M. Dolors Piulachs

Xavier Bellés i Ros

Piulachs, M. Dolors

Bellés i Ros, Xavier

Hemeroteca Cientifica Catalana

Treb. Soc. Cat. Biol., Vol. 38 ( 1985) 39-44EFECTES DELS PRECOCENS SOBRE ELS CORPORA ALLATADE BLA TTELLA GERMANICA (L.) (DICTYOPTERA, BLATTELLIDAE)M. a DOLORS PIULACHS i XAVIER BELLESInstitut de Quimica Bio-Orgdnica del C.S.I.C. Barcelona.Rebut 7 novembre 1984SUMMARYEffects of precocenes on the corpora allata of Blattella germanica (L.) (Dictyoptera, Blattellidae).In the present paper the effects induced by precocenes on the corpora allata (CA) of Blattella germa-nica are described . Both volumetric and structural changes were studied . Compounds used were preco-cene I (P 1), precocene 2 (P2) and ethoxyprecocene 2 (EP2), and they were administered at doses of 50,100 and 200 mg.CA volumes of precocene treated insects were smaller in comparison with controls, although a remar-kable variability was observed . Nevertheless , only the values obtained on the groups treated with anydose of EP2 or 200 mg of P2 resulted statistically different from controls.Concerning to structural studies, it is worth to point out that the same precocene treatment resulted indifferent degrees of CA degeneration . In those cases where the most dramatic changes were observed,the nuclei were scarce and stained dark red, the cytoplasm appeared reduced and granular and the cellswere separated , showing large intercellular spaces. Moreover the general shape of the gland resulted no-tably modified and the sheath was damaged in large portions.Key-words: Precocenes, Corpora allata, Blattella, Dictyoptera.INTRODUCCIOEl descobriment fet per BOWERS i els seuscol•laboradors (6) de les propietats antago-nistes de la hormona juvenil (HJ) de dos de-rivats cromenics (precoce 1 i precoce 2),afflats de la planta Ageratum houstonianum,ha obert noves perspectives tant en el campde 1'endocrinologia dels insectes com en l'es-tudi de novel alternatives per al control deplagues.En aquelles esp8cies sensibles, els preco-cens indueixen tot un ventall de simptomesde deficiencia d'HJ, tot actuant a traves d'un40 M. ° DOLORS PIULACHS I XAVIER BELL'SP1 P2EP2Fig. 1. Estructura dels composts emprats: precoc8 (P 1),precoce 2 (P2) i etoxiprecoc8 2 (EP2).mecanisme d'acci6 citotbxica especifica quecomporta la inactivacio dels corpora allata(CA), glandules secretores de 1'HJ (vegeu lesrevisions de BOWERS: 4, 5 i de PRATT i col•la-boradors: 14).Quant a l'abast de 1'activitat dels preco-cens sobre dictiopters, han estat estudiadestres especies. FEYEREISEN eta!. (9) descrigue-ren els efectes sobre Diploptera punctata,tant a nivell de 1'estudi ultraestructural delsCA, com de les pertorbacions provocades enla reproducci6. D'altra banda, BOWERS (5)indui la inhibicio de la produccio de feromo-nes sexuals en femelles de Periplaneta ameri-cana tractades amb precocens.L'especie Blattella germanica ha estat es-tudiada per MARTINEZ-CARRAU et al. (13),els quals observaren els canvis prodults en elcomplex neurosecretor, mitjancant tecniquesde microscopia de fluorescencia; d'altrapart, BELLS i MESSEGUER (2) i GARCERA-ZAMORANO et a!. (11) descrigueren diversosefectes sobre la fertilitat i, finalment, BAL-DELLOU et a!. (1) estudiaren la influencia delsprecocens sobre l'atracci6 sexual.En aquest treball es descriuen els efectes detres composts precocenics sobre els CA deB. germanica, tot analitzant els canvis, tantestructurals como volumetrics, que han estatobservats.MATERIAL I METODESEn tots els experiments s'empraren fe-melles adultes de B. germanica, d'una edatcompresa entre 0 i 24 hores, procedentsd'una colbnia criada al laboratori segons elsmetodes convencionals (3) a 30 (± 1) °C, 60-70 °lo H.R. i en completa foscor.Els precocens sintetics, 2,2-dimetil-7-me-toxi-2H-crome (Precoce 1: P1), 2,2-dimetil-6,7-dimetoxi-2H-crome (Precoce 2: P2) i7-etoxi-2,2-dimetil-6-metoxi-2H-crome (Eto-xiprecoce 2: EP2) (Fig. 1) foren preparats enel nostre Institut.Els composts es dissolgueren en acetona,tot ajustant la dosi desitjada a un volum de2 pl de dissolucio, i s'aplicaren topicamentsobre la regio cervical. Els testimonis forentractats amb 2 pl d'acetona. Tots elsexemplars es mantingueren en absencia demascles durant els experiments i els efectessobre els CA s'estudiaren 7 dies despres deltractament.La disseccio dels CA es practica per aper-tura de la capsula cefalica per la regio occipi-tal, tot retirant el teixit muscular i adipos queenvolta el foramen occipital. D'aquesta ma-nera horn pot accedir facilment als CA, si-tuats a la part retrocerebral, per damunt del'esofag i del gangli subesofagic (Fig. 2).Despres de tenyir amb blau de metile ensolucio aquosa a I' l %, per tal de visualitzarmillor el contorn dels dos CA, es mesurarenin situ els diametres maxim i minim de lesdues glandules, mitjancant un micrbmetreocular adaptat a una lupa binocular. Si homconsidera la morfologia d'un CA com apro-ximadament ellipsoidal, es pot calcular elseu volum amb la formula:V = 4/3 a (r, + r2 )32essent r, i r2 els dos radis, maxim i minim (3).Per tal de visualitzar i representar millorles connexions nervioses mes fines, algunsexemplars es tenyiren in situ amb hema-toxilina-eosina.Totes les disseccions es realitzaren sotaliquid de Ringer, tot tenint 1'exemplar anes-tesiat amb dioxid de carboni.EFECTES DELS PRECOCENS SOBRE ELS CORPORA ALLA TA DE BLA TTELLAGERMANICA (L.) 41NE GS LPFig. 2. Sistema nervi6s i glandules retrocerebrals asso-ciades en el cap de Blattella germanica . L'esofag i l'aor-ta han estat suprimits per tal de visualitzar millor elcomplex retrocerebral . CA: corpora allata, CC: corporacardiaca, CF: connectiu frontal , GF: gangli frontal, GS:gangli subesofagic , LP: lobuls protocerebrals , NC: ner-vus connectivus , NE: nervi esofagic , NR: nervi re-current, PI: pars intercerebralis.L'estudi histologic dell CA es bass enl'obtencio de tails seriats de la capsula cefali-ca. El material fou fixat amb liquid de Bouini posteriorment es sotmete a un tractamentamb acid nitric a I' l % durant 24 h. Els tailses tenyiren amb el metode tricromic deMallory. Pel que fa a details mes especificsde les tincions i de la metodologia histologicaen general , es seguiren les indicacions deDURFORT (8).RESULTATS I DISCUSSIOEls CA de B. germanica presenten unamorfologia cordiforme i son aproximada-ment simetrics, encara que poden trobar-seexemplars amb un index notable d'asimetria(3). El primer estudi anatomic detallat delsCA d'aquesta especie pot trobar- se en el tre-ball de HANSTROM ( 12), en el qual cal desta-car 1'acurada descripcio de les connexionsdels corpora cardiaca amb el cervell . A la fi-gura 3 hem representat el complex retroce-rebral, tot fent especial atencio a les conne-xions nervioses dels CA . Aquest esquemaFig. 3. Complex retrocerebral de Blattella germanica envisit dorsal. La comissura basal dels corpora cardiaca,1'aorta i I'esofag han estat suprimits per tal de visua-litzar millor les connexions . CA: corpus allatum, CC:corpus cardiacum , NCA 1,11: nervi corporis allati I i II,NE: nervi esofagic , NR: nervi recurrent.coincideix basicament amb el d'altres Blatidsestudiats mes recentment (vegeu, perexemple, l'estudi general de CAZAL: 7 o elsesquemes , fets sobre Periplaneta americana,de WILLEY: 17 o de FRASER i PIPA: 10).Pel que fa al volum dels CA delsexemplars tractats amb precocens , els valorsmesurats resultaren , en general, mes petits encomparacio amb els controls , encara ques'observa una notable dispersio en els resul-tats (Taula I). De tota manera , els valors ob-tinguts en els grups tractats amb EP2, a qual-sevol de les dosis emprades , o be amb P2 a ladosi de 200 µg, resultaren significativamentmes petits que els dels controls.42 M. ° DOLORS PIULACHS I XAVIER BELLESTAULA 1.Volum dels corpora allata (µm3 x 106) de femelles adultesde Blattella germanica tractades amb precocens.Compost N 200 µg 100 µg 50µgEP2 20 0,95 t 0,20* 1,23 t 0,37* 1,11 f0,43*P2 20 1,04 f 0,49* 1,42 t 0,38 1,60 f0,46Pi 20 1,44 t 0,58 1,63 t 0,30Acetona 20 1,59 t 0,52Control 20 1,84 t 0,44* Diferencies significatives (p < 0,05) respecte dels exemplars tractats amb acetona (prova t de Student).Els estudis estructurals dels CA ambmicroscopia optica es realitzaren sobreexemplars tractats amb 200 µg de P2 i 50 µgd'EP2, en comparacio amb controls tractatsamb acetona. En el cas dels CA d'exemplarscontrol (Fig. 4-5), els nuclis presentaven uncolor rosat, el citoplasma blanc i la capsulaenvoltant la glandula, blau fosc; a mes, elsnuclis eren abundants, el citoplasma mostra-va poques granulacions i les cel•lules s'obser-vaven molt aplegades, sense deixar gaires es-pais intercel•lulars.Pel que fa als exemplars tractats amb pre-cocens, es interessant remarcar que el mateixtractament va induir diferents graus d'altera-cio dels CA, especialment en els experimentsfets amb 50 µg d'EP2. En aquells casos enque s'observaren els canvis mes drastics, laglandula presentava escassos nuclis que estenyien de color vermell fosc, el citoplasmaapareixia reduit i granular, i les cel•lules esta-ben separades per amplis espais intercel.lu-lars. D'altra banda, la morfologia de la glan-dula mostrava modificacions importants, totobservant-se notables porcions de la capsuladeteriorades (Fig. 6-7).Tots aquests canvis son similars als obser-vats amb microscopia optica sobre CAd'exemplars d'altres especies tractats ambprecocens, com l'Heteropter Oncopeltus fa-ciatus (16) o l'Ortopter Locusta migratoria(15), i representen simptomes evidents de de-generacio de la glandula.AgrafinentsEns complau agrair a la Dra. Merce Durfort i alDr. Angel Messeguer, les interessants discussionsmantingudes sobre el tema i la lectura critica delmanuscrit. El finanFament d'aquest treball haanal a carrec del ((Joint American-Spanish Corn-mitee for Scientific and Technological Coopera-tion» (1664/82) i de la « Comision Asesora de In-vestigacion Cientifica y Tecnica» (3296/79).BIBLIOGRAFIA1. BALDELLOU, M.I., X. BELLES i M.D. PIULACHS(1984). Influence du traitement avec des precoce-nes sur le comportement sexuel d'Oxycarenus lava-terae ( F.) (Heteroptera, Lygaeidae ) et de Blattellagermanica (L.) (Dictyoptera , Blattellidae ). In: Pro-cessus d'acquisition precoce. Les communications(A. de Haro et X. Espadaler eds.) pp. 53-56. Publ.Univ. Autonoma de Barcelona - Soc. Fr . Et. Com-port . Animal.2. BELLES, X. i A. MESSEGUER ( 1981). Sterilizing effectsof 6,7-dimethoxy-2,2-dimethylchroman on Blatte-Ila germanica (L.). In: "Juvenile Hormone Bioche-mistry" (G.E. Pratt and G.T. Brooks eds.)pp. 421-424 , Elsevier / North-Holland BiomedicalPress.3. BELLES , X. i M.D. PIULACHS (1983). Desarrollo delos corpora allata, oocitos y glandulas colateralesdurante el primer ciclo gonotrbfico de Blattella ger-manica (L.). Rev . Esp. Fisiol. 39: 149-154.4. BOWERS, W.S. (1981). How Anti-Juvenile Hormo-nes Work . Amer . Zool., 2 1:737-742.5. BOWERS , W.S. (1982 ). Toxicology of the Precoce-nes. In : Insecticide Mode of Action (J.R. Coatsed.), pp . 403-427, Academic Press, New York.6. BOWERS, W.S, T. OHTA, I.S. CLEERE i P.A. MARSE-EFECTES DELS PRECOCENS SOBRE ELS CORPORA ALLATA DE BLATTELLA GERMAN/CA (L.)43Fig. 4. Corpora allutu de Blattellu gcrmonica de 7 dies d'edat. 4-5: Exemplar control. La glandula presenta Lillaspecte compacte i esta ben delimitada per la capsula conjuntiva ; no s'aprecien espais intercel • lulars i les cel•lulestenen nuclis normals en els que es poden visualitzar molt be els nucleols . 6-7: Exemplar tractat amb 50 µgd'etoxiprecoce 2. La glandula presenta una disminucio notable del volum; la capsula que I'envolta s'observadesintegrada en alguns punts ; hi ha una reduccio del nombre de cel•lules i els nuclis son escassos , tot presentant unaspecte picnotic ( tincio segons el metode de Mallory ) ( Fig. 4,6 : x 500; Fig. 5,7: x 1.000).LLA (1976). Discovery of insect antijuvenile hormo- 8. DURFORT, M. (1977). Algunes tecniques d'obtenci6nes in plants. Science 193:542-547. de preparacions d'estructures i de teixits animals.7. CAZAL, P. (1948). Les glandes endocrines retrocerrs- Seminaris d'Estudis Universitaris, 4, 27 pp., Institu-brales des insectes (Etude morphologique) . Bull. cio Catalana d'Historia Natural.Biol. Fr. BeIg., Suppl . 32, 227 pp. 9. FEYEREISEN , R., G. JOHNSON , J. KOENER , B. STAY I44 M.' DOLORS PIULACHS I XAVIER BELLESS.S. TOBE (1981). Precocenes as pro-allatocidins inadult female Diploptera punctata : a functional andultrastructural study. J. Insect Physiol. 27:855-868.10. FRASER, J. i R. PIPA (1977). Corpus allatum regula-tion during the metamorphosis of Periplaneta ame-ricana: axon pathways. J. Insect Physiol. 23:975-984.11. GARCERA ZAMORANO, M.D., T. MARTINEZ CARRAU,A. LLAVADOR ENGUIX, R. MARTINEZ PARDO iA. NUNEZ CACHAZA. (1981). Precocene II inducedsterility in four insect species. In: Juvenile HormoneBiochemistry (G.E. Pratt and G.T. Broks eds.)pp. 311-314 Elsevier/North- Holland BiomedicalPress.12. HANSTROM, B. (1940). Inkretorische Organe, Sinne-sorgane and Nervensystem des Kopfes einiger nie-derer Insektenordnungen. Kungl . sv. Vetensk.Handl. 18:1-226.13. MARTINEZ CARRAU, T., R. MARTINEZ PARDO iA. NuNEZ CACHAZA (1981). Detection ofprecocene-induced changes on the neuroendocrine complex ofBlattella germanica by "in vivo" applied fluoroch-romes. In: "Regulation of Insect Development andBehaviour" (F. SEHNAL, A. ZABZA, J.J. MENN andB. CYMBOROWSKI eds.), pp. 405-410, Technical Uni-versity of Wroclaw.14. PRATT, G.E., R.G. JENNINGS i A.F. HAMNETT ( 1981).The mode of action of Precocenes. In: "Regulationof Insect Development and Behaviour (F. SEHNAL,A. ZABZA, J.J. MENN and B . CYMBOROWSKI eds.).pp. 347-356, Technical University of Wroclaw.15. SCHOONEVELD, H. (1979). Precocene-induced necro-sis and haemocyte-mediated breakdown of corporaallata in nymphs of the locust, Locusta migratoria.Cell. Tissue Res. 203:25-33.16. UNNITHAN, G.C., K.K. NAIR 1 W.S. BOWERS (1977).Precocene-induced degeneration of the corpus al/a-tum of adult females of the bug Oncopeltus fascia-tus. J. Insect Physiol. 23:1081-1094.17. WILLEY, R.B. (1961). The morphology of thestomo-deal nervous system in Periplaneta americana (L.)and other Blattaria. J. Morph. 108:219-262.

Efectes dels precocens sobre els corpora allata de Blattella germanica (L.) (dictyoptera, blattellidae)

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Hemeroteca Cientifica Catalana