Pheromone perception in the tsetse fly Glossina morsitans morsitans

The perception of cuticular female sex pheromone (15, 19, 23-trimethylheptatriacontane=morsilure) in Glossina m. morsitans was studied electrophysiologically and behaviourally. Electrophysiological studies indicated no sensitivity of the tibial sensilla or the contact chemoreceptive hairs on the legs of males to the pheromone. However, electroantennograms were recorded during stimulation of antennae from male flies with the odour of morsilure, which indicated that the pheromone is detected by the insect via olfactory receptors on the antennae. This was further confirmed by behavioural experiments in which the antennal movements of intact males stimulated with the odour of both synthetic pheromone and female decoys were studied. Behavioural responsiveness to morsilure increased with increasing starvation and was not due to a general sensitivity to paraffins. These studies indicate that tsetse flies may be able to recognize conspecifics at close range using their sense of olfaction.

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Résumé La perception de la phéromone sexuelle des femelles de Glossina m.morsitans, la morsilure (15, 19, 23-triméthylheptatriacontane) a été examinée par électrophysiologie et par le comportement. L'électrophysiologie n'a pas révélé de sensibilité des sensilles tibiales, ni des poils chimioréceptives de contact sur les pattes des mâles à la phéromone. Cependant, les électroantennogrammes recueillis pendant la stimulation des antennes des mâles par l'odeur de morsilure, ont montré que la phéromone est décelée par l'insecte grâce aux récepteurs olfactifs des antennes. Ceci a été confirmé ultérieurement par des expériences de comportement au cours desquelles ont été examinés les mouvements antennaires de mâles intacts stimulés par l'odeur de phéromone synthétique et de femelles.La réponse comportementale à la morsilure a augmenté avec le jeûne, elle n'était pas due à une sensibilité générale aux paraffines.Ces études montrent que les mouches tsé-tsé peuvent être capables de reconnaître leurs congénères à faible distance grâce à l'olfaction.

     

Hexamermis glossinae [Nematoda: Mermithidae] parasitizing tsetse [Diptera: Glossinidae] in Kenya

Glossina pallidipes Austen,G. brevipalpis Newstead andG. austeni Newstead were collected from 5 sites along the south Kenyan coast over a 2 year period. They were dissected and examined for nematodes. Three of the sites yielded tsetse parasitized by juvenile mermithids identified asHexamermis glossinae Poinar et al. Glossina pallidipes andG. brevipalpis are new host records for this parasite, whileG. austeni was captured infrequently and only at a site that failed to yield other parasitized tsetse. Parasite prevalence was low (0.16–0.61 %) and did not differ between male and female hosts. More tsetse than expected by chance harboured nematodes during the long rains season (April–August) than during the short rains (September–November) or dry season (December–March). Early juvenile stages (0.5–2.5 mm long) were recovered mainly from tsetse less than 50 days old, while late juvenile stages (35–85 mm long) were only found in flies older than 30 days. Late stages occurred singly while early ones usually occurred as two or more per host.     

Genetic Variation at Structural Loci in the Glossina morsitans Species Group

Gene diversity was investigated in four taxa of tsetse flies (Diptera: Glossinidae) including Glossina morsitans morsitans, G. m. centralis, G. swynnertoni, and G. pallidipes. Histochemical tests were performed for 35–46 isozymes. Polymorphic loci were 20% in G. morsitans morsitans, 32% in G. m. centralis, 17.6% in G. swynnertoni, and 26% in G. pallidipes. Mean heterozygosities among all loci were 6.6% in G. morsitans morsitans, 6.0% in G. m. centralis, 7.1% in G. swynnertoni, and 6.8% in G. pallidipes. Allozyme gene diversities were considerably less than those reported for many Diptera. The low gene diversities are probably related to small effective population sizes.     

Degradation of a radiolabeled juvenile hormone analog using two insect species

A synthetic insect juvenile hormone analog (a juvenoid), ethylN-[2-[4-[[2,2-(ethylenedioxy)cyclohexyl]methyl]phenox]ethyl]carbamate, which has displayed high biological activity against different insect species and high stability under field conditions, was selected as a biologically active model compound for a study of a juvenile hormone analog degradation. The biologically active compound itself and its three diversely radiolabeled derivatives were applied to the flesh fly (Sarcophaga bullata) or the tsetse fly (Glossina palpalis), respectively. Monitoring of a fate of the applied juvenile hormone analog was carried out using a detection method of the radioactivity microdistribution within the whole insect body in combination with a radio high performance liquid chromatography (radio-HPLC), both of whole-body extracts made in different, but in advance scheduled, time intervals, and of extracts of insect excreta accumulated over an eight-day experiment.     

Sex ratio distortion and reduced lifespan of Glossina pallidipes infected with the virus causing salivary gland hyperplasia

A virus infection, associated with enlargement of the salivary glands (ESG) and gonadal pathology in Glossina pallidipes Austen (Diptera: Glossinidae), was studied in field-caught and laboratory-reared flies. The lifespan of both sexes of infected (ESG-) flies was significantly shorter than that of flies with normal salivary glands (NSG). NSG-females, mated to infected males only or to both infected and normal males, produced predominantly male progeny. In general, NSG-parents produced only NSG-progeny, and ESG-females only ESG-progeny. ESG-males were usually sterile, but a few NSG-females inseminated by ESG-males produced NSG-progeny. One NSG-female, mated first to an ESG-male and then to an NSG-male, produced 3 ESG-sons. As will be discussed, this virus may have important effects (reduced insemination rates, fecundity and lifespan, and sex ratio distortion) on laboratory colonies of G. pallidipes as well as on the regulation of its natural populations.

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Résumé C'est à partir de mouches capturées et élevées au laboratoire à Kibwezi au Kenya, qu'a été étudiée l'infection virale, accompagnée d'hyperplasie des glandes salivaires (ESG) et la pathologie des gonades de G. pallidipes Aust. La durée de vie des mouches contaminées (ESG)_des 2 sexes était significativement plus brève que celle des mouches aux glandes salivaires normales (NSG). Des femelles NSG accouplées uniquement à des mâles contaminés ou à des mâles sains et contaminés, ont donné une descendance majoritairement mâle.En général, des parents NSG ont donné uniquement des enfants NSG, et des femelles ESG des enfants ESG. Les mâles ESG étaient généralement stériles, mais quelques femelles NSG inséminées par des mâles ESG ont donné des enfants NSG. Une femelle NSG accouplée en premier avec un mâle ESG et ensuite à un mâle NSG, a donné 3 fils ESG. Bien que les transmissions orales et sexuelles puissent être naturellement des modes de contamination, la transmission verticale de la mère à la descendance semble être le mécanisme le plus significatif du maintien de ce virus. L'apparition d'enfants ESG de parents NSG est dans quelques cas vraisemblablement due à la présence du virus chez quelques mouches NSG sans qu'il y ait apparemment infection, sans symptômes visibles. Le virus ESG peut avoir des effets importants (diminution des taux d'insémination, de la fécondité, de la durée de vie, et modification de la fréquence des sexes) dans les souches de laboratoire et aussi sur la régulation des populations naturelles de ce vecteur des trypanosomiases africaines.

     

Flying mate detection and chasing by tsetse flies (Glossina)

Abstract Male tsetse flies, probably Glossina morsitans morsitans Westw., were video-recorded in the field as they took off and chased other tsetse flies. Chasers responded (took off) to a target fly at a maximum distance of c. 55 cm, when it subtended c. 1.6^o to their eye (–1 foveal ommatidial subtense). Chased targets were always within this range (mean subtense at take-off = 3.2^o) and approaching the chaser. The most significant difference between chased and non-chased targets was in the rate of approach of the target fly in terms of the increase in its image size immediately before the chaser took off ( 21^o s⁻¹), especially as its relative increase (690% s^-1 P< 0.005). No feature of the target's translational velocity, nor any relationship between that and the image size approached this level of significance. Chasers seemed to 'slipstream' their target at c. 20 cm directly behind it, perhaps suggesting target identification by speed matching. Chases were apparently abandoned when the target image shrank from covering at least two of the chaser's foveal ommatidia to covering only one. Parallax-free measurements of flight speeds indicated a preferred, stable mean groundspeed of 4.8±0.1 m s^_1 (SE), at a mean wing-beat frequency of 209±3 Hz.     

Ivermectin as a possible control agent for the tsetse fly,Glossina morsitans

Ivermectin produced 100% mortality in adult teneral males, mature males and fertile females ofGlossina morsitans morsitans following a single meal of defibrinated pig blood containing concentrations of 0.1, 1.6 or >1.6 g ml^–1 respectively. The lethal concentration was reduced to <0.04 g ml^–1 for teneral males when fed repeatedly on treated blood. When pregnant females were fed a single blood meal containing ivermectin (0.08 g ml^–1) on the day after their first larviposition, followed by normal blood meals, no offspring were produced in the subsequent reproductive cycle but full recovery occurred thereafter. A dose dependent decline in fecundity was measured and data were subjected to Probit analysis. Thus estimates were made of ivermectin concentrations in the peripheral blood of treated animals by measuring the reduction in fecundity induced in flies fed on such blood. Indications are that with subcutaneous injections at least, amounts greatly in excess of the recommended clinical dose would be required to achieve levels lethal to feeding flies following a single blood meal. Oral treatment of a horse with twice the anthelmintic dose of ivermectin (0.4 mg kg^–1) produced a maximum concentration in the blood of about 0.14 g ml^–1 within 24 h and this was adequate to reduce tsetse fecundity to zero following a single meal. Such levels in a single blood meal were also sufficient to shorten the life expectancy of teneral male flies. The half-life of ivermectin in the horse was approximately 5–6 days with a maximum of 2.4% of ingested material entering the peripheral circulation. A cow treated with injectable ivermectin (0.2 mg kg^–1) produced maximum blood levels of about 0.005 g ml^–1 after one week; this was only 0.17% of the administered dose and sufficient to reduce fecundity in female flies to 50% of normal following a single blood meal. Such levels in a single blood meal had no effect on the longevity of flies. However, at least half the maximum activity was present in the circulation between 3 and 14 days following injection. Repeated feeding on the blood of a treated animal reduced considerably the dose of ivermectin required to produce a given effect. The fecundity of female flies was reduced to zero by repeated feeding on blood taken from the horse 8 days after treatment, and even after 15 days the blood of the horse contained sufficient drug to reduce fly fecundity to 50% of normal. Thus where domestic animals constitute major hosts of tsetse, treatment with ivermectin can be expected to achieve some measure of fly population reduction.

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L'invermectine comme moyen de lutte utilisable contre la mouche tsé-tsé,Glossina morsitans

Résumé Après un repas unique de sang de porc défibrillé contenant 0,1; 1,6 ou plus de 1,6 g ml^–1 d'ivermectine, tous les mâles jeunes non encore alimentes, tous les mâles adultes et toutes les femelles fécondes deGlossina morsitans morsitans sont tués. Les concentrations léthales ont été réduites à moins de 0,04 g ml^–1 pour les jeunes mâles quand on les a alimentés régulièrement sur du sang traité. Quand des femelles en gestation ont été alimentées, le jour après leur première parturition, avec un seul repas de sang contenant 0,08 g ml^–1 d'ivermectine, et ensuite avec des repas de sang normal, il n'y a pas eu production de descendants pendant le cycle suivant, bien qu'une restauration totale ait eu lieu par la suite. Une diminution de la fécondité en relation avec la dose a été enregistrée, et les données soumisses à un test Probit. Ainsi des estimations de la concentration en ivermectine du sang périphérique des animaux traités ont été obtenues en mesurant la réduction de la fécondité induite chez les mouches ayant consommé ce sang. Ceci montre qu'une dose absorbée de 4 mg kg^–1, ou une injection souscutanée de 16 mg kg^–1, seraient nécessaires pour obtenir le seuil létal chez des mouches alimentées après un repas de sang unique, c'est-à-dire 20 fois la dose absorbée et 80 fois la dose subcutanée nécessaires contre les nématodes gastrointestinaux. Le traitement par voie buccale d'un cheval avec 2 fois la dose vermifuge d'ivermectine (0,4 mg kg^–1) provoque dans les 24 heures des taux sanguins suffisants pour réduire la fécondité jusqu'à zéro après un seul repas de sang. La demi-vie dans le cheval a été approximativement de 5 à 6 jours avec une pénétration dans la circulation périphérique d'une quantité maximale de 2,4% de l'ivermectine absorbée. Une vache traitée avec de l'ivermectine injectable (0,2 mg kg^–1) atteint la teneur sanguine maximale au bout d'une semain; celle-ci, correspondant seulement à 0,17% de la quantité administrée, était suffisante pour réduire de 50% la fécondité des mouches après un repas unique de sang. Cependant, entre les 3ème et 14ème jours suivant l'injection, la circulation sanguine présente au moins la moitié de l'activité maximale. Des repas répétés sur le sang des animaux traités réduisent considérablement la dose d'ivermectine nécessaire pour produire un effet donné. La fécondité des mouches devient nulle après des repas répétés sur le sang d'un cheval 8 jours après le traitement; et même après 15 jours, le sang de ce cheval contient suffisamment de produits pour abaisser la fécondité des mouches de 50%. Ainsi, à où les animaux domestiques constituent les principaux hôtes de la mouche tsé-tsé, avec le traitement à l'ivermectine, on peut espérer réduire d'une façon efficace la population de mouches.

     

Effect of temperature on the reproduction of Glossina pallidipes, with reference to G. m. morsitans

The reproductive biology of G. pallidipes Austen was studied at 28°, 25° and 22° C. Experiments showed that incubation of puparia at 28° C resulted in sterility of both males and females. Incubation at 22° C resulted in a reduced fecundity of the females due to egg retention; the fertility of the males was not affected.Comparative studies with G. m. morsitans Westw. showed that G. m. morsitans puparia are less affected by a temperature of 28° C than are G. pallidipes puparia.

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Effet de la température sur la reproduction de Glossina pallidipes, avec référence à G. m. morsitans

Résumé Les productivités de G. pallidipes Austen élevés au laboratoire pendant tout leur cycle à 22, 25 et 28° C, ont été comparées.A 28° C, la vie intrapupale est réduite à environ 23 jours, contre 30 jours environ à 25° C; la survie des adultes est plus brève qu'à 25° C et les mouches ne s'accouplent pas. Les ovaires présentent une rétention d'oeufs et seulement 1/3 des mâles contient des spermatozoïdes mobiles. A 22° C, le cycle est considérablement prolongé, la vie intrapupale durant environ 40 jours. Les femelles s'accouplaient environ 14 jours après l'émergence. Les ovaires présentaient une rétention d'oeufs, bien que moins souvent qu'à 28° C. Les mâles contenaient des spermatozoïdes mobiles.Des expériences avec changements de température à différents moments du cycle ont montré que la stérilité des mâles et des femelles est provoquée par l'incubation de pupes de G. pallidipes à 28° C. La mensuration des ovocytes montre à 28° C un effet nocif sur leur maturation. Des observations sur les testicules dans les pupes révèlent, par comparaison avec 25° C, que l'enroulement des testicules et des spermatozoïdes est retardé à 28° C, tandis que la pigmentation des testicules est retardée à 22° C. Les pupes de G. m. morsitans sont moins affectées à 28° C que celles de G. pallidipes.

     

Field experiments on a new method for determining age in tsetse flies (Diptera: Glossinidae)

ABSTRACT.

• 1 Data are presented which suggests that the accurate determination of the age of tsetse flies (Glossina morsitans morsitans Westwood and G. pallidipes Austen) in the field can be achieved by measuring the fluorescence content of the head capsule.
• 2 The way in which this can be achieved and further work which would improve the accuracy of the technique are discussed.