Ajankohtaista

Väitös: 9.3.2018: Hyönteiset muuttavat ruokailukäyttäytymistään suojautuakseen taudeilta (Dickel)

Alkamisaika: perjantai 09. maaliskuuta 2018, 12.00

Päättymisaika: perjantai 09. maaliskuuta 2018, 15.00

Paikka: Seminaarinmäki, S212

Franziska DickelM.Sc. Franziska Dickelin ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan "Medicative diet - the importance of diet and prophylactic treatment on survival and immunity of polyphagous Arctia plantaginis (Arctiidae) larvae" tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä Dr. Jessica Abbott (University of Lund, Sweden) ja kustoksena professori Johanna Mappes (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on englanninkielinen.

Ruokavalio ja loiset ovat tärkeimpiä tekijöitä, jotka vaikuttavat yksilön elämänkulkuun ja sairastumistodennäköisyyteen. Franziska Dickel selvitti väitöskirjatyössään, miten ruokavalio vaikuttaa hyönteisiin, jotka syövät luonnostaan useita kasvilajeja. Koska monet kasvit sisältävät antibioottisia aineita ja antioksidantteja, hän tutki myös ruokavalion vaikutusta loisten ja tautien sietokykyyn.

 Aivan kuten nisäkkäillä, myös hyönteisillä on tehokkaita suojamekanismeja sairastumiselta suojautumiseen. Immuunijärjestelmän lisäksi hyönteiset pystyvät käyttämään ravintokasvejaan suojana ja lääkkeinä samoin tavoin kuin ihmiset hoitavat sairauksiaan lääkkeillä. Lisäksi hyönteiset välttävät sairastumistaan muuttamalla käyttäytymistään esimerkiksi välttämällä kosketusta sairaisiin lajikumppaneihin. Uusimpien tutkimustulosten mukaan ne voivat myös vaikuttaa käyttäytymisellään siihen, kuinka ne parantuvat jo saamistaan sairauksista esimerkiksi muuttamalla ruokailutottumuksiaan ja lääkitsemällä itseään oikeanlaisella ravinnolla.

Väitöskirjatutkimuksessaan Franziska Dickel käytti täpläsiilikäs-perhosen (Arctia plantaginis) toukkia mallilajina tutkiessaan eri ravintokasvien vaikutusta niiden immuunipuolustuskykyyn sekä siihen voivatko toukat lääkitä itseään ennaltaehkäisevästi tai sairauden aikana optimoimalla ruokavaliotaan. Tulosten mukaan ravinnolla oli erittäin suuri merkitys sairastumiseen ja siitä selviämiseen. Jos toukilla oli mahdollista valita, ne sekoittivat ruokavalioon useita kasveja.

-          Kiinnostavaa oli, että lähtökohtaisesti usean kasvin syöminen paransi mahdollisuuksia selvitä infektioista, mutta kasvien syöntijärjestyksellä oli suuri merkitys ja ”väärässä järjestyksessä” syöty ravinto heikensi infektiosta selviytymistä, Dickel kertoo. 

Siilikkään toukat eivät osanneet välttää bakteerien saastuttamia lehtiä, mutta ne reagoivat oman lajinsa kuolleisiin yksilöihin. Kun toukkien ympäristössä oli infektioon kuolleita toukkia, ne muuttivat strategisesti ruokailukäyttäytymistään lisäten sellaisten kasvien syömistä, jotka parantavat infektiosta selviytymistä.

-          Näyttää siis siltä, että toukat pystyvät reagoimaan ympäristössä havaitsemaansa infektioriskiin jo ennen kuin infektio on tapahtunut, Dickel sanoo.

Koska taudit ovat yleisiä hyönteisten massakasvatuksissa, niiden ennaltaehkäisyyn käytetään paljon ennaltaehkäisevää antibioottilääkitystä. Dickel tutki väitöskirjassaan, mitä mahdollisia vaikutuksia ennaltaehkäisevässä lääkityksessä on havaiten haitallisia vaikutuksia toukkien lisääntymismenestykseen, mutta ei niiden talvehtimiskykyyn tai kehitykseen. Ennaltaehkäisevän hoidon käyttöä laboratoriossa kasvatetuille hyönteisille kannattaa siis harkita huolella. Dickelin tutkimus tuo tärkeää tietoa hyönteisten ravinnonkäytöstä ja niiden terveydestä. 

Lisätietoja:
Franziska Dickel, franziska.dickel@jyu.fi, puh. +358 45 6244078
Viestintäpäällikkö Liisa Harjula, puh. 040 805 4403, viestinta@jyu.fi

Franziska Dickel on kotoisin Saksasta, Giessenistä. Hän valmistui maisteriksi vuonna 2013 maataloustieteen alalta Saksassa, Justus-Liebig University Giessenistä. Sen jälkeen hän on työskennellyt tohtorikoulutettavana Jyväskylän yliopistossa.

Väitöskirja on julkaistu sarjassa Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science numerona 343, 130 s., Jyväskylä 2018, ISSN 1456-9701; 343, ISBN 978-951-39-7349-0, ISBN 978-951-39-7350-6 (PDF). Linkki väitöskirjaan: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7350-6.

Abstract:

Diet is one of the major factors directly and indirectly influencing insect’s life history traits and risk of getting infected. Additionally the insect’s fitness is severely affected by the broad diversity of parasites they are exposed to. As a consequence insects have developed well-evolved defences. Behavioural responses include self-medication, the ability of insects to change dietary intake in response to an infection. When studying this ability it is of major importance to consider the insects natural diet range. In this thesis I investigated the effect of different host plants on fitness and immunocompetence of polyphagous Arctia plantaginis larvae and whether the larvae can therapeutically and prophylactically self-medicate by optimising their diet intake. Additionally I examined the long-term effect of prophylactic treatment on lab-reared larvae from the same species. Feeding experiments reveal that the host plants plantain (high in biologically active compounds) and dandelion (high nutritional value) have different effect on the larval development and survival. Results show that a monotonous plantain diet provides lowest protection against an infection, whereas a diet switch from plantain to dandelion increases survival. Immunocompetence seems to be not differently affected by the two host plants. When given the choice, all larvae choose to ingest a mixture of both plants. The ratio of both plants differed depending on the infection status or infection risk in their environment compared to control larvae. This highlights the importance of a mixed diet for some polyphagous species and that dietary variety should be considered when studying insects’ ability to therapeutically and prophylactically medicate. A prophylactic medication applied to laboratory- reared insects showed negative effects on life-history traits and reproductive success, and thus should be carefully considered. In conclusion these findings provide insights in the crucial importance of diet mixing for polyphagous larvae and show evidence for the larvae ability to therapeutically and prophylactically medicate by mixing their diet.

Lisätietoja

Franziska Dickel
franziska.f.dickel@jyu.fi
kuuluu seuraaviin kategorioihin: