Original paper

Sexual Maturation and Yellow Coloration of Adult Males in the Gregarious Desert Locust, Schistocerca gregaria, in Relation to Volatiles Emitted (Caelifera: Acrididae)

Schmidt, Gerhard H.; Albütz, Rita

Entomologia Generalis Volume 26 Number 2 (2002), p. 121 - 141

44 references

published: Aug 6, 2002

DOI: 10.1127/entom.gen/26/2002/121

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Abstract

Two strains of the desert locust, Schistocerca gregaria (Forskal 1775) originating from Nigeria and Mauritania, were used to identify locust-borne volatiles emitted by male and female adults as well as to analyse the processes of sexual maturation and yellow coloration. The volatiles were collected at various steps during the adult maturation period. A GC-MS system was applied for separation and identification of target compounds. High-boiling material was collected by washing the body surface of yellow males [MM] with pentane. Significant differences between the head-space extracts of grouped mature MM and females [FF] were reported. Benzyl cyanide [BC] was detected only in grouped yellow MM. Maturation and yellow coloration were found to be independent processes. In the head-space of grouped immature MM, phenol [PH] and guaiacol [GA] were dominant, similarly to what happened with FF. Reduced amounts of both compounds were present in mature insects and BC became dominant in grouped MM. Isolation of yellow MM resulted in a total loss of BC in the volatiles emitted after about one week, but the yellow coloration of the body was maintained. FF did not stimulate BC release, which was induced only by species-specific mature MM and their pentane surface extract. Yellow MM were able to accelerate the yellow coloration of grouped immature MM, which could neither be achieved by the application of BC alone, nor by the volatiles present in the locust breeding room and by mixtures of volatiles. Pentane cuticle extracts from yellow MM accelerated the synchronization of maturation in both sexes, in the same way as yellow MM did.

Kurzfassung

Zwei Populationen der Wüstenheuschrecke Schistocerca gregaria (Forskal 1775) aus Nigeria und Mauretanien wurden verwendet, um flüchtige körpereigene Substanzen von adulten Männchen [MM] und Weibchen [WW] zu ermitteln und ihren Einfluß auf den sexuellen Reifungsprozeß sowie die Gelbfärbung zu untersuchen. Die chemischen Verbindungen wurden mit Hilfe eines Apparates mit kurzgeschlossenem Raumsystem [CLSA] erhalten, in dem die Luft mit den von den Heuschrecken abgebenen Stoffen durch einen Mikrokohlefilter gepumpt wird, an dem sie adsorbiert werden. Nach Elution des Filters mit CS2 wurde die TIC-chromatographische Analyse und Determination der Zielsubstanzen mit einer GC-MS-Anlage vorgenommen. Weniger flüchtige Verbindungen wurden von der Körperoberfläche gelber MM mit Pentan erhalten. Gefunden wurden signifikante Unterschiede zwischen isolierten und gruppierten MM und WW im flüchtigen Stoffgemisch. Benzylcyanid [BC] wurde nur bei gelbgefärbten gruppierten MM nachgewiesen. Reifung und Gelbfärbung verliefen voneinander weitgehend unabhängig. Im flüchtigen Stoffgemisch nicht geschlechtsreifer MM waren Phenol [PH] und Guajakol [GA] dominant, ähnlich wie bei WW. Beide Verbindungen wurden bei reifen MM stark reduziert, und BC trat bei gruppierten MM dominant auf. Eine Isolierung von gelben MM führte mitunter schon nach einer Woche zum totalen Verlust von BC im flüchtigen Stoffgemisch, aber die Gelbfärbung blieb erhalten. WW stimulierten die BC-Abgabe nicht; sie konnte nur durch artgleiche, geschlechtsreife MM sowie durch ihren Pentan-Oberflächenextrakt induziert werden. Gelbe MM waren fähig, die Gelbfärbung von gruppierten, nicht reifen MM zu beschleunigen. Dies konnte weder durch BC allein, noch durch ein Stoffgemisch in der Luft der Zuchträume erreicht werden.

Keywords

Schistocerca gregaria (Forskal 1775)desert locustgregarious populationpheromone activitylocust-borne head space compoundsbody colorationsexual maturationsynchronizationbenzyl cyanideinfluence of body surface pentane extract