Potential solar radiation on plant shapes

The thesis is presented that most plant-shapes, especially trees, resemble a combination of geometrical shapes which present their non-opaque bodies to incoming radiation, which is partially absorbed by the foliage. Such a hypothesis makes possible the quantification of the budget of energy of the entire plant. This first report presents only the findings in regard to the receipt of direct and diffuse solar radiation from the sky (clear conditions), before reflection and absorption, on a variety of geometries which simulate common plant-shapes. An all-year simulation of potential insolation for such shapes was conducted for latitudes 0° to 90°. Each shape, latitude and each season exhibited its own characteristic patterns of the various energy cycles. Derived data differed materially from data applicable to horizontal surfaces. The simulated plant-shapes tended to avoid receipt of energy in the low latitudes, whereas the opposite occurred toward higher latitudes.

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Zusammenfassung Die meisten Pflanzenumrisse, speziell Bäume, ähneln einer Kombination geometrischer Formen. Die Bäume sind nicht-undurchsichtige Körper für einkommende Strahlung, die durch die Blätter teilweise absorbiert wird. Nach der Hypothese ist es möglich, den Energiehaushalt für die gesamte Pflanze zu quantifizieren. Dieser erste Bericht befasst sich nur mit den Ergebnissen der direkten und diffusen Sonnenstrahlung vom Himmel bei klaren Bedingungen vor Reflexion und Absorption bei einer Anzahl simulierter geometrischer Formen, die auf allgemeinen Pflanzenumrissen basieren. Eine ganzjährige Simulation der potentiellen Besonnung dieser Formen wurde für alle Breiten von 0° bis 90° berechnet. Jede Form, Breite und Jahreszeit zeigt ihre eigenen charakteristischen Verläufe der verschiedenen Energiezyklen. Die abgeleiteten Werte unterscheiden sich von den Werten, die auf horizontale Oberflächen anwendbar sind. Die simulierten Pflanzenkörper neigten zur Vermeidung von Energieaufnahme in niedrigen Breiten, während bei höheren Breiten das Umgekehrte auftrat.

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Resume Les formes extérieures des plantes et plus spécialement celles des arbres peuvent se ramener à des combinaisons de formes géométriques. Les arbres ne constituent pas des corps opaques pour le rayonnement, mais celuici n'est que partiellement absorbé par la couronne. Selon l'hypothèse présentée ici, il est possible de déterminer quantitativement le bilan énergétique de la plante entière. Ce premier mémoire se restreint à l'étude de l'absorption du rayonnement direct et diffus, c'est-à-dire du soleil et d'un ciel serein. Ces résultats sont calculés avant toute réflexion ou absorption par d'autres corps et se rapportent à un certain nombre de formes géométriques simulant des profils typiques d'arbres. On a ainsi calculé le gain énergétique de ces formes pour toute l'année et pour toutes les latitudes de 0° à 90°. Chaque profil, chaque latitude et chaque saison présente des caractéristiques propres quant à l'évolution des différents cycles d'énergie. Les valeurs ainsi obtenues se distinguent nettement de valeurs correspondantes se rapportant à des surfaces horizontales. Les profils de plantes examinés tendent à absorber aussi peu d'énergie que possible dans les basses latitudes, alors que c'est le contraire qui se produit au voisinage des pôles.

     

A new biological index of radiosensitivity of individual mice in a closed colony

The new modified Mean Square Successive Difference (MSSD) is presented as an index to show the radiosensitivity of individual mice in a closed colony. The value of the new MSSD was calculated from daily body weight changes. The radiosensitivities of testes and hemopoiesis were less in mice with the intermediate value of the new MSSD than in mice with lower or higher values in a closed colony. The new MSSD is a useful index of individual differences.

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Zusammenfassung Ein neuer modifizierter Mean Square Successive Difference (MSSD) Index wird beschrieben und vorgeführt an der Strahlungsempfindlichkeit von einzeln gehaltenen Mäusen aus einer geschlossenen Zucht. Die Werte des neuen MSSD wurden aus den täglichen Veränderungen des Körpergewichts berechnet. Die Strahlungsempfindlichkeit der Hoden und der Hämatopoese war geringer bei Mäusen mit mittleren Werten nach dem neuen MSSD als bei Mäusen mit niedrigeren oder höheren Werten. Der neue MSSD Index ist brauchbar zur Erfassung von individuellen Unterschieden.

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Resume Une nouvelle "Mean Square Successive Difference" (MSSD) modifiée par l'auteur sert ici d'indice pour exprimer la sensibilité au rayonnement de souris provenant d'un même élevage, mais placées en cages individuelles. On a calculé les valeurs de la nouvelle MSSD en partant de la variation journalière du poids du corps. La sensibilité au rayonnement des testicules et de la hématopoièse était moins marquée chez les souris ayant une MSSD moyenne selon le nouveau mode de calcul que chez les animaux en présentant des valeurs élevées ou faibles. La nouvelle MSSD est donc utilisable pour déterminer des différences individuelles.

     

The energy budget of man at high altitudes

Observations (mid-July) were made, at high altitudes (3,080 m to 4,267 m, White Mountains, California), of the radiative physical and physiological parameters of importance to man. The data was used to show how man was actually coupled to the climatological events and processes going on at the physical-horizontal interface. Such observations were then used to test theoreticalempirical models predicting such interactions between man and the environment. High correlations were found between hypothesis and observations during the investigational period. Subsequently, an all-year simulation was conducted which attempted to predict the annual march of net radiation on the human and its causal components for high elevations in arid regions.

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Zusammenfassung In der Höhe von 3.080 bis 4.267 m (White Mountain, California) wurden Mitte Juli Strahlungsmessungen vorgenommen. Die Messungen sollten die enge Kopplung der menschlichen Funktionen mit den klimatischen Bedingungen aufzeigen. Die Beobachtungen wurden weiter zur Prüfung theoretischempirischer Modelle zur Voraussage von Mensch-Umwelt Beziehungen verwendet. Während der Untersuchungsperiode wurden signifikante Korrelationen zwischen Hypothese und Beobachtung gefunden. Deshalb wurde die Beziehung simuliert für alle Monate berechnet, um den Jahresgang der Strahlungsbilanz auf den Menschen und ihre Komponenten für grosse Erhöhungen in ariden Gebieten vorauszusagen.

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Resume A la mi-juillet, on a effectuê des mesures du rayonnement entre 3.080 et 4.267 m d'altitude dans les White Montain de Californie. Ces mesures avaient pour but d'établir une relation étroite entre les fonctions humaines et les conditions climatiques ambiantes. Ces observations ont en outre été utilisées pour vérifier des modèles théoriques et empiriques, modèles permettant un pronostic des réactions de l'homme selon le milieu. On a obtenu de hautes corrélations entres les hypothèses émises et les observations faites durant la période d'investigations. Par conséquent, on a calculé pour chaque mois la relation trouvée afin de prévoir les réactions humaines à haute altitude et en climat aride sur la base de l'évolution annuelle de la radiation nette.

     

Seasonal variations in the conception rate of beef cattle in the seasonal—equatorial climate of southern nigeria

Seasonal variations in the frequency of conceptions were analysed from the records of 8,971 beef calves born over a period of ten years (1959–1968) in the Southern Guinea Savannah of Nigeria. Mean annual and monthly conception rates were 72 and 6%, respectively. Highly significant changes in conception rates were observed: the highest number of conceptions occurred in April (7.3%) and the lowest in October (4.4%). The cubic function of the curve depicting the monthly conception rate was highly significant (p < 0.001) and parallelled the change in photoperiod (r = +0.39, p < 0.01). Conception rate was not related to either temperature or precipitation. The evidence suggests a photoperiodic influence on conception rates.

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Zusammenfassung Saisonale Schwankungen in der Konzeptionsrate von Fleischrindern der Guineasavanne Südnigerias wurden anhand von 8.971 Kalbungen aus zehn Jahren (1959–1968) untersucht. Die durchschnittlichen jährlichen und monatlichen Konzeptionsraten betrugen 72 beziehungsweise 6%; jedoch wurden hochsignifikante Abweichungen (p < 0.001) von dem monatlichen Mittelwert festgestellt: die höchste Konzeptionsrate wurde mit 7,3% für April, die niedrigste mit 4,4% für Oktober errechnet. Die mathematische Funktion der Konzeptionsrate folgt einer Sinuskurve, welche der monatlichen Veränderung der Tageslichtlänge parallel läuft (r = +0,39, p < 0.01). Die Konzeptionsrate war nicht mit der Durchschnittstemperatur oder den Niederschlägen korreliert. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die saisonalen Schwankungen in der Konzeptionsrate zumindest teilweise auf photoperiodische Veränderungen zurückzuführen sind.

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Resume Les variations saisonnières du taux de fécondité de bovins de la savanne du sud de la Guinée (Nigéria) ont été étudiées sur la base de 8971 mises bas ayant eu lieu durant une période de 10 ans. Le taux de fécondité moyen fut de 72% pour l'année et de 6% pour chaque mois. On constate pourtant des différences significatives entre les différents mois: le taux le plus élevé se trouve en avril (7,3%) et le plus bas en octobre (4,4%). La fonction du troisième degré du taux de fécondité est hautement significative (p < 0,001). Elle suit une courbe sinusöidale parallèle à celle de la longueur du jour (r = +0,39, p < 0,01). Il n'y a pas de relation entre le nombre de conceptions et la température ou les précipitations. Par conséquent, seul le photopériodisme semble influencer le nombre des conceptions.

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The permission of the Western Nigeria Development Corporation to analyse and publish their breeding records is gratefully acknowledged.     

Meteorological factors affecting physical comfort (with special reference to Alice Springs,Australia)

The concept of effective temperature appears to have certain advantages for indoor use and is applied as an example to the climatological data for Alice Springs, Australia. Average values of effective temperature for the hottest hour of the day are compared with those for certain Australian and overseas locations and it is concluded that, although Alice Springs is uncomfortable for a substantial part of the warm season, the climate is more comfortable than the tropical north of Australia and some overseas arid areas. The larger diurnal range at Alice Springs means more comfortable nights than in areas near the tropical coast. It is stressed that mean values can be misleading, and for adequate treatment it is necessary to examine the distribution of daily values.

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Zusammenfassung Das Konzept der effektiven Temperatur scheint gewisse Vorteile für die Anwendung im geschlossenen Raum zu besitzen und wird als Beispiel für die klimatologischen Daten von Alice Springs angewandt. Durchschnittswerte der effektiven Temperatur für die heisseste Stunde des Tages werden mit denen für bestimmte australische und überseeische Orte verglichen.Es wird gefolgert,dass,obwohl Alice Springs für einen bestimmten Teil der warmen Jahreszeit ein unbekömmliches Milieu hat, das Klima trotzdem bekömmlicher ist als der tropische Norden Australiens und einige aride Gebiete in Übersee. Die grössere Tagesschwankung in Alice Springs ist gleichbedeutend mit bekömmlicheren Nächten, als sie in den Gebieten nahe der tropischen Küste vorhanden sind. Es muss gefolgert werden, dass Mittelwerte zu falschen Deutungen führen und dass es für einen genauen Vergleich notwendig ist,die Verteilung der täglichen Werte hinzuzuziehen.

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Resume Le concept de la température effective semble présenter certains avantages pour caractériser le climat intérieur des habitations. Il est appliqué ici par exemple aux données climatologiques d'Alice Springs (Australie). On compare des valeurs moyennes de la température effective des heures les plus chaudes de la journée avec des valeurs similaires provenant d'autres lieux d'Australie ou d'ailleurs. On en conclut bien qu'à Alice Springs le climat soit peu propice durant une bonne partie de la saison chaude; mais il est, en général, moins éprouvant que dans le nord tropical de l'Australie ou que dans des régions arides d'autres continents. La grande variation diurne que l'on observe à Alice Springs rend les nuits plus supportables que dans le voisinage de la côte tropicale. Il faut en conclure que les valeurs moyennes peuvent conduir à de fausses interprêtations et que, pour établir des comparaisons valables, il faut tenir compte aussi de la répartition des valeurs journalières.

     

Wet-bulb temperature and discomfort index areal distribution in Mexico

Wet-bulb temperature maps for Mexico are presented.Winter and summer conditions are depicted in the January and July maps.Wet-bulb temperature lines reveal in general the rugged topography of the country with lowest values over mountain areas and high plateau. An attempt is made to evaluate the extent of the hot-humid environments in the country making use of a simple biometeorological index. Areal distribution of discomfort index for Mexico is presented for January, May and July at 14:00 hr, showing the favorable effect of altitude on the atmospheric environment in the Northwest and Central portions of the Great Mexican Plateau.

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Zusammenfassung Vorgelegt werden Kartendarstellungen der Feuchttemperatur für Mexiko. Die Bedingungne im Winter und Sommer werden durch Karten für Januar und Juli wiedergegeben. Die Linien der Feuchttemperatur folgen im Allgemeinen der vielgestaltigen Topographie des Landes mit den niedrigsten Werten über Gebirgsgegenden und dem Hochplateau. Es wird der Versuch gemacht, die Ausdehnung der heiss-feuchten Umwelt des Landes durch Anwendung eines einfachen biometeorologischen Index zu berechnen. Die räumliche Verteilung des Diskomfort Index für Mexiko wird für 14:00 hr für die Monate Januar, Mai und Juli gebracht. Sie zeigt die günstige Wirkung der Höhe auf die atmosphärische Umwelt in den nordwestlichen und zentralen Teilen des grossen mexikanischen Plateaus.

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Resume On présente ici des cartes de la température du thermomètre mouillé valables pour le Méxique. On y a transcrit les conditions hivernales et estivales an moyen des cartes des mois de janvier et juillet. Les isolignes suivent en général les particularités du relief tourmenté du pays et les valeurs les plus faibles se rencontrent dans les régions de montagne et sur le Haut-Plateau. On essaie en outre de déterminer les régions du pays soumises à une ambiance chaude et humide en utilisant pour cela un indice biométéorologique simple.La répartition dans l'espace de l'indice d'inconfort valable à 14 heures à Mexique est rapporté pour les mois de janvier, mai et juillet. Cette représentation montre l'effet favorable de l'altitude sur l'ambiance générale dans le nord-ouest et le centre du Grand Plateau Méxicain.

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Presented during the Fourth International Biometeorological Congress,New Brunswick, N.J. 26 August – 2 September 1966.     

Vital issues in computing decompression schedules from fundamentals

The review has been continued of the vital issues which must be answered in deriving equations for predicting the imminence of decompression sickness from fundamental physical and physiological reasoning. In this part (II), the evidence is considered for deciding whether diffusion or blood perfusion limits the rate of uptake of inert gases by the tissue type(s) responsible for marginal symptoms. This is also discussed with regard to tissues of known anatomic identity relevant to estimations of the uptake of anaesthetic agents and the measurement of local circulation rates. While this data would indicate that neither process can be ignored, the best correlation of decompression data which can be isolated from the effects of the other vital issues would appear to be offered by bulk diffusion models. The conventional method for computing decompression schedules can then be considered as a calculation technique by which hypothetical tissues of longer "half-time" must be invoked empirically in order to simulate deeper penetration of extravascular tissue by gas.

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Zusammenfassung Dies ist die Fortsetzung der Übersicht über die Beantwortung der Grundfragen zur Vorhersage drohender Dekompressionskrankheit anhand physikalischer und physiologischer Überlegungen. In diesem Teil wird der Beweis für die Entscheidung berücksichtigt, ob Diffusion oder Blutperfusion die Aufnahmerate inerter Gase durch Gewebe, die für Grenzsymptome verantwortlich sind, limitiert. Dies wird auch unter Bezug auf anatomisch gleiche Gewebe besprochen, was wichtig ist bei der Schätzung der Aufnahme von Anästhetika und der Messung lokaler Zirkulationsraten. Während die Unterlagen andeuten, dass weder der eine noch der andere Vorgang vernachlässigt werden kann, scheinen sich die besten Korrelationen der Dekompressionswerte, die sich aus den Wirkungen anderer vitaler Vorgänge ergeben, über Mengen-Diffusionsmodelle anzubieten. Die konventionale Methode zur Berechnung der Dekompressionszeiten lässt sich dann als Berechnungstechnik betrachten, bei der hypothetische Gewebe mit langer "Halbzeit" empirisch herangezogen werden müssen, um tiefere Gaspenetration extravaskulärer Gewebe zu simulieren.

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Resume Il s'agi ici de la suite de la compilation en vue de répondre au problème de la prévision des maux de décompression en partant de raisonnements physiques et physiologiques. Dans cette deuxième partie, on considère les preuves apportées à l'appui de 2 hypothèses de la limitation de l'absorption des gaz inertes par les tissus, absorption responsable des syptômes marginaux: la diffusion ou la perfusion sanguine. On discute également les preuves apportées en regard d'autre tissus anatomiquement semblables, ce qui est important lors de l'estimation de l'absorption des narcotiques et de la mesure du taux local de circulation. Bien que les chiffres analysés laissent à penser que ni l'un ni l'autre de ces processus ne puisse être négligé, il semble que les meilleures corrélations aux valeurs de décompression sont offertes par les modèles de diffusion quantitative, valeurs qui proviennent d'autres processus vitaux. La méthode conventionnelle pour le calcul des temps de décompression peut alors être considérée comme une technique dans laquelle des tissus hypothétiques ayant un long demi-temps doivent être considérés empiriquement pour simuler une pénétration plus profonde des gaz dans des tissus extra-vasculaires.

     

On the importance of radiation exchange in the amelioration of thermal stress in enclosures

Radiation exchange is one of the important modes of heat transfer which may contribute to the thermal stress of the occupant of an enclosure. Consideration is given to radiation exchange within the enclosure as well as between the structure and its environment.Orientation,geometry and modification of the radiation properties of external surfaces significantly affects the solar power absorbed by a structure. Minimum daily solar input in July and approximately maximum daily solar input in January was achieved for a width-to-length ratio of 1:2 with the long wall facing south. A reduction of as much as 71% in daily solar input was demonstrated by reducing surface absorptance to about 0.2. A study to determine the importance of accounting for directional properties indicates that the use of near-normal solar reflectances gave acceptable results for design purposes when compared with predictions based on directional properties. It is also shown that modification of radiation properties and/or use of solar shields significantly affects the inside surface temperature distribution as well as the inside air temperature.A reduction of roof absorptance from 0.8 to 0.2 for a wood frame dwelling resulted in a 10°F reduction in peak ceiling temperature and a 3°F reduction in the peak inside air temperature.

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Zusammenfassung Die Strahlung ist eine der bedeutendsten Formen von Wärmeübertragung, die zu der thermischen Belastung von Hausbewohnern beitragen kann. Untersucht wird die Strahlungswirkung sowohl im Haus wie zwischen dem Bau und seiner Umgebung. Lage, Bauform und Anderung der Strahlungseigenschaften der äusseren Oberflächen beeinflussen signifikant die Strahlungsstärke, die von einem Bau absorbiert wird. Der minimale tägliche Strahlungseinfall im Juli und angenähert die maximale tägliche Strahlungsmenge im Januar wurden für ein Breiten-Längenverhältnis von 1:2 bei einer Orientierung der Längsmauer nach Süden untersucht. Eine Verringerung des täglichen Strahlungseinfalls von etwa 71% wurde durch Reduzierung der Oberflächenabsorption auf 0,2 nachgewiesen. Eine Untersuchung zu dem Zweck, die Bedeutung von Abschätzungen für bestimmte Eigenschaften zu definieren, zeigt, dass die Benutzung von nahezu normalen Strahlungsreflektionen annehmbare Ergebnisse für Entwurfszwecke erbrachte, wenn man sie mit Vorhersagen verglich, die auf bestimmten Eigenschaften basierten. Es konnte aufgezeigt werden, dass die Änderung von Strahlungseigenschaften und/oder die Benutzung eines Strahlungsschutzes die Verteilung der Oberflächentemperatur im Inneren wie auch die Raumtemperatur überzufällig beeinflussten.Eine Verringerung der Dachabsorption von 0,8 auf 0,2 für eine Wohnung in einem Holzbau ergab eine Senkung der Höchsttemperatur am Dach um 10°F und von 3°F bei der maximalen Innenraumtemperatur.

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Resume Le rayonnement est l'une des formes les plus importantes du tranfert de la chaleur. Il contribue donc aux tensions thermiques auxquelles sont soumis les habitants d'une pièce. On examine ici les effets du rayonnement aussi bien à l'intérieur des habitations qu'entre l'immeuble lui-même et son entourage. La situation,la forme et des modifications des propriétés radiatives des surfaces extérieures influencent de façon significative l'intensité du rayonnement absorbé par un immeuble. On a étudié la quantité journalière minimum qui atteint un immeuble en juillet et approximativement la quantité émise en janvier. Pour ce faire,on a pris en considération un corps dont la longueur était double de sa largeur et dont le long côté était exposé au sud. On a ainsi pu prouver qu'en réduisant la capacité d'absorbtion des surfaces à 0,2, on diminuait le rayonnement accumulé de 71%.Une étude servant à déterminer les propriétés directionneles des matériaux utilisés indique que l'emploi de matières réfléchissant à peu près normalement les rayons solaires donne des résultats acceptable. Ceci est valable pour des projets en comparaison à des prévisions basées sur des propriétés particulières de la matière. On montre également qu'une modification des propriétés de radiation et/ou l'usage d'écrans solaires affectent de manière significative la distribution de la température des surfaces internes des immeubles, ainsi que la température régnant à l'intérieur des locaux.Une réduction du pouvoir absorbant du toit de 0,8 à 0,2 pour un logement situé dans un bâtiment de bois provoque un abaissement de la température maximum de 10°F au voisinage du plafond et de 3°F à l'intérieur des pièces.

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Paper presented during the Fourth International Biometeorological Congress, New Brunswick, N.J., 26 August – 2 September 1966.     

A suggested relationship between sugar beet leaf spot and upper—air flow patterns

The flow pattern of the upper air at the 500 mb level was found to be the key to the surface weather pattern influencing the development of CERCOSPORA BETICOLA on sugar beet. Stable long-wave conditions of the upper air provided more persistent surface conditions unfavorable for leaf spot development. A train of short wave produced favorable weather conditions for leaf spot development.

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Zusammenfassung Es wurde nachgewiesen, dass die Strömungsformen der oberen Luftschichten auf dem 500 mb Niveau die Wetterformen an der Oberfläche beeinflussen, die die Entwicklung von CERCOSPORA BETICOLA auf Zuckerrüben erklären. Stabile Langwellen-Bedingungen in den oberen Luftschichten bedingen gleichmässigere Oberflächenbedingungen, die für die Blattflecken ungünstig sind, während eine Folge kurzer Wellen zu Wetterbedingungen führt, die für die Blattfleckenbildung günstig sind.

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Resume On a pu démontrer que la forme de l'écoulement de l'air au niveau de 500 mb se répercute sur les conditions atmosphériques au sol, conditions particulières qui agissent sur le développement de CERCOSPORA BETICOLA de la betterave à sucre. Des conditions stables d'écoulement ne présentant que de larges ondulations dans les couches supérieures de l'atmosphère provoquent des conditions de surface défavorables au développement de la maladie. Au contraire, une succession de courtes ondulations conduit à des conditions de surface favorables au champignon.

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Journal Paper No. J-6610 of the Iowa Agriculture and Home Economics Experiment Station, Project 1163. Cooperative investigation of the Iowa Station and Crops Research Division, Agricultural Research Division, United States Department of Agriculture.     

The mechanism of hidromeiosis

Summary The problem of hidromeiosis is its mechanism.Hidromeiosis is a rapidly reversible process and an active sweat gland and a wetted skin are necessary conditions for its development. The threshold for hidromeiosis is lower for unacclimatized than acclimatized males. The facts suggest that accumulation of water in the skin and depression of the eccrine sweat gland may be involved in the explanation of the condition.Histochemical studies of the sweat glands during the development of hidromeiosis should elucidate curious individual differences in the manner in which the depression of sweating develops and the role of the sweat gland in the process.

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Zusammenfassung Der Wirkungsmechanismus der Hidromiosis (progressiver Abfall der Schweissmenge bei hoher Umgebungstemperatur) ist noch nicht aufgeklärt. Aktive Schweissdrüsen und nasse Haut sind für die Auslösung der Hidromiosis notwendig; der Vorgang is leicht reversibel. Der Hidromiosis-Schwellenwert ist bei nicht-akklimatisierten Männern niedriger als bei akklimatisierten. Diese Tatsachen führen zu der Annahme,dass die Ansammlung von Wasser in der Haut und die Unterdrückung der Sekretion der Schweissdrüsen für die Erklärung des Vorgangs eine Rolle spielen können. Durch histochemische Untersuchungen der Schweissdrüsen während Hidromiosis sollte es möglich sein die sonderbaren individuellen Unterschiede in der Art wie sich der Abfall des Schwitzens entwickelt und die Holle der Schweissdrüsen dabei aufzuklären.

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Résumé Le mécanisme de l'hidromiose (diminution progressive de la quantité de sueur lors de températures externes éleyées) n'est pas encore éclairci.Des glandes sudoripares actives et une peau humide sont nécessaires pour que l'hidromiose se produise; le processus est aisément réversible.Le senil de température de l'hidromiose est plus bas pour des hommes non acclimatés. Les faits font supposer que l'accumulation d'eau dans la peau et la gène de la sécrétion des glandes sudoripares peuvent jouer un rÔle dans l'explication du processus. L'examen histochimique des glandes sudoripares pendant l'hidromiose devrait expliquer les remarquables différences individuelles dans l'apparition de la diminution de sudation et le rÔle des glandes sudoripares.

     

Effects of water deprivation on the water content of cattle skin

In cattle the water content of the skin was determined (1) in the normal animals; (2) after a 3-day period of water deprivation (dehydration); (3) one hour after the water deprived animals had resumed drinking (rehydration)and (4) one hour after the beginning of infusion of water into the rumen of normal animals (overhydration). Dehydration reduced the water content of the skin from 70.6 to 65.8% on average. Rehydration led to a partial restoration of the water content of the skin. Overhydration did not have a measurable effect on the water content of the skin. A rough estimation of the total amount of water lost during dehydration from the total skin of each animal indicated that on average the calves lost 315 ml,the oxen 1,336 ml of water from their skins.

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Zusammenfassung Beim Rind wurde der Wassergehalt der Haut bestimmt (1)in normalem Zustand der Tiere; (2) nach einer dreitägigen Wasserenthaltung der Tiere (Dehydration); (3) eine Stunde nachdem die dehydrierten Tiere wieder zu trinken begannen(Rehydration) und (4) eine Stunde nach begonnener Infusion von Wasser in den Pansen von normalen Tieren (Überhydration). Dehydration verursachte einen mittleren Abfall des Wassergehaltes der Haut von 70.6 auf 65.8%. Rehydration führte zu einer teilweisen Wiederherstellung des normalen Wassergehaltes der Haut, während Überhydration ohne messbaren Einfluss blieb. Der berechnete Wasserverlust von der gesamten Haut als Folge der Dehydration war 315 ml bei den Kälbern und 1.336 ml bei den Ochsen.

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Resume On a déterminé la teneur en eau de la peau des bovidés sous quatre conditions: (1) chez des bêtes à l'état normal; (2) par déshydratation (après 3 jours sans abreuvage); (3) une heure après que les bêtes déshydratées aient reçu à boire (réhydratation); (4) une heure après le début d'une infusion d'eau dans la panse de bêtes à l'état normal (surhydratation). L'état de déshydratation a provoqué une baisse moyenne du taux de l'eau cutanée de 70,6% à 65,8%. La réhydratation a eu pour conséquence la reconstitution partielle de la teneur en eau de la peau alors que la surhydratation ne semble pas avoir eu d'effets. La perte en eau calculée par suite de déshydratation fut de 315 ml pour les veaux, de 1,336 ml pour les boeufs.

     

Bioclimatic orientation method for buildings

The desirable orientation of buildings is the direction which performs the best throughout the year in relation to human comfort conditions. Those situations can be evaluated with the use of the Bioclimatic Chart. From the radiation vectors occurring during the underheated and overheated periods the most heat balanced orientation direction can be calculated. The method is varified by model experiments. The results indicate that in the New York-New Jersey area the optimum exposure is 18 degrees East of South.

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Zusammenfassung Als Orientierung von Gebäuden ist die Richtung wünschenswert, die die besten Bedingungen für das menschliche Wohlbefinden während des ganzen Jahres gewährleistet. Solche Lagen können durch Benutzung der bioklimatischen Karte abgeschätzt werden. Aus den Strahlungsvektoren der zu kühlen und zu warmen Perioden kann die Orientierung mit den ausgeglichensten Wärmeverhältnissen berechnet werden. Die Methode wird durch Experimente am Modell ergänzt. Die Ergebnisse zeigen,dass im Gebiet New York-New Jersey die optimale Orientierung 18° Ost zu Süd beträgt.

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Resume L'orientation la plus appropriée des bâtiments est celle qui apporte à l'homme le plus de confort tout au long de l'année. Il est possible de déterminer ces situations en partant de cartes bioclimatologique.On peut calculer l'orientation la plus favorable pour obtenir une chaleur également répartie et cela en tenant compte des vecteurs de radiation des périodes les plus chaudes d'une part, les plus froides d'autre part. On a vérifié la méthode de calcul par des essais effectués sur un modèle. Dans la région de New York-New Jersey, l'exposition optimum est parallèle à un asimut de 72° E.

     

Sur les transports de réserves et les transports de couvain dans la ruche

Résumé Dans cet exposé, nous avons montré que les Abeilles sont capables de changer de place les réserves sucrées et le couvain. Ces comportements ne correspondent pas à des conditions de vie normales de la colonie.Cependant, le transport des réserves indique la possibilité, pour les Abeilles, de réagir à une perturbation importante selon un ordre que nous avions déjà établi dans l'élevage des larves (Montagner, 1962). C'est ainsi qu'en cas de nourrissement brutal et pendant une période de disette, elles tendent à grouper la majeure partie des réserves près de la reine, tout en laissant une place sur un cadre pour la ponte. La reine représenterait donc bien, dans la ruche, le potentiel survie à partir duquel les ouvrières auraient tendance à répartir leurs activités de façon décroissante.Par contre, les transports de couvain ne semblent répondre à aucun plan d'organisation comme chez les Fourmis. Nous avons montré qu'ils étaient associés à de profondes perturbations, telles que le manque de nourriture ou la perte de la reine.

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Summary The results of these studies indicate that bees are able to remove sugary stores and brood.We have established that bees remove their stores according to a certain order that we also made evident when studying brood rearing (Montagner, 1962). So, the bees hoarded the most part of their stores in the side of the hive where the queen stood, when we fed them suddenly during a dearth time.Then, the queen would be in beehive the attractive center from which the workers would share theirs activities in a decreasing way.On the contrary, it never seemed to us that the removals of brood were connected to any right order as for ants. We have established that they were associated to great troubles in beehive such as a want of food or the death of the queen.

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Zusammenfassung In diesem Bericht haben wir bewiesen, dass die Bienen die Zuckervorräte und die Brut an andere Plätze zu bringen vermögen. Dieses Verhalten entspricht nich den normalen Lebenszuständen der Kolonie.Soch bezeugt der Transport der Vorräte die Möglichkeit für die Bienen, gegen eine erhebliche Störung, nach einer bestimmten Regel zu reagieren, die wir schon bei der Aufzucht der Larven festgestellt haben (Montagner, 1962).Also, im Falle einer plötzlich verstärkten Zufuhr und während einer Mangelperiode haben sie die Neigung, den grössten Teil der Vorräte um die Königin zu sammeln, indem sie aber einen Platz für das Eierlegen auf einem Rahmen frei lassen. Die Königin würde also im Bienenstock die Möglichkeit der Fortdauer darstellen. Von dieser Tatsache ausgehend würden die Arbeiterinnen also ihre Tätigkeit in abnehmender Weise ausüben.Im Gegenteil scheinen die Brutversetzungen keinem Organisationsplan zu entsprechen, wie es bei den Ameisen der Fall ist. Wir haben gezeigt, dass sie mit schwerwiegenden Störungen, wie z. B. dem Nahrungsmangel oder dem Tod der Königin, in Verbindung stehen.

     

The variation in susceptibility to decompression sickness

The Weibull function is shown to provide a particularly good fit for published data demonstrating the variation between individuals with respect to their susceptibility to decompression sickness. These data include the distributions of minimum bends depths for men and for goats breathing air,and that of resting pilots for aerial decompression.The correlations are shown to hold only if the vital parameter for estimating the imminence of symptoms is taken as the volume fraction of gas predicted to have separated from solution in unit volume of tissue.

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Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass die nach der Weibull-Gleichung berechneten Werte für die Variation der Empfindlichkeit von Individuen auf Caissonkrankheit besonders gut übereinstimmen mit gemessenen Werten. Diese Werte umfassen die Verteilung der minimalen Anzahl "bends" bei Menschen und Ziegen unter Luftatmung in verschiedenen Tiefen und von ruhenden Piloten bei Luftdekompression. Es wird gezeigt, dass die Korrelationen nur gültig sind,wenn als Parameter zur Bestimmung der drohenden Symptome das Gasvolumen verwendet wird,dessen Abtrennung von der Lösung in einer Volumeneinheit Gewebe vorausgesagt wird.

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Resume On démontre que les valeurs des variations de la sensibilité à la décompression calculées selon la formule de Weibull correspondent très bien aux valeurs mesurées. Ces valeurs comprennent la répartition du nombre minimum de "bends" chez des hommes ou des chèvres respirant de l'air à différentes profondeurs ainsi quepour des pilotes au repos subissant une décompression.Les corrélations ne sont toutefois valables que si le paramètre principal d'estimation de l'imminence des symptômes est exprimé par le rapport entre le volume des gaz devant se séparer de la solution et le volume des tissus.

     

Distinctive bioclimatic parameters of the subtropical-tropical andes

Among the mountain regions of the world the Andean highlands have a unique position. They show the highest elevation in subtropical-tropical latitudes and are populated for centuries. Strong sun-shadow contrasts and day-night thermal differences exist. The annual range of temperature is larger at 4, 000 m than at sea level. The atmospheric humidity is not so much a function of elevation than of the prevailing climatic regime and is characterized by large differences in space and time. The values of the cooling power are similar to those in the lowlands of the mid-latitudes and have a small daily range due to the high day-time temperatures and low nighttime wind speeds. At these altitudes the regular but especially the irregular pressure variation may assume major significance for the appearance of mountain sickness. Possible bioclimatic classifications have to specify if they refer to adjusted aboriginals, acclimatized residents, or casual travelers.

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Zusammenfassung Das andine Hochland hat seine höchsten Erhebungen in subtropisch-tropischen Breiten und ist seit alters her bevölkert. In diesen Höhenlagen können die regelmässigen, vor allem aber die unregelmässigen Druckschwankungen für das Auftreten der Bergkrankheit bedeutungsvoll werden. Die Unterschiede zwischen Sonne und Schatten und zwischen Tag und Nacht vor allem in der Trockenzeit und in den subtropischen Wüstengebieten sind besonders stark ausgeprägt. Das Altiplano zeigt eine grössere Jahresschwankung der Temperatur als das Tiefland. Die Luftfeuchtigkeit hängt nicht so sehr von der Meereshöhe als von den jeweiligen klimatischen Bedingungen ab und zeigt grosse Schwankungen im Jahresablauf und von Ort zu Ort. Die Werte der Abkühlungsgrösse sind nicht sehr verschieden von denen im Tiefland der gemässigten Breiten. Sie zeigen eine geringe Tagesschwankung wegen der tagsüber hohen Temperaturen und der schwachen Winde während der Nacht. Bioklimatische Klimaklassifikationen dieses Gebietes müssen für die eingeborene Bevölkerung, akklimatisierte Bewohner aus anderen Klimagebieten oder kurzfristige Besucher aus dem Tiefland definiert werden.

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Resume Les Andes occupent une position unique parmi les régions montagneuses du globe. Elles offrent les sommets les plus élevés des latitudes subtropicales et sont peuplées depuis la plus haute antiquité. On y trouve des contrastes importants entre le soleil et l'ombre ainsi que des écarts de température marqués entre le jour et la nuit. La variation annuelle de température y est plus prononcée à 4.000 m d'altitude qu'au niveau de la mer. L'humidité atmosphérique y est moins une fonction de l'altitude que du régime climatique. Elle est donc caractérisée par des différences marquées tant dans l'espace que dans le temps. Les valeurs du pouvoir réfrigérant sont voisines de celles de contrées plus basses des latitudes moyennes et présentent de faibles variations journalières en raison des hautes températures diurnes et des faibles vents nocturnes. A ces altitudes, les variations régulières, mais surtout irrégulières de la pression sont de la plus haute importance pour l'apparition du mal de montagne. Il est nécessaire de définir trois catégories dans la classification bioclimatique de ces régions: les indigènes, les résidents acclimaté provenant d'autres régions; les gens venant de la plaine et qui n'y séjournent que passagèrement.

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Parts of this paper were presented during the Fifth International Biometeorological Congress, 1–7 September 1969, Montreux, Switzerland.     

Zur Frage der Wanderschwarmbildung bei Tagfaltern als subsoziales Phänomen

Zusammenfassung Von den in weiten Teilen Europas bodenständigen Rhopaloceren weistPieris brassicae aus der Familie derPieridae eine auffallende Tendenz zur Wanderschwarmbildung auf. Gemeinsames Wandern ist jedoch nicht Voraussetzung für die Ueberwindung grösserer Distanzen; vielmehr wandert der Grosse Kohlweissling ebenso auch einzeln. Im Gegensatz hierzu konnten bei den MitwindwanderenAglais urticae undInachis io aus der Familie derNymphalidae entsprechende subsoziale Effekte nicht festgestellt werden, obwohl beide Arten ebenso wiePieris brassicae in Mitteleuropa zur Massenvermehrung kommen. Ueber gemeinsames Wandern beiVanessa atalanta liegen keine Hinweise vor. Dies überrascht nicht, wenn man bedenkt, dass die Populations-dichte dieses Falters allgemein gering ist. Im Freilandexperiment wurde daher die Bereitschaft zur Schwarmbildung durch Aussetzen markierter Falter zu je 1000 Stück getestet, ohne dass jedoch ein Nachweis für gemeinsames Wandern erbracht werden konnte. Die Versuche bestätigen, dassVanessa atalanta in die Gruppe der Einzelwanderer einzuordnen ist.

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Résumé Parmi les Rhopalocères répandus dans la plus grande partie de l'Europe, laPieris brassicae de la famille des Piérides présente une tendance particulière à la formation d'essaims migrateurs. Pourtant la migration collective n'est pas une condition pour franchir d'assez grandes distances; bien plus cette espèce peut également migrer en solitaire. Par contre, parmi les migrateurs qui volent dans le vent (Aglais urticae etInachis io de la famille des Nymphalides) on n'a pas pu constater d'effets correspondants présociaux, quoique ces deux espèces tout commePieris brassicae puissent se reproduire en masse dans l'Europe continentale. Nous n'avons aucun renseignement sur une migration collective éventuelle de laVanessa atalanta. Cela ne surprend pas quand on sait que la densité de la population de ce papillon est généralement petite. Lors d'expériences faites à ciel ouvert on a testé en lâchant des papillons marqués par groupes de mille, qu'ils étaient capables de se constituer en essaim, sans avoir pu fournir la preuve d'une migration commune. Les essais prouvent qu'il faut ranger laVanessa atalanta dans le groupe des migrateurs solitaires.

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Herrn Dr. H. Wolf zum 60. Geburtstag.     

Instrumentation for a transect study of microclimate with special reference to the value of time-lapse photography in agricultural meteorology

A transect study of microclimate over the College Farm, University College of Wales, Aberystwyth, showed that the erection and maintenance of an auto-recording anemometer transect over a period of two years was justified when data collected served multiple requirements in a series of parallel studies. In recording effects of weather on the behaviour of livestock, time-lapse photography provided an inexpensive medium for sampling, recording, duplicating and presenting data.

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Zusammenfassung Eine Querschnittsuntersuchung des Mikroklimas der College Farm, University College of Wales, Aberystwyth, zeigte, dass die Aufstellung und Unterhaltung eines registrierenden Windmessers über einen Zeitraum von zwei Jahren zu rechtfertigen ist, wenn die gesammtelten Messdaten in einer Serie paralleler Untersuchungen vielfach benutzt werden. Für die Untersuchung der Wirkung des Wetters auf das Befinden eines Viehbestands lieferte die fortlaufende fotografische Registrierung ein billiges Mittel für die Erprobung, Sammlung, Vervielfältigung und Aufbereitung von Messdaten.

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Resume L'étude d'une coupe microclimatique de la ferme d'étude de l'"University College of Wales" â Aberystwyth a montré que l'installation et l'entretien d'un anémographe pour une durée de deux ans se justifiait pour autant que les relevés qu'on y effectue soient utilisés plusieurs fois dans une série d'essais parallèles. Dans la recherche de l'influence du temps sur le bien-être d'un troupeau, l'enregitrement photographique périodique s'est avéré un moyen assez bon marché pour le relevé,l'enregistrement, la copie et la présentation des données de base.

     

Stehen erkrankungen und Totenfall der bienen im Winter im Zusammenhang mit Witterungsfaktoren?

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, wie hoch die Ausfälle bei Bienenvölkern im Verlauf des Winters sind und wieviele Bienen davon nachweislich erkrankt waren.Es konnte festgestellt werden, dass die Verluste im Vergleich zur Gesamtstärke der Völker sehr niedrig liegen und dass von den Toten nur ein verhältnißmäßig geringer Teil eine Erkrankung zeigte.Die Verteilung der Todesfälle auf die einzelnen Wintermonate zeigt ein starkes Austeigen gegen das Frühjahr zu, was auf ein Nachlassen der Widerstandskraft der Bienen schließen lässt. Die Möglichkeit einer Wirkung von Luftkörpern, vielleicht infolge der Temperaturverhältnisse, auf die Sterblichkeit zeigt sich durch das Ansteigen der Ausfälle bei polarer Kaltluft.Außerdem tritt eine Häufung von Todesfällen bei Kaltfrontdurchgängen auf, wogegen bei Warmfronten eher das Gegenteil zu finden war. Auch die Anzahl der kranken, toten Bienen scheint in einem Zusammenhang mit Frontdurchgängen zu stehen, doch reicht die Menge des statistischen Materials noch nicht aus, um diesen Zusammenhang zu sichern. Nosema z. B. zeigt einen Gipfel ebenfalls bei Kaltfrontdurchgängen. Tote Bienen, die einen Pilzbefall aufwiesen, fand man vermehrt nach WF und vor KF, also im Warmsektor.Im Verlauf der Untersuchungen zeigte sich, daß manche Bienen kurz vor ihrem Tode noch den Stock aktiv verlassen, um sich wahrscheinlich von der Gemeinschaft ihres Volkes zum Sterben zurückzuziehen.An Hand der Untersuchungsergebnisse ist es auch als wahrscheinlich anzunehmen, daß beim Unterschreiten einer bestimmten Größe der Wintertraube (evtl. durch Ausfälle), ein stärkerer oder je nach Anzahl der Bienen evtl. auch geringerer Kälteeinbruch zu hohen Verlusten und sogar zur Vernichtung des ganzen Volkes führen kann.

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Summary In the present paper an attempt has been made to investigate how high a proportion of bees are lost from colonies during the course of the winter, and how many of these bees could be proved to have fallen ill.In comparison with the total strengh of the colonies, the losses are on an average very low, and of these, again, only a small proportion showed illnes. Towards spring a sharp increase in the number of deaths per month is noticeable, which may be attributed to the flagging resistance of the bees. There exists the possibility of the action of air masses, perhaps as a result of particular temperature conditions.During the passing of cold fronts there was an increase in the number of deaths, but with warm fronts rather the reverse. Nosema likewise showed a peak during the passing of cold fronts. Dead bees with fungus disease were more numerous after warm fronts and before cold fronts.Many bees leave the hive of their own accord, shortly before their death, probably in order to die away from the society of the colony.If the size of the winter cluster falls below a certain level (due possibly to losses), a cold wave leads to high losses and even to extermination of the entire colony.

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Résumé Dans le présent travail, l'auteur examine le taux de mortalité dans une colonie d'abeilles au cours de l'hiver. Il s'intéresse, en outre, à déterminer le nombre d'abeilles mortes par suite de maladie.Comparativement au nombre total de la population d'une ruche, les pertes sont, en moyenne, très petites. Des signes de maladie n'ont pu être constatés que sur une partie insignifiante du total des abeilles mortes. Vers le printemps, la moyenne mensuelle de la mortalité monte d'une façon assez forte, ce qui peut s'expliquer par l'affaiblissement de la force de résistance des abeilles. Cela peut être également dû à l'influence du changement des qualités de l'air par suite de conditions particulières de température.Au passage de courants d'air froid, la mortalité s'accroît; au passage de courants d'air chaud, c'est plutôt le contraire qui se produit. De même les cas de nosema atteignent leur maximum au passage des courants froids. Par contre on trouve des abeilles mortes, avec des signes de mycose, surtout après le passage de courants chauds et avant les courants froids.Juste avant la mort, beaucoup d'abeilles quittent d'elles-mêmes la ruche et se retirent pour mourir en dehors de la communauté de la colonie.Quand la grappe d'hivernage (par exemple par suite de la mortalité des abeilles) se réduit en dessous d'un certain minimum, une brusque baisse de température peut causer de grandes pertes ou bien même aboutir à la destruction complète de la colonie.

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Herrn Prof. Dr. K. v. Frisch und Frau Prof. Dr. R. Beutler danke ich für ihr Entgegenkommen, das mir die Durchführung der Versuche ermöglichte, ferner gilt mein Dank Herrn Veterinärrat Dr. Wojtek von der Bayer. Landesanstalt für Tierseuchenbekämpfung, für seine Mithilfe bei der Feststellung der Krankheitsbefunde. Ebenfalls danke ich der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit deren Hilfe die Untersuchungen beendet werden konnten.     

Reproductive efficiency in relation to colony size in hymenopterous societies

Summary Censuses showing the numerical relations between adults and immature stages are presented for numerous colonies of social Hymenoptera. Emphasis is placed on primatively social forms having colonies of very few individuals and lacking a worker caste or having such a caste only feebly differentiated. Evidence is presented for considering the number of immature individuals in a colony as an index of the ability of the adult females (queens and workers) of the colony to produce reproductives of the next generation. The censuses therefore relate colony size (number of adult females) to reproductive potentiality. It is not surprising that in all species the number of immature individuals rises with the number of females in the colony.When the immature stages are measured in numbers of individuals, it can be seen that the number of young rises slowly in relation to increases in number of females (mostly workers),i. e., the curves are rather flat if the same units of measurement are used for both x and y axes. Therefore a relatively large increase in worker number is associated with any increase in production of reproductives of the next generation. (A possible exception occurs inPseudagapostemon which lacks a worker caste.)When numbers of immature stages in a series of colonies of a species are divided by the number of females (queens and workers) in each colony to determine the efficiency of those females in rearing young, it is found that the efficiency per adult female is usually greater the smaller the colony, and that in those primitively social forms which sometimes live as lone individuals, it is these isolated females that produce the most progeny per female. Behavioral social interactions causing deminishing efficiency with increasing colony size must be common.Since higher reproductivity per female is attained by lone individuals rather than by those in groups, selection among egg-layers in small primitive social groups and in early season groups, when worker action is absent or minimal, may be partly responsible for the fact most social insects have colonies with only one queen. Such differential selection may partially explain the fact that colonies of bees typically contain only a single queen in spite of the belief that at least some of them arose phylogenetically through aggregations instead of through subsocial family groups. Other reasons for the frequency of colonies with one rather than many queens are probably more important and include the ease of establishment of a colony by a lone queen, the simplicity of caste controlling mechanisms if the number of functional queens is limited to one as contrasted to the complications if some additional queens are allowed, and various reasons related to selection and intracolonial competition as suggested in the text.

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Zusammenfassung Die zahlenmässigen Beziehungen zwischen den Imagines und den jugendlichen Stadien werden für zahlreiche Nestpopulationen von sozialen Hymenopteren aufgezeigt. Besonders berücksichtigt sind dabei primitiv soziale Formen, die kleine Nestpopulationen und keine oder eine nur schwach entwickelte Arbeiterinnenkaste besitzen. Es wird gezeigt, dass die Anzahl der jugendlichen Individuen in einem Nest als Index für die Fähigkeit der erwachsenen Weibchen (Königinnen und Arbeiterinnen) Geschlechtsformen der nächsten Generation zu erzeugen gewertet werden darf. Die Zahlen zeigen daher die Beziehungen zwischen der Grösse der Kolonie (Anzahl der erwachsenen Weibchen) und dem Fortpflanzungspotential. Es ist nicht überraschend, dass in allen Arten die Anzahl der jugendlichen Individuen mit der Anzahl der Weibchen in einer Kolonie steigt.Wenn die Anzahl der jugendlichen Individuen gegen die Anzahl der erwachsenen Weibchen aufgetragen wird, so zeigt sich, dass die Anzahl der Jungen mit wachsender Anzahl von Weibchen (zumeist Arbeiterinnen) langsam ansteigt, d. h. ziemlich falche Kurven werden erhalten. Eine verhältnismässig starke Erhöhung der Arbeiterinnenzahl ist mit einer erhöhten Produktion von Geschlechtstieren für die nächste Generation verbunden (Eine Ausnahme darf möglicherweise inPseudagapostemon gesehen werben, in der eine Arbeiterinnenkaste fehlt).Wenn die Anzahl der jugendlichen Individuen pro Nest durch die Anzahl von erwachsenen Weibchen (Königinnen und Arbeiterinnen) pro Nest geteilt wird um die Leistungsfahigkeit der Weibchen in der Produktion von Nachwuchs zu bestimmen, so stellt sich heraus, dass die Produktionsfähigkeit eines Weibschens um so grösser ist je kleiner die Kolonie ist. Es sind gerade die zeitweise einsamen Weibchen von primitiv sozialen Formen die die meiste Nachkommenschaft pro Weibchen produzieren. Soziale Wechselbeziehungen, die eine Verringerung jener Leistungsfähigkeit mit steigender Koloniegrösse hervorrufen, muss weit verbreitet sein.Da eine erhöhte Fortpflanzungsfähigkeit pro Weibchen eher in einsamen Weibchen erreicht wird als in solchen die in Gruppen leben, muss Selektion unter den Eierlegern in den zahlenmässig schwachen primitiv sozialen Nestverbanden und in den Frühjahrsstadien von anderen Nestpopulationen die dann keine oder wenige Arbeiterinnen haben, teilweise fur die Tatsache verantwortlich sein, dass die meisten sozialen Insekten nur eine Königin pro Volk besitzen. Eine solche differentielle Selektion mag zum Teil die Tatsache erklären, dass im typischen Fall Bienen nur eine Königin besitzen obwohl angenommen wird, dass sich zumindest einige der sozialen Bienen phylogenetisch eher von Aggregationen als von subsozialen Familienverbänden ableiten. Andere Gründe für die Häufigkeit von Arten mit nur einer Königin sind vielleicht ausschalaggebender; jene schliessen mit ein die relative Leichtigkeit der Koloniegründung durch nur ein Weibchen, die Einfachheit des Mechanismus fur die Regulierung der Kastenstärke durch nur ein Weibchen im Gegensatz zur Kompliziertheit im Falle von mehreren Königinnen, und verschiedene andere Gründe, die mit Selektion und Konkurrenz zwischen den Kolonien zu tun haben und im Text näher dargelegt sind.

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Résumé Des chiffres indiquent les rapports numériques qui existent entre les stades adulte et larvaire chez de nombreuses colonies d'Hyménoptères sociaux. L'étude porte principalement sur des formes de sociétés primitives constituées par des colonies réduites à quelques individus et dont la caste ouvrière est inexistante ou peu différenciée. Il est montré que, dans une colonie, le nombre d'individus à l'état larvaire peut être un indice de la capacité, pour les femelles adultes (reines et ouvrières), à produire les sexués de la génération suivante. Les chiffres établissent donc un rapport entre la taille de la colonie (nombre de femelles adultes) et le pouvoir reproducteur. Il n'est pas étonnant que, chez toutes les espèces, le nombre d'individus à l'état larvaire s'élève avec le nombre de femelles dans la colonie.Lorsque l'on compte les individus à l'état de larves, on constate que le nombre de jeunes s'élève lentement par rapport à l'accroissement du nombre des femelles (ouvrières pour la plupart), c'est-à-dire que les courbes sont peu expressives si l'on utilise les mêmes unités de mesure pour les 2 axes x et y. Donc, à un accroissement relativement important du nombre des ouvrières, correspond un accroissement variable dans la production des sexués de la génération suivante. (Exception faite peut-être pourPseudagapostemon qui n'a pas de caste ouvirère).Lorsque, dans une série de colonies d'une espèce déterminée, on divise le nombre de larves par le nombre de femelles (reines et ouvrières) afin de déterminer les capacités nourricières des femelles dans chaque colonie, on constate que ces capacités sont d'autant plus grandes pour chaque femelle adulte que la colonie est plus petite; et que dans ces formes de sociétés primitives qui ne comprennent parfois que des individus solitaires, les femelles isolées sont celles qui ont la plus forte descendance par individu. Il est probablement courant que les interactions du comportement social provoquent une diminution des capacités lorsque la colonie s'accroît. Etant donné que le pouvoir reproductif par individu est plus élevé lorsque les femelles sont isolées que lorsqu'elles sont groupées, la sélection parmi les pondeuses de petits groupes sociaux primitifs, tôt dans la saison, lorsque l'activité ouvrière est nulle ou à son minimum, est sans doute une des raisons pour lesquelles la plupart des insectes sociaux forment des colonies à une seule reine. Cette sélection différentielle peut expliquer en partie que des colonies d'abeilles ne contiennent habituellement qu'une reine en dépit du fait que, au moins une certain nombre d'entre elles, proviennent génétiquement de groupes collectifs et non de familles subsociales. Les autres raisons auxquelles on peut attribuer la fréquence des colonies à une plutôt qu'à plusieurs reines, sont sans doute plus importantes: ce sont la facilité de s'établir pour une colonie à reine unique, la simplification des mécanismes de contrôle de caste lorsque le nombre des reines actives est limité à une, opposée aux complications qui surgissent à l'admission d'autres reines, d'autres raisons diverses, liées à la sélection et à la compétition entre les colonies sont suggérées dans le texte.

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Contribution number 1117 from the Department of Entomology, the University of Kansas, Lawrence, Kansas.

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The preparation of this paper was facilitated by a grant (No. G 11967) from theNational Science Foundation. I wish to thank Dr. RobertR. Sokal for valuable criticism of the paper; Drs.C. L. Farrar andF. E. Moeller of the U. S. Department of Agriculture, Madison, Wisconsin, and Dr.W. E. Laberge of the University of Nebraska for helping me to. obtain certain data, especially unpublished data, on honeybees and bumblebees.     

A biometeorological time scale for a cereal crop involving day and night temperatures and photoperiod

A mathematical equation is suggested which relates rate of development of a wheat crop to photoperiod and to day and night temperatures. The model takes into consideration lower and upper critical limits and the optimum value of each of these three environmental factors. Coefficients in the model were evaluated by a special iterative regression technique using a set of crop data gathered at several stations across Canada over a 5-year period. Reproducibility of results was demonstrated by using a second of test data from the same stations for a second 5-year period as well as by using a third set of completely independent data from the Argentine.This model (called a triquadratic model)was compared with three others: model 1 based on the average rate of development, model 2 based on the simple heat unit concept and model 3 based on the photothermal concept.It was found to be superior to these three models as an estimator of the influence of the environmental factors on the rate of development of a wheat crop for all three sets of data. Integration of the equation on a day by day basis gives an indication of the daily rate of progress towards maturity as influenced by the environment thus resulting in a biometeorological time scale.

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Zusammenfassung Es wird eine mathematische Gleichung vorgeschlagen, die die Entwicklung eines Weizenbestandes zur Strahlungsdauer und zu den Tag- und Nachttemperaturen in Beziehung setzt. Das Modell berücksichtigt untere und obere kritische Grenzen sowie den optimalen Wert für jeden dieser drei Faktoren der physikalischen Umgebung. Die Koeffizienten des Modells wurden durch eine spezielle iterative Regressionstechnik berechnet, die eine Reihe von phänologischen Daten von mehreren, über ganz Kanada verteilten Stationen aus einer 5-jährigen Periode benutzt. Die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse wurde anhand einer zweiten Serie von Testdaten von den gleichen Stationen aus einer anderen 5-Jahresperiode sowie durch Einbeziehung einer dritten völlig unabhängigen Serie aus Argentinien nachgewiesen. Dieses Modell (ein sogen. triquadratisches Modell) wurde mit 3 anderen verglichen: Modell 1 basierte auf dem Durchschnittsbetrag der Ertragsentwicklung, Modell 2 auf einem einfachen Temperatursummenkonzept und Modell 3 auf der Strahlungswärme. Es ergab sich, dass unser Modell als ein Weg zur Abschätzung des Einflusses der Umgebungsfaktoren auf die Entwicklung des Weizenertrage aller drei Serien besser war als die genannten drie Modelle. Die Ergänzung der Gleichung auf der Tag- für -Tag-Basis liefert einen Hinweis auf den täglichen Zuwachs in Richtung auf die Reife,wie er durch die physikalische Umwelt beeinflusst wird, und damit eine biometeorologische Zeitskala.

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Resume On propose ici une équation mathématique qui met en relation le développement d'une culture de blé d'une part, la photo-périodicité et les températures diurnes et nocturnes d'autre part. Le modèle tient compte des limites critiques supérieure et inférieure ainsi que de la valeur optimum de chacun de ces trois facteurs du milieu ambiant. Les coefficients du modèle ont été évalués selon une technique spéciale de régression interative dans laquelle on a fait intervenir des observations recueillies durant 5 ans en plusieurs endroits du Canada. On a démontré ensuite que les résultats ainsi obtenus étaient reproduisibles en se servant d'autres données provenant cette fois d'une part des mêmes stations, mais pour une autre période de 5 ans, d'autre part d'une troisième série d'observations absolutement indépendantes recueillies en Argentine. Ce modèle (appelé triquadratique) a été confronté à trois autres: un modèle basé sur le degré moyen de développement des plantes, un deuxième tenant compte uniquement de l'idée des degrés-jours, un troisième enfin se référant à l'indice photo-thermique. On a trouvé que le modèle développé initialement était supérieur aux trois autres pour déterminer l'influence des facteurs du milieu ambiant sur le taux de développement d'une culture de blé déterminé et cela pour les trois séries d'observations. L'intégration au jour le jour de l'équation indique le degré journalier de maturité en partant des influences du milieu,en d'autres termes selon une échelle biométéorologique du temps.

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Plant Research Institute Contribution No. 665.