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.

     

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.     

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.

     

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.     

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.

     

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.

     

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.

     

Einzelgewichte und Gewichtserträge von Schollen der Deutschen Bucht

Zusammenfassung Der Längen-Gewichts-Koeffizient der Schollen ist bei den kleinsten Tieren zunächst hoch, nimmt dann stark ab, um im späteren Leben erneut zu steigen. Bei gleichaltrigen Schollen sind die best- und schlechtestgewachsenen Tiere relativ schwerer als die große Masse. Langsames Wachstum und große Bestandesdichte setzen das auf eine bestimmte Länge bezogene Gewicht herab; mit der Entfernung vom Land steigt es. Die Größe der Schollen in den Marktfängen hängt außer von Alter und Wachstum entscheidend auch von der Marktauslese ab: Ist diese scharf, so ergeben sich selbst für langsam gewachsene Jahrgänge erhöhte Mittelwerte von Gewicht und Länge, die bis zum Fünffachen des Gewichts und dem Zweifachen der Länge der betreffenden Altersgruppen im natürlichen Bestande erreichen. Langsames Wachstum wirkt sich in der Fischerei mehr durch verspätet eintretende Marktgröße aus. Infolge des somit länger anhaltenden natürlichen Abgranges erleidet die wirtschaftliche Ertragfähigkeit langsamwüchsiger Altersgruppen Einbußen, die trotz erhöhten Alters nicht durch größere Stückgewichte ausgeglichen werden.Mit 6 Abbildungen im Text     

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.

     

On the orientation of houseflies to various surfaces

The attraction of houseflies (Musca domestica L.) to surfaces was investigated by repeated counting of flies on samples of materials. The materials tested were mainly such as ordinarily occur in stables. The observations were made partly in a big cage in the laboratory and partly in a stable. The mechanism of attraction to some surfaces was analyzed by counting the number of flies arriving per time unit, and by measuring the duration of visits.Significant differences between materials were found. The brightness of the surfaces proved an important factor. The light materials, e.g. white tile and limewashed surfaces, were less visited than darker ones. Metallic surfaces were highly avoided. More flies were counted on very rough surfaces, straw, and jute sack, than on smoother ones, such as wood and concrete. The arrival of more flies per time unit to dark surfaces was demonstrated in some cases, and so was a tendency of staying longer on relatively rough surfaces, but the differences of attraction were not completely explained by these two reactions.

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Zusammenfassung Die Bevorzugung verschiedener Oberflächen durch die Stubenfliege (Musca domestica L.) wurde durch wiederholte Auszählung der Fliegen auf Proben verschiedener Substrate untersucht. Die Materialen waren hauptsächlich solche, die oft in Ställen vorkommen, welche bei uns nämlich den wichtigsten Aufenthaltsort der Stubenfliegen darstellen. Die Beobachtungen wurden teils im Laboratorium in einem großen Käfig, teils in einem Stall vorgenommen, wo der Besuch der dort freilebenden Fliegen registriert wurde. Vier Substrate wurden in jedem einzelnen Versuch verglichen, wobei jedes von ihnen in vier Stücken vertreten war. In allen Versuchen wurde Holz als Vergleichsbasis benutzt. Bei einigen Oberflächen wurde versucht, ihre Anziehungskraft durch Zählung der Fliegen näher zu analysieren, die pro Zeiteinheit zu diesen Materialproben kamen, sowie durch Messung der Aufenthaltsdauer auf diesen Substraten. Bei dieser Analyse wurde jeweils eine einzige Materialprobe in einem Käfig beobachtet und mit einem Standardstück aus Holz verglichen. Mehrere der Oberflächen zeigten in bezug auf Fliegenbesuche signifikante Unterschiede. Als ein wichtiger Faktor erwies sich die Helligkeit, indem helle Substrate, wie weiße Fliesen und getünchte Oberflächen, weniger als die dunkleren besucht wurden. In einem Versuch mit Kartonstücken verschiedener Tönung (weiß, hellgrau, dunkelgrau und schwarz) ergab sich, daß unter den betreffenden Versuchs-bedingungen allein die Farbe Unterschiede derselben Größenordnung verursachen konnte wie die Unterschiede zwischen den natürlichen Materialien. Metallische Oberflächen wurden weitgehend vermieden. Auf unebenen Oberflächen, Stroh und Jutesack, wurden mehr Fliegen als auf den glatteren, wie z.B. Holz und Zement, gezählt. Bei den Zählungen der pro Zeiteinheit ankommenden Fliegen ergab sich in mehreren Fällen, daß von dunkleren Oberflächen mehr Fliegen angelockt wurden. Bei Messung der Aufenthaltsdauer zeigte sich in einigen Fällen eine Tendenz zu längerem Verweilen auf unebenen Oberflächen. Jedoch liefert diese Analyse der Präferenz für Oberflächen nicht in allen Fällen eine Erklärung für die Unterschiede im Fliegenbesuch, die bei wiederholten Zählungen der Fliegen auf den Substratstücken festgestellt wurden.

     

Vergleichende qualitative und quantitative untersuchungen an der hörbahn von vögeln

Zusammenfassung Das Innenohr, der Hörnerv und die medullären akustischen Zentren von 31 Vogelarten aus 8 Ordnungen werden nach histologischen Präparaten vergleichend untersucht. Die räumlichen Verhältnisse der akustischen Kerngebiete in der Medulla oblongata werden am Beispiel von Sturnus vulgaris und Tyto alba ausführlich beschrieben. Der Singvogel kann als repräsentativ für das Gros der untersuchten Vogelarten gelten. Die Eule läßt ausgeprägte Vergrößerungen erkennen, die zu Veränderungen in Form und räumlicher Anordnung führen.Im allgemeinen hängen die Länge des Innenohres, die Zahl der Elemente des Hörnerven und die Anzahl akustischer Neurone in ähnlicher Weise vom Körpergewicht ab, dessen Einfluß allerdings gering ist (Relationsexponenten 0,15–0,25).Diejenigen Arten von Eulen, bei denen die Asymmetrie der Außenohren, die extrem nächtliche Lebensweise und Verhaltensuntersuchungen eine besondere Bedeutung des Gehörs erkennen lassen, zeichnen sich durch eine ungewöhnlich starke Vermehrung der zentralen Verarbeitungsstätten akustischer Information aus, die die erhöhte Größenentwicklung des Sinnesorgans von Eulen im Vergleich mit Nicht-Eulen noch übertrifft.Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität München.     

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.     

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

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

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

     

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.