The control of larval hibernation and of adult aestivation in the Carabid beetlesNebria brevicollis F. andPatrobus atrorufus stroem

Summary

• 1. Nebria brevicollis andPatrobus atrorufus have hibernating larvae and adults that breed in autumn. The young adults hatch in spring and early summer and undergo an aestivation diapause before maturation and reproduction.

• 2. N. brevicollis hatches earlier and breeds later in the year thanP. atrorufus, so that it shows a summer diapause of about 3.5 months. The aestivation diapause ofP. atrorufus lasts only 1.5 months.

• 3. In the laboratory the larvae of both species need cold for their development. While cold (+2–4° C) is obligatory forN. brevicollis from the first instar onwards,P. atrorufus larvae tolerate higher temperatures (15° C) except for the third instar. Low temperatures seem to stimulate the development of this species, too, if applied from the first instar onwards. The duration of development ofN. brevicollis is about 1.5 months shorter than that ofP. atrorufus. Metamorphosis again demands higher temperatures at the end of the third instar in both species.

• 4. The aestivation diapause of the adults is dependent upon the photoperiod. Long-day prevents maturation of the ovaries in the females. Ovarian maturation needs about 1 month short-day inP. atrorufus and 2–3 months inN. brevicollis. In agreement with these resultsP. atrorufus breeds about 1 month andN. brevicollis 2.5 months after summer solstice.

• 5. Females ofP. atrorufus mature after short-day treatment at 20° C, while those ofN. brevicollis need a decline of temperature in addition.

• 6. A shift from 20 to 15° C in continuous long-day yields no mature females ofN. brevicollis after 2 months. A small number ofP. atrorufus females (19%) mature after 5 weeks under continuous long-day treatment at 15° C.

• 7. The males of both species ripen nearly independently of the applied photoperiod.

Zusammenfassung

• 1. Nebria brevicollis undPatrobus atrorufus sind Herbsttiere mit Winterlarven. Die Imagines schlüpfen im Frühling und Frühsommer. Ihrer Reifung und Fortpflanzung geht eine Sommerdiapause voraus.

• 2. N. brevicollis schlüpft früher im Jahr alsP. atrorufus, pflanzt sich aber später fort. Die Sommerdiapause dieser Art dauert etwa 3,5 Monate, die vonP. atrorufus nur 1,5 Monate.

• 3. Im Laboratorium benötigen die Larven beider Arten Kälte zur Entwicklung. Während Kälte (+2–4° C( fürN. brevicollis vom 1. Larvenstadium and obligatorisch ist, ertragen Larven vonP. atrorufus mit Ausnahme des 3. Stadiums höhere Temperaturen (15° C). Niedrige Temperatur scheint aber auch die Entwicklung dieser Art zu fördern, wenn sie bereits vom 1. Stadium an einwirkt. Die Entwicklungsdauer vonN. brevicollis ist ungefähr 1,5 Monate kürzer als die vonP. atrorufus. Zur Metamorphose verlangen beide Arten am Ende des 3. Larvenstadiums wieder höhere Temperatur.

• 4. Die Ästivationsdiapause der Imagines ist bei beiden Arten von der Photoperiode abhängig. Langtag verhindert bei den Weibchen die Reifung der Ovarien. Diese erfordert beiP. atrorufus etwa 1 Monat und beiN. brevicollis 2–3 Monate Kurztag. In Übereinstimmung damit beginnt die Fortpflanzung vonP. atrorufus ungefähr 1 Monat und die vonN. brevicollis 2,5 Monate nach der Sommersonnenwende.

• 5. Weibchen vonP. atrorufus reifen nach Kurztagbehandlung bei 20° C, die vonN. brevicollis benötigen außerdem eine Senkung der Temperatur.

• 6. Der Übergang von 20 zu 15° C in Dauer-Langtag bringt nach 2 Monaten keine Weibchen vonN. brevicollis zur Reife. Eine geringe Zahl vonP. atrorufus-Weibchen (19%) wird bei Behandlung mit 15° C in Dauer-Langtag nach 5 Wochen reif.

• 7. Die Männchen beider Arten reifen fast unabhängig von der Photoperiode.