Studies on the chemical ecology and physiology of the mating strategy of Schistocerca gregaria

• Applicant: Professor Dr. Hans-Jörg Ferenz
• Subject Area: Animal Physiology and Biochemistry
• Term: from 2002 to 2005
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5376210

Wüstenheuschrecken (Schistocerca gregaria) können in sehr unterschiedlichen Populationsdichten auftreten. An diese regelmäßigen Dichteschwankungen sind sie durch die Ausprägung von morphologisch und physiologisch unterscheidbaren Phasen angepasst. Die Populationsdichte beeinflusst ebenfalls das Paarungsverhalten: gregäre Männchen bilden in Anpassung an hohe Individuendichten Phenylacetonitril (PAN), mit dem sie sich im Schwarm nicht nur als Männchen kennzeichnen, sondern insbesondere während der Paarung und der anschließenden Bewachung des Weibchens (mate guarding) sich und ihre Partnerin von Attacken konkurrierender Männchen schützen. PAN wird vermutlich im Thoraxbereich gebildet. Bildungsort und Biochemie der Synthese sollen aufgeklärt werden. Wir haben ein methanollösliches Neuropeptid isoliert, dass die PAN-Bildung stimuliert. Bildungsort und Titer dieses Peptidhormons sollen nun immunologisch bestimmt werden. Die gregären Weibchen spielen offensichtlich nicht nur eine passive Rolle bei der Paarung, sondern signalisieren vermutlich den richtigen Zeitpunkt zur Kopulation durch spezifische Duftstoffe. Ob ein solches Paarungssignal wirklich existiert und welche chemische Substanz für dieses Signal benutzt wird, soll u.a. in diesem Vorhaben untersucht werden. In die Analyse möglicher Adaptationen im Paarungsverhalten an die spezifischen Bedingungen hoher Populationsdichten sollen andere Schistocerca-Arten einbezogen werden, deren verwandtschaftliche Nähe zu S. gregaria wir molekulargenetisch analysieren wollen. Von besonderem Interesse ist die mutmaßlich permanent solitäre südafrikanische Unterart S. gregaria flaviventris, an der das Paarungsverhalten bei niedriger Populationsdichte untersucht werden kann. Welche Paarungsstrategien andere gregarisierende Heuschreckenarten wie Locusta migratoria, Locustana pardalina, Nomadacris septemfasciata verwenden und inwieweit sich hier ebenfalls chemisch-olfaktorische Adaptationen an schwankende Populationsdichten finden, soll in vergleichenden Untersuchungen aufgeklärt werden.

• DFG Programme: Research Grants