The growth and development of colonies of the ant Myrmica

Summary Colony growth and development is conveniently divided into stages: pre-worker, juvenile, adolescent and mature. The pre-worker stage is one in which small workers are produced by the queen from her body reserves. The juvenile stage is characterised by a gradual increase in the egg production of the queen, and in the size of the workers. No doubt this is partly due to an improvement in food capture but other factors also exist; of great importance is the influence that the queen exerts on the growth and, development of individuals, an influence which is independent of population tension The adolescent stage is transtional; in it males first appear. The mature stage is one of full-sized workers and male and female sexual production.Gynes are produced when the ratio workers/larvae is high. This varies randomly in most colonies about a mean value, and the size of the formant winter larvae is proportional to it; but the cause of the variation is unknown. A condition of gyne production is that the colony be in a favourable environment, for even in large colonies, poor insolation causes small individual size. Very large colonies, in which workers are greatly in excess of those needed to rear the brood are uncommon, and it is suggested that this may be due to the population instability which the production and dissemination of sexuals causes.A model of geometric recurrence type is constructed which agrees reasonably well with the facts culled in various ways from different sources.

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Resumen Convenientement, el desarrollo y crecimiento de la colonia puédese dividir en estados como ser: pre-trabajador, juvenil, adolescente y estado maduro. El estado pre-trabajador es aquel en que la reina produce de sus reservas, trabajadoras pequeñas.El estado juvenil se caracteriza por el aumento paulatino en la producción de huevos por parte de la reina como también en el tamaño de las trabajadoras.Sin duda, esto se debe en parte a la mejora en su approvisionamiento pero existen también otros factores; es de gran importancia la influencia ejercida por la reina sobre el crecimiento y desarrollo de individuales, influencia ésta independiente de la tensión de populación.El estado adolescente es transicional-en él aparecen por primera los machos. El estado maduro es uno de trabajadoras perfectas y de producción masculino y femenino.Los genes se producen cuando la proporción de trabajadoras y larva es alta. Por casualidad esto varía en la mayoría de las colonias con un valor reducido y el tamaño de la larva en estado adormecente en proporción, pero se desconoce por qué motivo occurre la variación.Una condición en la producción del gene es de encontrarse la colonia en un ambiente favorable puesto que aún en colonias grandes la insolación pobre produce tamaños pequeños.Es extraño encontrar colonias grandes en las cuales las trabajadoras exeden aquellas que se requieren para la cría y sugiérese que puede ser que esto se debe a la instabilidad de la populación causada por la producción y deseminación sexual.Prodúces pues, un ejemplo de recurrencia geométrica que conforma bastante bien con los datos escogidos en varias maneras y de distintas fuentes.

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Résumé L'accroissement de la colonie et son développement se font en quatre stades: une période pré-ouvrière, suivie des stades de jeunesse, d'adolescence et de maturité. Le premier stade est celui où la reine engendre et nourrit des petites ouvrières à partir de ses propres réserves. Le stade de jeunesse est marqué par une augmentation progressive de la ponte de la reine et aussi de la taille des ouvrières. La cause en est, sans doute, dans l'amélioration du butin, mais pas exclusivement, et nous signalons notamment l'influence exercée par la reine sur la croissance et le développement des individus, cette influence étant indépendante de l'état de la population.Le state d'adolescence est un stade de transition; c'est à cette époque que les mâles font leur première apparition.Au stade de maturité des ouvrières ayant atteint une taille normale cohabitent avec des fourmis mâles et femelles.Il apparaît des reines, lorsque le rapport ouvrières-larves est considérable. Dans la plupart des colonies, ce rapport varie au hasard autour d'une moyenne et il conditionne la grosseur des larves hivernantes; nous ignorons la cause de cette variation.Une colonie, même forte, comporte des sujets de petite taille si elle n'est pas soumise à un ensoleillement suffisant; ceci prouve que les conditions extérieures sont essentielles dans la production des reines. Il est assez rare de trouver de fortes colonies où le nombre des ouvrières est de beaucoup supérieur au nombre d'individus nécessaire à l'élevage du couvain; l'auteur pense que ceci peut-être dû à l'instabilité causée au sein de la colonie par la production et l'essaimage des sexués.On peut établir une formule géométrique de renouvellement-type qui s'accorde assez bien avec les données collationnées de sources diverses.

     

Serial organization of broodin Myrmica

Summary In the antMyrmica rubra L. (=laevinodis Nyl.) two brood cycles (from egg to adult) run concurrently, and are so phased that eggs and pupae occur together and larvae hatch when new workers are appearing. The mechanism of coordination is investigated. Dephasing experiments in which either the queen or the larvae are added late, although affecting performance adversely in the former case, do not bring to light any strong intrinsic alignment mechanism, even when food is short.The factors affecting the shape and size of brood-type frequency distribution peaks are considered. The pupal peak is later if larvae are small and numerous, or if food is short; and in these conditions worker attention is concentrated on relatively few of the largest. Temperature, if above prepupation threshold, hastens the peak. The egg peak is not much affected by wide variation in the larval population, but is substantially smaller if food is short. There is evidence that the queen's total annual output is limited so that a bad start may be later compensated orvice versa.Extrinsic co-ordinating influences are then considered, and it is found that the temperature relations of developmental processes may be adapted by natural selection so that the brood pattern is set in motion and controlled each year by the rise and fall in mean temperature. By spring, the whole colony is ready to respond to warmth, and larval growth, oviposition and prepupation start in that order. Once set in step in this way they so remain owing to the isochronism of incubation, metamorphosis and larval life. The season closes when as a result of independent parallel changes in queen and worker respectively, oviposition ceases and larval dormancy gives way to prepupation.

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Resumen En la hormigaMyrmica Rubra L. (=Laevinodis Nyl.), concurren dos períodos de cría de huevos a adultos en cuyas fases los huevos y crisálides ocurren juntos y la larva sale al mismo tiempo que aparecen las nuevas trabajadoras.Se investiga el mecanismo de coordinación. Experimentando con las fases es decir, agregando mas tarde ya sea la reina o la larva, aunque afecta adversamente el funcionamiento de la reina, no se produce ningún mecanismo esencial de alineación aun cuando es poco su alimento.Se consideran los factores que afectan figura y tamaño de pico de distribución de frecuencia del tipo cría.En las crisálides, el pico ocurre más tarde si la larva es pequeña y numerosa o si el alimento es escaso y en estas condiciones la atención de la trabajadora se concentra sobre relativamente pocas de las más grandes.La temperatura si sobre comienzo de la crisálide, adelanta el pico de distribución. En el huvo el pico no se ve muy afectado por la variación en la populación de la larva pero es considerablemente mas pequeña si escasea el alimento.Es evidente que la producción total anual de la reina es escasa asi que un mal principio compensaríase quizá, o vice versa.Luego se consideran las influencias de coordinación ajenas y se encuentra que la relación de temperatura de procesos de desarrollo se pueden adaptar por medio de selección natural asi que se empieza el tipo de cría y se controla anualmente por el aumento y disminución de temperatura. Al llegar la primavera, toda la colonia esta lista para el calor y aun cuando puede crecer la larva y puédense poner algunos huevos a temperaturas medianas no es hasta que ocurre un aumento importante que empiezan el estado pre-crisálide y colocación de huevos cuantitativa. Una vez empezado esto permanecen juntos puesto que la formación del embrio y metamorfosis, toman el mismo período. La temporada se cierra cuando como resultado de cambios paralelos independientes en la reina y trabajadora respectivamente, cesa la colocación de huevos y adormecencia larval da lugar al estado pre-crisálide.

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Résumé Chez la FourmiMyrmica rubra L. (=lævinodis Nyl.), on remarque deux cycles de couvaison (depuis l'uf jusqu'à l'insecte adulte) qui se déroulent simultanément et qui sont ordonnés de telle façon qu'il se trouve en même temps des ufs et des nymphes et que l'éclosion de larves corresponde à l'apparition de nouvelles ouvrières.Examen du système de coordination.Les expériences introduisant des erreurs de phase par suite de l'introduction tardive de la reine ou des larves ont, dans le premier cas, relevé une influence défavorable à l'évolution normale; néanmoins, elles n'ont mis en lumière aucun mécanisme d'alignement essential, même lorsque l'alimentation est restreinte.Étude des agents pouvant modifier la forme et l'ampleur des pointes de la distribution de fréquence de couvées-type. La pointe de la nymphose est retardée si les larves sont nombreuses ou s'il y a carence alimentaire. Dans ces conditions, les soins des ouvrières visent particulièrement un petit nombre de larves choisies parmi les plus grosses. Si la température subit une hausse alors que la nymphose se prépare, elle active l'apparition de la pointe. De grandes variations de la population larvaire modifient peu la pointe de ponte, mais celle-ci est sensiblement réduite par une carence alimentaire.On peut démontrer que le rythme de ponte de la reine varie au cours de l'année; de ce fait, un mauvais début peut être compensé par la suite et réciproquement.Si l'on étudie ensuite la coordination des conditions externes, on trouve que les rapports existant entre les températures de développement sont susceptibles de s'adapter par sélection naturelle; en conséquence, la marche de la couvaison s'amorce et se règle ensuite chaque année sur les variations de la température moyenne.Dès le printemps, la colonie entière est à même de réagir à la chaleur et, quoique des températures modérées n'empêchent ni la croissance des larves ni une légère ponte, la préparation à la nymphose et la ponte abondante ne se déclenchent qu'après une élévation sensible de température. Ainsi commencés, les deux cycles se développeront de pair, puisque l'embryogenèse et la métamorphose accusent toutes deux le même mouvement périodique. La saison se termine lorsque, par suite de modifications s'opérant en même temps mais indépendamment chez la reine et les ouvrières respectivement, la ponte cesse; l'engourdissement de la larve cède alors le pas à la préparation de la nymphose.

     

Control of simuliid blackflies and mosquitoes withBacillus thuringiensis subsp.israelensis

Summary Bacillus thuringiensis subsp.israelensis produces a -endotoxin which is insecticidal against larvae of mosquitoes and blackflies. The toxin particles introduced into the water at concentrations of a few ng/ml kill rapidly after uptake by target larvae. Breakdown of the function of the gut epithelium is the primary cause for the lethal action of the toxin. The molecular mode of action is not yet understood in its details. However, it appears that the toxin is cytolytic and acts by disruption of membrane permeability systems. Field efficacy ofB. thuringiensis subsp.israelensis has been demonstrated in many countries. Most impressive results were obtained in West Africa where this microbial larvicide has been included in a large field programme to control blackflies, the vector of river blindness.

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Resumen La característica mas importante deBacillus thuringiensis es la producción de un metabolito con propiedades insecticidas durante el proceso de esporulación. Este se deposita normalmente en forma cristalina dentro del esporangio. Dichos cristales al ser ingeridos por larvas de insectos susceptibles se disuelven en el intestino y los polipéptidos liberados son activados mediante proteolisis. Las moléculas tóxicas resultantes matan a los insectos por destrucción del epitelio intestinal. Entre 30 subespecies, la denominadaisraelensis o BT H-14 es activa contra algunas familias de Diptera entre las cuales encontramos especies pertenecientes a los génerosCulex, Aedes, Anopheles ySimulium que son vectores de enfermedades tropicales infecciosas. La subespecieisraelensis, descubierta hace tan solo 10 años, ha sido ya utilizada por varias compañias como la base de potentes insecticidas para el control de los estadios larvales de dichos vectores. La toxina producida por la especieisraelensis esta incluida en una envuelta y tan solo una parte de la inclusión tiene extructura cristalina. La solubilización de la inclusión bajo condiciones reductoras produce una banda prominente en un rango de pesos moleculares entre 25000 y 30000 daltons. Se encuentran ademas bandas adicionales alrededor de 130000 y 65000 daltons. El modo de acción a nivel molecular no esta totalmente dilucidado. Sin embargo, parece ser que la toxina es citolítica y actua alterando los sistemas de permeabilidad de membrana. La eficacia en el campo deBacillus thuringiensis subsp.israelensis ha sido demostrada en muchos paises. Los resultados mas notables se han obtenido en la región oeste de Africa donde la cepa BT H-14 fue empleada en una gran operación de campo para controlar las larvas deSimulium damnosum, vectores de la cegera de rio. Como resultado se redujo la incidencia de la enfermedad. Se conocen distintos procedimientos para incrementar la eficacia de preparaciones comerciales. La modificación de las toxinas mediante ingeniería genética y la mejora de las formulaciones para conseguir una mayor persistencia son ejemplos de dos áreas prometedoras en la cuales se esta investigando en varios laboratorios.

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Résumé La principale caractéristique deBacillus thuringiensis est de produire, au cours de la sporulation, un métabolite insecticide. Celui-ci se dépose habituellement dans le sporange sous forme cristalline. Ces cristaux, lorsqu'ils sont ingérés par des insectes sensibles, se dissolvent dans l'intestin, et les polypeptides ainsi libérés sont activés par protéolyse. Les molécules toxiques qui en résultent tuent les insectes par destruction de l'épithélium intestinal. Parmi les 30 sous-espèces décrites, celle appeléeisraelensis ou BT H-14 est active à l'égard de quelques familles deDiptera parmi lesquelles on trouve des espèces appartenant aux GenresCulex, Aedes, Anopheles etSimulium, qui sont des vecteurs de maladies infectieuses tropicales. La sous-espèceisraelensis, découverte il ya seulement 10 ans, a déjà été utilisée par plusieurs firmes comme base de puissants insecticides pour la lutte contre les stades larvaires de ces vecteurs. La toxine produite par la sous-espèceisraelensis est contenue dans une enveloppe et une partie seulement de l'inclusion présente un arrangement cristallin. La solubilisation de l'inclusion en milieu réducteur donne une bande prédominante, correspondant à un poids moléculaire de 25 à 30.000 daltons. Des bandes accessoires sont situées autour de 130.000 et 65.000 daltons. Le mode d'action au niveau moléculaire n'est pas encore connu en détail. Cependant, il semble que la toxine soit cytolytique et agisse par destruction des systèmes de perméabilité membranaire. L'efficacité sur le terrain deB. thuringiensis subsp.israelensis a été démontrée dans de nombreux pays. Les résultats les plus impressionants ont été obtenus en Afrique Orientale, où BT H-14 a été employé dans une large opération sur le terrain de lutte contre les larves deSimulium damnosum, vectrices de la cécité des rivières. Il existe plusieurs possibilitiés pour accroître l'efficacité des préparations commerciales. La modification de la toxine par manipulation génétique et l'amélioration de la persistance des formules sont deux perspectives prometteuses, actuellement à l'étude dans plusieurs laboratoires.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1985. Session 8     

World Health Organization's programme for vaccine development

Summary The very impressive scientific developments in the biomedical sciences which have occurred in recent years provide the prospect of new, more effective vaccines against those communicable diseases for which at present there are either no vaccines or for which existing vaccines are less than satisfactory. These developments include identification of protective antigens by the use of monoclonal antibody techniques and their production by recombinant DNA technology and peptide synthesis. In addition, there is much new information on the functioning of the immune system which provides a basis for rational vaccine design. In October 1983, WHO held a meeting on New Approaches to Vaccine Development. The meeting was attended by eminent scientists in microbiology, immunology, biochemistry, vaccine production and vaccine control. A major recommendation of the meeting to WHO was for the Organization to establish with urgency a programme for vaccine development. The Organization responded positively to this recommendation, agreeing that the gathering momentum of biotechnological research provided WHO with the opportunity to play a crucial role in encouraging, coordinating and developing priorities on new vaccines so that the great potential of recent progress was harnessed for the maximum benefit of all countries. WHO could take advantage of its unique position of being deeply involved in all problems of communicable diseases in the developing world and having at the same time knowledge of scientific achievements in the most privileged countries. The same general view was expressed by the WHO Advisory Committee on Medical Research at its October 1983 session. Since the development of vaccines in most areas is intimately related to the development of diagnostic tools (including reagents), such activities, when appropriate, are considered as part of the Programme. Mankind is now on the threshold of a new era in the technology of vaccine development and production and it behoves WHO to take the leadership in this endeavour.

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Resumen Los importantes desarrollos científicos que han ocurrido en el campo de las ciencias biomedicas en los últimos años proporcionan prospectos de vacunas nuevas y más efectivas contra aquellas enfermedades contagiosas para las cuales o no las había previamente, o si las había no eran totalmente satisfactorias. Entre estos avances se incluyen la identificatión de antigenos protectores mediante el uso de anticuerpos monoclonales y su producción mediante técnicas de ADN recombinante y de síntesis de peptídos. Existe además nueva información sobre el funcionamiento del sistema inmune, lo que proporciona la base para un diseño racional de vacunas. En octubre de 1983 la OMS celebró una reunión sobre Nuevas Tendencias en el Desarrollo de Vacunas. En la reunión participaron eminentes científicos especialistas en microbiología, inmunología, bioquímica, producción y control de vacunas. La recomendación más importante de la reunión para la OMS fue la de establecer con urgencia un programa para el desarrollo de vacunas. La Organización respondió positivamente a esta recomendación, estando de acuerdo en que la situación de las investigaciones biotecnológicas proporcionaba a la OMS la oportunidad de jugar un papel crucial en el apoyo, coordinación y desarrollo de prioridades en las investigaciones sobre nuevas vacunas, de forma que el gran potencial de los progresos recientes fuera aplicado hacia la consecución del maximo beneficio para todos los países. La OMS pudo aprovechar su situación privilegiada de estar profundamente implicada en todos los problemas relativos a las enfermedades contagiosas en los países en desarrollo y de tener simultaneamente conocimiento de los logros cientificos de los países más privilegiados. Este mismo punto de vista fue expresado por el Consejo Asesor de la OMS sobre temas de Investigación Médica en su sesión de octubre de 1983. Puesto que el desarrollo de las vacunas en la mayoría de las áreas esta intimamente relacionado con el desarrollo de medios de diagnóstico (incluyendo reactivos), tales actividales, cuando son apropiadas, se consideran como parte del Programa. La humanidad se halla en el umbral de una nueva era en la tecnología del desarrollo y produción de vacunas, y corresponde a la OMS tomar el liderazgo de este esfuerzo.

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Résumé Les très impressionants progrès des sciences médicales au cours de ces dernières années ouvrent la perspective de vaccins nouveaux et plus efficaces contre les maladies contagieuses pour lesquelles il n'existe pas encore de vaccins, ou celles pour lesquelles les vaccins existants ne sont pas satisfaisants. Ces nouveaux développements comprennent l'identification, grâce à l'utilisation des anti-corps mono-clonaux, d'antigènes protecteurs et leur production par les techniques d'ADN-recombinant ou de synthèse peptidique. De plus, en ce qui concerne le fonctionnnement du système immunitaire, on dispose de beaucoup d'informations nouvelles susceptibles de constituer une base rationelle pour l'élaboration de nouveaux vaccins. En octobre 1983, l'OMS a organisé une réunion sur les nouvelles voies d'approche pour le développement des vaccins. Cette réunion a rassemblé d'éminents scientifiques dans les domaines de la microbiologie, de l'immunologie, de la biochimie, de la production des vaccins et du contrôle des vaccinations. Une recommendation majeure adressée à l'OMS a été d'établir d'urgence un programme pour le développement des vaccins. L'Organisation a répondu favorablement. Elle s'est déclarée d'accord pour constater que la convergence rapide des recherches en biotechnologie donne à l'OMS l'occasion de jouer un rôle crucial en encourageant, coordonnant et établissant des priorités en matière de nouveaux vaccins, de façon à ce que l'immense potentiel des progrès récents soit mis au service de tous les pays et pour leur plus grand bénéfice possible. L'OMS peut prendre avantage de sa position unique. Elle est, en effet, profondément engagée dans tous les problèmes relatifs aux maladies contagieuses dans le monde en développement, et, d'autre part, elle est informée des réalisations scientifiques dans les pays les plus privilégiés. La même vue générale a été exprimée par le Comité Consultatif de l'OMS pour la recherche médicale à sa session d'octobre 1983. Comme, dans la plupart des régions, le développement des vaccins est étroitement lié à celui des moyens de diagnostic (y compris les réactifs), ces dernières activités seront, lorsque cela est approprié, considérées comme faisant partie du Programme. L'humanité est aujourd'hui à la veille d'une ère nouvelle en ce qui concerne le développement et la production des vaccins, et il appartient à l'OMS de prendre la tête de cette entreprise.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16 August 1985. Session 5     

Biomethanation of industrial effluents for energy recovery in China

Summary China has large amounts of effluents containing high organic loads. It is paying special attention to intensifying the process of biomethanation to increase the biogas production per unit of reactor volume and to reduce pollution. At present, a few plants have been realized such as two plants treating urban wastewater sludge, one plant working on effluents from the citric acid industry and three plants working with effluent from three alcohol distilleries. Biomethanation of waste liquor from pulp processing by lime has been studied on the laboratory scale and 79% COD removal has been obtained. An Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) pilot plant of 24 m³ fed with filtered residual liquor from a distillery produces 5 m³/m³ digester per day with a COD removal of 93%. Until now the extension of biomethanation of industrial effluents has been limited because the COD content of the effluents is still beyond the effluent discharge standards.

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Resumen China tiene una gran cantidad de efluentes con un nivel de polución orgánica elevado. Actualmente se está prestando una atención especial a los procesos de biometanación para poder incrementar la producción de biogas por unidad de volumen del reactor y aumentar la reducción del nivel de polución. Hasta ahora tan solo existen 2 plantas de tratemiento de aguas residuales urbanas, 1 planta que trabajan con efluentes de una fábrica de ácido ctrico y 3 plantas que trabajan con efluentes de 3 destilerias de alcool. Se ha estudiado a nivel de laboratorio la biometanación del licor de desecho del tratamiento de la pulpa con cal obteniéndose una disminución del 79% del COD. Una planta piloto UASB de 24 m³ alimentada con licor residual de destilerias filtrado produce 5 m³ y por día con una disminución del COD del 93%. Hasta el momento la expansión de la biometanación se ha visto frenada porque el contenido en COD de los efluentes no está aún contemplado en la normativa sobre vertidos líquidos.

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Résumé La Chine produit de grandes quantités d'effluents à fortes concentrations en matières organiques. Elle attache donc une importance particulière à l'intensification des procédés de biométhanisation afin d'en augmenter la productivité et l'effet dépolluant. A l'heure actuelle il existe quelques réalisations telles que deux installations de traitement des boues d'eaux résiduaires urbaines, un installation alimentées par les effluents d'industries de production d'acide citrique, et trois installations traitant des effluents de distillerie d'alcool. La biométhanisation d'eaux résiduaires résultant du processing de la pâte à papier par la chaux a été étudiée à l'échelle laboratoire et une réduction de 79% de la DCO a été obtenue. Une installation pilote (Upflow Anaerobic Sludge Blanket, UASB) de 24 m³ alimentée par les eaux résiduaires filtrées d'une distillerie produit 5 m³ par m³ et par jour avec une élimination de 93% de la DCO. Jusqu'à présent le développement de la biométhanisation d'effluents industriels a été limitée par un contenu en DCO des effluents méthanisés encore supérieur aux normes de décharge.

     

Intensification de la diapause embryonnaire d‘Archanara sparganii par la température: Incidences écologiques

Résumé L'incubation des oeufs d'Archanara sparganii, Esper (Lepidoptera: Noctuidae) s'étend sur 8 à 9 mois dans les conditions naturelles. Elle est temporairement interrompue par une diapause qui intervient à un stade précoce de l'embryogénèse et se prolonge de l'été à la fin de l'hiver. Au laboratoire, l'incubation est néanmoins possible à température constante entre 8 et 21 °C. Une étude expérimentale a montré que l'intensité de la diapause s'accroît lorsque la température en début d'incubation est portée pendant 15 jours de 11 °C à 15 °C et 21 °C. Aucun des modèles expérimentaux faisant intervenir la température n'a permis d'éviter totalement la diapause. La durée de celle-ci a néanmoins été réduite des trois quarts dans certaines circonstances, rendant possible l'éclosion des larves avant l'hiver. Ces résultats servent à interpréter les altérations du cycle biologique du nord au sud de la distribution d'A. sparganii. La perte rapide de réceptivité de Typha spp. à l'égard des larves jeunes justifie par ailleurs une entrée en diapause précoce de l'espèce sous climat méditerranéen.     

Anaerobic digestion of native cellulosic wastes

Summary Anaerobic digestion is an extensively used bioconversion process to produce gaseous fuel from native lignocellulosic materials. It consists essentially of two steps; acidogenesis and methanogenesis. Most conventional anaerobic digesters are single-stage systems. Animal waste, agricultural residues, sewage sludge and industrial effluents are suitable as feedstock. Biogas productivity in single stage digestion ranges from 0.5–1.5 m³/m³/day at mesophilic (20–40°C) and 1.0–2.5 m³/m³/day at thermophilic (40–60°C) temperatures, and about 30–50% of the volatile solids are converted to biogas. In two-stage systems, acidogenesis is separated from methanogenesis, which improves cellulose hydrolysis and process efficiency. Recent advances in digester design include the introduction of the upflow anaerobic sludge blanket, and fluidized-bed and fixed-film bioreactors, which are operated at much higher loading. Process efficiency can be as high as 97%. An overview of these technologies is presented.

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Resumen La digestión anaeróbica es un proceso de bioconversión muy utilizado para producir gas combustible a partir de materiales de tipo lignocelulósico. El proceso consta esencialmente de dos etapas acidogénesis y metaogénesis. La mayoría de los digestores de tipo convencional son de una sola etapa. Como material de partida pueden utilizarse residuos dé ganado, agrícolas, lodos de depuradoras y efluentes industriales. La producción de biogás en un digestor de una sola etapa va desde 0.5–1.5 m³/m³ día cuando el proceso transcurre a temperaturas mesófilas hasta 1.0–2.5 m³/m³ día cuando lo hace a temperaturas termófilas, transformándose entre un 30 y un 50% de los sólidos volátiles en biogás. En los sistemas con dos etapas la acidogénesis se separa de la metanogénesis con lo cual se mejora la hidrólisis de la celulosa y por lo tanto la eficiencia del proceso. Entre los recientes adelantos en el diseño de digestores cabe incluir la introducción de una manta de flujo ascendente para fangos anaeróbicos y bioreactores con camas fluidas y de lámina fija que pueden usarse con cargas mayores. La eficiencia del proceso puede llegar entonces hasta 97%. En este trabajo se pasa revista a todas estas nuevas tecnologías.

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Résumé La fermentation anaérobie est un procédé de bio-conversion très utilisé pour produire des carburants gazeux à partir de ligno-cellulose. Elle comporte essentiellement deux étapes: acidogenèse et méthanogenèse. La plupart des digesteurs usuels sont des systèmes à un seul étage. Les déchets animaux, les résidus agricoles, les boues d'épandage et certains effluents industriels sont des substrats appropriés. Dans les fermentations à un seul étage, la productivité en bio-gaz varie entre 0,5 et 1,5 m³ par m³ et par jour pour les températures mésophiles (20–40°C) et de 1,0 à 2,5 pour les températures thermophiles (40–50°C); d'autre part environ 30 à 50% des solides volatils sont convertis en bio-gaz. Dans les systèmes à deux étages, l'acidogenèse est séparée de la méthanogenèse, ce qui améliore l'hydrolyse de la cellulose et l'efficacité du procédé. Les progrès récents concernant la structure des fermenteurs comprennent la circulation du dépôt anaérobie et la réalisation de bioréacteurs à lit fluidisé et à film-fixé, ce qui permet d'opérer avec des charges trés supérieures. L'efficacité peut atteindre 97%. Un aperçu de ces nouvelles technologies est présenté dans l'article.

     

Induction of diapause in the maize stemborer, Busseola fusca

Temperature has no significant effect in inducing diapause in B. fusca larvae. Lower temperature than the optimum, however, delayed larval growth but induced no diapause.Diapause in B. fusca was induced largely by the state of maturity and composition of food taken by the larvae. The incidence of diapausing larvae increased with the maturity of the food plants in which larvae were feeding. The carbohydrate, protein and water content of the type of food plants were probably the critical elements associated with the induction of diapause.

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Résumé Deux facteurs, la température et la nourriture, ont été étudiés expérimentalement en laboratoire, quant à leur rôle dans le déclenchement de la diapause larvaire de B. fusca.Les résultats montrent, bien que la température de 23°C n'induit pas la diapause, que le développement est cependant retardé. A 28° et 30° la croissance est plus rapide et les larves se nymphosent après 5 à 6 mues.La diapause est largement induite par l'état de maturité et la composition de la nourriture prise par les larves. Le plus faible pourcentage de diapause (24%) s'observe chez des larves nourries avec du maïs âgé de 6 à 9 semaines, tandis que ce pourcentage atteint 76%, 88% et 91% chez des larves nourries respectivement avec des plants de maïs âgés de 8–11, 10–13 et 12–15 semaines.On a aussi établi que les teneurs en hydrates de carbon, en protéïne et en eau, du type de plantes utilisées, étaient probablement les facteurs critiques intervenant dans le délenchement de la diapause.

     

Diapause termination and thermal requirements for postdiapause development inAphelinus mali at constant and fluctuating temperatures

Diapause termination under natural and simulated overwintering conditions, the effect of subzero temperature on postdiapause development and the relationship between postdiapause development rate and constant and fluctuating temperatures was studied in a Dutch population ofAphelinus mali Hald. (Hymenoptera: Aphelinidae).The rate of diapause termination was similar in larvae overwintering under natural and simulated conditions. Most larvae had terminated diapause by the last week of February. Some female larvae may have remained in diapause until the end of March. The exposure of postdiapause larvae to –10°C for two weeks did not affect their survival or postdiapause development rate.PostdiapauseA. mali larvae could complete development and the adults emerge from their mummified aphid hosts at constant temperatures from 12 to 24°C. Although some larvae completed postdiapause development at 10°C, few emerged. The theoretical threshold temperature (t_o) for postdiapause development was 9.4°C and the thermal constant (K) 136.4 degree-days. K was 121.4 and 134.8 for first and 50% emergence, respectively.The number of heat units accumulating above 9.4°C to 1st and 50% emergence was similar under constant and fluctuating temperatures.

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Fin de la diapause et exigences thermiques pour le développement après la diapause d'Aphelinus mali soumis à des températures constantes ou à des thermopériodes

Résumé L'achèvement de la diapause en conditions naturelles ou simulant l'hiver, les effets des températures inférieures à zéro sur le développement après la diapause et les relations entre la vitesse de développement après la diapause et les températures constantes ou en thermopériodes ont été examinés sur des populations néerlandaises d'A. mali (Hymenop.; Aphélinidae).Les taux d'achèvement de la diapause de larves hivernantes étaient semblables en conditions naturelles ou simulées. La plupart des larves ont terminé leur diapause la dernière semaine de février. Quelques larves femelles sont restées en diapause jusqu'à fin mars. L'exposition pendant 2 semaines des larves sorties de diapause à –10 °C ne compromet pas leur survie ou leur taux de développement après la diapause.Les larves ayant diapause peuvent terminer leur développement et les adultes émerger des pucerons momifiés aux températures constantes comprises entre 12 et 24 °C. Bien que quelques larves achèvent leur développement à 10 °C, peu émergent. La température seuil théorique de développement après la diapause (t_o) a été de 9,4 °C et la constante thermique (K), 136,5 degrés-jours. Pour la première émergence et pour 50% d'émergences, les valeurs de K étaient respectivement: 121,4 et 134,8.Le nombre d'unités thermiques pour la première émergence et pour 50% d'émergences était le même à température constante ou avec une thermopériode.

     

Le cycle de développement des Castes chezReticulitermes

Résumé La production des castes, notamment des nymphes, futurs imagos ailés et des ouvriers chez leReticulitermes lucifugus est soumise à un cycle biologique annuel. L'auteur montre que dans les colonies naturelles les nymphes apparaissent quelques semaines après l'essaimage des jeunes imagos, vers la fin du printemps en une fois et en grande quantité. Elles se développent pendant l'été et arrivent en automne à l'avant-dernier ou même au dernier stade avant la mue imaginale. En hiver le développement de la colonie est normalement arrêté par le froid. Au début du printemps les nymphes se transforment en imagos et quittent la colonie. Pendant le repos hivernal les sexuées femelles accumulent beaucoup de corps gras et, au moment où les grandes nymphes se transforment en imagos, une ponte massive se produit dans le nid. Après la disparition des imagos la colonie voit son potentiel nutritif considérablement augmenté, puisqu'il n'y a plus de nymphes à nourrir. Pour cette raison les larves, à leur tour bien alimentées, peuvent se transformer en nymphes. Celles-ci, par leur croissance et leur constant besoin de nourriture, abaissent de nouveau le potentiel alimentaire. En conséquence de cette baisse, les larves qui apparaissent pendant l'été et l'automne sont mal nourries et donnent des ouvriers.Si les colonies deReticulitermes l. santonensis ont leur nid dans une maison bien chauffée en hiver, comme c'est le cas dans quelques immeubles de La Rochelle, lecycle annuel peut se transformer encycle semestriel. Les nymphes formées au printemps arrivent à l'état imaginal en automne et essaiment alors. Quand ils quittent la colonie un nouveau cycle commence qui permet un autre essaimage cinq à six mois plus tard, au printemps.L'auteur suppose que le facteur climatique et le facteur alimentaire jouent le rôle principal dans la formation des nymphes et dans le cycle biologique des Termitières.     

MIRCENs: Mechanism for international co-operation in applied microbiology and biotechnology

Summary In order that developing countries reach industrial parity with the technologically advanced societies, international co-operation utilizes the twin vehicles of bilateral and multilateral assistance, which are built around the cornerstone of technology transfer. Broadly speaking, technology transfer from North to South has mirrored goals and technological growth patterns that are common to the industrialized societies. A factor often overlooked is the direct local participation of local scientists vis-à-vis local decision-makers, in the various stages of developing, implementing and maintaining sustained self-reliant and self-developed technological growth. The evolution, the achievements and the future prospects of the MIRCEN—a global network of core-MIRCEN laboratories and their regional networks, along with those in the industrialized societies, self-recommends itself as an apt mechanism for national development and international co-operation in applied microbiology and biotechnology.

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Resumen Para que los países en desarrollo alcancen la igualdad con sociedades tecnológicamente más avanzadas, la cooperación internacional utiliza la asistencia uni y/o bilateral que se articula en torno a la transferencia de tecnología. En términos generales, las transferencias tecnológicas Norte-Sur han reflejado objetivos y modelos de crecimiento tecnológico comunes a los de las sociedades industrializadas. Un factor, a menudo olvidado, es la participación directa de científicos junto con los responsables locales en la toma de decisiones, durante los distintos estadios de desarrollo, aplicación y mantenimiento de un crecimiento tecnológico autosuficiente y desarrollado localmente. La evolución, resultados y proyectos de futuro de los MIRCENs, formados por una red global de centros-nucleo MIRCEN con su correspondiente red regional, hacen que estos se constituyan en un mecanismo idoneo para el desarrollo nacional y la cooperación internacional.

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Résumé Dans l'intention d'aider les pays en voie de développement à atteindre la parité avec les sociétés technologiquement avancées, la coopération internationale a recours à des assistances à la fois bilatérales et multilatérales, établies autour de la pierre angulaire que sont les transferts de technologie. Les transferts de technologie du Nord vers le Sud reflètent en gros les objectifs et les progrès technologiques des sociétés industrialisées. Un facteur souvent négligé est le concours direct que les scientifiques locaux peuvent apporter aux décideurs de leur pays, et cela aux différents stades du développement, de la mise en oeuvre et de la maintenance des réalisations biotechnologiques locales. L'évolution, les réalisations pratiques et les perspectives d'avenir des MIRCEN-réseau mondial de laboratoires MIRCEN proprement dits, associés à des groupes régionaux et à des laboratoires des sociétés industrialisées—se révèle constituer un mécanisme approprié pour promouvoir les développements nationaux et la coopération internationale en microbiologie appliquée et en biotechnologie.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16.8.1985. Session 2     

The potential of biotechnology for developed and developing countries

Summary The extraordinary developments occurring in biotechnology throughout the world will lead to significant changes in world commerce, as well as in human health and welfare. A few dramatic advances have already been made in medical and agricultural biotechnology. Production of vaccines employing recombinant DNA methods is one example of the potential for genetic engineering applications in the treatment of hereditable and communicable diseases. Lesser understood, but with equally dramatic promise, is marine biotechnology, an example where the excellent possibilities for industry applications in both developing and developed countries can be elucidated. Recent successes in the cloning of growth hormone genes in salmon and other important genes and gene complexes in fin fish and shellfish promise major changes in production of commercially important fish and shellfish. Pharmacologically active compounds from marine animals and plants can now be harvested effectively, using biotechnology. Specialty chemicals and enzymes with unusual properties, unique to the marine environment, with potential for industrial applications, are being discovered. Thus, new products and new markets appear on the horizon. What has changed the picture significantly is the ready access which is now available to these new materials and compounds by the application of the methods of genetic engineering. No longer is it necessary to depend on sustained harvest, which may be subject to vagaries of weather or climate. By means of genetic engineering, genes coding for economically desirable traits can be cloned and those systems established in the laboratory in controlled culture and production. The enormous natural resources of developing countries cannot be productively harnessed by the developing countries themselves, since the industrial resources needed for the technology and the trained intellectual potential are not in abundant supply. Partnerships between developed and developing countries should be established so that the benefits of biotechnology can be achieved by both. An important role for applied microbiology, thus, is described and a dramatic impact at the global level can be predicted if effective biotechnology partnerships between the developing and developed countries of the world are created.

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Resumen El extraordinario desarrollo de la biotecnología en todo el mundo va a generar importantes cambios tanto en el comercio mundial como en la salud y bienestar de la humanidad. En las áreas de biotecnología médica y agrícola se han realizado importantes progresos. Un ejemplo de las posibilidades de la ingeniería genética en el tratamiento de enfermedades hereditarias y contagiosas es la produccion de vacunas utilizando técnicas de recombinación de ADN. La biotecnología marina es un área menos conocida pero no por ello con menos posibilidades de aplicaciones industriales tanto en países en desarrollo como en los desarrollados. Los éxitos obtenidos recientemente en la clonación de genes que codifican para las hormonas de crecimiento del salmón, así como de otros genes y conjuntos de genes de distintos peces y moluscos, suponen cambios importantes en la producción comercial de pescados y mariscos. Compuestos farmacológicamente activos procedentes de plantas y animales marinos pueden ahora cosechar se más eficientemente gracias a la biotecnología. Se estan descubiendo compuestos químicos y enzimas con propiedades especiales, unicas en el ambiente marino, cuya aplicación industrial tiene un futuro prometedor. Así pues, nuevos productos y nuevos mercados aparecen en el horizonte. La facilidad de acceso ahora disponible a estos nuevos materiales y compuestos, mediante la aplicación de los métodos de la ingeniería genética, ha cambiado significativamente el panorama. Ya no se ha de depender de cosechas sujetas a las variaciones del tiempo y del clima. Mediante la ingeniería genética los genes que codifican para características económicamente deseables pueden clonarse y los sistemas así obtenidos establecerse en laboratorio en condiciones de cultivo y producción controladas. La cantidad de recursos naturales que poseen los países en desarrollo no pueden ser utilizados productivamente por ellos mismos debido a la escasez de desarrollo tecnológico y potencial intelectual de los mismos. Deberián establecerse colaboraciones entre países en desarrollo y países desarrollados de manera que tanto unos como otros puedan beneficiarse de los progresos en biotecnología. Es este un papel importante que puede tener la microbiología aplicada y se puede predicir, a nivel global, un enorme impacto si se crean colaboraciones eficientes entre países en desarrollo y países desarrollados.

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Résumé Les extraordinaires développements de la biotechnologie dans le monde modifieront de façon significative le commerce mondial, aussi bien que la santé et le bien-être de l'homme. Des progrès considérables ont déjà été accomplis dans le domaine de la technologie médicale et agricole. La production de vaccins par les méthodes de l'ADN recombinant est un exemple du potentiel du génie génétique pour le traitement des maladies héréditaires et transmissibles. On connait moins le potentiel tout aussi considérable de la biotechnologie marine où on trouve d'excellents exemples d'applications industrielles réalisables aussi bien dans le pays développés que dans les pays en voie de développement. Les succès récents, obtenus par clonage des gènes d'hormones de croissance chez le saumon et par clonage d'autres gènes et groupes de gènes chez les poissons et les crustacés, laissent prévoir des changements majeurs dans le domaine de la production des poissons et crustacés d'intérêt commercial. Grâce à la biotechnologie, des composés pharmacologiquement actifs peuvent être obtenus à partir d'animaux et de végétaux marins. Des produits chimiques et des enzymes doués de propriétés nouvelles et spécifiques au milieu marin ont été découverts et sont suscéptibles d'applications industrielles. Ainsi, de nouveaux produits et de nouveaux marchés pointent à l'horizon. Ce qui a changé le tableau de façon décisive, c'est la facilité avec laquelle ces nouvelles substances peuvent être obtenues par les méthodes du génie génétique. Il n'est plus nécessaire d'avoir recours à des récoltes exposées aux aléas climatiques. Les gènes codant pour des caractères économiquement désirables peuvent être clonés au laboratoire et utilisés pour une production en cultures contrôlées. Faute de disposer des moyens technologiques et du potentiel scientifique nécessaires, les pays en voie de développement ne peuvent pas utiliser par eux-mêmes leurs énormes ressources naturelles. Des coopérations entre pays développés et moins développés doivent s'établir de façon à ce que la biotechnologie soit mutuellement profitable. La biotechnologie aura ainsi un rôle important et dont on peut attendre des effets considérables à l'échelle mondiale, à condition toutefois d'instituer une coopération effective entre les pays hautement industrialisés et le Tiers Monde.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16.8.1985. Opening Session     

A review of the main problems in the utilization of biomethanation of agro-industrial residues in China

Summary Combining construction of cities and towns with environmental protection, China has already constructed 19000 medium- and large-size biogas plants. The reasons for the success of biogas development in China are (1) promotion of the technology by the government with special conditions for manpower, material and finance, (2) establishment of special agencies to take charge of programs, plans and follow-up, (3) establishment of technical regulations and standards for quality biogas construction, and (4) the establishment of heavy penalties on pollution. But social, economical and technological problems still exist among which the technological one is the key one: most of the biogas processes are outdated with imperfect equipment and low gas production. Moreover the digested slurry does not reach the discharging standards asked by the government, thus many industries still have to use traditional post-treatments.

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Resumen La combinación de la protección del medio ambiente con la construcción de ciudades y pueblos ha permitido la construcción en China de 19000 plantas de biogas de media y gran escala. Las razones para el éxito del desarrollo del biogas en China son: (1) la promoción de la tecnología por el gobierno que ofrece condiciones especiales para contratar trabajadores, materiales y financiación. (2) el establecimiento de agencias especiales encargadas de los programas, de los planes y del seguimiento. (3) el establecimiento de regulaciones técnicas y normativas de calidad para la construcción de instalaciones de biogas. (4) el establecimiento de elevadas multas en caso de polución. Persisten aún, sin embargo, problemas sociales, económicos y técnicos siendo estos últimos los más importantes: la mayoria de los procesos para la obtención de biogas estan anticuados con instalaciones imperfectas y baja producción de gas. Incluso fangos ya digeridos no alcanzan las normativas de calidad establecidas por el gobierno por lo que muchos industriales han de utilizar tratamientos posteriores.

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Résumé Alliant la construction des villes et des villages avec la protection de l'environment, la Chine a déjà construit 19000 installations de biométhanisation de moyenne et grande taille. Les raisons du succès du développement de la biométhanisation en Chine sont (1) la promotion de la technologie par le gouvernement, avec des conditions spéciales pour la main-d'oeuvre, les matériaux et le financement; (2) l'éstablissement d'institutions spécialisées pour la prise en charge des programmes, la réalisation des plans et le suivi technique; (3) l'établissement de normes techniques et de standards de qualité de la construction; et (4) l'établissement de lourdes amendes contre la pollution. Cependant il existe encore de nombreux problèmes sociaux, économiques et technologiques parmi lesquels le problème technologique est un problème clef: la plupart des procédés de biométhanisation utilisés sont dépassés, l'équipement est inapproprié et les productions de gaz sont faibles. De plus les effluents méthanisés n'atteignent pas les normes de décharge exigées par le gouvernement, de sorte que beaucoup d'industriels doivent encore utiliser des post-traitements traditionnels.

     

Bacillus thuringiensis and microbial control of flies

Summary Some strains ofBacillus thuringiensis (B.t.) primarily the H serotype 1, produce in the surrounding medium a nucleotide, called thuringiensin, which is structurally related to ATP. Thuringiensin is a larvicide, affecting the moulting and pupation of certain species of the orders Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Coleoptera and Orthoptera. The highest susceptibility is found in Diptera. Muscabac (Farmos Group Ltd.) is aB.t. preparation, registered in Finland for fly control in livestock buildings and compost toilets. It hasB.t. spores and thuringiensin as active components. Contrary to theB.t. products, based on the proteinaceous endotoxin and used for control of lepidopterous pests, Muscabac has a long-lasting effect due to the growth of the bacterium, and thus continued production of thuringiensin in the treated larval growth sites. Use of chemical insecticides has created a control problem because of the development of resistance. The possibility of fly resistance toB.t. has been tested, rearing 70 generations of the fruit flyDrosophila melanogaster in increasing concentrations of thuringiensin. No true resistance developed, neither was there cross resistance between chemicals and exotoxin. The efficacy of Muscabac for fly control has also been tested in compost and pit latrines in Dar es Salaam, Tanzania, with very promising results.

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Resumen Algunas cepas deBacillus thuringiensis, en especial la cepa H serotipo 1, excretan en el medio en el cual se desarrollan un nucleótido denominado thuringiensina, estructuralmente relacionado con el ATP. La thuringiensina tiene propiedades larvicidas que afectan a la muda y a la pupación de ciertas especies de los órdenes: Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Coleoptera y Orthoptera; siendo los dípteros los que presentan mayor susceptibilidad. Muscabac (Farmos Group Ltd.) es un preparado a base deB.t., registrado en Finlandia, para el control de moscas en edificios utilizados por el ganado y en plantes de compostaje. Este preparado contiene esporas deB.t. y thuringiensina como ingredientes activos. Al contrario de los compuestos deB.t. a base de endotoxinas proteícas utilizados en la lucha contra plagas de lepidópteros, Muscabac tiene un efecto residual en los lugares de desarrollo larval tratados debido a la producción continuada de thuringiensina por las bacterias en crecimiento. La utilización de insecticidas químicos ha originado problemas de control debido al desarrollo de resistencias. La posibilidad de aparición de resistencia de las moscas aB.t. ha sido estudiada criando 70 generaciones sucesivas de la moscaDrosophila melanogaster en concentraciones crecientes de thuringiensina. No se observó el desarrollo de ninguna resistencia verdadera ni tampoco de resistencias cruzadas entre compuestos químicos y la exotoxina. La eficacia de Muscabac para el control de moscas se ha experimentado así mismo en fosas de compostaje y letrinas en Dar-es-Salam (Tanzania) con resultados prometedores.

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Résumé Certaines souches deBacillus thuringiensis (B.t.), notamment celles appartenant au sérotype H1, excrétent un nucléotide, appelé thuringiensine, qui est structurellement apparenté à l'ATP. La thuringiensine est un larvicide, agissant sur la mue et la pupaison de certaines éspèces de Lépidoptères, Hyménoptères, Coléoptères et Orthoptères. Les Diptères sont les insectes les plus sensibles. Le Muscabac (Farmos Group Ltd) est une préparation deB.t. brévetée en Finland pour la lutte contre les mouches dans les étables et les toilettes. Ses composantes actives sont constituées par un mélange de spores et de thuringiensine. Contrairement aux produits contenantB.t., lesquels ont pour base l'endotoxine protéique et sont utilisés pour la lutte contre les Lépidoptères nuisibles, Muscabac a une action persistante de longue durée, due à la croissance des bactéries et à leur production de thuringiensine dans les biotopes où se développent les larves. La lutte avec les insecticides expose à des problèmes de résistance acquise. La possibilité d'une résistance des mouches àB.t. a été étudiée en élevant 70 générations de mouches de fruits,Drosophila melanogaster, dans des concentrations croissantes de thuringiensine. On n'a pas constaté de résistance réelle, ni de résistance croisée aux produits chimiques et à l'endotoxine. L'efficacité du Muscabac pour la lutte contre les mouches dans des latrines et des fosses d'aisance a été testée à Dar-es-Salam et les résultats obtenus ont été prometteurs.

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Invited paper presented at the VII International Conference on the Global Impacts of Applied Microbiology, Helsinki, 12–16.8.1985. Session 8     

Mycobacterial disease—a challenge to biotechnology

Summary The two principal mycobacterial diseases — tuberculosis and leprosy — remain major causes of human suffering in many parts of the world. The struggle against these diseases has been hampered by the inadequacy of methods for their diagnosis, prevention and therapy. Improvements in diagnostic methods, especially for tuberculosis, are required as existing bacteriological techniques are time consuming and insensitive, but immunological tests suffer from a lack of specificity and a failure to distinguish active disease from past sensitization. Tests are required that will either detect the presence of mycobacterial antigens or the occurrence of immune reactions specific to active infection. Prophylaxis by BCG vaccine is never complete and in some regions appears virtually ineffective. In order to determine the reason for this variation, to produce better vaccines, and to use BCG more effectively, a deeper understanding of the immune reactions in mycobacterial disease is required. In particular, the bacterial determinants of virulence and protection and the mode of action of BCG require detailed study. The therapy of tuberculosis and, to a lesser extent, leprosy has undergone an extensive transformation since the introduction of rifampicin. Nevertheless the cost of modern short course regimens for tuberculosis limit their application. Even shorter regimens, made possible by more potent bactericidal drugs or by agents that stimulate the host's defences are thus required. Recent advances in biotechnology could therefore lead to significant advances in the control of these diseases but only if they are integrated into local, self-reliant public health initiatives.

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Enfermedades producidas por microbacterias. Un desafío a la biotecnologia

Resumen La dos principales enfermedades producidas por micobacterias — tuberculosis y lepra —persisten como las causas más importantes del sufrimiento humano en muchas partes del mundo. La lucha contra estas enfermedades se ha visto dificultada por lo inadecuado de los métodos para su diagnosis, prevención y terapia. Es necesaria una mejora de los métodos de diagnosis, especialmente en el caso de la tuberculosis, ya que las técnicas bacteriológicas existentes son poco sensibles y consumen mucho tiempo y los tests inmunológicos son inespecíficos y no permiten distinguir entre la enfermedad activa y la sensibilidad adquirida. Se necesitan tests capaces de detectar la presencia de antígenos microbacterianos o la existencia de reacciones de inmunización específicas de la infección activa. La profilaxis con la vacuna BCG no es nunca completa y en algunas regiones es virtualmente enefectiva. Con objeto de determinar las razones de esta variación, de producir mejores vacunas y de usar la BCG de forma más eficiente, se necesita entender con más profundidad las reacciones de inmunización en las enfermedades por micobacterias. En particular los determinantes bacterianos de la virulencia y de la protección y la forma de actuar de la BCG precisan de un estudio detallado. La terapia de la tuberculosis y en menor grado la de la lepra, han sufrido una extensa transformación desde la introducción de la rifampicina. Sin embargo, el costo de los modernos tratamientos a corto plazo de la tuberculosis limítan su aplicación. Se requieren tratamientos aún más cortos basados en el desarrollo de drogas bactericidas más potentes o de agentes que estimulen las defensas del enfermo. Los recientes avances en biotecnología podrían por tanto conducir a avances importantes en el control de estas enfermedades pero solamente si se integran en iniciativas médicas públicas consistentes.

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Les maladies à mycobactéries — Un enjeu pour les biotechnologies

Résumé Les deux principales maladies à mycobactéries — la tuberculose et la lèpre — sont toujours des causes majeures de souffrance humaine dans de nombreuses parties du monde. La lutte contre ces maladies est entravée par l'inadéquation des méthodes diagnostiques, préventives et thérapeutiques. Spéciallement en ce qui concerne la tuberculose, l'amélioration des moyens de diagnostic est rendue nécessaire par le fait que les techniques bactériologiques existantes sont longues et peu sensibles, et que les tests immunologiques, n'étant pas spécifiques, ne permettent pas de distinguer entre une maladie en évolution et une sensibilisation ancienne. On a besoin de tests permettant de déceler soit la présence d'antigènes mycobactériens, soit l'apparition de réactions immunitaires spécifiques au cours d'une infection évolutive. La prophylaxie par le BCG n'est jamais complète et parait être pratiquement inefficace dans certaines régions. Pour expliquer cette variation géographique, produire de meilleurs vaccins, et utiliser le BCG efficacement, il convient de mieux connaître les réactions immunitaires au cours des maladies à mycobactéries. En particulier, les déterminants bactériens de la virulence et de la protection, ainsi que le mode d'action du BCG sont à approfondir. La rifampicine a considérablement transformé la thérapeutique de la tuberculose et, à un moindre degré, de la lèpre. Néanmoins, le coût des nouveaux traitements intensifs de la tuberculose limite leur application. Il est nécessaire que des médicaments bactéricides plus puissants ou des agents stimulant les défenses de l'hôte puissent raccourcir encore davantage la durée des traitements. Le progrès biotechnologique peut donc améliorer de façon significative le contrôle des maladies considérées, à la seule condition que ce but soit volontairement intégré dans les initiatives locales en matière de santé publique.

     

A comparative study by electron microscopy of the structures of effective and ineffective nodules ofTrifolium subterraneum induced byRhizobium trifolii andRhizobium leguminosarum

Summary Bacteroid formation and haemoglobin pigment were observed 3 days after the appearance of nodules formed by the effectiveRhizobium trifolii strain TA1 onTrifolium subterraneum. Effective nodules were large and cylindrical and evidence of bacteroid degeneration did not appear until about 21 days. Electron microscopy of ineffective nodules formed byRhizobium trifolii strain 6 showed limited meristematic activity and vascular development, and infection threads were sparse. Degeneration of plant cells and bacteria was visible by 3 days and mostly complete by 14 days. Both types of nodules occurred randomly over the root system. In contrast, the ineffective nodules formed byRhizobium leguminosarum strains onTrifolium subterraneum, occurred mainly at lateral root junctions with vascular connections to either the primary or lateral root depending on strain. Infection thread development was widespread and most cells were invaded. The released bacteria became pleomorphic and rounded, the nodules became cylindrical, enlarged slightly but remained white. Degeneration was apparent at 5 days and complete by 14 days in nodules formed by strain 1020A, but nodules formed by strain 1013 degenerated more slowly and degenerate cells sometimes showed secondary invasion by vegetative rhizobia.

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Estudio comparativo mediante microscopia electronica de las estructuras de nodulos eficaces e ineficaces de Trifolium subterraneum inducidos por Rhizobium trifolii y Rhizobium leguminosarum

Resumen Se observó la formación de bacteroides y de (leg)hemoglobina tres días después de laapparación de nódulos formados por la cepaeficaz TA1 deRhizobium trifolii enTrifolium subterraneum. Los nódulos eficaces eran grandes y cilíndricos. No hubo evidencia de degeneración de bacteroides hasta pasados 21 dias. El estudió al microscopio electrónico de nódulos no eficaces formados por la cepa 6 deR. trifolii mostro una actividad meristemática reducida al igual que el desarrollo vascular, siendo escasas la lineas de infección. La degeneración de las células de la planta y de las bacterias era observable a los 3 días y practicamente completa a los 14. Los nódulos formados por ambas cepas se distribuyen al azar en todo el sistema radicular, en cambio, los nódulos ineficaces formados enT. subterraneum porR. leguminosarum se encuentran principalmente en conexiones vasculares laterales con raíces primarias o secundarias, dependiendo de la cepa. La línea de infección en este caso está ampliamente desarrollada y la mayoría de las células estan invadidas. Las bacterias que han sido liberadas se vuelven esféricas y pleomórficas, los nódulos se vuelven cilíndricos y aumentan ligeramente de tamaño pero permanecen blancos. La degeneración de los nódulos formados por la cepa 1020A era aparente a los 5 días y completa a los 14. Sin embargo, los nódulos formados por la cepa 1013 degeneraron más lentamente y las células degeneradas mostraron una invasión secundaria porRhizobium vegetativos.

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Etude comparative en microscopie électronique de la structure des nodules efficaces et inefficaces de Trifolium subterraneum induits par Rhizobium trifolii et Rhizobium leguminosarum

Résumé La formation de bactéroides et la production de leg-hémoglobine ont été observées 3 jours après l'apparition des nodules formés surTrifolium subterraneum par la souche efficace TA1 deRhizobium trifolii. Les nodules efficaces sont larges et cylindriques, et les signes de la dégénérescence en bactéroides n'apparaissent pas avant 21 jours. La microscopie électronique des nodules inefficaces formés par la souche 6 deR. trifolii montre une activité méristématique et un développement vasculaire faibles, et les filaments d'infection sont rares. La dégénérescence des cellules végétales et des bactéries est visible au bout de 3 jours et presque complète en 14 jours. Les deux types de nodules sont répartis au hasard sur le système racinaire. Par contre, les nodules inefficaces formés par les souches deR. leguminosarum surT. subterraneum sont répartis préférentiellement sur les jonctions racinaires latérales, les connections vasculaires étant, suivant la souche, dirigées vers la racine primaire ou vers la racine latérale. Le développement des filaments d'infection est très répandu et la plupart des cellulessont envahies. Les bactéries relâchées deviennent pléomorphes et arrondies; les nodules deviennent cylindriques et légèrement renflés, mais restent incolores La dégénérescence est apparente après 5 jours et complète en 14 jours dans les nodules formés par la souche 1020A, mais ceux formés par la souche 1013 dégénèrent plus lentement et les cellules dégénérées présentent parfois une invasion secondaire par des rhizobiums végétatifs.

     

Solid waste fermentation with particular emphasis on potentials for developing countries

Summary Cities of Developing Countries produce around 5000 tons of municipal wastes per day. The treatments used are the dumping in the open, incineration at high costs and low caloric value, aerobic composting fairly suited to dry climates, and anaerobic digestion. In this case 1 ton of the organic fraction of the waste produces 170 m³ of biogas. The available technologies for the anaerobic digestion of municipal wastes are: (1) the conventional completely mixed digester that converts a waste problem into a water problem by using 10 tons of water for 1 ton of waste; (2) the two-step digester; (3) dry digestion, either in landfills where it is spontaneous and lasts 20 to 50 years before complete recovery or in semi-continuous digesters where biogas is recovered in three weeks. At present there exist two examples of dry digestion of municipal wastes, one in France where a 400-m³ digester works with a 35% dry matter substrate and produces 5 m³/m³ of digester per day, and the other in Gent, Belgium, where a pilot plant of 56 m³ fed with the organic fraction of municipal waste, at 35% dry matter, produces 6 m³/m³ digester per day.

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Resumen En muchas ciudades de países en vías de desarrollo se producen cerca de 5000 toneladas diarias de residuos municipales. Los tratamientos utilizados son: la acumulación en lugares abiertos, la incineración, costosa y con un aporte caloífico bajo, el compostaje aerobio, bien adaptado a climas secos, y la digestión anaerobia. Mediante este último tratamiento se obtienen 180 m³ de biogas por tonelada de fracción orgánica de los residuos. Las tecnologías utilizables para la digestión de residuos municipales son: (1) digestor mixto convencional este convierte el problema de los residuos en un problema de agua ya que requiere 10 toneladas de agua por cada tonelada de residuos; (2) digestor en dos fases (3) digestión seca: ya sea en pozos secos donde es espontanea, aunque puedan transcurrir de 20 a 50 años antes de que se complete, o bien en digestores semicontinuos en los que la recuperación de gas tiene lugar en tres semanas. Actualmente existen dos ejemplos de digestión seca de residuos urbanos, uno en Francia donde un digestor de 400 m³ trabaja con un sustrato de 35% de materia seca produciendo 5 m³ de gas por m³ de digestor y por día, el otro ejemplo esta en Ghent (Bélgica) donde una planta piloto alimentada por la fracción orgánica de los desechos municipales, con un 35% de materia seca, produce 6 m³ per m³ del digestor al día. Dos plantas a escala industrial de este último diseño se estan construyendo, una en Bélgica y la otra en los Países Bajos.

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Résumé Les villes des PVD produisent jusqu'à 5000 tonnes de déchets municipaux par jour. Les traitements utilisés à l'heure actuelle sont l'accumulation dans les décharges, l'incinération coûteuse et à faible rendement calorique, le compostage aérobie bien adapté aux climats secs, et la digestion anaérobie. Dans ce dernier cas 1 tonne de la fraction organique des déchets produit 170 m³ de biogaz. Les technologies existantes pour la mise en oeuvre dela biométhanisation des déchets urbains sont: (1) le digesteur conventionnel infiniment mélangé qui convertit un problème de déchet en un problème d'eau en utilisant 10 tonnes d'eau pour 1 tonne de déchet; (2) le digesteur en deux étapes; (3) la digestion par voie sèche soit en décharge contrôlée où elle est spontanée et dure de 20 à 50 ans, soit en un digesteur semi-continu où le biogaz est récupéré en trois semaines. Jusqu'a présent il existe deux exemples de digestion des déchets municipaux par voie sèche, un en France où un digesteur de 400 m³ traite un substrat à 35% de matière sèche et produit 5 m³ par m³ et par jour, et l'autre à Gand, en Belgique, où un digesteur pilote de 56 m³ alimenté avec la fraction organique de déchets municipaux à 35% de matière sèche produit 6 m³ par m³ de digesteur et par jour. Deux installations de taille réelle de ce dernier procédé sont en construction, en Belgique et aux Pays-Bas.

     

The transfer of single cell protein technology to the petroleum exporting Arab states

Summary The current status of hydrocarbon and petrochemical based single cell protein (SCP) technologies is assessed with respect to process commercialization. The applicability of such SCP processes for the strategic production of food and feed ingredients in the oil exporting Arab states of the Middle East and North Africa is examined. The possibility of transferring European-developed SCP process technology for commercial-scale SCP production in the Arab states is discussed, and unnecessary problems that plagued SCP process and product development in Europe and Japan are identified.

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Transferencia de la tecnología sobre proteinas unicelulares

Resumen Se valora el estado actual de la tecnología sobre proteínas unicelulares (SCP) a partir de hidrocarburos y de otros productos petroquímicos en relación con la commercialización del proceso. Se estudia la posible aplicación de estas procesos para la producción estratégica de ingredientes para la alimentación tanto humana como animal en los Estados Arabes exportadores de petróleo del Medio Oriente y del Norte de Africa. Se discuten las posibilidades de transferir la techología envuelta en dicho proceso, que ha sido desarrollada en Europa, para la producción a escala comercial de proteínas unicelulares en los Estados Arabes mencionados. Se identifican, además, los problemas surgidos, innecesariamente, que complicaron tanto la producción como el desarrollo del producto en Europa y Japón.

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Le transfert de technologie des bio- protéines dans les pays arabes exportateurs de pétrole

Résumé La situation actuelle concernant la production industrielle de protéines d'organismes unicellulaires (SCP) à partir des hydrocarbures et d'autres matières premières pétro-chimiques est évaluée du point de vue de la commercialisation des produits. L'applicabilité, dans les pays arabes exportateurs de pétrole au Moyen-Orient et en Afrique du Nord, de ces procédés pour la production stratégique d'ingrédients destinés à l'alimentation humaine et animale est discutée. La possibilité de transférer dans les pays arabes les procédés européens de production commerciale de SCP est discutée. D'autre part, certains faux problèmes ayant empêché le développement des SCP en Europe et au Japon sont identifiés.

     

Episyrphus balteatus as a predator of the aphidSitobion avenae on winter wheat

Rates of development ofEpisyrphus balteatus (Diptera: Syrphidae) indicate that three generations are possible during the season. Only one develops in the wheat crop. Feeding activity is highest during the night. Functional response curves for newly hatched larvae, 1 and 5 day-old larvae were determined. The high rate of reproduction and the short feeding period makeE. balteatus an excellent exploiter of a temporary habitat: a cereal aphid colony.

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Episyrphus balteatus (Syrphidae), prédateur deSitobion aveane (Aphididae) sur blé d'hiver

Résumé Les durées de développement deE. balteatus dépendent de la température. L'incubation a duré 14.2 jours à 7.5°C et 1.59 jour à 25°C. Le développement larvaire jusqu'à la dernière défécation a demandé 35.8 jours à 7.5°C, et 10.1 jours à 20°C. Seule une génération peut se développer chaque année sur blé d'hiver, car la durée totale de l'ontogenèse, dans les conditions de température des champs, est comprise entre 30 et 45 jours. Les larves s'alimentent surtout la nuit. La prédation maximale à 20°C augmente avec l'âge de la larve, depuis 2.34 pucerons du troisième stade par jour pour une larve de syrphe néonate jusqu'à 5.04 pucerons du troisième stade quand les larves ont un jour. Les consommations les plus élevées, de 38.6 et 42.7 pucerons par nuit de 7 heures, ont été obtenues avec des larves de 4 à 5 jours, élevées à 21/13°C.A 20°C, le temps consacré à l'alimentation par des larves néonates de syrphes augmente avec la taille de la proie; il passe de 63.6 min pour des pucerons du premier stade à 131.2 min pour ceux du second stade. La relation entre le poids de la larve et le nombre de pucerons consommés est linéaire.E. balteatus a besoin, pour son développement, de moins deS. avenae que deA. fabae.

     

The effect of photoperiod on Coccinella transversoguttata (Coleoptera: Coccinellidae)

Diapause in Coccinella transversoguttata can be inhibited by exposing adult females to photoperiod regimens of LD 16 : 8 or 14 : 10 hours. The photoperiod regimen to which the immature instars are exposed has little effect on the diapause status of the adult female.

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Résumé Coccinella transversoguttata est un des plus importants prédateurs des Pucerons de la pomme de terre dans l'État du Maine (U.S.A.). C'est la photopériode à laquelle les adultes sont soumis qui conditionne la diapause imaginale de cet insecte: une photopériode jour/nuit de 16 : 8 heures empêche la diapause, alors qu'une photopériode jour/nuit de 12 : 12 heures déclenche la diapause. Un éclairement permanent n'a pas d'effet significatif sur l'inhibition de la diapause. La photopériode à laquelle sont soumis les ufs, les larves et les nymphes n'a guère d'effet sur la diapause des adultes. La photopériode n'a pas non plus d'influence sur le développement larvaire ni sur la mortalité des larves ou des adultes.