Induction of supernumerary molting by starvation in Manduca sexta larvae

Studies were carried out on the effects of prolonged starvation on the development of fifth- (last-) instar larvae of the tobacco hornworm Manduca sexta. Following ecdysis, larvae were starved for varying lengths of time and subsequently fed normal diet. The percent of starved larvae molting to sixth instars increased, while the percent survival decreased with increasing length of the starvation period. When larvae were provided with agar as a source of water during the starvation period, the percent survival increased, but the percent undergoing supernumerary molting decreased. The optimal condition for maximum survival and supernumerary molting appeared to be 3 days of starvation with 0.5–1.0 g of agar provided on day 0. The endocrine basis for the supernumerary larval molt induced by starvation is briefly discussed.

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Zusammenfassung Es wurden Studien durchgeführt über die Effekte längeren Hungerns auf die Entwicklung des fünften (letzten) Larvenstadiums bei Manduca sexta. Nach der Häutung wurden die Larven während unterschiedlicher Zeit ohne Nahrung gelassen und dann mit normalem Futter versehen. Der Prozentsatz Häutungen für ein sechstes Larvenstadium nahm mit der Dauer des Hungerns zu, während die Ueberlebensrate abnahm. Wenn Agar als Quelle für Wasser gereicht wurde, wurden beide Effekte vermindert. Die optimalen Verhältnisse für maximales Überleben und zusätzliches Häuten scheinen bei 3 Tagen Hunger mit 0.5–1.0 Gramm Agar am Tage 0 zu sein. Die endokrinologische Basis für die zusätzliche Larvenhäutung wird kurz diskutiert.

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Supported by grants from NSF (PCM 77-25417) and from Organized Research, Texas A & M University.     

The role of the maxillary and labial palps in the feeding behaviour of Schistocerca gregaria

The role of the maxillary and labial palps in the initiation and maintenance of feeding has been analysed in female fifth-instar nymphs of Schistocerca gregaria. The ability to perceive single chemicals prior to feeding and to feed to repletion on them is markedly reduced in the absence of the palps. Increasing the sensory input of suboptimal diets by providing an attractive odour results in an increased meal length in insects without palps but not in controls.Insects without their palps reared on a diet of lettuce and bran eat relatively less bran and more lettuce than do the controls, although the total volume of food ingested is the same. The smaller dry weight of food consumed as a result of this greater lettuce intake results in a significantly smaller dry weight gain over the fifth instar.

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Zusammenfassung Bei Fünftlarven von Schistocerca gregaria wurde analysiert, welche Rolle die Maxillar- und Labialpalpen beim Frassbeginn und während des Fressens spielen. Palpenlose Insekten nahmen einzelne Chemikalien vor dem Fressen weniger wahr und frassen auch weniger als Kontrolltiere. Die sensorische Qualität suboptimalen Futters konnte durch einen attraktiven Geruch verbessert werden, was zu verlängerter Fresszeit bei palpenlosen Insekten, nicht aber bei Kontrolltieren, führte.Palpenlose Insekten, die auf einer Diät von Salat und Kleie gehalten wurden, frassen weniger Kleie und mehr Salat als Kontrolltiere, wobei das Volumen der aufgenommenen Nahrung gleich blieb. Durch den erhöhten Salatkonsum wurde die Trockensubstanzmenge der aufgenommenen Nahrung vermindert. Als Folge davon nahmen die Tiere während des fünften Larvenstadiums gesichert weniger an Trockensubstanz zu als Kontrolltiere.

     

Induction of specific food preference in lepidopterous larvae

Last instar larvae of Manduca sexta (Johanssen) and Heliothis zea (Boddie), fed on different host plants or on artificial diet, and then tested individually, have shown clear preference for the plant previously eaten. This induced preference is specific for the inducing plant species and is not merely a change in the insect's general threshold of food acceptability. The extent to which preference can be induced by various host plants differs considerably. No induction is possible with plants outside the insect's host range. In larvae fed on artificial diet preference to a given host plant can be induced even by a one-day feeding on it. A preference once induced is not wiped out by two larval moults and subsequent feeding on an artificial diet. Thus it is supposed that the information serving as a basis for the induced feeding habit is stored in the central nervous system. The possible ecological significance of the induced preference is discussed.

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Zusammenfassung Larven des letzten Entwicklungsstadium von Manduca sexta (Sphingidae) und Heliothis zea (Noctuidae), die an verschiedenen Wirtspflanzen gezüchtet wurden, bevorzugten in individuellen Nahrungswahlversuchen jene Pflanzenarten, an welchen sie sich entwickelten. Diese induzierte Präferenz ist spezifisch für die induzierende Pflanzenart und nicht einfach eine allgemeine Verschiebung der Reizschwelle für Frass- bzw. Vergällungsstoffe. Die Stärke der durch verschiedene Wirtspflanzen induzierten Präferenz variierte von Pflanze zu Pflanze erheblich. Es war nicht möglich, Präferenz für eine Pflanzenart ausserhalb des Wirtspflanzenkreises zu induzieren. In den an künstlicher Nahrung gezüchteten Raupen entwickelte sich die Präferenz für eine gegebene Wirtspflanze bereits während einer eintägigen Ernährung an derselben. Die einmal erworbene Präferenz wurde selbst durch zwei Häutungen und Ernährung mit künstlicher Nahrung nicht ausgelöscht. Demnach wird angenommen, dass die als Basis für die induzierte Präferenz dienende Rezeptoreninformation im Zentralnervensystem gespeichert wird. Die wahrscheinliche ökologische Bedeutung der induzierten Präferenz wird besprochen.

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Supported by National Institutes of Health grant NB 07069-01.     

Effects of flea beetles on the yield of radish

The yield of dry matter of radish attacked by adult flea beetles in the field was negatively and linearly related to the number of feeding lesions/unit area of leaf, when both sets of values were transformed logarithmically. The nature of the relationship is discussed.

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Zusammenfassung Die Beziehungen zwischen der Anzahl erwachsener Erdflöhe, Verletzungen der Rettichblätter und dem Ertrag an Wurzeln und Blättern wurde untersucht. Da die Käfer sehr lebhaft sind und es daher im Freiland schwierig ist, ihre jeweilige Anzahl zu erfassen, wurde der Befall durch Auszählen der Löcher geschätzt, die ihr Fraß an den Blättern erzeugt. Die Anzahl der Löcher pro Pflanze stand weder zur Blattfläche noch zum Trockengewicht der Pflanzen in Beziehung, aber die Anzahl Löcher pro cm² Blattfläche bei der Ernte war mit dem Ertrag an Trockensubstanz negativ linear korreliert, wenn beide Wertreihen logarithmisch transformiert wurden. Der Einfluß der Löcher auf den Ertrag war dichteabhängig, d.h. die einzelnen Löcher hatten einen relativ größeren Effekt auf den Ertrag, je geringer ihre Anzahl pro cm² Blattfläche war. Diese Beziehung wurde mit früher veröffentlichten Ergebnissen der Verfasser über die Fraßwirkung der Larven von Phaedon cochleariae und Plutella maculipennis auf Retticherträge verglichen, wobei sich eine negative lineare Beziehung zwischen Anzahl der Insekten und Ertrag ergeben hatte. Es wird daraus geschlossen, daß die Unterschiede in der Beziehung zwischen den quantitativen Ausmaßen des Befalls und dem Ertrag bei diesen beiden Schädlingen und den Erdflöhen lediglich die verschiedenen Methoden der Erfassung des Befalls widerspiegeln, nicht aber auf unterschiedlichen Reaktionen der Wirtspflanzen gegenüber der Beschädigung durch verschiedene Insekten beruhen.

     

Der Kohlehydratstoffwechsel der Panseninfusorien und die Bedeutung der grünen Pflanzenteile für diese Organismen

Zusammenfassung An frisch entnommenem oder im Thermostaten aufbewahrtem Panseninhalte von Schafen wurde zu verschiedenen Zeiten nach verschiedenartiger Fütterung des Wirtstieres die Aufnahme und Verarbeitung der Nahrung durch die Panseninfusorien mikrochemisch verfolgt. Es lassen sich dabei, unter Zuhilfenahme der Fütterung der Infusorien im Thermostaten, der Vorgang der Nahrungsaufnahme und besonders der Kohlehydratstoffwechsel mikroskopisch beobachten. Stärkekörner werden als Ganzes aufgenommen und innerhalb des Nahrungssackes arrodiert und aufgelöst; dafür tritt im Ektoplasma Ablagerung von Glykogen auf. Diese erfolgt auch bei Fütterung mit Traubenzucker oder Milchzucker. Das Glykogen wird bei mangelnder weiterer Nahrungszufuhr sehr bald wieder aufgelöst und im ZellstoffWechsel verarbeitet.Im Gegensatze zu der gierigen Aufnahme von Stärke wird tierisches Eiweiß von den Infusorien nicht aufgenommen. Stets aber finden sich in ihrem Zelleibe normalerweise Bruchstücke pflanzlicher Nahrung und besonders grüne Pflanzenteile, ohne deren Aufnahme seitens des Wirtstieres die Infusorien aus dem Pansen verschwinden, um sich mit ihrer Neuaufnahme wieder einzustellen. Auch die grünen Pflanzenteile, die mit ihrem Bestand an Chlorophyll und Zellulose ebenfalls sowohl im Pansen wie auch von im Thermostaten aufbewahrten Infusorien aufgenommen werden, Werden im Innern der Infusorien in charakteristischer Weise verändert und aufgelöst.     

Zur Analyse der Belichtungspotentiale des Insektenauges

Zusammenfassung Bei Calliphora erythrocephala wurden die Belichtungspotentiale nach schrittweiser, operativer Entfernung der optischen Ganglien untersucht. Es wurde eine Reihe von Belichtungspotentialen erhalten, deren positive Anteile mehr und mehr zurücktreten, je mehr von den optischen Ganglien entfernt ist.Das Belichtungspotential der, isolierten Retina ist monophasisch und rein negativ (Abb. 13). Es gleicht in seiner Form den Kurven, die sich beim intakten Auge aus der Höhe der Aus-Effekte in Abhängigkeit von der Reizdauer ergeben, und den monophasischen Potentialen, wie sie bei Insekten mit geringem zeitlichem Auflösungsvermögen des Auges (Dytiscus, Tachycines) und bei Limulus gefunden wurden.Das diphasische Belichtungspotential von Calliphora und der Imago von Aeschna kommt durch das Zusammenwirken einer negativen, retinalen und einer oder mehrerer positiver, aus den optischen Ganglien stammender Komponenten zustande.Das negative Potential der Retina ist das Generator- und Steuerpotential für die positiven ganglionären Potentiale.Die positiven Komponenten entstehen im wesentlichen im Ganglion opticum I, und zwar mit großer Wahrscheinlichkeit die schnellen Phasen in den Lokalzellen der inneren Körnerschicht, die langsamen in den Ganglienzellen der äußeren Körnerschicht.Den positiven, ganglionären Potentialen wird eine restitutive Wirkung auf die infolge des Lichtreizes depolarisierten Sinneszellen der Retina zugeschrieben.Bei Aeschna cyanea nähert sich während der larvalen Entwicklung die Lamina ganglionaris (= Ganglion opticum I) der Retina (Abb. 19). Parallel mit dieser Annäherung geht das zunächst monophasische Belichtungspotential der jungen Larve in ein diphasisches über, das am vollkommensten bei der Imago ausgebildet ist. Zugleich nimmt die Trägheit des Auges ab (Verschmelzungsfrequenz bei der jungen Larve 40, bei der Imago 170 Lichtreize/sec).Für die Primärvorgänge im Auge der Insekten lassen sich folgende Annahmen durch die Versuchsergebnisse begründen : Der Initialvorgang ist die Lichtabsorption in einem Sehstoff. Dieser zerfällt bei Belichtung nicht. Die Empfindlichkeit der Sehzellen (ihr Adaptationszustand) hängt nicht — wie bei den Wirbeltieren — von der vorhandenen Menge an Sehsubstanzen ab, sondern von dem Abstand des Erregungsniveaus der Retinazellen vom Ruhewert. Die Höhe des Erregungsniveaus ist durch die Höhe des negativen Potentials der Retinazellen meßbar. Bei gleicher Reizintensität stellt sich nach einer gewissen Reizdauer stets die gleiche Höhe des Erregungsniveaus ein. Dieser Adaptationsvorgang kann durch restitutive (repolarisierende) Potentiale erheblich beschleunigt werden. Sie entstehen wahrscheinlich in der Lamina ganglionaris und breiten sich elektrotonisch retinawärts aus. Diese elektrotonischen Potentiale haben an den Sinneszellen selbst nur dann eine ausreichende Größe, wenn der Abstand zwischen Retina und Lamina ganglionaris klein ist.Die Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft durchgeführt. Wir danken ferner Herrn Prof. Dr. R. W. Pohl, der in der Werkstatt des I. Physikalischen Institutes der Universität Göttingen Apparate für den Versuchsaufbau herstellen ließ.     

Über das Suchen nach verstecktem Futter bei einigen Procyoniden und einem Eichhörnchen

Zusammenfassung Es wurden diesmal an zwei Nasenbären, zwei Waschbären und einem Eichhörnchen Versuche wiederholt, die früher mit einigen Affen und Haltaffen angestellt waren, und bei welchen vor den Augen der Tiere Futter in einer bestimmten Weise versteckt wurde. Es wurde dabei geprüft, ob die Tiere das Futter noch suchten und ob sie dann imstande waren, primär oder sekundär die Handlung auszuführen, die ihnen das Futter zurückbrachte, mit anderen Worten, ob sie mit primärem oder sekundär erworbenem Verständnis die Situation beherrschten. Die Ergebnisse dieser Versuche sowie den Vergleich mit den früheren Tieren findet man in den drei Tabellen zusammengefaßt.     

Zur Brutbiologie vonThraupis episcopus in Surinam

Zusammenfassung Thraupis episcopus gehört in Surinam zu den gemeinsten Singvogelarten und kommt in der Parklandschaft und in Gärten zahlreich vor. Die Nahrung ist sowohl pflanzlich (Früchte und Beeren) wie tierisch (Insekten). In allen Monaten des Jahres sind Nester mit Eiern zu finden. Es werden mindestens zwei Bruten gemacht. Das Nest wird von beiden Geschlechtern gebaut. Das Gelege besteht meist aus 2 Eiern, 3er-Gelege sind selten, es kommen sogar Gelege mit nur einem Ei vor.Nur das Weibchen brütet, es wird vom Männchen nicht gefüttert. Die Brutdauer beträgt 14 Tage.Beide Gatten füttern die Jungvögel aus dem Schnabel mit Beeren und Insekten. Die tägliche Gewichtszunahme eines Jungvogels wurde ermittelt und eine Übersicht der Huderzeiten und Futterfrequenz pro Stunde während 15 Beobachtungsstunden gegeben.Der Jungvogel wurde vom Weibchen bis zum 11. Lebenstag zeitweise am Tage und während der Nacht gehudert. Er verließ das Nest am 16. Lebenstag.     

Die Arbeitsweise der Ocellen der Insekten

Zusammenfassung Der Erregungsverlauf im Ocellus und im Ocellusnerven sowie die entsprechenden Kennlinien und Kenndaten werden verglichen.Die bisher an anderen Insekten gewonnenen elektrophysiologischen Ergebnisse über die Form der Elektroretinogramme der Ocellen sind mit denen der vorliegenden Arbeit vergleichbar.Der Begriff der physiologischen Komponente wird definiert.Die langsamen Spannungsschwankungen des Elektroretinogramms und die Nervenimpulse sind zwei physiologische Komponenten der Summenableitung aus dem Ocellusnerven.Aus den Kenntnissen über Bau und Elektrophysiologie der Ocellen ergibt sich zusammengefaßt folgendes Bild von den Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit dieser Sinnesorgane: Die Ocellen sind phasischtonische Rezeptoren, die alle drei Parameter elektromagnetischer Schwingungen, die Beleuchtungsstärke, die Wellenlänge und die Dauer der Einwirkung dieser Schwingungen percipieren und das Zentralnervensystem darüber informieren können. Ein Bildsehen schließen die optischen Eigenschaften des dioptrischen Apparates aus. Mit der schnellen Adaptation ist bei den Ocellen gut fliegender Insekten wie bei den Facettenaugen (Autrum 1950) ein hohes zeitliches Auflösungsvermögen verbunden. Entsprechend den phasischen Eigenschaften (Erregungsspitze) sind die Ocellen zur empfindlichen Registrierung von Helligkeitsänderungen besonders geeignet. Dieser Umstand läßt es geraten erscheinen, bei künftigen Verhaltensversuchen nicht, wie frühere Autoren eine stationäre Belichtung, sondern kurz aufeinanderfolgende Helligkeitsänderungen (Flimmerlicht) zu verwenden. Daneben liefern aber die Ocellen auch eine Information über absolute Helligkeiten, und zwar durch die stationäre Entladung, deren Frequenz im Dunkeln am größten ist und mit zunehmender Beleuchtungsstärke abnimmt.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Developmental interactions between the tobacco hornworm Manduca sexta and its braconid parasite Apanteles congregatus

After newly hatched Manduca sexta larvae were parasitized by Apanteles congregatus, the wasps emerged from third, fourth, fifth, or supernumerary sixth stage host larvae. The number of parasites present within a host determined the time required for Apanteles development and the final host instar. In addition, the percent of parasites within a host which successfully completed their development and emerged was determined by the parasite load. Parasitized larvae gained weight more slowly and attained lower final weights than did unparasitized control larvae; this was attributed to reduced food consumption by the parasitized larvae. Following parasitization of freshly ecdysed fifth-instar Manduca larvae, the rate of Apanteles development was accelerated with respect to that observed when young larvae served as hosts. Parasitism also induced developmental changes in Manduca larvae which encapsulated Apanteles and from which no parasites emerged. Our findings suggest that such larvae retain high juvenile titers late in larval life, preventing normal metamorphosis.

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Zusammenfassung Nachdem frischgeschlüpfte Manduca sexta Raupen durch Apanteles congregatus parasitiert worden waren, schlüpften Wespen aus dem dritten, vierten, fünften oder aus einem überzähligen sechsten Raupenstadium des Wirts. Die Zahl der Parasiten in einem Wirt bestimmte die für die Entwicklung von Apanteles erforderliche Zeit und das Endraupenstadium des Wirts. Zudem wurde der Prozentsatz der Parasiten, die in einem Wirt erfolgreich ihre Entwicklung abschlossen und schlüpften, durch die Parasitenzahl bestimmt. Parasitierte Raupen nahmen langsamer an Gewicht zu und erreichten ein geringeres Endgewicht als nichtparasitierte Vergleichsraupen; dies wurde auf geringere Futteraufnahme der parasitierten Raupen zurückgeführt. Nach der Parasitierung von Manduca Raupen direkt nach der fünften Hautung war die Entwicklungsgeschwindigkeit von Apanteles beschleunigt im Vergleich zu derjenigen in parasitierten Jungraupen. Die Parasitierung verursachte auch Entwicklungsänderungen in Manduca-Raupen, die Apanteles einkapselten und aus denen keine Parasiten schlüpften. Unsere Beobachtungen deuten an, dass solche Raupen einen hohen Juveniltiter bis spät in der Raupenentwicklung behalten, was eine normale Metamorphose verhindert.

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Presented in part at the American Society of Zoologists Meeting, New Orleans, in June 1976.     

The diet of Mediterranean Gull (Larus melanocephalus) chicks at fledging

The diet of Mediterranean Gull chicks was investigated in a Macedonian wetland using three different sampling methods: stomachs from freshly dead chicks (1988), regurgitations (1987) and carcass stomachs (1986–88). In fresh stomachs, gastropods were the most important animal prey by mass and insects by numbers. In terms of overall volume and biomass, wheat grains were the most important food. In regurgitations and carcass stomachs insects were the most important prey. Comparison of the results from the different methods revealed considerable differences which are attributed to feeding behaviour of the gulls and prey dynamics rather than the methodology used. The importance of prey types is discussed; composition of diet probably differs considerably between geographical areas

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Zusammenfassung In einem Feuchtgebiet Mazedoniens wurde die Nahrung junger Schwarzkopfmöwen nach drei verschiedenen Methoden untersucht: Magenanalysen frischtoter Küken (1988), ausgewürgte Nahrungsbestandteile (1987) and Mageninhalte toter Jungvögel (1986–88). In frischen Mageninhalten machten der Masse nach Gastropoden, der Zahl nach Insekten die wichtigsten Nahrungsanteile aus. In allen Proben bildeten in Volumen und Biomasse Weizenkörner die wichtigste Nahrung, in ausgewürgten Proben und Mageninhalten toter Vögel Insekten. Der Vergleich der nach unterschiedlichen Methoden gewonnenen Ergebnisse ergab bemerkenswerte Unterschiede der Zahlenververhältnisse, doch nur gelegentliche Unterschiede in den Anteilen der wichtigsten Nahrungsbestandteile. Solche Unterschiede sind hauptsächlich auf das Verhalten der Möwen bei der Nahrunungssuche und auf die Dynamik des Beuteangebots zurückzuführen, weniger auf die Methodik der Probengewinnung. Erhebliche geographische Unterschiede in der Ernährung der Küken scheinen zu bestehen.

     

Über Ochromonas danica n. sp. und andere Arten der Gattung

Zusammenfassung Zur Ergänzung der früheren Untersuchung einiger Ochromonas-Stämme wurden 3 weitere in Reinkultur isoliert, von denen einer von O. malhamensis und verwandten Stämmen nicht sicher unterschieden werden kann, und einer nur wenig abweicht, während die neue O. danica nicht nur größere und deutlich grün gefärbte Chromatophoren und einen Augenfleck hat, sondern sich auch physiologisch, vor allem durch wirksameren Photosyntheseapparat, unterscheidet.Eine größere Anzahl von Kohlenhydraten wurde auf ihre Eignung als Energiesubstrate geprüft und die Aufnahme geformter Nahrung wurde untersucht.Mit Unterstützung durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.     

Zur Biologie des amazonischen Schirmvogels,Cephalopterus ornatus

Zusammenfassung Cephalopterus ornatus Geoffroy, die amazonische Form des Schirmvogels, wurde am oberen Rio Xingú, Mato Grosso, Zentralbrasilien, zur Brutzeit beobachtet. Der Tagesablauf der Altvögel und ihr Betragen bei der Nahrungssuche werden geschildert. Die Nahrung ist gemischt aus Insekten (gefunden wurden Käfer, Heuschrecken und Schmetterlingsraupen) und Früchten dikotyler Pflanzen. Zur Fortpflanzungszeit bringt der Schirmvogel ein tiefes Brüllen oder Brummen hervor, wobei er bestimmte Schaustellungen einnimmt. Die akustischen Vorbedingungen für den Balzruf (Trachea-Bau und Schlundsack als schallverstärkender Apparat) und die optisch wirksamen Auslöser (schirmartig ausgebreitete Federholle auf dem Kopf, Halsaufblähung und Halsanhang) werden besprochen, ebenso weitere Stimmäußerungen des Männchens und die Stimme des Weibchens. Es folgt die Beschreibung des Nestes und des Eies. Das Gelege besteht aus einem Ei. Das Brüten konnte sowohl in der Trocken- wie in der Regenzeit festgestellt werden. Anscheinend bestehen zwei Brutzyklen im Jahr. Die Mauser scheint in die brutfreien Monate zu fallen.     

The respiration of insects at reduced pressures I. The expiration of carbon dioxide by Tenebrioides mauritanicus (L.)

Carbon dioxide expiration of larvae of Tenebrioides mauritanicus (L.) exposed to reduced pressures in air is increased temporarily during the initial period of change from atmospheric pressure down to 35 mm Hg.During this time there is evidence of irritation of the insects shown by increased locomotor activity. After the required low pressure is reached the insects soon assume an activity and CO₂ expiration characteristic for that pressure. At 35 mm, the lowest pressure attainable before fatal desiccation starts, CO₂ expiration and visible activity are at their lowest. At 100 mm both phenomena are at about the same level as at atmospheric pressure. When oxygen is substituted for air the responses are similar, but at pressures of 35 mm and 50 mm there is slightly more visible activity and more CO₂ production than at the corresponding pressure in air.

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Zusammenfassung Monro (1959) beobachtete, dass bei der Reaktion von T. mauritanicus und anderen Insekten auf Vakuum-begasung mit Methylbromid die Sterblichkeit bei 35 mm Quecksilberdruck geringer war als bei 100 mm. Unter 35 mm trat eine erhebliche Sterblichkeit durch Austroknung ein. Um diese Ergebnisse auf einen möglichen Atmungseffekt zu beziehen, wurde die Kohlensäureausatmung der Larven von T. mauritanicus zwischen 35 und 750 mm gemessen.Die Kohlensäureausatmung wuchs vorübergehend während der Anfangsphase der Druckverringerung von 750 auf 35 mm an. Während dieses Stadiums wurde auch die sichtbare Aktivität der Insekten gesteigert. Nachdem der erforderliche niedere Druck erreicht war, nahmen die Insekten eine für diesen Druck charakteristischen CO₂-Ausatmung und Aktivität an. Bei 100 mm befanden sich beide Erscheinungen etwa auf der gleichen Höhe wie bei atmosphärischen Druck und sie verringerten sich dann zunehmend, bis sie beide bei 35 mm ihren niedrigsten Wert erreichten. Wenn die Luft durch Sauerstoff ersetzt wurde, waren die Reaktionen ähnlich, aber bei einem Druck von 35 oder 50 mm in Sauerstoff war etwas mehr sichtbare Aktivität und mehr CO₂-Ausatmung als bei den entsprechenden Werten in Luft.Die Bedeutung dieser Befunde wird besprochen. Bei einem Druck unter 100 mm besteht eine bemerkenswerte Ähnlichkeit zwischen CO₂-Ausatmung und Methylbromidempfindlichkeit (Monro 1959). Es wird vermutet, dass hier ein direkter Zusammenhang zwischen herabgesetzter Atmung und gesteigerter Resistentz gegen Giftgase besteht. Weitere Studien sind erforderlich, um den wirklichen Sauersoffverbrauch festzustellen, so dass entsprechende Respirationsquotienten für reduzierte Druckverhältnisse aufgestellt werden können. In dieser Richtung laufen bereits Laboruntersuchungen.

     

The relation between soil water tension and growth rate of larvae of Tipula oleracea and T. paludosa (Diptera) in turf

Growth rates were determined at pF values ranging from less than to 4.2, with the turf being kept as near as possible in the natural state (i.e. with living grass etc.). Growth rates of first, third and fourth instar larvae were found and were usually highest at pF 0.8 and nearly zero at pF 4.2. Growth rates (fourth instars) or log growth rates (first and third instars) varied in inverse proportion to pF between values of pF 0.8 and 4.2. There was generally no difference between growth rates of larvae at pFs 0.8 and .Water gain and loss over the general cuticular surface was measured in T. paludosa third instar larvae kept in sucrose solutions with osmotic pressures equivalent to certain pF values. Rate of weight change per unit surface area varied with the external osmotic pressure, being positive below 6 Atmospheres (equivalent to pF 3.77) and negative above. Larvae growing in turf of pF above 3.77 therefore have to obtain water from the food for the whole of the water component of their net weight increase and also balance water loss through the cuticle.

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Zusammenfassung Die Wachstumsraten wurden bei Feuchtigkeitswerten zwischen pF<1,0 und 4,2 bestimmt, wobei die Rasenstücke in einem möglichst naturnahen Zustand, d.h. mit lebendem Gras usw. gehalten wurden. Die Wachstumsraten des 1., 3. und 4.Larvenstadiums wurden festgestellt und waren gewöhnlich bei pF 0,8 am höchsten und bei pF 4,2 nahe Null. Die Zuwachsraten (der 4.Larvenstadien) oder die Logarithmen der Zuwachsraten (der 1. und 3.Stadien) variierten im umgekehrten Verhältnis zu den pF-Werten von 0,8 bis 4,2. Es bestanden im allgemeinen keine Unterschiede in den Wachstumsgeschwindigkeiten bei pF-Werten zwischen 0,8 und 1,0.Bei Larven des 3.Stadiums von T. paludosa, die in Rohrzucker-Lösungen mit äquivalentem osmotischen Druck bestimmter pF-Werte gehalten wurden, wurde Wasseraufnahme und-abgabe durch die allgemeine kutikulare Oberfläche gemessen. Die Geschwindigkeit der Gewichtsveränderung pro Flächeneinheit änderte sich mit dem osmotischen Außendruck und war bei Drucken unter 6 atü (pF 3,77) positiv und darüber negativ. Larven, die sich in Rasen mit pF über 3,77 entwickeln, müssen deshalb nicht nur den gesamten Wasseranteil ihres Nettogewichts-Zuwachses, sondern auch zum Ausgleich von Wasserverlusten durch die Kutikula Wasser aus der Nahrung erhalten.

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Prevention and artificial induction of imaginal diapause in Coccinella septempunctata L. (Col.: Coccinellidae)

Excess food, long photoperiod, and high temperature prevents diapause in Coccinella septempunctata L. after the beetles had been reared through several generations under these conditions. These is an interaction between photoperiod and temperature in induction of diapause, photoperiod being the more important factor. A long photoperiod inhibits diapause even at a low temperature. The proportion of diapausing females in later generations varies inversely with the temperature if the photoperiod is short. Which factor induces diapause in adults of the first generation is not yet known.The physiological condition of beetles artificially induced to enter diapause is apparently similar to that of beetles in diapause in the field.

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Zusammenfassung Die Aufzucht des Marienkäfers Coccinella septempunctata L. unter optimalen Laborbedingungen (Langtag, erhöhte Temperatur, Futterüberfluss) bewirkte eine stufenweise Unterdrückung der Diapause. Demzufolge konnten dann diapausefreie Generationen in lückenloser Folge herangezogen werden. Wenn es aber zu irgendeiner Abweichung von den optimalen Bedingungen kommt (z.B. vom Futterüberfluss), entwickelt sich auch in den nachfolgenden Generationen ein gewisser Anteil inaktiver Käfer.Nach einer mehr als einjährigen Zucht (etwa in der elften oder zwölften Generation) wurde eine erhöhte Mortalität beobachtet. Die Zuchten würden deshalb in jedem Frühjahr durch im Freien gesammelten Imagines erneuert.Versuche mit künstlich aufgezogenen Marienkäfern der späteren Generationen zeigten, dass bei der Diapause-Auslösung die Tageslänge eine entscheidende Rolle spielt. Diesem Befund zufolge verhindern Langtagbedingungen die Auslösung der Diapause sogar bei relativ niedrigen Temperaturen. Durch Kurztagbedingungen wird die Diapause ausgelöst, aber der Anteil der diapausierenden Weibchen steht in direkter Abhängigkeit von der Temperatur, indem dieser bei niedriger Temperatur erhöht, bei höherer Temperatur herabgesetzt ist.Auf Grund vergleichender Sektionen und insbesondere biochemischer Analysen kann man vermuten, dass die physiologischen Verhältnisse bei den künstlich diapausierenden Marienkäfern denen der natürlich überwinternden ähneln.Es fällt auf, dass im Freien bei dem überwiegenden Teile der ersten Generation die Diapause unter allen Bedingungen ausgelöst wird, die sich experimentell als optimal diapausehemmend erwiesen haben. Analoge Resultate haben wir auch in unseren Labor-Versuchen bei den ersten Generationen erhalten. Es ist bisher nicht klar, ob dieser Unterschied durch variable Sensibilität zu den Aussenbedingungen oder eher durch innere genetische Unterschiedlichkeit verursacht ist. Bei der letztgenannten Möglichkeit könnte eine Erklärung darin gesucht werden, dass man für die zentraleuropäischen Populationen von Coccinella septempunctata L. eine heterogene Zusammensetzung annimmt, die zum überwiegenden Teil von Monovoltinen und nur zu einem kleineren von Polyvoltinen gebildet wird.Es zeigt sich, dass man durch präzise experimentelle Zuchten monovoltiner Insekten des gemässigten Klimas unter eindeutig optimalen Bedingungen latente Voltinismus-Tendenzen — wie z.B. potentiellen Polyvoltinismus, obligatorischen Monovoltinismus (verschiedenartig fixiert), bzw. ein Gemisch beider Typen —, welche in der Natur durch die Uniformität des Monovoltinismus verdeckt sind, aufklären könnte.

     

Der Einfluß der Salzkonzentration auf die Temperaturabhängigkeit verschiedener Lebensvorgänge

Zusammenfassung Bei verschiedenen Vorgängen und verschiedenen Tieren (Vakuolenpulsation bei Paramecium caudatum, Membranabhebung beim Ei von Rana temporaria, Herzschlag von Limneenembryonen und Clavellina lepadiformis) wird gezeigt, daß Vergrößerung der Salzkonzentration des umgebenden Mediums eine Verschiebung des Geschwindigkeitsoptimums und -maximums der betreffenden Vorgänge nach niedereren Temperaturen hin zur Folge hat.Bei dem Herzschlag der Limneenembryonen und von Clavellina ist das gleiche auch bei unteroptimalen Konzentrationen der Fall.Als Grund für die Erscheinung wird die erhöhte Permeabilität der lebenden Zelle und die verstärkte Fällungswirkung der Salze bei höheren Temperaturen angenommen.Der Aufenthalt an der Zoologischen Station Neapel wurde mir ermöglicht durch ein mir durch die Universität Heidelberg verliehenes Stipendium aus der Askenasy-Stiftung. Dem Leiter der Zoologischen Station Neapel, Herrn Prof. R. Dohrn, möchte ich herzlich danken für die mannigfache Förderung meiner Arbeit an der Station.     

Die Inaktivierung der Ribonuclease durch Röntgenstrahlen in ihrer Abhängigkeit vom Wassergehalt

Zusammenfassung Trockene und feuchte Ribonuclease bis zu einem Wassergehalt von 70% wurde mit Röntgenstrahlen bestrahlt und die Abhängigkeit sowohl der Radikalzahlen als auch der Inaktivierungsraten von der Feuchtigkeit und der Aufbewahrungsdauer gemessen. Ähnlich, wie dies früher für Pepsin und Alkoholdehydrogenase festgestellt wurde, nehmen die Radikalzahlen, die man unmittelbar nach der Bestrahlung mißt, rasch mit steigendem Wassergehalt ab. Die Inaktivierungsraten nehmen mit dem Wassergehalt, welchen das Enzym bei der Bestrahlung besitzt, zu. Setzt man trocken bestrahlte Ribonuclease einer Wasserdampfatmosphäre aus oder löst sie in flüssigem Wasser, so ergeben sich beträchtlicheAftereffekte. Alle durch das Wasser bedingten Aktivitätsverluste beruhen darauf, daß durch Autoxydation die Strahlenempfindlichkeit der Ribonuclease erhöht wird. Ebenso wie die Inaktivierungsrate des Pepsins und der Alkoholdehydrogenase ist auch die Inaktivierungsrate der Ribonuclease unabhängig vom Wassergehalt während der Bestrahlung sowie der Aufbewahrungsdauer im trockenen Zustand, wenn sie anschließend an die Bestrahlung und Aufbewahrung in trockenem Zustand 2 bis 3 Tage in Lösung oder in H₂O-Dampf gebracht und erst dann die Aktivität gemessen wird.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Bundesinnenministerium (Schutzkommission) danken wir für Unterstützung der Arbeit.     

Änderungen von Kern und Polyphosphaten in Abhängigkeit von dem Energiegehalt des Cytoplasmas bei Acetabularia

Zusammenfassung Die vorliegenden Untersuchungen wurden ausgeführt, um den Einfluß des Cytoplasmas auf den Kern und Nucleolus näher zu analysieren. Als Maß der Kernreaktion wurde die Vergrößerung oder Verkleinerung des Kern- und Nucleolusvolumens gewählt, als Maß für den Zustand des Cytoplasmas das Vorhandensein bzw. Fehlen von energiereichen, Polyphosphate enthaltenden Grana und als Maß für die Leistung der ganzen Zelle das Wachstum.Der Einfluß der Photosynthese auf Kern und Polyphosphate wurde durch Applikation verschieden langer täglicher Belichtungszeiten untersucht (Tabelle 1, Abb. 1). Die Kern- und Nucleolusvergrößerung sowie die Entstehung der Polyphosphate und das Wachstum ist von der Länge der täglichen Belichtungszeiten abhängig. Auf der anderen Seite führt eine Verdunkelung der Zellen zu einer starken Reduktion der Polyphosphate sowie Kern- und Nucleolusgröße.Der Einfluß der Plastidenanzahl auf Kern und Polyphosphate wurde durch Belichtung kleiner und großer, verdunkelt gewesener Zellen untersucht (Tabelle 2, Abb. 2und 3). In den kleinen 4mm langen Zellen werden weniger Polyphosphate synthetisiert und auch die Kernvergrößerung ist wesentlich langsamer als in den großen 8 mm langen Zellen.Der Einfluß von energiereichen Substanzen des Cytoplasmas auf die Kernvergrößerung wurde durch Applikation verschiedener Gifte untersucht. 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure hemmen eine Synthese von Polyphosphaten, verhindern eine Volumenzunahme von Kern und Nucleolus und blockieren das Wachstum. Trypaflavin übt hingegen keinen wesentlichen Einfluß auf die Polyphosphatvermehrung und Kernvergrößerung aus (Tabelle 3, Abb. 4 und 5). Werden die Gifte großen Zellen mit ausgewachsenen Kernen appliziert, so erfolgt in 2,4-Dinitrophenol und Mono Jodessigsäure eine Reduktion von Kern- und Nucleolusvolumen sowie eine Verminderung der Polyphosphatgrana, während in Trypaflavin die Kerngröße kaum beeinflußt wird (Tabelle 5, Abb. 6).Aus diesen Befunden wurde geschlossen, daß das Cytoplasma einen steuernden Einfluß auf Reaktionen des Kernes und Nucleolus ausübt und daß dieser Einfluß durch die im Cytoplasma gebildeten energiereichen Phosphate (unter anderem Polyphosphate) bewirkt wird, wodurch auf die große Bedeutung des Cytoplasmas bei der Regulierung der Kernfunktion hingewiesen wird.Mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Wing polymorphism in aphids III. The influence of the host plant

The condition of the host plant can have an important influence on the development of winged forms in Aphis craccivora Koch. Prenatal form control can be influenced both by the condition of the host on which the parent aphids have been reared and by the host on which they are currently feeding while reproducing. Postnatal form control can be influenced by the host on which larvae are reared during their first two instars. Whether or not the host influences wing development and the extent of its effect depend upon other factors such as stimulation of aphids by other individuals. Prolonged periods of starvation both of parent aphids and of young larvae were shown to favour apterous development.

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Flügelpolymorphismus bei aphiden III. Der einfluss der wirtspflanze

Zusammenfassung Der Einfluß des Zustandes der Wirtspflanze auf den Flügelpolymorphismus von Aphis craccivora Koch wurde unter kontrollierten Bedingungen untersucht. Zur Untersuchung des praenatalen einflusses auf die Form wurden die Mutterläuse bei 20° und 10 Stunden Licht je Tag isoliert auf Puffbohnen-Keimlingen und auf Blattscheiben von Puffbohnen gehalten, die auf Nährlösung schwammen. Die Blattläuse wurden dann als junge Adulte auf frische Blattscheiben übertragen und während der folgenden 24 Stunden die Form der produzierten Larven festgestellt. Es ließ sich zeigen, daß die Form der Nachkommen sowohl von der Wirtspflanze beeinflußt werden kann, auf der die Mutterläuse ihre Larvalentwicklung durchgemacht haben, wie von derjenigen, auf der sie sich zur Zeit der Larvenproduktion ernährten. Es wird vermutet, daß das erstere einen Nahrungseinfluß darstellen könnte, während das letztere eine Geschmacksreaktion sein könnte. Blattläuse, die auf Blattscheiben aufgezogen wurden, brachten mehr geflügelte Nachkommen hervor als diejenigen, die sich an Keimlingen entwickelten. Unter Übervölkerungsbedingungen war der Prozentsatz der Geflügeltenproduktion vergrößert und zwar stärker bei Läusen, die auf Blattscheiben aufgezogen worden waren, als bei Läusen, die auf Keimlingen heranwuchsen.Erwachsene Läuse, die geflügelte Nachkommen erzeugten, konnten durch eine dreitägige Hungerperiode zur Produktion ungeflügelter Nachkommen veranlaßt werden. Längeres Hungern bestimmte auch larven des ersten Stadiums, die ursprünglich zur Entwicklung ovn Flügeln determiniert waren, sich zu Ungeflügelten zu entwickeln. Die Wirkung des Hungers konnte bei Larven, aber nicht bei Erwachsenen durch Übervölkerung unterbunden werden.