Chemical and morpho-functional aspects of the interaction between a Neotropical resin bug and a sticky plant

Rubus adenotrichos is an Andean blackberry plant bearing glandular trichomes which secrete an adhesive exudate. The resin bug Heniartes stali is frequently found on this plant and collects this exudate using the forelegs to enhance its preying capacity. Here, we describe the morphology of the plant’...

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Detalles Bibliográficos
Autores principales: Jiménez-Pomárico, Alejandra, Avila-Núñez, Jorge Luis, Oliveros-Bastidas, Alberto, Rojas Márquez, Foción, Avendaño, Marisabel, Uzcátegui, Denys, Mendoza, Rosa Virginia, Dávila Vera, Delsy, Rojas, Luis B., Aparicio, Rosa
Formato: Online
Idioma:eng
Publicado: Universidad de Costa Rica 2019
Acceso en línea:https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/33525
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Chemical and morpho-functional aspects of the interaction between a Neotropical resin bug and a sticky plant
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description Rubus adenotrichos is an Andean blackberry plant bearing glandular trichomes which secrete an adhesive exudate. The resin bug Heniartes stali is frequently found on this plant and collects this exudate using the forelegs to enhance its preying capacity. Here, we describe the morphology of the plant’s glandular trichomes with the aid of light and scanning electron microscopy, as well as the chemical components of the exudate by histochemical and gas chromatography-mass spectrometry analysis. We have also combined behavioral observations with the analysis of the insect leg morphology to identify possible morpho-functional adaptations evolved by H. stali for collecting the sticky secretions. Glandular trichomes exhibited a multicellular long stalk and a calyx-shaped head with radially aligned cells. The composition of the resinous fluid was mainly terpenes and phenolics, which may contribute to its sticky properties. Brush-like structures on the tibia of forelegs in H. stali suggests an adaptive trait for collecting the trichomes exudate. A profusely hair-covered area on metatibiae operated as a resin storage structure. Abundant pore-like openings were observed in the cuticle of this area through which substances could be conceivably secreted to prevent resin hardening. These findings combine morphological and chemical features of a fascinating insect-plant interaction in the Neotropics.
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title_alt Aspectos químicos y morfo-funcionales de la interacción entre un chinche neotropical de resina y una planta pegajosa
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spelling RBT335252022-06-13T14:22:19Z Aspectos químicos y morfo-funcionales de la interacción entre un chinche neotropical de resina y una planta pegajosa Chemical and morpho-functional aspects of the interaction between a Neotropical resin bug and a sticky plant Jiménez-Pomárico, Alejandra Avila-Núñez, Jorge Luis Oliveros-Bastidas, Alberto Rojas Márquez, Foción Avendaño, Marisabel Uzcátegui, Denys Mendoza, Rosa Virginia Dávila Vera, Delsy Rojas, Luis B. Aparicio, Rosa tricomas glandulares resina vegetal chinches asesinos interacción insecto-planta Heniartes stali Rubus adenotrichos glandular trichomes plant resin assassin bug insect-plant interaction Heniartes stali, Rubus adenotrichos Rubus adenotrichos es una planta de mora andina que contiene tricomas glandulares los cuales secretan un exudado pegajoso. El chinche de las resinas Heniartes stali se encuentra con frecuencia en esta planta recogiendo el exudado con sus patas delanteras para mejorar su capacidad en la captura de las presas. En este trabajo empleamos microscopía de luz y microscopía electrónica de barrido para describir la morfología de los tricomas. Los constituyentes químicos del exudado fueron estudiados mediante técnicas histoquímicas, de cromatografía de gases y espectrometría de masas. También combinamos observaciones del comportamiento del insecto en la recolección y almacenamiento del exudado con el análisis de la morfología de sus patas, empleando microscopía de luz y microscopía electrónica de barrido para identificar las posibles adaptaciones morfo-funcionales desarrolladas para la manipulación de estas secreciones adhesivas. Los tricomas glandulares exhibieron un tallo largo multicelular y una cabeza glandular en forma de cáliz con células alineadas radialmente. El fluido resinoso estaba compuesto principalmente por terpenos y compuestos fenólicos, los cuales parecen contribuir con sus propiedades adhesivas. La presencia de estructuras tipo pincel en las puntas de las tibias de las patas delanteras sugieren un carácter adaptativo para recoger el exudado de los tricomas. También describimos un área en las patas traseras profusamente cubierta de pelos, que funcionaban como estructuras de almacenamiento de la resina. En la cutícula de éstas observamos abundantes aberturas similares a poros y sugerimos que a través de ellos se secretan sustancias que impiden el endurecimiento de la resina almacenada. Estos hallazgos aportan información sobre características morfológicas y químicas de un novedoso modelo de interacción insecto-planta en el neotrópico. Rubus adenotrichos is an Andean blackberry plant bearing glandular trichomes which secrete an adhesive exudate. The resin bug Heniartes stali is frequently found on this plant and collects this exudate using the forelegs to enhance its preying capacity. Here, we describe the morphology of the plant’s glandular trichomes with the aid of light and scanning electron microscopy, as well as the chemical components of the exudate by histochemical and gas chromatography-mass spectrometry analysis. We have also combined behavioral observations with the analysis of the insect leg morphology to identify possible morpho-functional adaptations evolved by H. stali for collecting the sticky secretions. Glandular trichomes exhibited a multicellular long stalk and a calyx-shaped head with radially aligned cells. The composition of the resinous fluid was mainly terpenes and phenolics, which may contribute to its sticky properties. Brush-like structures on the tibia of forelegs in H. stali suggests an adaptive trait for collecting the trichomes exudate. A profusely hair-covered area on metatibiae operated as a resin storage structure. Abundant pore-like openings were observed in the cuticle of this area through which substances could be conceivably secreted to prevent resin hardening. These findings combine morphological and chemical features of a fascinating insect-plant interaction in the Neotropics. Universidad de Costa Rica 2019-06-01 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Article application/pdf text/html https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/33525 10.15517/rbt.v67i3.33525 Revista de Biología Tropical; Vol. 67 No. 3 (2019): Volume 67 – Regular number 3 – June 2019; 454–465 Revista de Biología Tropical; Vol. 67 Núm. 3 (2019): Volumen 67 – Número regular 3 – Junio 2019; 454–465 Revista Biología Tropical; Vol. 67 N.º 3 (2019): Volume 67 – Regular number 3 – June 2019; 454–465 2215-2075 0034-7744 10.15517/rbt.v67i3 eng https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/33525/38340 https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbt/article/view/33525/38341 Copyright (c) 2019 Alejandra Jiménez-Pomárico, Jorge Luis Avila-Núñez, Alberto Oliveros-Bastidas, Foción Rojas Márquez, Marisabel Avendaño, Denys Uzcátegui, Rosa Virginia Mendoza, Delsy Dávila Vera, Luis Rojas, Rosa Aparicio http://creativecommons.org/licenses/by/4.0