Alarm pheromone induces a transgenerational wing polyphenism in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum

Authors: Podjasek, Joshua O; Bosnjak, Lisa M; Brooker, Daniel J; Mondor, Edward B

Source: Canadian Journal of Zoology, Volume 83, Number 8, August 2005 , pp. 1138-1141(4)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

In response to increased predation risk, many organisms exhibit transgenerational polyphenisms whereby offspring have behavioural and (or) morphological adaptations to avoid natural enemies. The mechanisms underlying altered phenotypic expression, however, are not well understood. Aphids commonly exhibit a transgenerational wing-induction polyphenism in response to predators and parasitoids, but the stimuli inducing winged offspring production have not yet been identified. As aphids commonly emit the alarm pheromone (E)--farnesene (EBF) when physically attacked, this compound is a reliable signal of increased predation risk for asexual conspecifics. Here we show that maternal detection of EBF induces a transgenerational wing polyphenism in offspring of the pea aphid, Acyrthosiphon pisum (Harris, 1776). In response to 50, 500, or 5000 ng of EBF vapor, aphids responded with 2.5-, 5.0-, and 6.0-fold increases in winged offspring production, respectively. Thus, alarm pheromone may alter aphid transgenerational phenotypic expression, thereby influencing aphid – natural enemy dynamics.

En réaction à un risque accru de prédation, plusieurs organismes présentent des polyphénismes transgénérationnels par lesquels les rejetons possèdent des adaptations comportementales et (ou) morphologiques pour éviter les ennemis naturels. Les mécanismes qui sous-tendent cette expression phénotypique altérée sont, cependant, mal connus. Les pucerons présentent souvent un polyphénisme transgénérationnel d'induction des ailes en réaction aux prédateurs et aux parasitoïdes, mais les stimulus qui induisent la production de rejetons ailés restent à identifier. Comme les pucerons émettent couramment la phéromone d'alerte (E)--farnésène (EBF) lors d'attaques physiques, ce composé est un signal fiable d'un risque accru de prédation chez les individus asexués de la même espèce. Nous démontrons ici que la détection de l'EBF par la mère induit un polyphénisme alaire transgénérationnel chez les rejetons du puceron du pois, Acyrthosiphon pisum (Harris, 1776). Les pucerons augmentent par des facteurs respectifs de 2,5, 5,0 et 6,0 la production de rejetions ailés en réaction à des vapeurs d'EBF de 50, 500 et 5000 ng. La phéromone d'alerte peut ainsi modifier l'expression phénotypique transgénérationnelle chez les pucerons, influençant alors la dynamique entre les pucerons et leurs ennemis naturels.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2005

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