Gândacii scăpați mănâncă ghinde pentru a le crește dezvoltarea ovariană și toleranța termică

José R. Verdú

1 I. U. CIBIO, Universitatea din Alicante, Alicante, Spania,

José L. Casas

1 I. U. CIBIO, Universitatea din Alicante, Alicante, Spania,

Jorge M. Lobo

2 Muzeul Național de Științe Naturale, CSIC, Madrid, Spania,

Catherine Numa

1 I. U. CIBIO, Universitatea din Alicante, Alicante, Spania,

Conceput și proiectat experimentele: JRV JLC JML CN. Experimentele efectuate: JRV JLC. Am analizat datele: JRV JLC JML. Reactivi/materiale/instrumente de analiză contribuite: JRV JLC. Am scris lucrarea: JRV JLC JML CN.

Abstract

Animalele mănâncă diferite alimente în proporții care produc un echilibru mai favorabil al nutrienților. În ciuda exemplelor cunoscute ale acestor comportamente în diferite impozite, beneficiile lor ecologice și fiziologice rămân neclare. Am identificat o schimbare dietetică surprinzătoare care conferă avantaje ecofiziologice la o specie de gândac de bălegar. Thorectes lusitanicus, o specie ecosistemică mediteraneană adaptată să mănânce balegă demisecă și uscată (consumatori de fibre de balegă) este, de asemenea, atrasă activ de ghindele de stejar, consumându-le și îngropându-le. Consumul de ghindă pare să confere potențiale avantaje față de gândacii care nu mănâncă ghindă: gândacii hrăniți cu ghindă au prezentat îmbunătățiri importante în masa corpului gras, în compoziția hemolimfei și în dezvoltarea ovarelor. În perioada de reproducere (octombrie-decembrie) gândacii care încorporează ghinde în dieta lor ar trebui să aibă o rezistență îmbunătățită mult la condiții de temperatură scăzută și o dezvoltare ovariană îmbunătățită. Pe lângă îmbunătățirea înțelegerii relevanței plasticității dietetice pentru biologia evolutivă a gândacilor, aceste rezultate deschid calea către o înțelegere mai generală a implicațiilor ecofiziologice ale selecției dietetice diferențiale asupra ecologiei și biogeografiei acestor insecte.

Introducere

Modificările nutriționale pot modifica toleranța termică prin influența lor asupra producției de proteine ​​antigel [12], [13]. Deși alte nevoi dietetice decât colectarea de energie pot fi critice, predicțiile generale ale teoriei optime a hrănirii este că organismele care hrănesc să își maximizeze rata netă de consum de energie cu pierderea minimă de timp; animalul își mărește capacitatea fizică prin adoptarea unor modele de hrănire care maximizează aportul pe unitate de timp al unei monede dietetice critice, în general energie [14]. Unele preziceri frecvente ale acestei teorii sunt „faptul că alimentele mari ar trebui preferate alimentelor mici și neuniforme față de alimentele distanțate; alimente bogate în calorii la alimente sărace în calorii ”. Cu toate acestea, animalele pot consuma alimente diferite în proporții care produc un echilibru mai favorabil de nutrienți decât din oricare dintre aceste alimente, o strategie comportamentală numită auto-selecție dietetică [14], [15], [16], [17]. Aici arătăm pentru prima dată modul în care diversificarea dietei unei specii de gândaci de bălegar pentru a consuma ghinde permite îmbunătățirea toleranței termice și a capacității de reproducere în condiții de laborator. Acest lucru, la rândul său, poate ajuta la explicarea unor date ecologice și de distribuție ale acestei specii.

În perioada de reproducere, T. lusitanicus îngropă și se hrănește cu ghinde de Quercus, cu implicații ecologice importante.

În plus față de posibilele implicații ecologice pentru regenerarea pădurilor, există un mare interes în înțelegerea avantajelor acestei schimbări dietetice a gândacilor de gunoi de la balegă la ghindă, precum și a posibilelor implicații fiziologice și reproductive ale acestei diversificări în nișa trofică. În această lucrare, prezentăm dovezi experimentale care ajută la explicarea posibilelor beneficii ale acestui comportament izbitor [19]. Având în vedere conținutul ridicat de acizi grași polinesaturați, trigliceride și steroli prezenți în ghindă [25], demonstrăm că această expansiune a dietei afectează în mod semnificativ dezvoltarea corpului grăsimilor, compoziția hemolimfei, rezistența la frig și dezvoltarea ovarelor în condiții de laborator. În plus, includem și câteva date de teren și dovezi de istorie ecologică și naturală care susțin relevanța consumului de ghindă în condiții naturale, sugerând astfel că unele insecte probabil au capacitatea de a-și spori capacitatea de mediu și de reproducere prin schimbarea comportamentului lor trofic.

Rezultate

Gândacii hrăniți cu ghinde au dezvoltat un corp gras de 4,6 ori mai greu decât cei hrăniți cu balegă de vacă (tabelul 1). Dimensiunea impresionantă atinsă de acest țesut la gândacii hrăniți cu ghindă a fost chiar evidentă cu ochiul liber (Fig. 2A).

Dietele pe bază de ghinde (A și C) și balegă de vacă (B și D). FB: corp gras; Oo (m): ovocit matur; Oo (u): ovocit nedezvoltat.

tabelul 1

Sursa de hrana
Ghinde	Balega de vaca	Probele/dieta
Grăsime corporală (% masă corporală)	11,26 ± 2,85	2,46 ± 0,85	n = 10
Glicerol (g/L)	0,027 ± 0,009	0,017 ± 0,0002	n = 10
Proteine ​​(mg/ml)	129,29 ± 16,36	28,34 ± 4,13	n = 10
SCP (° C)	−13,48 ± 1,15	−8,50 ± 2,17	n = 10
THA (° C)	0,64 ± 0,04	0,41 ± 0,02	n = 5
Acid palmitic (mg/ml)	1,25 ± 0,25	0,39 ± 0,06	n = 3
Acid palmitoleic (mg/ml)	0,12 ± 0,01	0,04 ± 0,04	n = 3
Acid stearic (mg/ml)	0,15 ± 0,02	u.c.	n = 3
Acid oleic (mg/ml)	3,75 ± 0,45	1,21 ± 0,27	n = 3
Acid linoleic (mg/ml)	0,81 ± 0,13	0,40 ± 0,12	n = 3
Acid linolenic (mg/ml)	0,02 ± 0,03	u.c	n = 3
Activitate la 20 ° C (%)	91,3 ± 2,4	43,6 ± 7,9	n = 6
Activitate la 10 ° C (%)	85,5 ± 4,3	17,2 ± 4,9	n = 6

---