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Fine Structure of the Antennal Glands of the Ant Nest Beetle Paussus favieri (Coleoptera, Carabidae, Paussini).Corresponding author
No full textThe antennae of the ant nest beetle Paussus favieri are studied by using both SEM and TEM. In the myrmecophilous genus Paussus, these structures are composed of three joints: scape, pedicel and a wide third joint, the ‘‘antennal club’’, resulting from the fusion of antennomeres A3–A11 (flagellum). The antennal club shows an exceptional glandular activity, with the presence of pores mostly crowded in special hairless cuticular areas, surrounding the base of single setae, grouped at the base of tufts of setae, or positioned inside deep pockets that store the secretions, with filiform material arising from them. The surface of A1 and A3 are covered by mechanoreceptors, modified to spread the glandular exudates, while the chemoreceptors are restricted to the apex of the club. The fine structural analysis shows a great number of antennal glands, that can be referred to three main typologies: type A (GhA) bi-cellular, composed of a large secretory cell and a small duct cell, positioned close to the antennal surface; type B (GhB), tri-cellular, composed of two secretory cells and one duct cell, less frequent and positioned deep inside the antennal club; type C (GhC), rare, located deeply within the antennal lumen, in the vicinity of the trophocytes. This complexity indicates that more than one substance could be released from the antennae. Possible functional aspects of the secretions dealing with symbiotic interaction with the host ants are discussed
The sensory structures of the antennal flagellum in Hyalesthes obsoletus (Hemiptera: Fulgoromorpha: Cixiidae): A functional reduction?
Full text linkDespite their relevance as harmful pests on plants of economic importance, Hemiptera Fulgoromorpha have been poorly studied as regards their antennal sensory structures. In particular, the flagellum has been neglected and, therefore, to date there are no data on its structural organization and sensory equipment. In order to fill this gap, we carried out a study on the sensillum types and distribution on the flagellum of the planthopper Hyalesthes obsoletus Signoret, an efficient vector of the stolbur phytoplasma, the cause of various crop diseases. In this cixiid species the antenna is composed of three segments, the scape, an enlarged pedicel and a long flagellum. This latter is made of a single segment and presents a basal, bulb-like enlargement from which two processes arise, a short spur and a long arista. Combining scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and focused ion beam investigations, we discovered the presence of a total number of 6 sensilla, belonging to 4 different types: a single scolopidium extending from the bulb to the arista, three sensilla styloconica within the cuticular spur and two different sensilla coeloconica inside the bulb. As far as structural data can suggest, these sensilla might be involved in the perception of mechanical stimuli (possibly air-borne vibrations), temperature and humidity variations and CO2 concentration. The strong reduction in sensillum number in this species is discussed as possible functional specialization of the flagellum itself. The ultrastructure of the sensilla in the flagellum of a species of Fulgoromorpha is here presented for the first time
Le strutture sensoriali del flagello di Hyalesthes obsoletus: una riduzione funzionale?
No full textHyalesthes obsoletus Signoret (Hemiptera, Fulgoromorpha, Cixiidae), vettore naturale
del fitoplasma agente causale del Legno nero della vite, è un ampelofago occasionale. In
Europa e nel bacino del Mediterraneo l’insetto può svolgere il suo ciclo di sviluppo
preimmaginale a carico di diverse piante spontanee (Urtica dioica, Convolvulus
arvensis, Calystegia sepium, Lavandula hybrida, Lavandula angustifolia, Cardaria
draba e Vitex agnus-castus). I meccanismi sensoriali che permettono al fitofago di
localizzare i conspecifici per l’accoppiamento e le potenziali piante ospiti per
l’alimentazione e l’ovideposizione fanno capo agli organi di senso localizzati sulle
antenne. Le conoscenze relative alle strutture antennali di questo gruppo di insetti sono
abbastanza scarse, pertanto scopo di questo lavoro è stata l’indagine ultrastrutturale dei
sensilli presenti sul flagello di H. obsoletus. In questa specie il flagello è in realtà ridotto
ad un singolo articolo antennale piuttosto allungato, che presenta una parte apicale che
tende ad assottigliarsi fino all’apice, mentre nella parte basale si allarga a formare una
sorta di bulbo. Il bulbo è caratterizzato dalla presenza di un’apertura distale e, sempre
nella parte distale, da uno sperone cuticolare tripartito. Sezioni seriate longitudinali e
trasversali osservate al microscopio elettronico a trasmissione hanno messo in evidenza
la presenza di un singolo scolopidio localizzato nel lume del flagello. A livello del bulbo,
in corrispondenza dell’apertura, sono stati riscontrati due sensilli celoconici con
caratteristiche morfologiche ben distinte. Lo sperone è costituito dalla fusione di tre
sensilli stiloconici separati nella parte apicale. Il ruolo che queste strutture sensoriali
potrebbero avere nella biologia di H. obsoletus viene discusso, con particolare
riferimento alla riduzione funzionale dei sensilli a livello del flagello e la totale assenza
del comparto sensoriale olfattivo
Identification and ultrastructure of a putative sex pheromone gland in Aphidius ervi and its involvement in reproductive biology
No full textOlfactory responses and sensilla morphology of Hyalesthes obsoletus Signoret Hemiptera: Fulgoromorpha: Cixiidae)
No full textHyalesthes obsoletus is a palearctic planthopper, natural vector of a yellow disease (Bois noir) to grapevine. Grapevine represents only an accidental plant host for this planthopper while its whole life cycle occurs mainly on bindweed and hedge bindweed (Germany and France), nettle (Germany and Italy) and chaste tree (Israel). Behavioural, morphological and electrophysiological studies were carried out in order to deepen the knowledge on the role of volatile organic compounds in H. obsoletus host plant recognition. Bioassays were performed by using a Y-olfactometer, testing the following plant species: nettle, bindweed, hedge bindweed, chaste tree and grapevine. Results showed a significant attraction of females to nettle and of males to chaste tree; males showed also a significant “non-attractiveness” for hedge bindweed. Antennal ultrastructural studies showed the presence of at least two typologies of olfactory sensilla, at the level of the pedicel: ”plaque organs”, and trichoid sensilla. Volatile organic compounds (VOCs) from nettle and chaste tree were collected, and the extracts analysed by coupling gas-cromatography to both electroantennography (GC-EAD) and mass-spectrometry (GC-MS). The VOCs were identified, and some of them were shown to elicit significant electrophysiological responses on male and female antennae. The identification of biologically active compounds and the study of behavioural mechanisms involved in host recognition are of fundamental importance to develop a new possible strategy of monitoring and control of H. obsoletus
Risposte olfattive di adulti di Hyalesthes obsoletus ai composti volatili di alcune piante ospiti
No full textHyalesthes obsoletus Signoret (Hemiptera: Fulgoromorpha: Cixiidae) è il vettore
naturale del fitoplasma agente causale del Legno Nero (LN) della vite. Il LN è il
giallume della vite più diffuso in Europa e nel bacino del Mediterraneo, nonchè il più
importante fattore limitante per questa coltura. Le caratteristiche genetiche, fisiche,
metaboliche, comportamentali e sensoriali dell'insetto sono i vincoli per la scelta delle
piante ospiti, scelta che per quanto riguarda H. obsoletus avviene allo stadio adulto.
Sono stati intrapresi studi comportamentali, morfologici ed elettrofisiologici per
approfondire le conoscenze sul ruolo svolto dai composti volatili organici nel processo di
localizzazione delle piante ospiti da parte di H. obsoletus.
I test comportamentali sono stati condotti in un olfattometro a due vie. Le piante ospiti
analizzate sono state: Urtica dioica, Convolvolus arvensis, Calystegia sepium, Vitex
agnus-castus e Vitis vinifera. Per ogni sorgente odorosa (stimolo vs bianco) sono stati
osservati singolarmente 60 individui di sesso femminile e 60 individui di sesso maschile.
Le prove hanno evidenziato un’attrazione significativa degli individui di sesso femminile
nei confronti di U. dioica e degli individui di sesso maschile nei confronti di V. agnuscastus.
Indagini ultrastrutturali delle antenne hanno evidenziato la presenza di almeno due
tipologie di sensilli olfattivi posizionati a livello del pedicello. Il primo tipo è
rappresentato da strutture complesse conosciute in letteratura come “plaque organs”,
innervate da diverse decine di neuroni sensoriali. Il secondo tipo è costituito da sensilli
tricoidei innervati ciascuno da 2 neuroni sensoriali.
Sono state effettuate estrazioni in flusso d’aria delle sostanze volatili emesse dalle piante
ospiti e gli estratti sono stati analizzati mediante gascromatografia abbinata sia ad
elettroantennografia (GC-EAD) che a spettrometria di massa (GC-MS). Sono stati
identificati composti volatili in grado di indurre significative risposte elettrofisiologiche
sulle antenne di entrambe i sessi del cixide. La conoscenza di tali molecole e dei
meccanismi comportamentali coinvolti nel riconoscimento dell'ospite vegetale
costituiscono un punto cruciale per la messa a punto di nuove strategie di monitoraggio e
di controllo di H. obsoletus
Localizzazione delle piante ospiti da parte di Hyalesthes obsoletus: studi comportamentali, morfologici ed elettrofisiologici
No full textHyalesthes obsoletus è il vettore naturale del Legno Nero della vite, fitoplasmosi diffusa in
Europa e nel bacino del Mediterraneo, nonchè importante fattore limitante per questa
coltura. Sono stati intrapresi studi comportamentali, morfologici ed elettrofisiologici per
approfondire le conoscenze sul ruolo svolto dai composti volatili organici nel processo di
localizzazione delle piante ospiti da parte di H. obsoletus. Le prove comportamentali sono
state condotte in un olfattometro a 2 vie, saggiando singolarmente 60 maschi e 60
femmine con le seguenti piante: Urtica dioica, Convolvolus arvensis, Calystegia sepium,
Vitex agnus-castus e Vitis vinifera. Le prove hanno evidenziato un’attrazione significativa
delle femmine nei confronti di U. dioica e dei maschi nei confronti di V. agnus-castus.
Indagini ultrastrutturali delle antenne hanno evidenziato la presenza di almeno due
tipologie di sensilli olfattivi a livello del pedicello. Il primo tipo è rappresentato da strutture
complesse conosciute in letteratura come “plaque organs”, innervate da diverse decine
di neuroni sensoriali. Il secondo tipo è costituito da sensilli tricoidei innervati ciascuno da 2
neuroni sensoriali. Infine, sono state effettuate estrazioni in flusso d’aria delle sostanze
volatili emesse dalle piante ospiti, e gli estratti sono stati analizzati mediante gascromatografia
abbinata sia ad elettroantennografia (GC-EAD) che a spettrometria di
massa (GC-MS). I composti in grado di indurre significative risposte elettrofisiologiche sulle
antenne di entrambi i sessi sono stati identificati. La conoscenza di tali molecole e dei
meccanismi comportamentali coinvolti nel riconoscimento dell'ospite costituiscono un
punto cruciale per la messa a punto di strategie di monitoraggio e di controllo del vettore
del Legno Nero
Risposte olfattive di adulti di Hyalesthes obsoletus ai composti di alcune piante ospiti.
No full textHyalesthes obsoletus Signoret is a palearctic planthopper and its plant host choice is made at the adult stage, while the larvae feed and develop on the root systems of the host plants. In the present study, behavioural, morphological and electrophysiological analysis were carried out to deepen our knowledge of the role of volatile organic compounds in H. obsoletus host-plant recognition. Bioassays were performed using a Y-olfactometer, with test on the following plants: nettle, bindweed, hedge bindweed, chaste tree and grapevine. The results show a significant attraction of females to nettle and of males to chaste tree
Perception of Host Plant Volatiles in Hyalesthes obsoletus: Behavior, Morphology, and Electrophysiology
No full textThe Palearctic planthopper Hyalesthes obsoletus
is the natural vector of the grapevine yellow disease Bois
noir. Grapevine is an occasional host plant of this polyphagous
planthopper. To deepen our knowledge of the role
of plant volatile organic compounds for H. obsoletus host
plant searching, we carried out behavioral, morphological,
and electrophysiological studies. We tested the attraction
of H. obsoletus to nettle, field bindweed, hedge bindweed,
chaste tree, and grapevine by using a Y-shaped olfactometer.
The results showed a significant attraction of male H.
obsoletus to chaste tree, and of the females to nettle. Male
H. obsoletus were repelled by odor from hedge bindweed.
Ultrastructural studies of the antennae showed at least two
types of olfactory sensilla at the antennal pedicel: plaque
organs and trichoid sensilla. Volatile organic compounds
from nettle and chaste tree were collected, and the extracts
were analyzed by coupling gas-chromatography to both
mass-spectrometry and electroantennography. The volatile
organic compounds that elicited electrophysiological
responses in male and female antennae were identified.
These findings are discussed with respect to behavior of
H. obsoletus males and females in the field
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