On the mode of action of Dimilin as a moulting inhibitor in some lepidopterous insects
Authors: Salama H. S. , Motagally Z. A. , Skatulla U. 
Published: July 2010

When the larvae of Porthetria dispar, Lymantria monacha and Boarmia bistortata were fed on a diet containing lethal doses of the moulting inhibitor, Dimilin (Diflubenzuron), no histological changes were detected in their internal tissues, mainly the mid gut, muscles, fat bodies and Malpighian tubules. The development of the testes and succession of spermatogenesis in L. monacha were not affected by this compound. Some histological effects were detected in the integument of the treated larvae of the 3 tested species. The endocuticle that was formed after treatment was not properly attached to the epidermis and showed globules of apparently coagulated material mainly protein. Chemical analysis of the integument in P. dispar indicated that the chitin deposition in the endocuticle was quantitatively reduced by about 33% after treatment with Dimilin. The lipid content increased in treated larvae which might reflect a reduced rate in the synthesis of glucose in the haemolymph to chitin. On the other hand, protein content was completely unaffected. These findings revealed that Dimilin has a specific mode of action which interferes with the rate of chitin deposition in the endocuticle. The newly formed cuticle becomes less rigid and therefore it cannot withstand the internal pressure during ecdysis or give sufficient support to the muscles involved in ecdysis and thus resulting in an inability to cast the exuviae and finally in death. The results proved that Dimilin at all tested concentrations did not resemble in properties the conventional insecticides. The symptoms induced to the larvae of the tested species after treatment with this compound were discussed. Lethal doses caused death of the treated larvae during ecdysis. At lower doses, the compound induced developmental retardation and few deformities and in this view it resembled to a little extent the juvenile hormone analogues.

Über die Wirkungsweise von Dimilin als Häutungshemmer bei einigen Schmetterlingsarten

Raupen von Lymantria dispar, Lymantria monacha und Boarmia bistortata wurden auf einem Kunstfutter gezüchtet, dem der Entwicklungshemmer Dimilin in letaler Dosis zugegeben war. Bei allen drei getesteten Arten war zu beobachten, daß die Mortalität ausschließlich während der Häutung auftrat. Doch waren zwischen den Arten einige Reaktionsunterschiede festzustellen, die im einzelnen näher beschrieben werden.

Wie histologische Untersuchungen ergaben, konnten an den inneren Organen wie Mitteldarm, Fettkörper, Muskeln und Malipighischen Gefäßen keine Veränderungen beobachtet werden. Die Entwicklung der Keimdrüsen und die Spermatogenese wurde bei L. monacha, die daraufhin näher untersucht wurde, durch Dimilin nicht beeinträchtigt.

Dagegen wurden einige histologische Veränderungen im Integument bei allen drei Arten festgestellt.

Während die Epi‐ und Exocuticula nach Dimilineinwirkung keine Schäden zeigten, wies die neu gebildete Endocuticula einige pathologische Veränderungen auf. So waren Endocuticula und Epidermis voneinander losgelöst, wobei in dem entstandenen Zwischenraum kleine kugelförmige Gebilde aus koaguliertem Material auftraten, die wahrscheinlich aus Protein bestanden. Bei unbehandelten Raupen waren Epidermis und Endocuticula fest miteinander verbunden, auch fehlten hier die erwähnten Koagulate. Eine chemische Analyse des Integuments zeigte, daß der Chitingehalt der Endocuticula bei behandelten Raupen um 33% geringer war als bei unbehandelten Tieren. Der Lipidanteil dagegen war erhöht, was möglicherweise auf eine geringere Umwandlung der Glucose in Chitin hinweist. Dagegen blieb der Proteingehalt unverändert. Diese Ergebnisse zeigen, daß Dimilin einen speziellen Wirkungsmechanismus besitzt, der sowohl mit der Chitineinlagerung in die Endocuticula interferiert als auch die Anlagerung der Endocuticula an die Epidermis verhindert.

Auf Grund dieser Gegebenheiten wird die neu gebildete Cuticula in ihrer Festigkeit herabgesetzt, so daß sie dem Turgor während der Häutung nicht standhalten kann und den Muskeln, die an den Häutungsbewegungen beteiligt sind, ein ungenügendes Widerlager bietet. Die Raupen sind nicht imstande, die alte Haut abzustreifen, und sterben schließlich ab.

Bei subletaletalen Dosen wirkt Dimilin als Entwicklungshemmer oder verursacht erst später im Imaginalstadium teratologische Effekte, Symptome, die auch nach Anwendung von Juvenil‐Hormonanalogen beobachtet werden.

Abschließend werden die Ergebnisse zusammengefaßt und diskutiert.