Patterns of insecticide resistance to organo-phosphorus compounds in strains of houseflies from various sources

Four strains of housefly (Musca domestica L.), resistant to organo-phosphorus insecticides, have been maintained in laboratory culture, together with a normal colony. Resistance in one strain had been developed by laboratory selection and in the others by field usage of insecticides followed by laboratory selection. They originated in Denmark, Italy and U.S.A., mainly by the use of parathion, diazinon and malathion respectively. The resistance spectra of these strains were determined by measuring their relative resistance to 14 organo-phosphorus compounds, by a microdrop application test. The strains selected by parathion and diazinon gave rather similar resistant patterns, showing highest resistance to parathion, paraoxon and diazinon and low resistance to malathion. The American strain produced a different pattern with high resistance to malathion and low resistance to parathion, paraoxon and diazinon. It is believed that these two patterns reflect different resistance mechanisms.A detailed comparison of the two European strains revealed more divergence in compounds containing (EtO)₂P-groups than in those with (MeO)₂P—groups.Injection of parathion reduced its resistance level considerably and the resistance to paraoxon on injection was even more reduced.

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Zusammenfassung Vier gegen organische phosphorhaltige Insektizide resistente Stubenfliegen-Stämme wurden zusammen mit einer normalen Kolonie in Laboratoriumkultur gehalten. Die Resistenz des einen Stammes hatte sich durch Selektion im Laboratorium entwickelt, die der anderen durch den Feldgebrauch von Insektiziden und nachfolgender Selektion im Labor. Sie stammten aus Dänemark, Italien und USA, hauptsächlich nach Anwendung von Parathion, Diazinon bzw. Malathion. Die Resistenzspektren dieser Stämme wurden durch Messung ihrer relativen Resistenz gegenüber 14 organischen Phosphorverbindungen mit Hilfe eines Mikrotropfen-Applikator-Tests bestimmt. Die durch Parathion und Diazinon selektierten Stämme ergaben ziemlich ähnliche resistente Eigenschaften; sie zeigten höchste Resistenz gegen Parathion, Paraoxon und Diazinon und niedrige gegen Malathion. Der amerikanische Stamm ergab abweichendes Verhalten mit hoher Resistenz gegen Malathion und niedriger gegen Parathion, Paraoxon und Diazinon. Es wird vermutet, daß diese beiden Typen auf verschiedenen Resistenzmechanismen beruhen.Ein eingehender Vergleich der zwei europäischen Stämme erbrachte größere Unterschiede in Verbindungen mit (EtO)₂P-Gruppen als in solchen mit (MeO)₂P-Gruppen.Injektion von Parathion verminderte seinen Resistenzspiegel beträchtlich und die Resistenz gegen Paraoxon wurde bei Injektion noch mehr reduziert.

     

Enhancement of citrus resistance to the Mediterranean fruit fly

Precolorbreak treatment of Marsh grapefruit and Shamouti and Valencia oranges with 20 or 50 ppm gibberellic acid (GA) reduced fruit susceptibility to laboratory infestation by Ceratitis capitata (Wiedemann). Treatment effects were dose-dependent and the benefits were most pronounced with the orange cultivars. The implications of these findings are discussed in relation to use of GA treatment for improved fruit fly control in citrus.

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Zusammenfassung In den hier beschriebenen Versuchen wurde untersucht, wie weit durch die Anwendung von Gibberilinsäure (GA) im Freiland die Resistenz von Pampelmuse (Marsh), sowie von Shamoutiund Valencia-Orangen gegenüber Befall durch die Mittelmeerfruchtfliege, Ceratitis capitata (Wiedemann) gesteigert werden kann.In den Jahren 1982/83 spritzten wir in Israel Bäume dieser drei Zitrusarten mit GA in den Konzentrationen von 5 ppm und 50 ppm zu zwei verschiedenen Zeitpunkten vor dem Farbumschlag der Früchte (September, Oktober). Die so behandelten Früchte wurden anschliessend während der Reifeperiode in verschiedenen Zeitpunkten adulten Mittelmeerfruchtfliegen für die Eiablage dargeboten. Diese Exposition wurde sowohl im Freiland mit Früchten am Baum sowie im Laboratorium mit gepflückten Früchten durchgeführt. Untersucht wurde einerseits die Anfälligkeit resp. Resistenz der Früchte bezüglich der Eiablage, andererseits die Entwicklung der Larven in den Früchten.Wir stellten fest, dass die Behandlung mit GA bei Pampelmuse in Abhängigkeit vom Zeitpunkt und Konzentration der Behandlung eine gewisse erhöhte Befallsresistenz bewirken konnte. Bezüglich der beiden geprüften Orangensorten konnten wegen ungünstigen Witterungsbedingungen während der Reifezeit keine schlüssigen Befunde erarbeitet werden.Im Winterhalbjahr 1983/84 wurden Bäume aller drei Zitrussorten vor dem Farbwechsel der Früchte mit 20 ppm und 50 ppm GA behandelt. Um den negativen Einfluss der Witterung in den Expositionsversuchen auszuschalten, wurden die Versuchsfrüchte den Fruchtfliegen während der Reifeperiode ausschliesslich im Laboratorium dargeboten. In dieser Versuchsperiode stellten wir auch bei Orangen eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Fruchtfliegenbefall fest, und zwar in erhöhtem Ausmass bei Valencia-Orangen. Gleichzeitig beobachteten wir eine stark verzögerte Entwicklung des Farbwechsels von grün auf orange als Folge der hohen GA-Konzentration.

     

Genetically-induced susceptibility to malathion in Tribolium castaneum despite selection for resistance

Immigration of malathion-susceptible males into resistant populations of Tribolium castaneum considerably increased mortality despite selection for resistance every generation. It is suggested that this method may prevent the appearance of resistance with continuous use of chemicals. Its use with warehouse populations of stored-products insects seems to be feasible.

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Genetische verlangsamung der entwicklung von resistenz gegen malathion bei Tribolium castaneum Trots selektion

Zusammenfassung Die Einwanderung von Malathion-sensiblen Männchen in resistenten Populationen von Tribolium castaneum erhöhte die Mortalität beträchtlich, trotzdem eine Selektion auf Resistenz in jeder Generation erfolgte. Es wird vermutet, dass diese Methode das Auftreten von Resistenz bei dauernder Insektizidanwendung verhindern könnte. Die Anwendung in Lagerhauspopulationen von Vorratsschädlingen erscheint möglich.

     

Linkage relationships of several insecticide resistance factors in the house fly (Musca domestica L.)

Summary Strains of the house fly resistant to parathion, malathion, Isolan, and DDT were crossed with a susceptible strain which carried the recessive marker, stubby-wing (stw). F₁ populations were composed of normal-winged insecticide-resistant flies. When the F_1's were backcrossed to the stw parent, the resultant normal-winged progeny were resistant and the stw progeny were susceptible. Thus the major factors for resistance in the strains studied were all located on the same chromosome.Similar cross-over ratios were observed with parathion and malathion-resistant strains and populations of resistant stw flies were established. Low ali-esterase, characteristic of the parent resistant strains, was also present in the resistant stw strains.No crossing-over occurred between stw and DDT-resistance. Resistance to DDT, present in the malathion-resistant strain, was not introduced with malathion-resistance into the stw strain. Therefore, the factors for DDT and malathion resistance, although linked, are genetically distinct.

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Zusammenfassung Stubenfliegenstämme, die Resistenzfaktoren gegen Parathion, Malathion, Isolan^R (1-isopropyl-3-methyl-5-pyrazolyl dimethylcarbamate) und DDT tragen, wurden mit einem anfälligen Stamm gekreuzt, der das rezessive Markierungsgen, stummelflügelig (stw), aufweist. Die F₁-Populationen jeder Kreuzung bestanden aus normalflügeligen, insektizidresistenten Fliegen. Wenn die F₁-Fliegen mit den stw-Eltern rückgekreuzt wurden, waren die normalflügeligen Nachkommen resistent gegen alle Insektizide und die stw-Nachkommen anfällig. Also sind die Hauptresistenzfaktoren der untersuchten Stämme alle in dem gleichen Chromosom lokalisiert.Für die Faktoren, welche die Resistenz gene Parathion und Malathion kontrollieren, wurden ähnliche crossing over-Verhältnisse beobachtet, und es wurden Populationen von stw-Fliegen aufgebaut, die resistent gegen diese Insektizide sind. Niedrige Ali-Esterase-Aktivität, die für die parathion- und malathionresistenten Ausgangsstämme charakteristisch ist, war auch in den resistenten stw-Stämmen vorhanden, so daß das Gen für niedrige Ali-Esterase-Aktivität identisch oder eng mit den Resistenzgenen verbunden ist.Eine unzulängliche Trennung zwischen anfälligen und isolanresistenten Fliegen schloß die Möglichkeit der crossing over-Messung des Faktors für Isolanresistenz aus. Zwischen stw und DDT-Resistenz wurde kein crossing over beobachtet. Hohe Kreuzungsresistenz gegen DDT, die in einem malathionresistenten Stamm vorhanden ist, wurde mit dem Faktor für Malathionresistenz nicht in den stw-Stamm eingeführt. Die Faktoren für die Resistenz gegen DDT und Malathion sind demnach genetisch unterschiedlich.

     

The resistance pattern in a strain of the cocoa capsid (Distantiella theobroma (Dist.)) resistant to BHC

Summary BHC-resistance in the cocoa capsid,Distantiella theobroma, in Ghana was confirmed, and cross resistance found to extend to six other chlorinated hydrocarbons including Thiodan. There was no cross resistance to DDT, Sevin or to the organophosphorus compounds tested.

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Zusammenfassung Die BHC-Resistenz eines Stammes von Kakaowanzen (Distantiella theobroma), der in der Umgebung der Kakao-Versuchsanstalt in Pankese, Ghana, gefunden wurde, wird durch Vergleich mit einem normal empfindlichen Stamm aus New Tafo, Ghana, nachgewiesen. Die Resistenz erstreckt sich auch auf Endrin, Dieldrin, Aldrin, Heptachlor, Chlordan und Thiodan. Bei letzterem was sie besonders hoch, obwohl dieses Mittel in Ghana bisher noch nicht in Anpflanzungen angewandet wurde. Gegenüber DDT war der BHC-resistente Stamm etwas empfindlicher als der normale Stamm aus New Tafo, beide Stämme waren jedoch sehr tolerant gegenüber diesem Insektizid. Gegen Sevin waren beide Stämme gleichmäßig empfindlich. Gegen die organischen Phosphorverbindungen Dibrom, Diazinon, Cidial, Sumithion, Lebaycid und Malathion war keine Resistenz nachweisbar. Bevor die Resistenz auftrat, waren ungefähr 25 Generationen Feldspritzungen ausgesetzt gewesen.

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Work done whilst on secondment at the West African Cocoa Research Institute, Tafo, Ghana.     

Aliesterase activity and reproduction in Musca domestica: Effects of DDT and metepa

The chemosterilant metepa, administered orally and topically to adult M. domestica, was found to reduce aliesterase activity, to reduce the hatch of eggs, and when administered orally it also prolonged the pre-ovipositional period. Orally administered DDT had little effect on aliesterase but did reduce egg viability. Selection of a strain of M. domestica with diazinon, in an attempt to increase its resistance to diazinon, had the unexpected result of the flies becoming more susceptible but concomitantly their level of aliesterase was significantly increased. The aliesterase level of the immature stages of M. domestica is reported.

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Zusammenfassung Es wurde festgestellt, daß das Chemosterilisans Metepa bei oraler oder topischer Applikation bei erwachsenen Stubenfliegen die Aliesterase-Aktivität herabsetzt, die Schlüpfrate der Eier vermindert und bei oraler Anwendung auch die Präovipositionszeit verlängert. Oral verabreichtes DDT hat wenig Einfluß auf die Aliesterase, setzt aber die Lebensfähigkeit der Eier herab. Die Selektion einer Linie von Musca domestica durch Diazinon mit dem Ziel, ihre Resistenz gegen Diazinon zu erhöhen, hatte das unerwartete Ergebnis, daß die Fliegen empfindlicher wurden, zugleich aber ihr Aliesterase-Spiegel signifikant anstieg. Der Aliesterase-Spiegel der nicht erwachsenen Stubenfliegen-Stadien wird angegeben.

     

On the visual orientation of house-flies in their search of resting sites

Houseflies were introduced into a spacious vault-like box, made mainly of transparent plastic. When half of its floor was covered with black and the other half with white paper, about 2/3 of the flies settled on the black and 1/3 on the white surface. When the floor was covered with black, white and grey paper stripes, most flies were found on the black, fewer on the grey and only small numbers on the white surfaces.When flies were introduced into a Y-shaped device made of transparent plastic, the majority settled in the arm which was darkened by covering it with a black cloth. When the cover was changed to the other arm, flies left the now illuminated arm, but not totally and only gradually.

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Zusammenfassung Versuche über die Niederlassung der Fliegen auf verschieden hellem Untergrund wurden in einem 90 cm langen Behältnis vorgenommen, dessen 26 cm hohe gewölbte Decke und dessen halbkreisförmige Seiten aus durchsichtigem Plastikmaterial bestanden, das mit Talk bepudert worden war, um das Haften der Pulvillen der Fliegen zu verhindern. Der Boden der Apparates war ein Brett, welches mit zwei quadratischen Papierbogen belegt war, der eine schwarz, der andere weiss; oder mit sechs 15 cm breiten Querstreifen verschiedener Tönung in der Reihenfolge: schwarz, grau, weiss, schwarz, grau, weiss.In der zuerst erwähnten Anordnung liessen sich 2/3 der Fliegen auf dem schwarzen Untergrund nieder; in der zweiten Anordnung bevorzugten etwa 80% die dunkleren, d.h. die schwarzen und grauen Streifen. Die männlichen Fliegen liessen sich auf den grauen und weissen Streifen in etwas grösserer Zahl nieder als die Weibchen.Versuche über den Eintritt der Fliegen in helle oder dunklere Räume wurden in einem Y-förmigen Apparat vorgenommen, der aus durchsichtiger Plastik hergestellt was (siehe Fig. 1). Der Stamm des Y war die Eintrittskammer, in welche die Fliegen eingeführt wurden; sie konnten sich darin nicht gut niederlassen, da Wände und Decke mit Talk bepudert worden waren. Die Fliegen waren auf diese Weise gezwungen, in die 36 cm langen, 12 cm hohen Arme des Y einzufliegen. Der eine Arm war durch Umhüllung mit einem schwarzen Tuch verdunkelt, der andere war dem Licht des Arbeitsraumes ausgesetzt.Die Mehrzahl der Fliegen liess sich im verdunkelten Arm nieder. Wurde das Tuch von diesem weggenommen und über den andern Arm gelegt, so verliessen die Fliegen nur sehr allmählich und nicht in voller Zahl den nun erhellten Arm, um durch die Eintrittskammer in den jetzt dunklen Arm überzusiedeln. Die plötzliche Beleuchtung ist also kein Reiz, auf den alle Fliegen rasch ansprechen. Wir vermuten daher, dass die Vermeidung heller Plätze, die Annäherung gegen Flächen dunkler Tönung oder der Eintritt in dunkle Räume von Individuen unternommen wird, die sich bereits im Fluge befinden, und dass die zunächst ungerichteten Flüge durch andere Reize als die Belichtungsunterschiede veranlasst werden.

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Presented in part at the Joint Meeting of the American Mosquito Control Association and the Texas Mosquito Control Association held at Galveston, Texas, March 4 to 7, 1962.     

Respiration and nutrition of radiation-sterilized female Dacus cucumis (Diptera: Tephritidae)

The oxygen consumption of flies irradiated with between 10 kilorads (krad) and 80 krad was not demonstrably different between doses, or when compared with untreated controls.Carbohydrate intake and initial body weights of irradiated flies were less than normal flies. However, the 10 krad irradiated flies accumulated a greater volume of fat body than normal flies, presumably because of failure of vitellogenesis in the former. Accumulation of fat body by 40 krad flies was initially retarded compared with 10 krad flies, but they later accumulated fat body at the same rate as the 10 krad flies. It is suggested that this was due to an initial hormonal disturbance caused by the higher dose.No degenerative changes were noted in the midgut of the 10 krad or 40 krad flies. The protein intake of these flies was similar to that of normal flies.

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Zusammenfassung Einige Autoren haben wahrscheinlich machen können, daß sterilisierende Strahlendosen bei einigen Insektengruppen den Stoffwechsel beeinflussen. Jedoch sind für die Dipteren wenig Beweise für solche durch Bestrahlung hervorgerufene Störungen veröffentlicht worden. Die in dieser Arbeit beschriebenen Versuche waren darauf gerichtet, die Einflüsse der Bestrahlung auf einige physiologische Systeme von weiblichen Dacus cucumis zu bestimmen.Auf den Sauerstoffverbrauch konnte eine Wirkung von Strahlendosen von 80 Kilorad (krad) nicht festgestellt werden.Beim Vergleich von unbestrahlten Fliegen mit solchen, die 10 oder 40 krad erhalten haben, wurde gefunden, daß in beiden Fällen die bestrahlten Tiere zunächst weniger als normale wogen, daß aber später die Wachstumsrate der bestrahlten Fliegen anstieg, so daß ihr Gewicht sich schließlich dem der normalen anglich.Der Verbrauch von Eiweißlösung durch mit 10 und 40 krad bestrahlten Fliegen war dem der normalen ähnlich. Jedoch verbrauchten die bestrahlten Fliegen eine geringere Menge Zuckerlösung als die normalen. Es wird angenommen, daß darin der Ausfall des Kohlenhydratbedarfs durch die sterilen Ovarien zum Ausdruck kommt.Die mit 10 krad bestrahlten Fliegen bildeten ein größeres Fettkörpervolumen als die normalen. Es wird vermutet, daß dies eine kombinierte Folge der Nicht-Auflösung des pupalen und des gesteigerten. Aufbaus des adulten Fettkörpers bei Ausschaltung funktionierender Ovarien darstellt.Der Aufbau des Fettkörpers war anfänglich bei den mit 40 krad bestrahlten Fliegen gegenüber den mit 10 krad bestrahlten gehemmt, aber nach einer Verzögerung war die Zuwachsrate den mit 10 krad bestrahlten ähnlich. Es wird angenommen, daß das auf einer anfänglichen Hormonstörung bei den mit 40 krad bestrahlten Fliegen beruhen konnte.

     

The detoxication enzymes causing organophosphate resistance in the housefly; Properties, inhibition, and the action of inhibitors as synergists

A comparison of the breakdown enzymes in OP-resistant houseflies and the ali-esterase of susceptible flies shows differences as well as similarities. In general both are rapidly phosphorylated by the OP-compounds, but only in the case of the breakdown enzymes dephosphorylation can take place. The rate of phosphorylation of the breakdown enzymes by the toxicants is sometimes higher, sometimes lower than that of the ali-esterase with the same compound. Studies of the breakdown reaction showed the Km to be in the order of 10^–6–10^–8 M, the turnover numbers to range from 0.05–0.7 per minute. Whether dephosphorylation takes place depends on the type of breakdown enzyme and the nature of the phosphoryl group. For instance, in the malathion-resistant strains only the dimethyl phosphorylated enzymes are dephosphorylated, but the dimethyl and dipropyl phosphorylated enzymes are not. Dephosphorylation of the enzymes of diazinon-resistant strains occurs with both dimethyl and diethyl, but not with dipropyl compounds. Consequently hydrolysis of some OP-compounds can be blocked by the addition of others that irreversibly phosphorylate the enzymes. Substances that can block the reaction have a marked synergistic action when sublethal doses are applied simultaneously with the OP-compound to which a strain is resistant. There is evidence that the breakdown enzymes can still hydrolyse methyl butyrate and some other esters although at a rate which is only a few percents of that of the aliesterase. The problem as to how enzymes with a rather low breakdown capacity could confer high resistance is discussed.

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Zusammenfassung In phosphorsäureester-resistenten Stubenfliegen sind Abbaufermente vorhanden, die die Fähigkeit zur Hydrolyse von Sauerstoffderivaten derjenigen Verbindungen besitzen, gegen die Resistenz aufgetreten ist. Diese Enzyme entstehen an Stelle einer in anfälligen Fliegen vorkommenden Ali-Esterase. Das Auftreten der Ali-Esterase und der Abbaufermente unterliegt dem Einfluß verschiedener Allele eines Gens. Durch eine Kombination biochemischer, genetischer und toxikologischer Arbeitsmethoden wurden Bedeutung und Eigenschaften dieser Enzyme untersucht.Die Hemmung der Ali-Esterase durch organische Phosphorverbindungen wird durch eine irreversible Reaktion hervorgerufen, bei der eine Dialkylphosphorylierung des Enzyms stattfindet. Die modifizierten Ali-Esterasen oder Abbaufermente unterscheiden sich von der Ali-Esterase dadurch, daß der Reaktion mit den Produkten, gegen die Resistenz besteht, eine langsam fortschreitende Dephosphorylierung folgt. Diese Fähigkeit zur Hydrolyse bestimmter Verbindungen muß die Selektion der Allele hervorgerufen haben, die für die Bildung dieser Enzyme verantwortlich sind. Darüber hinaus wurden aber noch andere Veränderungen herbeigeführt: ein Verlust der Ali-Esterase-Aktivität, eine Änderung in der Affinität einer Azahl Phosphorverbindungen gegenüber und eine Verminderung der Stabilität.Vier verschiedene Abbaufermente sind in verschiedenen resistenten Stämmen vorhanden. Zwei von ihnen können Diäthylverbindungen mit einer Umsatzzahl von 0.05 und 0.25 pro Minute hydrolysieren. Das Enzym mit der höheren Umsatzzahl spaltet auch Dimethyl-Derivate; die Affinität für diese Verbindungen erscheint aber zur Ausbildung eines hohen Resistenzgrades zu niedrig. Zwei andere Fermente finden sich in Malathion-resistenten Stämmen, von denen eines wegen seiner wahrscheinlichen Instabilität in vitro nicht untersucht werden konnte. Das andere Enzym spaltet Malaoxon und einige weitere Methylverbindungen, wobei die Affinität Malaoxon gegenüber höher ist, was möglicherweise die Ursache der ziemlich hohen Spezifizität bildet.Obwohl die Umsatzzahlen sehr niedrig sind und die Enzyme wohl nur einen geringen Teil des in vivo applizierten Giftes zu hydrolysieren vermögen, gestattet aber anscheinend ihre hohe Affinität für Phosphorverbindungen die für die Cholinesterasehemmung notwendige Inhibitormenge zu reduzieren und verursacht so die Resistenz.Die Abbaufermente können bestimmte Typen von Phosphorsäureestern hydrolysieren; sie werden aber noch durch andere Verbindungen dieser Stoffklasse irreversibel gehemmt. Solche Präparate sind zur Blockierung der in vitro stattfindenden Hydrolyse befähigt und besitzen einen stark synergistischen Effekt, wenn sie mit den Thioverbindungen, gegen die Resistenz besteht, gleichzeitig appliziert werden. So werden die Abbaufermente der Malathion- und Parathion-resistenten Stämme durch Propylparaoxon irreversibel phosphoryliert. Sublethale Mengen dieser Substanz reduzieren die Resistenz beträchtlich.

     

Resistance patterns to various organophosphorus insecticides in some strains of houseflies

The susceptibility of one susceptible and six resistant strains of houseflies to 13 organophosphorus compounds was measured with a contact method. Five of the strains had been selected, both in the field and in the laboratory, with diazinon, parathion or malathion. One strain had been strongly selected with -BHC. The susceptibility of the strains is shown in Fig. 1. The BHC selected strain had only a low level of resistance to organophosphates. Higher levels were present in all organophosphate selected strains, each of which exhibited its own characteristic resistance pattern. This indicates that a relatively large number of resistance mechanisms may be present.As resistance to the thiophosphates is of the same order of magnitude as that to their oxygen analogues, it follows that the resistance mechanism is not a slower conversion of the thiophosphates into the phosphates. Resistance to a number of dimethyl compounds is low, and little difference is present between the resistant strains. This resistance is probably brought about mainly by less specific factors. The genetical basis of the low aliesterase content of the phosphate resistant strains is discussed.

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Zusammenfassung Die Empfindlichkeit eines normal-sensiblen und von sechs resistenten Stubenfliegen-Stämmen gegenüber 13 organischen Phosphorverbindungen wurde mit Hilfe einer Kontakt-Methode gemessen. Fünf dieser Stämme waren sowohl im Freiem wie auch im Labor, mit Diazinon, Parathion oder Malathion selektiert worden. Ein Stamm war stark mit -BHC selektiert worden. Die Empfindlichkeit der Stämme ist in Fig. 1 dargestellt. Der mit -BHC selektierte Stamm wies nur eine niedrige Resistenz gegenüber den organischen Phosphorverbindungen auf. Höhere Resistenz wurde in den mit organischen Phosphorverbindungen selektierten Stämmen gefunden; jeder dieser Stämmen zeigte eine eigene, charakteristische Form der Resistenz. Dies deutet darauf hin, daß eine relativ grössere Zahl von Resistenz-mechanismen vorhanden ist.Aus der Tatsache, daß Resistenz gegen die Thioverbindungen und ihre entsprechenden Sauerstoff-Analoge ungefähr gleich groß ist, wird geschlossen, daß eine langsamere Umwandlung in die Phosphate als Resistenz-mechanismus nicht in Betracht kommen kann.Die Resistenz gegenüber einigen Methyl-verbindungen ist gering, und in den einzelnen Stämmen nur wenig verschieden. Diese Resistenz wird wahrscheinlich durch weniger spezifisische Faktoren verursacht. Die genetische Grundlage des niedrigen Ali-esterasen-gehalts in den Phosphat-resistenten Stämmen wird diskutiert.

     

The effect of flickering U-V light output on the attractiveness of an insect electrocutor trap to the house-fly, Musca domestica

The ultraviolet lamps commonly used in insect electrocutor traps flicker at twice the mains AC frequency. A trap was modified to be powered from a flicker-free (DC) source. When house-flies, Musca domestica L. (Diptera: Muscidae), were released in a test room containing one flickering and one non-flickering trap, 75% of the flies were caught by the trap with the flickering lamps. Mean intensities and emission spectra were identical. The trap with flickering lamps still caught more flies when the intensity of its lamps was lowered to half that of the DC-driven trap. The implications of these results for testing colour preference in attractant lamps are mentioned.

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Zusammenfassung Die ultravioletten Leuchtröhren, die oft in Lichtfallen zur Bekämpfung von Fluginsekten verwendet werden, flimmern bei der doppelten Frequenz des normalen Netzwechselstromes (d.h. 100 oder 120Hz). Dieses Flimmern ist bei den Insekten, die eine hohe Flimmerlichtverschmelzungsfrequenz haben, sichtbar. Das Ziel dieser Untersuchung war, festzustellen, ob die Flimmerfrequenz die Wirksammkeit der Lichtfalle beeinflusst. Eine Rentokil (Modell 143) Lichtfalle wurde umgebaut, damit sie von zwei 12V Autobatterien betrieben werden konnte, um ein flimmerfries Anlockungslicht zu erzeugen. Stubenfliegen wurden in einem 31,8 Kubikmeter grossen Testraum, worin eine nichtflimmernde und eine unmodifizierte, flimmernde Lichtfalle montiert waren, freigelassen. Bei Versuchen, wo die normale Zimmerbeleuchtungsröhren eingeschaltet waren, wurden 75% der Fliegen in der flimmernden Lichtfalle aufgefangenen. Durchschnittswerte für Lichtintensität Beleuchtungsflächen und Ausstrahlungspektrum blieben identisch. Als dieser Versuch im verdunkelten Raum wiederholt wurde, blieben die Verhältnisse der in den beiden Fallen aufgefangenen Fliegen, unverändert. Die Fangrate der Fallen war jedoch im dunklen Raum höher, weil es keine andere für die Fliegen anlockende Lichtquellen gab. Selbst bei der Hälfte der Lichtintensität der von Gleichstrom betriebenen Lichtfalle, wurden 61% der Fliegen in der nichtflimmernden Falle aufgefangen. (Alle Versuchsergebnisse waren statistisch signifikant.) Diese erhöhte Wirksamkeit blieb für beide Geschlechter gleich. Diese Beobachtung stimmt mit den ähnlichen Flimmerfrequenzwerten von männlichen und weiblichen Art Musca überein. Im Fall der Tsetsefliege sind die beiden Geschlechter verschieden flimmerempfindlich, und deswegen würde man Unterschiede in der Reaktion auf flimmernde Lichtfallen erwarten. Von Natur aus werden Fliegen der Art Musca von flimmerden Licht angelockt. Die Konsequenzen dieser Ergebnisse hinsichtlich der Untersuchung der Farbwahl der Anlockungslichtquellen werden in diser Veröfftentlichung erwaähnt.

     

Controlling Dacus oleae by fluorescent yellow traps

When three fluorescent yellow 15×20 cm plates covered by Bird Tanglefoot^® were vertically suspended in the canopy of each tree in a 21-tree semi-isolated olive grove near Athens, 9000 olive fruit flies were trapped from July–November. An additional 3300 flies were trapped by twelve fluorescent yellow traps placed in three barrier olive trees. At crop harvest, the olive fruit infestation was 5%, 15%, and 50% in a bait-sprayed, the fluorescent-yellow trap, and an untreated grove, respectively. The olive fruit fly adult population, as measured by McPhail protein-traps, was much larger in the untreated than in the yellow-trap grove. The results indicated that males may be more attracted to the yellow traps than females. They also showed increased trapping rates in trees of high crop production as well as in the west side of the tree.

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Zusammenfassung In der Nähe von Athen, in einem teilweise isolierten Olivenhain mit 21 Bäumen wurden von Juli bis November 9000 Olivenfliegen gefangen, wobei in jedem Baum drei fluoreszierend-gelbe Tafeln (15×20 cm) senkrecht in der Baumkrone aufgehängt wurden. Die Tafeln waren mit einem Leim, Bird Tanglefoot^®, beschichtet. Zusätzlich wurden von zwölf solchen Tafeln, die in drei Barriere-Bäume gehängt worden waren, noch 3300 Fliegen gefangen.Zur Zeit der Ernte war der Befall der Früchte 5%, 15%, und 50% für Bäume, die mit Insektizid behandelt, bzw. mit gelben Fallen versehen oder unbehandelt waren.Die Populationdichte der Fliegen, bestimmt mit der Methode der Proteinfanggläser (McPhail), war wesentlich grösser in den unbehandelten als in den mit gelben Fallen ausgerüsteten Bäumen.Die Resultate zeigen, dass die meisten der angelockten Fliegen Männchen waren und dass die meisten Fliegen in Bäumen mit gutem Ertrag, dazu an die westliche Seite der Bäume gefangen wurden.

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Diptera: Tephritidae.     

The mutation ofEscherichia coli to resistance to bacteriophages Tl and Tls

Summary The number of phage-resistant mutants in unirradiated and in ultraviolet-irradiated cultures ofE. coli strains B and B/r is usually greater when the selecting agent is Tls. It is shown that this cannot be explained by a) completely independent gene changes, b) the presence of host range phage mutants or c) new mutations due to prolonged survival of wild type bacteria in the prescence of phage. Evidence is presented which indicates that the difference in selection by Tl and Tls may be explained satisfactorily by the presence of incompletely expressed bacterial mutants in the cultures before plating. This constitutes indirect evidence for a phenotypic lag. It is shown further that the development of resistance to Tls probably precedes the development of full resistance to both phages.The appearance of new ultraviolet-induced mutations, selected by Tls, is found to fulfill expectations based on the existence of such a phenotypic lag.

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Zusammenfassung Die Anzahl der phagenresistenten Mutanten in unbestrahlten und UV-bestrahlten Kulturen derE. coli Stämme B und B/r ist im allgemeinen größer, wenn die Selektion mit Tls durchgeführt wird. Dieses kann nicht erklärt werden durch a) vollständig unabhängige Genveränderungen, b) die Gegenwart von hostrange Phagenmutanten, oder c) neue Mutationen bedingt durch längeres Überleben von Wildtypus-Bakterien in der Gegenwart von Phagen. Es wird gezeigt, daß der Unterschied in der Selektion von Tl und Tls ausreichend erklärt werden kann durch die Gegenwart von unvollständig manifestierten Bakterienmutanten, die vor dem plating in den Kulturen vorhanden sind. Dieses bildet indirekten Beweis für eine phänotypische Lagphase. Es wird weiterhin gezeigt, daß die Entwicklung der Resistenz gegenüber Tls wahrscheinlich der Entwicklung von Vollresistenz gegenüber beiden Phagen vorangeht.Das Auftreten von neuen UV-induzierten, durch Tls selektierten Mutanten stimmt mit dem Vorhandensein einer derartigen phänotypischen Lagphase überein.

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With 6 Figures in the text.     

Chromosomenabnormitäten und Behandlung mit Imuran® (Azathioprin) nach Nierentransplantationen

Zusammenfassung 19 Patienten, die nach einer Nierentransplantation mit Imuran behandelt wurden, wiesen eine erhöhte Anzahl Chromosomenabnormitäten im Vergleich zu 30 gesunden Kontrollpersonen der gleichen Altersklasse auf. Keine signifikant erhöhte Anzahl an Chromosomenabnormitäten fand sich jedoch bei 7 Patienten, die vor und unter der Imuran-behandlung untersucht wurden. Es wird vermutet, daß die Chromosomenabnormitäten bei den 19 mit Imuran behandelten Patienten wahrscheinlich nicht durch Imuran, sondern durch die Urämie entstanden sind.

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Summary 19 patients treated with Imuran after a renal transplantation showed a high frequency of chromosome abnormalities, compared with 30 healthy control persons in the same age range. No significantly higher frequency of chromosome abnormalities was, however, found in 7 patients examined before and during treatment with Imuran. It is suggested that the chromosome abnormalities found in the 19 patients treated with Imuran were probably not due to Imuran but to Uremia.

     

Der Einfluß von Antibiotica auf die Überlebensrate von Mikroorganismen bei tiefen Temperaturen

Zusammenfassung Die Lebendkeimzahl in einer Suspension vonE. coli nimmt bei +4°C langsam zu, nimmt bei-5°C wenig ab und fällt bei-19°C innerhalb von 24 Std stark, während die Verringerung in den folgenden Tagen nur noch gering ist. Streptomycin und Penicillin vermindern in allen 3 Temperaturbereichen die Keimkonzentration in Abhängigkeit von der Antibioticumkonzentration. Subbakteriostatische Konzentrationen von Streptomycin haben bei-19°C eine zusätzliche Wirkung. Die Resistenz der in überbakteriostatischen Antibioticakonzentrationen bei diesen Temperaturen überlebenden Keime ist gegenüber dem Ausgangsstamm weder erhöht noch vermindert. M. pyogenes wird durch die gleichen Temperaturen verhältnismäßig wenig beeinflußt. Auch mehrfach überbakteriostatische Konzentrationen von Penicillin und Streptomycin haben unter diesen Versuchsbedingungen kaum eine Wirkung. Die Resistenz der überlebenden Keime ist gegenüber dem Ausgangsstamm nicht verändert.Die Untersuchungen wurden durch Mittel ermöglicht, die von der Landesversicherungsanstalt Rheinland-Pfalz in liebenswürdiger Weise zur Verfügung gestellt wurden.     

Failure to reduce an isolated Blowfly population by the sterile males method

In 1956 and 1957 pupae of L. sericata were irradiated at 6,000–7,000 rep, and allowed to emerge at three points on Holy Island. The sterilized population was maintained in preponderant numbers by regular replenishments. A test in 1958 showed no reduction in the density of the species. Possible causes of failure of the method are examined, and it is concluded that either the sterilization was inadequate or that the sterilized males were unable to compete with the native males.

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Zusammenfassung Die Methode sterile Männchen zur Ausrottung einer Art zu benutzen, ist in ihrer Wirkung mathematisch zuverlässig, vorausgesetzt, daß die anerkannten biologischen Erfordernisse vorhanden sind; sie hat sich in der Praxis gegen Callitroga bominivorax (Myiasisfliege) als wirksam erwiesen. In einem in kleinen Maßstabe durchgeführten Versuch gegen die Goldfliege Lucilia sericata wurden Fliegen, die durch eine 6,000–7,000 rep Gamma-Strahlung sterilisiert worden waren, in überwiegenden Zahlen auf einer 5 km² großen Insel in zwei aufeinanderfolgenden Jahren freigelassen. Eine Reduktion der einheimischen L. sericata-Population ließ sich nicht nachweisen. Es wurde experimentell geprüft, daß eine Zuwanderung von Fliegen vom Festland zu vernachlässigen war; wiederholte Versuche bestätigten, daß die Bestrahlungsdosis ausreichte, um sexuelle Sterilität zu erzeugen. Der Ablauf und die technischen Einzelheiten der Versuche wurden analysiert in dem Bestreben, die Ursache des Versagens ausfindig zu machen.Das Verhältnis steriler zu eingeborenen Männchen könnte im ersten Jahr infolge hoher Mortalität der sterilisierten Puppen under die erwartete Relation 5 : 1 gesunken sein. Diese Mortalität stand offenbar mit der Zuchtmethode in Beziehung. Es wurde jedoch gefolgert, daß dies an sich nicht für das Versagen verantwortlich gemacht werden könnte.Er wird vorläufig angenommen, daß hier, als Ergebnis von Sauerstoffmangel, ein geringer aber signifikanter Grad von Resistenz gegen Bestrahlung vorliege, möglicherweise begleitet von einer ähnlich geringgradigen Erholungsfähigkeit von Strahlungswirkungen; andererseits versagte das sterilisierte Sperma in Konkurrenz mit fertilem Sperma bei Doppelbegattungen.

     

Elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Dynamik neurosekretorischer Zellen von Enchytraeus (Oligochaeta)

Zusammenfassung Von lichtmikroskopischen Befunden der Neurosekretion bei dem Oligochaeten Enchytraeus ausgehend, haben wir an zwei elektronenmikroskopisch genau bezeichneten und festgelegten Zellen bzw. Zelltypen, die bereits lichtmikroskopisch charakterisiert worden waren, Untersuchungen über die submikroskopisch faßbare Zelldynamik durchgeführt. Die beiden Arten neurosekretorischer Zellen (Q-Zelle und P-Zellen) sind elektronen-mikroskopisch schon durch ihre Lage zu erfassen. Sie können nicht nur durch die Zellgröße, sondern auch durch ihre Elementargranula, den Aufbau des endoplasmatischen Retikulums und den Golgi-Apparat eindeutig unterschieden werden. Wie schon in den lichtmikroskopischen Untersuchungen wurde die Sekretionsaktivität mit der Amputation ausgelöst. Sowohl in der Q -als auch in der P-Zelle bewirkt die Amputation eine unmittelbare Sekretentleerung. Die darauf einsetzende Phase der Sekretproduktion ist submikroskopisch durch eine erhöhte Zahl von Golgistrukturen in diesen Zellen, durch das deutlich in Erscheinung tretende granuläre endoplasmatische Retikulum und durch eine fortschreitende Vergrößerung und Verdichtung von Lysosomen in beiden Zelltypen gekennzeichnet. Für die Q-Zelle sind weiterhin die Verstärkung des diesen Zelltyp besonders noch charakterisierenden Bereiches von Membranzisternen und die dortige Ribosomenbildung typisch. Auf Grund der Feststellungen wird die Frage der Beziehung einzelner Strukturen in diesen beiden Zelltypen zur Produktion des Neuro-sekrets diskutiert. Die elektronenmikroskopische Untersuchung führte zur Entdeckung eines weiteren Zelltyps, der im Lichtmikroskop bisher nicht erkannt worden war und der sich durch besonderen Reichtum an Mitochondrien und großen Lipoid (?)-Komplexen auszeichnet (M-Zelle). Über seine Bedeutung ist jedoch noch keine Aussage möglich.

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Summary The cytophysiology of two types of neurosecretory cells (Q and P cell) in the brain of the oligochete Enchytraeus was studied at the ultrastructural level. These cell types can be identified by their location, and particularly by the size difference of their elementary granules. Amputation of the last ten segments caused a release of secretory product followed by a phase of renewed production. This was characterized by changes in the endoplasmic reticulum, the Golgi apparatus, and the lysosomes. The role of these structures in the production of neurosecretory material was discussed. Furthermore, a cell type with extraordinarily numerous mitochondria, hitherto unknown in Enchytraeus, was described. Its function has not yet been determined.

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Mit Unterstützung durch die Sächsische Akademie der Wissenschaften zu Leipzig.

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Herrn Prof. Dr. F. Seidel, Marburg, zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Head lice in the Netherlands: Susceptibility for insecticides in field samples

A double application of 1% lindane failed to cure head louse infestations in 38 out of 110 children in two cities. Residue tests showed considerable resistance levels in all samples from fourteen cities. The average LD 50's were 0.9% lindane and 2% dieldrin. A baseline for malathion was determined. LD 50 is 0.1% malathion. The results show that field-collected head lice can be used for insecticidal testing.

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Zusammenfassung In neun Schulen und zwei Städten wurden Kinder mit aktiven Kopfläusen zweimal in wöchentlichem Abstand mit einer alkoholischen einprozentigen Lindanlösung behandelt. In 38 von 110 Fällen versagte diese Behandlung, was auf Lindanresistenz in diesen Orten hindeutet. In vitro-Versuche wurden mit Läusen aus vierzehn Städten durchgeführt und ergaben durchwegs einen ähnlichen Resistenzgrad wie in den Feldversuchen.Beim Vergleich der gewogenen Durchschnitte war kein Einfluss einer erhöhten Mortalität (über 20%) in den unbehandelten Kontrollen auf die Versuchsresultate festzustellen. LD-50-Werte von 0.9% für Lindan und 2% für Dieldrin weisen auf die in den Niederlanden verbreitete Lindanresistenz hin. Die Grundlinie der Wirkung von Malathion, als Ersatz für Lindan, wurde bestimmt und eine LD 50 von weniger als 0,1% ermittelt. Einige Tiere überlebten bei 0,4% und bei 0,8% und zwar im Gegensatz zu anderweitigen Beobachtungen. Zur Unterscheidung resistenter und empfindlicher Läuse sollten deshalb die Testkonzentrationen erhöht werden.Die Resultate zeigen, dass im Feld gesammelte Kopfläuse für Insektizidteste geeignet sind. Beim Test sollte die Beobachtungszeit von 24 auf 18 Stunden verkürzt werden, wodurch eine annehmbarere Mortalität in Unbehandelt bei halbierter Wirkung erreicht wird.

     

Growth responses of larvae of the rice stem borer to rice plants treated with 2,4-D

Summary Growth response of rice stem borer larvae to rice plants treated with 2,4-D was investigated. In greenhouse rearing experiments, growth of the larvae was improved when they fed on 2,4-D treated plants. In aseptic rearing experiments, the larvae also grew better on stems of rice plants treated during growth with 2,4-D than on untreated stems. On the other hand, larval growth was not improved by addition of 2,4-D to a diet of sterilized rice stems. The nitrogen content of the 2,4-D treated plant is higher than that of the untreated plant. Because of the importance of nitrogenous compounds for larval growth, the improved growth on 2,4-D treated plants was apparently caused by the increased nitrogen content of the plants, and not as a direct effect of 2,4-D itself.Apparently the increased infestation of rice stem borer larvae on rice plants treated with 2,4-D arises because of the ability of such plants to support good larval growth.

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Zusammenfassung Es wurden die Wachstumsreaktionen vonChilo suppressalis-Larven auf Reispflanzen untersucht, die mit 2,4-D behandelt worden waren. In Gewächshausaufzuchten verbesserte sich das Wachstum der Raupen, wenn sie mit 2,4-D-behandelten Pflanzen ernährt wurden. Auch in aseptischen Zuchtversuchen wuchsen die Larven besser an Halmen von Reispflanzen, die während des Aufwuchses mit 2,4-D behandelt worden waren, als an unbehandelten Stengeln. Andererseits wurde das larvale Wachstum durch Hinzufügen von 2,4-D zu einer Diät sterilisierter Reishalme nicht verbessert. Der Stickstoffgehalt der mit 2,4-D behandelten Pflanzen ist höher als der unbehandelter. In Anbetracht der Bedeutung stickstoffhaltiger Verbindungen für die Raupenernährung wird die Wachstumssteigerung auf 2,4-D-behandelten Pflanzen offensichtlich durch den erhöhten Stickstoffgehalt der Pflanzen verursacht und nicht durch eine direkte Wirkung des 2,4-D selbst.Der erhöhte Befall 2,4-D-behandelter Pflanzen durchChilo suppressalis beruht offensichtlich auf der Fähigkeit solcher Pflanzen, gutes Raupenwachstum zu unterstützen.

     

Contrary responses of Musca domestica concerning their selection of different shades and hues

The results of experiments in the open air with houseflies settling on surfaces (cardboards) of light and dark shades and of various colours differed from those in laboratory tests. Whereas black is preferred to gray and to white and to all hues in the indoor tests, the white cardboards we used attracted in most cases a preponderant majority of flies in the open air but not so when placed versus yellow.It is assumed that the attraction of the white cardboard is due to the reflection of the near ultraviolet of sunlight. Ultraviolet reflection of a more moderate degree by gray, blue and yellow cardboards could be only one of various factors which cooperate in rendering the respective colour attractive in the open air. Red was quite frequently preferred both in indoor and outdoor tests. Blue was the least frequented colour in indoor and brown in outdoor tests.

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Zusammenfassung Die Fliegen wurden in Laboratoriumsversuchen in einen zylinderförmigen, 80 cm weiten und 35 cm hohen, aus durchsichtiger Plastik hergestellten Behälter gesetzt. Der Boden und die Wand waren in sechs Sektoren eingeteilt, die abwechselnd mit Kartons zwei verschiedener Farben belegt wurden.In Freilandversuchen (im Hof einer grossen Milchviehwirtschaft) wurden dieselben farbigen Kartons benutzt. Ein Paar verschiedenfarbiger Bögen, die mit einer Zuckerlösung bestrichen waren, wurde auf den Boden an Orten ausgelegt, wo sich Fliegen in grosser Menge angesmmelt hatten.In den Laboratoriumsversuchen ließen sich 75% der Fliegen auf Schwarz und 25% auf Weiss nieder. In der Wahl gegenüber den fünt chromatischen Farben (Rot, Braun, Gelb, Grün und Blau) bevorzugten zwischen 63% und 68% der Fliegen die schwarze Unterlage. In Versuchen, in denen die fünf genannten Farben unter sich verglichen wurden, wurde Rot stets bevorzugt und Blau niemals; Braun, Gelb und Grün wurden in verschiedenem Maße gewählt je nach der Kombination, in der sie sich befanden.Die Bevorzugung von Schwarz spricht für die Auffassung, daß in geschlossenen Räumen im allgemeinen die dunkleren Farben bevorzugt werden, doch zeigt die Wahl der farbigen Flächen, daß, wenn man die Helligkeitswerte derselben in Betracht zieht, der Farbe an sich (dem Chroma) eine wichtige Rolle bei der Auswahl zukommt.In den Freilandversuchen wurde Gelb von 77%–93% der Fliegen gegenüber Weiß, Grau und Schwarz bevorzugt und von 81%–95% gegenüber den fünf andern Farben. Ausserdem wurden folgende Bevorzugungen festgestellt: Rot gegenüber Blau, Grau, Schwarz und Braun; Weiß gegenüber Grün, Grau, Schwarz und Braun, Blau gegenüber Weiß, Grau, Schwarz und Braun; Grün gegenüber Blau, Schwarz und Braun; Grau gegenüber Schwarz und Braun; Schwarz gegenüber Braun. Farbpaare mit annähernd gleicher Verteilung der Fliegen waren Rot und Grün, Rot und Weiß, und Grün und Grau. Die am wenigsten besuchte Farbe war Braun.Ein Vergleich der Ergebnisse der Freilandversuche mit denen der Laboratoriumsexperimente zeigt keine Übereinstimmung. Am auffälligsten ist die Verschiedenheit in der Wahl von Schwarz und Weiß. Im Gegensatz zu den 75% der Fliegen auf Schwarz im Laboratorium, liessen sich im Freien 80% auf Weiß nieder. Da keine Beeinflussung der Wahl durch Wärme, Feuchtigkeit, Wind, Licht oder Schatten festgestellt werden konnte, vermuten wir, daß im Freien die starke Reflektion des im Sonnenlicht vorhandenen Ultraviolett das weiße Papier für die Fliegen anziehend macht, für das (von Professor Autrum in München) eine Reflektion von 40%–80% der Wellenlängen zwischen 320 und 380 m gemessen wurde.Wenn wir für die verschiedene Wahl von Schwarz und Weiß im Plastikkäfig des Laboratoriums einerseits und im Freiland andererseits eine Erklärung geben können, so fehlt uns eine solche für das verschiedene Verhalten der Fliegen gegenüber den Farben. Eine sehr mäßige Reflektion von Ultraviolett seitens der blauen, gelben und grauen Kartons kann bestenfalls nur einer von mehreren Faktoren sein, die zusammenwirken, um die betreffenden Farben im Freiland anziehend zu machen.

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This work was supported partly by a grant from the Stiftung Volkswagenwerk, Hannover-Döhren, Germany.