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Thysanopteren wehren sich gegen Prädatoren und Parasiten, indem sie einen Analtropfen mit einem Wehrsekret produzieren. Dieser Tropfen wird in einigen Fällen hoch gehalten, meist jedoch auf den Angreifer aufgetupft (Lewis 1973). Über die Wehrsekrete von Thripsen der Unterordnung Terebrantia ist bisher wenig bekannt. Von der einzigen chemisch genauer untersuchten Art Frankliniella occidentalis weiß man, dass deren Larven hauptsächlich mit einem Gemisch aus Decyl- und Dodecylacetat arbeiten (Teerling & al. 1993a, MacDonald & al. 2003). Diese Substanzen sind nur in beschränktem Umfange als Allomon wirksam. Hauptsächlich wirken sie als Alarmpheromon (Bakker & Sabelis 1987, 1989), indem sie die Aufmerksamkeit der Larven erhöhen. Nachteilig ist die relativ hohe Flüchtigkeit dieser Acetate. Sie können dadurch zusätzlich als Kairomon wirken und Prädatoren anlocken (Teerling & al. 1993b). Ein weiteres Problem ist, dass solche Acetate schnell verdunsten und nur für kurze Zeit auf der Oberfläche der Sinnesorgane potenzieller Angreifer verbleiben. Nicht untersucht ist, ob sie eventuell durch Umesterung, durch Freisetzung von Essigsäure oder durch andere Mechanismen schädigend wirken. Denkbar wäre hier auch eine ungünstige Beeinflussung der Epicuticula der Sensillen oder der im Sensilleninneren enthaltenen Pheromon-Bindungsproteine. Bei den Vertretern der Unterordnung Tubulifera wird die Handhabung des Wehrsekrettropfens besonders unterstützt durch einen Tubus, der in Extremfällen (beispielsweise bei Leeuwenia gladiatrix) fast die Hälfte der Körperlänge ausmachen kann. Mit diesem Tubus kann der Wehrsekrettropfen sehr geschickt über den Kopf hinweg gerichtet, auf sichere Entfernung, appliziert werden. Eigene Beobachtungen und die anderer Autoren (beispielsweise Howard & al. 1987) zeigen, dass bei allen bisher untersuchten Tubulifera der Sekrettropfen, wenn er nicht genutzt wurde, sorgfältig wieder „eingezogen“ wird.
Das Wirtswahlverhalten von Blattläusen wird neben primären Nahrungskomponenten auch durch sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe gesteuert (Klingauf & al. 1978; Singh 1980; Powell & al. 1999; Campo & al. 2003). Häufig entziehen sich diese jedoch einer gezielten Untersuchung ihrer Wirkung auf die Aphiden, da sie als Substanzgemisch vorliegen. Beziehungen zwischen Substanzkonzentration und Verhaltensmustern aus Electrical Penetration Graphs (EPG) sind nur mit mäßigem Erfolg über statistische Verfahren darzustellen. Eine Versuchsanordnung zur gezielten Prüfung verhaltensbeeinflussender Substanzen mittels EPG wäre in diesem Falle hilfreich. Ein geeignetes einfaches Testsystem müsste mindestens folgende Komponenten beinhalten: – eine von den Aphiden akzeptierte Oberfläche, welche die Kutikula / Epidermis eines natürlichen Systems nachbildet – diese Oberfläche sollte evtl. durch den Versuchsansteller manipulierbar sein – eine dem Parenchym entsprechende Schicht, in welche die Testsubstanzen einzubringen wären – eine flüssige Phase, die dem Phloem entspricht und ebenfalls in ihrer Zusammensetzung variiert werden kann.
Cantharidin, which is mainly found in blister beetles (Coleoptera: Meloidae), is one of the most intensively studied natural products of insect (Dettner, 1997; McCormick & Carrel, 1987). The involvement of cantharidin in courtship behaviour has been already confirmed for certain canthariphilous insects (Eisner & al. 1996a,b; Frenzel & Dettner 1994; Frenzel & al. 1992; Schütz & Dettner, 1992; Hemp & al. 1999). The function and intrinsinc role of cantharidin in the courtship behaviour of Meloids has been never fully established. McCormick & Carrel (1987) only suggested that cantharidin might be used by female meloids when selecting a mate at close range. Pinto (1974, 1975) was, in fact, the first to consider male cuticular pores as being involved in the courtship behaviour of species from the genus Linsleya and Tegrodera (Meloidae). Based on morphology and chemical analyses of Cyaneolytta sp. (Coleoptera: Meloidae), we have hereby provided some further evidences that cantharidin may act as an infochemical in courtship behaviour of meloid beetles.
Sexual deception of male bees is one of the most remarkable mechanisms of pollination (Ackermann 1986, Proctor & al. 1996). Flowers of the orchid genus Ophrys mimic females of their pollinator species, usually bees and wasps, to attract males, which try to copulate with the flowers. During this so-called “pseudocopulation” the male removes the pollinia and transfers them to another flower to ensure pollination. Apart from visual and tactile cues, floral scent was shown to be most important for eliciting mating behaviour in males (Kullenberg 1961, Schiestl & al. 1999, Ayasse & al. 2003). Pollination in Ophrys is highly specific and usually each Ophrys species attracts only one pollinator species (Paulus & Gack 1990). The high degree of specialization provides the means of reproductive isolation between the intercrossable Ophrys-species (Ehrendorfer 1980). The complex odour-bouquets released by the flowers are species-specific and often consist of more than 100 different chemical compounds (Borg-Karlson & al. 1985, Ayasse 2006). Speciation in Ophrys-orchids may be brought about by changes in the pollinator attracting floral scent. The attraction of a new pollinator may act as a pre-zygotic isolation barrier (Stebbins 1970, Paulus & Gack 1990, Soliva & al. 2001). We investigated three sympatrically occuring Ophrys-species on Sardinia. O. chestermanii and O. normanii are endemic and are both pollinated by males of the bumblebee B. vestalis. O. tenthredinifera is pollinated by Eucera nigrilabris. There are different opinions concerning the taxonomic status of O. normanii. It has been described as an actual hybrid between O. chestermanii and O. tenthredinifera (Wood 1983). Paulus & Gack (1995) suggested that it is an own species, that either has developed from a hybrid between O. chestermanii and O. normanii or that has evolved by radiation from O. tenthredinifera. By conducting behavioural-tests with B. vestalis males, performing gas chromatographic analyses and electrophysiological studies we wanted to identify pollinator attracting scent and to clarify the taxonomic status of O. normanii.
The orchid genus Epipactis is represented by 25 species in Europe (Richards 1982). Epipactis helleborine (L.) Crantz is the most common and widely distributed species of the genus (Wiefelspütz 1970), and is a prime example for wasp-flowers, because it is mainly pollinated by social wasps (Hymenoptera: Vespidae), like Vespula vulgaris and V. germanica (Müller 1873). Darwin (1888) already noticed that E. helleborine is almost exclusively ignored by bees and bumblebees, an observation that was confirmed in recent investigations (Keppert 2001). The flowers of E. helleborine show morphological, physiological and phenological adaptations to the visit and the pollination by Vespidae (Keppert 2001). They possess a reddish-brown or dirty purple coloration of the inflorescence (Keppert 2001), have relatively small, mostly bulbous blossoms with a broad entrance and bulbous widened, nectar-rich juice holders (Müller 1873, 1881; Schremmer 1962). Although there is much reported about wasp-pollinated flowers there is little known about the signals that are responsible for the attraction of wasps. Wiefelspütz (1970) proclaimed the statement that only the visual stimulus is responsible for the wasp attraction. Recently studies, however, assumed that odour is involved in the wasp attraction (Keppert 2001). Hölzler (2003) showed that the main attraction of the wasp-flower Epipactis for pollinators is its olfactory stimulus. It remains an unanswered question why E. helleborine flowers almost exclusively attracts social wasps, as opposed to bees and bumblebees. In this study we analysed the role of floral volatiles which are responsible for the specific attraction of social wasps. We supposed a mimicry-system in E. helleborine for the specific attraction of pollinators for the following reasons. So-called “green leaf volatiles” (GLVs) are emitted by plants while herbivorous insects, for example caterpillars, feed on them. GLVs thereby attract predators or parasitoids of the herbivorous insects (Dicke & Sabelis 1988; Turlings & al. 1990, 1995; Dicke & Vet 1999). Among the GLVs so far identified in former studies there are aldehydes, compounds that were also found in flower extracts of E. helleborine (Hölzler 2003). Therefore, we postulated that E. helleborine flowers produce GLVs in order to attract prey hunting social wasps for pollination. We performed bioassays and analysed flower odour gained to headspace-sampling using gas chromatography (GC), mass spectrometry (GC-MS) and gas chromatography coupled with electrophysiological analysis (GC-EAD) to investigate the hypothesis that E. helleborine flowers mimic “green leaf volatiles” (GLVs) to attract their pollinators.
Die Glucosinolate (GS) sind charakteristische sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, vorkommend in der Gruppe der Brassicaceae und anderen Familien der Ordnung Brassicales (Halkier & Gershenzon 2006). Bisher sind mehr als 120 verschiedene GS beschrieben, welche eine gemeinsame Grundstruktur mit variablem Seitenkettenrest kennzeichnet (Fahey et al. 2001). Je nach chemischer Natur der Seitenkette werden die GS in aliphatische, aromatische und Indolyl-GS unterteilt. Alle GS-enthaltenden Pflanzen besitzen zusätzlich räumlich getrennt von den GS hydrolysierende Enzyme, so genannte Myrosinasen. Erst nach Zellbeschädigung kommen die beiden Komponenten in Kontakt zueinander und weitere biologisch aktive Verbindungen wie z. B. Isothiocyanate und Nitrile werden freigesetzt (Rask et al. 2000). Das GS-Myrosinase-System ist ein effektives Abwehrsystem insbesondere gegenüber generalistischen Insekten, Pathogenen und Bakterien, allerdings dienen vielen spezialisierten Insekten diese Stoffe zur Wirtspflanzenfindung und -akzeptanz (Renwick 2002, Halkier & Gershenzon 2006). Die Modellpflanze Arabidopsis thaliana L. enthält als Vertreter der Brassicaceae GS als Fraßabwehrstoffe. In A. thaliana als auch in Brassica ist das aliphatische GS-Muster sehr variabel, wohingegen die Indolyl-GS weit verbreitet sind (Kliebenstein 2001, Li & Quiros 2002). Allerdings fehlen Studien zur Funktion dieser GS-Klassen innerhalb der Pflanzenresistenz gegenüber Phytophagenfraß. Deshalb wurden zwei A. thaliana -Mutanten mit verändertem aliphatischen bzw. Indolyl-GS-Profil im Vergleich zu Columbia WT auf die Wirtspflanzeneignung für drei verschieden spezialisierte Lepidoptera-Arten getestet.
Solitary bees are important pollinators of flowers. Besides nectar they collect pollen at flowers mainly to provide their larvae with food. Many bee species collect pollen only on a few closely related plant species (oligolecty) (Müller & al. 1997). Little is known about the visual and olfactorial signals they use for host-plant finding (Wcislo & Cane 1996). However, bees can olfactorily distinguish between different pollen species (von Frisch 1923), and a species-specific chemistry of pollen odour is known for some plant species (Bergström & al. 1995, Dobson & al. 1999). Further, it was shown that naïve oligolectic bees recognize their host-plant on the basis pollen volatiles (Dobson & Bergström 2000) and that flower-experienced bees could use pollen odours to assess pollen availability (Dobson & al. 1999). Besides scent, also visual cues are of relevance for host-plant finding, and bees orientate especially spectral contrasts. Biotests with dummy flowers revealed that colour contrast and not intensity and dominant wavelengths are influencing innate behavioural responses (Lunau 1990). Further it was shown that naïve bumblebees were most motivated to land on a flower when visual stimuli from the antheres are combined with olfactorial stimuli from the pollen (1992). We choose Osmia adunca P., which is highly specialized on Echium L., as a model to investigate the importance of floral cues for an oligolectic bee. Because bees learn to associate odours with reward more rapidly than visual cues (Menzel 1985), we hypothesize that scent plays a major role in attraction flower-experienced O. adunca females. We used gas chromatography to compare the scent of three Echium species with the scent of a closely related Anchusa species, and a spectrometer to compare the colour of the three Echium species. Additionally we conducted a biotest to determine the importance of visual and olfactorial signals of Echium for host-plant finding of experienced O. adunca females.
Die Entwicklung einer Population des Kalifornischen Blütenthrips (Frankliniella occidentalis) in neuen oder ungewohnten Kulturpflanzenbeständen ist häufig anfangs sehr verhalten, um dann schlagartig zu kulminieren. Nicht selten werden dadurch Bekämpfungsmaßnahmen zu spät eingeleitet, was sich nachteilig auf deren Erfolg auswirkt. Anhand eines standardisierten Biotests im Labor sollte der Einfluss von verschiedenen Wirtspflanzen auf die Populationsentwicklung des Schädlings betrachtet werden.
In agroecological research it has been appreciated only fairly recently that plant-insect interactions and other ecological processes depend on scales much larger than a single habitat (Wiens et al. 1997). Crop-pest interactions have mainly been studied on single pest species by focusing either on the impact of field parameters or on landscape structure but only rarely included both factors (Östman et al. 2001). Here we investigated how the abundances of three major insect pest species in oilseed rape (OSR) responded to field parameters and landscape characteristics at various spatial scales. Pest species considered in the current study include (i) ceutorhynchid stem weevils that lay eggs in leaf petioles or midribs of OSR plants while the larvae tunnel in the stems; (ii) pollen beetles that feed on pollen and destroy flower buds and (iii) brassica pod midge that lay eggs into OSR pods where the hatched larvae consume the seeds as well as tissue of the pod walls and cause the pods to split prematurely (Alford et al. 2003). Studying these different groups of pests is especially important because they attack different parts of the crop, use different habitats as overwintering sites and also differ in their mobility; with the exception of pollen beetles these pest species have never been studied in a landscape context. The specific objectives of this study were to determine (i) whether the major OSR pest species differ in their relation to field and landscape characteristics and (ii) at which spatial scales landscape variables are effective.
Agricultural intensification is a major threat to biological diversity worldwide. Land management activities enhancing landscape diversity are therefore regarded as a key strategy to halt species loss in cultural landscapes. Diverse and abundant communities of predatory arthropods, e.g. spiders (Araneae), have a high potential to suppress pest populations (Symondson et al. 2002) and could therefore contribute to allow reductions of pesticide use. Crop fields alone are usually not able to sustain diverse and individual-rich populations of predatory arthropods, because agricultural management results in disturbances and habitat deteriorations (harvest, soil cultivation, pesticide application) that kill or drive away large parts of the populations. Therefore semi-natural and perennial habitats in agricultural landscapes are considered to be of great importance for beneficial arthropods. On the one hand they offer refuge habitats in times when arable fields are hostile, e.g. fields with bare grounds during winter (Schmidt & Tscharntke 2005). On the other hand, viable populations of predatory arthropods in semi-natural habitats can serve as sources for (re-) colonisation of arable fields (Schmidt & Tscharntke 2005). Because of these exchanges between crop and non-crop areas it is important to include the surrounding landscape when investigating field-scale processes. We investigated the relations between spider assemblages in arable fields and the surrounding landscape in 29 fields of winter oilseed rape (OSR) in an agricultural landscape in eastern Austria. The objectives of this study were to estimate (1) how much spider assemblages in oilseed rape fields are influenced by the surrounding landscape, (2) the relative influence of landscape variables compared to field-scale variables and (3) at which spatial scales landscape variables are effective.
The lower wood-feeding Australian termite Mastotermes darwiniensis Froggatt (Fig. 1) is the only living member of the family Mastotermitidae. The complex symbiotic hindgut flora consists of protozoa (formerly named Archaezoa; Cleveland & Grimstone 1964; Brugerolle & al. 1994; Berchtold & König 1995; Fröhlich & König 1999a, b), bacteria (Berchtold & König 1996; Berchtold & al. 1999), archaea (Fröhlich & König 1999a, b) and yeasts (Prillinger & al. 1996; Schäfer & al. 1996). The digestive system of Mastotermes darwiniensis consists of the foregut with the crop and the gizzard, the midgut, and the hindgut (Noirot & Noirot-Timothée 1969; 1995). The hindgut consists of five segments (P1 – P5): the proctodeal segment, the enteric valve, the paunch, the colon and the rectum. The paunch is the main microbial fermentation chamber, but the colon also contains microorganisms. The paunch is subdivided into a dilated thin-walled region (P3a) and a thick walled more tubular region (P3b) (Fig. 1c). In the case of Mastotermes darwiniensis oxygen diffusion gradients could be detected up to 100 μm below the epithelium (Berchtold & al., 1999).
Verbreitung, Nestdichten und Ökologie hügelbauender Waldameisen der Gattung Formica im Tiroler Wald
(2008)
Trotz der erheblichen waldökologischen und naturschutzfachlichen Bedeutung hügelbauender Formica-Arten waren Informationen über aktuelle Verbreitung, ökologische Einnischung und eventuelle Gefährdung in Tirol als lückenhaft zu bezeichnen. Aus diesem Grund wurde in enger Zusammenarbeit mit der Landesforstdirektion Tirol und im Auftrag der Tiroler Landesregierung, Abtlg. Umweltschutz, eine landesweite Erhebung des Waldameisenbestandes im Zuge routinemäßig durchgeführter forstlicher Inventuren von 2004 bis 2006 durchgeführt (Glaser 2004, 2005, 2006). Dabei ergab die Analyse der Waldameisenbesiedlung in Abhängigkeit zu ebenfalls erhobenen forstlicher Parameter Hinweise auf die Habitatpräferenzen einzelner Arten.
Ökologischer Vergleich der Spinnenfauna (Arachnida: Araneae) von Energiewäldern und Ackerland
(2008)
Kurzumtriebsflächen, oder auch Energiewälder bzw. Schnellwuchsplantagen genannt, sind Flächen mit schnellwachsenden Baumarten (z. B. Hybridpappeln), die in kurzen Umtriebszeiten von 2 bis 10 Jahren bewirtschaftet werden. Nach der zyklischen Ernte treiben die Bäume wieder aus (Stockausschlag) und können nach einigen Jahren erneut genutzt werden. Das Prinzip der schnellwüchsigen Baumarten ist dem früher weit verbreiteten Niederwald ähnlich, allerdings mit dem Unterschied, dass der Energiewald in der Regel auf stillgelegten landwirtschaftlichen Flächen angebaut wird und bei der Begründung züchterisch bearbeitetes Material von Pappel, Aspe und Weide verwendet wird. Kurzumtriebsflächen dienen vorwiegend der Holzproduktion (v. a. Hackschnitzel) zur Gewinnung von (Wärme-)Energie. Spinnen (Arachnida: Araneae) kommen in allen terrestrischen Lebensräumen in großer Artenzahl vor. Allein auf dem Gebiet Deutschlands sind derzeit über 1000 verschiedene Spinnenarten bekannt (Blick & al. 2004). Spinnen ernähren sich räuberisch, wobei ihre Beutetiere meist andere Arthropoden darstellen. Aufgrund der spezifischen Ansprüche vieler Arten an bestimmte (Mikro-)Habitate und damit an spezielle Lebensraumanforderungen eignen sie sich besonders für die qualitative Charakterisierung von Groß- und Kleinlebensräumen. Auch die Veränderung von Lebensräumen durch verschiedene Einflüsse (z. B. Änderung der Nutzungsintensität, Schadstoffimmissionen, Entwässerung, Sukzession, etc.) kann durch Spinnen gut bewertet und dokumentiert werden. Sie werden deshalb häufig bei der Beurteilung der Schutzwürdigkeit von Flächen, bei Eingriffsgutachten, Erfolgskontrollen, Umweltverträglichkeitsuntersuchungen sowie zum Biotopmonitoring herangezogen und zunehmend als Indikatorgruppe für die Bewertung von Habitaten verwendet (z. B. Clausen 1986, Gack & al. 1999). Bisher gibt es nur wenige publizierte Studien zum Vorkommen und zu den Entwicklungstendenzen der epigäischen Arthropodenfauna auf Energiewaldflächen (Blick & Burger 2002, Blick & al. 2003). Mit der vorliegende Untersuchung sollen daher exemplarisch die Auswirkungen solcher Kurzumtriebs-Versuchsflächen auf die epigäische Raubarthropodenfauna beleuchtet werden. Als eine der wichtigsten Prädatorengruppen wurde die Ordnung der Spinnen (Araneae) gewählt, die aufgrund der hohen Arten- und Individuenzahl sowie oft spezifischer Biotopansprüche der einzelnen Arten besonders geeignet erscheint. Besonderes Interesse erweckt bei vorliegender Untersuchung die Fragestellung, ob sich innerhalb weniger Jahre waldtypische Spinnenarten einstellen und inwieweit sich die Spinnenfauna bezüglich des Ausgangsstadiums „Acker“ verändert (Sukzession). Darüber hinaus wurde ermittelt, welche Auswirkungen die Ernte eines aufstockenden Energiewaldes auf die Spinnenzönose haben kann.
Offenlandschaften, insbesondere vegetationsarme bzw. von Sandmagerrasen bewachsene Binnendünen stellen seltene Lebensräume dar, die einer Vielzahl spezialisierter Arten einen Lebensraum bieten. Solche Ökosysteme sind in der Oberlausitz unter anderem durch Truppenübungsplätze entstanden und gehen nach Nutzungsaufgabe durch Sukzession verloren. Dadurch verlieren verschiedene stenöke Tierarten ihren Lebensraum. Dies gilt im besonderen Maße für Myrmeleon bore, eine Art, die nach Gepp & Hölzel (1996) offene Sandflächen benötigt. In gewissem Maße profitiert auch Euroleon nostras, der aber auch andere Biotope besiedelt, so lange genügend offene Fläche mit rieselfähigem Substrat, sowie Witterungsschutz vorliegt. Hier soll der Einfluss der Sukzession auf die Verbreitung der Arten untersucht werden, um somit insbesondere Hinweise zum Erhalt der Populationen zu gewinnen.
In our present-day landscape in Central Europe major parts of the xylobiontic especially of the saproxylic beetle fauna belong to the group of endangered species assemblages (Speight 1989, Geiser 1994). Oaks, in Central Europe mainly Quercus robur and Q. petraea, are well known for their large number of associated insect species and harbour the highest beetle diversity, especially for dead wood inhabiting species, of all broadleaved tree species in this region (e.g. Palm 1959). A characteristic species associated with oaks in its life-cycle is the endangered Great Capricorn Cerambyx cerdo. C. cerdo is one of the protected species explicitly named in the Habitats Directive of the European Union with the goal of maintaining existing populations and establishing long-term survival (Council of the European Communities 1992). The last remaining colonised areas of this longhorn beetle in Central Europe are well known for the enormous number of very rare xylobiontic beetle species. Thus, we are interested in the following research questions: 1) Are there typical species associated with C. cerdo? 2) If so, what kind of relationship do these associated species have to C. cerdo from a nature conservation point of view?
A high-precision pressure probe is described which allows non-invasive online-monitoring of the water relations of intact leaves. Real-time recording of the leaf water status occurred by data transfer to an Internet server. The leaf patch clamp pressure probe measures the attenuated pressure, Pp, of a leaf patch in response to a constant clamp pressure, Pclamp. Pp is sensed by a miniaturized silicone pressure sensor integrated into the device. The magnitude of Pp is dictated by the transfer function of the leaf, Tf, which is a function of leaf patch volume and ultimately of cell turgor pressure, Pc, as shown theoretically. The power function Tf=f(Pc) theoretically derived was experimentally confirmed by concomitant Pp and Pc measurements on intact leaflets of the liana Tetrastigma voinierianum under greenhouse conditions. Simultaneous Pp recordings on leaflets up to 10 m height above ground demonstrated that changes in Tf induced by Pc changes due to changes of microclimate and/or of the irrigation regime were sensitively reflected in corresponding changes of Pp. Analysis of the data show that transpirational water loss during the morning hours was associated with a transient rise in turgor pressure gradients within the leaflets. Subsequent recovery of turgescence during the afternoon was much faster than the preceding transpiration-induced water loss if the plants were well irrigated. Our data show the enormous potential of the leaf patch clamp pressure probe for leaf water studies including unravelling of the hydraulic communication between neighbouring leaves and over long distances within tall plants (trees).
Chloroplast function depends on the translocation of cytosolically synthesized precursor proteins into the organelle. The recognition and transfer of most precursor proteins across the outer membrane depend on a membrane inserted complex. Two receptor components of this complex, Toc34 and Toc159, are GTPases, which can be phosphorylated by kinases present in the hosting membrane. However, the physiological function of phosphorylation is not yet understood in detail. It is demonstrated that both receptors are phosphorylated within their G-domains. In vitro, the phosphorylation of Toc34 disrupts both homo- and heterodimerization of the G-domains as determined using a phospho-mimicking mutant. In endogenous membranes this mutation or phosphorylation of the wild-type receptor disturbs the association of Toc34, but not of Toc159 with the translocation pore. Therefore, phosphorylation serves as an inhibitor for the association of Toc34 with other components of the complex and phosphorylation can now be discussed as a mechanism to exchange different isoforms of Toc34 within this ensemble.
Gene trapping is used to introduce insertional mutations into genes of mouse embryonic stem cells (ESCs). It is performed with gene trap vectors that simultaneously mutate and report the expression of the endogenous gene at the site of insertion and provide a DNA tag for rapid identification of the disrupted gene. Gene traps have been employed worldwide to assemble libraries of mouse ESC lines harboring mutations in single genes, which can be used to make mutant mice. However, most of the employed gene trap vectors require gene expression for reporting a gene trap event and therefore genes that are poorly expressed may be under-represented in the existing libraries. To address this problem, we have developed a novel class of gene trap vectors that can induce gene expression at insertion sites, thereby bypassing the problem of intrinsic poor expression. We show here that the insertion of the osteopontin enhancer into several conventional gene trap vectors significantly increases the gene trapping efficiency in high-throughput screens and facilitates the recovery of poorly expressed genes.
Comparative studies suggest that at least some bird species have evolved mental skills similar to those found in humans and apes. This is indicated by feats such as tool use, episodic-like memory, and the ability to use one´s own experience in predicting the behavior of conspecifics. It is, however, not yet clear whether these skills are accompanied by an understanding of the self. In apes, self-directed behavior in response to a mirror has been taken as evidence of self-recognition. We investigated mirror-induced behavior in the magpie, a songbird species from the crow family. As in apes, some individuals behaved in front of the mirror as if they were testing behavioral contingencies. When provided with a mark, magpies showed spontaneous mark-directed behavior. Our findings provide the first evidence of mirror self-recognition in a non-mammalian species. They suggest that essential components of human self-recognition have evolved independently in different vertebrate classes with a separate evolutionary history.
Ribosome biogenesis in eukaryotes requires the participation of a large number of ribosome assembly factors. The highly conserved eukaryotic nucleolar protein Nep1 has an essential but unknown function in 18S rRNA processing and ribosome biogenesis. In Saccharomyces cerevisiae the malfunction of a temperature-sensitive Nep1 protein (nep1-1ts) was suppressed by the addition of S-adenosylmethionine (SAM). This suggests the participation of Nep1 in a methyltransferase reaction during ribosome biogenesis. In addition, yeast Nep1 binds to a 6-nt RNA-binding motif also found in 18S rRNA and facilitates the incorporation of ribosomal protein Rps19 during the formation of pre-ribosomes. Here, we present the X-ray structure of the Nep1 homolog from the archaebacterium Methanocaldococcus jannaschii in its free form (2.2 Å resolution) and bound to the S-adenosylmethionine analog S-adenosylhomocysteine (SAH, 2.15 Å resolution) and the antibiotic and general methyltransferase inhibitor sinefungin (2.25 Å resolution). The structure reveals a fold which is very similar to the conserved core fold of the SPOUT-class methyltransferases but contains a novel extension of this common core fold. SAH and sinefungin bind to Nep1 at a preformed binding site that is topologically equivalent to the cofactor-binding site in other SPOUT-class methyltransferases. Therefore, our structures together with previous genetic data suggest that Nep1 is a genuine rRNA methyltransferase.
Many new gene copies emerged by gene duplication in hominoids, but little is known with respect to their functional evolution. Glutamate dehydrogenase (GLUD) is an enzyme central to the glutamate and energy metabolism of the cell. In addition to the single, GLUD-encoding gene present in all mammals (GLUD1), humans and apes acquired a second GLUD gene (GLUD2) through retroduplication of GLUD1, which codes for an enzyme with unique, potentially brain-adapted properties. Here we show that whereas the GLUD1 parental protein localizes to mitochondria and the cytoplasm, GLUD2 is specifically targeted to mitochondria. Using evolutionary analysis and resurrected ancestral protein variants, we demonstrate that the enhanced mitochondrial targeting specificity of GLUD2 is due to a single positively selected glutamic acid-to-lysine substitution, which was fixed in the N-terminal mitochondrial targeting sequence (MTS) of GLUD2 soon after the duplication event in the hominoid ancestor ~18–25 million years ago. This MTS substitution arose in parallel with two crucial adaptive amino acid changes in the enzyme and likely contributed to the functional adaptation of GLUD2 to the glutamate metabolism of the hominoid brain and other tissues. We suggest that rapid, selectively driven subcellular adaptation, as exemplified by GLUD2, represents a common route underlying the emergence of new gene functions.
Cytotoxic T-lymphocytes play an important role in the protection against viral infections, which they detect through the recognition of virus-derived peptides, presented in the context of MHC class I molecules at the surface of the infected cell. The transporter associated with antigen processing (TAP) plays an essential role in MHC class I–restricted antigen presentation, as TAP imports peptides into the ER, where peptide loading of MHC class I molecules takes place. In this study, the UL49.5 proteins of the varicelloviruses bovine herpesvirus 1 (BHV-1), pseudorabies virus (PRV), and equine herpesvirus 1 and 4 (EHV-1 and EHV-4) are characterized as members of a novel class of viral immune evasion proteins. These UL49.5 proteins interfere with MHC class I antigen presentation by blocking the supply of antigenic peptides through inhibition of TAP. BHV-1, PRV, and EHV-1 recombinant viruses lacking UL49.5 no longer interfere with peptide transport. Combined with the observation that the individually expressed UL49.5 proteins block TAP as well, these data indicate that UL49.5 is the viral factor that is both necessary and sufficient to abolish TAP function during productive infection by these viruses. The mechanisms through which the UL49.5 proteins of BHV-1, PRV, EHV-1, and EHV-4 block TAP exhibit surprising diversity. BHV-1 UL49.5 targets TAP for proteasomal degradation, whereas EHV-1 and EHV-4 UL49.5 interfere with the binding of ATP to TAP. In contrast, TAP stability and ATP recruitment are not affected by PRV UL49.5, although it has the capacity to arrest the peptide transporter in a translocation-incompetent state, a property shared with the BHV-1 and EHV-1 UL49.5. Taken together, these results classify the UL49.5 gene products of BHV-1, PRV, EHV-1, and EHV-4 as members of a novel family of viral immune evasion proteins, inhibiting TAP through a variety of mechanisms.
The degradation of the poly(A) tail is crucial for posttranscriptional gene regulation and for quality control of mRNA. Poly(A)-specific ribonuclease (PARN) is one of the major mammalian 3’ specific exo-ribonucleases involved in the degradation of the mRNA poly(A) tail, and it is also involved in the regulation of translation in early embryonic development. The interaction between PARN and the m7GpppG cap of mRNA plays a key role in stimulating the rate of deadenylation. Here we report the solution structures of the cap-binding domain of mouse PARN with and without the m7GpppG cap analog. The structure of the cap-binding domain adopts the RNA recognition motif (RRM) with a characteristic a-helical extension at its C-terminus, which covers the b-sheet surface (hereafter referred to as PARN RRM). In the complex structure of PARN RRM with the cap analog, the base of the N7-methyl guanosine (m7G) of the cap analog stacks with the solvent-exposed aromatic side chain of the distinctive tryptophan residue 468, located at the C-terminal end of the second b-strand. These unique structural features in PARN RRM reveal a novel cap-binding mode, which is distinct from the nucleotide recognition mode of the canonical RRM domains.
We performed a bioinformatical analysis of protein export elements (PEXEL) in the putative proteome of the malaria parasite Plasmodium falciparum. A protein family-specific conservation of physicochemical residue profiles was found for PEXEL-flanking sequence regions. We demonstrate that the family members can be clustered based on the flanking regions only and display characteristic hydrophobicity patterns. This raises the possibility that the flanking regions may contain additional information for a family-specific role of PEXEL. We further show that signal peptide cleavage results in a positional alignment of PEXEL from both proteins with, and without, a signal peptide.
Diabrotica virgifera virgifera LeConte, in its original North American habitat also known as western corn rootworm beetle, actively continues its expansion to new territories and uses Homo sapiens as its prime vector. It took only 15 years to spread to and occupy the southeastern and central parts of Europe, so far with the exception of Denmark where it has not been documented as of 2007. Economic thresholds have been reached and surpassed only in Southeast European countries like Slovakia, Hungary, Serbia, Eastern Croatia, Romania and Northern Italy. But both, the area affected and the severity of symptoms are increasing. Model calculations by a number of authors (Baufeld & Enzian, 2005 a and b; Hongmei Li & al. 2006, CLIMEX model) indicate a definitive propensity of D. v. virgifera to expand its currently occupied territory to regions with moderate temperatures and Zea mays cultivation. East Africa and Eastern Asia are included in the list of potential candidates for future inadvertent introduction. In most discussions it is tacitly and erroneously assumed that Z. mays is the only or the only important host of D. v. virgifera. Our recent observations in Eastern Slovenia on the oil pumpkin Cucurbita pepo indicate, however, that this simplifying assumption is notlonger strictly valid. It has to be modified in light of new evidence. Here, we report a few field experiments conducted in August of 2006 clarifying the host status of C. pepo in a European country.
Der inzwischen auf der EPPO A1-Liste aufgeführte Quarantäneschädling, der Bockkäfer Anoplophora glabripennis (Motschulsky, 1853), ist seit seiner Einschleppung nach Braunau am Inn (Österreich) im Jahr 2001 in ganz Europa ein Begriff. Neben zwei unabhängigen Fundorten in Frankreich, 2003 in Gien und 2004 in Sainte-Anne-sur-Brivet (Hérard & al. 2005) wurde eine Freiland-Population dieser Laubbäume schädigenden Art erstmals 2004 auch in Deutschland festgestellt. Bisherige Funde von Käfern in Deutschland waren auf das Gelände des Hamburger Hafens, Umschlagplatz vieler Container aus dem asiatischen Raum, beschränkt (Schliesske 2001). Es konnte aber nie eine Übersiedelung auf Laubbäume in der Umgebung beobachtet werden. Die Situation änderte sich gravierend, als offensichtlich befallene Bäume in Neukirchen am Inn (Gemeinde Neuburg am Inn, Landkreis Passau) in Bayern festgestellt wurden. Symptome wie mangelnde Belaubung, kraterförmige Eiablagestellen und Austritt von Bohrmehl an einem Ahornbaum deuteten auf Befall mit A. glabripennis hin. Nach Entnahme von Astteilen wurden in Gängen Bockkäfer-Larven gefunden, die von Kollegen des Bundesamtes und Forschungszentrums für Wald (BFW) in Wien mittels DNA-Analyse zweifelsfrei als A. glabripennis identifiziert wurden (Hoyer & al. 2003).
The codling moth, Cydia pomonella (Lep., Tortricidae), is a significant pest of orchard crops such as apple and pear in Southern Germany, and can cause severe economic damage to apple crops. Due to resistance to conventional pesticides and the growing market for organic fruit, Cydia pomonella Granulovirus (CpGV) has been used to control C. pomonella in Germany for over 10 years. Recently, populations exhibiting resistance to CpGV have been reported. In this study, we have used amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers to estimate genetic variations between eight different C. pomonella populations, which were obtained from different locations exhibiting varying levels of resistance to CpGV. Three different AFLP primer combinations generated a total of 194 AFLP fragments, ranging from 57.84 to 424.11 bp, with an average of 59.23 amplified fragments per primer combination. The total number of segregating fragments ranged from 181 to 115 and resulted in a high loci polymorphism of 100% in most cases, except for two populations, where it was found to be 88.1% and 93.3%. An analysis of genetic variation based on the obtained AFLP markers resulted in high gene diversity (Hj) values, ranging between 0.2884 to 0.3508. Hj values also indicated a loss in gene diversity within a population over time. The Wright Fixation Index (FST) values indicated a low to moderate genetic differentiation in the populations. The cluster analysis (UPGMA), based on genetic distance values, showed that the majority of C. pomonella populations from different locations were clearly distributed into distinct groups and showed a large genetic variability.
Neozoa werden als gebietsfremde Arten definiert, welche nach 1492 direkt oder indirekt durch den Menschen eingeführt wurden und selbstreproduzierende Populationen zu bilden im Stande sind (Essl & Rabitsch 2002). Biologische Invasionen sind schon seit dem Zeitalter des Kolonialismus ein bekanntes Phänomen, gegenwärtig hat das Problem in einer Zeit der Globalisierung von Wirtschaft und Tourismus und einer globalen Klimaveränderung jedoch eine neue Dimension und Geschwindigkeit erreicht. In Österreich gibt es grundsätzlich eine gute Datenbasis über das Auftreten von benthischen Einwanderern. Bereits in der älteren Literatur findet man dazu einige Hinweise, z.B.: Strouhal (1939), Vornatscher (1965) und Liepolt (1965–67). Größere Aufmerksamkeit wurde dem Phänomen invasiver Arten seit der massiven Ausbreitung der Dreikantmuschel Dreissena polymorpha geschenkt, als sich diese in den 1970er Jahren in vielen Flüssen und Seen in einem sehr kurzen Zeitraum ausbreitete. Verstärkte Beachtung wurde den Neozoa in der Limnologie aber erst im letzten Jahrzehnt zuteil, als die Fundnachweise immer häufiger wurden und sowohl ökonomische als auchbemerkenswerte ökologische Auswirkungen durch invasive Arten vermutet oder nachgewiesen wurden. Beispielsweise belegte Gruber (2006), dass der autochthone Steinkrebs (Austropotamobius torrentium) bereits bis in die Quellregion hinein durch den amerikanischen Signalkrebs (Pacifastacus leniusculus) verdrängt wird. In Österreich entstand als Folge des erhöhten Problembewusstseins in den letzten Jahren eine Reihe von umfassenden Publikationen zum Thema Neobiota: „Invaders“ (Aescht & al. 1995), „Neobiota in Österreich“ (Essl & Rabitsch 2002) und „Aliens“ (Wallner 2005). Während die überwiegende Zahl der Publikationen zum Thema Neozoa von taxonomischen Fachspezialisten stammt und deshalb zumeist auf eine oder einige ausgewählte Tiergruppen beschränkt bleibt, basiert vorliegender Beitrag auf Monitoringdaten und gewässerökologischen Untersuchungen, in welchen immer die gesamte Artengesellschaft der benthischen Evertebraten erhoben wurde.
Die 31. Karl-Medaille wurde vor 2 Jahren Herrn Professor Francke, Hamburg verliehen; es ist vielleicht kein Zufall, dass wir heute das Ehepaar Levinson ehren dürfen. verbindet sie doch eine langjährige und vor allen Dingen sehr erfolgreiche Zusammenarbeit. Hierzu ein Beispiel: Das Weibchen des Tabakkäfers Lasioderma serricorne produziert das Sexualpheromon Serricornin. Gemeinsam mit Herrn Francke ist Ihnen die Aufklärung der seltenen Speicherform eines Pheromons, und zwar des Anhydroserricornins, gelungen. Sie haben die Pheromondrüse beschrieben und die biologische Aktivität der Enantiomeren ermittelt. Basierend auf diesen Erkenntnissen entwickelten Sie gemeinsam mit British American Tobacco eine Lockstoff-Falle, die von Ihnen unter Praxisbedingungen in Tabaklagern in Deutschland, Griechenland, Zypern und Ägypten getestet wurde. Ergebnis ist das Produkt Lasiotrap, das kommerziell zu Monitoring und Massenfang des Tabakkäfers eingesetzt wird. Mit diesem Beispiel möchte ich einen wesentlichen Ansatz Ihres wissenschaftlichen Denkens und Forschens beschreiben. ...
Sie sehen und hören recht – die im Foto gezeigte, heute zu ehrende Dame begeht in einigen Monaten ihren 85. Geburtstag und startet in wenigen Tagen zu ihrer nächsten entomologischen Sammelreise nach Namibia. Sie entschuldigt sich deshalb, dass sie bei der Verleihung der bedeutendsten deutschen Auszeichnung für Leistungen entomologischer Forschung, der Fabricius-Medaille, für ihr bisheriges Lebenswerk, heute nicht anwesend sein kann. Ich hätte ihr gesagt: Liebe Ursula, ich kannte Deinen Namen schon aus der Fachliteratur, bevor ich Dich das erste Mal Mitte der achtziger Jahre bei einer der jährlichen Tagungen der Arbeitsgemeinschaft der Mitteleuropäischen Heteropterologen im „Westen“ persönlich traf und überrascht war, einer agilen rüstigen Seniorin zu begegnen. Seither sind wir mehrmals zusammengetroffen und ich erinnere...
Die Meigen Medaille wird seit 14 Jahren innerhalb der Deutschen Gesellschaft für allgemeine und angewandte Entomologie an Mitglieder vergeben, die sich in besonderer Weise um die entomologische Systematik und Faunistik verdient gemacht haben. Unter unseren Preisträgern befinden sich auch österreichische Entomologen, und so freut es mich ganz besonders, dass wir hier auf der Dreiländer-Tagung der Entomologen in Innsbruck mit Prof. Dr. Hubert Pschorn-Walcher wiederum einen österreichischen Forscher ehren. Dies umso mehr, als Pschorn-seine Wirkungsstätte in allen dreien dieser Länder, also sowohl in Österreich, der Schweiz, wie auch in Deutschland hatte. Wie gerne hätte ich meine Laudatio heute direkt an meinen verehrten Doktorvater gerichtet, doch ist Pschorn-leider kurz nach seiner Nominierung für diese Medaille an seinem 80. Geburtstag einem Krebsleiden erlegen, sodass hier mit Dr. Werner Heitland einer seiner Schüler in Vertretung seiner Familie den Preis entgegen nehmen wird. Es ist kaum möglich, in wenigen Minuten dem Werk und der Person von Hubert Pschorn-Walcher gerecht zu werden, doch will ich versuchen, hier kurz die Vita und Person unseres Preisträgers vorzustellen. Hubert Pschorn-wurde am 18.10.1926 in Bad Mitterndorf in der Steiermark geboren. Sein Vater war Oberförster und diese Tätigkeit hat den jungen Pschorn-ganz offensichtlich...
Ich freue mich mit Ihnen über diese ganz besondere Ehre, die Ihnen heute zuteil wird. Die Medaille, die Ihnen im Namen und im Andenken an Johann Wilhelm Meigen verliehen wird, wurde zur Förderung der entomologischen Forschung auf dem Gebiet der Systematik und Faunistik gestiftet. Mir fällt nun die Aufgabe zu, Ihre Verdienste um ebendiese Gebiete zu skizzieren. Dies ist eine ebenso leichte wie schwierige Aufgabe, möchte ich doch sowohl dem Menschen als auch dem Werk in allen Facetten gerecht werden. Leicht erscheint mir die Aufgabe vor allem deshalb, weil ich Herrn Remane schon sehr lange kenne – ich begegnete ihm vor etwas mehr als 30 Jahren, gleich am ersten Tag meines Studiums in Marburg, als ich in die Bestimmungsübungen marschierte und den jugendlich wirkenden Mann in Lederjacke, der so gar nicht aussah, wie ich mir einen Professor vorgestellt hatte, erst mal ganz locker mit „Du“ ansprach. Wie peinlich war es mir, als er sich bei Kursbeginn dann mit Titel vorstellte! In den folgenden 10 Jahren haben wir mehr Zeit miteinander verbracht als mit unseren jeweiligen Familien. Bitte erwarten Sie also keine objektive Darstellung von mir – ich bin sozusagen im besten Sinne des Wortes „befangen“ und kann nur aus meiner subjektiven Sicht berichten. Zunächst allerdings ein paar „Highlights“ aus Ihrer Vita. Inspiriert durch sein familiäres Umfeld, interessierte sich Herr Remane bereits als Schüler für die Lebewesen seiner unmittelbaren Umgebung. Zunächst waren es die Wanzen, denen er sich mit großer Begeisterung zuwandte, und er publizierte noch als Schüler mit 18 Jahren seinen ersten wissenschaftlichen Beitrag in einem...
Der evolutionäre Erfolg der Pterygoten macht Fluginsekten auch in Binnengewässern zur nach Arten- und Individuenzahl dominierenden Gruppe. In unseren Gewässern, in denen Großmuscheln und Großkrebse ihre ursprüngliche Rolle nicht mehr spielen, stehen sie auch der Biomasse nach an der Spitze der Wirbellosen. Limnologen, die die Lebensgemeinschaft der Gewässer bearbeiten wollen, müssen darum gute Entomologen in ihren Reihen haben, denn die präzise Identifizierung der Organismen ist eine Grundvoraussetzung für sinnvolle ökologische Studien, welche das eigentliche Anliegen der Limnologen sind. Ende der vierziger Jahre wurde das ehrgeizige Vorhaben der limnologischen Gesamtbearbeitung des einzigen in ganzer Länge in den Westzonen liegenden größeren Flusssystems, Fulda und Weser, von fünf Göttinger Studenten in Angriff genommen. Das Schwergewicht der Arbeiten lag auf der 220 km langen Fulda in Osthessen, deren Erforschung seit der Gründung der Limnologischen Fluss-Station in Schlitz 1951 unter Leitung von Joachim Illies von Schlitz aus betrieben wurde. Ihm bot die Formenvielfalt der Wasserinsekten eine hervorragende Handhabe zur Abgrenzung...
Jeder der Anwesenden kennt die Faszination, die von den Leistungen und der Vielgestaltigkeit von Insekten ausgeht. Insekten bieten eine Fülle von Beispielen für die Evolution völlig neuartiger Strukturen, Verhaltensweisen, Verteidigungsmechanismen usw. Man denke z.B. an die Evolution der Flügel, die Tanzsprache der Bienen, die Evolution hochkomplexen Sozialverhaltens oder das chemische Fachwissen der Bombardierkäfer. Besonders faszinierend wird es dort, wo Insekten mit anderen Organismen interagieren. Berühmt geworden sind die z. B. die symbiotischen Beziehungen zwischen verschiedenen Taxa von Ameisen und Pflanzen oder zwischen höheren Termiten und ihren Pilzgärten. Während Mikroorganismen meist als Krankheitserreger oder Konkurrenten für Insekten auftreten, gibt es auch einige Fälle in denen sich aus diesen negativen Beziehungen positive, ja sogar obligate mutualistische Beziehungen entwickelt haben. Dazu gehören die Darmsymbionten die von vielen Herbivoren „adoptiert“ wurden, um ihre nährstoffarme pflanzliche Nahrung besser ausnutzen zu können. Wir haben es einem der diesjährigen Preisträger, Herrn Dr. Martin Kaltenpoth, zu verdanken, dass wir seit kurzem ein weiteres aufregendes und völlig überraschendes Beispiel für eine Symbiose zwischen einem Insekt und einem Bakterium kennen.
Lars Krogmann wurde 1976 geboren in Norderstedt bei Hamburg. Schon früh entwickelte er eine Leidenschaft für Insekten, insbesondere für Tagschmetterlinge. Der Legende nach soll er bereits als Heranwachsender stets „Entomologe“ als Berufsziel ausgegeben haben. Folgerichtig begann er nach dem Abitur und Zivildienst im Jahr 1996 ein Studium der Biologie in Hamburg. Im Studium belegte er jeden Kurs, der entomologische Inhalte hatte, und er arbeitete als studentische Hilfskraft in der Entomologischen Sammlung. Seine Diplomarbeit führte er bei Professor Rudolf Abraham durch. Im Diplom standen zum ersten Mal Arbeiten zur Morphologie an, die er später geradezu perfektionieren würde. Untersuchungsobjekte waren hier die Larven von Pteromaliden, einer Familie parasitischer Wespen. Der Titel der Arbeit war: „Untersuchungen zur Präimaginalentwicklung der Pteromalidae (Hymenoptera: Chalcidoidea)“. Das Diplom schloss er mit der Note „sehr gut“ ab. Zur Promotion wurden seine Fragestellungen auf die Systematik und Phylogenie der Chalcidoidea, der parasitischen Erzwespen, ausgebaut. Auch die Promotion wurde von Professor Abraham betreut. Der Titel der Doktorarbeit lautete: „Molekulargenetische und morphologische Untersuchungen zur systematischen Stellung der Pteromalidae innerhalb der Chalcidoidea (Hymenoptera: Apocrita)“. Was Lars Krogmann dabei besonders auszeichnet, sind eine klare wissenschaftliche Vision und eine bemerkenswerte Herangehensweise. Dazu gehört nicht nur das Formulieren einer Fragestellung, sondern auch: wie kann ich sie beantworten? Drei wichtige Aspekte möchte ich dabei herausheben: Die Entwicklung...
The bee fauna of Taiwan was studied intensively in the first half of last century and was based in large parts on the extensive material collected by Hans Sauter between 1902 and 1914. Subsequent studies on bees of Taiwan have only been sporadic. Within a cooperation between the above mentioned institutions the bee fauna was reinvestigated. It was shown how insufficiently the bee fauna of Taiwan had been investigated so far, in particular, the higher mountain regions. Now about 150 species of bees, belonging to 32 different genera, are known from Taiwan, ten of which have been described or recognized as new for science by the recent cooperation.
Die Grabwespen (Sphecidae sensu Bohart & Menke 1976; Sphecidae sensu lato in neueren, phylogenetischen Arbeiten), zu denen nach Day (1984) und späteren Autoren auch die Heterogynaidae zählen, umfassen derzeit 266 Gattungen mit 9559 beschriebene Arten (Pulawski 2006). Zusammen mit den Bienen (= Apiformes nach Michener 2000, bzw. Anthophila nach Engel 2005) bilden die Grabwespen ein gut begründetes Monophylum, das nach Michener (1986) den Namen Apoidea trägt und eine der drei Hauptlinien innerhalb der aculeaten Hymenoptera ist. Die Monophylie der aculeaten Hymenoptera, der Apoidea sowie die der Bienen ist jeweils gut begründet (z.B. Brothers 1975, Königsmann 1978, Lomholdt 1982, Alexander 1992, Brothers & Carpenter 1993). Anders verhält es sich mit den Grabwespen. Neben der phylogenetischen Untersuchung von Brothers & (1993), die die Monophylie der Grabwespen unterstützt, haben andere morphologische als auch molekularsystematische Analysen starken Zweifel an dieser Hypothese aufkommen lassen (z.B. Königsmann 1978, Lomholdt 1982, Alexander 1992, Prentice 1998, Melo 1999, Ohl & Bleidorn 2006).
Für Taxonomen gehören alle Publikationen, die nach 1758 erschienen sind, in die Rubrik „aktuelle Literatur“. Es gibt bereits mehrere Bibliographien, die versucht haben, die entomologischen Publikationen für den Zeitraum bis 1863 systematisch zu erfassen. Das Jahr 1863 bildet insofern eine Besonderheit, da nach 1863 mit dem „Zoological Record“ ein Werk existiert, das wesentliche bibliographische Bedürfnisse für die Entomologie abdeckt. Für den Zeitraum von 1864 bis 1900 gibt es zusätzlich die Serie II des „Index“ (Derksen & Scheiding 1963 – 1975). Eine taxonbezogene Literaturauswertung bis 1850 findet sich im herausragenden „Index Animalium“ (Sherborn, 1902, 1922-33).
Taxonomic, systematic, and biogeography knowledge on the Palaearctic species of Pristaulacus Kieffer 1900 is summarized. Twenty-one valid species are recognized. The most important morphological characters taken into consideration are: shape, cuticular sculpture, and pubescence of head; index length/width of antennomeres; shape, sculpture and cuticular processes of mesosoma, especially of pronotum and mesonotum; number and shape of teeth on claw; shape and sculpture of metasoma; ovipositor length compared with wing and antenna length; and colour pattern (e.g., the dark spots on fore wing, and the colour of hind tarsus). Several characters of the genital capsule of the male were proved to be very useful for species identification, e.g., the shape of the paramere, volsella, cuspis, and digitus. Based on analysis of twenty-five morphological characters, eight species groups are recognized. The critical revision of the chorological data, including many new records, introduced relevant changes of the geographical distribution pattern of most species. Twelve species are restricted to the western part of the Palaearctic Region and eight species are restricted to its eastern part; only one species, P. gibbator, has a wider distribution, including both western and eastern parts of the Palaearctics.
Es wird die Verschiedenheit der einzelnen Larvenstadien hervorgehoben, die in der Hypermetamorphose ihren Gipfel erreicht. Am Beispiel der Coleoptera wird der Stand der taxonomischen Kenntnisse erörtert und in seiner z.T. krassen Differenzierung erläutert. Es werden Möglichkeiten der Determination von Larven vorgestellt. Einige Ordnungen der Holometabola können auch durch apomorphe Merkmale der Larven als Monophyla wahrscheinlich gemacht werden, z. B. Neuroptera, Trichoptera und Siphonaptera, bei anderen gestatten dies die gegenwärtigen Kenntnisse nicht, z. B. Coleoptera und Hymenoptera. Auch die Monophylie subordinierter Taxa kann anhand von abgeleiteten Merkmalen der Larven dargestellt werden, wie am Beispiel der Familie Scirtidae (Coleoptera) erläutert wird. Es wird darauf hingewiesen, dass Inkongruenzen von Larval- und Imaginalsystemen wertvolle Hinweise auf Forschungsbedarf zur Auflösung paraphyletischer Gruppen liefern können. Die Bedeutung der Larven für die Taxonomie, Systematik und Phylogenetik ist sehr groß, und es wird eine verstärkte Aufmerksamkeit zur Erforschung der „Holomorphe“ im Sinne Hennigs angemahnt.
Rising atmospheric CO2 is regarded as the main driver of global warming (Crowley, 2000). While temperature changes directly affect plants and animals (Root et al., 2003; Parmesan, 2006), the effects of CO2 on herbivores are mediated through changes in nutrient quality. Elevated concentrations of atmospheric CO2 are likely to increase photosynthetic activity and thus provide more C-based compounds which may alter plant chemical profiles and plant–herbivore–natural enemy interactions. There are several scenarios how insects will react when confronted with a different food quality. A nutrient poor diet, induced by nitrogen dilution, may result in compensatory feeding with either no adverse effects on insect performance or with negative effects on insect growth due to low digestibility of plant structural compounds (e.g. lignin) or toxic effects of secondary metabolites (e.g. tannins). Here we present data from on-tree feeding trials with larvae of the generalist herbivore Lymantria dispar and one of its natural enemies, the hymenopteran endoparasitoid Glyptapanteles liparidis, studied in 2005. The experiments were conducted at the Swiss free-air CO2 enrichment (FACE) site near Basel, in an approximately 80-100-yr-old, mixed-species forest. The data link changes in foliar chemistry of three tree species (Quercus petraea, Fagus sylvatica, Carpinus betulus) exposed to 540 ppm CO2 with herbivore and parasitoid performance.
Arthropoden fanden in Tirol schon früh in Wissenschaft und Lehre Berücksichtigung und bis heute eine kontinuierliche Schule. Die Entomo-Arachnologie wurde im Wesentlichen von der Leopold-Franzens-Universität und dem Landesmuseum Ferdinandeum in Innsbruck, den Klöstern und Gymnasien sowie vom Innsbrucker Entomologenverein und dem Naturwissenschaftlich-medizinischen Verein in Innsbruck getragen. Der folgende Streifzug durch die entomologische Vergangenheit von Tirol konzentriert sich auf die ältere Periode, während die rezenten Repräsentanten im Rückblick selektiv und weniger ausführlich erfasst sind. Wir folgen dabei der derzeit liberalen Auslegung der Entomologie als Synonym mit einer sensu latissimo Arthropodenkunde.
Von 560 in Deutschland nachgewiesenen Arten wurden 555 Arten einer Bewertung unterzogen. Danach sind 289 Arten (52 %) bestandsgefährdet. 227 Arten wurden einer Gefährdungskategorie zugeordnet: 25 Arten zu Kategorie 1 ("vom Aussterben bedroht"), 81 Arten zu Kategorie 2 ("stark gefährdet"), 88 Arten zu Kategorie 3 ("gefährdet"), 33 Arten zu Kategorie G ("Gefährdung unbekannten Ausmaßes"); 24 Arten gelten als "extrem selten" (R) und 43 Arten wurden in die Vorwarnliste (V) aufgenommen. Für 17 Arten sind die "Daten unzureichend" (D) für eine Einstufung. Im Vergleich mit der Fassung von 1998 hat der prozentuale Anteil der in die Rote Liste aufgenommenen Arten nicht abgenommen. Nur 37 % der Arten gelten als derzeit nicht gefährdet. Veränderungen zeigen sich vor allem in unterschiedlichen Einstufungen der Arten. Dies ist teilweise durch die andere Einschätzung der Bestandessituation bedingt, teilweise auch durch die neue Vorgehensweise und Anwendung des vorgegebenen Einstufungsschemas. Bei 59 Arten ergab sich eine im Vergleich zu 1998 günstigere Bestandessituation, 36 Arten finden sich nun in einer höheren Kategorie, weil sich ihre Situation schlechter darstellt als vor 10 Jahren. Hauptursache für den gravierenden Rückgang vieler Arten ist die industrielle Landwirtschaft und der damit einhergehende Verlust artspezfischer Nahrungsquellen und Nistplätze.
The German Working Group on Vegetation Databanks has held annual meetings since 2002 with financial support by the German Federal Agency for Nature Conservation. Ca. 215 members are regularly informed through a mailing-list. The 2008 meeting was hosted by University of Oldenburg’s Landscape Ecology Group and was attended by 72 participants from 15 countries. Software demonstrations of vegetation databanks Turboveg and VegetWeb as well as plant trait databanks LEDA and BiolFlor opened the workshop. There were lecture sessions on trait databanks, recalibration of ecological indicator values and new developments in the field of vegetation databanks. Working groups were devoted to an initiative to build a meta-databank of existing vegetation databanks in Germany and to mathematical modelling of species habitats. In 2009 the 8th workshop will be held on "Vegetation Databanks and Biodindication" at the University of Greifswald.
Naturalness is one of the most important criteria in nature conservation. This paper examines the fundamental concepts underlying the definition and assessment of naturalness. Its role in nature conservation and forest management under conditions of global change is also discussed. The degree of naturalness may be defined in ordinal classes. The “static” concept of the potential natural vegetation (pnV), developed in the 1950ies, is mostly used as the reference state. In other cases, its reversed concept, the hemeroby (degree of articifiality) is assessed, based on the intensity and frequency of human impacts. Since the 1970ies, more attention has been given to natural dynamics than in earlier approaches, e.g. in forest succession models. At the end of the 1980ies, the previous importance was increasingly stressed of natural browsing by large herbivores and the role of predators. These large herbivors are extinct today in most cultural European landscapes. It is assumed, that they open up the canopy, and create park-like forest structures which contain a diversity of habitats for other types of organism (birds, insects). Changed and permanently changing environments and altering patterns of competition between species continue to modify natural processes today. Some of the more conspicuous effects are the extinction of native species and immigration of species to new regions. Long-lived ecosystems like forests are however not able to adapt quickly to such changes and may be unable to find a new balance with the environment. Today, such changes occur very rapidly, and are reducing the original naturalness of ecosystems. Because of this, the criterion “naturalness” must be downweighted. Conversely, more importance should be attached to other criteria: particularly originality (= original naturalness) and restorability. Forestry is contributing to this accelerated change of biocoenoses by increasing disturbances and introducing exotic tree species. Naturalisation of some exotic tree species modifies the natural processes and creates a “new allochthonous naturalness”. Because of this, forest planning should try to preserve or restore stands with attributes of the “original forest”. Exotic species should not be planted, or only in a very restricted way.
Anhand der Daten von 33 Standorten des Bayerischen Waldboden Dauerbeobachtungsprogramms (Bodendauerbeobachtungsflächen, BDF) wurden die durch kleinräumige Variabilität verursachten Unsicherheiten bei der Charakterisierung von Böden geschätzt. Diese Datenbasis erlaubte es zudem zu untersuchen, inwieweit geostatistische Eigenschaften in Zusammenhang mit den Standortsbedingungen stehen. Für diesen Zweck entwickelten wir einen einfachen Ansatz zur Typisierung von Böden nach ihren räumlichen Eigenschaften. Beim BDF-Programm wurden auf jedem Standort 18 Proben in einem Kreuz-Transekt 18 x 18 m entnommen bei einem Mindestabstand von 3 m. Der Datenbestand umfasst die Parameter Corg und Ntot-Konzentrationen sowie -Vorräte und C / N - Verhältnis, effektive Kationen-Austausch-Kapazität (Ake), Basensättigung (BS), pH-Wert des Bodens und Grobbodenfraktion (> 2 mm). In die Metaanalyse wurden pro Bodenparameter 3780 Datensätze zur Erzeugung aggregierter Kennwerte einbezogen wie Schiefe, Variationskoeffizient (VK), Moran‘s I und den Anteil der räumlich strukturierten Varianz (SV) der Daten. Die beobachtete räumliche Struktur von Bodenparametern konnte zwar nicht eindeutig in Zusammenhang mit den Standortbedingungen gebracht werden. Es zeigt sich aber, dass die Gesamtvarianz einiger Parameter mit steigendem Tongehalt tendenziell zurück geht und dass das Niveau der Streuung (VK) der untersuchten Boden-Parameter sich erheblich unterscheidet. Die Rangfolge der Parameter hinsichtlich der Streuung ist pH-Wert (1), C/N - Verhältnis (2), C und N-Konzentration (3a), BS und Ake (3b), C- und N- Vorräte (4). Die Unsicherheitsabschätzung anhand der BDF Daten findet Eingang in das Fehlerbudget der zweiten bundesweiten Bodenzustandserhebung im Wald (BZE II) und dient dazu die Chancen zu bestimmen mit denen etwaige Bodenveränderungen nachgewiesen werden können.
Zur Kennzeichnung und Gliederung von periglaziär bedingten Differenzierungen in der Pedosphäre
(2008)
Im periglaziären Milieu der letzten Kaltzeit wurde der oberflächennahe Tiefenbereich in Mitteleuropa entscheidend geprägt, was durch lithogene und pedogene Differenzierungen bis etwa 1...2 m unter Gelände zum Ausdruck kommt. Die Prozesse Kryoklastik und Kryotranslokation, Kryoperstruktion sowie Kryopedogenese – jeweils mit mehreren Teilprozessen – prägten die Profilgliederung und Substratausbildung in der Auftauzone des Dauerfrostbodens. In den Untersuchungen und Diskussionen der letzten Jahrzehnte zur Genese der Phänomene im Bereich der Pedosphäre erfuhren die beteiligten Prozesse bei den Autoren unterschiedliche Aufmerksamkeit und Sichtung. Die verschiedenen Konzepte zur Kennzeichnung und Gliederung der Profildifferenzierungen lassen sich letztlich dem Deckenkonzept, im Wesentlichen fußend – jedoch unter Beteiligung weiterer Prozesse – auf Kryotranslokation sowie dem Konzept der Perstruktions- bzw. Umlagerungszonen, vorrangig basierend auf den Prozessen Kryoperstruktion und Kryopedogenese, zuordnen. Der entscheidende Unterschied zwischen der Ansprache der periglaziär bestimmten Differenzierungen innerhalb der Pedosphäre mit Hilfe der Abfolge verschiedener Zonen einerseits und der Abfolge verschiedener Decken – wie auch Lagen – andererseits besteht darin, dass bei der Kennzeichnung und Gliederung des Zonenprofils sedimentär bedingte Substratunterschiede nicht vorrangig und nur als Hilfskriterien herangezogen und somit gleiche Zonen auch in lithostratigraphisch unterschiedlichem Material oder auch umgekehrt in gleichem Material verschiedene Zonen ausgewiesen werden. Nach dem Decken-/Lagenkonzept werden dagegen die sedimentären Prozesse als dominante Ursachen der heute vorliegenden vertikalen Substratdifferenzierung angesehen, wobei auch den syn- und postsedimentären periglaziären Umbildungen durch Teilprozesse der Kryoperstruktion immerhin entscheidender Anteil am Deckenbildungsprozess beigemessen wird, die zur zusätzlichen Vertikaldifferenzierung innerhalb der jeweiligen Decke führen können. Zur Definition der Lagen (nach der Kartieranleitung der Staatlichen geologischen Dienste und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) wurden die Prozesse der Kryotranslokation sowie Teilprozesse der Kryoperstruktion herangezogen, jedoch sind bisher die Kryohomogenisierung (Entschichtung, Vermischung) und (Skelett-)Umsortierung (Kryolithotropie) sowie außerdem die mit der Kryoperstruktion häufig verknüpften Prozesse der Kryopedogenese in die Definition nicht eingegangen. In vielen Fällen ist eine Zuweisung der Profile zu einem bestimmten Gliederungsprinzip bzw. Genesetyp nicht möglich. So ist es nicht haltbar, von regional abgegrenzten Gebieten sowie räumlichen Insellagen der Entstehung von periglaziären Decken einerseits und von Bereichen mit Ausbildung von Kryoperstruktionszonen andererseits zu sprechen. Im periglaziären Milieu wirkten die o. g. jeweils unterschiedlich dominanten Vorgänge im Komplex, und die Abkopplung von Teilprozessen der periglaziären Umbildung der Oberfläche ist nicht sinnvoll. Das für die Böden ausgewiesene Substratprofil baut sich aus erheblich variierenden Anteilen des durch Kryotranslokation akkumulierten Fremdmaterials sowie des ortsbürtigen Materials auf. Die jeweiligen Komponenten wurden im Wesentlichen durch das örtlich anstehende Gestein und Relief, die Exposition und Höhenlage sowie die Lage zum Eisrand und zu den äolischen Akkumulationsräumen gesteuert. Im Zuge einer Analyse der oberflächennahen Profildifferenzierungen ist durchaus die detaillierte Kennzeichnung des Substratprofils nach fremden und ortsbürtigen Komponenten einerseits sowie nach Merkmalen der Kryoperstruktion andererseits möglich. Darüber hinaus ist aber eine integrierende und aggregierende sowie landschaftsübergreifende Gliederung und Kennzeichnung der periglaziär bedingten Profildifferenzierungen notwendig. Dafür ist der Begriff „Lage“ nach bisheriger Definition nur bedingt geeignet, da dieser nicht die Beteiligung des gesamten Prozesskomplexes ausdrückt. Deshalb wird zur Unterscheidung vorerst der Neubegriff „Segment“ (bzw. periglaziäres Segment) vorgeschlagen, der hinsichtlich Kryoperstruktions-, Kryotranslokations- und Kryohorizontprofil neutral ist und somit keinen Anlass für nomenklatorische Missverständnisse bietet. Bei der Weiterverwendung der Bezeichnung „Lagen“ im Sinne einer hier vorgeschlagenen ergänzenden Definition ist also nicht nur dessen neue Begriffsbestimmung erforderlich, sondern darüber hinaus auch eine Klarstellung, dass die so ergänzt definierten Lagen nach allen genannten Prozesssystemen – also erweitert gegenüber der bisherigen Lagendefinition – gekennzeichnet sind. Sofern dies mit allen Konsequenzen allgemein verbindlich würde, könnte allerdings der Lagenbegriff mit dem Zusatz „Lage – ergänzt definiert“ auch weiterhin angewandt werden. Die periglaziären Segmente bzw. die Lagen – ergänzt definiert – lassen sich folgendermaßen kennzeichnen: Periglaziäre Segmente (kurz: Segmente) oder Lagen – ergänzt definiert – sind im periglaziären Milieu im Bereich der Pedosphäre durch • Substratbereitstellung infolge Frostverwitterung (Kryoklastik) und Kryotranslokation [äolische Akkumulation und/oder (Geli-)Solifluktion bzw. Anspülung] aus den jeweils anstehenden Gesteinen sowie aus unterschiedlichen Anteilen allochthonen Materials und • durch Kryoperstruktion (Entschichtung und Homogenisierung sowie Vermischung, Umsortierung des Skelettanteils und Kryoturbation) sowie • kryopedologische Prozesse (periglaziäre Vorprägung oder sogar Prägung der pedogenen Horizontabfolge) entstanden. Die genannten Teilprozesse können mit unterschiedlichem Anteil und zu verschiedenen Zeiten an der Bildung und Differenzierung der Bodendecke beteiligt sein. In Abhängigkeit vom Paläorelief (Hangneigung, Hangform, Hangexposition) und vom Verbreitungsmuster der anstehenden Gesteine sowie vom Anteil allochthonen Materials und von den lokalklimatischen Bedingungen ist die stoffliche Zusammensetzung, Lagerungsart und Struktur sowie die Ausprägung der Bodenhorizonte in der Vertikalabfolge der einzelnen Segmente bzw. Lagen – ergänzt definiert – und in der horizontalen Ausprägung differenziert. Die Vertikalabfolge der periglaziär bedingten Differenzierung der Bodendecke wird gegliedert in das bisher nur lokal im Bergland sicher nachgewiesene Obersegment bzw. in die Oberlage – ergänzt definiert, außerdem in das fast flächendeckend an der Oberfläche verbreitete Hauptsegment, bzw. Hauptlage – ergänzt definiert, das von einem häufig unterteilten Mittelsegment (oberer Teil und unterer Teil) bzw. Mittellage – ergänzt definiert – unterlagert sein kann. Über dem periglaziär kaum oder nicht beeinflussten Untergrund lagert fast überall das Basissegment bzw. die Basislage – ergänzt definiert, das u. a. nach Zusammensetzung, Strukturmerkmalen sowie ggf. nach der Altersstellung differenziert werden kann. Durch die konsequente Verknüpfung aller im periglaziären Milieu wirksamen Prozesssysteme mit Hilfe der Ausweisung periglaziärer Segmente bzw. der Lagen – ergänzt definiert – ist eine detaillierte sowie integrierende und landschaftsübergreifende Kennzeichnung der Substratdifferenzierung der Böden möglich.
The moderate halophile Halobacillus halophilus is the paradigm for chloride dependent growth in prokaryotes. Recent experiments shed light on the molecular basis of the chloride dependence that is reviewed here. In the presence of moderate salinities Halobacillus halophilus mainly accumulates glutamine and glutamate to adjust turgor. The transcription of glnA2 (encoding a glutamine synthetase) as well as the glutamine synthetase activity were identified as chloride dependent steps. Halobacillus halophilus switches its osmolyte strategy and produces proline as the main compatible solute at high salinities. Furthermore, Halobacillus halophilus also shifts its osmolyte strategy at the transition from the exponential to the stationary phase where proline is exchanged by ectoine. Glutamate was found as a second messenger" essential for proline production. This observation leads to a new model of sensing salinity by sensing the physico-chemical properties of different anions.
Vor einigen Jahren habe ich bereits über die Verbreitung und Ökologie der Seidenbiene Colletes collaris Dours berichtet (Westrich 1997). Diese Art ist in Deutschland extrem selten. Ihr aktueller Verbreitungsschwerpunkt liegt im Kaiserstuhl (Westrich et al. 2000). Die Untersuchungen von Pollenladungen von Weibchen aus dem gesamten Areal hatten gezeigt, daß die Art oligolektisch und auf Asteraceae spezialisiert ist. Als Pollenquellen bisher bekannt geworden sind Aster linosyris, Hieracium umbellatum, Picris hieracioides, Senecio erucifolius, Solidago virgaurea und Carduus acanthoides. Im Jahr 2006 machte ich im Kaiserstuhl ergänzende Beobachtungen zum Blütenbesuch, über die ich hier berichte.
Im Winter 1994/1995 wurden in drei Landschilfbeständen am Bodensee (Aach-Ried, Wollmatinger Ried, Konstanz) 294 Schilfgallen von Lipara lucens (Chloropidae) gesammelt. Davon wurden 223 für die Zucht und 82 für den Laborversuch zur Prüfung der Überfl utungstoleranz ausgewählt. Die gefluteten Gallen wurden entweder ½ Tag, 2 Tage oder 4 Tage bei Außentemperaturen im Februar unter Wasser gesetzt und anschließend mit 141 weiteren Gallen (Kontrolle) in Zuchtgläser verbracht. Neben Lipara lucens wurden folgende Arten aus den Gallen gezogen: Apidae (Bienen): Hylaeus pectoralis, Osmia leucomelana; Sphecidae (Grab wespen): Pemphredon lethifer, Trypoxylon attenuatum; Eumenidae (solitäre Falten wespen): Stenodynerus xanthomelas; Gaster up tionidae (Schmal bauchwespen): Gasteruption assectator, Gasteruption phragmiticola; Chrysi didae (Goldwespen): Chrysis cyanea; Eulophidae: Melittobia acasta. Die dominanten Arten waren: Hylaeus pectoralis and Pemphredon lethifer. Die Unterschiede im Artenspektrum der einzelnen Probeflächen waren teils beträchtlich. Insbesondere die Besiedlung durch Hylaeus pectoralis variierte von Lokalität zu Lokalität. Die stark ruderalisierte Probestelle bei Konstanz-Lindenbühl wies das höchste Artenspektrum auf und Pemphredon lethifer hatte hier die höchste Besiedlungsdichte. Dies deutet auf gestörte Verhältnisse im Vergleich zur Probefläche im Aach-Ried hin, einem weitgehend natürlichen Landröhricht. Sowohl aus den Kontrollgallen als auch aus den gefluteten Gallen sind jeweils mehrere Arten, teils in größerer Zahl geschlüpft. Die Unterschiede in der Schlüpfrate (72,4 % bei den Kontrollgallen, 66,7 % bei einer Flutungsdauer von ½ Tag, 69,3 % bei einer Flutungsdauer von 2 Tagen und 51,7 % bei einer Flutungsdauer von 4 Tagen) erklären sich daraus, daß unterschiedlich viele Gallen nicht besiedelt waren. Dies resultiert demnach nicht aus einem möglichen Einfl uß der Überfl utung. Dies hat sich durch ein nachträgliches Öffnen der Gallen bestätigt. Die Gallenerzeugerin Lipara lucens verträgt eine Überflutung ohne Schädigung ebenso wie ihre Parasitoide. Die als Folgesiedler auftretenden nestbauenden Bienen und Grabwespen sind an die Überfl utung dadurch angepaßt, daß entweder ihre Brutzellen mit spezifi schen Materialien ausgekleidet sind (Hylaeus pectoralis) oder daß die winterliche Diapause in selbstgesponnenen Kokons als Ruhelarve überdauert wird (Pemphredon lethifer, Trypoxylon attenuatum). Daraus resultiert: Eine Überflutung im Winterhalbjahr während eines Zeitraumes von ½ Tag bis zu 4 Tagen beeinflußt die Schlüpfrate der Gallenbesiedler nicht. Diese Aussage gilt streng genommen jedoch nur für die Versuchsbedingungen mit sauberem und stehendem Wasser. Belastetes See- oder Flußwasser hat möglicherweise eine andere Auswirkung auf die Gallenbewohner. Stark fließendes Wasser kann die Schilfgallen abknicken und weg spülen. In den zusammengeschwemmten Genisten sind sie erhöhter Feuchtigkeit, stärkerer Verpilzung und damit einer stärkeren Schädigung ausgesetzt.
Das Pollensammelverhalten von Weibchen von Colletes hederae, die in einem Sandkasten eines Kindergartens von Mössingen, einer Stadt in Südwest-Deutschland nisteten, wurde in den Jahren 2006 und 2007 untersucht. Im Jahr 2006 fand die Entnahme der Pollenproben vom 12. September bis 17. Oktober statt, im Jahr 2007 vom 14. September bis 7. Oktober. Insgesamt wurden 169 Pollenladungen gesammelt und lichtmikroskopisch analysiert. In der ersten Hälfte der Flugzeit des Jahres 2006 enthielten die Pollenladungen außer Hedera helix einen vergleichsweise hohen Anteil von Asteraceae, Fabaceae und insbesondere Colchicaceae. Der Pollentyp mit dem höchsten Anteil war der von Colchicum autumnale, einer Pfl anzenart, die der Autor nie zuvor in der Pollenladung einer Wildbiene gefunden hatte. Um den Pollen dieser Pflanze zu sammeln, flogen die Bienen mindestens 700 m weit über das bebaute Stadtgebiet hinweg ins Offenland, wo die Herbstzeitlose in Streuobstwiesen blühte. Colletes hederae scheint beim Pollensammeln in der Hinsicht fl exibel zu sein, daß dann andere Pollenquellen genutzt werden, wenn die artspezifi sche Pollenquelle nicht zur Verfügung steht. Ein solches Verhalten wurde vom Verfasser auch in Südfrankreich und im Kaiserstuhl beobachtet, wo Odontites luteus sowie Solidago canadensis bzw. Solidago gigantea besammelt wurden. Auch an diesen Lokalitäten war der Efeu zum Zeitpunkt der Beobachtungen noch nicht voll aufgeblüht. Bemerkenswert ist vor allem, daß ausnahmslos alle Weibchen der von mir untersuchten Mössinger Population dann zum Efeu als Pollenquelle wechselten, sobald dieser voll aufgeblüht war (2006) bzw. erst gar nicht an anderen Pflanzen zu sammeln begannen, wenn er zum Zeitpunkt des Beginns der Verproviantierung bereits voll blühte (2007). Dies bestätigt erneut das Phänomen der Oligolektie. Allerdings bleibt ungeklärt, ob die Larven den Pollen anderer Pflanzenfamilien in gleicher Weise verwerten können wie Hedera-Pollen.
Background The EGF receptor has been shown to internalize via clathrin-independent endocytosis (CIE) in a ligand concentration dependent manner. From a modeling point of view, this resembles an ultrasensitive response, which is the ability of signaling networks to suppress a response for low input values and to increase to a pre-defined level for inputs exceeding a certain threshold. Several mechanisms to generate this behaviour have been described theoretically, the underlying assumptions of which, however, have not been experimentally demonstrated for the EGF receptor internalization network. Results Here, we present a mathematical model of receptor sorting into alternative pathways that explains the EGF-concentration dependent response of CIE. The described mechanism involves a saturation effect of the dominant clathrin-dependent endocytosis pathway and implies distinct steady-states into which the system is forced for low vs high EGF stimulations. The model is minimal since no experimentally unjustified reactions or parameter assumptions are imposed. We demonstrate the robustness of the sorting effect for large parameter variations and give an analytic derivation for alternative steady-states that are reached. Further, we describe extensibility of the model to more than two pathways which might play a role in contexts other than receptor internalization. Conclusions Our main result is that a scenario where different endocytosis routes consume the same form of receptor corroborates the observation of a clear-cut, stimulus dependent sorting. This is especially important since a receptor modification discriminating between the pathways has not been found. The model is not restricted to EGF receptor internalization and might account for ultrasensitivity in other cellular contexts.
Background Over the past years a variety of host restriction genes have been identified in human and mammals that modulate retrovirus infectivity, replication, assembly, and/or cross-species transmission. Among these host-encoded restriction factors, the APOBEC3 (A3; apolipoprotein B mRNA-editing catalytic polypeptide 3) proteins are potent inhibitors of retroviruses and retrotransposons. While primates encode seven of these genes (A3A to A3H), rodents carry only a single A3 gene. Results Here we identified and characterized several A3 genes in the genome of domestic cat (Felis catus) by analyzing the genomic A3 locus. The cat genome presents one A3H gene and three very similar A3C genes (a-c), probably generated after two consecutive gene duplications. In addition to these four one-domain A3 proteins, a fifth A3, designated A3CH, is expressed by read-through alternative splicing. Specific feline A3 proteins selectively inactivated only defined genera of feline retroviruses: Bet-deficient feline foamy virus was mainly inactivated by feA3Ca, feA3Cb, and feA3Cc, while feA3H and feA3CH were only weakly active. The infectivity of Vif-deficient feline immunodeficiency virus and feline leukemia virus was reduced only by feA3H and feA3CH, but not by any of the feA3Cs. Within Felidae, A3C sequences show significant adaptive selection, but unexpectedly, the A3H sequences present more sites that are under purifying selection. Conclusion Our data support a complex evolutionary history of expansion, divergence, selection and individual extinction of antiviral A3 genes that parallels the early evolution of Placentalia, becoming more intricate in taxa in which the arms race between host and retroviruses is harsher.
Manche mögen’s salzig : Anpassungsstrategien und Biotechnologie Salz liebender Mikroorganismen
(2008)
Sie lieben extreme Bedingungen: Einige leben in tiefen Gesteinsschichten oder ohne Licht und Sauerstoff an kochend heißen Quellen der Tiefsee, andere bevorzugen die eisigen Temperaturen der Polargebiete, und wieder andere fühlen sich erst richtig wohl in kochender Schwefelsäure. Doch wie passen sich Mikroorganismen an diese extremen Bedingungen an? Die Forschung hat darauf bereits Antworten gefunden, die sich auch biotechnologisch nutzen lassen.
Ohne das Eingreifen des Menschen wäre Mitteleuropa fast ein reines Waldgebiet. Noch heute beheimaten die Wälder eine große Vielfalt an Pflanzen und Tieren, die für diese Region spezifisch sind. Regionale Besonderheiten gehen aber verloren, je mehr Menschen in die Ökosysteme eingreifen: So unterscheiden sich die Pflanzenarten auf der North Charles Street in Baltimore nur wenig von denjenigen der Mainzer Landstraße in Frankfurt. Gleichzeitig verdrängen zugewanderte und eingeschleppte Arten heimische Tiere und Pflanzen. Allerdings gibt es auch im Frankfurter Stadtgebiet echte Horte der Biodiversität.
From sea to land and beyond : new insights into the evolution of euthyneuran Gastropoda (Mollusca)
(2008)
Background The Euthyneura are considered to be the most successful and diverse group of Gastropoda. Phylogenetically, they are riven with controversy. Previous morphology-based phylogenetic studies have been greatly hampered by rampant parallelism in morphological characters or by incomplete taxon sampling. Based on sequences of nuclear 18S rRNA and 28S rRNA as well as mitochondrial 16S rRNA and COI DNA from 56 taxa, we reconstructed the phylogeny of Euthyneura utilising Maximum Likelihood and Bayesian inference methods. The evolution of colonization of freshwater and terrestrial habitats by pulmonate Euthyneura, considered crucial in the evolution of this group of Gastropoda, is reconstructed with Bayesian approaches. Results We found several well supported clades within Euthyneura, however, we could not confirm the traditional classification, since Pulmonata are paraphyletic and Opistobranchia are either polyphyletic or paraphyletic with several clades clearly distinguishable. Sacoglossa appear separately from the rest of the Opisthobranchia as sister taxon to basal Pulmonata. Within Pulmonata, Basommatophora are paraphyletic and Hygrophila and Eupulmonata form monophyletic clades. Pyramidelloidea are placed within Euthyneura rendering the Euthyneura paraphyletic. Conclusion Based on the current phylogeny, it can be proposed for the first time that invasion of freshwater by Pulmonata is a unique evolutionary event and has taken place directly from the marine environment via an aquatic pathway. The origin of colonisation of terrestrial habitats is seeded in marginal zones and has probably occurred via estuaries or semi-terrestrial habitats such as mangroves.
Poster presentation In pharmaceutical research and drug development, machine learning methods play an important role in virtual screening and ADME/Tox prediction. For the application of such methods, a formal measure of similarity between molecules is essential. Such a measure, in turn, depends on the underlying molecular representation. Input samples have traditionally been modeled as vectors. Consequently, molecules are represented to machine learning algorithms in a vectorized form using molecular descriptors. While this approach is straightforward, it has its shortcomings. Amongst others, the interpretation of the learned model can be difficult, e.g. when using fingerprints or hashing. Structured representations of the input constitute an alternative to vector based representations, a trend in machine learning over the last years. For molecules, there is a rich choice of such representations. Popular examples include the molecular graph, molecular shape and the electrostatic field. We have developed a molecular similarity measure defined directly on the (annotated) molecular graph, a long-standing established topological model for molecules. It is based on the concepts of optimal atom assignments and iterative graph similarity. In the latter, two atoms are considered similar if their neighbors are similar. This recursive definition leads to a non-linear system of equations. We show how to iteratively solve these equations and give bounds on the computational complexity of the procedure. Advantages of our similarity measure include interpretability (atoms of two molecules are assigned to each other, each pair with a score expressing local similarity; this can be visualized to show similar regions of two molecules and the degree of their similarity) and the possibility to introduce knowledge about the target where available. We retrospectively tested our similarity measure using support vector machines for virtual screening on several pharmaceutical and toxicological datasets, with encouraging results. Prospective studies are under way.