Published March 27, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Aphid-Ant Relationships: The Role of Cuticular Hydrocarbons and Different Chemical Stimuli in Triggering Mutualistic Behavior

Creators

  • 1. Humboldt-Universität zu Berlin
  • 2. Plant Protection Institute
  • 3. Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem
  • 4. Desert Research Center
  • 5. Centre for Agricultural Research
  • 6. Damietta University
  • 7. University of Nebraska–Lincoln

Description

In ant-aphid interactions, various aphid species offer honeydew to the ant partner and increase their density by ant attendance, whilst others never attend ant species, in which case ants tend to treat them as prey. In this regard, ants should have the ability to distinguish myrmecophile aphid species from non-mutualistic species, so that mutualistic aphids will be accepted as partners rather than prey. Although ant-aphid interactions are now the focus of chemical ecology studies, the role of the different chemical stimuli in determining mutualistic interactions has not been completely clarified. Therefore, we have investigated the cuticular hydrocarbon profile of four myrmecophiles aphid species using GC-MS. We also investigated the behavior of the worker-ants (Lasius niger L., Hymenoptera: Formicidae) to different chemical stimuli derived from aphids. We applied four treatments and found that the behavior of the ant workers varied depending on the source of the different treatments. In particular, the real aphid Aphis pomi and the sugar solution proved to be the most attractive to the ants, while the presence of pure extract of the individuals is enough to disturb the behavior of the ants. We provide evidence that the key stimuli of the tending behavior could be the CHC patterns of the aphids and the CHC profile of the aphids tends to be genus specific. This research will promote further investigations to test the behavior of ant workers towards other species of aphids and treatment combinations.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في تفاعلات الجراثيم المضادة، تقدم أنواع مختلفة من المن من العسل لشريك النمل وتزيد من كثافتها عن طريق حضور النمل، في حين أن البعض الآخر لا يحضر أنواع النمل، وفي هذه الحالة يميل النمل إلى معاملتها كفريسة. في هذا الصدد، يجب أن يكون للنمل القدرة على التمييز بين أنواع المن المولع بالنباتات من الأنواع غير التبادلية، بحيث يتم قبول المن التبادلي كشركاء بدلاً من فريسة. على الرغم من أن التفاعلات المضادة للالتهابات هي الآن محور دراسات البيئة الكيميائية، إلا أن دور المحفزات الكيميائية المختلفة في تحديد التفاعلات المتبادلة لم يتم توضيحه بالكامل. لذلك، قمنا بالتحقيق في ملف الهيدروكربون الجليدي لأربعة أنواع من المن myrmecophiles باستخدام GC - MS. كما قمنا بالتحقيق في سلوك العمال (Lasius niger L.، Hymenoptera: Formicidae) إلى المحفزات الكيميائية المختلفة المشتقة من المن. طبقنا أربعة علاجات ووجدنا أن سلوك عمال النمل يختلف اعتمادًا على مصدر العلاجات المختلفة. على وجه الخصوص، ثبت أن المن الحقيقي POMI ومحلول السكر هو الأكثر جاذبية للنمل، في حين أن وجود مستخلص نقي من الأفراد يكفي لإزعاج سلوك النمل. نحن نقدم دليلاً على أن المحفزات الرئيسية لسلوك الميل يمكن أن تكون أنماط CHC للمن وأن ملف تعريف CHC للمن يميل إلى أن يكون محددًا بالجنس. سيشجع هذا البحث على إجراء المزيد من التحقيقات لاختبار سلوك عمال النمل تجاه الأنواع الأخرى من المن ومجموعات العلاج.

Translated Description (French)

Dans les interactions entre les fourmis et les pucerons, diverses espèces de pucerons offrent du miellat au partenaire de la fourmi et augmentent leur densité en fréquentant la fourmi, tandis que d'autres ne fréquentent jamais les espèces de fourmis, auquel cas les fourmis ont tendance à les traiter comme des proies. À cet égard, les fourmis devraient avoir la capacité de distinguer les espèces de pucerons myrmécophiles des espèces non mutualistes, de sorte que les pucerons mutualistes soient acceptés comme partenaires plutôt que comme proies. Bien que les interactions ant-aphide soient maintenant au centre des études d'écologie chimique, le rôle des différents stimuli chimiques dans la détermination des interactions mutualistes n'a pas été complètement clarifié. Par conséquent, nous avons étudié le profil d'hydrocarbures cuticulaires de quatre espèces de pucerons myrmécophiles en utilisant GC-MS. Nous avons également étudié le comportement des travailleurs-ants (Lasius niger L., Hymenoptera : Formicidae) à différents stimuli chimiques dérivés des pucerons. Nous avons appliqué quatre traitements et constaté que le comportement des ouvrières fourmis variait en fonction de la source des différents traitements. En particulier, le vrai puceron Aphis pomi et la solution de sucre se sont avérés les plus attrayants pour les fourmis, tandis que la présence d'extrait pur des individus suffit à perturber le comportement des fourmis. Nous fournissons des preuves que les stimuli clés du comportement de soins pourraient être les modèles CHC des pucerons et le profil CHC des pucerons a tendance à être spécifique au genre. Cette recherche favorisera d'autres recherches pour tester le comportement des travailleurs fourmis envers d'autres espèces de pucerons et des combinaisons de traitements.

Translated Description (Spanish)

En las interacciones entre hormigas y áfidos, varias especies de áfidos ofrecen mielada a la pareja de la hormiga y aumentan su densidad por la presencia de hormigas, mientras que otras nunca asisten a las especies de hormigas, en cuyo caso las hormigas tienden a tratarlas como presas. En este sentido, las hormigas deben tener la capacidad de distinguir las especies de áfidos mirmecófilos de las especies no mutualistas, de modo que los áfidos mutualistas sean aceptados como compañeros en lugar de presas. Aunque las interacciones entre hormigas y áfidos son ahora el foco de los estudios de ecología química, el papel de los diferentes estímulos químicos en la determinación de las interacciones mutualistas no se ha aclarado por completo. Por lo tanto, hemos investigado el perfil de hidrocarburos cuticulares de cuatro especies de áfidos mirmecófilos utilizando GC-MS. También investigamos el comportamiento de las hormigas obreras (Lasius niger L., Hymenoptera: Formicidae) a diferentes estímulos químicos derivados de los áfidos. Aplicamos cuatro tratamientos y encontramos que el comportamiento de las hormigas obreras variaba dependiendo de la fuente de los diferentes tratamientos. En particular, el pulgón real Aphis pomi y la solución de azúcar demostraron ser los más atractivos para las hormigas, mientras que la presencia de extracto puro de los individuos es suficiente para perturbar el comportamiento de las hormigas. Proporcionamos evidencia de que los estímulos clave del comportamiento de atención podrían ser los patrones de AHC de los pulgones y el perfil de AHC de los pulgones tiende a ser específico del género. Esta investigación promoverá más investigaciones para probar el comportamiento de los trabajadores de las hormigas hacia otras especies de pulgones y combinaciones de tratamiento.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
العلاقات بين المن والنمل: دور الهيدروكربونات الجلدية والمحفزات الكيميائية المختلفة في تحفيز السلوك التبادلي
Translated title (French)
Relations puceron-anti : le rôle des hydrocarbures cuticulaires et des différents stimuli chimiques dans le déclenchement d'un comportement mutualiste
Translated title (Spanish)
Relaciones entre áfidos y hormigas: el papel de los hidrocarburos cuticulares y los diferentes estímulos químicos en el desencadenamiento del comportamiento mutualista

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393217288
DOI
10.3390/agriculture14040529

Is supplement to
https://openalex.org/W4253368447 (Other)
https://openalex.org/W4247937450 (Other)
https://openalex.org/W4235719315 (Other)
https://openalex.org/W4206279540 (Other)
https://openalex.org/W3157230401 (Other)
https://openalex.org/W3136583278 (Other)
https://openalex.org/W2165667731 (Other)
https://openalex.org/W2038224759 (Other)
https://openalex.org/W1972452301 (Other)
https://openalex.org/W1631387916 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1519419898
  • https://openalex.org/W1965280864
  • https://openalex.org/W1976449260
  • https://openalex.org/W1977854101
  • https://openalex.org/W1987002081
  • https://openalex.org/W1999146773
  • https://openalex.org/W2034118790
  • https://openalex.org/W2037037162
  • https://openalex.org/W2048399174
  • https://openalex.org/W2062550053
  • https://openalex.org/W2071197507
  • https://openalex.org/W2075663759
  • https://openalex.org/W2075948023
  • https://openalex.org/W2076855677
  • https://openalex.org/W2096782309
  • https://openalex.org/W2097434261
  • https://openalex.org/W2101621002
  • https://openalex.org/W2105086188
  • https://openalex.org/W2132675997
  • https://openalex.org/W2139813025
  • https://openalex.org/W2159162684
  • https://openalex.org/W2170878417
  • https://openalex.org/W2268361674
  • https://openalex.org/W2307725084
  • https://openalex.org/W2317925205
  • https://openalex.org/W2329233042
  • https://openalex.org/W2760839072
  • https://openalex.org/W2790209888
  • https://openalex.org/W2969833116
  • https://openalex.org/W3042545044
  • https://openalex.org/W3158731775
  • https://openalex.org/W38220382
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W4310235311