Functional morphology of Bactrocera oleae Gmel. (Diptera: Tephritidae) tarsal chemosensilla involved in interactions with the host-plant

Abstract

The Olive fruit fly, Bactrocera oleae (Gmel.), is the principal insect pest insect on olives in the Mediterranean Region. Observations through scanning and transmission electron microscopy evidence contact-chemosensilla trichodea on the ventral side of each 2nd to 5th prothoracic tarsomeri. These sensilla look very similar to one another, although rather varied in size, and show uniporous, bluntly tipped hair-shaft. Also the sensillum cellular components display almost the same features in all sensilla: 5 sensory neurons per sensillum, one of which ending with a tubular body at the hair-shaft base (hence representing a mechanosensory element), whereas the other 4 neurons send each an undivided dendrite into the dendritic channel of the biluminal hair- shaft. On the 5th tarsomere the mentioned sensilla are 8-10 distributed as follows: a pair medial at the tarsomere distal margin, and the rest in two subdistal, sublateral groups of 3-4 elements each. Detailed observations and relative illustrations of cuticular and cellular components of the 2 medial sensilla (“C”) are herein reported. Direct contacts between sensory neuron somata have been observed, which might be indicative of possible peripheral interactions between sensory neurons. Behavioural bioassays confirm oogenesis and oviposition stimulation in B. oleae female through tarsal contact with host-plant substances such as Oleuropein and its demolition products (e.g., Pyrocatechin). Electrophysiological bioassays on “C” sensilla evidence a response to Oleuropein and Pyrocatechin, and confirm the above mentioned possibility of interactions between the sensory neurons.

Key words: behaviour, contact chemoreceptor, electrophysiology, Oleuropein, olive fruit fly, oogenesis stimulants, oviposition, Pyrocatechin, sensory neurons, sheath cells, somata contacts, ultrastructure.

MORFOLOGIA FUNZIONALE DEI CHEMIOSENSILLI TARSALI DI bacTrocera oleae GMEL. (DIPTERA: TEPHRITIDAE) IMPEGNATI IN INTERAZIONI CON LA PIANTA OSPITE.

La Mosca delle olive (Bactrocera oleae Gmel.) è notoriamente il principale insetto dannoso alle olive nella regione mediterranea. Prove comportamentali hanno dimostrato che sostanze contenute nelle drupe, come il glucoside Oleuropeina, provocano per contatto nella Mosca un aumento della oogenesi. È presumibile che in natura detta interazione insetto-pianta possa avvenire mediante i chemiorecettori tarsali della Mosca durante l’azione esplorativa della medesima sulle olive.

Osservazioni al microscopio elettronico a scansione e a trasmissione mettono in luce la presenza di sensilli tricoidei gustativi sulla faccia ventrale di ciascuno dei tarsomeri protoracici dal 2° al 5°. Detti sensilli appaiono esteriormente molto simili tra loro, benché di varie dimensioni, nel senso che presentano tutti un pelo sensoriale con apice arrotondato e provvisto di un poro. Anche le componenti cellulari risultano molto simili, presentando, ciascuno dei sensilli, 5 neuroni sensoriali, dei quali uno terminante alla base del pelo con un corpo tubulare (elemento meccanorecettore), mentre gli altri 4 invadono indivisi il canale dendritico del pelo medesimo. Nel 5° tarsomero i sensilli in questione sono in numero di 8-10, un paio mediali al margine distale del tarsomero, e gli altri in due gruppi subdistali e sublaterali di 3-4 elementi ciascuno.

Si riportano in dettaglio i risultati di osservazioni morfologiche fini e relativa documentazione elettronmicrografica dei due sensilli apicali menzionati (i sensilli “C”). In questi ultimi sono stati messi in luce anche contatti diretti tra somata dei neuroni sensoriali, i quali potrebbero rappresentare la base morfologica di interazioni periferiche tra neuroni dello stesso sensillo.

Biosaggi comportamentali hanno confermato l’azione stimolante l’oogenesi e l’ovideposizione sulla Mosca, per contatto tarsale, da parte di sostanze contenute nelle olive, quali Oleuropeina e relativi prodotti di demolizione (es. Pirocatechina). Mentre parallelamente, biosaggi elettrofisiologici hanno evidenziato che i sensilli “C” rispondono al contatto con Oleuropeina e Pirocatechina, confermando inoltre la possibilità di interazioni periferiche tra i neuroni sensoriali del medesimo sensillo.

Parole chiave: cellule avvolgenti, comportamento, contatti tra somata, elettrofisiologia, Mosca delle olive, neuroni sensoriali, Oleuropeina, Pirocatechina, sensilli gustativi, stimolazione oogenesi, ultrastruttura.