Physical aspects of artificial diets

The physical properties of artificial diets, texture, hardness, homogeneity, and water content are regulated by the addition of cellulose, agar, polysaccharide gums, and other large molecules. These physical aspects are important in promoting good growth and development of insects.The development of the boll weevil, Anthonomus grandis Boheman, was improved by adding more cellulose to the diet. Additional agar did not improve growth. Polysaccharide gums made the diet too viscous and were poor substitutes for agar. This insect developed satisfactorily on diets with moderate ranges of water and nutrient content.The preparation of the diets is also important in regulating physical properties. Heating stops enzyme action in plant products, ruptures cells, and affects solubility of ingredients. The addition of stabilizers protects nutrients and keeps them mixed homogeneously.

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Zusammenfassung Die physikalischen Eigenschaften künstlicher Diäten für Insekten umfassen Struktur, Härte, Homogenität und Wassergehalt sowie Faktoren, die diese beeinflussen. Diese Gründsätze gelten für feste Diäten bei Insekten mit beißenden Mundwerkzeugen.Strukturelle Eigenschaften werden gewöhnlich durch Hinzufügen von Zellulose hervorgerufen, welche die Konsistenz liefert und zum Fraß anregt. In Diäten mit hohem Wassergehalt wird die Konsistenz durch Zugabe von Agar reguliert. Natürliche polysaccharide Gummis verleihen den Diäten Andickung, Stabilisierung, Gelierung und strukturelle Eigenschaften. Diäten für den Baumwollkapselbohrer, Anthonomus grandis Boheman, werden abgewandelt durch Hinzufügen zusätzlicher Zellulosemengen, Agar und Stärke sowie ersatzweise durch Carrageenan, Heuschrecken- Bohnen- Gummi und Guar-Gummi für die Gesamtheit oder Teile des Agars. In den beschriebenen Versuchen verkürzte Zellulose die Entwicklungszeit. Agar und Stärke verursachten wenig Veränderung. Im allgemeinen bildeten die Gummis visköse Gemische und gelierten nicht. Daher ergab sich eine schlechte Entwicklung für den Baumwollkapselkäfer. Carrageenan konnte als teilweiser Ersatz für Agar verwendet werden. Große Moleküle, wie Zellulose, Stärke, Pektin, Phospholipide und Proteine, die in natürlichen Produkten vorkommen, beeinflussen die physikalischen Eigenschaften der Diäten ebenfalls. Diese Eigenschaft der Naturstoffe ist oft übersehen worden, weil die Hauptbedeutung immer in ihrem Nährwert gesehen wurde.Obwohl die Nahrung pflanzenfressender Insekten einen hohen Wassergehalt hat, können viele mit Nahrung sehr unterschiedlicher Wasserkonzentrationen auskommen und einige vermögen trockene Nahrung zu verzehren und Wasser zu trinken. Die Herstellung der Diäten kann ihre physikalischen Eigenschaften ebenfalls beeinflussen. Die Bestandteile der Diät können chemische und enzymatische Veränderungen erfahren, welche die Diät und damit das Insekt beeinflussen. Hitze-Behandlung stoppt die enzymatischen Reaktionen in den Geweben, zerreißt die Zellen und löst ihre Inhaltsstoffe. Polysaccharide Gummis, Phospholipide und gelierende Mittel werden benutzt, um die Bestandteile der Diät in einem beständigen, homogenen Gemisch zu erhalten. Diese Substanzen können auch in flüssigen Diäten verwendet werden, um die Nährstoffe in Suspension zu halten.

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in cooperation with Texas Agricultural Experiment Station Texas A & M University, U.S.A.     

The artificial feeding of phosphamidon to Myzus persicae

Three strains of Myzus persicae have been fed on liquid media through parafilm membranes and compared on the basis of their survival and fecundity. The uptake of one strain (the Dutch) is limited by the fact that this aphid adapts very badly to artificial membranes, whereas one of the important limiting factors on uptake by the other two strains appears to be the composition of the diet. These two strains (light and dark) show no significant difference in their LC₅₀ values for phosphamidon in artificial diet, in contrast to results previously obtained on sugar solutions. The presence of phosphamidon caused an immediate reduction in the uptake of the light strain, but this effect was delayed in the dark strain, becoming evident 48 hours after these aphids were transferred to non-toxic diets. Some evidence is given which suggests an increased rate of reproduction for aphids which imbibe sub-lethal doses of phosphamidon.

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Zusammenfassung Drei Stämme von Myzus persicae wurden durch Parafilm-Membranen mit Nährlösungen gefüttert und auf Grund ihrer Überlebensrate und Fruchtbarkeit verglichen. Die Nahrungsaufnahme des einen Stammes (des holländischen) ist dadurch beschränkt, daß sich diese Blattläuse sehr schlecht an künstliche Membranen gewöhnen, während einer der wichtigsten begrenzenden Faktoren für die Nahrungsaufnahme bei den beiden anderen Stämmen die Zusammensetzung der künstlicher Diät zu sein scheint. Diese zwei Stämme (der helle und der dunkle) zeigen bei künstlicher Diät keinen signifikanten Unterschied in ihren LD₅₀-Werten, im Gegensatz zu früher mit Zuckerlösungen erhaltenen Ergebnissen. Wenn die Blattläuse nach Fütterung an Phosphamidon-haltigen Lösungen auf nichtgiftige Diäten übertragen wurden, war ihre Nahrungsaufnahme signifikant niedriger als bei Läusen, die ununterbrochen auf nichtgiftiger Diät gehalten wurden. Es ergaben sich einige Hinweise, die vermuten lassen, daß die Reproduktionsrate bei Läusen, welche subletale Dosen von Phosphamidon aufnehmen, erhöht ist.

     

Beiträge zur Cytologie der Blaualgen

Zusammenfassung Mit Hilfe von Ultradünnschnitten wurde die Substruktur von Phormidium frigidum Fritsch, Phormidium retzii Gom., Oscillatoria limosa Ag., Anabaena variabilis Kütz und Cylindrospermum licheniforme Kütz untersucht.Das Chromatoplasma besteht aus submikroskopischen Lamellen, die bei den einzelnen Arten charakteristische Lamellensysteme bilden. Größere Unterschiede in der Ausbildung und Anordnung der Lamellen bestehen zwischen den Vertretern der Oscillatoriaceen und der Nostocaceen.Das Centroplasma läßt auch im submikroskopischen Bereich keine Abgrenzung gegen das Chromatoplasma erkennen. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma hier kompakter gelagert ist und die für das Chromatoplasma typischen Lamellen fehlen. Das Grundplasma ist körnig und läßt gewisse kettenförmige Strukturen erkennen.     

Plant Proteinase inhibitors: A defense against herbivorous insects?

Using the tomato plant, Lycopersicon esculentum L., and the beet armyworm, Spodoptera exigua (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae), we have demonstrated that insect herbivory induces a rapid decline in plant quality. This decline in plant quality manifests itself by a highly significant reduction in rate of larval growth on a medium containing foliage from insect-damaged as opposed to undamaged tomato plants. The induction of tomato proteinase inhibitors, as a result of larval feeding, is invoked as a factor that systemically reduces leaf quality.

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Zusammenfassung Eine zentrale Theorie in der Erforschung von Insekten-Wirtspflanzen-Wechselbeziehungen ist, dass sich bestimmte natürlich vorkommende Pflanzeninhaltsstoffe in Pflanzen zur Abwehr herbivorer Insekten und anderer Parasiten entwickelt haben. Zur Zeit herrschende Überlegungen beinhalten auch das Konzept, dass herbivore Insekten das Potential besitzen, Veränderungen in der Abwehrund/oder Nahrungsqualität von Wirtspflanzen hervorzurufen, die den herbivoren Insekten schaden. Gegenwärtig is nur wenig über die Ursachen dieser von Insekten induzierten Veränderungen der Wirtspflanzenqualität bekannt. Jedoch werden häufig unterschiedliche Gehalte der Pflanzen an Phenolderivaten, Protein und/oder Proteinaseinhibitoren mit den Abwehrmechanismen in Zusammenhang gebracht. Diese Arbeit untersucht das Potential von Pflanzenproteinaseinhibitoren, als induzierbare Abwehr gegen herbivore Noctuidenlarven zu wirken.Tomatenpflanzen enthalten Proteinaseinhibitoren (PIs), die durch Verletzen der Pflanze induziert werden. Es besteht die Hypothese, dass diese Synthese von PIs einen Abwehrmechanismus gegen blattfressende Insekten darstellt. Diese Hypothese ist niemals angemessen in planta getestet worden und wird von uns anhand von Spodoptera exigua und Tomatenpflanzen, Lycopersicon esculentum, getestet.Wieterhin sollte festgestellt werden, ob eine Beziehung zwischen der PI-Konzentration im Blatt und dem Wachstum von Blattmaterial fressenden Larven besteht. Anstelle lebender Pflanzen wurde dazu eine feste, Blattmaterial enthaltende Diät (15% gefriergetrocknetes Blattmaterial angemischt in Agarlösung und Sorbinsäure) benutzt, was die Verwending einer unverletzten Kontrolle ermöglichte. Diese künstliche Diät wurde S. exigua angeboten. Die Ergebnisse des Fütterungsversuches (Fig. 2) zeigen, dass eine signifikante inverse Beziehung (r²=0.81, p=0.05) zwischen der PI-Konzentration im Blattgewebe und den mittleren Gewichten von Larven von S. exigua besteht. Nicht dargestellt ist die nicht signifikante Korrelation zwischen mittlerem Gewicht der Larven und den Gehalten an Blattprotein (r²=0.47, p>0.25) und Phenolderivaten (r²=0.50, p=0.25).Diese Ergebnisse veranlassen uns zu dem Rückschluss, dass Tomatenproteinaseinhibitoren als systemisch induzierbare antibiotische chemische Abwehr gegen herbivore Insekten wie Noctuidenlarven anzusehen sind, und dass PIs einen Faktor darstellen, der zur systemischen Reduktion der Blattqualität von Tomaten führt.

     

Untersuchungen über die Temperaturabhängigkeit von Lebensprozessen bei Insekten unter besonderer Berücksichtigung winterschlafender Kartoffelkäfer

Zusammenfassung Winterschlafende Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decemlineata) verfügen über zwei Sicherungen gegen einen zu raschen Stoffwechsel. Der Sauerstoff verbrauch der intakten Tiere sowie der des Gewebes wird wie bei anderen echten Winterschläfern unter den Insekten gegenüber dem Fraßzustand erheblich herabgesetzt. Ferner zeigen Sauerstoffverbrauch der intakten Tiere, des Gewebes sowie die Aktivität der Fermente Succinodehydrase, Katalase und Glycerophosphatase eine Temperaturadaptation im Sinne des Typs 3. Der Winterschlafende Pappelblattkäfer (Melasoma populi) besitzt als weitere Sicherung gegen eine Stoffwechselsteigerung bei einem plötzlichen Temperaturanstieg im biologisch besonders wichtigen niederen Temperaturbereich auffallend niedrige Temperaturkoeffizienten. Sowohl Sauerstoffverbrauch wie auch die CO₂-Abgabe zeigen den Adaptationstyp 3; der respiratorische Quotient ist von der Adaptationstemperatur unabhängig.Die Temperaturadaptation ist als echte Regulationserscheinung reversibel.Bei zu großen, plötzlichen Temperatursprüngen können Schockwirkungen auftreten. Beim winterschlafenden Kartoffelkäfer machten sie sich in einer Erhöhung des Sauerstoffverbrauchs bemerkbar. Die Gewebsatmung zeigte diese Erscheinung nicht.Nicht alle eurythermen Tiere verfügen über das Mittel der Temperaturadaptation entsprechend den häufigsten Typen 2–3. Sie fehlte (Typ 4) bei dem Sauerstoffverbrauch der intakten Larven und Puppen des Mehlkäfers (Tenebrio molitor), dem des Gewebes der Larven und der Dehydrasenaktivität beider Stadien, wahrscheinlich auch beim Sauerstoffverbrauch der im Fraßzustand befindlichen intakten Kartoffel- und Pappelblattkäfer. Kartoffelkäfer, die gerade aus dem Winterschlaf erwacht waren, zeigten eine viel geringere Abhängigkeit der Gewebsatmung von der Adaptationstemperatur als während des Ruhestadiums.Bei den Larven von Tenebrio molitor ist die Aktivität der Dehydrasen während der Häutung bedeutend geringer als zwischen den Häutungen.Die Untersuchungen an Larven der Weidenblattwespe (Pteronus salicis) in Diapause können deshalb schlecht eingeordnet werden, weil bei den hohen Adaptationstemperaturen im Gegensatz zu den niedrigen anscheinend eine latente Entwicklung einsetzte.Allgemein betrachtet kann man einer Adaptation des Sauerstoffver brauchs eine entsprechende fermentative Temperaturadaptation zuordnen.Gekürzte Wiedergabe einer Dissertation bei der Philosophischen Fakultät der Universität Kiel (Anregung und Anleitung: Prof. Dr. H. Precht). — Die photometrischen Messungen wurden mit einem Pulfrichphotometer ausgeführt, welches die Notgemeinschaft der deutschen Wissenschaft Herrn Prof. Precht zur Verfügung stellte.     

Pollenfertilität und Pollenschlauchwachstum bei di- und tetraploidem Rotklee

Zusammenfassung Auf Grund zweijähriger blütenbiologischer Untersuchungen wurde festgestellt, daß der tetraploide Rotklee einen etwas höheren Prozentsatz steriler Pollenkörner ausbildet und daß die Pollenkeimung auf künstlichem Medium viel schlechter verläuft als bei den Diploiden. Auf der Narbe dagegen verläuft das Wachstum der Pollenschläuche bei den Tetraploiden schneller. Bei Selbstbestäubung ist das Schlauchwachstum bei den Diploiden verzögerter als bei den Tetraploiden, bei denen es oft zur Selbstbefruchtung kommt. Das unreglmäßige Wachstum und das Platzen der Pollenschläuche ist als eine Erscheinung der Inkompatibilität anzusehen. Ein Zusatz von Griffelgewebe zu künstlichem Agarboden ergab, daß bei Selbstungskombinationen eine Hemmung des Pollenschlauchwachstums nur bei den Diploiden stattfand, keine Hemmung dagegen bei den Tetraploiden beobachtet wurde.Der Prozeß der Pollenkeimung und des Schlauchwachstums wurde beschrieben und diskutiert. Man fand, daß die Pollenkeimung nur dann erfolgt, wenn die Narbe ein entsprechendes Stadium mikroskopisch nachweisbarer Reife erreicht hat.Die tetraploiden Rotkleepflanzen weisen eine große Variabilität in Pollenvitalität und Pollenkeimung auf, eine Selektion erscheint daher erfolgversprechend.Außenfaktoren, wie Feuchtigkeit, Temperatur und Kurztag, haben starken Einfluß auf Pollenkeimung und Schlauchwachstum. Eine Temperatur von 15° hemmt das Pollenschaluchwachstum vollkommen und macht die Befruchtung unmöglich. Kurztag verursacht anormale Blütenbildung und Pollenentwicklung, herabgesetzte Pollenkeimung und-vitalität ist die Folge.Mit 10 Abbildungen     

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.     

Effect of protein type and quantity on growth and development of larval Heliothis zea and Spodoptera exigua and the endoparasitoid Hyposoter exiguae

Based on the use of casein, soy protein, and corn gluten in artificial diets, we show that larval growth of Heliothis zea (Boddie) and Spodoptera exigua (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae) is significantly reduced both by a deficit and surfeit of dietary protein. The optimal level of protein varies with protein type. Similar protein treatments were also used to examine the influence of host diet on growth and development of the endoparasitoid Hyposoter exiguae (Viereck) (Hymenoptera: Ichneumonidae). Dietary protein regimens reducing host larval growth to the greatest extent are most stressful to the parasitoid, irrespective of protein type. Parasitoid growth appeared to be regulated by the nutritional status of the host. The parasitoid required the host to reach ca 20 mg before it could successfully complete its larval development and pupate. This suggests that host hormones may also be involved in parasitoid development. The implications of these findings for theory of tritrophic interactions are discussed.

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Zusammenfassung Mit Hilfe des Gebrauchs von Kasein, Sojaprotein und Maisgluten in künstlicher Diät zeigen wir, dass das Wachstum der Larven von Heliothis zea (Boddie) und Spodoptera exigua (Hubner) (Lepidoptera: Noctuidae) signifikant reduziert ist durch Defizit oder Überschuss von Protein in der Diät. Der optimale Proteingehalt hängt von der Proteinart ab. Ähnliche Proteindiäten wurden auch benutzt, um den Einfluss von Wirtsdiät auf Wachstum und Entwicklung des Endoparasiten Hyposoter exiguae (Viereck) (Hymenoptera: Icheneumonidae) zu untersuchen. Diejenigen Proteingehaltsstufen, die das Larvenwachstum des Wirts zum grössten Ausmass reduzieren, produzieren den grössten Stress für den Parasiten, unabhängig von der Proteinart. Das Wachstum des Parasiten scheint durch den Ernährungszustand des Wirtes reguliert zu werden. Für die erfolgreiche Larvenentwicklung und Verpuppung des Parasiten war ein Gewicht des Wirtes von ca. 20 mg Voraussetzung. Das deutet auf die Möglichkeit hin, dass Wirtshormone für die Entwicklung des Parasiten eine Rolle spielen können. Schlussfolgerungen aus diesen Ergebnissen für die Theorie tritrophischer Wechselbeziehungen werden diskutiert.

     

Biologische beobachtungen im bolivianischen chaco. V. Ein neuer fall von brutfürsorge in der froschgattung leptodactylus

Zusammenfassung Es werden zwei verschiedene Nesttypen von Fröschen aus der Gattung Leptodactylus beschrieben, die außerhalb des Wassers in feuchten Bodensenkungen angelegt werden. Bei Bautyp I hat die geschlossene Nesthöhlung eine direkte Öffnung nach oben, bei Bautyp II führt ein kurzer schräger Gang nach außen. In die Höhlung werden die in eine Schaummasse eingebetteten Eier abgelegt, aus denen sehr bald die Kaulquappen ausschlüpfen. Diese können in den Nestern, ohne ein wesentliches Wachstum durchzumachen, längere Zeit verbleiben, bis sich die Bodensenkung bei einem Regenguß mit Wasser füllt. Dann gelangen die Larven ins Wasser und wachsen hier sehr schnell heran, wie an künstlich in Wasser überführten Larven gezeigt werden konnte.Die beschriebene Brutpflege ist als Anpassung an die Trockenheit und somit an die Unbeständigkeit stehender Gewässer anzusehen. Außerdem wird durch lange Ausdehnung der Fortpflanzungszeit die Erhaltung der Art gewährleistet. Das Auffinden von Fliegenmaden in einem Nest zeugt von der Anpassungsfähigkeit dieser Parasiten an die besondere Form der Eiablage.     

Wing production by grouped and isolated apterae of the aphid Myzus persicae on artificial diet

Single and groups of plant-reared adult apterous Myzus persicae were transferred to an artificial diet and the progeny produced on subsequent days raised in groups on the diet. An enhancement in alata-production in response to interactions between the adult aphids was recorded. This would not have occurred or have been as marked if seedling hostplants (radish or mustard) had been used as larviposition and larval rearing substrates.Crowding the adult aphids at different densities and for various periods showed that relatively few contacts between them promote an increase in alata-production. Such increases are maintained for several days after the period of crowding.Isolated adults did not produce exclusively apterous progeny and their alata-production moreover increased to 80–90% after about a week on the diet despite the fact they were isolated from their progeny on a daily basis.

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Zusammenfassung Entweder in Gruppen oder einzeln auf Rettichkeimlingen herangezogene adulte Aptere von Myzus persicae wurden für die Experimente an eine künstliche Diät gesetzt und ihre täglich entnommenen Nachkommen gruppenweise mit dieser Diãt aufgezogen.Als sofortige Reaktion auf die Vereinzelung war eine Steigerung der Apteren-Produktion festzustellen. Als Reaktion auf zeitweiser Gruppierung erhöhte sich mit der Dauer dieses Vorganges die Geflügeltenzahl. Die Erhöhung ließ sich über einige Tage nachweisen.Gruppierungsexperimente mit verschiedener Anzahl von Adulten oder für verschieden lange Perioden zeigten, daß schon relativ wenige Kontakte eine Alaten-Produktion förderten.Isolierte Adulte brachten nicht ausschließlich ungeflügelte Nachkommen hervor und ihre Geflügelten-Produktion stieg nach einer Woche Aufenthalt auf der künstlichen Diät darüber hinaus auf 80–90% an, auch wenn sie tãglich von ihrer Nachkommenschaft getrennt wurden.

     

Ricerche sui rapporti endocrini fra il pancreas e l'ovaio

Zusammenfassung Die Resultate der wenigen Versuche über die Einwirkung von Insulin auf den Eierstock vorweggenommen, deutet der Verf. die interessantesten Data der experimentellen Pathologie und die klinischen Beobachtungen über die Beziehungen der inneren Sekretion der Bauchspeicheldrüse und des Eierstockes.Der Verf. hat erwachsene Ratten einer längeren Insulinbehandlung unterworfen und in diesen Tieren eine temporäre, über 6 Monate lang anhaltende, Sterilität erzielt.Der mikroskopische Befund der untersuchten Eierstöcke wies die Anwesenheit einer großen Zahl von Corpora lutea auf; im Restteil des Ovarparenchyms, das wie in die Zwischenräume zwischen den verschiedenen Corpora lutea verbannt erschien und nur wenige Gefäße aufwies, konnte man nur wenige Follikel kleiner und mittlerer Größe erblicken, deren einige in luteiniger Umbildung, andere von einer hohen Schicht zusammengepreßter Zellen umgeben waren, die sich tief färbten; eine derartige Verdickung, wenn auch in kleinerem Ausmaße, ließ sich auch rund um die wenigen primären Follikeln beobachten; die einzelnen Eizellen erschienen normal. Derartige histologische Veränderungen erklären es dem Verf. nach genügend, warum das Weibchen nicht befruchtet werden kann, wenigstens für eine gewisse Zeit; es erscheint daher überflüssig, nach anderen Hypothesen zu greifen, wie es einige Verf. getan, um die sterilisierende Wirkung des Inkrets der Bauchspeicheldrüse zu erklären.Verschiedene Hypothesen, teils auf Grund der neuesten Errungenschaften der diesbezüglichen Forschungen, werden vom Verf. bei der Frage des Wirkungsmechanismus des Insulins einer eingehenden Kritik unterworfen.Es wird an erster Stelle auf die Analogie im Verhalten zwischen dem Insulin und dem wässerigen antihypophysären Extrakt, was die Auswirkung am Eierstock anbetrifft, eingegangen; es wird nicht ausgeschlossen, daß das Insulin, bei Vermittlung der Hypophyse, die durch das Insulin selbst in ihrer Aktivität verstärkt würde, wie dies in der neuesten Zeit angenommen wird, einen indirekten Einfluß ausüben könne, wenn auch die Wirkung einzelner Corpora-lutea-Extrakte der des Insulins näherstehend erscheinen könnte.Die Hypothese, die der Verf. formulieren zu können glaubt und die u. a. die einfachste und die logischeste zu sein scheint, besagt, daß das Insulin die massenweise luteinige Umbildung der Ovarfollikel hervorruft, da dieses Insekret, das sichtliche Analogien mit dem Follikulin aufweist, in übermäßiger Menge in den Organismus eingeführt, in den Versuchen der Hyperhormonisierung mit dieser Substanz, ähnlich dem Follikulin sich auswirken könnte.     

Effects of gall midge infestation on plant growth and growth regulating substances

The biological association between plant and gall-inducing insects can be characterized by growth and developmental abnormalities of the plant tissues caused by the feeding activities of the insects. The relationship between Wachtliella persicariae L. (Diptera: Cecidomyiidae) and Polygonum amphibium L. has been studied.The gall-making larvae settle only on the undifferentiated parts of the leaf and prevent the normal unfolding of the lamina; and there is a close developmental synchronization between the two organisms.The essential reaction of the leaf tissue to the continuous feeding activity of the larvae is primarily a disturbance of the normal development, characterized by an imbalance in growth-regulating substances. Bioassays showed greater amounts of auxin-like substances in the galled tissues. The way in which feeding behaviour, feeding activity and nutritional physiology possibly interfere with the growth-regulating factors of the leaf is discussed.The resulting abnormal leaf growth and development is essential for the normal growth and development of the larvae.

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Zusammenfassung Die biologische Verbindung zwischen Pflanzen und gallenerzeugenden Insekten kann durch Wachstums-und Entwicklungsabnormalitäten der Pflanzengewebe gekennzeichnet werden, welche durch die Fraßtätigkeit der Insekten hervorgerufen werden. Hier wurde die Beziehung zwischen Wachtliella persicariae (Diptera: Cecidomyiidae) und Polygonum amphibium untersucht.Die gallenerzeugende Larve siedelt sich nur auf undifferenzierten Teilen des Blattes an und verhindert die normale Entfaltung der Lamina; es besteht eine enge Synchronisation der Entwicklung beider Organismen.Die wesentliche Reaktion des Blattgewebes auf die fortdauernde Fraßaktivität der Larve stellt zunächst eine Störung der normalen Entwicklung dar, die durch ein Ungleichgewicht der Stoffe charakterisiert ist, die das Pflanzenwachstum kontrollieren. Biotests ergaben in den vergallten Geweven größere Beträge auxinartiger Stoffe. Der Weg, auf dem Fraßverhalten, Fraßaktivität und Ernährungsphysiologie mit den wachstumkontrollierenden Faktoren des Blattes ineinandergreifen, wird diskutiert.Das entstehende anomale Blattwachstum und seine Entwicklung sind für das normale Wachstum und die Ontogenese der Larve wesentlich.

     

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.     

Measurement of aphid feeding rates on artificial diets using 3H-inulin

The radioactivity of the honeydew droplets excreted by young apterous adults of the green peach aphid, Myzus persicae, fed on an artificial diet containing ³H-inulin was a reliable measure of the volume of food ingested by the insects, since almost none of the ingested inulin was absorbed and retained by the insects.

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Zusammenfassung Junge aptere Adulte von Myzus persicae wurden auf künstlicher Diät mit oder ohne Zugabe von radioktiv markiertem Inulin (³H, 100 Ci pro ml; 84.5 cpm pro nl) gehalten. Die Radioaktivität der Blattläuse und ihrer ausgeschiedenen Honigtautropfen wurde in Zeitintervallen nach der Fütterung bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass Inulin nur in geringer Menge von den Blattläusen absorbiert wird, und, dass die Radioaktivität der ausge schiedenen Honigtautropfen nach Zugabe von ³H-Inulin zur künstlichen Diät ein verlässliches Mass für das Volumen der von ihnen aufgenommenen Nahrung ist.

     

Wachstum und Stärkebildung einiger Konjugaten auf Kosten organisch gebundenen Kohlenstoffes

Zusammenfassung Von zehn untersuchten Stoffen (Glyzerin, Mannit, Dulzit, Glukose, Fruktose, Mannose, Galaktose, Saccharose, Maltose und Laktose) erwiesen sich nur Glukose, Maltose und Saccharose und nur beiMesotaenium caldariorum als geeignete Kohlenstoffquellen zur Unterhaltung von Wachstum und zur Bildung von Stärke. Sowohl Wachstum als auch Stärkebildung gehen in diesem Falle im Licht und im Dunkeln vor sich, wenn sich auch im einzelnen ein deutlicher Einfluß des Lichtes dabei beobachten läßt. Wachstum und Stärkebildung können nur in hypotonischen Lösungen stattfinden. Das Wachstumsoptimum liegt wesentlich niedriger als die plasmolytische Grenzkonzentration, das Optimum der Stärkebildung scheint mit der plasmolytischen Grenzlösung zusammen zu fallen.Cosmarium Botrytis, Zygnema sp., Zygnema peliosporum undSpirogyra varians können keinen der genannten Stoffe weder im Licht noch im Dunkeln, weder in hypo-noch hypertonischen Lösungen, weder zum Wachstum noch zur Stärkebildung ausnützen. Außer diesen in bakterienfreier Kultur befindlichen Algen wurde Freilandmaterial vonSpirogyra majuscula, Spirogyra Weberi undSpirogyra fallax (?) für einige Stärkebildungsversuche herangezogen. Auch sie verliefen negativ. Einige meiner Versuchsergebnisse legen die Vermutung nahe, daß die früheren Angaben durch eine unzutreffende Deutung von Versuchsergebnissen nach mangelhafter Entstärkung zustande gekommen sind.     

Effects of different proportions of nutrients on insects

Digestibility and nutrient composition of foodstuffs, be they plant or not, and the nutritional requirements of insects vary. The qualitative nutritional requirements among insects are quite similar. Therefore, qualities of foodstuff as measured by its ability to promote or support growth, etc. depend on how well the nutrient composition of foodstuff made available by digestion fits the nutritional requirements of the insect. This is better seen using synthetic diets rather than plants. From such investigations it is found that, provided all essential nutrients are present, the proportions of essential nutrients in a foodstuff contribute more to nutritional quality than do the absolute amounts of nutrients. Thus, nutrient balance per se can affect: rate of food consumption and efficient utilization; parasites with respect to host food; rate of growth and development as such, and with respect to temperature; and food selection in an insect.

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Schlussfolgerung Ich bin der Überzeugung, daß die Kenntnis der Ernährung unser Verständnis der Insekt-Nahrungspflanzen-Beziehung vergrößern und möglicherweise Wege weisen kann, um Insekten zu manipulieren und Pflanzen zu schützen. Dabei brauchen keine geheimnisvollen Dinge betrachtet zu werden, denn die Prinzipien der tierischen Ernährung und Nahrungsaufnahme lassen sich auch auf Insekten anwenden. Bei Insekten wie bei Säugern variieren Verdaulichkeit und Nährwert der Nahrungsstoffe und unterscheiden sich so von einem Tier oder Insekt zum anderen. Auch die Nahrungsansprüche der Insekten sind unterschiedlich. So müssen sowohl die Nahrungsansprüche der Insekten wie der Nährwert der betreffenden Nahrungsstoffe in diesen Beziehungen als Veränderliche angesehen werden. Da jedoch alle Insekten ganz ähnliche Nahrungsansprüche zu haben scheinen, und sehr wahrscheinlich alle Pflanzen ungefähr die 25 Nährstoffe enthalten, welche die Insekten benötigen, erscheint es zweifelhaft, daß qualitative Faktoren eine sehr entscheidende Rolle in den Beziehungen zwischen Insekten und Pflanzen zu spielen vermögen. Höchstwahrscheinlich sind quantitative Faktoren am wichtigsten. Diese hängen davon ab, wieviel von jedem Nährstoff die Verdauung eines Nahrungsmittels für die Ernährung des Insekts verfügbar machen kann; und wie gut sich die Beträge und Anteile der verfügbar gemachten Nährstoffe in die quantitativen Ernährungsansprüche des Insekts, einschließlich besonders der proportionalen Beziehungen, einfügen. Offensichtlich hängt die wirksame Ausnutzung des Nahrungsmittels für die Ernährung von dieser Einpassung ab, wie an gewissen Kriterien der Leistung der Insekten abzulesen ist. Deshalb sind unzweifelhaft die Quantitäten und vorzugsweise die Proportionen der betreffenden essentiellen Nährstoffe das wichtige Forschungsgebiet für Nahrungsuntersuchungen in den Insekt-Pflanzen-Beziehungen.

     

The genetics of host selection and its bearing on sympatric speciation in Procecidochares (Diptera: Tephritidae)

The genetics of host selection, in terms of oviposition behavior, was investigated in two species of monophagous gall-forming flies. The existence of a single major allele difference in the genetic basis of host selection was established by a series of hybrid crosses between these flies. The complimentary role of conditioning was also investigated. The appaently simple genetic change required to produce a change in host selection suggests a mechanism of sympatric speciation applicable to these insects.

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Zusammenfassung Das Problem der sympatrischen Artbildung bei phytophagen Insekten konzentriert sich auf den Mechanismus, durch welchen solche Tiere im Verlauf ihrer Evolution von einem Wirt zu einem anderen überzugehen vermögen. Gewöhnung (conditioning) ist eine der Methoden, mittels welcher solche Verschiebungen auftreten können, doch wird sie im allgemeinen nicht für genügend wirksam angesehen, um die zur Artbildung nötige Isolation zu erzeugen. Genmutationen, die solche Übergänge zu anderen Wirten bewirken könnten, sind bisher nur wenig verstanden.Die vorliegende Untersuchung benutzt die Kreuzung eines Paares sympatrischer Geschwisterarten, um die natürliche genetische Variabilität im Wirtswahlverhalten der beiden Arten aufzudecken. Ein einzelner Genort, der in der einen Art ein Allel und in der zweiten Art ein anderes trägt, wird postuliert.Diese Allele befähigen die Insektenarten, welche sie besitzen, ihre Wirte zum Zwecke der Eiablage zu finden. Außerdem scheinen diese Allele die Insekten in die Lage zu versetzen, sich an den Wirt anzupassen, auf welchem sie sich entwickelten. Mit anderen Worten, P. australis trägt das Allel p¹, das sie befähight, irgendeinen Reiz, vielleicht eine bestimmte chemische Verbindung, an ihrer Wirtspflanze, Heterotheca, wahrzunehmen. Spezies A trägt ein zweites Allel, p², welches sie befähigt, einen andersartigen Reiz, vielleicht eine zweite Verbindung, an ihrer Wirtspflanze, Machaeranthera, wahrzunehmen. Die heterozygoten Hybriden p¹p² können dann beide Wirtspflanzen erkennen. Zusätzlich können sie aber auf den Wirt eingestellt (conditioned) werden, an dem sie aufwuchsen. Eine Bestätigung dafür scheint zu sein, daß beispielsweise p²p²-Fliegen, die an Heterotheca aufwuchsen, diese Pflanzen nicht als Wirt erkennen, daher nicht an sie angepaßt werden können und daher ihre Eier vorzugsweise an Machaeranthera ablegen. Aus diesen Beobachtungen wird ein. Modell für die sympatrische Entstehung dieses Artenpaares abgeleitet.

     

Growth of the cotton spotted bollworm, Earias fabia (Lepidoptera: Noctuidae) in relation to consumption, nutritive value and utilization of food from various plants

Growth of Earias fabia varies with the degree of consumption, nutritive value and utilization of food from different plants. The insect grows best on diets whose nutritive value and degree of conversion into body matter are high. Nutritional inferiority of a diet is to some extent compensated by its increased consumption and absorption, yet the insect may fail to grow if the degree of conversion into body matter is low. Differences among the dietary amino acids and proteins and their utilization by the insect reflect variations in its growth on different plants, but those in the lipids and carbohydrates are not significant enough to be suggestive.

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Zusammenfassung Das Wachstum von Earias fabia auf verschiedenen Pflanzen und das Ausmaß des Verbrauchs, des Nährwertes und der Ausnutzung der Nahrung auf ihnen wurden bestimmt. Das Insekt wächst auf Keimlingen von Abelmoschus esculentus und Gossypium hirsutum besser als auf reifen Samen des letzteren oder als auf keimenden Samen von Urena lobata und Althaea rosea. Reife Samen von A. esculentus, das Laub von G. hirsutum, keimende Samen von Pisum sativum, der Blütenstand von Brassica oleracea botrytis und die Früchte von Solanum melongena und Citrullus vulgaris fistulosus ergeben kein Wachstum. Keimender Mais (Zea mays) erwies sich als wachstumsfördernd für die älteren, nicht aber für die frühen Raupenstadien.Der Grad des Verbrauchs und der Absorption der Nahrung waren bei Ernährung mit Keimlingen von P. sativum und G. hirsutum sowie mit Blütenständen von B. oleracea botrytis höher, aber ihr Nährwert und der Grad der Umwandlung in körpereigener Substanz durch das Insekt waren niedriger als diejenigen auf Keimlingen von A. esculentus und Z. mays. Das Wachstum von E. fabia hängt ab vom Nährwert der Nahrung, vom Ausmaß, in welchem sie in Körpersubstanz umgewandelt, und von dem Umfang, bis zu welchem eine etwa bestehende Minderwertigkeit durch erhöhte Aufnahme und Absorption ausgeglichen werden kann.Die Unterschiede im Vorhandensein und in der Ausnutzung von Fetten und Kohlenhydraten der verschiedenen Nährmedien sind nicht signifikant genug, um Unterschiede im Wachstum von E. fabia auf ihnen zu ergeben. Bei den Aminosäuren kann das Vorhandensein und die Ausnutzung von Cystin/Cystein der Nahrung und die Unfähigkeit des Insekts, Valin zu verwerten, sein Wachstum beeinflussen. Obwohl das Insekt nicht fähig ist, die Proteine irgendeiner Nahrung vollständig zu verwerten, könnte die Gegenwart von Cystin/Cystein und (oder) Prolin unter den eiweißbildenden Aminosäuren gewisser Substrate das Wachstum beeinflussen.

     

Behavioral influences on food selection in grasshoppers (Orthoptera: Acrididae)

Host plant selectivity has been established for many species of grasshoppers but the mechanisms involved are not completely known. General undirected activity was enhanced by favorable temperature, humidity and illumination. Positive phototactic responses were elicited by directed illumination, color and visual patterns.Orientation to stimuli from food materials generally took place only after contact had been made with the mouthparts. Discrimination among various extracts and extract concentrations from different plant species was demonstrated.Individual grasshoppers in laboratory experiments with artificial diet arrays selected resting sites independent of food location. In some cases feeding was influenced by resting site location.The feeding behavior of grasshoppers will cause them to remain in areas of favorable host plants through a general type of orthokinesis.

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Zusammenfassung Wirtspflanzen-Wahlvermögen ist bei vielen Feldheuschrecken nachgewiesen worden. Jedoch werden die Eiablage-Orte im allgemeinen nicht mit Rücksicht auf die Verfügbarkeit von Wirtspflanzen für die schlüpfenden Larven gewählt. Diese müssen geeignete Wirtspflanzen unter vielen verfügbaren selbst aussuchen.Innerhalb optimaler Temperatur-und Feuchtigkeitsbereiche wird die allgemeine ungerichtete Aktivität durch genügende Helligkeit verstärkt. Es wurden positive phototaktische Reaktionen zu gerichtetem Licht nachgewiesen. Die Reaktion auf gerichtete Beleuchtung war zwischen 3600 und 4750Å am größten. Wellenlängen ober-und unterhalb davon ergaben geringere Reaktionen.Senkrechte Objekte oder Muster riefen positive Taxien hervor.Olfaktorische Anlockung war sehr begrenzt, aber sobald die Nahrung einmal mit den Mundwerkzeugen in Berührung gekommen war, waren die Heuschrecken sehr wählerisch. Bei verschiedenen Arten wurde die Fähigkeit nachgewiesen, zwischen einer ganzen Reihe von verschiedenen Pflanzenextrakten wählen zu können, die in eine künstliche Trägerdiät eingefügt waren. Unterscheidung zwischen geringen Konzentrationsunterschieden der extrahierten Substanzen war nachweisbar.Zeitraffer-Aufnahmen zeigten, daß die Extraktpräparate in der Reihenfolge ihrer Annehmbarkeit ausgewählt wurden. Gewöhnlich wurde der Fraß auf einige wenige Präparate beschränkt, bis sie völlig verzehrt waren. Erst dann wurden die anderen Präparate in der Reihenfolge ihrer Annehmlichkeit gefressen.Mit Zeitraffer-Aufnahmen wurde das Verhalten einzelner Heuschrecken verfolgt, die zusammen mit Serien von künstlichen Nahrungstabletten mit Pflanzenextrakten gekäfigt worden waren. Es zeigte sich, daß die Heuschrecken Ruheplätze wählen, von denen aus sie sich zum Fressen und Trinken bewegen. Bestimmte Bewegungsmuster waren ausgebildet. Die Lage der Ruheplätze wurde von den anwesenden Nahrungsstoffen nicht beeinflußt, aber in einigen Fällen das Fressen von der Nähe der Ruheplätze.Es wurde angenommen, daß visuelle Reize die Orientierung der Feldheuschrecken unterstützen, aber die Wirtspflanzenwahl findet erst nach Berührung mit den Mundwerkzeugen statt. Feldheuschrecken haben die Gewohnheit, Gebiete, die keine geeigneten Wirtspflanzen enthalten, zu durchqueren und sich auf solchen mit geeigneten Wirten mit Hilfe eines allgemeinen Typs von Orthokinese zu scharen. Da die anziehenderen Pflanzen gewöhnlich auch das größte biologische Potential bieten, werden Verteiling und Dichte der Heuschrecken von der Wirtspflanzenwahl beeinflußt.

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Published with the approval of the Director of the North Dakota Agricultural Experiment Station as journal Article No...... Contribution from North Central Regional Project NC-52.