High‐dose mode of death in Tribolium

Chi-Hing C Cheng-De Vries, Howard S. Ducoff

Research output: Contribution to journalArticle

Abstract

This study reports the first demonstration within a single insect genus (Tribolium) of both the acute, or lethal‐midlethal, dose‐independent pattern of mortality, and the hyperacute, dose‐dependent pattern, after appropriate doses of ionizing radiation. This demonstration provides resolution of apparently contradictory reports of insect responses in terms of doses required to cause lethality and those based on survival time as a function of dose. A dose‐dependent mortality pattern was elicited in adult Tribolium receiving high doses, viz., 300 Gy or greater; its time‐course was complete in 10 days, before the dose‐independent mortality began. Visual observations of heavily‐irradiated Tribolium suggested neural and/or neuromuscular damage, as had been previously proposed by others for lethally‐irradiated wasps, flies, and mosquitoes. Results of experiments using fractionated high doses supported the suggestion that the hyperacute or high‐dose mode of death is the result of damage to nonproliferative tissues. Relative resistance of a strain to the hyperacute or high‐dose mode of death is not necessarily correlated with resistance to the midlethal mode, which is believed to be the result of damage to the proliferative cells of the midgut. Type de mortalité de Tribolium après forte irradiation Les résultats de nombreuses études des réactions des insectes adultes de différents groupes à l'irradiation s'opposent quant à l'importance de la dose provoquant la létalité et quant aux modalités de la mort. Les diptères et les guèpes impliquent des doses très élevées, – des centaines de Gy –, ne présentent aucune période caractérisant la mort par irradiation, et décèdent de plus en plus tôt avec l'augmentation des doses. Beaucoup d'autres insectes succombent à des doses (milétalelétale) beaucoup plus faibles, – de quelques Gy à des dizaines –, et quelle que soit la dose meurent au bout d'un temps voisin. Au cours de cette étude, nous avons pu observer que ces deux types de mortalité peuvent être provoqués chez le même genre d'insecte (Tribolium), avec des doses convenables d'irradiation y. Un syndrôme caractéristique a été provoqué avec des doses très élevées, de 300 Gy ou plus, – à ces doses la mort est obtenue en 10 jours après l'irradiation. L'absence de syndrôme caractéristique se produit avec des doses inférieures ou égales à 80 Gy; la mort a lieu alors entre 10 et 16 jours en fonction de la dose. Les différences entre les deux types de décès indiquent deux processus de mort par irradiation. La manifestation d'une désorientation et d'une perte de coordination motrice chez les Tribolium fortement irradiés suggère des altérations neurales et/ou neuromusculaires comme cause/s de ce type de mort provoquée par des doses élevées. L'implication de tissus sans prolifération a été confortée par les résultats d'expériences utilisant de hautes doses fractionnées. Le type de mort milétal est considéré après de nombreuses observations indépendantes, comme le résultat d'atteintes à la prolifération des cellules de l'intestin moyen. Les données contradictoires sur les réactions des insectes aux irradiations proviennent d'abord de l'absence de connaissances sur le lieu des dégâts. Les diptères sont connus maintenant, après différentes études, comme perdant complètement l'aptitude au renouvellement cellulaire, et présentent ainsi un type de mort avec dose élevée. Beaucoup d'autres insectes adultes ont un renouvellement cellulaire de l'intestin moyen limité, et ainsi présentent le type de mort milétal. Le type de mort, dit haute dose, peut être induit dans cette dernière catégorie d'insectes par une irradiation suffisamment forte, et, dans le cas du Tribolium le déroulement de la mort se produit alors de deux façons bien distinctes. 1989 The Netherlands Entomological Society

Original languageEnglish (US)
Pages (from-to)189-197
Number of pages9
JournalEntomologia Experimentalis et Applicata
Volume51
Issue number2
DOIs
StatePublished - Jun 1989

Keywords

  • Ionizing radiation
  • Tribolium
  • acute lethality
  • hyperacute radiation response
  • insects
  • non‐proliferative tissue injury

ASJC Scopus subject areas

  • Ecology, Evolution, Behavior and Systematics
  • Insect Science

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