A generalized model for quantifying behavioral de‐sensitization to antifeedants

Fall armyworm larvae, Spodoptera frugiperda (J. G. Smith), were exposed to leaf disks treated with the feeding deterrent aristolochic acid under two types of regimes: In group 1, untreated leaf tissue was replenished as soon as it was consumed; in group 2, the control tissue was not replenished. A strong feeding deterrence was evident during the early stages of the assay in both groups, but eventually declined in group 2. When the experiment was continued through a second 24 h period, the control tissue was not replenished for either group. During this second trial, group 2 larvae, which had previously fed on treated tissue, fed more rapidly on treated tissue than did group 1 larvae. Moreover, group 2 larvae fed more readily and extensively on treated tissue than they had in the first trial. The time for the onset of behavioral desensitization was determined by subtracting the median onset of feeding on untreated tissue from the median interval between when a larva finished all of the control tissue and when it started feeding on treated tissue under no-choice conditions. Once larvae began to feed on treated tissue, their rate of consumption was equal to that of larvae feeding on control tissue. A general model for determining the onset and degree of desensitization was developed. The implications of these results for future experiments aimed at determining the underlying physiological mechanisms and the use of antifeedants in plant protection are discussed. RESUME Modele general destine a quantifier la comportement d'accoutumance aux phagodissuadants L'avenir des phagodissuadants en protection des cultures depend, en particulier, de l'aptitude des insectes a devenir insensibles a ces substances. Les phagodissuadants sont classes en relatifs ou absolus, suivant que les insectes consomment les tissus traitees ou se laissent mourir de faim. Cette propriete depend beaucoup de la structure chimique, mais les parametres biologiques n'ont pas ete etudies a fond. Des experiences ont donc ete entreprises pour apprecier les effets combines de jeune et d'autres facteurs physiologiques dans l'apparition et l'evolution de la desensibilisation chez une espece polyphage: Spodoptera frugiperda (Lep. Noctuidae). Des experiences preliminaires ont montre qu'un alcaloide, l'acide aristolochique, est un puissant phagodissuadant pour S. frugiperda. Les chenilles, reparties en deux groupes experimentaux, ont toutes ete isolees et ont recu chacune deux feuilles de Phaseolus lunatus: une temoin et une traitee avec 1 000 ppm. Dans le groupe 1), les feuilles etaient remplacees des consommation; dans le groupe 2), elles ne l'etaient pas. Un puissant effet dissuadant a ete observe tout au long de l'experience pour le groupe 1); dans le groupe 2), les chenilles ont finalement consomme les feuilles traitees. L'apparition de la desensibilisation etait liee au jeune. Quelques individus ont commence a s'alimenter sur la rondelle traitee 3,5 heures apres avoir totalement consomme la rondelle temoin; le temps median du debut de cette consommation a ete de 5,7 h. Une fois la repulsion surmontee, les chenilles ont consomme le feuillage traite de la měme facon que le feuillage temoin. Les experiences ont ete recommencees avec les měmes insectes, mais sans que les feuilles temoins aient alors ete remplacees dans aucun des 2 groupes. Dans cette seconde experience, les chenilles, qui avaient precedemment consomme des feuilles traitees, sont a nouveau dissuadees lors de choix binaires; cependant elles ont mange plus rapidement les feuilles traitees, que ne l'ont fait les chenilles qui avaient dispose d'une source inepuisable de feuilles temoins. Elles se sont alimentees aussi plus facilement et plus generalement au cours de cette seconde experience qu'au cours de la premiere. Quoi qu'il en soit, les deux groupes ont presente finalement une desensibilisation. Un modele mathematique general est propose pour evaluer l'apparition et l'evolution de la desensibilisation. Les possibilites d'utilisation des phagodissuadants dans la protection des cultures sont discutees a la lumiere de ces resultats.