Getting more than a fair share: nutrition of worker larvae related to social parasitism in the Cape honey bee Apis mellifera capensis

Besides activation of ovaries and thelytokous reproduction of Cape workers, larval nutrition is an important aspect in parasitism of the African honey bee. When reared by workers of other subspecies, Cape larvae receive more food which is slightly more royal jelly-like. This results in worker-queen intermediates, with reduced pollen combs, enlarged spermathecae and higher numbers of ovarioles. The intermediates weigh more and develop faster than normal workers. The appearance of worker-queen intermediates probably affects parasitism of the African honey bee colonies by Cape workers. Different levels of larval nutrition resulting in less distinct caste differentiation may be important for the reproductive success of Cape workers in their own colonies. Similar processes, albeit less pronounced, may occur in colonies of other subspecies

Redescription of Psolus tessellatus Koehler, 1896 (Echinodermata, Holothuroidea) with neotype designation

In the bycatch of a scientific campaign in the Bay of Biscay (VITAL 2002) a third specimen of Psolus tessellatus Koehler, 1896 was collected very close to the type locality. This specimen is here fully illustrated and designated as the neotype

Entwicklung eines Lernprogramms "Infektionsbiologie und Epidemiologie" : Konzept des Blended Learning für den gleichnamigen Blockkurs am Schweizerischen Tropeninstitut

Am Schweizerischen Tropeninstitut (STI) gibt es seit einigen Jahren Anstrengungen, die Qualität der Lehre weiter zu verbessern und vermehrt neue Lehr- und Lerntechnologien einzusetzen. Vor dem Hintergrund des neuen Biologie-Curriculums der Universität Basel konzipierten die Dozierenden am STI in Zusammenarbeit mit externen Fachleuten den Blockkurs „Infektionsbiologie und Epidemiologie“ (IBE). Die Leitidee des Blockkurses sieht das Phänomen der Infektion aus biologischer und epidemiologischer Sicht im Zentrum. Darüber hinaus soll die Bedeutung von Infektionen für Individuum und Gesellschaft aufgezeigt werden. Aus dieser Leitidee geht hervor, dass der Blockkurs einem Ansatz folgt, in dem Konzepte und Hypothesen aus Infektionsbiologie und Epidemiologie exemplarisch dargestellt werden. Darüber hinaus werden diese Konzepte und Hypothesen interdisziplinär vom Molekül bis zur Populationsebene erfasst und diskutiert. Zusammen mit dem neuen Kurs wurde am STI ein modernes didaktisches Konzept realisiert, das den Lernprozess der Studierenden in den Mittelpunkt der Lehre stellt. Wichtiges Ziel ist die Förderung des aktiven und selbstregulierten Lernens. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde nach der grundsätzlichen Konzeption des Blockkurses beschlossen, zur Ergänzung und Unterstützung des Präsenzunterrichts ein Lernprogramm zu entwickeln, das integrierter Bestandteil des Blockkurses IBE ist. Im neuen Biologie-Curriculum gibt es zwei Präsenzveranstaltungen, eine Einführungsvorlesung „Parasitologie und Parasitismus“ und darauf aufbauend einen 6- wöchigen Blockkurs „Infektionsbiologie und Epidemiologie“. Um Erfahrungen bei der Entwicklung und Umsetzung von Lernsoftware zu sammeln, wurde im Mai 2000 damit begonnen, ein Lernprogramm zur Einführungsvorlesung als Pilotprojekt zu entwickeln. Die Erfahrungen mit diesem Lernprogramm lieferten wichtige Erkenntnisse für die Konzeption des Lernprogramms zum Blockkurs „Infektionsbiologie und Epidemiologie“. Im Gegensatz zur Lernsoftware „Parasitologie und Parasitismus“, deren Aufbau einer Buchmetapher folgt, beruht das Lernprogramm IBE auf vier kognitiven Ebenen. Während das Grundwissen in Ebene 1 expositionell vermittelt wird, kommen in den höheren Ebenen exploratorische Elemente dazu, die das aktive und selbstregulierte Lernen fördern sollen. Die Lernsoftware nutzt konsequent die Vorteile des computerunterstützten Lernens. Ein Medienmix aus Text, Grafiken, Animationen und Videosequenzen unterstützt die Visualisierung der Lehr- und Lerninhalte und aktiviert die Studierenden. Problemorientierte Ansätze mit Fällen aus der Praxis tragen in den Lernwegen der Ebene 3 dazu bei, die Studierenden zu einer aktiven Auseinandersetzung mit dem Lernstoff anzuregen. Eine Besonderheit ist das Konzept der Lernräume in der Ebene 4. Hier betreten die Studierenden einen virtuellen Raum, in dem sie selbständig Fragen bearbeiten müssen. Als Ressource steht ihnen eine umfangreiche Sammlung an Texten, Grafiken, Animationen und Weblinks zur Verfügung, die im Sinne eines Hypertextmediums miteinander verknüpft sind. Praktische Überlegungen und eine intensive Auseinandersetzung mit Wünschen und Bedürfnissen der Studierenden haben dazu geführt, die Lehrveranstaltung IBE im Sinne einer Blended Learning Lernumgebung aufzubauen. Lernsoftware und Präsenzunterricht sind sehr eng miteinander verknüpft, Kommunikation findet im Präsenzteil des Kurses statt. So werden beispielsweise im Präsenzunterricht gestellt Aufgaben mit Hilfe der Lernsoftware bearbeitet und anschliessend in der Gruppe diskutiert. Als Ergebnis der Anstrengungen in den letzten 4 Jahren verfügt das Schweizerische Tropeninstitut über ein Blended Learning Lernumfeld, das sich über eine Semesterveranstaltung und einen 6-wöchigen Blockkurs erstreckt. Sowohl für die Einführungsvorlesung „Parasitologie und Parasitismus“ als auch für den Blockkurs „Infektionsbiologie und Epidemiologie“ wurde eine Lernsoftware entwickelt, die das aktive und selbstregulierte Lernen der Studierenden unterstützt. Die beiden Lernprogramme sind eng mit dem Präsenzunterricht verzahnt und dienen der Vorbereitung und Begleitung der Lehrveranstaltungen. Ausserdem sind sie eine wichtige Ressource für die Semesterend- bzw. die Bachelor-Teilprüfung. Im Rahmen der Einführungsvorlesung „Parasitologie und Parasitismus“ konnte gezeigt werden, dass durch den Einsatz der Lernsoftware zur Vorbereitung der Präsenzlehre der Lernerfolg, gemessen am Ergebnis der Semesterendprüfung, verbessert werden konnte. Die Lernsoftware hat darüber hinaus einen wichtigen Beitrag zu einer Vernetzung der einzelnen Fachgebiete am Institut geleistet. Wissen wurde ausgetauscht und verfügbar gemacht. Die Dozierende haben darüber hinaus erkannt, dass sie durch den parallelen Einsatz von Lernsoftware ihre Präsenzzeit besser nutzen können, da die Studierenden durch die gezielte Vorbereitung mit Hilfe der Lernprogramme besser präpariert in den Unterricht kommen. Beeinflusst durch die Konzeption und Realisierung der beiden Lernprogramme wurde die Lehre am STI überdacht und neu ausgerichtet. Die Lernprogramme erwiesen sich als Integrationspunkt auf dem Weg zu einer neuen Lehr- und Lernkultur. Die Lernsoftware zum Blockkurs „Infektionsbiologie und Epidemiologie“ ist speziell auf den interdisziplinären Ansatz unserer Lehrveranstaltung zugeschnitten. Die integrative Sicht vom Molekül bis zur Populationsebene verbunden mit einer exemplarischen Darstellung und dem Fokus auf Konzepte und Hypothesen wird so in keinem Lehrbuch dargestellt. Wir geben den Studierenden somit ein ganz exklusives Lernmedium an die Hand. Durch die Entwicklung und Evaluierung des Blockkurses wurde ein Lehr-/Lernszenario geschaffen, das aktuell und in den nächsten Jahren vom STI auf der Bachelorstufe des Biologiestudiums an der Universität Basel eingesetzt wird. Die am Entstehungsprozess der Lernprogramme beteiligten Mitarbeiter am Schweizerischen Tropeninstitut haben sich durch die intensive Auseinandersetzung mit den Möglichkeiten aber auch den Grenzen, die mit dem Einsatz von Lernsoftware verbunden sind, Kompetenz auf dem Gebiet neuer Lehr- und Lernmedien erworben. Sie haben damit die Möglichkeit, den weiteren Prozess der Entwicklung von Lernsoftware für den universitären Einsatz aktiv und konstruktiv mit zu begleiten

Pheidole symbiotica Wasmann, 1909, an enigmatic supposed social parasite, is a nematode-infested form of Pheidole pallidula (Nylander, 1849) (Hymenoptera: Formicidae: Myrmicinae)

Pheidole symbiotica Wasmann, 1909 hitherto known only from type series collected in Portugal is recorded from Italy for the first time. Dissection of abdomen of this supposed social parasite of Pheidole pallidula (Nylander, 1849) showed that it is infested by a large mermithid nematode. That allows us to conclude that Pheidole symbiotica is only a teratological form of Pheidole pallidula. In consequence, we propose synonymy of Pheidole symbiotica Wasmann, 1909 under Pheidole pallidula (Nylander, 1849). High quality photographs of this form are presented for the first time and an illustration of its parasite is also given

The nature of biotrophy in Phytophthora infestans

Phytophthora infestans, being an intermediate type between the facultative and obligate parasites among the Peronosporales (class Oomycetes ), was used to study the factors which are responsible for the inability of obligate parasites to grow axenically. In a comparative study on mitochondrial electron transport of Ph. infestans, Ph. erythroseptica and Pythium debaryanum, three species representing decreasing levels of specialization within the Peronosporales, the exceptional position of Ph. infestans was emphasized (papers I, II and III). The anomalous electron transport of the fungus is possibly the primary cause of general metabolic disorders, resulting in its complex nutritional requirements as described in paper IV.A method for the isolation of mitochondria from mycelium of P. debaryanum and Ph. infestans was developed. With this method, the structural integrity of the organelles of both species was essentially preserved; however, oxidative phosphorylation was partially uncoupled, indicating that mitochondrial function was not fully intact.Results from studies on respiration and cytochrome c reduction, using various substrates and specific inhibitors, indicate that in Ph. infestans as well as in Ph. erythroseptica and P. debaryanum mitochondria, an electron transport system similar to that described for other organisms was present. Cyanide-resistant respiration, as described for some higher plants, algae and fungi, was absent in these species.In Ph. infestans mitochondria respiration rates with the substrates pyruvate plus malate, α-oxoglutarate, and especially succinate, were much lower than in Ph. erythroseptica and P. debaryanum. Evidence was presented that a narrow-pass, located in the cytochrome(s) b region, limited the electron flux in the electron transport chain of Ph. infestans. Addition of the artificial electron transport mediator N,N,N',N'-tetramethyl-p-phenylenediamine (TMPD) to the reaction mixture enhanced respiration by about 140% in the case of Ph. infestans, but only by 30% with P. debaryanum.In Ph. infestans an additional pathway was found to operate which permitted the oxidation of externally added NADH at a much higher rate than that of pyruvate plus malate, α-oxoglutarate and succinate. Its demonstration with both cytochrome c and oxygen as electron acceptors, its insensitivity to rotenone and antimycin A, and its sensitivity to cyanide indicate that this pathway is of mitochondrial origin, and connected with the main electron transport chain in the cytochrome c region, bypassing the postulated narrowpass. This pathway was also found to be present in Ph. erythroseptica and P. debaryanum mitochondria, but it did not contribute much to the oxidation of NADH in these species.Respiration of Ph. infestans, Ph. erythroseptica and P.debaryanum mitochondria with succinate as substrate was stimulated by low concentrations of ADP. This stimulation was due to the coupling of oxidative phosphorylation to respiration. higher concentrations of the chemical were inhibitory. The extent of inhibition was about the same in the three species. By employing specific inhibitors of mitochondrial respiration and different combinations of substrates and electron acceptors, the influence of ADP on several segments of the electron transport chain of the three fungi was measured. In this way, the site in inhibition by ADP was localized in the cytochrome c region of the electron transport chain. Because of the relatively high concentrations of ADP that are necessary for a significant inhibition and the similarity of the inhibition pattern in the three fungi tested, this anomalous inhibition of respiration by ADP is not likely related to the inability of Ph. infestans to grow on basal nutrient media.Linear growth rates of four strains of Ph. infestans on a defined nutrient medium containing glucose, some mineral salts, thiamine and a mixture of 13 amino acids were initially lower than on pea-juice agar, but during the subsequent logarithmic phase they became approximately the same on both media. Addition of other nitrogen sources such as glutamine, acid-hydrolized peptone, or an hydrolyzed fraction from peas to the basal nutrient medium resulted only in limited growth of these strains.The initial growth rate of three strains of Ph. infestans was increased by addition of soya-bean phospholipids to the basal medium plus amino acids; with one strain it was even higher than on pea-juice agar.No auxotrophy for any amino acid could be observed for any of the three strains tested. Omitting certain amino acids from the medium hardly affected growth, while omitting others reduced growth to a large extent. These effects varied with different strains of the fungus. Growth rates were also dependent on the concentration ratio of the amino acids. The results suggest that it is not possible to devise a synthetic nutrient medium meeting all the requirements of every strain of Ph. infestans.The demand of Ph. infestans for several amino acids at a time which can to some extent be replaced by others, is likely due to a limited activity of some pathways of intermediary metabolism. From this point of view, the limited activity of the mitochondrial electron transport could be the primary cause of the fungus' inability to synthesize sufficient amounts of some amino acids, possibly also of other low-molecular-weight compounds such as phospholipids. Good growth of the fungus is only guaranteed when such substances are provided from the host in vivo or added to the nutrient medium in vitro.</em

Intracellular mycoparasites in action: interactions between powdery mildew fungi and Ampelomyces

Pycnidial fungi of the genus Ampelomyces are widespread intracellular mycoparasites of powdery mildew fungi worldwide. Their pycnidia are produced in hyphae, conidiophores and immature ascomata of their mycohosts. Thus, they suppress both the asexual and the sexual reproduction of the invaded powdery mildew mycelia, and then destroy them completely. Conidia of Ampelomyces are released from the intracellular pycnidia by the rupture of the pycnidial wall; conidia then germinate on the host plant surfaces, penetrate the intact hyphae of powdery mildew mycelia found in their vicinity and invade them internally growing from cell to cell through the septal pores of the mycohost. The early stage of mycoparasitism is apparently biotrophic, but the invaded cytoplasm then begins to die and a necrotrophic interaction results. Toxin production has not been detected in Ampelomyces, so it might act directly by invasion and destruction of the host cytoplasm. Experimental data showed that parasitized powdery mildew colonies can continue their growth, but their sporulation is stopped soon after Ampelomyces penetrated their mycelia. It is concluded that these mycoparasites represent a stress factor in the life cycle of their mycohosts but their role in the natural control of powdery mildew infections requires further investigations

Labyrinthula-Befall an Niederen Pilzen (Thraustochytrium spec.) aus der Flensburger Förde

An Pilzen der Gattung Thraustochytrium wurde starker Befall durch den Myxomyceten Labyrinthula beobachtet und es wird angenommen, daß es sich hierbei um eine Form von Parasitismus handelt. There has been observed strong attack - probably parasitic - of Thraustochytrium spec. by the myxomycete Labyrinthula