Nester aberranter Schuppen nach R-Bestrahlung der Flügelanlagen in weiblichen Diapause- und Nondiapauseraupen vonPlodia (Lepidoptera)

Summary

In diapausing last-instar caterpillars (rearing temperature 20° C) of the Indian Meal MothPlodia interpunctella H., all nuclei of the posterior wing anlagen (about 2700 cells each) are in the prophase stage. In non-diapausing larvae (30° C), on the other hand, a considerable variety of mitotic stages can be observed.

When female caterpillars are irradiated (4000 R) in the 2700 cell stage, clusters of aberrant scales are found on the wing of the imago. The appearence of scales may vary within one cluster. 10 different “somatic mutants” are distinguishable on the upper side of the posterior wing. Their differences in shape, color, and pattern of the ribs are described.

The two most frequent “somatic mutants”, PS 1 (808 “mutations” in all) and PS 3 (184 “mutations”) were evaluated quantitatively: In irradiated wings, the ratio of PS 1 clusters of diapause vs. non-diapause wings (100∶57) is similar to the corresponding ratio of prophase stages (100∶56). For PS 3, the cluster ratio is 100∶87. In unirradiated wings, clusters of both mutants are rare. There are no differences of the frequencies of solitary mutant scales between irradiated and unirradiated wings.

The question is discussed, whether the mutations are induced hi a non-diapausing wing anlage during the prophase stages only.

Zusammenfassung

8 Tage nach dem Schlüpfen aus dem Ei gehen von 30° C in 20° C gebrachte Raupen als eingesponnene Letztraupen 6 Monate in eine temperaturabhängige Diapause. Die Hinterflügelanlage einschließlich Säckchen besteht aus etwa 2700 Zellen, deren Kerne alle in einem frühen Prophasestadium stehenbleiben. Dieselbe Zellenanzahl hat eine durchgehend in 30° C gehaltene Nondiapause-Raupe 2 Tage nach der Häutung zur Letztraupe. Nur etwa 56% der Kerne in der Flügelanlage befinden sich im Prophasestadium.

Die weibliche 2700-Zellen-Flügelanlage erhielt immer 4000 R. Je 100 Tiere in 30-Tage-Diapause bestrahlt und unbestrahlt und je 100 Tiere in Nondiapause bestrahlt und unbestrahlt bilden eine Versuchsgruppe. Mit einem zeitlichen Abstand wurde eine gleiche Versuchsgruppe angesetzt. Schräges Auflicht erleichterte die Suche nach R-induzierten und spontanen somatischen Schuppenmutanten auf den 1600 Hinterflügeln.

Die Normalschuppe tritt in mehr oder weniger standortgebundenen Differenzierungstypen und eingestreuten Modifikationen auf. Auch in den Nestern mutierter Schuppen kommen verschiedene Varianten vor. 10 R-induzierte somatischePlodia-Schuppenmutanten werden, z. T. mit Varianten, nach Gestalt, Rippenverlauf und Farbe gekennzeichnet. Die beiden am häufigsten registrierten Mutanten PS 1 und PS 3 werden zu Schlußfolgerungen herangezogen. Nur die Mutante PS 5 ist nicht auf unbestrahlten Flügeln gefunden worden.

Die Häufigkeit der Einzelschuppen ist auf bestrahlten und unbestrahlten Flügeln gering und nicht gesichert verschieden (Tabelle 2). Nester von PS 1 und PS 3 kommen sehr selten auf unbestrahlten Flügeln vor. Die R-induzierten Nester bestehen durchschnittlich aus 18–20 Schuppen. Die PS 1-Nester sind auf linken und auf rechten Flügeln und im I. und im II. Versuch gleich häufig, sind aber fast doppelt so häufig auf Diapauseflügeln wie auf Nondiapauseflügeln anzutreffen (Tabelle 3). Die Relationen sind bei den nicht so häufigen PS 3-Nestern nicht so klar abzulesen, vor allem ist nicht ein entsprechender Unterschied zwischen Diapause- und Nondiapause-Flügeln ausgeprägt.

Probleme des entwicklungsphysiologischen und des radiophysiologischen Zustands der 2700-Zellen-Flügelanlage in Diapause und in Nondiapause und Bedingungen für die Variation der Nestgröße und Nestform und der Schuppenmerkmale werden diskutiert. Zur Beurteilung der Mutanten PS 1 und PS 3 werden die Ergebnisse zu HO 1 und HO 5 (v.Aufsess, 1967, anPlodia) herangezogen. Die Übereinstimmung der Häufigkeit der Prophasekerne und der R-induzierten Nester von PS 1-Schuppenmutanten bei Diapause- und Nondiapause-Flügelanlagen führt zur Arbeitshypothese, diese Mutante könne nur im Prophase-Kernzustand und im übrigen unabhängig vom entwicklungsphysiologischen Zustand der Zelle induziert werden. Für die weniger häufige somatische Mutation PS 3 scheint diese Hypothese nicht zuzutreffen. Sie soll durch Bestrahlungsversuche an verschieden alten Postdiapause-Stadien mit verschiedenen Relationen der Kernzustände geprüft werden.