Source of alarm substances in crayfish and their preliminary chemical characterization

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Abstract:

We tested the hypothesis that hemolymph contains alarm substances in the crayfish Procambarus clarkii (Girard, 1852) and collected preliminary information on their chemical nature in this species. We analyzed crayfish responses in the presence of different test solutions in four experiments. The crayfish displayed an alerted behavior (i.e., feeding and locomotion were inhibited) in the presence of solutions containing different concentrations of hemolymph combined with food odor. However, hemolymph lost its bioactivity when tested 24 h after its extraction but maintained its ability to elicit alerted responses when diluted in a solution containing L-ascorbic acid. This may suggest that crayfish alarm molecules are degraded with time by oxidation. Microbial activity did not lead to the degradation of alarm substances, since hemolymph activity still declined after 24 h even if extracted and preserved in sterile conditions. Hemolymph molecules less than 5 kDa fractionated from hemolymph showed a strong bioactivity and were still bioactive after 24 h at 20 °C. As the 5 kDa fractioning eliminates all enzymes, we hypothesize that alarm substances are degraded through enzymatic reactions. Finally, we propose that alarm substances are peptides involved in the hemolymph clotting process.

Nous avons vérifié l'hypothèse selon laquelle l'hémolymphe de l'écrevisse Procamburus clarkii (Girard, 1852) contient des substances d'alerte et nous avons obtenu des renseignements préliminaires sur leur nature chimique chez cette espèce. Nous avons aussi analysé les réactions des écrevisses à la présence de différentes solutions d'essai dans le cadre de quatre expériences. Les écrevisses ont une comportement troublé (c.-à-d., une inhibition de l'alimentation et des déplacements) en présence de solutions contenant différentes concentrations d'hémolymphe combinées à l'odeur de nourriture. Cependant, l'hémolymphe n'a plus d'activité biologique lorsqu'elle est testée 24 h après l'extraction; elle provoque cependant des réactions de trouble lorsqu'elle est diluée dans une solution qui contient de l'acide L-ascorbique. Cela peut indiquer que les molécules d'alerte des écrevisses se dégradent avec le temps par oxydation. L'activité microbienne ne cause pas de dégradation des substances d'alerte, puisque l'activité de l'hémolymphe continue à décroître au bout de 24 h, même si elle est extraite et conservée en conditions stériles. Des molécules de l'hémolymphe plus petites que 5 kDa fractionnées de l'hémolymphe ont une forte activité biologique et elles la conservent après 24 h à 20 °C. Puisque le fractionnement à 5 kDa élimine toutes les enzymes, nous émettons l'hypothèse que les substances d'alerte sont dégradées par des réactions enzymatiques. Enfin, nous croyons que les substances d'alarme sont des peptides impliqués dans le processus de coagulation de l'hémolymphe.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2005

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