Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân tích điện sinh lý so sánh về khả năng cảm nhận mùi thực vật ở con cái của ba loàiPapilio
Tóm tắt
Râu của bướm cái thuộc chi Papilio có khả năng cảm nhận nhiều hợp chất thực vật bay hơi với độ nhạy khác nhau, đặc trưng cho từng hợp chất. Chúng tôi đã so sánh phản ứng của ba loài Papilio đối với các hợp chất bay hơi từ thực vật ký chủ và không ký chủ nhằm đánh giá tính đặc hiệu theo loài và mức độ bảo tồn tiến hóa trong phản ứng khứu giác. Vì những nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng các hợp chất phân cực trong mùi từ Daucus carota kích thích hành vi đẻ trứng ở Papilio polyxenes, chúng tôi đã thu thập các hợp chất bay hơi từ D. carota, Pastinaca sativa (thuộc họ Apiaceae) và Artemisia dracunculus (thuộc họ Asteraceae) và phân tách phần phân cực của các hợp chất này bằng sắc ký khí. Các điện tâm đồ điện cực đôi (GC-EAG) được ghi lại từ các loài Papilio polyxenes, P. machaon hippocrates và P. troilus. Ngoài ra, phản ứng của ba loài này đối với năm hợp chất được biết đến như là những thành phần phổ biến trong mùi thực vật cũng được ghi nhận. Độ nhạy tương đối với các hợp chất này gần như là giống hệt nhau ở cả ba loài Papilio. Quang phổ phản ứng đối với các hợp chất bay hơi từ thực vật được tách ra cũng cho thấy sự tương đồng đáng kể giữa các loài. Từ tập hợp nhỏ các đỉnh GC kích thích phản ứng ở một trong các loài, 64% (D. carota), 44% (P. sativa) và 29% (A. dracunculus) cũng kích thích phản ứng ở cả hai loài còn lại. Các phản ứng của hai loài ăn thực vật thuộc họ Apiaceae (P. polyxenes, P. m. hippocrates) với các hợp chất bay hơi từ D. carota thì tương tự nhau hơn là bất kỳ loài nào phản ứng với P. troilus, loài ăn thực vật thuộc họ Lauraceae. Tuy nhiên, điều này không đúng với phản ứng đối với các hợp chất bay hơi từ P. sativa. Sự không đồng nhất thấp nhất giữa ba loài được tìm thấy trong phản ứng với hợp chất bay hơi từ A. dracunculus, một loài không phải là ký chủ của chúng. Những khác biệt và sự tương đồng được tìm thấy trong hồ sơ phản ứng của ba loài Papilio được thảo luận liên quan đến sự thích nghi tiến hóa đối với mùi ký chủ so với sự bảo tồn tiến hóa trong việc thích nghi của các thụ thể khứu giác.
Từ khóa
#Papilio #mùi thực vật #điện sinh lý #phản ứng khứu giác #tiến hóaTài liệu tham khảo
Baur R, Feeny PP (1992) Comparison of electroantennogram responses by females of the black swallowtail butterfly,Papilio polyxenes, to volatiles from two host-plant species. Pp 122–124in Menken SBJ, Visser JH, Harrewijn P (eds) Proceedings of the 8th International Symposium on Insect-Plant Relationships. NL-Dordrecht: Kluwer Academic
Baur R, Feeny P, Städler E (1993) Oviposition stimulants for the black swallowtail butterfly: identification of electrophysiologically active compounds in carrot volatiles. J Chem Ecol 19:919–937
Bernays EA, Chapman RF (1987) The evolution of deterrent responses in plant-feeding insects. Pp 159–173in Chapman RF, Bernays EA, Stoffolano JR (eds) Perspectives in Chemoreception and Behavior. New York: Springer
Bernays EA, Chapman RF (1994) Host-Plant Selection by Phytophagous Insects. New York: Chapman & Hall
Dethier VG (1941) Chemical factors determining the choice of food-plants byPapilio larvae. Am Nat 75:61–73
Feeny P (1991) Chemical constraints on the evolution of swallowtail butterflies. Pp 315–340in Price PW, Lewinsohn TM, Fernandes GW, Benson WW (eds) Plant-Animal Interactions: Evolutionary Ecology in Tropical and Temperate Regions. New York: John Wiley & Sons
Feeny P (1995) Ecological opportunism and chemical constraints on the host associations of swallowtail butterflies. Chapter 2in Scriber JM, Tsubaki Y, Lederhouse RC (eds) Swallowtail Butterflies, Their Ecology and Evolutionary Biology. Gainesville: Scientific Publishers (in press)
Feeny P, Rosenberry L, Carter M (1983) Chemical aspects of oviposition behavior in butterflies. Pp 27–76in Ahmad S (ed.) Herbivorous Insects. New York: Academic
Feeny P, Blau WS, Kareiva PM (1985) Larval growth and survivorship of the black swallowtail butterfly in central New York. Ecol Monographs 55:167–187
Feeny P, Städler E, Åhman I, Carter M (1989) Effects of plant odor on oviposition by the black swallowtail butterfly,Papilio polyxenes (Lepidoptera: Papilionidae). J Insect Behav 2:803–827
Frey JE, Bierbaum TJ, Bush GL (1992) Differences among sibling speciesRhagoletis mendax andR. pomonella (Diptera: Tephritidae) in their antennal sensitivity to host fruit compounds. J Chem Ecol 18:2011–2024
Guerin PM, Städler E (1982) Host odour perception in three phytophagous Diptera — a comparative study. Pp 95–105in Visser JH, Minks AK (eds) Proc 5th Int Symp Insect-Plant Relationships. NL-Wageningen: Poduc
Hansson BS, Van der Pers JNC, Lövquist C. (1989) Comparison of male and female olfactory cell response to pheromone compounds and plant volatiles in the turnip mothAgrotis segetum. Physiol Entomol 14:147–155
Hegnauer R (1962–1992) Chemotaxonomie der Pflanzen: eine Übersicht über die Verbreitung und die systematische Bedeutung der Pflanzenstoffe. Vol. 1–10. CH-Basel: Birkhäuser
Jermy T, Szentesi A, Horváth J (1988) Host plant finding in phytophagous insects: the case of the Colorado potato beetle. Entomol exp appl 49:83–98
Masada Y (1976) Analysis of essential oils by gas chromatography and mass spectrometry. New York: John Wiley & Sons
Masson C, Mustaparta H (1990) Chemical information processing in the olfactory systems of insects. Physiol Rev 70:199–245
Mayer MS, Mankin RW, Lemire GF (1984) Quantitiation of the insect electroantennogram: measurement of sensillar contributions, elimination of background potentials, and relationship to olfactory sensation. J Insect Physiol 30:757–763
Miller JS (1987) Host-plant relationships in the Papilionidae (Lepidoptera): parallel cladogenesis or colonization? Cladistics 3:105–120
Nishida R (1995) Oviposition stimulants of swallowtail butterflies. Chapter 3in Scriber JM, Tsubaki Y, Lederhouse RC (eds) Swallowtail Butterflies: Their Ecology and Evolutionary Biology. Gainesville: Scientific Publishers (in press)
Ohsugi T, Nishida R, Fukami H (1991) Multi-component system of oviposition stimulants for a Rutaceae-feeding swallowtail butterfly,Papilio xuthus (Lepidoptera: Papilionidae). Appl Entomol Zool 26:29–40
Ramachandran R, Khan ZR, Caballero P, Juliano BO (1990) Olfactory sensitivity of two sympatric species of rice leaf folders (Lepidoptera: Pyralidae) to plant volatiles. J Chem Ecol 16:2647–2666
Sachdev-Gupta K, Feeny PP, Carter M (1993) Oviposition stimulants for the pipevine swallowtail butterfly,Battus philenor (Papilionidae), from anAristolochia host plant: synergism between inositols, aristolochic acids and a monogalactosyl diglyceride. Chemoecology 4:19–28
Scriber JM, Lederhouse RC, Hagen RH (1991) Foodplants and evolution withinPapilio glaucus andPapilio troilus species groups (Lepidoptera: Papilionidae). Pp 341–371in Price PW, Lewinsohn TM, Fernandes GW, Benson WW (eds) Plant-Animal Interactions: Evolutionary Ecology in Tropical and Temperate Regions. New York: John Wiley & Sons
Sperling FAH, Feeny P (1995) Umbellifer and composite feeding inPapilio: phylogenetic frameworks and constraints on caterpillars. Chapter 26in Scriber JM, Tsubaki Y, Lederhouse RC (eds) Swallowtail Butterflies: Their Ecology and Evolutionary Biology. Gainesville: Scientific Publishers (in press)
Städler E (1992) Behavioral responses of insects to plant secondary compounds. Pp 45–88in Rosenthal GA, Berenbaum MR (eds) Herbivores, Their Interactions with Secondary Plant Metabolites. Vol. 2. San Diego: Academic Press
Städler E (1994) Oviposition behavior of insects influenced by chemoreceptors. Pp 821–826in Kurihara K, Suzuki N, Ogawa H (eds) Olfaction and Taste XI. Tokyo: Springer
Thompson JN (1988) Variation in preference and specificity in monophagous and oligophagous swallowtail butterflies. Evolution 42:118–128
Topazzini A, Mazza M, Pelosi P (1990) Electroantennogram responses of five Lepidoptera species to 26 general odourants. J Insect Physiol 36:619–624
Van der Pers JNC (1981) Comparison of electroantennogram response spectra to plant volatiles in seven species ofYponomeuta and in the tortricidAdoxophyes orana. Entomol exp appl 30:181–192
Van der Pers JNC (1982) Comparison of single cell responses of antennal sensilla trichodea in the nine european small ermine moths (Yponomeuta spp.). Entomol exp appl 31:255–264
Van Loon JJA, Frentz WH, van Eeuwijk FA (1992) Electroantennogram responses to plant volatiles in two species ofPieris butterflies. Entomol exp appl 62:253–260
Visser JH (1979) Electroantennogram responses of the Colorado beetle,Leptinotarsa decemlineata, to plant volatiles. Entomol exp appl 25:86–97
Visser JH (1986) Host odor perception in phytophagous insects. Annu Rev Entomol 31:121–144
Visser JH, Nielsen JK (1977) Specificity in the olfactory orientation of the colorado beetle,Leptinotarsa decemlineata. Entomol exp appl 21:14–22
White PR, Chapman RF (1990) Olfactory sensitivity of gomphocerine grasshoppers to the odours of host and non-host plants. Entomol exp appl 55:205–212