541 research outputs found
Summary schematic of the antennal lobe projections of the different classes of the receptor neurons (A and B)
No full text<p><b>Copyright information:</b></p><p>Taken from "Functional classification and central nervous projections of olfactory receptor neurons housed in antennal trichoid sensilla of female yellow fever mosquitoes, "</p><p></p><p>The European Journal of Neuroscience 2007;26(6):1611-1623.</p><p>Published online Jan 2007</p><p>PMCID:PMC2121139.</p><p>© The Authors (2007). Journal Compilation © Federation of European Neuroscience Societies and Blackwell Publishing Ltd</p> The 3D reconstructions and glomerular nomenclature are after Ignell (2005). Letters mentioned in parenthesis refer the functional classes of the receptor neurons
Trump's $12 billion farm subsidies are a solution to a political problem of his own making
No full textLast week, President Trump announced a 12 billion program of farm subsidies to assist farmers hurt by his escalating trade war with China, Canada, and other countries. Stephanie Rickard, author of a new book on government subsidies, Spending to Win, argues that this kind of financial assistance is almost always introduced to help domestic producers harmed by tariff reductions, not increases
Olfaction in Desert Locusts- Anatomy, Function and Plasticity of the Central Olfactory System
No full textPopular Abstract in Swedish Svensk populärvetenskaplig sammanfattning av avhandlingen Olfaction in Desert Locusts – Anatomy, Function and Plasticity of the Central Olfactory System av Rickard Ignell, Ekologiska institutionen, Lunds Universitet 2001. Doftsinnet hos ökengräshoppor Att studera ökengräshoppans, Schistocerca gregaria, doftsinne är att försöka komma underfund med några av de mekanismer som styr beteendet hos ett av världens mest kända skadedjur. Kanske mest känd för sin svärmingsförmåga, har denna art ödelagt stora arealer av jordbruksmark i Afrika och Asien där den dragit fram. Vad som kanske inte är så känt är att dessa gräshoppor för det mesta inte svärmar utan lever ett ganska tillbakadraget liv. Det är under vissa gynnsamma förhållanden, då det regnar regelbundet och vegetationen i det annars karga ökenlandskapet frodas, som dessa vanligtvis skygga gräshoppor, kallade solitärer, övergår till att bli veritabla ätmaskiner, kallade gregarer. Det är inte bara en förändring av omgivningen som krävs för att ökengräshoppor ska svärma. Under en längre tid har man känt till att ökengräshoppor, likt andra insekter, kommunicerar med hjälp av kemiska substanser, feromoner. Det är dessa feromoner, vilka utsöndras av gregara gräshoppor, som utöver förändringar i deras omgivning är avgörande om en svärm ska bildas, hållas samman och sprida sig. Hur doftar ökengräshoppor? Denna något tvetydiga fråga utgör det essentiella då man vill förstå hur doftsinnet hos ökengräshoppor, eller hos andra organismer fungerar. Sett ur ett kemiskt perspektiv, utsöndrar gräshoppor en blandning av fenoler och fenolderivat då de passivt signallerar att artfränder ska samlas. För oss människor doftar dessa substanser allt från rök till gräs men uppfattas säkert annorlunda av gräshopporna själva. Sammansättningen av detta "samlingsferomon" förändras beroende på i vilket utvecklingsstadium, nymfstadium, gräshopporna befinner sig i. Då de är fullvuxna, utsöndrar hanarna en blandning av fyra substanser, medan både honor och hanar som nymfer utsöndrar en blandning av två substanser. Den första blandningen attraherar både fullvuxna honor och hanar men verkar frånstötande på nymfer. Nymfferomonet attraherar andra nymfer men fullvuxna gräshoppor uppvisar inget sådant beteende. Vad är det som styr denna förändring? Solitära gräshoppor utsöndrar inte några av dessa blandningar, men reagerar beteendemässigt på dem; de stöts bort, men inte alltid – ibland attraheras de! Vad är det som ligger bakom detta beteende? För att besvara dessa frågor får man vinkla frågan: "Hur doftar ökengräshoppor?" till ett mer doftneurologiskt perspektiv. Ökengräshoppor doftar, i stort sett, på samma sätt som andra organismer med hjälp av en näsa. Deras näsa, antennen, består av ett stort antal dofthår vilka innesluter ett stort antal sinnesceller specialiserade för att detektera dofter. Från antennen skickas doftsignaler via dessa doftsinnesceller till ett primärt doftcentrum, antennloben, där den första behandlingen av doftinformationen äger rum. Hos ökengräshoppor är detta centrum betydligt mer komplicerat uppbyggt jämfört med andra organismer, vilket delvis har bidragit till att man börjat intressera sig för deras doftsinne. Genom att sticka in mycket tunna glaselektroder – en typ av "mätsticka"- i de centrala doftnervceller som innerverar antennloben kan man studera hur denna behandling går till och hur olika typer av nervceller, neuron, vidarförmedlar den information som ursprungligen kommit från antennen. Härigenom kan man bl. a. utröna vilka doftämnen olika neuron reagerar på; hur selektiva och känsliga de är. Man kan också genom att injicera färgämnen i neuron studera deras utseende. Hur uppfattar då olika utvecklingsstadier de olika feromonerna? Jag undersökte tre av de fem olika nymfstadierna (1a, 3e, 5e) samt fullvuxna gräshoppor och fann att doftneuron hos samtliga stadier har förmåga att reagera på samtliga doftsubstanser som jag prövade, vilket inkluderade bl. a. "samlingsferomon" och växtsubstanser. Selektiviteten och känsligheten hos dessa neuronförändras däremot under utvecklingen. Antalet neuron som reagerar på en doftsubstans, s. k. specifika neuron, minskar med ökande ålder. Däremot ökar antalet neuron som reagerar på flera substanser, s. k. generella neuron. Förändringar är också uppenbara i en tredje neurontyp vilka endast reagerar på blandningen av nymfferomonet; dessa neuron minskar i antal med ökande ålder. Jämför man dessa förändringar i det primära doftcentret med de förändringar som man kan observera i "samlingsbeteendet" hos de olika stadierna finner man ett starkt samband. Den mest uppenbara förändringen sker hos de generella neuronen där selektiviteten ändras från att omfatta de två substanserna i nymfferomonet till att omfatta de fyra substanserna i det feromon som utsöndras av de fullvuxna hanarna. Tillsammans med den förändring som sker i de blandningsspecifika neuronen utgör dessa förändringar ett underlag för att förklara varför de olika utvecklingsstadierna blir attraherade av olika feromonblandningar. Man kan likna dessa två typer av neuron vid stereotypa koordinatorer vilka direkt styr "samlingsbeteendet" av de olika stadierna. Det som sker under utvecklingen är att signalen till dessa koordinatorer förändras, vilket indirekt leder till en förändring av beteendet. Vad är det som styr denna förändring? Under utvecklingen ökar antalet dofthår och därmed antalet doftsinnesceller efter varje nymfstadie, vilket leder till att en stor mängd nya sinnesceller innerverar antennloben. Det är denna ökning av sinnesceller, vilken ger uppkomst till strukturella förändringar i antennloben, som ligger bakom förändringen i selektivitet hos de centrala doftneuronen. Ökningen av doftsinnesceller leder också till en ökning av de centrala doftneuronens känslighet. Hur kommer det sig att nymfer och solitära gräshoppor uppfattar det feromon som utsöndras av de vuxna gräshopporna negativt? Även här kan man finna en del av svaret i det primära doftcentret. Jämför man hur dessa gräshoppor behandlar doftinfomation finner man en avvikande faktor; alla dessahar ett högt antal centrala doftneuron som reagerar specifikt på huvudkomponenten i de fullvuxnas feromon. Så även här kan man utröna en koordinator som har potential att styra ett stereotypt beteende; genom att dessa neuron under nymfernas utveckling minskar i antalet, och till viss del även hos solitära gräshoppor, sker en gradvis förändring av beteendet. Även fullvuxna gräshoppor uppvisar förändringar i sitt beteende. Genom att observera beteendet av fullvuxna gräshoppor kunde jag se att beteendet förändrades allt eftersom de blev äldre; unga gräshoppor blev attraherade av "samlingsferomonet" medan gamla gräshoppor inte uppvisade något märkbart beteende när de kom i kontakt med det. Dessa beteendeförändringar kunde också framkallas genom att förändra nivån av ett visst hormon, juvenilhormonet. Genom att öka nivån genom injektion av hormonet betedde sig unga gräshoppor som gamla, medan det motsatta kunde framkallas hos gamla gräshoppor genom att operera bort de körtlar som producerar hormonet. Dessa beteendeförändringar har delvis sin förklaring i en förändring av de centrala doftneuronens funktion. Genom att jämföra hur dessa neuron reagerar på olika typer av dofter kunde jag se att de neuron som förmedlar information angående "samlingsferomon" var kraftigt reducerade i antal hos gamla gräshoppor medan neuron som förmedlar information om växtsubstanser fungerade lika bra hos unga som gamla gräshoppor. Detta verkar betyda att information angående "samlingsferomon" hos gamla gräshoppor tappar sin betydelse; äldre gräshoppor tappar inte doftsinnet helt eftersom de forfarande kan dofta sig till de substanser som utsöndras från växter. Hur juvenilhormonet påverkar de centrala doftneuronen är än så länge okänt men funktionen av dessa neuron skulle kunna regleras indirekt av några av de "regleringsneuron" som man finner i det primära doftcentret. Varför gör man studier som dessa? Finns det någon praktisk nytta av att veta hur ökengräshoppor doftar, och hur ett beteende styrs av olika mekanismer? Detta projekt har först och främst varit på en grundforskningsnivå där jag genom att undersöka uppbyggnaden och funktionen av det primära doftcentret hos ökengräshoppan kommit fram till hur dessa organismer behandlar doftinformation. Eftersom de har en unik uppbyggnad av sitt primära doftcentrum har jag genom att göra jämförande studier kunnat dra paralleller med andra organismers doftsinne, men även funnit nya sätt på vilka doftinformation behandlas. Det är även möjligt att en del av denna forskning kan användas mer praktiskt i begränsandet av ökengräshoppssvärmar. Genom att veta vilka mekanismer som styr ett grundläggande beteende kan man genom interaktioner störa eller blockera dessa mekanismer. Exempelvis kan man använda sig av de fullvuxnas feromon för att förhindra att nymfer samlas; detta har visat sig fungera i preliminära studier och kan med tiden bli en av de metoder som gör det möjligt att begränsa gräshoppssvärmarnas utbredning. Att använda sig av hormon eller liknande substanser vilka styr olika beteendemekanismer är också möjligt. Även här har man visat att man kan förändra beteendet hos ökengräshopporna genom att bespruta de områden de befinner sig med hormon. Genom att använda sig av artspecifika kemiska substanser kan man alltså skapa mer effektiva och mer specifika sätt att bekämpa skadeinsekter.The anatomy, function and plasticity of the primary olfactory centre, the antennal lobe (AL), of the desert locust Schistocerca gregaria was investigated using a number of neuroanatomical and neurophysiological methods. Anatomical characterisation of the AL in a number of orthopteran species made it possible to deduce a model concerning the evolution of microglomeruli. These neuropil structures, constituting the first relay centres in the olfactory information pathway of the desert locust, seem to have evolved through fragmentation of multicompartmented unique glomeruli elicited by changes in the architecture of olfactory receptor- and projection neurons. The function and plasticity of the AL was investigated by characterising the response characteristics of olfactory projection neurons in 1st, 3rd, 5th and adult solitary and gregarious locusts by means of intracellular recording and staining methods while stimulating with behaviourally relevant odours. This characterisation revealed stage- and phase-dependent plasticity in the olfactory pathway, including changes and differences in response spectra and sensitivity of olfactory projection neurons. These changes were linked with morphological changes within the AL. Plasticity of olfactory information processing and aggregation behaviour in adult gregarious locusts was also studied in relation to age and juvenile hormone (JH) level. Locusts containing a high level of JH, i. e. old locusts and locusts injected with JH, displayed an impairment of the central olfactory system that was reflected in a diminished behavioural response to the main adult aggregation pheromone component, phenylacetonitrile. Locusts containing a low level of JH, on the other hand, displayed a fully functional olfactory system and a positive response to the tested pheromone component. The morphology and ramification pattern of immunocytochemically identified aminergic and neuropeptidergic neurons were investigated as a first step toward unravelling their potential role in olfactory informationprocessing. This study revealed a number of novel interneurons innervating the AL showing immunoreactivity to serotonin, histamine, locustatachykinin, leucokinin and FMRFamide
Coding and interaction of sex pheromone and plant volatile signals in the antennal lobe of the codling moth Cydia pomonella
No full textIn the codling moth Cydia pomonella (Lepidoptera: Tortricidae) plant volatiles attract males and females by upwind flight and synergise the male response to the female-produced sex pheromone, indicating a close relationship between the perception of social and environmental olfactory signals. We have studied the anatomical and functional organisation of the antennal lobe (AL), the primary olfactory centre, of C. pomonella with respect to the integration of sex pheromone and host-plant volatile information. A three-dimensional reconstruction of the glomerular structure of the AL revealed 50±2 and 49±2 glomeruli in males and females, respectively. These glomeruli are functional units involved in the coding of odour quality. The glomerular map of the AL was then integrated with electrophysiological recordings of the response of individual neurons in the AL of males and females to sex pheromone components and behaviourally active plant volatiles. By means of intracellular recordings and stainings, we physiologically characterised ca. 50 neurons in each sex, revealing complex patterns of activation and a wide variation in response dynamics to these test compounds. Stimulation with single chemicals and their two-component blends produced both synergistic and inhibitory interactions in projection neurons innervating ordinary glomeruli and the macroglomerular complex. Our results show that the sex pheromone and plant odours are processed in an across-fibre coding pattern. The lack of a clear segregation between the pheromone and general odour subsystems in the AL of the codling moth suggests a level of interaction that has not been reported from other insects
Olfactory responses of the leafhopper vector Mgenia fuscovaria (Stål) (Hemiptera : Cicadellidae) to volatiles from aster yellows phytoplasma-infected and uninfected grapevine (Vitis vinifera L.)
No full textDissertation (MSc)--University of Pretoria, 2016.The leafhopper Mgenia fuscovaria Stål (Hemiptera: Cicadellidae) is a vector of aster yellows phytoplasma (AY), 'Candidatus Phytoplasma asteris', in grapevine, Vitis vinifera L. (Vitaceae), in South Africa. In a previous study, M. fuscovaria was preferentially attracted to AY-infected compared to uninfected grapevine branches, although the mode of attraction was not determined. Phytoplasma infection may alter the volatile profiles of plants, rendering them more attractive to the insect vector. This may lead to an increase in the number of vectors transmitting the pathogen. The volatile compounds that attract or repel insect pests could be used in behavioural manipulation strategies to manage pests. The objective of this study was to determine the effect of AY-infection on the volatile composition of the grapevine cultivars Colombard and Chenin blanc in summer and autumn, and the associated behavioural and electrophysiological responses of M. fuscovaria towards these changes in volatile profiles.
Volatile analyses of AY-infected and uninfected grapevine branches revealed both qualitative and quantitative differences. In summer, methyl salicylate was produced in significantly higher amounts or only produced in AY-infected branches in cv. Chenin blanc and cv. Colombard, respectively. Similarly, ethyl salicylate was recorded only from AY-infected branches of both cultivars during summer. There was a significant increase in the total volatile emissions in AY-infected compared to uninfected grapevine cv. Colombard, including several green leaf volatiles. The compounds that differed significantly between AY-infected and uninfected branches in autumn were produced exclusively or in greater quantities in uninfected branches. (E,E)-α-farnesene was the most abundant compound recorded in all cases. Grapevine branches infected with AY often had a greater mass than uninfected branches with the same leaf area.
In behavioural studies, M. fuscovaria displayed no consistent preferences toward volatiles from AY-infected and uninfected grapevine branches cv. Colombard or cv. Chenin blanc in summer or autumn. In summer, there were no significant differences in the choices made by leafhoppers for both cultivars. In autumn, leafhoppers preferred purified air over AY-infected cv. Colombard branches and AY-infected cv. Chenin blanc branches over purified air. There was no difference in the choices made between male and female leafhoppers.
In electrophysiological tests, M. fuscovaria antennae displayed weak responses to grapevine volatiles collected in summer. Consistent responses were identified to 1-octen-3-ol, phenol, (E,E)-α-farnesene, which is produced at elevated concentrations by AY-infected grapevine, and aromadendrene, which was only produced by AY-infected branches and not by uninfected branches cv. Colombard. For grapevine cv. Chenin blanc, insects responded to the co-eluting green leaf volatiles (E)-2-hexenal, (Z)-3-hexen-1-ol, (E)-2-hexen-1-ol and 1-hexanol as well as nonane from uninfected branches.
The results from this study suggest that M. fuscovaria is not preferentially attracted toward AY-infected grapevine branches based solely on olfactory cues. Based on the weak responses observed in electrophysiological and behavioural tests, as well as results obtained in studies on other leafhopper species, the observed attraction could be a result of visual cues rather than olfactory cues or a combination of both.Zoology and EntomologyMScUnrestricte
Grapefruit-derived nootkatone potentiates GABAergic signaling and acts as a dual-action mosquito repellent and insecticide
No full textHumanity has long battled mosquitoes and the diseases they transmit-a struggle intensified by climate change and globalization, which have expanded mosquito ranges and the spread of associated diseases.1 Additionally, widespread insecticide resistance has reduced the efficacy of current control methods, necessitating new solutions.2,3 Nootkatone, a natural compound found in grapefruit, shows promise as both a mosquito repellent and an insecticide.4,5 However, its mechanism of action remains unclear. Our study demonstrates that nootkatone acts as a potent spatial and contact repellent against multiple mosquito species. Nootkatone-induced spatial aversion, which is influenced by human odor, is in Aedes aegypti partially mediated by Orco- and ionotropic receptor (IR)-positive neurons, while contact aversion is robust and likely mediated via the proboscis and independent of TRPA1 and IRs. We further find that nootkatone potentiates g-aminobutyric acid (GABA)-mediated signaling by modulating the broadly expressed major insect GABAgated chloride channel resistant to dieldrin (Rdl). At low doses, the chemosensory-mediated spatial and contact repellency is likely strengthened by nootkatone's disruption of synaptic transmission in select mosquito sensory neurons. At higher doses, nootkatone induces paralysis and death, presumably through broad- range synaptic transmission disruption. These findings reveal nootkatone's unique mode of action and highlight its potential as an effective mosquito control agent. Its dual role as a repellent and an insecticide, combined with low-to-no toxicity to humans and a pleasant smell, underscores nootkatone's promise as a future tool in mosquito control efforts
Olfaction in Desert Locusts- Anatomy, Function and Plasticity of the Central Olfactory System
No full textThe anatomy, function and plasticity of the primary olfactory centre, the antennal lobe (AL), of the desert locust Schistocerca gregaria was investigated using a number of neuroanatomical and neurophysiological methods. Anatomical characterisation of the AL in a number of orthopteran species made it possible to deduce a model concerning the evolution of microglomeruli. These neuropil structures, constituting the first relay centres in the olfactory information pathway of the desert locust, seem to have evolved through fragmentation of multicompartmented unique glomeruli elicited by changes in the architecture of olfactory receptor- and projection neurons. The function and plasticity of the AL was investigated by characterising the response characteristics of olfactory projection neurons in 1st, 3rd, 5th and adult solitary and gregarious locusts by means of intracellular recording and staining methods while stimulating with behaviourally relevant odours. This characterisation revealed stage- and phase-dependent plasticity in the olfactory pathway, including changes and differences in response spectra and sensitivity of olfactory projection neurons. These changes were linked with morphological changes within the AL. Plasticity of olfactory information processing and aggregation behaviour in adult gregarious locusts was also studied in relation to age and juvenile hormone (JH) level. Locusts containing a high level of JH, i. e. old locusts and locusts injected with JH, displayed an impairment of the central olfactory system that was reflected in a diminished behavioural response to the main adult aggregation pheromone component, phenylacetonitrile. Locusts containing a low level of JH, on the other hand, displayed a fully functional olfactory system and a positive response to the tested pheromone component. The morphology and ramification pattern of immunocytochemically identified aminergic and neuropeptidergic neurons were investigated as a first step toward unravelling their potential role in olfactory information processing. This study revealed a number of novel interneurons innervating the AL showing immunoreactivity to serotonin, histamine, locustatachykinin, leucokinin and FMRFamide
Möjliga hälsoeffekter i samband med klimatförändring i Europa
No full textDen pågående klimatförändringen har lett till en oro om hur den kan påverka såväl vår hälsa som djurhälsan
The paradox of plant preference: The malaria vectors Anopheles gambiae and Anopheles coluzzii select suboptimal food sources for their survival and reproduction
No full textAnopheles gambiae and Anopheles coluzzii mosquitoes, two major malaria vectors in sub-Saharan Africa, exhibit selectivity among plant species as potential food sources. However, it remains unclear if their preference aligns with optimal nutrient intake and survival. Following an extensive screening of the effects of 31 plant species on An. coluzzii in Burkina Faso, we selected three species for their contrasting effects on mosquito survival, namely Ixora coccinea, Caesalpinia pulcherrima, and Combretum indicum. We assessed the sugar content of these plants and their impact on mosquito fructose positivity, survival, and insemination rate, using Anopheles coluzzii and Anopheles gambiae, with glucose 5% and water as controls. Plants displayed varying sugar content and differentially affected the survival, sugar intake, and insemination rate of mosquitoes. All three plants were more attractive to mosquitoes than controls, with An. gambiae being more responsive than An. coluzzii. Notably, C. indicum was the most attractive but had the lowest sugar content and offered the lowest survival, insemination rate, and fructose positivity. Our findings unveil a performance-preference mismatch in An. coluzzii and An. gambiae regarding plant food sources. Several possible reasons for this negative correlation between performance and preference are discussed
- …
