Symbiose und embryonalentwicklung bei Rüsselkäfern

Ohne Zusammenfassung     

Temperaturregulation und Tagesperiodik des Stoffwechsels bei Winterschläfern

Zusammenfassung o1.Das Temperaturregulationsvermögen von Myotis myotis Borkh. ist im Sommer besser entwickelt als im Winter. Die Höhe der Körpertemperatur ist im Sommer unabhängig von der Ruhe-Aktivitätsperiodik.Während die Tiere im Sommer selbst bei hoher Kältebelastung — bei täglich ausreichender Nahrungsaufnahme — zu Beginn ihrer Aktivi tätsperiode spontan erwachen, tritt im Winter unter gleichen Bedingungen nach viertägiger Kälteeinwirkung Winterschlaf ein.Der HVL zeigt deutliche jahresperiodische Veränderungen, hervorgerufen durch eine Verminderung der A-Zellen, besonders im äußeren Bereich der Adenohypophyse im Winter. Die Schilddrüsenfunktion und das Differentialblutbild sind deutlich vom jeweiligen Aktivitäts- bzw. Belastungszustand der Tiere abhängig.Der Eintritt des Winterschlafs wird durch erhöhte Schlafbereitschaft während der Ruheperiode (tiefe Tagesschlaflethargie) bestimmt. Temperaturen unter 10° C verkleinern die Amplitude des Stoffwechselanstiegs zu Beginn der Aktivitätsperiode.Das Fortbestehen tagesperiodischer Stoffwechseländerungen unter konstanten Umweltbedingungen konnte in den ersten Wochen des Winterschlafs nachgewiesen werden. Nach längerem natürlichem Winterschlaf war keine sichtbare Stoffwechselperiodik mehr zu erkennen. Für ein Weiterbestehen der endogenen Rhythmik (inneren Uhr) im tiefen Winterschlaf liegen Hinweise vor.Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf schwankt unregelmäßig zwischen 15 und 90 min.In der Höhe von Körpertemperatur und Stoffwechsel konnten deutliche Unterschiede bei Myotis myotis und Barbastella barbastella Schreb festgestellt werden. 2.Bei einjährigen Siebenschläfern (Glis glis L.) wurden in den Sommermonaten Absinken der Körpertemperatur und Lethargie während des Ruheschlafs beobachtet. Als primäre Ursache wird eine durch die Gefangenschaft bedingte, zeitlich verschobene Winterschlafbereitschaft verantwortlich gemacht.Stoffwechsel und Atmung beim Eintritt und im Verlauf des Winterschlafs des Siebenschläfers zeigen keine prinzipiellen Unterschiede gegenüber Myotis myotis. Die Länge der Respirationspausen im tiefen Winterschlaf variiert unregelmäßig zwischen 5 und 60 min. Eine Fortdauer der sichtbaren Stoffwechselperiodik konnte nicht festgestellt werden.Bei konstant niederer Temperatur (6° C) und Dauerdunkel konnte die Winterschlafbereitschaft der Buche trotz Fütterung bis in den Frühsommer verlängert werden. 3.Eine jahresperiodisch eintretende innere Winterschlafbereitschaft ist die Voraussetzung für den Eintritt des Winterschlafs beim Goldhamster (Mesocricetus auratus Waterh.).Konstant tiefe Temperatur verlängert die Dauer der Winterschlafperioden. Der Eintritt der Lethargie erfolgt während der normalen Ruheperiode, unabhängig von der Temperatur.Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. F. P. Möhres, danke ich für die Überlassung des Themas und wertvolle Anregungen und Hinweise. Ebenfalls zu Dank verpflichtet bin ich Herrn Dr. H. Löhrl für die Beschaffung der Siebenschläfer und Herrn H. Frank und dem Heimat- und Höhleverein in Laichingen (Württemberg) für die freundliche Unterstützung beim Besuch der schwäbischen und slowenischen Höhlen. Die Arbeit wurde gefördert durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft, die Prof. MÖhres zur Verfügung standen.     

Der älteste Vertreter der Meropeidae (Mecoptera,Insecta)

A new genus and species of the Meropeidae (Mecoptera, Insecta) from the Middle Jurassic of Siberia (Russia) is described:Boreomerope antiqua gen. et sp. nov. It is the first known fossil of the family, and it shows some plesiomorphic characters as compared to the Recent meropeids. The systematic position ofBoreomerope is discussed.     

Stoffwechselleistung und Enzymaktivität bei Chlamydobotrys (Volvocales)

Zusammenfassung In Versuchen mit Chlamydobotrys, dessen Stoffwechsel vor allem von der Photoassimilation von Acetat abhängt, konnte gezeigt werden, daß Änderungen der Leistung bei der Photoassimilation von Acetat und dessen oxydativem Dunkel-Stoffwechsel von ähnlichen Änderungen der Aktivität gewisser Enzyme begleitet sind. Während des optimalen Wachstums des Organismus auf Acetat ist die Fähigkeit zur Photoassimilation von CO₂ sehr gering, was mit einer niedrigen Aldolaseaktivität einhergeht. Nach Übertragung der Algen auf ein acetatfreies Medium nehmen Photoassimilation von CO₂ und Aldolaseaktivität zu. Eine maximale Aldolaseaktivität konnte nur erzielt werden, wenn eine Stickstoffquelle (NH₄Cl) die Synthese von aktivem Enzymprotein ermöglicht.

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Summary In experiments with Chlamydobotrys, the metabolism of which depends mainly on the photoassimilation of acetate, changes in the metabolic activity for the photoassimilation of acetate and its oxidative dark-metabolism could be shown to be accompanied by similar changes in the activity of certain enzymes. During optimal growth of the organism on acetate the ability for photoassimilation of CO₂ is extremely weak which is corresponded by low aldolase-activity. After transferance of the algae to an acetatefree medium the photoassimilation of CO₂ and the aldolase-activity rise. Maximum aldolase-activity could only be obtained, if a nitrogen-source (NH₄Cl) makes possible a synthesis of active enzyme-protein.

     

Untersuchungen über die malpighischen gefässe bei käfern

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Ökofaunistischer Vergleich von Nematoceren-Faunen (Insecta; Diptera: Sciaridae und Ceratopogonidae) des Baltischen und Sächsischen Bernsteins (Tertiär, Oligozän-Miozän)

Based on ecofaunistical indices (dominance, similarity indices:Jaccard-, Sørensen-, Renkonen-Index) Sciaridae and Ceratopogonidae of Baltic amber and Saxonian amber from Bitterfeld are compared. Despite of the age difference of the amber-bearing deposits of 13–18 Mio. years the included sciarids have a species identity of 34.2% (Jaccard-Index) and a dominance identity of 49.5% (Renkonen-Index). Because of the less carefully studied material from Saxonian amber the ceratopogonids have a species identity of only 9.5 % (Jaccard-Index) (Szadziewski 1993); remarkable is the dominance identity of 37 % (Renkonen-Index). Compared with the data from recent faunas the high degree of identity is the result of a pronounced similarity of the nematoceran faunas of Baltic and Saxonian amber. The ecofaunistic comparison of the sciarids and ceratopogonids provides evidence for two geographically separated amber producing forests. They are more closely related with respect to their age than indicated by the deposits.     

Die Temperaturabhängigkeit der Embryogenese und der embryonalen Diapause von Ephemerella ignita (Poda) (Insecta,Ephemeroptera)

Summary The effect of temperature on the duration of embryogenesis, especially on the embryonic diapause of Ephemerella ignita, was investigated in the natural environment and in laboratory experiments. Morphogenesis is blocked by diapause in developmental stage 10 (embryo nearly fully developed, pigmented eye anlagen, no dorsal closure). Diapause is terminated within 12 months only at comparatively low temperatures (from 1° C to the range of 13.3 to 16.0° C). Comparatively high temperatures (7.2 and 13.3° C) in the days preceding developmental stage 10 cause an extension of diapause. Stage 4 (polar germ anlage) is less sensitive than later stages to the diapause terminating effects of low temperatures.Postdiapause development to hatching takes place at temperatures 4.9 to 24.1° C. The developmental time is shortest at temperatures between 19.2 and 24.1° C. The calculated lower temperature limit for development is 3.9° C.Diapause is obligatory with only few exceptions. In field studies egg hibernation was found in nearly all cases. There is a discussion on the importance of these findings for the explanation of the varying developmental cycles of Ephemerella ignita described by different authors.

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Die Temperaturabhängigkeit der Embryogenese und der embryonalen Diapause von Ephemerella ignita (Poda) (Insecta, Ephemeroptera)

Zusammenfassung Die Temperaturabhängigkeit der Embryogenese, insbesondere der embryonalen Diapause von Ephemerella ignita wurde im Freiland und experimentell im Laboratorium untersucht.Die Diapause tritt im Entwicklungsstadium 10 (fast vollständig entwickelter Embryo mit pigmentierten Augenanlagen, jedoch ohne Rückenschluß) als Morphogeneseblockierung ein und kann nur bei relativ niedrigen Temperaturen (ca. +1 bis 13<16° C) innerhalb 12 Monaten beendet werden. Die Diapausedauer steigt mit der Temperatur. Die Diapauseintensität kann mit Annäherung an das Entwicklungsstadium 10 durch relativ hohe Temperaturen (7,2°, 13,3° C) verstärkt werden, die Sensibilität für die Diapause beendigende Wirkung der niedrigen Temperaturen ist im Entwicklungsstadium 4 noch geringer als später. Postdiapauseentwicklung bis zum Schlüpfen der Larven findet zwischen 4,9 und 24,1°C statt. Das Temperaturoptimum liegt zwischen 19,2 und 24,1° C. Die theoretische untere Grenztemperatur ist +3,9° C.Die Diapause war in fast allen Fällen obligat, die Freilanduntersuchungen ergaben allgemein Eiüberwinterung. Die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Erklärung der von verschiedenen Autoren beschriebenen unterschiedlichen Entwicklungszyklen von Ephemerella ignita wird diskutiert.

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Herrn Dr. H.-H. Bergmann danke ich für die kritische Durchsicht des Manuskripts.     

Über Isolierung,Kultur und Taxonomie einiger Anobiidensymbionten (Insecta,Coleoptera)

Zusammenfassung Isolierungsversuche an den hefeartigen Endosymbionten von 17 Anobiidenarten hatten nur in 5 Fällen Erfolg, zwei weitere Arten leben nicht in Symbiose. — Der Wirkstoffbedarf der isolierten Stämme wurde untersucht (Tab. 1). — Alle Stämme verwerteten Ammonsulfat und Harnsäure als N-Quellen, während Kaliumnitrat nur von den Symbionten von Ernobius mollis, Harnstoff von diesen und denen von Xestobium plumbeum assimiliert wurden. — Die Symbionten scheiden Aminosäuren in ihre Umgebung aus (Tab. 2). — Im Kultursubstrat des Symbioten von Stegobium paniceum wurden Lactoflavin, Pyridoxin, Pantothensäure und Folsäure nachgewiesen. — Serologische Untersuchungen zeigten, daß die Symbionten in 3 Gruppen zerfallen; eine Verwandtschaft zwischen Symbiotaphrina kochi und Taphrina purpurascens besteht nicht. — Die taxonomischen Merkmale der vorliegenden Stämme werden beschrieben. Zwei Symbionten gehören bisher unbekannten Arten an. — Die Befunde werden im Hinblick auf die Situation der Symbionten im Wirtsorganismus diskutiert.

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Isolation, culture and taxonomy of some anobiid symbiotes (Insecta, Coleoptera)

Summary Isolation of yeastlike endosymbiotes of Anobiid beetles was successful in 5 from 17 species. Two further species proved not to live in symbiosis. — The requirement for growth promoting substances was studied in the isolated strains (Tab. 1). — Ammonium sulphate and uric acid were used by all strains, urea by the symbiotes of Xestobium plumbeum and Ernobius mollis, potassium nitrate only by the latter. — Excretion of amino acids was studied (Tab. 2). — Excretion of lactoflavine, pyridoxine, pantothenic acid and folic acid was shown in the symbiote of Stegobium paniceum. — With serological methods the studied strains could be divided into three groups. No correlations exist between Symbiotaphrina kochi and Taphrina purpurascens. — The physiological characteristica with taxonomical value are described; two symbiotes proved to be novae species. — The results are discussed with regard to the situation of the symbiotic microorganisms in the host.

     

Studien an symbiosen zwischen käfern und mikroorganismen

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Die Wirkung verschiedener Spurenelemente auf Wachstum,Reproduktion und Symbionten von Neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae,Homoptera, Insecta) bei künstlicher Ernährung

Zusammenfassung 1. Eine Methode wird beschrieben, siebröhrensaugende Aphiden an einem vollsynthetischen, sterilen Medium über mindestens 10 Generationen zu züchten, was die permanente Trennung eines obligaten Parasiten von seinem pflanzlichen Wirt ermöglicht. 2. Fehlen Eisen, Zink, Mangan, Kupfer und Calcium in der Nahrung, dann ist die Reproduktion der I. Generation sehr stark reduziert und die zweite bleibt steril. 3. Durch Einzelzusatz der Elemente zur Nahrung werden die für optimales Wachstum der Aphiden erforderlichen Konzentrationen mit 460 g Pe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca und 100 g Cu pro 100 ml Medium ermittelt. 4. Zusatz von Eisen und Zink verdreifacht die Gewichtszunahme der Aphiden in der 1. Generation und hebt die Reproduktionsrate beträchtlich. Pehlen beide, so ist spätestens die 3. Generation steril. 5. Manganmangel verringert erst in der 2. Generation Wachstum und Fertilität und ruft schließlich in der vierten Sterilität hervor. Zwischen Zink und Mangan besteht eine synergistische Wirkung. 6. Pehlen von Calcium bedingt zunehmend geringeres Wachstum der Aphiden von der 1. bis zur 3. Generation, stark reduzierte Pertilität in der 2. und Abgabe nicht lebensfähiger Larven in der 3. Generation. Calcium wirkt antagonistisch gegenüber Zink und Mangan. 7. Ohne Kupfer in der Nahrung ist den Tieren eine Reproduktion nur bis zur 5. Generation möglich. Das Wachstum nimmt dabei von der 2. bis zur 5. Generation kontinuierlich ab. 8. Mit Pe, Zn, Mn, Cu und Ca im Medium erreichen die Aphiden der 1. Generation gleiche Körpergewichte und Reproduktionsraten wie an Vicia faba ernährte. In der 2. Generation am Medium sind Wachstum und Pertilität um 10% reduziert, bleiben dann aber bis zur zehnten konstant. 9. Bei Ernährung der Aphiden ohne Spurenelemente degenerieren ihre Symbionten. Die Mycetocyten der Tiere der 2. Generation sind dann frei von Symbionten. 10. Die Symbionten reagieren auf Zugabe von Spurenelementen zur Nahrung ihres Wirtes. Durch stufenweise Zugabe der einzelnen Elemente wird der Symbiontenzerfall zeitlich verzögert. So sind Eisen und Zink für einen normalen Symbiontenbestand der 2. Generation erforderlich. Erst bei Anwesenheit aller Elemente verändern sich die Symbionten nicht mehr. Sie gleichen auch in der 10. künstlich ernährten Generation denen natürlich ernährter Aphiden völlig.

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The effect of some trace elements on growth, reproduction, and symbionts of artificially fed neomyzus circumflexus Buckt. (Aphidae, homoptera, insecta)

Summary 1. A method is described for rearing a sieve tube sucking aphid, N. circumflexus, for at least 10 generations on a totally synthetic, sterile diet. 2. Without addition of iron, zinc, manganese, copper, and calcium to the diet the reproduction of first generation aphids is greatly reduced. Second generation aphids are sterile. 3. Adding the trace elements individually, concentrations for optimal growth of first generation aphids were determined with: 460 g Fe, 220 g Mn, 190 g Zn, 850 g Ca, and 100 g Cu (per 100 ml diet). 4. Addition of iron and zinc to the food increased aphid weights three times and reproduction rates considerably. Lack of both caused total sterility in the third generation. 5. Omission of manganese decreased growth and reproduction of the aphids in the second generation, and caused sterility in the fourth. Zinc acts as a Synergist to manganese. 6. Deprivation of calcium reduced aphid growth more and more from the first to the third generation. The fertility in the second generation was considerably decreased and malformed larvae deposited in the third. Calcium acts as an antagonist to zinc and manganese. 7. A deficiency of copper became apparent in the second generation, causing reduced growth and fertility from this to the fifth generation up to total sterility in the sixth. 8. If all trace metals are included in the diet growth and reproduction of first generation aphids are equal to those on Vicia faba. Both is reduced to 90% in second generation aphids on the diet, but remaining constant in all subsequent generations. 9. The intracellular symbionts of aphids fed on diets lacking trace elements show typical degenerations. Finally, the mycetocytes of second generation aphids are free of symbionts. 10. The microorganisms show a reaction on the addition of trace metals to the aphids food. The degeneration is delayed by gradually adding individual metals. For example, iron and zinc are necessary for maintaining a normal supply of symbionts in second generation aphids. If all elements are added to the diet, no alterations occur. Then, the supply of symbionts of tenth generation aphids on the diet is the same like that of naturally fed aphids.

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Durchgeführt mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Frau U. Schlauss danke ich für wertvolle Hilfe bei der Durchführung der Versuche.     

Salinitätspräferenzen bei Glasaalen und jungen Gelbaalen(Anguilla anguilla)

Preference experiments have been carried out on elvers and young eels in order to assess locomotory responses to different salinity conditions. Employing different test apparatus it was established that elvers preferred fresh water to water of 18 ‰ and 36 ‰ S. There was no significant difference between responses to water of 18 ‰ and 36 ‰ S. When young yellow eels were offered different salinities (fresh water, 18 ‰ and 36 ‰ S) in tubes, a preference for water of 18 ‰ S was noted. This preference was not influenced by the different salinities in which the eels had previously been kept.     

Zur systematischen Stellung mesozoischer und tertiärer Mecopteren einschließlichEoses triassica Tindale (angeblich Lepidoptera) (Insecta,Holometabola)

Eoses triassica Tindale, by many authors regarded as the oldest representative of the Lepidoptera, is a member of the order Mecoptera.Orthophlebia reticulata (Handlirsch 1906), andO. latipennis (Handlirsch 1906) from the Upper Lias of Mecklenburg (Germany) are synonyms ofO. Limnophila (Handlirsch 1906).O. elegans (Handlirsch 1939) is a synonym ofO. vicina (Handlirsch 1939). TheOrthophlebioides-problem is discussed in the light of Handlirsch’s argumentation. Contrary to Handlirsch’s opinion this genus represents the hind wings ofOrthophlebia as previous authors suggested. Reasons are offered for the synonymy ofSynorthophlebia withOrthophlebia andMesopanorpa, respectively.Limfiordia from the Mo-clay of the Limfjord area (Denmark) is not a scorpion-fly but a member of the Fulgoriformes (Auchenorrhyncha).Parachorista Lin 1976 (nom. praeocc, nonParachorista Tillyard 1926) from the Jurassic of China does not belong to the Orthophlebiidae (Mecoptera) but to the Trichoptera.     

Über die Koppelung der optischen und kinästhetischen Orientierung bei den Trichterspinnen Agelena labyrinthica (Clerck) und Agelena gracilens C. L. Koch

Zusammenfassung Die Trichterspinnen Agelena labyrinthica und Agelena gracilens kehren auch dann auf kürzestem Weg zur Warte zurück, wenn sie auf dem Netz Umwege zurückgelegt haben. Die Rückkehr-Richtung wird aus der optischen oder kinästhetischen Reizfolge errechnet oder aus beiden (Reizfolge-Integration).Wird während eines Umweges die optische Reizfolge unterbrochen, dann wird die Bewegungsfolge integriert. Gleichzeitig wird auch der Fixierpunkt der Lichtquelle verschoben, als ob auch die optische Reizfolge integriert worden wäre: Der aus der Bewegungsfolge errechnete Winkel zur einem fiktiven Raumpunkt wird auf den optischen Fixier-mechanismus übertragen.Zwischen der optischen und kinästhetischen Orientierung der Trichterspinne bestehen ähnliche Zusammenhänge wie zwischen der optischen und der Schwerkraft-Orientierung der Insekten. Aufgrund der Ähnlichkeiten wird die Übertragung eines kinästhetischen Fixier-winkels auf den optischen Fixierwinkel mit dem Transponieren der Insekten (Übertragung eines optischen Fixierwinkels auf den Winkel zur Schwerkraft) verglichen.

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Summary The spiders Agelena labyrinthica and Agelena gracilens orient their movements on the horizontal web by means of the optic and kinaesthetic senses. Even if a spider alters its direction during an excursion from its retreat to the prey, it returns directly to its retreat. The direction to the retreat is determined by central integration of the sequence of either the optic or the kinaesthetic stimuli, or both of them.When the sequence of the optic stimuli is interrupted during an excursion (by switching off the light source) then the sequence of the kinaesthetic stimuli is integrated. Synchronously the optic point of fixation is altered, as if the sequence of the optic stimuli were integrated: The obtained kinaesthetic angle of fixation of an imaginary (infinite distant) point is transferred to the mechanism, determining the point of fixation in the optic orientation.Between the optic and the kinaesthetic orientation of the spider exist similar correlations as between the optic orientation and the orientation with respect to gravity in insects. Because of these similarities the transfer of a kinaesthetic angle of fixation to an optic angle of fixation is compared with the Transponieren of insects. (Transponieren is the transfer of an optic angle of fixation to an angle with respect to gravity as described by v. Frisch in the honey bee.)

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Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof. Dr. K. von Frisch, zum 80. Geburtstag gewidmet.     

Agar-, Molybdän- und Eisenwirkung bei Azotobacter

Ohne Zusammenfassung