Creșterea masei induse de proteine ​​în tractul gastro-intestinal al lăcustelor îmbunătățește absorbția netă a nutrienților

REZUMAT

Creșterea biomasei țesuturilor și/sau a volumului tractului gastro-intestinal (GIT) este frecvent observată atunci când animalele se hrănesc cu diete de calitate slabă. Această creștere poate permite pur și simplu dimensiuni mai mari de masă, dar poate, de asemenea, să reechilibreze ingesta dezechilibrată nutrițional, permițând absorbția selectivă a nutrienților limitativi. La un erbivor de insecte, lăcustele migratoare, o dietă sintetică cu un raport ridicat de proteine ​​la carbohidrați s-au dovedit a induce creșterea în masă a GIT. Când este normalizată pentru sex și dimensiunea generală a corpului, creșterile până la masa cefei și a intestinului mediu au dus la o absorbție mai mare (20-30%) atât a proteinelor cât și a carbohidraților atunci când se hrănesc ulterior cu trei ierburi diferite din punct de vedere chimic și structural. O absorbție netă mai mare a macronutrienților a avut loc deoarece aceste lăcuste consumau mese mai mari care tranzitau în același timp și cu aceeași eficiență digestivă ca lăcustele în care GIT nu a fost mărit. Astfel, plasticitatea GIT nu a îmbunătățit homeostazia nutrițională, dar a crescut rata de absorbție a nutrienților.

induse

INTRODUCERE

Un GIT mărit a fost în general asociat cu animalele care ingerează diete de calitate slabă (revizuite de Yang și Joern, 1994b; Karasov și Hume, 1997; Jumars, 2000; Starck, 2005; Naya și colab., 2007). Prin mărirea GIT atunci când se hrănește cu alimente în care substanțele nutritive sunt diluate într-o matrice indigestibilă, se crede că aportul de nutrienți la țesuturi poate fi menținut fie prin creșterea eficienței cu care fiecare masă este digerată, fie prin creșterea ratelor de aport, deși cu o digestibilitate mai slabă. (de ex. Gross și colab., 1985; Hume, 1989; Hammond și Wunder, 1991; Yang și Joern, 1994b; Yang și Joern, 1994a; Karasov și Hume, 1997; Starck, 2005). Cu toate acestea, cercetările recente efectuate atât pe lăcuste, cât și pe șoareci au arătat că GIT crește, de asemenea, în dimensiune atunci când se hrănește cu alimente care sunt energice, dar în care echilibrul macronutrienților nu este furnizat în raportul necesar (Raubenheimer și Bassil, 2007; Sørensen și colab., 2010). Interpretarea rezultatului nutrițional în această circumstanță este problematică (Raubenheimer și Bassil, 2007; Sørensen și colab., 2010). Reglarea ascendentă a dimensiunilor fizice ale GIT reprezintă un răspuns compensator, prin care homeostazia nutrienților este menținută facilitând o creștere a absorbției macronutrienților deficienți sau este răspunsul „contracompensator” și poate reduce de fapt capacitatea de fitness prin maximizarea absorbției a tuturor substanțelor nutritive și furnizarea țesuturilor cu un surplus de macronutrienți chiar mai mare (Raubenheimer și colab., 2005; Boersma și Elser, 2006)?

MATERIALE ȘI METODE

Lăcuste și diete

Locusta migratoria (L.) provine dintr-o cultură pe termen lung de la Universitatea din Sydney (inițial colectată din Highlands Central din Queensland, Australia). Lăcustele brute au fost crescute în coșuri mari de plastic (56 × 76 × 60 cm) cu 500-1000 de lăcuste pe coș într-o cameră menținută la 30 ° C sub o lumină de 14 h: 10 h: întuneric fotoperiodic, fiecare coș având o căldură suplimentară sursă (lampă de căldură de 250 W montată pe acoperișul ochiurilor de plasă al coșului) în timpul fazei „luminile aprinse” Lăcustelor li s-a furnizat grâu ad libitum pentru răsaduri și germeni de grâu.

Patru diete sintetice uscate, granulare, care diferă în procentul de proteine ​​(P) și carbohidrați (C) (35P: 7C, 28P: 14C, 14P: 28C și 7P: 35C) au fost făcute așa cum este descris în Simpson și Abisgold, Simpson și Abisgold, 1985), proteina fiind un amestec de cazeină 3: 1: 1 de cazeină, peptonă bacteriologică și albume de ou și carbohidrați un amestec 1: 1 de zaharoză și dextrină. Toate dietele conțineau 4% micronutrienți (săruri, vitamine și steroli) și 54% α-celuloză nedigerabilă (C8002, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, SUA) și au fost măcinate până la o pulbere fină. Lamele a două specii de iarbă, Cynodon dactylon (L.) Pers. (Poales: Poaceae) și Themeda australis (R. Br.) Stapf (Poales: Poaceae), au fost recoltate local așa cum s-a descris anterior (Clissold și colab., 2010). Grâu de răsad, Triticum aestivum L. em Thell. (Poales: Poaceae), a fost cultivat din semințe într-o seră pentru

20 de zile. Lamele de iarbă au fost desprinse la ligulă și bazele au fost plasate într-un flacon de florărie cu apă (Clissold și colab., 2004).

Proiectare experimentală

Mai întâi oferim o prezentare generală a proiectului experimental și apoi descriem metodologii detaliate pentru fiecare. În Experimentul 1, am determinat relația dintre dietă și creștere în etapa finală nimfală, masa fiecărei regiuni a GIT și achiziția ulterioară de nutrienți de la T. australis. De la începutul penultimului stadion nimfal până la jumătatea stadionului final nimfal, lăcustele au primit acces ad libitum la unul dintre cele cinci tratamente și apoi au fost hrănite cu T. australis timp de 24 de ore. Tratamentele au constat din patru diete sintetice care variază în raportul dintre proteine ​​și carbohidrați (P: C), așa cum este descris mai sus, și un al cincilea, în care lăcustelor li s-a permis să-și aleagă singuri aportul de proteine ​​și carbohidrați, fie din 35P: 7C versus 7P: 35C sau 28P: 14C versus 14P: 28C. Lucrările anterioare au indicat că un raport optim P: C pentru L. migratoria este aproape de 21:21 (Miller și colab., 2009).