Olfactory Perception of Pheromones in Termites

Abstract

Chemical communication is the cornerstone of eusociality. Termites, the oldest eusocial insect group, rely heavily on chemical signaling to control colony functions. While considerable attention has been paid to the chemical diversity of pheromones and recognition cues involved in termite communication, the chemosensory aspects of their detection remain understudied. This thesis focuses on two types of pheromone signals-trail-following pheromones and queen pheromones-essential to termite colony organization. Using electrophysiological techniques, particularly electroantennography and single sensillum recording, I explored within three work packages the perception of these pheromones in several termite species. In the first work package, I investigated the olfactory detection of the trail-following pheromone in Prorhinotermes simplex, confirmed the involvement of odorant receptor proteins in sensing of this pheromone and demonstrated the caste-specific sensitivity differences between workers and soldiers. In the second work package, I studied the antennal detection of (3R,6E)-nerolidol, the recently discovered queen pheromone of Embiratermes neotenicus. I used E. neotenicus and a related species Silvestritermes heyeri, in which this compound is a candidate for queen pheromone, to compare sensitivity...

Chemická komunikace je základním stavebním kamenem eusociality. Termiti, jakožto nejstarší známá skupina společenského hmyzu, se při řízení své kolonie ve velké míře spoléhají na chemickou komunikaci. Zatímco chemická diverzita látek zapojených do této komunikace byla v průběhu let intenzivně zkoumána, aspekty stojící za jejich chemopercepcí zůstávají dosud málo studované. Tato práce se zaměřuje na dva typy feromonů, jež jsou klíčové pro organizaci kolonie - stopovací feromon a královský feromon. Pomocí elektrofyziologických metod, konkrétně elektroantenografie a single-sensillum recording, jsem v rámci tří částí této práce zkoumala vnímání těchto feromonů u několika druhů termitů. V první části jsem se zaměřila na čichovou detekci stopovacího feromonu u druhu Prorhinotermes simplex, potvrdila jsem roli čichových receptorů v jeho vnímání a demonstrovala jsem rozdíl mezi citlivostí vojáků a dělníků. Ve druhé části práce jsem se zaměřila na látku (3R,6E)-nerolidol, nedávno identifikovanou jako královský feromon druhu Embiratermes neotenicus. Pro měření jsem využila druh E. neotenicus spolu s příbuzným druhem Silvestritermes heyeri, u něhož je tato látka kandidátem pro královský feromon, a porovnala jsem citlivost a enantioselektivní percepci (3R,6E)-nerolidolu mezi kastami. (3R,6E)-nerolidol je v...