EFFECT OF L-CANAVANINE ON THE CONSUMPTION AND UTILIZATION OF ARTIFICIAL DIET BY THE TOBACCO HORNWORM, MANDUCA SEXTA

Larvae of 4th-stadium tobacco hornworm, Manduca sexta (L.), were fed artificial diets containing either 2.5, 5 or 10 mM L-canavanine. Rate of growth, daily food consumption, digestibility and efficiency of conversion indices were calculated. Larvae consuming either 5 or 10 mM canavanine-containing diet weighed significantly less (99% confidence interval) after 1 day, whereas larval weight gain at the 2.5 mM level was not significantly different until day 3. Canavanine did not affect the approximate digestibility (AD) of the diet. However, the consumption index (CI), efficiency of conversion of ingested food (ECI) and digested food (ECD) for larvae fed either 5 or 10 mM canavanine-supplemented diet were significantly less than for control larvae. Thus, canavanine inhibited growth by reducing ingestion and the efficiency to convert ingested and assimilated food into body mass. Effects of chronic exposure to low levels of dietary canavanine (0.1, 0.5, 1 and 2.5 mM) were assessed by measuring the rate of growth and development of M. sexta larvae reared from egg eclosion. Larvae maintained on as little as 0.5 mM [0.009% (w/v)] canavanine-containing diet grew slower and weighed less. In addition, the percentage of ovarial mass in female adults obtained from larvae reared on canavanine-containing diets, was less than the controls. ZUSAMMENFASSUNG DIE WIRKUNG VON L-CANAVANIN AUF DIE AUFNAHME UND DIE VERWERTUNG KUNSTLICHEN FUTTERS BEIM TABAKSCHWARMER, MANDUCA SEXTA Viertstadiumlarven des Tabakschwarmers Manduca sexta (L.) wurden kunstliche Futtermischungen vorgesetzt mit 2,5, 5,0 oder 10,0 mM L-Canavanin, einem in der Natur vorkommenden Strukturanalogen des L-Arginins. Bei Konsum von Futter mit 5 und 10 mM wurde die Gewichtszunahme innerhalb eines Tages gesichert reduziert (Vertrauensgrenze 99%). Dagegen traten bei 2,5 mM gesicherte Unterschiede erst nach 3 Tagen auf. Canavanin beeinflusste die approximative Verdaulichkeit (AD) des Futters nicht. Dagegen war der Verzehrindex (CI), die Umwandlung der aufgenommenen Nahrung (ECI) und der verdauten Nahrung (ECD) bei Larven, denen 5 oder 10 mM enthaltendes Futter vorgesetzt wurde, gesichert geringer als bei Kontrolllarven. Bei 2,5 mM wurden diese Indices dagegen nur leicht verandert. Canavanin hemmte also das Larvenwachstum durch Reduktion der Nahrungsaufnahme und des Vermogens, die aufgenommene und verdaute Nahrung in Korpermasse umzuwandeln. Die Wirkung chronischer Aufnahme geringer Mengen von Nahrungscanavanin (0,1, 0,5, 1 und 2,5 mM) wurde anhand der Wachstum- und Entwicklungsgeschwindigkeit von Manduca sexta-Larven vom Eischlupfen an beurteilt. Larven, denen 0,5 mM enthaltendes Futter vorgesetzt wurde, wuchsen langsamer, wogen weniger und hatten eine kleinere Eierstockmasse als Kontrolltiere. Diese Resultate lassen vermuten, dass der Konsum canavaninhaltiger Nahrung bei empfindlichen Insekten zum Tod fuhren konnte und zwar direkt durch toxische Effekte oder indirekt durch eine Verlangerung der Entwicklung. Eine solche Entwicklungsverlangerung wurde die Insekten wahrend langerer Zeit ungunstigen Umweltseinflussen, wie dem Angriff durch Rauber, Parasiten und Krankheiten aussetzen. Canavanin konnte auch subtiler wirken und zwar indem es allgemein die Widerstandsfahigkeit der Insekten herabsetzt und indem es Fertilitat und Fekunditat reduziert.