Orientation and ingestion rates of larval Anopheles albimanus in response to floating particles

Response of fourth-instar larvae of Anopheles albimanus Wiedemann (Diptera: Culicidae) to food and inert particles floating at the water surface was studied. In a choice test, larvae aggregated at powdered organic materials (blood meal, liver powder alfalfa flour and wheat flour) but not at inert materials (kaolin, chalk or charcoal). Larvae responded positively to proteins as well as some carbohydrates, but not to cellulose. Retention of larvae at food sources found by random locomotion was found to be responsible for larval aggregation. Larvae ingested food particles 6–9 times faster than insert particles. The significance of Anopheline feeding behavior in the development of formulations of stomach toxins (bacterial agents) used in larval control is discussed.

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Zusammenfassung Die vorliegende Studie befasst sich mit Verhaltensreaktionen von Anopheles albimanus Viertlarven auf an der Wasseroberfläche schwimmende Partikel. Verteilung und Orientierung der Larven wurde in einer Wahlapparatur quantifiziert. Nach Auftrag von Alfalfamehl, Weizenmehl, Stärke, Blutmehl, Leberpulver und Fischmehl wurde Aggregation der Larven in den beköderten Fächern der Apparatur beobachtet. Sowohl Proteine (Casein) als auch einige Kohlehydrate (Amylose, Amylopectin) lösten Aggregationen der Larven aus. Im Unterschied dazu führte Auftrag von Kreide, Kaolin, Polyaethylenpulver, Talcum oder Cellulose nicht zu Aggregationen. Zur Beschreibung der Entstehung larvaler Aggregationen bei Futterstoffen wurden die Schwimmbewegungen der Larven in Anwesenheit von Weizenmehl als Ködersubstanz quantifiziert. Da keine Attraktion der Larven im Sinne einer gerichteten Schwimmbewegung beobachtet werden konnte, wird geschlussfolgert, dass sofortige Beendung der Suchaktivität der Larven bei zufällig gefundenen Futterquellen für die beobachteten Aggregationen bei organischen Substanzen verantwortlich ist.Die Fressraten der Larven bei Angebot verschiedener Substanzen im Überschuss wurde bestimmt. Larven fülten drei von insgesamt sechs Darmabschnitten innerhalb von 15–30 min bei Angebot von Futtersubstanzen, während die Füllung von nur zwei Darmabschnitten mit inerten Materialien erst nach 90–120 min zu beobachten war. Die Resultate werden in Bezug auf wasseroberflächengebundene Formulierungen von Frassgiften diskutiert. Inerte Trägersubstanzen werden wahrscheinlich wesentlich langsamer aufgenommen als Futtersubstanzen. Da An. albimanus Larven nicht von Futterquellen angezogen werden, ist eine rasche und wirksame Giftaufnahme besonders dann zu erwarten, wenn die gesamte Oberfläche der Brutgewässer mit toxinhaltigen Trägerpartikeln bedeckt werden kann.

     

Electrical recording and ultrastructure of stylet penetration by the greenhouse whitefly

Earlier studies have indicated that interior (physical and/or chemical) properties of a plant may be responsible for feeding-site selection by the greenhouse whitefly, Trialeurodes vaporariorum (Westw.). In order to study the process of feeding-site selection further, stylet-penetration activities and the pathway followed by the stylets in host-plant tissue were investigated using a DC electrical recording method and transmission electron microscopy (TEM). Penetrating whiteflies attached to a gold wire were included in an electrical circuit to record electrical penetration graphs (EPGs). Seven EPG patterns have been distinguished, five of which could be correlated with components of the stylet-penetration process: 1) one with penetration of the leaf surface, 2) one with intercellular penetration and salivary-sheath secretion, 3) one with sieve element penetration and ingestion, 4) one with short penetration of a cell, and 5) one with xylem penetration. The stylet pathway is almost completely intercellular before the phloem is reached and in contrast to aphids, brief symplast punctures are very rare. In general, it takes T. vaporariorum more than half an hour from the start of a penetration to reach a sieve element. Rejection of feeding sites occurs within a few minutes of penetration by adult whiteflies, a time span in which stylets are presumed to penetrate just beyond the epidermis. Properties of the apoplast close to the leaf surface seem therefore to play a major role in feeding-site selection.

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Résumé De précédentes études ont montré que les propriétés internes (physiques et/ou chimiques) d'une plante peuvent induire la sélection du site de nutrition de la mouche blanche de serres, Trialeurodes vaporariorum (Westw.). Afin d'étudier plus avant le processus de sélection du site de nutrition, les activités de piqûre et le chemin suivi par le stylet dans les tissus de la plante-hôte ont été étudiés par une méthode d'enregistrement électrique en courant continu ainsi que par microscopie à transmission d'électrons (TEM). Des aleurodes en activité de piqûre attachées à un fil d'or ont été incluses dans un circuit électrique pour enregistrer des graphes de pénétration électriques (EPG). Sept motifs d'EPG ont été distingués, dont cinq peuvent être corrélés aux composantes du processus de pénétration du stylet: 1) un avec pénétration de la surface foliaire, 2) un avec pénétration interecellulaire et sécrétion d'une gaine de salive, 3) un avec pénétration du phloème, 4) un avec courte pénétration d'une cellule, et 5) un avec pénétration du xylème. Le parcours du stylet est presque entièrement intercellulaire avant que le phloème soit atteint. Contrairement aux pucerons, les ponctions brèves dans le symplasme sont rares. Généralement, T. vaporariorum met plus d'une demi-heure, à partir du début d'une piqûre, pour atteindre un vaisseau. Le rejet des sites de nutrition par les aleurodes adultes se passe quelques minutes après la pénétration du stylet; pendant ce laps de temps, le stylet pénétrerait juste sous l'épiderme. Le rôle des propriétés de l'apoplaste près de la surface foliaire semble donc majeur dans la sélection des sites de nutrition.

     

蓖麻蚕前胸腺细胞超微结构的变化与蜕皮激素分泌活动的关系

本研究叙述蓖麻蚕Philosamia cythia ricini四龄及五龄幼虫前胸腺蜕皮激素分泌活动各不同时期所显示的腺细胞超微结构变化.从幼虫蜕皮后至进入眠期之间的腺细胞结构可分为三个时期,(1)不活动期:细胞核呈圆形,核内密布染色质及核仁,细胞质内有结构完整的线粒体、粗面及滑面内质网、核糖体和高尔基氏体;细胞外围的细胞间区内有许多小囊泡及多泡囊.(2)活动期:细胞结构变化为细胞核膜出现内陷、外突,形成波浪形的核周膜;线粒体变形,出现内嵴稀疏的空心线粒体.(3)激素释放期:细胞核变形,形成若干长短不一向外伸出的指状突,有些伸达细胞边缘;其余细胞器退化,其后仅余残缺的高尔基氏体,稀疏的核糖体,线粒体的内崤逐渐消失,成为空腔扩大的及空腔内藏“膜轮”的线粒体,和一些溶解体及大形“膜轮”.     

Filtration rates of mosquito larvae in suspensions of latex microspheres and yeast cells

Filtration rates of fourth instars of Aedes aegypti L., Anopheles albimanus Wiedemann, Anopheles quadrimaculatus Say and Culex quinquefasciatus Say (Diptera: Culicidae) were determined by quantifying removal rates of suspended latex microspheres or yeast cells. Average filtration rates were 33–34 l/larva/h (An. quadrimaculatus), 49–55 (An. albimanus), 490–590 (C. quinquefasciatus) or 590–690 l/larva/h (Ae. aegypti) for larvae exposed to latex beads suspended in phagostimulant yeast extract solutions. In suspensions of yeast cells, filtration rates of Ae. aegypti and C. quinquefasciatus were not significantly different from filtration rates in latex bead suspensions. Larval density, ranging from 0.3 to 2.4 individuals/ml in tests with Ae. aegypti and C. quinquefasciatus and up to 4.8 larvae/ml in tests with Anopheles, did not influence filtration rates.

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Zusammenfassung Die Filtrierraten von Viertlarven der Stechmückenarten Aedes aegypti, Anopheles albimanus, Anopheles quadrimaculatus und Culex quinquefasciatus wurden in Laborversuchen bestimmt. Dabei wurde die Filtrierrate definiert als ein Wasservolumen, welches pro Stunde von einer Larve von den Testpartikeln (Hefezellen oder Latexkugeln mit einem Durchmesser von 2 m) befreit wurde. Nach Exposition der Larven in Dichten zwischen 0.15 und 2.4 Larven/ml (Ae. aegypti und C. quinquefasciatus), oder zwischen 0.6 und 4.8 Larven/ml (Anopheles) wurde der Partikelgehalt der Suspensionen in einem elektronischen Partikelzähler bestimmt. Die Filtrierraten wurden über die Verringerung der Partikeldichte mit zunehmender Larvendichte entsprechend einer in der Literatur angegebenen Formel berechnet.Suspensionen von Hefezellen wurden von Ae. aegypti Larven mit einer Leistung von 680±220 l/Larve/h gefiltert. Bei Larven von C. quinquefasciatus wurden Filtrierraten von 600±120 l/Larve/h gemessen. Die Filtrierraten beider Arten waren unabhängig von der Larvendichte. In Suspensionen von Latexpartikeln (zur Phagostimulation der Larven wurden diese Partikel in Lösungen von Hefeextrakt angeboten) wurden die folgenden Filtrierraten festgestellt: An quadrimaculatus: 33–34, An. albimanus: 49–55, C. quinquefasciatus: 490–590, und Ae. aegypti: 560–690 l/Larve/h. Die Larvendichte hatte auch hier keinen Einfluss auf die Filtrierrate. Hefezellen und Latexpartikel wurden von Ae. aegypti und C. quinquefasciatus mit statistisch nicht signifikant verschiedenen Filtrierraten aufgenommen. Die Filtrierraten der Anopheles Larven waren um mehr als eine Zehnerpotenz kleiner als die Filtrierraten von Culex und Aedes, und auch untereinander signifikant verschieden. Der Einfluss der Filtrierraktivität von Stechmückenlarven auf das Seston der Brutgewässer wird diskutiert.

     

Effects of temperature and photoperiod upon adult eclosion of the sweetpotato whitefly, Bemisia tabaci

A series of experiments were conducted to characterize patterns of eclosion by Bemisia tabaci (Genn.) (Homoptera: Aleyrodidae) to their adult stage and to determine how these patterns are influenced by certain environmental parameters. Under a constant temperature of 29.5±0.6°C and a photoperiod of 14:10LD, 90% of the adults emerged from their pupal cases between 0600 and 0930 h (with lights on occurring at 0600 h). Few emerged during hours of darkness. The peak time of adult emergence was delayed when temperatures were fluctuated. Under a series of constant temperatures, a significant inverse correlation was found between the time of median emergence (i.e., eclosion of 50% of the total number of adults) and temperature (P<0.001). No emergence was observed at temperatures below 17±0.3°C. Emergence patterns persisted under conditions of continuous light and continuous darkness, suggesting the presence of a circadian system.

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Zusammenfassung Um das Verständnis über den Lebenslauf von Bemisia tabaci zu ergänzen, wurde eine Serie von Experimenten durchgeführt, deren Zweck die Charakterisierung des Ausschlüpfvorgangs in das Endstadium war und die Feststellung, wie dieser Vorgang von gewissen Umweltparametern beeinflusst wird. Bei einer konstanten Temperatur von 29.5±0.6°C und einem Beleuchtungszyklus von 14: 10 LD (Licht/Dunkelheit) schlüpften 90% der Ausgewachsenen zwischen 0600 Uhr and 0930 Uhr (ab 0600 Uhr mit Licht) aus ihren Puppenhüllen aus. Wenig Ausschlüpfen geschah während der unbeleuchteten Stunden. Der Höhepunkt des Ausschlüpfens wurde bei wechselnden Temperaturen verschoben. Bei einer Serie von gleichbleibenden Temperaturen wurde eine bedeutende inverse Korrelation zwischen der medianen Ausschlüpfzeit (d.h. 50% der gesamten Ausgewachsenen schlüpften aus) und der Temperatur festgestellt (P<0.001). Kein Ausschlüpfen wurde beobachtet bei Temperaturen unter 17°C. Das Ausschlüpfschema war gleichbleibend bei dauerndem Licht oder dauernder Dunkelheit, was auf das Vorhandensein eines circadianen Systems hinweist.

     

The parasitoids of the aleyrodid Bemisia tabaci in Israel: development, host preference and discrimination of the aphelinid wasp Eretmocerus mundus

Developmental history and behavior of Eretmocerus mundus Mercet, a parasitoid of Bemisia tabaci was studied at 25°C. The eggs may be laid under all four nymphal instars but not under the pupa. Yet the second and third instars are preferred. The egg hatches only under the fourth instar or the pupa. Developmental medians at 25°C are: Instar I-2.5, II-4, II-4, prepupa-2 and pupa 8 days. When ovipositing, the female stands at an angle of 90° to the host, with wings raised and inserts the ovipositor under the whitefly nymph. The egg is laid close to the insertion point of the whitefly's proboscis into the leaf. After oviposition, the female apparently marks the host while drumming on it with her hind legs. She distinguishes already parasitized hosts from unparasitized ones and refrains from laying under the former. Discrimination is accomplished after antennal drumming only.

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Les parasitoïdes de Bemisia tabaci (aleyrodidae) en Israel: développement, ponte et sélection des hôtes ches Eretmocerus mundus (aphelinidae)

Résumé Le développment et le comportement de E. mundus, parasitoïde de B. tabaci, ont été étudiés à 25°C. Les oeufs sont pondus sous les quatre stades larvaires (les deuxième et troizième sont préférés) mais pas sous les nymphes. Les oeufs n'éclosent que sous les larves du quatrième stade ou les nymphes. Les temps de développement médiaux sont à 25°, les suivants: stade I: 2,5j; stade II: 4j; stade III: 4j et nymphe 8j. Pendant la ponte, la femelle est à 90° sur son hôte, les ailes dressées, et insère sa tarière sous la larve d'aleurode. L'oeuf est déposé près du point d'insertion de la trompe dans la feuille. Après l'émission, la femelle marque apparemment son hôte pendant qu'elle tambourine avec ses pattes postérieures. Elle distingue les hôtes parasités ou non, et limite sa ponte dans les premiers. La sélection est effectuée seulement après tambourinage antennaire.

     

Stylet penetration by the bayberry whitefly, as affected by leaf age in lemon, Citrus limon

Bayberry whitefly (Parabemisia myricae [Kuwana]) crawlers were placed on young and mature lemon leaves and were allowed 7–9 days to settle. Afterwards, the nymphs were fixed and sectioned in situ on the leaves and the area of leaf under each whitefly was examined at 1 000 x for stylet penetration. Both stylets and stylet tracks were readily visible in the sections. The path of penetration was mostly intercellular and the objective appeared to be the phloem. Passage of the stylets through the plant tissue did not cause detectable damage to most cells; however, damaged plant cells occasionally were noticed. Nymphs that had moulted during the 7–9 day settling period reached the phloem significantly more often than those that were still in their first instar. In each of the three replicates, penetration in the mature leaf occurred significantly less often than penetration in the young leaf (4% vs. 72%, p<0.01, ²). Penetration appears to be inhibited in the mature leaf either by the leaf cuticle or by factors detected by the nymphs after very shallow penetration into the leaf. The cuticle of mature leaves was much thicker than the cuticle of young leaves and may have been a barrier to stylet penetration.

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Résumé Des larves de premier stade (avant la fixation) de l'aleurode, Parabemisia myricae (Kuwana), ont été placées, pour qu'elles se fixent, pendánt 2 à 9 jours, sur des feuilles jeunes ou mûres de citronnier. Des morceaux de feuilles avec des larves fixées ont été trempés dans 2% d'agar; ce procédé a permis de maintenir les larves à leurs sites de fixation finale. Des pièces d'agar contenant les morceaux de feuilles avec les larves ont ensuite été trempées dans de la paraffine, et sectionnées en séries de 10 . Il était nécessaire de maintenir une basse température pendant l'opération afin d'obtenir de bonnes sections des feuilles mûres durcies. Les stylets et leurs traces étaient faciles à voir dans les sections teintées aux safranins, et fast green. Presque toutes les traces des stylets étaient intercellulaires et leur destination semblaient être de phloème. En général, la plupart des cellules ne semblaient pas endommagées, les larves qui avaient mué pendant la période de 7 à 9 jours de fixation avaient atteint significantivement plus le phloeme que les larves du premier stade. Dans trois essais, la pénétration des feuilles mûres était significativement moins fréquente que celle des feuilles jeunes (p<0.01, ²).La pénétration dans des feuilles mûres semble être empêchée par la cuticule ou par des facteurs perçus par les nymphes après une pénétration superficielle. La cuticule des feuilles mûres était beaucoup plus épaisse que la cuticule des jeunes feuilles et pourrait donc représenter une barrière à la pénétration des stylets.

     

Somaclonal variation as a tool to develop pest resistant plants of Torenia fournieri ‘Compacta Blue’

Callus cultures of Torenia fournieri Compacta Blue were initiated on a modified Murashige and Skoog salt medium (MS) with 2.26 M 2,4-dichlorophenoxyacetic acid. Shoots were regenerated from these cultures using MS medium amended with 2.46 M indolebutyric acid and 8.88 M benzyladenine. These shoot cultures were subjected to two-spotted spidermite (Tetranychus urticae Koch.) and the greenhouse whitefly [Trialeurodes vaporariorum (Westwood)]. Pests were allowed to feed until such time that their populations started to decrease due to lack of food. The remaining live tissue of the Torenia was placed on MS medium amended with 2.28 M zeatin to induce new adventitious shoots and plantlets. Newly regenerated plantlets were acclimated to greenhouse conditions and evaluated for resistance to the pest to which they were subjected in vitro. Highly significant differences in pest numbers were found in somaclones for both the two-spotted spidermite and greenhouse whitefly when compared to control plants. A wide range of variability was observed among the somaclonal population. There were significantly fewer mite eggs laid on plants regenerated from in vitro cultures screened with two-spotted spidermites than on seed sown controls. Regenerants from cultures screened with whiteflies in vitro had fewer eggs, immatures and live adults than controls.Abbreviations BA benzyladenine - IBA indolebutyric acid - 2,4-d 2,4-dichlorophenoxyacetic acid - MS Murashige and Skoog salt medium Storrs Agricultural Research Station Scientific Publication 1641.     

Sensorimotor transformation from light reception to phototactic behavior inDrosophila larvae (Diptera: Drosophilidae)

In this paper we examine theDrosophila melanogaster larval response to light. We survey the morphology of the larval visual and motor systems in relation to larval locomotory behavior and phototaxis. In addition, this paper proposes a model of sensorimotor transformation and examines the reversal in taxis occurring at theD. melanogaster larval wnadering stage.     

HETEROCHRONIC DEVELOPMENTAL PLASTICITY IN LARVAL SEA URCHINS AND ITS IMPLICATIONS FOR EVOLUTION OF NONFEEDING LARVAE

Preexisting developmental plasticity in feeding larvae may contribute to the evolutionary transition from development with a feeding larva to nonfeeding larval development. Differences in timing of development of larval and juvenile structures (heterochronic shifts) and differences in the size of the larval body (shifts in allocation) were produced in sea urchin larvae exposed to different amounts of food in the laboratory and in the field. The changes in larval form in response to food appear to be adaptive, with increased allocation of growth to the larval apparatus for catching food when food is scarce and earlier allocation to juvenile structures when food is abundant. This phenotypic plasticity among full siblings is similar in direction to the heterochronic evolutionary changes in species that have greater nutrient reserves within the ova and do not depend on particulate planktonic food. This similarity suggests that developmental plasticity that is adaptive for feeding larvae also contributes to correlated and adaptive evolutionary changes in the transition to nonfeeding larval development. If endogenous food supplies have the same effect on morphogenesis as exogenous food supplies, then changes in genes that act during oogenesis to affect nutrient stores may be sufficient to produce correlated adaptive changes in larval development.