Identificación de compuestos cuticulares mediante GC-MS y su rol en colonias de Neotermes chilensis (Blattodea: Kalotermitidae)

Abstract

En insectos eusociales, el reconocimiento y la comunicación entre compañeros de nido soportan la estructura social de la colonia. Estas conclusiones se basan más en estudios en himenópteros que en termitas (Blattodea). En las termitas se distinguen tres castas principales: reproductores primarios (reproducción); soldados (defensa); y obreras o pseudo-obreras (alimentación y cuidado de otras castas y jóvenes, mantenimiento y expansión del nido). La comunicación entre compañeros de nido se produce generalmente por señales químicas. Dentro de estas son especialmente relevantes los compuestos cuticulares, particularmente los hidrocarburos. Estos recubren por completo la cutícula de los insectos y cumplen dos funciones: evitar la pérdida de agua y actuar como compuestos semioquímicos para el reconocimiento entre individuos. En este seminario, se estudió las diferencias cualitativas (escalamiento multidimensional) y cuantitativas (análisis de componentes principales- PCA) en los perfiles de hidrocarburos cuticulares entre castas y entre dos sitios de recolección, usando la termita endémica nidificadora de una pieza, Neotermes chilensis, a través de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas, técnica que permite separar, identificar y cuantificar los componentes de una mezcla. Se identificaron 27 hidrocarburos en la cutícula de N. chilensis, 19 metil-alcanos (70,4%), 7 n-alcanos (25,9%) y un n-alqueno (3,70%). Los análisis estadísticos mostraron diferencias significativas en la composición cualitativa y cuantitativa entre el sitio de recolección y entre las castas. Los principales resultados mostraron que pseudo-obreras y soldados eran distintos entre sí y de otras castas. Además se determinó los principales hidrocarburos responsables de las diferencias entre castas. x En conclusión, en este seminario se demostró las diferencias cualitativas y cuantitativas complementarias de los perfiles de hidrocarburos cuticulares entre distintas castas y entre dos sitios de recolección diferentes de N. chilensis. Los resultados contribuyen con una interpretación química al fenómeno de reconocimiento intraespecífico en una termita nidificadora de una pieza.

In eusocial insects, recognition and communication between nestmates support the social structure of the colony. These conclusions are based mostly in studies concerning hymenopterans rather than termites (Blattodea). In termites, three main castes may be distinguished: primary reproductors (reproduction); soldiers (defense); and workers or pseudo-workers (feeding and taking care of young and of other castes, maintenance and expansion of the nest). During the swarming season, alates of both sex emerge from the parental colony, loose their wings, and eventually mate and found a new colony. Communication among nestmates is usually based on chemical signals. Cuticular compounds, particularly hydrocarbons, have special relevance. They cover the cuticle of the insects and avoid water loss and function as semiochemicals for recognition among individuals. In this seminar, I studied qualitative (multidimensional scaling) and quantitative (principal component analysis- PCA) differences in cuticular hydrocarbon profiles between castes and between two collection sites, using the endemic one piece nesting termite, Neotermes chilensis; I used gas chromatography coupled to mass spectrometry, a technique, which allows the separation, identification and quantitation of the components of a mixture. I identified 27 hydrocarbons in the cuticle of N. chilensis: 19 methyl-alkanes (70.4%), 7 n-alkanes (25.9%) and one n-alkene (3.70%). The statistical analyses showed significant differences in qualitative and quantitative compositions between collection site and between castes. The main results showed differences between pseudo-workers and soldiers, and also differences between them and the other castes. xii Furthermore, I determined the main hydrocarbons responsible for the differences between castes. In conclusion, in this seminary I demonstrated the complementary nature of qualitative and quantitative differences of the cuticular hydrocarbons profile between different castes and between two different collecting sites of N. chilensis. This result contributes with a chemical interpretation of the phenomenon of intraspecific recognition in a one-piece nesting termite.