Ratten von 38–54 Tagen, die in einer konstanten Temperatur von 25° C lebten, war die durchschnittliche Körpertemperatur 36,4° C. Hierbei war ein deutlicher Unterschied zwischen den Geschlechtern zu beobachten, durchschnittlich war die Körpertemperatur bei den Weibchen 36,87°, bei den Männchen 36,13°. Der Sexualunterschied betrug also 0,74° C zugunsten des Weibchens. Die Unterschiede zwischen Morgen- und Abendtemperatur waren nur gering, durchschnittlich 0,16° C. Es waren weiter Tage mit höheren und Tage mit niedrigeren Temperaturen zu unterscheiden.B. Die Körperwärme von jungen Ratten (3 1/2 Wochen alt) variierte mit der Temperatur der Umgebung, sodaß eine Steigerung der Außentemperatur um 5° C eine Erhöhung der Körpertemperatur von durchschnittlich je 0,70° verursachte. Die Geschlechtsunterschiede in der Körperwärme werden größer, wenn man in niedrigere Temperaturen kommt, betragen bei diesen jungen Tieren bei 10° C aber nur durchschnittlich 0,20°.Ein Auszug dieser Arbeit erschien mit gleichlautendem Titel als Mitt. Nr. 47 aus der Biologischen Versuchsanstalt, Akad. Anz. Nr. 14, 1920.