A Manduca sexta, közismert nevén dohány- vagy karolinai szender, a Sphingidae családba tartozó lepkefaj, amely Amerika nagy részén elterjedt. Ezt a fajt Carl Linnaeus írta le először 1763-ban. A kifejlett egyedeket karolinai szenderként és dohány hawk lepkeként ismerik, míg a lárvákat dohány- vagy goliath-féregnek nevezik. Gyakran összetévesztik a nagyon hasonló paradicsomszenderrel (Manduca quinquemaculata), mivel mindkét faj lárvái a burgonyafélék (Solanaceae) családjába tartozó növények leveleivel táplálkoznak.
A két faj lárváit a testük oldalán található mintázat alapján lehet megkülönböztetni: a paradicsomszender lárvákon nyolc V-alakú fehér jel látható szegély nélkül, míg a dohány szender lárvákon hét átlós fehér csík található fekete szegéllyel. Ezenkívül a dohány szenderek szarva piros, míg a paradicsomszendereké sötétkék vagy fekete. Egy emlékeztetőül szolgáló mondóka szerint a dohány szenderek szarvai cigarettaszerűen egyenesek, míg a paradicsomszender mintázata V-alakú, mint a „fürtös paradicsom” esetében.
A Manduca sexta gyakori modell organizmus, különösen a neurobiológiában, könnyen hozzáférhető idegrendszere és rövid életciklusa miatt. Hatalmas mérete miatt alkalmas orvosi képalkotó eljárásokhoz (például CT, MRI vagy PET), és képalkotási és bélgyulladásos kutatásokban használják. Különféle orvosi és biológiai tudományos kísérletekben alkalmazzák. Könnyen nevelhető búzafű alapú étrenden.
A Manduca sexta tenyésztése és táplálkozása
A dohány szender hernyók fakultatív specialisták; a lárvák bármilyen táplánövényen képesek növekedni és fejlődni. Azonban a lárvák a burgonyafélékhez tartozó növényeket részesítik előnyben, mint például a dohány- és paradicsom növényeket. Ezeken a növényeken a lárvák gyorsabban nőnek és fejlődnek. A szájrészeiken található oldalsó és középső szenzoros sztilokóniumok (érzékelő receptorok) segítik őket a burgonyafélék azonosításában az indiozid D felismerésével, amely egy szteroid glikozid, és megtalálható ezekben a növényekben (del Campo et al., 2001).
A szalicil egy ízetlen távoltartó szer, amely csak a Salix spp.-ben található meg, míg a koffein egy távoltartó szer, amely valójában mérgező. Schoonhoven (1969) megállapította, hogy a M. sexta szalicilhez való hozzászokása az idegsejtek érzéketlenné válásával magyarázható, Glendinning et al. (1999) pedig ugyanezt állapította meg a koffein esetében. Glendinning et al. (2001) azonban csak kis mértékű perifériás érzéketlenséget talált a szalicil esetében, arra a következtetésre jutva, hogy Schoonhoven tévedett, és ebben az esetben a hozzászokás centrálisan mediált.
A dohány szender hernyókat kártevőknek tekintik, mivel a dohány növények felső leveleit fogyasztják, és zöld vagy fekete ürüléket hagynak a növényeken. A dohány szender lárvák a párás környezetet kedvelik. Kiszáradás esetén a dohány szender lárvák vízforrás vagy magas relatív páratartalmú terület felé mozognak.
A M. sexta étrendje nagyon változatos lehet. A lárvák főleg a burgonyafélék (Solanaceae) családjába tartozó növényekkel táplálkoznak, különösen dohány-, paradicsom-, paprika-, padlizsán- és burgonyanövényekkel. Előfordulnak datura, holdvirág és szezám növényeken is. A lárvák a leveleket, néha a virágokat és terméseket is fogyasztják. A kifejlett egyedek nektárral táplálkoznak.
A megfelelő étrend elengedhetetlen ahhoz, hogy egészségesek és aktívak maradjanak. Mindenevők és változatosan táplálkoznak. Normális esetben az étrendjük zöldségekből és rovarokból áll, és nem tartalmaz citrusféléket. Amikor rovarokkal etetik őket, meg kell győződni arról, hogy az adott rovar nem túl nagy-e nekik. Amíg fiatal egy egyed, többet kell rovarokból ennie, mint zöldségekből (rovar 80%, növény 20%), mert növekszik. Mindig friss zöldséggel kell kínálni, de háromszor egy nap rovarokat is kell adni nekik. Annyi rovart kell nekik adni, amit 10-15 perc alatt meg tudnak enni. Az etetési idő letelte után ki kell venni az el nem fogyasztott rovarokat a terráriumból, mert sérüléseket okozhatnak.
A felnőtt egyedeknek nem kell annyi rovart enniük, mint a fiataloknak (rovar 20%, növény 80%), ha túletetik őket, akkor könnyen túlsúlyossá válhatnak. A felnőtteket két-három naponta egyszer elég rovarokkal etetni. Annyi rovart kell nekik adni, amit 10-15 perc alatt meg tudnak enni.
A Manduca sexta mint modell organizmus
A Manduca sexta egy gyakori modell organizmus, különösen a neurobiológiában, köszönhetően könnyen hozzáférhető idegrendszerének és rövid életciklusának. Hatalmas mérete miatt alkalmas orvosi képalkotó eljárásokhoz, mint például CT, MRI vagy PET, és képalkotási és bélgyulladásos kutatásokban használják. Különféle orvosi és biológiai tudományos kísérletekben alkalmazzák. Könnyen nevelhető búzafű alapú étrenden.
A M. sexta rövid életciklusa körülbelül 30-50 napig tart. Számos kutatásban használják, mivel viszonylag könnyen tarthatók és tenyészthetők laboratóriumi körülmények között. A lárvák nagy mérete lehetővé teszi a sejtek és szövetek részletes tanulmányozását, valamint a gyógyszerek és toxinok hatásának vizsgálatát.
Micro-CT: Manduca sexta (Tobacco Hornworm) #microCT #manducasexta #imaging #science #entomology
A Manduca sexta és a nikotin
A nikotin mérgező a legtöbb állatra, mivel az ideg-izom kapcsolódásban lévő acetilkolin receptorokat célozza meg. Azonban a dohány szender képes metabolizálni a dohány növényben található nikotint, és azt védekezésre használja a ragadozók ellen. Rendelkezik egy CYP6B46 génnel, amely a nikotint egy metabolittá alakítja. A nikotin metabolitok körülbelül 0,65%-a a bélből a hemolimfába kerül, ahol újra nikotinná alakulnak, és a légzőnyílásokon keresztül a levegőbe kerülnek.
A Manduca sexta kommunikációja és védekezése
A dohány szender hernyók rövid kattogó hangokat adnak ki az állkapcsukkal, amikor támadás éri őket. Ezt a hangképzést egyfajta akusztikus aposematizmusnak, vagyis figyelmeztető hangnak tartják, amely jelzi a ragadozóknak, hogy a velük való próbálkozás kellemetlen lesz. Megfigyelték, hogy a dohány szenderek a kattogó hangok kiadása után rángatóznak és harapnak. Ezek a kattanások nagy távolságból hallhatók, 5 és 50 kHz közötti frekvenciatartományban.
Életciklus és morfológia
A Manduca sexta petéi gömb alakúak, körülbelül 1,5 milliméter átmérőjűek és áttetsző zöldek. Általában két-négy nappal lerakásuk után kelnek ki. A M. sexta lárvák élénkzöld színűek és akár 100 milliméter hosszúságúra is megnőhetnek. A hátsó potrohi szegmens egy dorzokaudális szarvval végződik, ami "szarvasféreg" nevet ad nekik. Az utolsó lárva stádium egy hengeres testből áll, amelyet finom, hajszerű serték borítanak. A fej egy pár ocellusszal és rágó szájszervvel van felszerelve. Mindhárom mellkasi szegmens egy pár valódi lábat visel, és az összes lárva stádiumban a harmadik, negyedik, ötödik, hatodik és utolsó potrohi szegmensen egy pár ál láb található.
A faj hemolimfája (vér) rovar-cianint, egy kék színű biliproteint tartalmaz. Amikor a lárva a növényi levelek szokásos étrendjét fogyasztja, pigmentált karotinoidokat vesz magához, amelyek elsősorban sárga színűek. Az eredményül kapott kombináció zöld. A dohány szender hernyó stádiuma megjelenésében nagyon hasonló a közeli rokon paradicsomszenderéhez. A két faj lárváit azonban könnyen meg lehet különböztetni az oldalsó mintázatuk alapján. Konkrétan, a M. sexta hernyón hét fehér átlós csík található fekete szegéllyel az első hét potrohi szegmensen, a szarv pedig piros vagy zöld, piros hegyével.
A lárva stádiumban a M. sexta hernyók a burgonyafélék családjába tartozó növényekkel táplálkoznak, főként dohány-, paradicsom- és datura növényekkel. A M. sexta öt lárva stádiumon megy keresztül, amelyeket vedlés (molt) választ el, de a lárva stádiumok száma növekedhet, ha a táplálkozási feltételek rosszak. A stádium vége felé a hernyó helyet keres a bebábozódáshoz, a föld alá fúrja magát, és bebábozódik. Ezt a kereső viselkedést "vándorlásnak" nevezik. A bebábozódás közeledtét - amit a vándorlás viselkedésileg jelez - anatómiailag a szív (aorta) megfigyelésével lehet megerősíteni, amely egy hosszú, pulzáló ér, amely a hernyó hátoldalán fut végig.
A kifejlett M. sexta egyedeknek keskeny szárnyaik vannak, kb. 9,5-12 cm szárnyfesztávolsággal. A kifejlett egyedek szexuálisan dimorfok. A hímek szélesebb csápjaik és a potroh végén található kapaszkodóik alapján azonosíthatók. A nőstény lepkék általában egy héttel a kibújás után készek párosodni, és csak egyszer teszik ezt. A hímek sokszor párosodhatnak. A párzás általában éjszaka történik, függőleges felületen, és több órán át tarthat, a hím és a nőstény ellentétes irányba néznek, hátsó végeik érintkeznek.
A Manduca sexta mezőgazdasági kártevőként és élelmiszerként
A dohány szender hernyókat kártevőknek tekintik, mivel a dohány növények felső leveleit fogyasztják, és zöld vagy fekete ürüléket hagynak a növényeken. A dohány szender hernyók kedvelik a párás környezetet. Kiszáradás esetén a dohány szender hernyók vízforrás vagy magas relatív páratartalmú terület felé mozognak.
A lárvákat, bár eredetileg laboratóriumok számára tenyésztették, erre a célra is tenyésztik. Gyakran már csomagolt tartályokban árulják őket, amelyek mindent tartalmaznak, amire a lárváknak szükségük van, beleértve az élelmet is. A fogságban tartott hernyókat, amelyeket mesterséges étrenden neveltek, gyakran rovarevő egzotikus állatoknak, például bizonyos hüllőknek, halaknak és kis emlősöknek adják. Ezeket jobban kedvelik, mint a vadon fogott hernyókat, amelyek felhalmozhatják az étrendi növényekben található mérgező anyagokat.
Felhasználás az orvosi képalkotásban
A M. sexta lárvák akár 100 milliméter hosszúságúra is megnőhetnek, elérve a 20 grammot. Nagy méretük miatt alternatív állatmodellként használják orvosi képalkotó eljárásokban, mint például a komputertomográfia, mágneses rezonancia képalkotás vagy pozitron emissziós tomográfia.
Védekezés a kártevők ellen
A szenderhernyók elleni biológiai védekezés egyik gyakori módja a Cotesia congregata parazita darázs, amely petéit a szenderhernyók testébe rakja. A darázs lárvái belül táplálkoznak, és kikelnek a testből, hogy bebábozódjanak. A parazitált szenderhernyókat gyakran több fehér, vattaszerű darázsbábbal borítva látni, amelyeket gyakran tévesztenek össze nagy tojásokkal.
A mezőgazdasági kártevőkön kívül a háztartási rovarok ellen is jó eredménnyel használható. Megfigyelhető, hogy a kisebb méretű kártevők ellen hatásosabb, mint a nagytestűek ellen. A mezőgazdasági kártevőkön kívül a háztartási rovarok ellen is jó eredménnyel használták. Számos kártevő ellen akár ötször-tízszer nagyobb védekezési hatékonyságot értek el, mint a hagyományos piretroidok használatával.
A Bacillus thuringiensis tartalmú Dipel biológiai rovarölő szert vagy a természetes eredetű Neemazalt javaslom. Hatásukat csak a fiatal, még kisméretű lárvaalak ellen érik el.
tags: #manduca #sexta #tenyesztes