The response of the labellar taste receptors of DDT-resistant and non-resistant houseflies (Musca domestica) to DDT

Two characteristics of DDT-resistance in houseflies (Musca domestica L.), namely, a significantly higher threshold to DDT and the ability to recover from DDT-poisoning, were found to be detectable quantitatively at the level of the neurones of the labellar chemoreceptor hairs.Treatment of the chemoreceptor hairs with DDT resulted in replacement of the normal single impulses by groups of 2 or more. Hairs of resistant (HR) flies showed some recovery from this effect after 10–15 minutes, but those of non-resistant (ES) flies did not.Whole flies topically dosed with DDT solutions were rated for the degree of intoxication shown at various times after treatment. In the resistant strain, flies that survived began to recover from intoxication at about 1 hour, but no recovery was observed in the non-resistant strain.The ratios of equi-effective concentrations or dosages for the two strains were found to be very similar in the chemoreceptor hair and whole fly tests. Up to the onset of recovery they were between 3.9 and 8.5 for the hairs and between 2.0 and 6.0 for the whole flies. After recovery commenced, the ratios increased to more than 15 for both the hairs and the whole flies. It was concluded that the resistance of strain HR flies is fully expressed at the level of the chemoreceptor hairs on their labella, and is mainly due to the ability to recover from DDT-poisoning.

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Zusammenfassung Die Wirkung von DDT-Behandlung auf die elektrische Reaktion der Neuronen von chemorezeptorischen Labellenhaaren bei Reizung mit Kochsalz wurde bei Stubenfliegen (Musca domestica L.) eines DDT-resistenten (HR) und eines nichtresistenten Stammes (ES) untersucht. Das Eintauchen einzelner Rezeptorhaare in wässrige DDT-Suspensionen vor der Reizung und Registrierung der Neuronenaktivität durch einen Kochsalz-Elektrolyten bewirkte den Ersatz der normalen Einzelimpulse durch Gruppen von 2 oder mehr Impulsen bei beiden Stämmen. Bei dem resistenten Stamm steigerte sich die Reaktion — gemessen am mittleren Grade der Impuls-Vervielfachung — während der ersten 10–15 Minuten; danach zeigte signifikante Abnahme der Vervielfachung die Erholung der Neurone von den DDT-Wirkungen an. Bei nichtresistenten Fliegen zeigten die Neurone keine signifikante Erholung. Bevor die Erholung deutlich wurde, waren die Chemorezeptorhaare resistenter Fliegen — gemessen an der Konzentration der angewendeten Suspension — 3,9 bis 8,5mal weniger empfindlich gegen DDT als diejenigen der nichtresistenten Fliegen. Das Verhältnis steigerte sich infolge der Erholung in den nächsten 15 Minuten auf mehr als das 15fache.In einer Paralleluntersuchung der DDT-Vergiftung ganzer Fliegen der beiden Stämme wurden einzeln begiftete Fliegen nach dem Grade der Vergiftung geordnet, den sie zu verschiedenen Zeiten nach der Behandlung aufwiesen. Alle nichtresistenten Fliegen, bei denen deutliche Vergiftungserscheinungen auftraten, wurden zunehmend mehr beeinflußt und starben. Es überlebten nur diejenigen, bei denen klare Anzeichen einer Vergiftung zu keinem Zeitpunkt auftraten. Die resistenten Fliegen waren zu einer völligen Erholung von fortgeschrittenen Stadien der Vergiftung fähig. Bei Dosen, die einen gewissen Grad der Erholung gestatteten, stieg in Gruppen resistenter Fliegen der mittlere Grad der Vergiftung nur während der ersten Stunde an, dann fiel er wieder, sobald sich einige Fliegen erholten. Die Relationen — für die beiden Stämme — gleich giftiger Dosen zeigten, bevor die Erholung in Erscheinung trat, daß die resistenten Fliegen 2- bis 6mal weniger empfindlich gegen DDT-Begiftung waren als die nichtresistenten. Erholung der resistenten Fliegen vergrößerte die Relation auf das mehr als 15fache.So ergaben die Untersuchungen an Chemorezeptorhaaren und an ganzen Fliegen sehr ähnliche Werte für die relative Empfindlichkeit der Stämme gegenüber DDT-Begiftung und für das große Ausmaß, in welchem die Widerstandsfähigkeit der Fliegen des HR-Stammes von der Fähigkeit zur Erholung von DDT-Vergiftungen abhängt. Es kann gefolgert werden, daß die Resistenz der Fliegen des HR-Stammes gegenüber DDT vollständig ausgedrückt werden kann auf dem Niveau der chemorezeptorischen Haare auf ihren Labellen. Es wird vermutet, daß Dehydrochlorierung des DDT, welche vermutlich den Mechanismus der Erholung gestattet, auch mit geringerer Sensibilität dieses Stammes gegenüber DDT-Vergiftung in Verbindung gebracht werden kann.