Pea aphid, Acyrthosiphon pisum, cornicle ontogeny as an adaptation to differential predation risk

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Aphids possess unique anatomical structures called cornicles through which a defensive secretion containing alarm pheromone is often emitted when a predator attacks an aphid. The levels of alarm pheromone in cornicle droplets from the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris), vary considerably during development; however, it is not clear how the length of the cornicle changes during ontogeny. The length of the cornicle relative to the lengths of other body structures may have profound effects on aphid defense and alarm signal diffusion. Using previously published morphological measurements of pea aphids and observing interactions between pea aphids and multicolored Asian ladybird beetles, Harmonia axyridis Pallas, it was observed that pea aphid cornicles elongate proportionally more than other body parts during the first four instars, when alarm-pheromone levels have peaked, than during the fifth (adult) instar, when pheromone levels decline. Pea aphids also are more likely to emit cornicle droplets and daub them onto a predator when the cornicles are undergoing such rapid growth. We suggest that because of a high risk of predation, rapid cornicle growth in juveniles has evolved both for individual defense and for the inclusive fitness benefits of alarm signaling.

Les aphides possèdent des structures anatomiques particulières, les cornicules, par lesquels sont émises une sécrétion de défense et une phéromone d'alerte lors de l'attaque d'un prédateur. Les concentrations de phéromone d'alerte dans les gouttelettes issues des cornicules du puceron du pois, Acyrthosiphon pisum (Harris), varient considérablement au cours du développement; cependant, les changements dans la longueur des cornicules au cours de l'ontogenèse sont mal connus. La longueur des cornicules, par rapport à la longueur d'autres structures du corps, peut avoir des effets marqués sur la défense de l'aphide et la diffusion du signal d'alarme. À l'aide de mesures morphologiques déjà publiées du puceron du pois et de l'observation des interactions entre des pucerons du pois et des coccinelles asiatiquesHarmonia axyridis Pallas, nous avons découvert que les cornicules du puceron s'allongent proportionnellement plus que les autres parties du corps pendant les quatre premiers stades, au moment où les concentrations de phéromone d'alerte atteignent leur maximum, par opposition au cinquième stade (adulte) où les concentrations déclinent. Les pucerons sont aussi plus susceptibles d'émettre des gouttelettes par les cornicules et d'en badigeonner un prédateur éventuel pendant cette période de croissance rapide. Nous croyons qu'à cause du fort risque de prédation, la croissance rapide des cornicules chez les jeunes a évolué de façon à assurer la défense individuelle aussi bien que le fitness de tout le groupe par la production d'un signal d'alarme.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2002

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