Relation between growth pattern and resistance to Aphis fabae Scopoli in three varieties of field bean (Vicia faba L.)

Three varieties of Field (Spring) Bean were compared in a small plot trial: Rastatt (known to be relatively resistant to Aphis fabae), Schlanstedt (very susceptible) and an English Tick Bean. Records were kept of the growth of the plants and of the day-to-day incidence of winged Aphis fabae and Acyrthosiphon pisum, with periodic aphicidal spraying to minimize damage to the plants.Schlanstedt was the first to flower and fruit, Rastatt intermediate and Tick last with the most shoots, leaves and flowers. Yields were about the same from Schlanstedt and Rastatt and somewhat lower from Tick. The relative incidence of A. fabae both among the organs of one variety and between varieties was correlated with growth pattern. The smaller number of aphids on Rastatt compared with both Schlanstedt and Tick was associated with the compromise growth pattern of Rastatt, wherein growth was more equally divided between shoots and fruits, and apparently less vigorous in the individual organs, during the critical weeks.These observations, together with the contrasted behaviour of A. pisum and previous work on phloem sap composition in relation to plant growth and aphid nutrition, suggest that the sap may have been least nutritious for aphids in Rastatt, and that the resistance of Rastatt to A. fabae may have been due to the winged migrants responding to some superficial plant features associated with growth pattern and sap composition. Possible practical implications are briefly mentioned.

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Zusammenfassung In einem kleinen Parzellenversuch wurden drei Ackerbohnensorten verglichen: Rastatter (bekannt als relativ resistent gegen Aphis fabae), Schlanstedter (sehr anfällig) und eine englische Tick Bohne. Das Wachstum der Pflanzen und der tägliche Befall mit geflügelten Aphis fabae und Acyrthosiphon pisum wurden aufgezeichnet (protokolliert), dabei hielten periodische Spritzungen mit Aphidiciden die Schädigung der Pflanzen möglichst niedrig.Schlanstedter blühte und fruchtete als erste, danach Rastatter (intermediär) und Tick mit den meisten Trieben, Blättern und Blüten zuletzt. Die Erträge von Schlanstedter und Rastatter waren annähernd die gleichen, die von Tick etwas niedriger. Der relative Befall mit Aphis fabae stand sowohl auf den Organen einer Sorte wie zwischen den Sorten in Beziehung zur Wuchsform. Die geringere Anzahl der Blattläuse auf Rastatter im Vergleich sowohl mit Schlanstedter wie mit Tick war mit dem Kompromiß-Wachstum der Rastatter verbunden, wobei das Wachstum während der kritischen Wochen zwischen Trieben und Früchten gleichmäßiger verteilt und offensichtlich bei den einzelnen Organen weniger kräftig ist.Zusammen mit dem gegensätzlichen Verhalten von A. pisum und früheren Arbeiten über die Phloemsaftzusammensetzung in Beziehung zu Pflanzenwuchs und Aphidenernährung weisen diese Beobachtungen darauf hin, daß der Phloemsaft für die Blattläuse bei der Rastatter am wenigsten nahrhaft sein dürfte und daß die Resistenz der Rastatter gegen Aphis fabae auf der Reaktion der geflügelten Migranten auf einige oberflächliche Pflanzeneigenschaften beruhen könnte, die mit Wachstumseigentümlichkeiten und der Saftzusammensetzung verbunden sind. Mögliche praktische Folgerungen werden kurz erwähnt.

     

Effects of insect predators on small populations of Aphis fabae in the field

Predators (mostly staphylinid larvae) almost completely eliminated small initial colonies of Aphis fabae on beans (Vicia faba) in the field during a summer unfavourable to the aphid's rapid multiplication. Syrphid larvae must have travelled considerable distances from other plants. A method of labelling single apterous adult aphids with a radioisotope for their detection in the field is described.

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Zusammenfassung Während eines für rasche Vermehrung von Blattläusen ungünstigen Sommers wurden kleine Initialkolonien von Aphis fabae auf einem Feldbestand von Ackerbohnen (Vicia faba) durch das unerwartete Eingreifen räuberischer Insekten fast vollständig vernichtet. Die häufigsten Räuber waren Staphyliniden-Larven, welche — zusammen mit Syrphiden-Larven — wahrscheinlich nicht entdeckt worden wären, wären die Blattläuse nicht in einem der Versuche in kleine Käfige eingeschlossen gewesen, in die die Räuber durch die engen Musselingewebe-Maschen eindringen konnten. Die Räuber schlüpften durch die Maschen, fraßen die Aphiden und wurden dabei zu dick, um zu entkommen. Syrphiden-Larven, die gewöhnlich als relativ träge Räuber gelten, wurden auch in den Käfigen angetroffen. Sie mußten aus beträchtlichen Entfernungen von anderen Pflanzen herbeigekrochen sein. Es wird eine Methode beschrieben, die es gestattet, einzelne erwachsene aptere A. fabae so zu markieren, daß sie im Freiland wiedergefunden werden können.

     

Development, growth, reproduction, and survival of apterous virginoparae of Aphis fabae at different temperatures

Apteriform individuals of the black bean aphid, Aphis fabae, were raised on Vicia faba leafdiscs at different temperatures. A logistic equation expressed the relationship between temperature and development better than a linear thermal summation equation. Larval development ranged from 5.4 to 21.7 days for the highest (28.5°C) and lowest (11.5°C) temperatures tested. The duration of the first- and fourth-larval instars was longer than that of the second and third ones. Weight gain was greatest at 11.5° but optimal growth rate occurred at 23.5°. Fecundity and the period of larviposition increased from 11.5° to 23.5°, but survival decreased with increasing temperature. On synthetic diet at 17.5°, larval development was 3.3 days longer than on leafdiscs; growth was one-third, and reproduction one-sixth of that on leafdiscs.

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Zusammenfassung Ungeflügelte Individuen der Schwarzen Bohnenlaus, Aphis fabae, wurden an Vicia faba-Blattscheibchen bei verschiedenen Temperaturen gehalten. Eine logistische Gleichung gab die Beziehung zwischen Temperatur und Entwicklungsdauer besser wieder als eine lineare Temperatursummengleichung. Die Larvenentwicklung lag zwischen 5,4 und 21,7 Tagen bei der höchsten (28,5°) und tiefsten (11,5°) geprüften Temperatur. Die Dauer des ersten und vierten Larvenstadiums war länger als die des zweiten und dritten. Gewichtszunahme war am grössten bei 11,5°, optimale Wachstumsrate bei 23,5°. Fruchtbarkeit und Zeitraum des Larvengebärens nahm von 11,5° bis 23,5° zu, dagegen nahm die Lebensdauer mit wachsender Temperatur ab. An synthetischer Diät bei 17,5° dauerte die Larvenentwicklung 3,3 (= 35%) Tage länger als an Blattscheibchen, die Wachstumsrate dagegen betrug nur 1/3, die Reproduktion 1/6.

     

Interspecific differences in the biology of aphids (homoptera: Aphididae) on leaves of Vicia faba II growth and excretion

Aphis fabae and Aulacorthum solani grew larger when caged on the peripheral areas of mature bean leaves than when they were caged on basal areas of the leaves. Myzus ornatus grew larger on the rim of the lamina than on more central leaf areas. Due partly to behavioural effects, reproduction of M. ornatus was to be adversely affected on basal leaf areas. Honeydew from aphids settled peripherally was richer in nitrogen than that from aphids settled basally on bean leaves, indicating similar differences in their diet. A gradient of properties, from the leaf base to the lamina margin, is apparent therefore in regard to many aspects of aphid biology.

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Zusammenfassung Junge Larven von Aphis fabae und Aulacorthum solani wurden auf drei verschiedenen Abschnitten reifer Vicia faba-Blätter in Käfigen aufgezogen. Die an der Blattperipherie wurden größer als die basal nahe dem Blattstiel gehaltenen. Auf dem Blatt gezogene A. fabae unterschieden sich mehr von Kontrolltieren, die an Bohnentrieben aufwuchsen, als auf Blättern gehaltene A. solani. Populationen von Myzus ornatus wurden auf den gleichen Blattzonen gezüchtet. Als Erwachsene waren sie größer, wenn sie am Blattrand als in zentralen Teilen der Blattspreite aufgezogen wurden. In den basalen Blattabschnitten entwickelten sich die Populationen nicht gut, offensichtlich infolge Hemmung der Reproduktion. Die Teile des Blattes unterschieden sich demnach in ihren Nährwert für die Blattläuse. Die tatsächlichen Wachstumsreaktionen der Aphiden auf diese Unterschiede wurden durch ihr Nahrungsaufnahme-Verhalten modifiziert, wenn sie an unannehmbaren Stellen gekäfigt wurden.Von Blattläusen, die sich in basalen und peripheren Blattgebieten angesiedelt hatten, wurde Honigtau aufgesammelt. Der von den Randzonen war reicher an Amino-Stickstoff. A. fabae schien mehr Honigtau zu produzieren und schied mehr Amino-Stickstoff aus als Aulacorthum.Diese Befunde zeigen einen Gradienten in den Eigenschaften der Vicia faba-Blätter zwischen dem Ansatz des Blattstieles an der Blattlamina und dem Blattrand. Dieser Gradient offenbart sich sowohl in der Physiologie wie im Verhalten der Blattläuse, die auf den Blättern leben.

     

Low temperature thresholds for flight in Aphis fabae Scop.

The temperature thresholds for wing-beating and successful flight in alienicolae of Aphis fabae were found by flying tethered aphids in a falling temperature and by dropping free aphids in still air at different temperatures. The median temperature thresholds for wing-beating, horizontal and upward flight were 6.5°, 13° and 15° C respectively.

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Zusammenfassung Die Temperaturschwellen für Flügelschlag und erfolgreichen Flug wurden bei alienicolen Aphis fabae Scop. an gefesselten Aphiden bei fallenden Temperaturen ermittelt sowie durch Fallenlassen freier Blattläuse in ruhige Luft bei verschiedenen Temperaturen.Die mittlere Temperaturschwelle für Flügelschlag betrug 6,5° C (Flügelschläge eine Minute andauernd) und wurde vom Feuchtigkeitsgehalt der Luft sowie von der Abkühlungsrate (sowie möglicherweise von der Flugdauer) beeinflußt. Unter 9–10° C hielt der Flügelschlag nur für eine kurze Zeit an und die Schlagamplitude war bei diesen Temperaturen im allgemeinen gering.Die mittlere Temperaturschwelle für horizontalen Flug lag bei 13° C (unter 10° vollständige Verhinderung) und für Aufwärtsflug bei 15° C (unter 12° völlige Hemmung); die höhere Schwelle für den Aufwärtsflug steht wahrscheinlich mit höherem Stoffwechselbedarf in Verbindung. Nach einem Aufenthalt von 24 Stunden bei niederen Temperaturen (5–15° C) vor dem Flug flogen bei 12–13° C weniger Blattläuse, als wenn sie bei 20° C gehalten worden waren. Diese Ergebnisse gelten nur für die ersten wenigen Sekunden des Fluges.

     

Some observations on Acyrthosiphon pisum (harris) and Aphis fabae scop. colonizing sweet peas

Virginoparae of Acyrthosiphon pisum preferred the middle mature leaves of sweet peas whereas virginoparae of Aphis fabae preferred the more senescent leaves. A. pisum showed equal preference for healthy plants and those infected with Common Pea Mosaic Virus. From these observations it is considered that A. pisum is more highly adapted to sweet peas than is A. fabae.

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Zusammenfassung In dieser Arbeit werden Beobachtungen über vier Versuche mit Edelwicken mitgeteit. In drei Experimenten wurde der natürliche Befall mit Blattläusen untersucht. Acyrthosiphon pisum wurde in jedem Fall gefunden, vorzugsweise auf den voll entwickelten, mittleren Blättern. In einem der drei Versuche, der statistisch analysiert werden konnte, wurde nachgewiesen, dass A. pisum gesunde Pflanzen und Pflanzen, die mit dem gewöhnlichen Erbsenmosaik angesteckt waren, in gleicher Weise und ohne Bevorzugung besiedelte. Nur in einem Versuch besiedelte Aphis fabae einige der Pflanzen und zog dabei die älteren Blätter vor.Im vierten Versuch wurden Flügellose von A. pisum auf bestimmte Blätter gesetzt und ihr wieteres Verhalten beobachtet. Es zeigte sich, dass sie auf die voll entwickelten, mittleren Blätter zu wandern pflegten.Diese Resultate werden mit Hinsicht auf die Dualdiscrimination Theorie von Kennedy und Booth besprochen, und es wird gefolgert, dass A. pisum als eine oligophage Blattlaus viel mehr an Edelwicken angepasst ist als die polyphage A. fabae.

     

Studies on the secretion of digestive enzymes in Locusta migratoria L. I. Proteinase activity

Proteinase activity in various parts of the digestive tract of Locusta migratoria L. was studied in fed and starved insects. Proteinase activity occurred mainly in the gut lumen. In starved locusts the proteinase activity disappeared and was only restored after continuous feeding. There are apparently two stages in the production of the digestive fluid. Enzymes are elaborated in the cells of the digestive tract and are simultaneously and continuously discharged into the lumen.

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Zusammenfassung Die Proteinase-Aktivität in verschiedenen Teilen des Verdauungskanals von Locusta migratoria wurde unter den Bedingungen normaler Nahrungsaufnahme sowie bei Hunger untersucht.Zu Beginn des Imaginallebens zeigt Locusta Proteinase-Aktivität hauptsächlich, wenn auch nicht ausschließlich, im Lumen der Blinddärme. Sie wird schon vom letzten Larvenstadium an in Gang gesetzt. Gewebeextrakte von Blinddärmen und Mitteldarm zeigen aber bei der Häutung noch keine meßbare Aktivität, jedoch entsteht eine geringe Aktivität am ersten und zweiten Tage des Adultstadiums. Bei Hunger fällt die Gewebeaktivität wieder ab. Wenn die Insekten gefüttert werden, ist die Abnahme weniger deutlich und im Falle der Blinddärme von einem zweiten Anstieg gefolgt. Jedoch ist der Enzymspiegel im Gewebe immer sehr niedrig und stellt nur einen Bruchteil des im Darmlumen vorhandenen dar. Es wird daraus geschlossen, daß die beiden Phasen der Bildung von Verdauungsflüssigkeit, die Bildung der Fermente in den Zellen und ihre Freisetzung aus ihnen, gleichzeitige und kontinuierliche Prozesse darstellen.Nach einer dreitägigen Hungerperiode ergibt eine einzelne Mahlzeit von halbstündiger Dauer innerhalb der nächsten 24 Stunden noch keine Anregung der Proteinase-Aktivität. Um Aktivität zu erreichen, ist fortgesetzte Nahrungsaufnahme und danach eine Latenzperiode von 48 Stunden erforderlich. Unter diesen Umständen enthält das Insekt einen gefüllten Darm und es scheint, daß dies die notwendige Voraussetzung für die Proteinase-Aktivierung darstellt. Jedoch muß der Darm mit Nahrung gefüllt sein, da Wasser keine Reaktion ergibt.

     

Untersuchungen über die Wuchs- und Hemmstoffe der Wurzelspitze und der Plumula vonVicia faba

Zusammenfassung Wurzelspitzen und Plumulastückchen vonVicia faba-Keimlingen wurden auf ihren Wuchs- und Hemmstoffgehalt untersucht. Durch die Wuchsstoff-Präparate, die mittels der Agar-Abfangmethode aus Wurzelspitzen gewonnen worden waren, konnte im Haferkrümmungstest (mit unter- und überoptimaler IES-Zugabe zu den Präparaten) neben Wuchsstoff ein Hemmstoff nachgewiesen werden, der vermutlich nicht durch Wuchsstoffverdrängung von den plasmatischen Wirkorten angreift.Die Ergebnisse der Abfangversuche an Plumulastückchen zeigen diesen Hemmstoff nicht, lassen aber auf die Anwesenheit eines von IES verschiedenen Wuchsstoffes schließen.Die in Wurzelspitzen und Plumulae vonVicia faba-Keimlingen vorliegenden Wuchs- und Hemmstoffe wurden papierchromatographisch untersucht. Zur Auswertung der Ergebnisse wurden der Haferkrümmungstest, der Zylinder-Zuwachstest und der Wurzelspitzen-Zuwachstest herangezogen.Übereinstimmend konnte sowohl in Wurzelspitzen als auch in Plumulastückchen bei Chromatographie mit n-Butanol—Aqua bidest.—Ammoniak außer IES ein weiterer Wuchsstoff mit demR _f von 0,65 bis 0,75 nachgewiesen werden. Außerdem ist die Anwesenheit eines Wuchsstoffes mit einemR _f von 0,85–0,9 in beiden Organen zu vermuten. In Wurzelspitzen liegt bei einemRf von 0,1 ein weiterer Wuchsstoff vor, der als accelerator (nachBennet-Clark undKefford 1953) gedeutet wurde und der, im Gegensatz zur IES, eine stark wachstumsfördernde Wirkung auf Wurzelspitzen ausübt.Deutliche Hemmwirkungen auf Koleoptilzylinder wurden bei Plumula-und Wurzelspitzen-Extrakten durch Zonen mit demR _f von 0,45 erzielt. Es dürfte sich hierbei um den vonBennet-Clark undKefford (1953) beschriebenen inhibitor handeln. AufFaba-Wurzelspitzen wirkt dieser Stoff jedoch nicht hemmend.Als weiterer in Wurzelspitzen gebildeter Hemmstoff war eine Substanz mit demR _f von 0,65–0,75 zu vermuten.Mit 8 TextabbildungenTeil einer Dissertation der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Hamburg.     

Influence of temperature and daylength on the production of males by Aphis fabae

Male production by apterae of Aphis fabae Scop. on leafdiscs of Vicia faba was studied at different constant temperatures and photoperiods. Under short-day (SD) conditions of 10 h light per day, males occurred at 11.5°–22.5°, but not at or above 23.5°. The maximum numbers of males were produced at 17.5° and 19.5°. Males were also produced under photoperiods ranging from 2 h to 13 h 45 min, but not at 14 h, 16 h and 24 h light per day, when the aphids were maintained at 17.5°.Regardless of the developmental stage at which apteriform aphids were transferred from a long-day (16 h light per day) culture to SD, they produced few, if any, males and did so only toward the end of their reproductive lives i.e., after producing an average of 68 females. In contrast, apterae in subsequent generations at SD produced a higher proportion (appx. 10%) of males and these were deposited in close succession during a few days early in their reproductive lives i.e., after producing only sixteen females, on average. Some gynoparae and alate virginoparae of A. fabae also produced a few males.The results are discussed in relation to a possible hormonal mechanism for sex and morph determination.

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Zusammenfassung Die Männchen-Erzeugung durch ungeflügelte Aphis fabae Scop. an Blattscheiben von Vicia faba wurde bei verschiedenen konstanten Temperaturen und Fotoperioden untersucht. Bei Kurztagbedingungen (KT) von 10 h Licht je Tag entstanden Männchen bei 11,5°–22,5°, aber nicht bei 23,5° oder darüber. Die Maximalzahlen von Männchen entstanden bei 17,5° und 19,5°. Männchen wurden auch erzeugt bei Fotoperioden zwischen 2 h und 13 h 45 min, jedoch nicht bei 14 h, 16 h und 24 h Licht je Tag, wenn die Blattläuse bei 17,5° gehalten wurden.Unabhängig vom Entwicklungsstadium, bei dem apteriforme Blattläuse von einer Langtagkultur (16 h Licht je Tag) in KT übertragen wurden, erzeugten diese, wenn überhaupt, immer nur wenige Männchen und zwar nur gegen Ende ihres reproduktiven Lebens, d.h. nachdem sie im Durchschnitt 68 Weibchen erzeugt hatten. Im Gegensatz dazu erzeugten Ungeflügelte in aufeinander folgenden Generationen bei KT einen höheren Anteil (etwa 10%) von Männchen, und diese wurden in enger Folge während weniger Tage und früh in ihrem reproduktiven Leben abgesetzt, d.h. nachdem sie im Durchschnitt nur sechzehn Weibchen erzeugt hatten. Einige Gynopare und geflügelte Virginopare von A. fabae erzeugten auch einige wenige Männchen.Die Ergebnisse werden im Hinblick auf einen möglichen hormonalen Mechanismus der Geschlechts-und Morphenbestimmung diskutiert.

     

Probing by aphids in the leaf tissues of resistant and susceptible sugar beet

The probing of Aphis fabae and Myzus persicae in the leaves of sugar beet with inherited resistance or susceptibility to aphids was studied by microscopic examination of samples of whole leaves, prepared after 48 h exposure to adult aphids at approximately three aphids cm^-2.The density of saliva stylet-sheaths left by the aphids (cm^-2) and the proportion reaching phloem differed between sugar beet stocks and were inversely associated. Differences in resistance between stocks could not, however, be related directly to either. All beet stocks examined were probed freely. Seasonal differences in sugar beet grown in the glasshouse affected the proportion of sheaths reaching the phloem, but the differences between beet stocks were similar at all times.The densities of sheaths left by different clones of M. persicae corresponded with the aphids' response to sugar beet as a host plant. Among aphid clones which readily colonize sugar beet, the densities of stylet sheaths which reached phloem suggested that the adults of both A. fabae and M. persicae gained sufficient access to sieve tubes to satisfy their nutritional needs. The phloem of sugar beet from the glasshouse was always within the estimated maximum depth to which the aphids probe; but, in leaves from the field, it appeared that the phloem might be inaccessible to young M. persicae in the sugar beet crop during late summer.

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Zusammenfassung Das Proben von Aphis fabae und Myzus persicae in Blättern von Zuckerrüben mit erblicher Blattlausresistenz bzw.-anfälligkeit wurde untersucht durch mikroskopische Durchmusterung von Speichelscheiden in Proben von ganzen Blatt. Rübenblätter wurden mit genähert drei adulten Läusen cm^-2 besetzt und nach 48 Stunden quergeschnittene Streifen der Blätter in Alkohol fixiert, gefärbt und mit der Unterseite nach oben auf Objektträgern eingeschlossen.23890 Speichelscheiden wurden registriert. Die Dichte der Scheiden von M. persicae (cm^-2) und der Anteil der das Phloem erreichenden Scheiden (SRP) unterschieden sich signifikant zwischen den Rübenstämmen. Bei A. fabae ergaben sich entsprechende, aber nicht gesicherte Unterschiede. Scheidendichte und Prozentsatz SRP waren gegenläufig, zwei Rübenstämme zeigten eine hohe Scheidendichte, zwei andere hatten weniger Scheiden, aber einen höheren Prozentsatz SRP. Diese Gruppierung der Stämme korrespondierte aber nicht mit ihrer Blattlausresistenz. Aus der Scheidendichte ergab sich, dass M. persicae und A. fabae auf allen geprüften Rübenstämmen, resistenten und anfälligen, unbehindert probten, so dass jede Laus das Phloem durchschnittlich etwa viermal am Tag erreichte. Ein Klon von M. persicae, der sich an Rüben nicht entwickelt, hinterliess weniger Scheiden in den Blättern aller Stämme.Der Anteil von SRP war bei Prüfungen im März grösser als im November. Dieser Unterschied war besonders deutlich bei Scheiden von Larven, die im übrigen zu allen Zeiten das Phloem weniger oft erreichten als ihre Eltern. Messungen des Abstandes von der unteren Blattfläche zum Phloem ergaben, dass das Phloem den Läusen in Gewächshaus-Zuckerrüben immer zugänglich war. M. persicae-Larven konnten jedoch in Blättern von Freilandrüben das Phloem nicht erreichen.

     

Influence of photoperiod and temperature on the induction of diapause in Aedes atropalpus (Diptera: Culicidae)

Daylength was shown to control embryonic diapause in Aedes atropalpus. A northern and southern strain were studied and their critical photoperiods reflected differences of latitude between the sources of the strains. The sensitive for light reception was the fourth larval instar and pupa of the maternal generation. This is the first instance of maternal induction of diapause to be reported in the family Culicidae. The effect of long photoperiods was shown to be independent from that of low temperature, thereby emphasizing that the deposition of diapausing eggs during fall is clearly an expression of the influence of shorter days on the mosquito.

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Zusammenfassung Es wurde nachgewiesen, daß die embryonale Diapause von Aedes atropalpus von der Tageslänge beherrscht wird. Ein nördlicher, aus einer Wildpopulation von 42°N isolierter Stamm wurde mit einem südlichen, aus einer Population von 30° N isolierten, verglichen. Die kritischen Photoperioden der beiden Stämme spiegeln den Breiten-Unterschied ihrer Herkunft wider. Die kritische Photoperiode lag für den nördlichen Stamm zwischen 14 und 15 Stunden Licht pro Tag, die für den südlichen nahe 13 Stunden. Nondiapause-Eier wurden von dem nördlichen Stamm auch bei sehr kurzen Photophasen, von 6 Stunden Licht und weniger, abgelegt. Das sensible Stadium für die Photoperiode-Wahrnehmung lag im 4. Larven- und im Puppenstadium der mütterlichen Generation. Dies ist der erste Fall mütterlicher Vererbung der Diapause, der für Culiciden nachgewiesen wird. Die Wirkung langer Photophasen erwies sich als unabhängig von niederen Temperatur, wodurch deutlich wird, daß die Ablage diapausierender Eier während des Herbstes ein eindeutiger Ausdruck des Einflusses der Kurztage auf die Mücken ist.

     

Über den Einfluss der Bewegungsrichtung der Basilarmembran auf die Ausbildung der Cochlea-Potentiale von Strix varia (Barton) und Melopsittacus undulatus (Shaw)

Zusammenfassung Die vom runden Fenster abgeleiteten Cochlea-Potentiale von Barred Owl (Strix varia) und Wellensittich (Melopsittacus undulatus) werden in einer ursprünglich für Säuger entwickelten Apparatur untersucht. Verbesserungen der schon früher erarbeiteten präparativen Technik für Kleinvögel werden angegeben.Die Cochlea-Potentiale der Eule werden in ihrer Abhängigkeit von Intensität, Dauer und Polarität (Phase) eines ursprünglich rechteckigen Reizimpulses dargestellt. Nur die Stärke des Klicks hat einen wesentlichen Einfluß auf ihre Ausbildung; dies stimmt mit den Beobachtungen an Säugern überein.Nur die Mikrophon-Komponente der elektrischen Schwankungen im Innenohr des Wellensittichs verhält sich wie bei Eule und Säuger. Die auf die Entladungen von Nervenzellen zurückgeführte Komponente N₁ zeigt eine gründlich verschiedene Empfindlichkeit für die Dauer und die Phase des Reizes. Ähnliche Verhältnisse scheinen nach älteren Untersuchungen bei der Taube zu bestehen.In der Diskussion werden die Unterschiede zwischen Sittich (und Taube) einerseits, Eule (und Säuger) andererseits in Parallele zur Größenentwicklung von Cochlea und Fußplatte des Gehörknöchelchens gesetzt.Zur Erklärung der Empfindlichkeit der nervösen Entladungen für die sich mit der Reizdauer und -phase ändernde Bewegungsweise der Basilarmembran wird angenommen, daß die Verlagerung der Haarzellen zum ovalen Fenster erregend, in entgegengesetzter Richtung hemmend wirkt. Bei kurzen Reizen tritt Interferenz beider Wirkungen auf.Ermöglicht durch ein Stipendium der Deutschen Forschungsgemeinschaft.     

Abortive feeding behaviour in a black aphid of the Aphis fabae group

A black Aphis sp. on Tropaeolum can be separated, morphologically, from A. fabae Scop. In controlled experiments this aphid, both winged and wingless forms, actively selects Vicia faba as a host plant, settles to feed and reproduce, but always dies prematurely. Offspring also soon die. The aphid is unable to take up plant sap from beans. The behaviour associated with host plant selection is not adjusted to its feeding requirements.

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Zusammenfassung Eine Aphis-Art der A. fabae-Gruppe, die in Südengland häufig an Tropaeolum majus zu finden ist, kann von A. fabae und ihren nächsten Verwandten durch das lange Endsegment des Rüssels unterschieden werden.Junge ungeflügelte Imagines von A. fabae, die noch nicht zur Fortpflanzung geschritten sind, verhalten sich, wie die Geflügelten, sehr kritisch bei der Wahl der Wirtspflanzen. Auf ungeeigneten Wirten siedeln sie sich weder zur Nahrungsaufnahme noch zum Absetzen von Junglarven an.Die Lebensabläufe von Blattläusen, die freie Wahl zur Annahme oder Verweigerung ihrer Wirte hatten, wurden verglichen bei A. fabae an Ackerbohnen und der Tropaeolum-Laus and Kapuzinerkresse und Ackerbohnen.Es wird gezeigt, daß die Tropaeolum-Laus Ackerbohnen leicht annimmt und an ihnen Junge absetzt. Auch Geflügelte versuchen diese Bohnen zu besiedeln. Sowohl Geflügelte wie Larven sterben jedoch an Bohnen ab. Ihr Wirtswahlverhalten ist ihren Nahrungsanforderungen nicht angepaßt.Bei einem Übertragungsversuch auf Bohnen und zurück auf Kapuzinerkresse zeigen die Exkretionsraten, daß die Blattläuse auf Bohnen keinen Pflanzensaft aufnehmen, obwohl ihre Stechborsten ins Pflanzengewebe eingesenkt bleiben.

     

Interspecific differences in the biology of aphids (homoptera: Aphididae) on leaves of Vicia faba I. Feeding behaviour

Aphids of six species settled on the undersurface of bean leaves in characteristic patterns. Some species, e.g. Aphis fabae, settled wholly on veins. In others, e.g. Myzus spp. a considerable proportion settled away from veins, especially on the leaf margin. Microscopic studies showed that the probes of A. fabae were directed to the phloem in the veins as were those probes of Myzus spp. which entered the veins. Many probes of Myzus passed into spongy mesophyll alone. This apparently offered an alternative food source to them. The interspecific differences, which were matched by differences between age groups within species, are explained in terms of the differing proportions of the aphid populations exploiting the alternative food sources and of preferences for veins of a particular size.

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Zusammenfassung Blattläuse sechs verschiedener Arten, die sich ungehindert auf reifen Blättern von Vicia faba ansiedeln konnten, bildeten arttypische Verteilungen. Auf diese Weise wurde eine Übergangsreihe von Arteigentümlichkeiten deutlich zwischen Aphis fabae und Megoura viciae, die sich an den großen Adern ansiedelten, und Myzus ornatus, welche sich auf den Blatträndern außerhalb der Adern häufte. Die Ernährungsweise von A. fabae, Myzus persicae und M. ornatus wurde durch mikroskopische Suche nach Speichelscheiden in ganzen, aufgehellten Blättern sowie an Schnittserien untersucht. A. fabae saugt am Phloem der Blattadern, M. persicae jedoch zum Teil und M. ornatus fast völlig am Schwammparenchym.Es wird angenommen, daß dieses Gewebe neben dem Phloem eine weitere Nahrungsquelle darstellte welche von gewissen Blattläusen in unterschiedlichem Ausmaße ausgenutzt zu werden vermag. Unterschiede sowohl im Anteil der am Mesophyll saugenden Population wie in dem bevorzugten Gefäßdurchmesser der von den Blattläusen besogenen Adern sind ursächlich mit den artcharakteristischen Ansiedlungsweisen verbunden. Unterschiede in beiden Richtunger werden zwischen den Arten deutlich, und ähnliche Unterschiede treten zwischen den Alters-gruppen einiger Aphidenarten häufig auf. Dem Auftreten wechselweise nutzbarer Nahrungsquellen, die in etwas verschiedener Weise ausgebeutet werden können, wird potentielle Bedeutung im Hinblick auf die Virusübertragung sowie auf die Wirksamkeit systemischer Insektizide beigemessen.

     

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

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

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

     

Wing polymorphism in Aphids IV. the effect of temperature and photoperiod

High temperatures and long days favour apterous development in Aphis craccivora Koch. Temperature was found to influence both prenatal and postnatal control of form while photoperiod was only found to influence prenatal control. It is suggested that when temperature and daylength are high and long enough to suppress sexual development in aphids, they also suppress alate development, but alate development can proceed in the presence of other factors such as crowding and poor host plant. The threshold of response of aphids to these stimuli is influenced by the temperature and photoperiod which they have experienced. There is some evidence which suggests that in prenatal form control temperature and photoperiod can act directly on the embryos.

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Zusammenfassung In temperaturkonstanten Räumen wurden unter kontrollierten Bedingungen Versuche über die Auslösung des Flügelpolymorphismus bei Aphis craccivora Koch und Aphis fabae Scop. durchgeführt. Die Blattläuse wurden bei verschiedenen Temperaturen und Tageslängen isoliert auf Blattscheiben gehalten, die aus Blättern ihrer Wirtspflanzen ausgeschnitten waren. Es ließ sich zeigen, daß bei Aphis craccivora sowohl Temperatur wie Photoperiode die praenatale Formdetermination beeinflussen können und daß die Temperatur, aber nicht die Photoperiode, die postnatale Formbildung beeinflussen kann. Niedere Temperaturen und kurze Tageslängen begünstigen die Entwicklung von Geflügelten, hohe Temperaturen und lange Tage dagegen die der Ungeflügelten. Bei Aphis fabae wurde nachgewiesen, daß Larve, die sich normalerweise zu Gynoparen entwickelt hätten, durch Aufzucht bei hohen Temperaturen zur Entwicklung in ungeflügelte Virginopare veranlaßt werden konnten und daß Dekapitation von ungeflügelten Aphis fabae, die geflügelte Virginopare produzierten, diese zur Produktion ungeflügelter Virginoparer umstimmte, daß aber die Dekapitation von Läusen, die geflügelte Gynopare hervorbrachten, keinen Einfluß auf die Form der Nachkommen ausübte, die sie daraufhin lieferten. Es wird vermutet, daß bei der praenatalen Formdetermination Temperatur und Photoperiode einen direkten Einfluß auf den Embryo haben. Wenn sie genügend hoch bzw. lang genug sind, um die Entwicklung von Sexuales zu verhindern, unterdrücken sie auch die Geflügeltenbildung, aber die Geflügeltenentwicklung kann trotzdem fortschreiten, wenn Reize vorhanden sind, die wie Zusammenpferchung mit anderen Läusen oder ungünstige Wirtspflanzen zusätzlich die Geflügeltenbildung begünstigen.

     

Über mehrjährige coccinelliden-fänge auf ackerbohnen mit hohem Aphis fabae-besatz

Zusammenfassung Die permanente Aufstellung von jungen Ackerbohnen (Vicia faba) im Freiland, die ständig einen künstlich erzeugten, dichten Besatz mit Blattläusen (Aphis fabae) tragen, ermöglicht durch tägliches Absammeln der angelockten Marienkäfer (Coccinella septempunctata, 5-punctata, 10-punctata u.a.) die Ermittlung der potentiellen Populationsdichte dieser Coccinelliden.Ein bei Quedlinburg über 4 Jahre (1959–1962) durchgeführter Vergleich derselben mit dem Verlauf des Massenwechsels der Aphiden, insbesondere der Schwarzen Bohnenlaus, erweist auf Grund von Ei- und Fundatrizenzählungen Bowie quantitativen Gelbschalenfängen die korrespondierende Abhängigkeit ihres Räuber-Beute-Verhältnisses. Es ergibt sich im Normalfall ein Wechselrhythmus mit zweijähriger Phasenlänge, die für Aphis fabae auch aus einer 13jährigen Beobachtungsreihe Bowie Ergebnissen anderer Autoren hervorgeht (s. Abb. 2).Die Reduktion einer Blattlausübervermehrung durch im wesentlichen monovoltine Coccinelliden (im Jahre 1, s. Abb. 2) erfolgt dabei aber nicht durch die uberwinterten Käfer (und ihre Brut) während der Massenentfaltung auf den Feldern im Frühsommer. Sie entsteht vielmehr erst danach, während der dispersiven Phase der Aphiden auf unscheinbaren Sekundärwirten feuchter gebliebener Biotope, durch die infolge der reichlichen Beute stark angewachsene Jungkäferpopulationen Bowie durch den Reifefraß der nahebei uberwinterten Käfer im Früjahr des Jahres II an den bereits geschwächten fundatrigenen Aphidenkolonien.Die jetzt große Coccinellidenpopulation wird aber nunmehr ihrerseits dadurch geschwächt, daß es im folgenden Fruhsommer (Jahr II) für die überwinterten Weibchen, besonders aber für ihre Nachkommen, dann zu wenig Blattläuse als Beute gibt. Die daraus resultierende neue Coccinelliden-Generation ist infolgedessen wieder schwach. SiE erlaubt der Aphidenpopulation in der Dispersivphase des Spätsommers erfolgreiche Erholung, so daß sie auf den Winterwirten hohe Eidichte erzeugen und damit die Voraussetzung zu einer erneuten Gradation im Jahre III schaffen kann.Den Zusammenbruch der Übervermehrung von Aphiden auf den Kulturpflanzen im Frühsommer können die Coccinelliden so wenig wie andere aphidiphage Organismen herbeiführen, weil die verstärkte Käfergeneration notwendigerweise erst später erscheinen kann. Sie erfolgt vielmehr endogen durch dichteabhängige Induktion von spater zwangsläufig abwandernden Geflügelten. Die daraus regelmäßig entstehende Verödung der Blattlauskolonien täuscht eine Retrogradation somit nur vor.Eine Verlängerung der Gradationsphase (auf ein zweites Jahr) kann bei den Aphiden durch einen von der Norm abweichenden Witterungsverlauf zu Beginn der Vegetationsperiode entstehen. Der zu kühle Frühsommer 1962 verschob die Massenentfaltung der Alienicolen um etwa einen Monat (Abb. 2 oben). Dadurch blieb die Coccinellidenpopulation infolge Fehlens eines BeuteÜberflusses zum richtigen Zeitpunkt wider Erwarten klein, die der Aphiden infolgedessen ein zweites Jahr (1963) hock. In einem anderen Fall vermochten die Marienkäfer 1960 bei Mangel an Bobnenläusen — die sie vorher selbst reduziert hatten — auf eine andere reichlich vorhandene Beute (Kohlläuse) überzugreifen und so ihrerseits ein zweites Jahr hohe Dichte zu behalten (Abb. 2 unten), so daß die Aphis fabae-Population zwei Jahre klein blieb (1960 und 1961).Seinem hochverehrten Lehrer und Freunde, Professor Dr. Paul Buchner, Ischia, zum 80. Geburtstage gewidmet.Quedlinburger Beiträge zur Züchtungsforschung Nr. 79.     

Die Aktivitätsperiodik von Nagern im künstlichen 24-Stunden-Tag mit 6–20 Stunden lichtzeit

Zusammenfassung Die Tagesperiodik der lokomotorischen Aktivität von weißen Ratten und Mäusen ist nicht einfach 24-Std-periodisch. Man beobachtet auch im künstlichen Licht-Dunkel-Wechsel 2 Maxima der Aktivität, die den beiden Umkehrpunkten der Umweltperiode: Licht-an und Licht-aus zugeordnet sind. Veränderungen des Verhältnisses von Lichtzeit zu Dunkelzeit (bei unveränderter Dauer der Periode mit 24 Std) führt zu entsprechenden Verformungen der tierischen Periodik: die Maxima folgen mehr oder weniger streng den Verschiebungen der Umkehrpunkte, wie das auch von den jahreszeitlichen Änderungen der Vogelperiodik unter natürlichen Bedingungen bekannt ist.Wird die Zahl der Lichtstunden im 24-Std-Kunsttag von normal 12 Std um 6 Std herauf- oder herabgesetzt, so folgen die Maxima den Umkehrpunkten nicht in gleichem Ausmaß. Bei der Maus beträgt der Abstand zwischen Morgen- und Abendmaximum im Kunsttag mit 12 Std Licht rund 15,5 Std. Im Kunsttag mit 6 oder 18 Std Licht wird dieser Abstand nur um jeweils 1,5 Std verkleinert oder vergrößert. Das gilt auch für Tiere, die bereits 6 Wochen an das entsprechende Licht-Dunkel-Verhältnis angepaßt wurden. Die endogene Komponente der Tagesperiodik läßt Verformungen durch den Zeitgeber nur im begrenzten Umfang zu.Das Verhältnis der Lichtstundenzahl zur Dunkelstundenzahl übt einen starken Einfluß auf die insgesamt vom Tier entwickelte Aktivität aus. Bei schrittweiser Vergrößerung der Lichtstundenzahl von 12 über 14 auf 16 Std/die Licht versuchen dunkelaktive Tiere durch Steigerung der stündlichen Aktivitätsleistung zumal in der Dunkelzeit die Verkürzung der von ihnen bevorzugten Zeitspanne auszugleichen; sie erreichen im allgemeinen im Kunsttag mit rund 14–16 Std/die Licht die größte Gesamtaktivität je 24 Std. Im Kunsttag mit 18 Std Licht und mehr bricht diese Regulation zusammen — die Gesamtaktivität nimmt stark ab. Dasselbe gilt bei Verkürzung der Lichtstundenzahl auf 6: sowohl in der Lichtzeit wie in der Dunkelzeit wird unter diesen Umständen die je Stunde entwickelte Aktivität auf weniger als die Hälfte der Werte herabgedrückt, die für den Kunsttag mit mittlerer Lichtstundenzahl gelten.Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß je nach Tierart bestimmte Verhältnisse von Licht zu Dunkel eine optimale Umwelt darstellen und daß ganz allgemein nicht nur die Durchschnittswerte der wichtigsten Umweltgrößen sondern auch deren periodische Änderungen entscheidend die Lebensäußerungen der Tierwelt beeinflussen.     

Über den Einbau von H3-Thymidin in die DNS und die Endomitosetätigkeit in der Wurzel von Vicia faba

Zusammenfassung Die von Pelc und La Cour bei Wurzeln von Vicia faba festgestellte H³-Thymidin-Aufnahme in die Zellkerne der Streckungszone und der Wurzelhaube beruht offensichtlich darauf, daß in diesen Regionen im Zuge von 2 Endomitosezyklen eine DNS-Reproduktion erfolgt. Diese Deutung legen eigene Untersuchungen über die Lage von Kernen im endomitotischen Strukturwechsel nahe; doch ergibt sie sich bereits auf Grund der mikrophotometrischen Befunde von Deeley, Davies und Chayen und auf Grund der allgemeinen Kenntnisse über die Verbreitung und das Zustandekommen der endomitotischen Polyploidie. Auch speziell für die Wurzelrinde von Vicia faba lagen schon Angaben über das Auftreten von Endopolyploidie vor und damit Anhaltspunkte für eine länger währende, über das eigentliche Meristem hinausgreifende DNS-Reproduktion.Die Ergebnisse von Pelc und La Cour stellen somit keinen schlüssigen Beweis für einen Metabolismus von DNS-Komponenten unabhängig von der DNS-Reproduktion dar.     

Beeinflusst der mittlere Radongehalt der Bodenluft die Samenentwicklung im Boden?

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, ob der mittlere Radongehalt der Bodenluft die Keimung von Samen im Boden beeinflußt. Die mitVicia faba equina (reine Linie von der Württemberg. Landessaatzuchtanstalt, Hohenheim) durchgeführten Keimungsversuche im Quarzsand ergaben, daß die Keimung vonVicia faba durch den Radongehalt der Bodenluft von 1000×10^–16 Curie/ccm nicht beeinflußt wird. Demnach dürfte der Radongehalt der Bodenluft kein ökologischer Faktor sein. Versuche mit anderen Samen sind notwendig, um die Allgemeingültigkeit des mitVicia faba erzielten Ergebnisses zu erweisen.Die Verfasser sind den Herren Prof. Dr. Karl Linsbauer und Prof. Dr. Otto Storch für die Erlaubnis, die Versuche am Pflanzenphysiologischen Institut der Universität Graz durchführen zu dürfen, zu Dank verpflichtet, in gleicher Weise dem Vorstand des Mineralogisch-Petrographischen Institutes, Herrn Prof. Dr. Franz Angel, für seine Förderung der Arbeit.