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 Hubner (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 × AD × 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. Resume Accroissements de la consommation d'aliments et de l'efficacite d'utilisation limitant l'effet de regimes dilues sur Anticarsia gemmatalis Peu de travaux ont examine l'aptitude des insectes a modifier leur consommation et l'utilisation des aliments en fonction des variations qualitatives et quantitatives connues de l'aliment. On a rarement examine 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 gravimetrique, nous avons mesure le gain des poids, l'aliment consomme et les excrements produits par des chenilles de A. gemmatalis Hubn. (Lep, Noctui-dea), important ravageur du soja aux USA. La consommation en poids frais (fw) a augmente presque 2 fois quand le regime artificiel a ete dilue progressivement avec de l'eau (65, 79, 86 ou 89% d'eau); le poids sec (dw) et le taux de consommation relative (RCR) ont diminue neanmoins avec la dilution. L'efficacite de digestion et d'assimilation de l'aliment consomme (digestibilite approchee, AD) a augmente pour les trois dilutions, l'efficacite de conversion en biomasse de l'aliment digere (ECD) a augmente dans les dilutions a 79 et 85%, mais a diminue pour les regimes plus dilues. Par consequent, le gain dw et le RGR, – produit de RCR × AD × ECD-, etaient identiques avec le regime a 79% fw a ceux de 65% fw, mais ont diminue pour les regimes plus dilues. Le taux relatif d'efficacite de consommation d'azote a diminue aussi avec la dilution, mais il a ete compense par un accroissement de l'efficacite de l'utilisation de l'azole tel, que le produit, – taux relatif d'accumulation de l'azote-, etait le meme pour les quatre regimes. La teneur en lipides des insectes a diminue, de 32% pour le regime sans dilution, a 13% pour le regime le plus dilue; elle a ete le principal responsable de la diminution de RGR. L'accroissement de la consommation fw et de AD, tout en n'empechant pas la diminution de RGR pour les deux regimes les plus dilues, a limite l'effet de la dilution (sans ces accroissements, le RGR du regime le plus dilue n'aurait ete que 43% du RGR obtenu). Ces resultats 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, presentent des reactions compensatrices au changement de qualite de l'aliment. De telles variations dans la consommation d'aliments ont des consequences ecologiques (consommation accrue de substances allelochimiques potentiellement toxiques et exposition accrue aux causes biologiques de mortalite pendant l'alimentation), et interessent l'organisation de la protection contre les insectes: – en permettant la manipulation de l'alimentation des insectes pour augmenter la consommation a court terme d'agents bioactifs, et, par ce moyen, reduire la consommation totale, – en permettant d'ameliorer la modelisation des degâts alimentaires previsibles, qui, pour etre efficace, devrait inclure les variations de l'alimentation en fonction de la qualite alimentaire de la plante cultivee.