Niche protection of a specialist against a generalist

Monophage Pflanzenfresser können im Gegensatz zu Polyphagen nur eine bestimmte Wirtspflanze nutzen und stehen daher auch immer in potentieller Konkurrenz zu Generalisten. Ist eine Nahrungsquelle erschöpft, so kann der Polyphage auf eine andere Nahrungsressource wechseln. Dem Spezialisten ist dies jedoch nicht möglich. Am Beispiel einer Buchenfraßgesellschaft wurde untersucht, welche Strategie ein monophager Herbivor verfolgt, um in der interspezifischen Konkurrenz mit Polyphagen zu bestehen und sich seine ökologische Nische zu sichern. Der früh im Jahr auftretende Buchenspringrüßler Rhynchaenus fagi ist in seiner Entwicklung obligatorisch an die Buche (Fagus sylvatica) gebunden. Nach dem Blattaustrieb im April führen die Käfer einen Reifefraß (Lochfraß) an Buchenblättern durch. Die Larven von Rhynchaenus fagi minieren das Buchenblatt. Sie erzeugen zunächst parallel zu den Blattnerven eine Gangmine, welche sich am Blattrand platzartig erweitert. Unbefressene Anteile des Blattes bleiben turgeszent und photosynthetisch aktiv. Der Larvenfraß induziert jedoch die Akkumulation phenolischer Verbindungen im Blattparenchym (Schardt & al. 2006). Ende Mai erscheinen die Jungkäfer, die ebenfalls die Ressource Buchenblatt für ihren Reifungsfraß benötigen. Der polyphage Schwammspinner Lymantria dispar befrißt ein breites Spektrum einheimischer Laubbäume einschließlich der Buche, die bei Übervermehrungen auch Kahlfraß erleidet (Schwerdtfeger 1981). Hier wird die Hypothese getestet, dass der monophage Buchenspringrüßler durch seine Fraßinduktion die Nahrungsqualität des Buchenblattes für den Schwammspinner herabsetzt und damit beiträgt, seine Nische gegen einen polyphagen Konkurrenten zu verteidigen.The beech weevil (Rhynchaenus fagi) and larvae of the gypsy moth (Lymantria dispar) share the same food resource, the leaves of beech. Whereas beech is the only host plant for R. fagi, the polyphagous defoliator L. dispar can switch to a wide range of plant species in case a resource is exhausted or less suited. In the present study we address the issue whether or not the induced response of beech leaves caused by R. fagi will decrease their nutritional quality for gypsy moth larvae. R. fagi adults perform typical feeding holes of about 2-3 mm in diameter at two terms in the season: (1) after hibernation and prior to oviposition in early spring and (2) as new generation weevils at the end of May. Larvae mine the leaves starting with a gallery close to a leaf nerve. The mine is enlarged when it reaches the leaf edge where pupation occurs. The intact part of the leaf remains turgescent and vital. The wide range of host plants of gypsy moth includes Fagus sylvatica, too. R. fagi-mined leaves of beech were fed to larvae of L. dispar in two experiments. (1) L4-larvae of L. dispar forced to feed R. fagi-mined leaves in no-choice experiments showed a reduced weight gain compared to conspecifics on control leaves. (2) In choice experiments gypsy moth larvae of the same stage preferred control (non-mined) leaves over R. fagi-mined leaves. The results are discussed as a strategy of specialists to protect its ecological niche against a generalist mediated by the induced response elicited by the specialist

Studies on the mutualism of spruce bark-sucking lachnids and red wood ants

Für die Ernährung der Waldbiozönose spielt der Honigtau, das Exkret phloemsaugender Homopteren, eine wesentliche ernährungsphysiologische Rolle (ZÖBELEIN 1954a, b, WELLENSTEIN 1952). Insbesonders stehen Ameisen mit zahlreichen Spezies von Aphiden und Cocciden in mehr oder weniger enger trophobiotischer Beziehung, denn sie decken ihren Kohlenhydratbedarf fast ausschließlich durch den Honigtau ab (WELLENSTEIN 1952, BUCKLEY 1987; HÖLLDOBLER & WILSON 1990). Die Sesshaftigkeit und der Aufbau großer volkstarker Kolonien bei den forstlich bedeutsamen Waldameisen (Formica s.str.) in den gemäßigten Breiten ist wesentlich auf die trophobiotische Nutzung quantitativ besonders starker Honigtauerzeuger, wie etwa die Lachniden und Lecanien, zurückzuführen (GÖßWALD 1990). An der Fichte (Picea abies) leben 5 Lachnidenarten (Cinara spec.) und 2 Lecanienarten (Physokermes spec.), deren Beziehung zu Ameisen unterschiedlich stark ist (KLOFT et al. 1985). Die vorliegende Freilandstudie befasst sich mit der saisonalen Entwicklung von 2 koexistierenden Fichtenlachnidenarten – der obligatorisch myrmekophilen Cinara piceicola (CHOLODKOVSKY) und der fakultativ myrmekophilen Cinara pruinosa (HARTIG) – in Abhängigkeit des Besuches der Kleinen Roten Waldameise Formica polyctena FÖRSTER. Inwieweit eine interspezifische Konkurrenz der beiden Cinara-Arten um den Mutualisten F. polyctena vorherrscht, ist ebenso Gegenstand der Untersuchung.During April to October 2004 the prefered sucking-sites and seasonal abundances (number of aphid colonies, number of individuals per aphid colony) of two spruce bark-sucking aphid species (Cinara spec.) were investigated. The intensity of ant attendance by the red wood ant Formica polyctena FÖRSTER also was registrated in at least one day of a month-decade (expressed as the quotient of the number of ants visiting an aphid colony and the number of aphids per colony). The presence of ant workers had a strong effect on the fitness of the obligatly myrmecophilous species Cinara piceicola (CHOLODKOVSKY) – measured by the sum of aphid colonies in a month-decade and by the mean of the survival time in days within the weeks of ant exclusion. With exception of the second decade of May and June, where the mean number of aphids per colony differs significantly between the two myrmecophilous Cinara species, no difference could be found in ant attendance

Douglas-fir needels as larval food of Lymantria monacha L. : a qualitative comparision to Norway spruce needles

Douglasien wurden vor etwa 170 Jahren nach Mitteleuropa eingeführt und von der zweiten Hälfte des 19. Jhd. an auch forstwirtschaftlich genutzt. Größere ökonomische Schäden durch phytophage Arthropoden an Douglasienbeständen sind in Mitteleuropa bisher kaum bekannt, auch wenn die Douglasie in der Forstschutzliteratur als Nahrungspflanze für einheimische Insektenarten genannt wird (SCHWERDTFEGER 1981). FÜLDNER & SPORK (2003) untersuchten vergleichend den Entwicklungserfolg von Lymantria monacha Larven auf Douglasie und anderen einheimischen Koniferenarten. Nach diesen Ergebnissen erreichen Nonnenpuppen nach Fütterung der Larven mit Douglasiennadeln nur geringfügig geringere Gewichte als nach Fütterung mit Fichte oder Kiefer. Signifikante Unterschiede traten bei den Puppengewichten der ♀♀ und bei der Larvenmortalität während der gesamten Larvenentwicklung auf. Der Entwicklungserfolg von Insektenlarven ist meist von der Nahrungsqualität abhängig. Hierbei kommt sowohl der Qualität und Konzentration von Nahrungssubstanzen (Kohlehydrate, Proteine, Fett) als auch den sekundären Inhaltsstoffen eine entscheidende Bedeutung zu. Herbivor-Pflanzen-Systeme konnten sich meist evolutiv entwickeln, sodass die Inhaltsstoffe der Pflanze von den entsprechenden Herbivoren effektiv verdaut bzw. entgiftet werden können (STRONG et al. 1984). In Systemen in denen die beiden Partner erst seit kurzer Zeit in einem Gebiet gemeinsam auftreten, wie im System L. monacha – Douglasie, war eine evolutive Anpassung nicht möglich. Zudem kommen in Mitteleuropa seit der letzten Eiszeit keine zur Douglasie nahe verwandte Koniferenarten vor, wodurch eine Präadaptation der Nonne durch Anpassung an sekundäre Inhaltsstoffe nahe verwandter einheimischer Baumarten ausgeschlossen werden kann. Die Abwehr von Herbivoren durch Pflanzen kann auf verschiedene Weisen erfolgen. In der vorliegenden Untersuchung wurden zwei Ebenen untersucht: 1) durch Abschreckung (Wahlversuch) und 2) durch Investition in sekundäre Inhaltsstoffe (Fraßversuch). Im zweiten Ansatz wurde getestet, ob die nach FÜLDNER & SPORK (2003) geringfügigen Unterschiede im Entwicklungserfolg mit Unterschieden in den Nadelinhaltsstoffen der beiden Baumarten zu erklären sind.The suitability of neophytic Douglas fir needles and Norway spruce needles as food for Lymatria monacha larvae was studied in both a choice test and a breeding experiment in the lab. Beside the bioassays needle compounds were analysed. Although larvae significantly preferred Douglas fir needles, feeding on Douglas fir resulted in significantly lower weights of pupae compared to spruce. These results might be explained by the presence of high amounts of glucose and fructose as phagostimulating agents and a high concentration of procyanidins of different composition

Influence of the leaf position within the beech crown (Fagus sylvatica LINNÉ) on the infestation rate and developmental success of Rhynchaenus fagi LINNÉ (Col., Curculionidae)

Der Buchenspringrüssler Rhynchaenus fagi L. (Coleoptera: Curculionidae) ist ein 2 bis 3 mm großer, schwarz bis schwarzbraun gefärbter, fein grau behaarter Käfer. Ein besonderes Merkmal der Tiere sind die stark verdickten Hinterbeine, wodurch sie über das namensgebende große Sprungvermögen verfügen. Des Weiteren zeichnet er sich durch ein gutes Flugvermögen aus. R. fagi überwintert in der Bodenstreu bzw. in Rindenritzen. Die Imagines erscheinen im April/Mai und führen zunächst einen charakteristischen Lochfraß an Buchenblättern durch. Befressen werden dabei alle Altersstufen vom Sämling bis zum Altholz. Im Mai legen die Weibchen 30 bis 35 Eier einzeln in die Mittelrippe an der Unterseite von Blättern ab. Die Altkäfer sterben Anfang Juni. Die Larve erzeugt durch endophytischen Fraß zunächst eine Gangmine, welche sich in der Peripherie des Blattes zur Platzmine erweitert. Die Verpuppung findet nach 2- bis 3-wöchigem Fraß innerhalb der Platzmine in einem Kokon statt. Nach 10 Tagen bis 3 Wochen Puppenruhe schlüpfen ab Mitte Juni Jungkäfer, die bis zum Herbst an Blättern, Blattstielen und Fruchtansätzen der Buche fressen (SCHWERDTFEGER 1981). Vor allem bei Massenvermehrung verursachen Käfer und Larven durch ihren Fraß Zuwachsverluste sowie teilweise erhebliche Einbußen an der Bucheckernmast (ESCHERICH 1923). Neben Buche können sich adulte R. fagi auch von den Blättern zahlreicher anderer Baumarten (Erle, Birke, Obstbäume, etc.) ernähren, die Larvalentwicklung ist jedoch nur an Fagus-Arten möglich. Der Buchenspringrüssler ist im gesamten europäischen Raum verbreitet (SCHWENKE 1974). In Abhängigkeit von der Position in der Krone weisen Buchenblätter eine unterschiedliche Blattanatomie auf. Lichtblätter besitzen ein dickeres Schwammparenchym und insbesondere ein mehrschichtiges Palisadenparenchym. Letzteres ist in Schattenblätter einschichtig (SCHÜTT et al. 1992). Licht- undSchattenblätter unterscheiden sich auch in ihren Inhaltsstoffen. So konzentrieren sich aufgrund der höheren Photosyntheseleistung Kohlenhydrate und phenolische Substanzen in Blättern der Lichtkrone und vermindern sich tendenziell Stickstoffverbindungen (JOHNSON et al. 1997, YAMASAKI & KIKUZAWA 2003). Diese physiologischen Bedingungen können die Verwertbarkeit der Blätter für Insekten herabsetzen.The study investigated the effect of leaf position (sun or shade crown) on the infestation by Rhynchaenus fagi and the developmental success of the beetles. After hibernation adults of R. fagi prefer leaves of the shade crown for regeneration feeding and oviposition. In both crown positions, shade and sun crown, the egg mortality reached about 60%. The mean density of mines with successfully completed development amounted to 0.12 and 0.22 mines/leaf in sun and shade, respectively. Emerging adults of the next generation exhibited a pronounced feeding preference for leaves of the sun crown. Larvae developed in sun exposed leaves consumed more dry matter than conspecifics in shaded leaves and resulting pupae reached a significant higher weight. Light microscopy of semi-thin sections stained with toluidine blue and Lugol solution demonstrated the response of beech leaves to damage caused by mining larvae. Within a 100 – 150 μm range alongside the mine (1) cells of the palisade tissue and the mesophyll underwent cell divisions, (2) cells appeared very close to each other with a significantly reduced intercellular space, and (3) the disappearance of starch granula paralleled an increase in phenolic cell constituents

„Voneinander lernen und Hilfe für Angehörige gemeinsam verbessern". Es hat sich viel getan in Peine

"Angehörige als Experten sehen", "psychische Belastungen Angehöriger", "körperliche Beschwerden" - allein diese drei Punkte können helfen aufzuzeigen, wie die Einbeziehung von Angehörigen in Forschung und Praxis in Zukunft zu einer weiteren Verbesserung der Lebenssituation Angehöriger beitragen kann. Im Rahmen des AnNet-Projektes haben wir eigene Forschungsdaten erhoben, ausgewertet und u. a. beim Deutschen Suchtkongress im Angehörigensymposium und bei der Jahrestagung der Niedersächsischen Landesstelle für Suchtfragen präsentiert, durch Radioshows und Zeitungsartikel Öffentlichkeit hergestellt und durch Interviews und Diskussionen Daten und Rückmeldungen unserer Forschung beigesteuert. Auch zukünftige Forschung sollte nicht nur zu, sondern auch mit Angehörigen stattfinden, sodass Angehörigen- und Universitätsforscher, Praktiker und Entscheider des Sozial- und Gesundheitswesens miteinander diskutieren, voneinander lernen und durch ihre Austausch- und Forschungsergebnisse gemeinsame (finanzielle) Grundlagen für Praxisinitiativen wie Dream Team schaffen können

Diversity of aphidophagous insects in the Bavarian Forest : what contributions does White fir make in comparison to spruce?

Die Weißtanne (Abies alba) – Symbol für naturnahe Waldwirtschaft – ist im Bayerischen Wald beheimatet. Die Tanne ist dort neben Fichte und Buche das prägende Element der Bergmischwälder auf Höhen von 600 bis 1250 m. Einstmals war sie mit etwa 20 % (ROTHE & BORCHERT 2003) am Waldaufbau beteiligt. Seit rund 150 Jahren ist jedoch ein drastischer Rückgang der Tanne - nicht nur im Bayerischen Wald – zu verzeichnen. Die Ursachen für den Rückgang der Tanne sind überwiegend anthropogen bedingt. In erster Linie ist hier die Forstwirtschaft zu erwähnen, die bestrebt ist durch waldbauliche Maßnahmen den Fichtenanteil anzuheben. An zweiter Stelle stehen die neuartigen Waldschäden, welche, bedingt durch Schadstoffimmissionen in den 70er und 80er Jahren des letzten Jahrhunderts, zu verstärktem Absterben der Tanne führten. Noch heute ist die Tanne die am stärksten geschädigte Baumart in Bayern (BAYSTMLF 2002). Ein weiterer nicht zu vergessender Faktor für den Rückgang der Tanne sind die z.T. hohen Wildbestände, durch deren Verbiss und Schälen junger Tannen das Heranwachsen einer neuen Generation verhindert wird. Mit dem Rückgang der Tanne verändert sich jedoch nicht nur die Baumartenzusammensetzung, sondern auch Tier- und Pflanzenarten sind direkt und indirekt betroffen. Die Arthropodenfauna der bisher kaum untersuchten Tanne wird als relativ artenarm beschrieben (BRÄNDLE & BRANDL 2001), jedoch gibt es wenige spezielle Untersuchungen an dieser Baumart (MÜLLER & GOßNER 2004).In the present study the impact of White fir (Abies alba) as compared to spruce (Picea abies) on the diversity of aphidophagous insects was analysed. To this end, tree crown communities of five trees each were sampled by flight interception traps in the Bavarian Forest National Park in the year 2004. Altogether 386 specimens of 31 aphidophagous species, including: Heteroptera, Neuropterida, and Coccinellidae (Coleoptera) were captured on the two coniferous species. Number of specimens and species as well as diversity (Fisher’s alpha) of aphidophagous insects was significantly higher on White fir as compared to spruce. With the exception of three species, all species where found in higher numbers in tree crowns of White fir. The favourable microclimatic conditions of the more open crown structure of White fir compared to spruce as well as the quality and quantity of aphid resource availability are discussed as possible abiotic and biotic factors affecting the observed patterns of aphidophagous communities

Comparison of the canopy fauna of silver fir (Abies alba) and spruce trees (Picea abies)

Natürlicherweise war die Tanne (Abies alba) in den bayerischen Wäldern mit Anteilen von bis zu 20% vertreten (nach ROTHE & BORCHERT 2003). Seit 150 Jahren aber gehen die Tannenbestände in drastischem Ausmaß zurück, was nicht nur auf die wachsende Schadstoffbelastung der Luft, sondern auch auf hohe Wildbestände und die einseitige Waldbewirtschaftung zugunsten der Fichte (Picea abies) zurückzuführen ist. In jüngster Zeit wird seitens der Staatsforstverwaltung angestrebt, der Tanne ihren angestammten Platz in unseren Wäldern wieder einzuräumen (BAYERISCHES STAATSMINISTERIUM FÜR LANDWIRTSCHAFT UND FORSTEN 1993). Es stellt sich die Frage, welchen Beitrag die Tanne zur Biodiversität in Wäldern und speziell in Mischwäldern leistet. Frühere Untersuchungen beschrieben die Tannenfauna als artenarm im Vergleich mit anderen Baumarten (BÖHME 2001, BUCKING 1998), allerdings wurde die Kronenfauna dabei stets vernachlässigt. Da aber 90% eines Hochwaldes über der Reichhöhe eines Menschen liegt (BUßLER et al. 2004), sind Untersuchungen im Kronenraum höheren Straten für eine umfassende Aussage über die Fauna auf Bäumen von großer Bedeutung. Bis jetzt gibt es trotz des generell wachsenden Interesses an der Kronenfauna keine umfassenden Untersuchungen an Tanne (MÜLLER & GOSSNER 2004). Mit dem hier vorgestellten Projekt sollte begonnen werden, die Wissenslücke um die Insektenfauna in Tannenkronen zu schließen. Den xylobionten Käfern galt besondere Aufmerksamkeit, da sie als eine baumartengebundene Insektengruppe für vergleichendeUntersuchungen sehr gut geeignet und sowohl taxonomisch als auch ökologisch gut untersucht sind. Daneben wurden Heteroptera, Neuropterida und Hymenoptera bearbeitet .In the context of forest ecological support programs of silver fir as the “Tree of the year 2004”, the relative contribution of fir and spruce trees to forest insect diversity is compared in present investigation. Previous studies had postulated a species poor community on fir. Insects were sampled by flight-interception traps at 6 different sites in Bavaria in the year 2004. Traps were installed in the centre of the canopy of a total of 30 trees (>100 years) of each species and emptied monthly from April through October. Specimens of Coleoptera, Hymenoptera, Heteroptera and Neuropterida were enumerated. A total of 20.562 specimens was collected, with Coleoptera being the dominant order. The comparison between fir and spruce revealed significant differences in numbers of specimens of Hymenoptera, Heteroptera and Neuropterida. Regarding saproxylic beetle species, a significant difference between fir and spruce was found at one site (Feuchtwangen) only. The Sørensen index values showed a strong similarity between the mountainous sites (Inzell, Reit im Winkel, Nationalpark Bayerischer Wald). Several species in the samples are listed in the German Red Data Book of endangered and threatened species. Most of these were sampled on fir, e.g. Episernus striatellus (RL-D 0) and Euglenes pygmaeus (RL-D 1)

Hemodynamic response pattern of spatial cueing is different for social and symbolic cues

Directional social gaze and symbolic arrow cues both serve as spatial cues, causing seemingly reflexive shifts of an observer’s attention. However, the underlying neural substrates remain a point at issue. The present study specifically addressed the differences in the activation patterns associated with non-predictive gaze and arrow cues, placing special emphasis on brain regions known to be involved in the processing of social information [superior temporal sulcus (STS), fusiform gyrus (FFG)]. Additionally, the functional connectivity of these brain regions with other areas involved in gaze processing and spatial attention was investigated. Results indicate that gaze and arrow cues recruit several brain regions differently, with gaze cues increasing activation in occipito-temporal regions and arrow cues increasing activation in occipito-parietal regions. Specifically, gaze cues in contrast to arrow cues enhanced activation in the FFG and the STS. Functional connectivity analysis revealed that during gaze cueing the STS was more strongly connected to the intraparietal sulcus (IPS) and the frontal eye fields, whereas the FFG was more strongly connected to the IPS and the amygdala