Synchronous cell divisions in Anacystis nidulans Richter

Summary The blue-green alga, Anacystis nidulans was successfully synchronized in continuous light (15,000 lux) by a 14 hr cycle, consisting of 8 hrs at 26°C, and 6 hrs at 32°C, coupled with periodic dilution of the algal suspension to a constant cell number at the end of each cycle. The alga continues to grow at the lower temperature, and a division burst begins 2 hrs after transfer to the higher temperature.

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Zusammenfassung Die Cyanophycee Anacystis nidulans wurde in Dauerlicht von 15 000 Lux vollständig synchronisiert. Die Cyclen bestehen aus 8 Std bei 26° C und 6 Std bei 32° C, an ihrem Ende wurde jeweils mit frischer Nährlösung auf die Ausgangszellzahl von 3·10⁷ Zellen/ml verdünnt. Bei beiden Temperaturen kann sich die Alge vermehren, unter den synchronisierenden Bedingungen des Temperaturwechsels beginnt der Teilungsschub (Verdopplung der Zellzahl) bei 32° C nach 2 Std.

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Pringsheim (1968) renamed this alga as Lauterbornia nidulans.     

Kleine Mitteilungen über Flagellaten und Algen

Zusammenfassung Die unter dem Namen Anacystis nidulans für wichtige physiologische Zwecke verwendete Cyanophycee bildet unter Umständen mehrzellige Fäden. Sie sollte deshalb vielleicht nicht wie bisher zu den Chroococcales gestellt werden. Da sie auch keine eigentlichen Trichome und keine Hormogonien hervorbringt, kann sie auch nicht bei den Hormogenales eingeordnet werden.Für diese Cyanophycee wird der neue Gattungsname Lauterbornia vorgeschlagen. Die einzige Art L. nidulans (Richter) nov. gen., nov. comb. zeigt eigenartige ernährungsphysiologische Züge.

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Short contributions on flagellates and algaeXVI. Lauterbornia (Anacystis) nidulans (Richter) nov. gen., nov. comb. Cyanophyceae

Summary Under the name Anacystis nidulans a Cyanophycean form has been used for important physiological investigations. Since the alga is able to produce filaments composed of a number of cells it should not perhaps be grouped among Chroococcales as hitherto done. It also does not possess proper trichomes nor hormogonia and may not therefore be considered to be a member of the Hormogenales.The new generic name Lauterbornia is therefore proposed, so that the organism is to be called Lauterbornia nidulans (Richter) nov. gen., nov. comb. It is also peculiar physiologically by a tendency to mixotrophy of the mainly phototrophic alga.

     

Spontane und induzierte Metamorphose bei Larven des Krallenfrosches (Xenopus laevis Daud.) im Kälteversuch

Zusammenfassung Bei jungenXenopuslarven (Prämetamorphose) ist die Mortalität im Bereich von 8,5–22° C konstant, nimmt jedoch unterhalb von 8,5° C stark zu.Die Wirkung der Kälte (10° C) auf die spontane Metamorphose zeigt stadienspezifische Unterschiede. Eine vollkommene Metamorphosehemmung gelingt nur bei Prämetamorphoselarven; bei älteren Larven (Prometamorphose) ist die Umwandlung nur verzögert.Blockierte Larven können in der Kälte durch Behandlung mit Thyroxin bzw. TSH zur Metamorphose veranlaßt werden. Da weder die Ansprechbarkeit larvaler Gewebe auf Thyroxin, noch diejenige der Schilddrüse auf TSH betroffen sind, muß die kältebedingte Metamorphosehemmung auf einer Blockierung des übergeordneten Steuerungszentrums beruhen.

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Spontaneous and induced metamorphosis inXenopus larvae at low temperature

Summary In premetamorphicXenopus larvae mortality is not influenced by lowering the temperature from 22° to 8.5° C, but it rises dramatically below 8.5° C. At 10° C complete inhibition of spontaneous metamorphosis occurs only in premetamorphic larvae; beyond stage 56 cold treatment only delays the metamorphic changes.In cold-arrested premetamorphic larvae thyroxine and TSH elicit metamorphic responses. Since the responding capacity of the larval tissues to thyroxine is not affected, blockage of spontaneous metamorphosis at low temperature must result from the inhibition of the hypothalamic center.

     

Schnellmarkierte Polyphosphate und Metaphosphate bei der Blaualge Anacystis nidulans

Zusammenfassung Zellen der Blaualge Anacystis nidulans, denen nach vorangegangener 20stündiger Kultur in phosphatfreiem Medium kurzfristig ³²P-Orthophosphat angeboten worden war, bauten den größten Teil der Radioaktivität in kondensierte anorganische Phosphate ein. Ihre Isolierung aus den Zellen gelang über eine gemeinsame Extraktion mit den Nucleinsäuren und Fraktionierung an einer Säule aus methyliertem Serumalbumin und Kieselgur (MAK), worauf sich eine säulenchromatographische Auftrennung an QAE-Sephadex A 50 anschloß. Zweidimensionale Dünnschichtchromatographie an Cellulose, die mit einem sauren Lösungsmittel bzw. einem alkalischen durchgeführt wurde, ergab, daß der größte Teil der ³²P-markierten kondensierten Phosphate aus Verbindungen mit mehr als acht Phosphorsäure-Resten bestand. Außer den letzteren wurden markierte lineare Oligophosphate mit 2-7 Resten und ringförmige Metaphosphate — Tri-, Tetra-, Penta- und Hexametaphosphate — gefunden. Ihr Ursprung und ihre Funktion sind noch unbekannt. Unter den niedermolekularen Verbindungen der kondensierten anorganischen Phosphate enthielt das Trimetaphosphat bedeutend mehr Radioaktivität als die übrigen Verbindungen.

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Rapidly labelled polyphosphates and metaphosphates in the blue-green alga Anacystis nidulans

Summary After pulse-labelling with ³²P-orthophosphate of cells of the blue-green alga Anacystis (Lauterbornia) nidulans which were previously grown in a P-free medium for 20 h most of the ³²P-radioactivity is incorporated into condensed inorganic phosphates. The isolation of the latter was achieved by joint extraction with the nucleic acids and fractionation on methylated serum albumin and Kieselgur (MAK) followed by column chromatography on QAE-Sephadex A 50. Two-dimensional thin layer chromatography on cellulose carried out with an acid solvent and an alkaline one revealed that most of the ³²P-polyphosphates consisted of compounds with more than 8 phosphate residues. Besides the latter labelled linear oligophosphates with 2 to 7 residues and circular metaphosphates—tri-, tetra-, penta- und hexametaphosphate—were detected, the origin and function of which are still unknown. Among the low-molecular condensed inorganic phosphates the trimetaphosphate contained significantly more radioactivity incorporated than the other compounds.

     

Termination of the facultative diapause in the codling moth, Laspeyresia pomonella (Lepidoptera, Tortricidae)

The abiotic factors regulating the termination of the facultative diapause of the mature larva of the codling moth, Laspeyresia pomonella (L.), are described. The termination of diapause under long-day conditions (LD) is influenced by: (i) the rearing temperature of the larvae during prediapause development, (ii) the duration of the preincubation period, i.e. the time for which the diapausing larvae remain under prediapause rearing conditions, (iii) the reactivating incubation, i.e. the period for which the larvae are chilled, and (iv) the complementary incubation (LD and, except in one experiment, 26°), i.e. the period after the chilling needed for the pupation of the insects. The complementary incubation is distinctly shorter if the prediapause development of the larvae takes place at rearing temperatures below 26°, i.e. 21° or 19°. The latter conditions led to 100% pupae and pupation could be accelerated by prolonging the preincubation period. In larvae reared at 26°, the prolongation of the preincubation period raised the rate of pupation to a maximum of only 56% and also caused higher mortality. On the other hand, diapause was terminated under short-day conditions if the temperature was raised to 26° after a rearing temperature of 19° and a preincubation period of 90 days.

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Beendigung der fakultativen diapause des apfelwicklers, Laspeyresia Pomonella (Lepidoptera, Tortricidae)

Zusammenfassung Es wurde untersucht, welche abiotischen Faktoren die Beendigung der fakultativen Diapause ausgewachsener Apfelwicklerlarven (Laspeyresia pomonella) steuern. Die Beendigung der Diapause unter Langtagbedingungen (LT) wird beeinflusst durch: 1. die Zuchttemperatur der Larven während der Prädiapauseentwicklung; 2. die Dauer der Präinkubation, d.h. die Zeit, während der diapausierende Larven unter Prädiapause-Zuchtbedingungen bleiben; 3. die Reaktivierungs-inkubation, d.h. eine Periode von 70 d, während der die Larven auf 4° gekühlt werden und 4. die Komplementärinkubation (LT und, ausser in einem Experiment, 26°), d.h. die nach der Kühlung bzw. dem Wechsel in der Photoperiode benötigte Zeitdauer bis zur Verpuppung. Die Komplementärinkubation ist deutlich kürzer, wenn die Prädiapauseentwicklung der Larven bei Temperaturen unter 26° stattfindet. Bei 19° verpuppten sich 100% der Larven, wobei der Zeitpunkt der Verpuppung durch die Verlängerung der Präinkubationszeit beschleunigt wurde. Bei Larven, die bei 26° gezüchtet wurden, erreichte die Verpuppungsrate lediglich 56% bei einer relativ langen Präinkubationsdauer, wobei deren Verlängerung auch die Larvenmortalität erhöhte. Nach einer Zuchttemperatur von 19° und einer Präinkubationsdauer von 90 Tagen konnte die Diapause unter Kurztagbedingungen beendet werden, wenn die Temperatur auf 26° erhöht wurde.

     

Die Temperaturabhängigkeit des Einflusses von Toluylenblau anf die Säurebildung von Streptococcus lactis

Zusammenfassung Es ist der Einfluß der Temperatur auf die Gärung von Streptococcus lactis bei Zusatz von 2,8 mmol Toluylenblau untersucht worden. Die Bildung von Gärungsmilchsäure zeigte Optima bei 28°C, 34°C und 38°C. Unterhalb von 30°C stimmte das Optimum für die Bildung von flüchtigen Säuren (als Essigsäure berechnet) mit dem Optimum für die Milchsäurebildung überein. Oberhalb von 30°C konnten drei Optima für die Bildung von flüchtigen Säuren ermittelt werden, die bei den Temperaturen minderer Milchsäurebildung, d. h. bei 32°C, 36°C und 40°C lagen. Es wird dies als ein Konkurrenzeffekt zwischen der Milchsäurefermentation und der Fermentation von flüchtigen Säuren gedeutet.Oberhalb von 30°C wurde die Milchsäurebildung nur außerhalb der Optimaltemperaturen durch Toluylenblau gehemmt. Die Bildung flüchtiger Säuren ließ sich durch den Farbstoff erst in weiterer Entfernung von dem mittleren Temperaturoptimum (36°C) hemmen. Zwischen 34°C und 38°C war keine Hemmung der Bildung flüchtiger Säuren durch die angewandte Farbstoffkonzentration möglich.

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Temperature dependence of the effect of toluylene blue on the acid formation by Streptococcus lactis

Summary The influence of temperature on the fermentation of Streptococcus lactis in a liquid medium containing 2,8 mmol/l toluylene blue has been investigated. The formation of lactic acid showed optima at 28°, 34°, and 38°C. Below 30°C the optimum for the production of volatile acids corresponded to the optimum of lactic acid production. Above 30°C three optima for the formation of volatile acids could be detected. These optima were located at the temperature of reduced lactic acid production (32°, 36°, 40°C). This has been interpreted as an effect of competition between the fermentations of lactic acid and volatile acids.Beyond 30°C lactic acid fermentation was inhibited by toluylene blue only at temperatures other than the optimum temperatures of 34°C and 38°C. The formation of volatile acids was inhibited by the dye only at a distance from the mean optimum temperature at 36°C. Between 34° and 38°C no inhibition of volatile acid production by the dye, at the concentration used, could be obtained.

     

Untersuchungen zum chemischen Aufbau der Zellwände von Anacystis nidulans und Chlorogloea fritschii

Zusammenfassung Die Zellwände der einzelligen Cyanophyceen Anacystis nidulans und Chlorogloea fritschii wurden nach Homogenisation durch fraktionierte Zentrifugation isoliert und ihre Reinheit elektronenmikroskopisch kontrolliert.Durch chemische Untersuchung der isolierten Wände konnte eine Beteiligung von Cellulose und Pectin ausgeschlossen werden.Dagegen enthalten die Zellwände die Mucopolymerbausteine N-Acetylglucosamin, N-Acetylmuraminsäure, Glutaminsäure, Diaminopimelinsäure und Alanin, bei Anacystis in den Molverhältnissen 1,34:1,07:1,52:1,0:2,4.Dieser Befund und die Tatsache, daß die isolierten Zellwände von Anacystis durch Lysozym aufgelöst werden können, spricht für das Vorhandensein einer Stützschicht in der Zellwand, die die gleiche Zusammensetzung hat wie bei gramnegativen Bakterien. Außerdem wurde Galaktosamin nachgewiesen, das bei Anacystis etwa in gleicher molarer Konzentration vorkommt wie N-Acetylglucosamin. Der Nachweis von zehn Aminosäuren läßt vermuten, daß Proteine in die Zellwand eingebaut sind. Die Lipidsubstanzen der Zellwand wurden durch Extraktion und Chromatographie nachgewiesen aber nicht näher analysiert.

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Summary Cell walls of the blue green algae Anacystis nidulans and Chlorogloea fritschii have been isolated by fractionated centrifugation after homogenization in a Mickel-disintegrator by shaking with glass beads. The purity of cell walls was controlled in the electron microscope.The freeze-dried cell wall-material was hydrolyzed 14 h in 4 n HCl for chromatography of amino acids and amino sugars, or 3 h in n/1 HCl for sugar-chromatography. Neutral sugars and uronic acids are not detected. But the mucopolymer components N-acetylglucosamine, N-acetylmuramic acid, glutamic acid, diaminopimelic acid, and alanine in a molar ratio of 1.34:1.47:1.52:1.0:2.4, and eight unspecific amino acids in molar ratios from 0.1–0.4, and further galactosamine (molar ratio 1.2) are present. Isolated cell walls are lysed by lysozyme. But whole cells are transformed in spheroplasts only by completing the lysozyme-medium with ethylene diamine tetra-acetic acid. These facts suggest that walls of Chlorogloea and Anacystis are equipped with a rigid layer of mucopolymer like bacteria. The mucopolymer is responsible for rigidity and shape of cell walls. Besides mucopolymer proteins, lipids, and other unidentified substances compose the cell wall of these species of cyanophyta.

     

Temperaturadaptation der Sauerstoffaffinität des Blutes von Rana esculenta L.

Zusammenfassung Die Sauerstoffaffinität des Blutes (ausgedrückt im Sauerstoffhalbsättigungsdruck P ₅₀) von an 5° C adaptierten Fröschen (Rana esculenta L.) ist bei gleicher Umgebungstemperatur geringer als bei an 20° C adaptierten Fröschen. P ₅₀ bei pH 7,4 und 20° C Umgebungstemperatur betrug 42,4 mm Hg bei den kälte- und 39,1 mm Hg bei den wäremadaptierten Fröschen (Abb. 1). Die Sauerstoffkapazität der kälteangepaßten Frösche von 12,33 ml O₂/100 ml Blut ist höher als die der wärmeangepaßten von 10,43 ml O₂/100 ml Blut (Tabelle 1). Die Bedeutung und die Ursache der Sauerstoffkapazitäts- und Sauerstoffaffinitätsadaptation im Hinblick auf die Stoffwechseladaptation werden diskutiert.

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Temperature adaptation of the oxygen affinity of the blood in Rana esculenta L.

Summary The oxygen affinity of blood (expressed by the oxygen half saturation pressure P ₅₀) in frogs (Rana esculenta L.), adapted to 5° C is less as in frogs, adapted to 20° C at equal experimental temperature. P ₅₀ in cold-adapted frogs related to pH 7.4 and 20° C is 42.4 mm Hg and in heat-adapted frogs 39.1 mm Hg (Fig. 1). The oxygen capacity of the cold-adapted frogs is with 12.33 ml O₂/100 ml blood higher than of the heat-adapted frogs with 10.43 ml O₂/100 ml blood (Table 1). The importance and the origin of the adaptation of the oxygen affinity and capacity in view to the adaptation of the metabolic rate are discussed.

     

Die Atmung beim KolibriAmazilia fimbriata während des Schwirrfluges bei verschiedenen Umgebungstemperaturen

Zusammenfassung An schwirrenden Kolibris (Amazilia fimbriata fluviatilis, mittleres Gewicht 5,7 g) wurden O₂-Verbrauch, CO₂-Produktion, Atemfrequenz, respiratorische Wasserabgabe und Flügelschlagfrequenz gemessen. Die Versuche wurden bei Temperaturen von 0–35 ° C durchgeführt.Der O₂-Verbrauch im Plug bei Temperaturen über 20 ° C beträgt 4,1 ml O₂/min= 43 ml O₂/g·h, was das 14fache des Basalstoffwechsels ist. Bei Erniedrigung der Umgebungstemperatur nimmt der O₂-Verbrauch kontinuierlich um etwa 6% je 10 ° C zu (Abb. 3). Es wird beim Schwirrflug eine weitgehende Substitution der thermoregulatorisch notwendigen Wärmeproduktion durch die bei der Kontraktion der Flugmuskeln entstehende Wärmemenge angenommen.Es wurde die Atemfrequenz mit rund 280/min bestimmt, das Atemzugvolumen mit 0,63 ml (BTS), die Ventilation mit 0,18 l/min (BTS) und die Sauerstoffausnutzung mit 2,2% errechnet.Die respiratorische Wärmeabgabe beträgt bei Temperaturen bis 20 ° C weniger als 20% der Wärmeproduktion, bei 35 ° C wurde das Maximum von 40% gemessen (Abb. 6). Bei trockener Luft macht die respiratorische Wasserabgabe 2,9–4,6% (0–20 ° C) bzw. rund 11% (bei 35 ° C) des Körpergewichtes pro Stunde aus. Bei 0 ° C gleichen sich Wasserproduktion durch Stoffwechselvorgänge und respiratorische Abgabe, bei allen anderen Temperaturen überwiegt die Abgabe: bei 35 ° C beträgt der Netto verlast 350% der Produktion.

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Respiration in the hummingbirdAmazilia fimbriata during hovering at different ambient temperatures

Summary In hovering hummingbirds (Amazilia fimbriata fluviatilis, mean weight 5.7 g) oxygen consumption, CO₂ production, breathing frequency, respiratory water loss and wing frequency were measured at various environmental temperatures from 0 to 35 ° C.The oxygen consumption above 20 ° C reached 4.1 ml/min = 43 ml/g·hr, and was 14 times the calculated basal rate. Oxygen consumption increased about 6% for a 10 ° C fall in environmental temperature (Fig. 3). During flight the thermoregulatory heat production at low temperatures was largely substituted by the heat that is produced by contraction of the wing muscles.The respiratory frequency was estimated to be 280/min, the tidal volume 0.63 ml (BTS), the ventilation 0.18 1/min (BTS) and the oxygen utilization as 2.2%.The respiratory heat loss at temperatures of 20 ° C and below was less than 20% of the heat production, while at 35 ° C a maximum loss of 40% was reached (Fig. 6). In dry air at 0–20° C the water loss measured 2.9 to 4.5% of body weight per hour while at 35 ° C the loss was 11%. At 0 ° C the respiratory water loss and metabolic water production were equal, but at all other temperatures the loss exceeded production (at 35 ° C the loss exceeded production by 350%).

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Herrn Prof. Dr. Jürgen Aschoff zum 60. Geburtstag gewidmet.

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N.R.C.C. Nr. 12844.     

Cyanophyceen-Studien

Zusammenfassung Mit Hilfe von Kulturversuchen wurde an 6 Cyanophyceengattungen ein gewisser Einblick in die morphologischen und physiologischen Eigenschaften ökologisch verschiedenartiger Formen zu erzielen versucht. Es zeigte sich, daß Pseudanabaena eine gute, von Anabaena in mehrfacher Hinsicht abweichende Gattung ist.Die vor 85 Jahren beschriebene und fast vergessene Borzia wurde wieder gefunden. Sie läßt sich gleich Pseudanabaena in das übliche System der Cyanophyceen nicht einordnen.Bei Cylindrospermum wurde ein besonders deutlicher Einfluß der Stickstoffversorgung auf die Formgestaltung aufgedeckt.Ein Synechococcus von der Größe und dem Aussehen kleiner Bakterien erwies sich als obligat mixotroph, eine Ernährungsart, die unter Cyanophyceen erst vor kurzem zum ersten Mal bei Lauterbornia (Anacystis) nidulans festgestellt worden war.Bei einer Merismopedia wurde ein Verhalten der sich teilenden Zellen beobachtet, das eine Abweichung der tafelförmigen Kolonien von der Ebene bewirkt.Die Bewegungsweise der Cyanophyceen wurde von neuem analysiert, und bestätigt, daß sie bei Pseudanabaena der der Chroococcaceen ähnelt.Aufgrund der Beobachtungen an N-bindenden Cyanophyceen wurde die Hypothese aufgestellt, daß die Heterocysten für die Stickstoffgewinnung verantwortlich sind.

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Studies in cyanophyceae

Summary Culture studies with 6 genera of Cyanophyceae were undertaken in order to throw some light on the morphological and physiological properties of ecologically differing types. Pseudanabaena turned out to be a good genus distinguishable from Anabaena in various ways. Borzia, described 85 years ago but almost forgotten was discovered again and found like Pseudanabaena not to fit into the current taxonomical system of Cyanophyceae.In the highly differentiated Cylindrospermum the morphogenetic influence of nitrogen supply proved to be particularly strong and distinct.A Synechococcus of the size and appearance of a small bacterium exhibited strict mixotrophy, a mode of nutrition only recently discovered for the first time among Cyanophyceae in Lauterbornia (Anacystis) nidulans.In a Merismopedia a behaviour of dividing cells was observed which caused a deviation from the development of the tabular colonies in a flat plain.Founded on observations in nitrogenbinding Cyanophyceae the hypothesis was put forward that heterocysts are indispensable for the molecular nitrogen to be transformed into compounds for the metabolism of the organism.The mode of locomotion in Cyanophyceae was analysed and discussed anew with respect to the special kind of motility found in filaments of Pseudanabaena where it recalls that of Chroococcaceae.

     

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.

     

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.

     

Bau und Funktion des Süßwasserschwamms Ephydatia fluviatilis (Porifera)

Zusammenfassung Der Süßwasserschwamm Ephydatia fluviatilis führt rhythmische Kontraktionen durch. Die Kontraktionsfrequenz beträgt bei 15° bis 16° C vier bis sechs Stunden, der eigentliche Kontraktionsvorgang ein bis zwei Stunden. Die Erhöhung der Wassertemperatur von 15° auf 19° C bewirkt irreguläre, zusätzliche Schwammkontraktionen, die nach Senkung der Temperatur auf die ursprüngliche Höhe (15° C) wieder entfallen. Dieser Aussage liegt die objektschonende Infrarot-Reflexionsmessung zugrunde.

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Structure and function of the fresh water sponge Ephydatia fluviatilis (Porifera)

Summary The fresh water sponge Ephydatia fluviatilis contracts rhythmically. At 15° or 16° C the frequency of contraction varies between 4–6 h; the contraction itself takes about 1 or 2 h. Increasing water temperature from 15° to 19° C causes irregular additional contractions, which cease if the temperature is reduced to the initial level (15° C). The results are based upon a non-invasive technique using infrared reflexion.

     

Susceptibility of Sitophilus granarius and S. Oryzae (Coleoptera: Curculionidae) to high temperature after exposure to supra-optimal temperature

S. granarius and S. oryzae were exposed to 32° and 35° for 2, 7 and 14 days and 1, 2 and 7 days, respectively, and mortality tested at 40°. Under these conditions maximum acclimation of S. granarius was achieved after 14 days at 32° and 2 days at 35°, while S. oryzae maximum acclimation occurred after 2 days at 32° and 1 day at 35°. Longer exposure at 32° for S. oryzae and for both species at 35°, appeared to reverse the process. Rearing S. granarius for three and five generations at 30°, raised its tolerance to the test temperature. Rearing S. oryzae for three generations at 30° did not have any significant effect on that species.

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Zusammenfassung Imagines von S. granarius und S. oryzae wurden physiologisch bei 32° und 35° für 2, 7 und 14 Tage, oder für 1, 2 und 7 Tage akklimatisiert und ihre Sterblichkeit bei 40° geprüft. Unter diesen Bedingungen wurde die maximale Akklimatisierung bei S. granarius nach 14 Tagen bei 32° und nach 2 Tagen bei 35° erreicht, während bei S. oryzae die maximale Akklimatisierung nach 2 Tagen bei 32° und 1 Tag bei 35° erreicht wurde. Längere Akklimatisierungs-Perioden bei 32° für S. oryzae und für beide Arten bei 35° schienen den Prozess umzukehren. Die Züchtung von S. granarius für drei und fünf Generationen, und von S. oryzae für drei Generationen bei 30° vergrösserte die Toleranz von S. granarius gegen die experimentelle Temperatur, hatte aber keinen bedeutsamen Effekt bei S. oryzae.Die Daten beweisen die Fähigkeit von S. granarius und S. oryzae, sich an höhere Temperaturen zu akklimatisieren, wobei der Grad der vergrösserten Toleranz bei den zwei Arten verschieden war. Es zeigte sich auch, dass in diesen zwei Arten der physiologische Akklimatisierungsprozess bei stufenweisem Wechsel zu einer höheren Temperatur effektiver war als der Prozess der Akklimatisierung bei Dauerzucht in einer erhöhten Temperatur. Die gegenwärtigen Daten beziehen sich nur auf die veränderte Empfindlichkeit hinsichtlich der Mortalität bei den akklimatisierten Insekten in hoher Temperatur.

     

Vergleichende Untersuchungen zur Herztätigkeit bei frei beweglichen dekapoden Krebsen (Astacus fluviatilis Fab., Astacus leptodactylus Eschscholz und Cambarus affinis Say)

Zusammenfassung Mit Hilfe von Pt-Aspirationselektroden wurde das Verhalten des Krebsherzens an frei beweglichen, ungestörten Astacus fluviatilis, Astacus leptodactylus und Cambarus affinis gegenüber Temperatureinflüssen untersucht. Die angewandte Methode erlaubt eine lückenlose Registrierung der Herztätigkeit über einen längeren Zeitraum. Die Herzfrequenzen folgen der R-G-T-Regel bei Astacus fluviatilis zwischen 0 und 26° C, bei Astacus leptodactylus zwischen 0 und 28° C und bei Cambarus affinis von 0–30° C. Die Letaltemperaturen liegen bei ca. 28, 34 bzw. 37° C; der Q ₁₀ bei 1,7, 1,9 bzw. 1,8. An höhere Temperaturen adaptierte Individuen zeigen eine signifikant höhere Herzfrequenz in höheren Temperaturbereichen als die an tiefere Temperaturen adaptierten. Jungtiere geringen Gewichts (2,5 g) weisen eine signifikant höhere Herzfrequenz auf als die schwereren adulten Tiere (ca. 90 g).

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Comparative experiments on the heartbeats of unrestrained decapode crustaceans (Astacus fluviatilis Fab., Astacus leptodactylus Eschscholz, and Cambarus affinis Say)

Summary The temperature influence on the heartbeats of unrestrained Astacus fluviatilis, Astacus leptodactylus, and Cambarus affinis has been studied by means of aspiration electrodes. This method allows a complete and long termed registration of the heartbeats. The rule of van t'Hoff has been proved for the heartbeat frequencies of Astacus fluviatilis between 0 and 26° C, of Astacus leptodactylus between 0 and 28° C, and of Cambarus affinis from 0–30° C. Lethal temperatures have been found at about 28° C, 34° C, and 37° C respectively, the Q ₁₀ was measured as 1.7, 1.9, and 1.8 respectively. Warm adapted specimen show a significant higher frequency at higher temperatures than cold adapted ones. Young individuals of little weight (2.5 g) have been found to posses a marked higher frequency than the heavier adult animals (90 g).

     

The effect of adaptation temperature on the properties of nerve muscle preparations and on the performance of the frograna temporaria L

Summary 1. Comparisons were made between the characteristics of nerve muscle preparations measured at 20° C from 22° and 10° C adapted frogs. In the maximum single isometric twitches no significant difference was found in latent period, contraction time, or relaxation time between the two groups. There was a barely significant difference (P = 0.05) in tension developed/gram muscle but it was thought that with a larger number of experiments no true difference would be found.2. With isometric tetanus again no difference was found between the 10° and 22° C adapted frogs, either in tension developed or in fatigue time.3. The jumping performances were measured in intact 10° and 22° C adapted frogs brought to 18° C for 10 minutes and then measured at this temperature. No significant difference could be found between the two groups. The significance of the results is discussed.

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Die Wirkung der Adaptationstemperatur auf die Eigenschaften von Nerv-Muskel-Präparaten und auf die Leistungsfähigkeit des FroschesRana temporaria L

Kurzfassung Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Beantwortung der Frage, ob sich bei kaltadaptierten und warmadaptierten Fröschen Unterschiede an Nerv-Muskel-Präparationen nachweisen lassen. Die Versuchstiere wurden an 10° bzw. 22° C adaptiert. Danach wurden dann bei 20° C in vitro Messungen am Gastrocnemius-Muskel und den ihn versorgenden Nerven durchgeführt. Weder in den Charkateristika der Einzelkontraktion noch des Tetanus konnten Unterschiede festgestellt werden. Auch hinsichtlich des Springvermögens intakter Individuen ließen sich keinerlei Unterschiede nachweisen. Die Bedeutung dieser Ergebnisse wird diskutiert.

     

Effect of temperature, starvation and crowding on production of alate young by the cabbage aphid (Brevicoryne brassicae)

Summary Brief temperature treatments of adult apterous Brevicoryne brassicae independent of the host plant affected the form of their young. More aphids produced alate young after exposure to low temperatures (10–15°C), while alate production was suppressed at high temperatures (25–30°C). Starvation or crowding of adults for times up to twenty-four hours did not affect the form of the young.

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Die wirkung von temperatur, hunger und gedränge auf die produktion geflügelter nachkommen bei der kohllaus (Brevicoryne Brassicae)

Zusammenfassung Eine kurze Behandlung erwachsener apterer Blattläuse (Brevicoryne brassicae) mit verschiedenen Temperaturen beeinflusste die Form ihres Nachwuchses. Eine 24-Stündige Behandlung mit niedrigen Temperaturen (10–15° C) erhöhte den Prozentsatz der Blattläuse, die geflügelte Junge produzierten, während die Produktion geflügelter Nachkommen durch höhere Temperaturen (25–30° C) unterdrückt wurde. Wenn die Erwachsenen bis zu 24 Stunden in einer dichten Menge gehalten werden oder hungern, ändert sich die Form ihres Nachwuchses nicht.

     

Der Einfluß des Lichtes auf die Temperaturadaptation beiRana temporaria

Zusammenfassung 1. Der Sauerstoffverbrauch adulter Grasfroschmännchen (Rana temporaria L.) wurde nach Anpassung an 7° und 23° C bei Langtag, Kurztag und Dunkelheit bei 23° C unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen untersucht (automatische Registrierung während 24 Stunden).2. Bei den vorher dunkel aufbewahrten Tieren zeigte sich eine Leistungsadaptation im Sinne einer Kompensation, bei den Langtagsfröschen fand sich ohne Veränderung der Lichtperiode eine entsprechende Adaptation nur bei den Nachtwerten.3. Für die Kurztagstiere ist die Versuchstemperatur von 23° C unnatürlich hoch. Damit mag die schwere Deutbarkeit der Kurven zusammenhängen. Nach den Befunden ist es wichtig, nicht nur die Lichtbedingungen der Vorbehandlung, sondern auch die während des Versuches konstant zu halten.4. Die Versuche geben Hinweise dafür, daß die bekannte Temperaturunabhängigkeit des circadianen Rhythmus durch eine rasche, nahezu ideale Kompensation zustande kommt.5. Die Exstirpation des Pinealorgans senkt die Werte für den Sauerstoffverbrauch und bringt die Leistungsadaptation zum Verschwinden.6. Der Sauerstoffverbrauch der Muskelhomogenisate von Tieren, die tags beleuchtet wurden, zeigt eine Leistungsadaptation im Sinne einer Kompensation.

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The influence of light on the temperature adaptation inRana temporaria

AdultRana temporaria L. males were acclimated to 7° and 23° C under long day, short day and continued darkness. Thereafter their oxygen consumption was measured at 23° C under different light conditions (automatic 24-hour registration). The individuals previously kept in darkness exhibited capacity adaptation in the sense of a compensation; long day acclimated frogs showed a respective adaptation, without change of light conditions, only in regard to the night values. For short day acclimated individuals, the test temperature of 23° C is unnaturally high. This fact may have affected our results and led to curves which are extremely difficult to interpret. The results obtained indicate that it is important to control the light conditions not only during the first acclimation period but also during the experiment proper. The experiments provide hints for the assumption that the known temperature independence of the circadian rhythm is based on a fast, almost ideal compensation. Extirpation of the pineal organ reduces oxygen consumption and causes the capacity adaptation to disappear. Oxygen consumption of muscle homogenates of individuals exposed to light during the daytime showed capacity adaptation in the sense of a compensation.

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Herrn Professor Dr.Friedrich Krüger zum 65. Geburtstag am 18. August 1967 in Verehrung gewidmet.     

Isoenzyme patterns and biology ofTrichogramma minutum as influenced by rearing temperature and host

Females ofTrichogramma minutum Riley reared at temperatures below 17°C had lower percent emergence, lower fecundity on the first day of emergence, and a reduced rate of population increase (r_i) than those reared at temperatures above 17°C. Parasitoids were more fecund and lived longer when raised onChoristoneura fumiferana (Clemens) compared toEphestia kuehniella (Zeller). The parasitoids performed better when parasitizing the same species of host on which they had been reared. Isoenzyme patterns were not affected whenT. minutum was reared at 13 or 27°C but additional bands appeared when parasitoids were reared onSitotroga cerealella (Olivier) compared toC. fumiferana. No correlation could be made between biological and biochemical changes inT. minutum. Isoenzymes have the potential to assess the quality of parasitoids during mass production.

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Einfluss von Zuchttemperatur und Wirt auf Isoenzymmuster und Biologie vonTrichogramma minutum Riley

Zusammenfassung Weibchen vonTrichogramma minutum, welche bei 17°C gezüchtet wurden, hatten eine geringere Schlüpfrate, eine geringere Fruchtbarkeit am ersten Tag nach dem Schlüpfen sowie ein reduziertes Populationswachstum (r_i) im Vergleich zu Tieren welche sich bei Temperaturen über 17°C entwickelt hatten. Wurden die Parasitoiden aufChoristoneura fumiferana gezogen, so war ihre Fruchtbarkeitsrate wie auch Lebensdauer grösser als wennEphestia kuehniella als Wirt diente. Die parasitische Fähigkeit vonT. minutum war immer auf derjenigen Wirtsart am grössten auf der die Schlupfwespen vorher gezogen wurden. Aufzuchttemperaturen von 13°C oder 27°C hatten keinen Einfluss auf den Isoenzymbändern wenn die Tiere statt aufC. fumiferana aufSitotroga cerealella gezogen wurden. Es konnte aber kein Zusammenhang zwischen den biologischen und biochemischen Veränderungen gefunden werden. Hingegen besteht die Möglichkeit während der Massenproduktion die Qualität der Parasitoiden anhand von Isoenzymprofilen zu überwachen.

     

SURVIVAL AND REPRODUCTION OF CODLING MOTHS EXPOSED TO 33° DURING LARVAL AND PUPAL DEVELOPMENT

Most adult male codling moths, Cydia pomonella (L.), were sterile when they were transferred from 26° to 33°C at various larval stages. Exposures to 33° increased mortality (on average by 26.5%) and resulted in 48.5% and 30.7% fewer matings by treated males and females, respectively.

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Zusammenfassung Wenn Raupen des Apfelwicklers, Cydia pomonella (L), in verschiedenen Zeitpunkten von 26° zu 33° gebracht wurden, waren die meisten Falter steril.Zudem erhöhte die Zuchttemperatur 33° die Mortalität (Erhöhung um durchschnittlich 26,5% gegenüber unbehandelt) und reduzierte die Kopulationen der behandelten Männchen um 48,5% und der behandelten Weibchen um 30,7%.