The influence of penetration, distribution, sorption and decomposition on the poisoning of the cockroach Periplaneta americana treated topically with diazoxon

Microchemical techniques were used to assess the rate of penetration of diazoxon into the American cockroach Periplaneta americana L. by measuring loss from the surface of the cuticle after topical application. By similar methods the proportions of the amount entering which were decomposed, absorbed by the tissues, or circulating in the haemolymph were also estimated. About three-quarters of an LD₉₀ of diazoxon (2.6 g) applied to the metathoracic sternum of adult male cockroaches had penetrated the cuticle 2 hr after treatment. The maximum concentration within the cockroach, reached about 1 hour after treatment, was 2.4 M, but two-fifths of this is sorbed on solids, leaving 1.4 M in the total body fluids. The maximum concentration in the haemolymph occurred 1 1/2 hr. after treatment and ranged from 0.9 to 3.4 M, with a median value of 1.8 M. The close relationship between concentration in haemolymph and in total body fluids suggests that they are in approximate equilibrium.An independent estimate of the concentration of diazoxon in the haemolymph of cockroaches treated with an LD₉₀ of the insecticide, made by means of an electrophysiological technique, agreed well with the values obtained from the chemical assay. The maximum concentrations (0.6–1.0 M) was found 1–2 hr. after treatment, when irreversible damage to the nervous system first occurred.The close agreement between the chemical and biological estimates suggests that diazoxon invades the nerve cord from the haemolymph, and that it acts directly, rather than as a metabolite or by the release of a neuroactive material.

---

Zusammenfassung Um die Eindringgeschwindigkeit von Diazoxon in die Amerikanische Küchenschabe Periplaneta americana festzustellen, wurden mikrochemische Verfahren benutzt, indem nach örtlicher Aufbringung das Verschwinden von der Oberfläche der Kutikula gemessen wurde. Mit ähnlichen Methoden wurden auch die Anteile der eingedrungenen Menge abgeschätzt, die abgebaut oder von den Geweben absorbiert wurden oder in der Haemolymphe zirkulieren. Das Eindringen von Diazoxon, das auf dem Sternum des Metathorax erwachsener Küchenschaben-Männchen aufgetragen wurde, ist der vergangenen Zeit proportional, und über 3/4 einer LD₉₀ (2,6 g) ist nach 2 Stunden eingedrungen. Die Menge im Insekt wächst eine Stunde nach der Applikation auf etwa 1/5 der angewendeten Dosis und nimmt nach 2 Stunden auf etwa 1/12 ab. Etwa 2/5 der eingedrungenen Menge wird an ungelöste Stoffe gebunden, und in Anbetracht dessen wurde für die maximal erreichte Konzentration in der gesamten Körperflüssigkeit 1,4 M berechnet, was etwa 1/8 der angewandten Dosis entspricht. Die Zeit-Konzentrations-Kurve des Diazoxons in der Haemolymphe einzelner Küchenschaben, die mit einer LD₉₀ behandelt worden waren, hatte einen ähnlichen Verlauf wie die für das gesamte Diazoxon; die Konzentration erreichte ein Maximum 1 1/2 Stunden nach der Behandlung, wobei es von 0,9 bis 3,4 M mit einem Median wert von 1,8 M schwankte. Die enge Beziehung zwischen der Konzentration in der Haemolymphe und in der gesamten Körperflüssigkeit machte es wahrscheinlich, daß sie annähernd im Gleichgewicht miteinander stehen.Bei der Bespülung von Küchenschaben-Ganglien in vitro mit einer Reihe von Diazoxon-Konzentrationen in Kochsalzlösung unter Beobachtung der Vergiftungssymptome in den Metathorax-Ganglien mit elektrophysiologischen Methoden wurde eine Kurve aufgestellt über die Beziehungen der Diazoxon-Konzentration zu der Zeit, die erforderlich ist, um irreversible Schäden der Nervenfunktion hervorzurufen. Unter Anwendung der gleichen Methoden bei der Beobachtung des Verhaltens der Ganglien in Küchenschaben, die zu bekannter Zeit vorher mit LD₉₀s von Diazoxon örtlich behandelt worden waren, konnte von der Kurve die Diazoxon-Konzentration in der Haemolymphe abgeschätzt werden, wann die Ganglien irreversibel geschädigt wurden. Irreversible Schädigung trat erst 1–2 Stunden nach der Anwendung mit einer LD₉₀ auf, und die Konzentration, die zur Erzeugung des gleichen Vergiftungsstadiums in freigelegten Ganglien in vitro in der gleichen Zeit erforderlich war (0,6–1,0 M), ähnelt eher der mittleren Konzentration (1,8 M), die durch chemische Prüfung in der Haemolymphe ähnlich behandelter Schaben gefunden wurde. Daraus folgt, daß Diazoxon von der Haemolymphe aus in die Ganglien eindringt, und daß es eher direkt wirkt statt als Umwandlungsprodukt oder durch die Entbindung eines neuroaktiven Stoffes.

     

The effect of dieldrin on excretion and the distribution of water in the American cockroach Periplaneta americana

The effect of dieldrin on the excretion rate of indigo carmine from the blood of Periplaneta americana L. was re-examined. Previous work suggested that dieldrin reduces the excretion rate, but it is now clear that intoxicated cockroaches have a larger blood volume, so that the initial dye concentration is lower. When this factor is allowed for, dieldrin appears to have no direct effect on the rate of dye excretion. Dosed insects also have lower fresh and dry weights, but none of these effects is manifest until about the same time as overt symptoms of poisoning. The increased blood volume could be due to extra metabolic water, or to a hormone disturbance.

---

Zusammenfassung Früher veröffentlichte Untersuchungen ließen vermuten, daß Dieldrin ein Oxidase-System in den Malpighi-Gefaßen von Periplaneta americana hemmt, so daß eine Injektion von Indigokarmin langsamer ausgeschieden wird. Das würde bedeuten, daß Dieldrin zwei Primär-schädigungen hervorruft; deshalb wurde die Untersuchung wiederholt. Mit Dieldrin vergiftete Schaben haben ein größeres Blutvolumen, so daß schon die anfängliche Konzentration des Farbstoffs niedriger ist als in Kontrolltieren. Die Ausscheidungsrate scheint aber für niedrigere Farbkonzentrationen geringer zu sein und so ergibt sich kein Nachweis dafür, daß Dieldrin einen direkten Einfluß auf die Rate der Farbausscheidung hat. Behandelte schben haben auch geringere Frisch- und Trockengewichte, aber keine dieser Wirkungen tritt früher als die offensichtlichen. Vergiftungssymptome auf. Das vergrößerte Blutvolumen könnte die Folge zusätzlichen Stoffwechselwassers oder einer Hormonstörung sein.

     

Rezeptorrauschen und Informationskapazität der Sehzellen vonCalliphora erythrocephala undPeriplaneta americana

Zusammenfassung Die mittlere, effektive Rauschamplitude des Belichtungspotentials wird im Soma der Sehzellen vonCalliphora erythrocephala undPeriplaneta americana in Abhängigkeit von der Lichtintensität gemessen. Sie nimmt mit ansteigender Intensität ab. Für eine Intensitätsspanne von 11000 beträgt sie fürCalliphora erythrocephala 0,440,26 mV und fürPeriplaneta americana 0,670,16 mV. Die Amplitudenverteilung des Rauschens ist gaußförmig. Der Einfluß auf die Informationskapazität (bit/sec) wird für verschiedene Kontrastverteilungen diskutiert; die Informationskapazität ist bei geringen mittleren Lichtintensitäten im Soma der Sehzellen vonCalliphora erythrocephala gering, d.h. bei geringen Beleuchtungsstärken werden Kontraste aus der Umwelt nur schlecht übertragen. In den Axonen der Sehzellen 1–6 wird jedoch durch die präsynaptische Summation der Belichtungspotentiale die Übertragung von Kontrasten gerade bei geringen Beleuchtungsstärken erheblich verbessert (Abb. 5). Die Informationskapazitäten im Soma der Sehzellen vonCalliphora erythrocephala undPeriplaneta americana werden verglichen; die Leistung der Sehzellen bei der Übertragung von Kontrasten vor allem bei geringen Beleuchtungsstärken ist beiPeriplaneta americana erheblich schlechter als beiCalliphora erythrocephala.

---

Inherent noise and information capacity in the visual cells ofCalliphora erythrocephala andPeriplaneta americana

Summary When the receptor potential from the soma of the visual cells ofCalliphora erythrocephala andPeriplaneta americana is measured we distinguish the r.m.s. voltage of the noise in dependence on the stimulus light intensity. The r.m.s. voltage of the noise decreases with increasing light intensity. The values for an intensity range of 11000 are 0.440.26 mV forCalliphora erythrocephala and 0.670.16 mV forPeriplaneta americana. The amplitude of the inherent receptor noise has a Gaussian Distribution. The influence on the information capacity of the visual cell is discussed for different contrast distributions as stimulus pattern. The information capacity is decreased at low mean light intensities inCalliphora erythrocephala visual-cell somata, i.e. environmental contrasts are transmitted only weakly at low illuminations. In the axons of visual cells 1–6, however, the transmission of contrasts especially at low illumination intensities is considerably improved by the presynaptie summation of receptor potentials (Fig. 5). The information capacities in the visual cell somata ofCalliphora erythrocephala andPeriplaneta americana are compared; the efficiency of visual cells during the transmission of contrasts, especially at low illumination intensities, is far worse inPeriplaneta than inCalliphora.

---

---

Die Experimente wurden mit Sachmitteln durchgeführt, die Herrn Prof. Dr. Dr. h. c. H. Autrum von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt wurden.     

The suitability of some crops to infestation by the wheat aphid, Schizaphis graminum (Homoptera: Aphididae)

The suitability of some crop cultivars, planted in the Orange Free State province of South Africa, as hosts for the wheat aphid, Schizaphis graminum (Rond.), was examined in the laboratory by giving aphids tethered flight and releasing them on individual plants. Comparisons made between wheat, oats and rye and between differently aged wheat foliage, showed that wheat was more readily infested by alighting aphids than either oats or rye, on which subsequent longevity was moreover adversely affected, and that mature wheat was just as readily infested as young wheat.

---

Zusammenfassung Die Eignung einiger im Oranje-Freistaat Südafrikas angebauter Getreide als Wirtspflanzen für die Weizenblattlaus Schizaphis graminum (Rond.) wurde im Laboratorium untersucht, indem flugfähige Blattläuse nach Flug an der Fessel auf den einzelnen Pflanzen freigelassen wurden.Vergleiche zwischen Weizen, Hafer und Reis zeigten, daß Weizen ein attraktiverer Wirt ist als Hafer und Reis, zumindest was die hier geprüften Kultivare anbetrifft. Läuse, die nach einem Flug von 5, 10 oder 60 Minuten auf den genannten Wirtspflanzen freigelassen wurden, zeigten deutliche Unterschiede in ihrem Ansiedlungsverhalten und der ferneren Lebensdauer. Während sich die Mehrzahl der Versuchstiere auf Weizen innerhalb kurzer Zeit für dauernd ansiedelte, waren die auf Hafer und Reis angesetzten ruhelos und verließen diese Wirtspflanzen leicht wieder. Die Annahme der Wirtspflanzen konnte jedoch gesteigert werden durch Verlängerung der vorangehenden Flugdauer, indem sich nach verlängerten Flügen mehr Aphiden ansiedelten als nach kurzen. Obwohl die Geflügelten alle drei Wirte besiedelten und die Produktion von Larven aufnahmen, war ihre lebensdauer auf Hafer und Reis beeinträchtigt, wo sie zwischen 10 und 24 bzw. zwischen 12 und 42 Tagen schwankte, während sie auf Weizen vergleichsweise 22–52 Tage währte. Obwohl infolge Anfangsfruchtbarkeit Weizen nach allen Flugzeiten rascher besiedelt wurde als Hafer oder Reis, so zeigte doch die Gesamtfruchtbarkeit pro angesiedelter Mutterlaus mit 21–71 Larven auf Weizen, 18–73 auf Hafer und 9–70 auf Reis keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Wirten.Beim Vergleich von Versuchsergebnissen über Fruchtbarkeit, Lebensdauer und Probeverhalten der Geflügelten, die an jungen oder reifen Weizenblätten freigelassen wurden, ergaben sich keine signifikanten Unterschiede, mit der Ausnahme, daß die Reproduktionsrate auf den jungen Blättern anfangs höher war. Es ist deshalb zu erwarten, daß die Weizenläuse im Freiland erwachsene Weizenpflanzen ebenso leicht befallen wie junge.

     

Changes in blood proteins in the cockroach Periplaneta americana after chemosterilization with metepa

Polyacrylamide gel disc electrophoretic studies on the blood proteins of the adult female cockroach Periplaneta americana made sterile by chemical and by surgical means revealed certain differences. While in surgically sterilized animals only the less mobile protein fractions corresponding to soluble oocyte proteins increased in concentration in the blood, in chemosterilized females certain of the more mobile fractions in addition to those corresponding to the less mobile soluble oocyte proteins showed an increase. Various fractions which registered an initial increase in the chemosterilized females showed a tendency to decrease with time, whereas after surgical sterilization they continued to remain higher. However, ovarian degeneration appeared to be irreversible after chemosterilization. Chemosterilization in the female is accompanied by derangement of protein metabolism and inability of the follicle epithelium to take up even available oocyte proteins from the haemolymph.

---

Zusammenfassung Mit Hilfe der Polyakrylamid-Gelscheibe unternommene elektrophoretische Untersuchungen der Blutproteinkörper erwachsener weiblicher Küchenschaben (Periplaneta americana), die durch chemische und chirurgische Mittel sterilisiert worden waren, ergaben gewisse Abweichungen. Während bei chirurgisch sterilisierten Tieren nur die weniger beweglichen Proteinkörperanteile, die den Oozytenproteinen entsprechen, in ihrer Konzentration im Blut anstiegen, zeigten bei chemosterilisierten Weibchen sowohl die beweglicheren als auch die weniger beweglichen Anteile eine Zunahme. Verschiedene Anteile, die bei den chemosterilisierten Weibchen anfänglich mit einem Anstieg reagierten, neigten im Laufe der Zeit dazu, wieder abzunehmen, während sie nach chirurgischer Sterilisation stets höher blieben. Jedoch schien nach Chemosterilisation die Eierstockentartung unwiderruflich zu sein. Als Begleiterscheinungen der Chemosterilisation ergeben sich also Störungen im Proteinmetabolismus und die Unfähigkeit des Follikelepithels, selbst die in der Haemolymphe vorhandenen Oozytenproteinkörper aufzunehmen.

     

Host age, sex, and pathogen exposure level as factors in the susceptibility of Musca domestica to Entomophthora muscae

Adult Musca domestica were exposed to conidial showers from cadavers that were killed by Entomophthora muscae. Of the 4 host ages (14 days, 7 days, 3 days and <1 day), older flies were more likely to die without postmortem signs of infection, while younger flies were more likely to die with signs and produce primary conidia. The youngest fly group also succumbed to infection significantly sooner than older flies. Total mortality did not differ for the 2 sexes, but females died significantly more often with signs in one trial. Males died significantly earlier than did females, but differences were not significant when the sexes were paired by weight. Increased levels of pathogen exposure significantly increased both total mortality and the number of flies dying with signs; it also decreased incubation period. The potential significance of these findings in the epidemiology of the disease is discussed.

---

Zusammenfassung Die Mortalitätsrate von Musca domestica nach Behandlung mit Entomophthora muscae Sporen wurde in Laborversuchen in Abhängigkeit von Wirtsalter,-geschlecht und Expositionsdauer festgestellt. Fliegen verschiedenen Alters (14 Tage, 7 Tage, 3 Tage und jünger als 1 Tag) wurden gemeinsam in 237 ml Kartonbehältern gehalten. Die Behälter besassen Netzdeckel, auf denen frisch an einer Entomophthora Infektion gestorbene Fliegen ausgelegt wurden. Auf diese Weise wurden die Versuchstiere 8 Stunden (low exposure) bzw. 48 Stunden (high exposure) lang mit Entomophthora Sporen kontaminiert. Mit Hilfe von am Boden der Versuchsgefässe ausgelegten Objektträgern wurde die relative Menge Entomophthora Sporen festgestellt, der die Versuchstiere ausgesetzt waren. Der Totenfall wurde täglich für die Dauer von 10 Tagen registriert; dabei wurde zwischen Konidienträgern (external signs) und Leichen ohne Konidien (no external signs) unterschieden.Die Versuchsgruppen, die 48 Stunden lang mit Entomophthora Sporen behandelt worden waren, wiesen im Vergleich zu den kürzer behandelten Versuchsgruppen höhere Mortalität und einen höheren Anteil an Konidienträgern auf. Darüber hinaus wurde das Auftreten von Konidienträgern bei den länger behandelten Gruppen früher beobachtet. Im Vergleich zu unbehandelten Kontrollgruppen erhöhte die Behandlung mit Entomophthora Sporen auch die Rate nicht konidientragender Leichen.Bei gleicher Expositionsdauer zeigten Weibchen und Männchen ähnliche Mortalitätsraten. Ein höherer Anteil Konidienträger bei den Weibchen wurde bei einem von zwei entsprechenden Versuchen beobachtet. Konidienträger traten bei Weibchen später als bei Männchen auf. In Bezug auf die Inkubationszeit konnte kein geschlechsspezifischer Unterschied festgestellt werden, wenn Versuchsgruppen mit gleichem Gewicht verglichen wurden. Bei beiden Geschlechtern erfolgte die Bildung von Konidien bei grösseren Individuen später als bei kleineren Individuen.Das Alter der Versuchstiere beeinflusste sowohl die Mortalitätsrate als auch die Häufigkeit und das zeitliche Auftreten von Konidienträgern. Jüngere Fliegen wiesen einen höheren Anteil Konidienträger auf; bei Fliegen mit einem Alter von weniger als einem Tag wurde das Auftreten von Konidienträgern früher beobachtet als bei älteren Individuen.Die untersuchten Faktoren können auch für die Epidemiologie von Entomophthora freilebender Musca domestica Populationen eine wichtige Rolle spielen. In Populationen mit niedrigerem Durchschnittsalter wird sich eine Infektion rascher ausbreiten, da jüngere Fliegen eine kürzere Inkubationszeit aufweisen und auch nach kürzerer Kontaminationsdauer Konidien an den getöteten Individuen ausgebildet werden. Darüber hinaus wird sich eine Infektion dann rascher ausbreiten, wenn die Population mit einer grösseren Sporenmenge infiziert wird, da dann eine kürzere Inkubationzeit und ein höherer Anteil Konidienträger zu erwarten ist.

     

Analyse des Sauerstoffverbrauchs vonPeriplaneta americana bei konstanten und tagesperiodisch wechselnden Temperaturbedingungen

Summary By means of the oxygen consumption, the influence of constant and diurnally alternating temperatures on the metabolism rate of the American cockroachPeriplaneta americana was investigated.By analysing the daily rhythm of the metabolism, the resting and activity phase of the animals could be distinguished.During the activity phase the level of the metabolism was determined only by the acute experimental temperature independent of the temperature pretreatment of the animals.In the resting metabolism, however, an influence of the temperature pretreatment could be shown. In nearly all experimental temperatures the metabolism of animals, pretreated at 25°C, was higher than in animals pretreated at warmer or colder temperatures. This relative high oxygen consuption of the 25°C-animals indicates that the metabolism of the cockroaches is optimally adapted only to a small temperature range of about 25°C. Animals pretreated with extremely low Temperatures (15°C) showed during the light time in warm experimental temperatures a clearly higher metabolism rate than cockroaches pretreated at 25°C, but this increase of oxygen consumption could be explained in the main by an annomal locomotory activity during the light.The mean daily oxygen consumption of nymphs, taken out of alternating temperatures, corresponds to those values which would be expected of animals, taken out of constant temperatures.Considering locomotory activity and feeding behaviour a temperature compensation, as described by Dehnel (1956) in nymphs ofPeriplaneta americana, could not be verified neither in constant nor in diurnally alternating temperatures.

---

---

Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durch Sachbeihilfen an Prof. Dr. D. Neumann

---

Diese Arbeit wurde zusammen mit den beiden Veröffentlichungen Einfluß von tagesperiodischen Wechseltemperaturen bei der MottePectinophora I und II [Oecologia (Berl.)21, 31–42, 43–56 (1975)] als Dissertation der Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität zu Köln vorgelegt. Herrn Prof. Dr. D. Neumann danke ich für die Anregung zu diesen Arbeiten und die Betreuung bei der Durchführung.

---

Lehrstuhl Physiologie, Fachbereich Biologie der Universität, Postfach 397, D-8400 Regensburg, Bundesrepublik Deutschland     

VORZUGSTEMPERATUR UND VORZUGSLUFTFEUCHTIGKEIT DER BEIDEN SCHABENARTEN PERIPLANET A AMERICANA UND BLABERUS TRAPEZOIDEUS (INSECTA: BLATTARIA)

Von adulten Männchen der beiden Schabenarten Periplaneta americana und Blaberus trapezoideus wurden gleichzeitig Vorzugstemperatur und Vorzugsluftfeuchtigkeit ermittelt. Für beide Arten konnten in ihren Vorzugstemperaturen gewisse Akklimatisationserscheinungen festgestellt werden. Bei P. americana steigt die Vorzugstemperatur von 26°–29° nach einem einmonatigen Aufenthalt bei 20° auf etwa 29°— 30° nach einerer Exposition bei 35° an. B. trapezoideus hat eine um etwa 3° niedrigere Vorzugstemperatur. Nach einem Aufenthalt bei 20° beträgt sie etwa 23°–26°. Sie steigt auf etwa 26° nach einer Exposition bei 32° an. P. americana bevorzugt stets ein trockenes Milieu (geboten wurden 18% r.L.), B. trapezoideus sucht höhere Luftfeuchtigkeit auf (45%–93% r.L.) und meidet trockenes Milieu. Ein Gewichtsverlust von 15%–18% veranlaßt P. americana eine um 1°–3° niedrigere Vorzugstemperatur, aber vor allem eine sehr hohe Luftfeuchte aufzusuchen. Ein Gewichtsverlust von 20%–25% des Körpergewichtes hat keinen Einfluß auf die Vorzugstemperatur von B. trapezoideus; jedoch halten sich die Tiere nur ebenfalls länger in sehr hoher Luftfeuchte auf.     

Etude au microscope electronique de l'ultrastructure du centriole chez les vertébrés

Zusammenfassung Die Ultrastruktur des Zentralkörpers wurde beiTriton, Pleurodeles, Maus, Ratte undHühnchen elektronenmikroskopisch untersucht. In allen Fällen stellt sich dieser Körper als Hohlzylinder mit einem Durchmesser von etwa 150 m und einer Länge von 300–500 m dar. Seine Wandung, die stark osmiophil ist, besteht aus etwa 9 Röhrchen, die untereinander und zur Achse des Zylinders parallel angeordnet sind. Der Zentralkörper liegt entweder am Spindelpol von Mitosen oder in der Nähe der Nuclearmembran und des Golgiapparates im Cytoplasma von ruhenden Zellen.Die an normalen Gewebe beobachtete Ultrastruktur des Zentralkörpers wurde ebenso in verschiedenen Krebsgeweben und in Zellen, die der Wirkung von Colchicin oder Natrium-Kakodylat ausgesetzt waren, nachgewiesen.Die Spindelfasern erscheinen als kleine Kanäle mit einem Durchmesser von 20 m; sie sind bei einer großen Mehrzahl von Mitosen, die der Wirkung von Mitosegiften ausgesetzt waren, nicht nachweisbar.Die Ultrastruktur des Zentralkörpers entspricht derjenigen des Basalkörperchens des Flimmerepithels und des proximalen Zentralkörpers der Spermatozoen.Der Zentralkörper erscheint als ein hochdifferenziertes Organ, dessen Ultrastruktur, je nach den verschiedenen Anforderungen der Zellentwicklung, die Synthese von Faserproteinen möglich macht.     

Über das Verhalten von Symbionten nach dem Tode des Wirtstieres und bei gleichzeitiger Infektion mit Mikrosporidien

Zusammenfassung Bei der Untersuchung über das Verhalten der symbiontischen Bakterien nach dem Tod des Wirtstieres (Blattella germanica L.) zeigte es sich, daß erst 48 Std nach Abtöten der Schaben der Beginn einer Degeneration an den Symbionten festzustellen ist. Die restlose Auflösung ist nach 5 Tagen erfolgt. Die Symbionten vermehren sich also nicht nach dem Tod des Wirtstieres; auch wandern sie nicht aus dem Verband der Mycetocyten aus.Bei einer Mikrosporidieninfektion gehen die symbiontischen Bakterien zugrunde.Direktor: Prof. Dr. A. K. Koch     

Potential of ultraviolet radiation for control of american cockroach populations

Populations of Periplaneta americana (L.) were exposed for 8–20 week periods in specially designed rooms to 254 nm UV at low intensity (50–115 ergs sec^–1cm^–2), high intensity (160–220 ergs sec^–1cm^–2), or to white light. The rooms contained tables and chairs to simulate occupied space, with food and water placed in positions exposed to UV radiation. General irradiation (where the whole room was exposed to UV) at 115 ergs sec^–1cm^–2 and above was effective in producing high mortality in all stages except 8–10th instar nymphs and adults. Hot-spots irradiation (where UV lamps were placed behind table and chair harborages) produced high mortality only in 1 st-3rd instar nymphs which would result in slower elimination of a population. Crude aggregation pheromone was not successful in holding cockroaches close to radiation sources or substantially increasing mortality under the conditions of the experiments.

---

Zusammenfassung Populationen von Periplaneta americana (L.), die hinsichtlich ihrer Alterszusammensetzung (2.–3.; 5–6.; 8.–10. und adultes Stadium) und der Anzahlen in jedem Stadium festgelegt waren, wurden für 8–20 Wochenperioden in speziell dafür entworfenen Räumen einer 254 nm UV-Bestrahlung mit geringer (50–115 erg sec^–1cm^–2) oder hoher (160–220 erg sec^–1cm^–2) Intensität oder weißem Licht (als Kontrolle) ausgesetzt. Die Räume enthielten Tische und Stühle, um bewohnten Raum mit natürlichen Zufluchtsstätten mit Nahrung und Wasser an Stellen, die der UV-Bestrahlung unterlagen, zu simulieren. Ganzraumbestrahlung mit 115 erg sec^–1cm^–2 und darüber erzeugte hohe Mortalität bei 1.–3. und 5.–6.-Larvenstadien, örtliche Bestrahlung (UV-Lampen hinter Tisch- und Stuhl-Zufluchtsstätten) dagegen nur beim 1.–3.-Stadium, was zu einer langsameren Ausrottung einer Population führen würde. Ungereinigtes Aggregationspheromon als Zusatz, um Schaben dicht an die UV-Quellen zu locken und sie hier zu halten, war offenbar unwirksam, da eben die Mortalität nicht signifikant zunahm. Dieses Versagen war in erster Linie auf die Konkurrenz mit der Fülle von natürlichem Pheromon, das von den gewohnten Zufluchtsstätten ausging, zurückzuführen, verbunden mit der dem UV-Licht innewohnenden Abschreckung. Dennoch darf man annehmen, daß UV-Bestrahlung einen bedeutsamen Wert für die Verhinderung eines Populationswachstums (durch Ausschalten junger Larvenstadien) besitzt, besonders dort, wo chemische Bekämpfung aus Gesundheits- und Sicherheitsgründen oder wegen gesetzlichen Einschränkungen nur begrenzt möglich ist.

     

Senkungsgeschwindigkeit der Erythrozyten bei einigen Fischarten des Adriatischen Meeres

Zusammenlassung Es wurde die Senkungsgeschwindigkeit der Erythrozyten bei einigen Fischarten des Adriatischen Meeres untersucht.Die Senkungsgeschwindigkeit der Erythrozyten bei Scomber colias L. Gm., Scomber scomber L. und Orcynus thynnus Ltkn. (bekannter unermüdlicher Schwimmer) — aus der Familie Scombridae — zeigen sehr ähnliche Werte, die sich im Durchschnitt mit unbedeutenden Fehlern der Mittelwerte wie folgt bewegen: nach den ersten 2 Std Senkung zwischen 1,6 und 2,0 mm, nach 24 Std zwischen 26,7 und 28,7 mm.Bei Mugil capito Cuv. — aus der Familie Mugilidae — (die an sich weniger beweglieh als die vorhergehende Art ist und in Küstennähe lebt) ist die Senkunggeschwindigkeit nach 24 Std fast doppelt so groß wie bei der vorhergehenden Art und beträgt 46,1 mm im Durchschnitt, obwohl sie nach den ersten Stunden der Sedimentation im Durchschnitt die gleichen Werte wie bei den Scombriden hat: 1,9 mm.Die Sedimentation der Blutkörperchen bei Mullus surmuletus L. — aus der Familie Mullidae —, zeigt jedoch, obwohl sie nach 24 Std die gleichen Werte wie bei den Scombriden von 27,9 mm im Durchschnitt hat, innerhalb der ersten Stunden eine größere Geschwindigkeit als bei irgendeiner der vorhergehenden Arten, d. h. 2,6 mm nach der 2. bzw. 5,1 mm nach der 4. Senkungsstunde.     

Zum Zeitverhalten von Elektronenresonanzsignalen in röntgenbestrahltem Federkeratin

Zusammenfassung An getrocknetem Federkeratin wurde nach Röntgenbestrahlung mittels ESR noch nach Bestrahlungsende die langsame Neubildung eines Radikals im Gebiet niedriger g-Faktoren beobachtet. Die Geschwindigkeitb der Reaktion nimmt mit der Meßtemperatur zu. Es ergab sich ein nahezu linearer Zusammenhang zwischen Inb und 1/T; als Aktivierungsenergie wurde ein Wert vonE=0,6 eV gefunden. Weiter ist die momentane Reaktionsgeschwindigkeit in erster Näherung proportional zur Differenz zwischen dem momentanen und dem Sättigungswert der Konzentration des gebildeten Radikals. Die Reaktion ist als indirekter Wirkungsmechanismus in Festkörpern zu verstehen.Gewidmet dem Max Planck-Institut für Biophysik, Frankfurt a. M., aus Anlaß seines 25jährigen BestehensDie Elektronenresonanzmessungen der Keratine wurden von Frl. B.Juhrsgh vorbereitet und durchgeführt. Weiter danken die Verfasser Frau A.Redhardt für die rechnerische Auswertung der Ergebnisse.     

Use of a juvenile hormone analogue against the fall webworm, Hyphantria cunea

Administration of 0.1–100 g of ethyl 11-chloro-3,7,11-trimethyl-2-dodecenoate to lastinstar larvae of Hyphantria cunea that have not initiated cocoon spinning induces development of superlarvae and larval-pupal intermediates. The superlarvae continue feeding and a few of them eventually pupate, but all the intermediates die soon after ecdysis. Spraying of 0.0005–0.5% emulsions of the compound affects the development of Hyphantria under field conditions. As many as 80% of the insects fail to pupate after spraying with 0.5% emulsion and nearly 60% of the insects are affected after spraying 0.05% emulsion. The treatment of larvae with the juvenile hormone analogue seems to have little effect on the development of parasites of Hyphantria.

---

Zusammenfassung Ein Bio-Analog des Juvenilhormons der Insekten der 11-Chloro-3,7,11-trimethyl-dodec-2-en-karbonsäure-äthylester verhindert die Umwandlung von Hyphantria-Raupen zu Puppen. Die mit 0,1–100 g der Substanz behandelten Raupen häuten sich entweder zu Riesenraupen eines überzähligen Larvenstadiums oder zu verschiedenen Mischformen zwischen Raupe und Puppe. Je früher im letzten Larvenstadium die Substanz angewendet wird, desto mehr larvale und weniger pupale Merkmale weisen die Tiere nach der Häutung auf; Applikation der Substanz nach dem Einsetzen des Spinnens beeinflußt die Puppenhäufung nicht mehr. Die Mischformen gehen nach der Häutung bald ein, die Riesenraupen aber leben und fressen noch lange Zeit nach der Verpuppung der Kontrolltiere und einige von ihnen häuten sich schließlich zu entwicklungsfähigen Puppen.Bespritzung der Raupen mit, 0,0005–0,5% igen Emulsionen der Substanz unter Feldbedingungen (1500 Liter per Hektar Obstgarten) bewirkte ihre Entwicklung in derselben Weise. Die Fraßperiode wurde in einigen Fällen verlängert, aber die Zahl der Puppen war immer reduziert. Die Wirksamkeit der Behandlung wurde entweder im Prozent der morphologisch beeinflußten Tiere (100%=die bis zur Häutung lebenden Tiere) oder in Prozent der nichtverpuppten Tiere (nach Abbott gerechnet, 100%=alle Tiere im Versuch) ausgedrückt. Sie erreichte mehr als 80% im Falle der 0,5% igen Emulsion und etwa 60% im Falle der 0,05%-igen Emulsion. Die Entwicklung der Tachinen in den Raupen und der Befall der Puppen durch parasitische Hymenopteren schien durch den Eingriff nicht beeinflußt.

     

Cold receptor on the antenna of Periplaneta americana

Summary Electrophysiological investigation has identified a cold receptor on the antenna of Periplaneta americana. This receptor responds neither to variations in light intensity, to mechanical stimuli ranging from sound to touch, nor to any chemical stimulus yet tested. The afferent discharge rate is fairly steady as long as the temperature is constant (almost always below 25 impulses/sec when the temperature varies less than 0.03° C during several seconds). When the temperature is rapidly lowered to a new level, the impulse frequency rises quickly to a peak whose height shows dependence on the extent of cooling (delta-temperature). During the course of the next few seconds the frequency falls below 25 impulses/sec. Rapid rewarming to the original temperature has the opposite effect. Impulse frequency drops sharply at first and then rises during the following seconds to the original level.

---

Zusammenfassung Durch elektrophysiologische Untersuchungen wurde ein Kälterezeptor auf der Antenne von Periplaneta americana gefunden. Er spricht weder auf Änderung der Lichtintensität, auf Schall, Berührung, Luftströme von 2,5 m/sec Geschwindigkeit, noch auf irgendeinen bisher geprüften chemischen Reizstoff an. Seine stationäre Entladungsfrequenz (nur selten über 25 Hz) bleibt bei konstanter Temperatur (Änderung unter 0,03° C über mehrere Sekunden) ziemlich konstant. Bei plötzlicher Abkühlung auf eine zweite Temperaturebene steigt die Impulsfrequenz schnell an und erreicht meistens innerhalb 50 msec ein Maximum, dessen Höhe eine Abhängigkeit von der Differenz der Ausgangs- und End-temperatur zeigt. Nach dem Maximum nimmt die Frequenz rapide ab, bis sie schließlich wieder konstant bleibt. Bei schneller Erwärmung auf die Ausgangstemperatur setzen die Impulse kurz aus, erreichen aber nach einigen Sekunden ihren ersten Erequenzwert wieder.

     

Number and structure of perisomatic satellite cells of spinal ganglia under normal conditions or during axon regeneration and neuronal hypertrophy

Zusammenfassung Die Satellitenzellen des Spinalganglions der Eidechse (Lacerta muralis) wurden im normalen und experimentell veränderten Zustand — d. h. nach Durchtrennung des afferenten Axons und während der Hypertrophie der Nervenzellen des Spinalganglions, die der Ausdehnung des peripheren Innervationsgebietes folgt — licht- und elektronenmikroskopisch untersucht.Die Grundeigenschaften der Satellitenzellen der Eidechse sind denjenigen ähnlich, die in Spinalganglien der Säugetiere und Amphibien beobachtet wurden. Auch bei der Eidechse sind die Satelliten einkernige Einzelzellen, die eine geschlossene Hülle um den Zelleib bilden. Die Verbindungen zwischen den anliegenden Satelliten sind bei der Eidechse im allgemeinen weniger kompliziert als bei den Säugetieren. Die Dicke der Satellitenhülle variiert von einer Strecke zur anderen; in einigen Strecken liegt sie unter 2000 Å.Im Zytoplasma der Satelliten findet man stets Mitochondrien — deren Zahl für jeden ²-Schnitt dreimal geringer ist als jene, die in den entsprechenden Neuronen gefunden wurde —, das endoplasmatische Reticulum, vorwiegend von regellos angeordneten Zisternen gebildet, einen wenig entwickelten Golgi-Apparat und Ribosomen. Manchmal findet man auch Centriolen, Cilien ohne das zentrale Fibrillenpaar, Filamente (zahlreicher als in den Satellitenzellen der Säugetiere und weniger als in jenen der Amphibien), den Lysosomen ähnliche Granula und Granula mit gleicher Ultrastruktur wie die Lipofuszinkörnchen. Kleine Vesikel, die aus dem Golgi-Apparat entstehen, fließen anscheinend später zu vesikelhaltigen und elektronendichten Körpern zusammen. Die Bedeutung des Verhältnisses zwischen dem Golgi-Apparat, den vesikelhaltigen und den elektronendichten Körpern sowie der Endverlauf der beiden letztgenannten konnte nicht festgestellt werden.Die Durchmesser der Neurone und die Zahl der entsprechenden Satelliten wurden an Serienschnitten lichtmikroskopisch gemessen. Auf diese Weise wurde das Verhältnis zwischen Satelliten und Neuronen quantitativ festgestellt: es entspricht etwa demjenigen, das bei der Ratte festgestellt wurde.Bei erhöhter Stoffwechsel-Aktivität der Neurone, d. h. während der Regeneration des Axons und Hypertrophie des Zelleibes, zeigen die entsprechenden Satelliten folgende Veränderungen: Ihr Kern nimmt an Volumen zu (etwa 46% im Durchschnitt), das Kernkörperchen zeigt Veränderungen der Ultrastruktur, der Golgi-Apparat erscheint hypertrophisch, die aus dem Golgi-Apparat entstandenen kleinen Vesikel und die elektronendichten Körper scheinen zahlreicher geworden zu sein. Die Durchschnittszahl der Mitochondrien für jeden ²-Schnitt ist dagegen nicht wesentlich geändert. Diese Veränderungen können dahingehend gedeutet werden, daß während der erhöhten Stoffwechsel-Aktivität der Neurone auch die Aktivität ihrer Satellitenzellen ansteigt.Die Zahl der entsprechenden Satellitenzellen wächst im Verlaufe der Hypertrophie des Zelleibes durch Mitose. Auf diese Weise paßt sich die Masse der Satellitenzellen der erhöhten Neuronenmasse an.Die ermittelten Befunde stützen die früher vorgetragenen Hypothesen (Pannese 1960): a) die Satellitenzellen sind in der Lage, ihren Stoffwechsel zugunsten der Neurone zu aktivieren, b) sie sind stabile Elemente im Sinne Bizzozeros.     

Elektronenmikroskopisch-cytochemischer Nachweis von Glykogen beiEimeria perforans

Zusammenfassung An Entwicklungsstadien des KaninchencoccidsEimeria perforans wurden elektronenmikroskopische Untersuchungen über die Darstellung, den Syntheseort und die Lokalisation des Glykogens durchgeführt.Das Glykogen läßt sich nach den bekannten Verfahren der Schnittkontrastierung mit Bleihydroxyd und Kaliumpermanganat elektronenmikroskopisch darstellen. Außerdem gelingen Kontrastierungen des Coccidienglykogens mit Kaliumbichromat, Chromsäure und Rutheniumrot. Nach Einwirkung von -Amylase auf die Schnittpräparate verläuft die Pb(OH)₂-Kontrastierung negativ.Das Glykogen der Makrogamonten und Makrogameten vonE. perforans ist in Cytoplasmaeinschlüssen lokalisiert, die sich mit Osmiumtetroxyd, Phosphor-Wolframsäure und mit Uranylacetat nicht kontrastieren lassen. Die Einschlüsse erscheinen vielmehr nach Behandlung mit diesen Substanzen leuchtend weiß in ihrer elektronendichteren Umgebung. Die Größenausdehnung der Glykogeneinschlüsse hängt von der Darstellungsmethode ab. Die nicht kontrastierten Einschlüsse (nach Osmiumtetroxyd-Fixierung und Nachkontrastierung mit Phosphor-Wolframsäure und Uranylacetat) sind im Durchschnitt 620 m lang und 500 m breit.Der vom Glykogen der Metazoen her bekannte Aufbau aus kugeligen Granula von 20–30 m Größe wird beim Coccidienglykogen nicht beobachtet. Die Glykogeneinschlüsse der Makrogameten enthalten nach der Pb(OH)₂-Kontrastierung längliche Gebilde, die kettenartig miteinander verbunden sind. Da nach den übrigen Darstellungsverfahren andere Strukturen auftreten, ist zu vermuten, daß jeweils andere Komponenten des Coccidienglykogens mit den Kontrastierungsmitteln reagieren. Demnach unterscheidet sich das Glykogen der Coccidien in seinem Aufbau vom Glykogen der Metazoen.Das erste Auftreten des Glykogens wird in jungen Makrogamonten in engem Kontakt mit dem lamellären endoplasmatischen Reticulum beobachtet. Anhäufungen der Kanälchen des endoplasmatischen Reticulum finden sich sowohl in Kernnähe als auch in peripheren Zellbereichen. Die Frage, ob das Glykogen in Kernnähe oder in der Randzone des Makrogamonten synthetisiert wird, ist daher bedeutungslos geworden.Außer in weiblichen Stadien (Makrogamonten, Makrogameten, Zygoten, Oocysten) werden die hellen Glykogeneinschlüsse auch in den Restkörpern der Mikrogamonten angetroffen, bei denen sie auch schon lichtmikroskopisch nachgewiesen worden sind.Über einen Teil der Ergebnisse wurde auf dem I. Internationalen Kongreß für Parasitologie in Rom (21. — 26. 9. 1964) berichtet.Herrn Prof. Dr.R. Danneel, Herrn Prof. Dr.G. Piekarski (Institut für Medizinische Parasitologie der Universität Bonn) und Herrn Prof. Dr.K. E. Wohlfarth-Bottermann danke ich für manche Anregung und Unterstützung. Die Mittel für die Untersuchungen stellte mir die Deutsche Forschungsgemeinschaft zur Verfügung.     

Zur Lebensdauer vonBeauveria bassiana in Kontaminiertem Bonden unter Freilandund Laboratoriumsbedingungen

Zusammenfassung Die Lebensdauer vonBeauveria bassiana (Bals.) Vuill. in künstlich kontaminierter Erde wurde unter Freiland- und Laboratoriumsbedingungen bestimmt. Im Freiland befand sich die Erde in Drahtzylindern, die bis zur oberen Kante eingegraben waren, im Laboratorium war sie in einem grossen Tontopf bei etwa 20±2°C. Um jahreszeitliche Einflüsse zu erfassen, wurde der 1. Versuch im Oktober (Winterversuch), der 2. im Mai (Sommerversuch) angesetzt. In viertelj?hrlichen Abst?nden untersuchten wir 1–1 1/4 Jahr lang Erdproben aus 0–10, 10–20 sowie 20–28 cm Tiefe im Freiland und aus einer Mischprobe aus dem Topf im Labor. Die Pilzkeimzahlen wurden auf einem semiselektiven N?hrboden mit Hilfe der Bodenverdünnungs-Plattenmethode bestimmt. Alle Mittelwerte wurden umgerechnet auf 1 g trockene Erde (nach 8 h Trocknung bei 105°C). Im Winterversuch sank die Zahl derB. bassiana- Keime pro g trockene Erde aus dem Freiland von etwas über 10⁶ zu Versuchsbeginn im Laufe eines Jahres auf etwa 10⁴ bis 10³ je nach Bodentiefe. Im Sommerversuch sanken die entsprechenden Werte von 10⁷ auf etwa 10⁵ Konidien/g trockene Erde. In der im Labor aufbewahrten, feucht gehaltenen kontaminierten Erde sanken die Keimzahlen vonB. bassiana w?hrend des Winterversuches schneller als im Freiland; nach 1 1/4 Jahr verliefen Reisolierungsversuche negativ. Bei dem Sommerversuch wichen dieB. bassiana- Keimzahlen aus der Topferde erst nach 1 Jahr deutlich von denen im Freiland ab, sie waren von 10⁷ zu Versuchsbeginn auf etwa 10³ Keime/g trockene Erde gesunken. Die Keimzahlkurven (Abb. 1 und 2) zeigen im Ganzen eine sinkende Tendenz. V?llig unerwartet war in beiden Versuchen ihr zeitweiliges Wiederansteigen nach 3 bzw. 6 Monaten. Die genauen Ursachen hierf?r sind noch unbekannt.      

Bau und Innervation der Lorenzinischen Ampullen und deren Bedeutung als niederes Sinnesorgan

Zusammenfassung An Serienschnitten, die nach Bodian-Ziesmer silberimprägniert sind, wurden die Lorenzinischen Ampullen von Scyllium canicula und Mustelus laevis nach Darstellung in plastischer Rekonstruktion und Berichtigung des bisher ungenau geschilderten Baues auf die Form ihrer Nervenausbreitungen untersucht.Die Ampullen, welche nach elektrophysiologischen Untersuchungen durch Hensel als Kälterezeptoren ähnlich denen der Warmblüter gelten, sind an ihren Endaussackungen reich innerviert. Nahe dem Epithel überzieht ein feinmaschiges Flächennetz mit intraepithelialen Ausläufern jede der sackförmigen Ausbuchtungen. Die Anordnung der Nervenelemente wird mit jenen verglichen, die man an kälteempfindlichen Stellen beim höheren Tier und beim Menschen beobachtet. Eine Faserspezifität (im Sinne der Physiologie) räumen die Untersucher ein; eine Spezifität peripherischer Nervenausbreitungsformen, also der intraepithelialen Fasern, der Netzformationen und der Nervenkörperchen bestreiten sie erneut.Herrn Prof. Dr. W. Kindler zum 65. Geburtstag gewidmet.