Compensatory increases in food consumption and utilization efficiencies by velvetbean caterpillars mitigate impact of diluted diets on growth

Fresh weight (fw) food consumption by caterpillars of Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera: Noctuidae) increased almost 2-fold as the nutrients in an artificial diet were increasingly diluted with water (diets contained 65, 79, 86 or 89% fw water). Nonetheless, dry weight (dw) relative consumption rate (RCR) declined with diet dilution. The efficiency at which the consumed food is digested and assimilated (approximate digestibility, AD) increased on the 3 diluted diets, and the efficiency at which digested food is converted to biomass (ECD) increased on the 79 and 86% fw diets. As a consequence, dw gained and relative growth rate (RGR), which is the product of RCR x AD x ECD, on the 79% fw diet were similar to those on the 65% fw diet, but they declined on the more diluted diets. Relative nitrogen consumption rate also declined with dietary dilution, but this was compensated by an increase in nitrogen utilization efficiency such that the product of these, relative nitrogen accumulation rate, was similar on all four diets. Insect lipid content declined from 32% on the undiluted diet to 13% dw on the most diluted diet, and was primarily responsible for the decline in RGR. The increases in fw consumption and AD, while not preventing a decline in RGR on the two most diluted diets, mitigated the impact of dietary dilution (e.g., without these increases, RGR on the most diluted diet would have been only 43% of that attained). These results indicate that the consumption and utilization of food are dynamic processes, and that caterpillars of A. gemmatalis, like many other insects, exhibit compensatory responses to changes in dietary quality.

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Résumé Peu de travaux ont examiné l'aptitude des insectes à modifier leur consommation et l'utilisation des aliments en fonction des variations qualitatives et quantitatives connues de l'aliment. On a rarement examiné si ces modifications sont adaptatives, si elles maintiennent le taux de croissance et le niveau des ressources, ou si elles limitent au moins les effets nuisibles du changement d'aliment. En utilisant une technique gravimétrique, nous avons mesuré le gain des poids, l'aliment consommé et les excréments produits par des chenilles de A. gemmatalis Hübn. (Lep, Noctuidea), important ravageur du soja aux USA.La consommation en poids frais (fw) a augmenté presque 2 fois quand le régime artificiel a été dilué progressivement avec de l'eau (65, 79, 86 ou 89% d'eau); le poids sec (dw) et le taux de consommation relative (RCR) ont diminué néanmoins avec la dilution. L'efficacité de digestion et d'assimilation de l'aliment consommé (digestibilité approchée, AD) a augmenté pour les trois dilutions, l'efficacité de conversion en biomasse de l'aliment digéré (ECD) a augmenté dans les dilutions à 79 et 85%, mais a diminué pour les régimes plus dilués. Par conséquent, le gain dw et le RGR, — produit de RCR x AD x ECD-, étaient identiques avec le régime à 79% fw à ceux de 65% fw, mais ont diminué pour les régimes plus dilués. Le taux relatif d'efficacité de consommation d'azote a diminué aussi avec la dilution, mais il a été compensé par un accroissement de l'efficacité de l'utilisation de l'azole tel, que le produit,-taux relatif d'accumulation de l'azote-, était le même pour les quatre régimes. La teneur en lipides des insectes a diminué, de 32% pour le régime sans dilution, à 13% pour le régime le plus dilué; elle a été le principal responsable de la diminution de RGR. L'accroissement de la consommation fw et de AD, tout en n'empêchant pas la diminution de RGR pour les deux régimes les plus dilués, a limité l'effet de la dilution (sans ces accroissements, le RGR du régime le plus dilué n'aurait été que 43% du RGR obtenu).Ces résultats indiquent que la consommation et l'utilisation d'aliments constituent un processus dynamique, et que les chenilles de A. gemmatalis comme beaucoup d'autres insectes, présentent des réactions compensatrices au changement de qualité de l'aliment. De telles variations dans la consommation d'aliments ont des conséquences écologiques (consommation accrue de substances allélochimiques potentiellement toxiques et exposition accrue aux causes biologiques de mortalité pendant l'alimentation), et intéressent l'organisation de la protection contre les insectes:-en permettant la manipulation de l'alimentation des insectes pour augmenter la consommation à court terme d'agents bioactifs, et, par ce moyen, réduire la consommation totale,-en permettant d'améliorer la modélisation des dégâts alimentaires prévisibles, qui, pour être efficace, devrait inclure les variations de l'alimentation en fonction de la qualité alimentaire de la plante cultiveé.