Los insectos ovipositantes utilizan señales de olor para seleccionar sustratos alimentarios adecuados para su descendencia a fin de aumentar las tasas de supervivencia de las larvas. Los científicos del Instituto Max Planck de Ecología Química demostraron que no solo los olores de las plantas determinan el mejor sitio de oviposición, sino tambiénel excremento de otras larvas de la misma especie. Especificaron la sustancia repelente en las heces de las larvas de gusano de cuerno de tabaco que indica la presencia de concomitantes competitivos a las polillas hembra. Además, los investigadores pudieron identificar un receptor de olor que está involucrado en eldetección del olor típico de la larva larval y, por lo tanto, rige la evitación de la competencia durante la oviposición.
orugas muy hambrientas
Gusanos del tabaco Manduca sexta son extremadamente voraces.Su nombre en latín Manduca se deriva del verbo manducare, que significa comer o masticar.Estas orugas insaciables, que pueden llegar a ser tan grandes como el dedo de un adulto, no hacen nada más que comer y masticar todo el día.Por lo tanto, una sola larva puede defoliar una planta huésped, como el tabaco silvestre Nicotiana attenuata o la datura sagrada Datura wrightii al menos plantas pequeñas por completo.Por lo tanto, una planta rara vez es suficiente para alimentar a una segunda oruga.
"Ya sabíamos que las polillas seleccionan sus sitios de oviposición con cuidado. Hasta ahora, nosotros y otros básicamente nos hemos centrado en la idea de que las polillas detectan cambios en los perfiles de olor de las plantas que ya han sido atacadas por las orugas y, por lo tanto, ponen sus huevos en otro lugar.Estábamos interesados en saber si las polillas también consideran la información proporcionada por las larvas, es decir, por los competidores potenciales de la descendencia de las polillas, directamente ", explica Markus Knaden, uno de los principales autores de la publicación.
Parecía plausible que los halcones del tabaco intentaran evitar la competencia por su descendencia. Sin embargo, esa clase específica de compuestos volátiles en las heces larvales ácidos alifáticos de 6 carbonos sería suficiente para desencadenar el comportamiento de evitación fue una sorpresa.Los ensayos en el túnel de viento en el que las polillas fueron expuestas a componentes de olores individuales en papel de filtro mostraron claramente que las polillas fueron repelidas por algunos de los compuestos relacionados con la humedad.
En las polillas ovipositantes, el receptor IR8a regula la evitación de la larva larval
Esta especificidad en la respuesta de evitación a los ácidos alifáticos de 6 carbonos permitió a los científicos dilucidar la base molecular del comportamiento. Al usar la técnica novedosa CRISPR / Cas9, eliminaron proteínas receptoras específicas en las antenas, la nariz de la polilla, quefueron cruciales para la detección de estos compuestos y, por lo tanto, pudieron demostrar que el receptor ionotrópico 8a IR8a gobierna la respuesta de evitación a las heces larvarias.
"Sorprendentemente, hasta ahora nadie ha investigado cómo las polillas detectan señales de la larva larval. Nuestros experimentos con las polillas que carecían de proteínas IR8a demostraron que sin estas proteínas, las polillas ovipositantes no podían detectar y evitar competidores específicos y pusieron sus huevos en lugares dondelas posibilidades de su descendencia disminuyeron. Nuestro estudio muestra por primera vez que la vía IR8a es esencial para mediar la evitación del ácido causada por las heces de oruga ", resume Jin Zhang de China, quien es el primer autor del estudio y cuyo proyecto de investigación en elEl Instituto Max Planck de Ecología Química fue apoyado por la Fundación Alexander von Humboldt.
contexto evolutivo y perspectiva
Las interacciones planta-insecto son diversas y altamente complejas. Han evolucionado a lo largo de la evolución y se pueden adaptar cada vez que cambia un parámetro. No es un nuevo descubrimiento que los halcones del tabaco ponen significativamente menos huevos en las plantas que ya están siendo atacadas pororugas. Además, se sabe que el olor de las heces de las larvas atrae a los depredadores, los enemigos de las larvas. Sin embargo, no se sabía que el mismo excremento de las larvas asegura que los congéneres que de otro modo competirían por la comida se mantienen a distancia.La señal química del frass ayuda no solo a las orugas que ya se están alimentando de una planta, sino también a las polillas flotantes: al evitar el olor de las heces de las larvas, pueden encontrar mejores alimentos para su descendencia.
Las herramientas genéticas recientemente desarrolladas brindan nuevas oportunidades para estudiar el comportamiento guiado por olores en Manduca sexta y otros insectos plaga con más detalle. Los investigadores están particularmente interesados en abordar las siguientes preguntas: ¿Qué factores, como los olores de las flores, la humedad y el CO2, guían a los insectos a sus plantas huésped? ¿Qué proteínas receptoras regulan las respuestas a olores específicos? ¿Qué genes?están involucrados en estos comportamientos particulares?
El conocimiento fundamental obtenido de estos estudios puede ayudar a prepararnos mejor para los desafíos agrícolas que resultan del cambio climático. [AO / KG]
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Ecología Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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