Midgut glycosidases activities in monophagous larvae of Apollo butterfly, Parnassius apollo ssp. frankenbergeri

Parnassius apollo (Lepidoptera, Papilionidae) declines on numerous localities all over Europe. Its local subspecies frankenbergeri, inhabiting the Pieniny Mts (southern Poland) and successfully recovered from extinction, is monophagous in larval stage. In natural conditions, it completes development on the orpine Sedum telephium ssp. maximum. Since proper quality and quantity of necessary nutritional compounds of the food plant ensure developmental success, the digestive processes in the insect midgut should reflect adaptation to a specific food source. The paper presents, for the first time, the activity of detected glycolytic enzymes in midgut tissue and liquid gut contents of the L4 and L5 instars of P. apollo larvae. α-Amylase plays the main role in utilization of carbohydrates, contrary to cellulase activity. Saccharase seems to be the main disaccharidase, and high activity of β-glycosidase enables hydrolysis of the plant glycosides. Trehalase activity was unexpectedly low and comparable to those of cellobiase and lactase. α-Amylolytic and other glycolytic activities indicate that larvae utilize starch and other carbohydrate compounds as energy sources. Possible use of some plant allelochemicals as energy sources by Apollo larvae is discussed. To cite this article: M. Nakonieczny et al., C. R. Biologies 329 (2006).

RésuméParnassius apollo (Lepidoptera, Papilionidae) s'éteint en de nombreux endroits, dans l'Europe toute entière. Sa sous-espèce frankenbergeri, vivant à Pieniny (Sud de la Pologne), qu'on a restituée avec succès, est considérée comme une espèce monophage. En conditions naturelles, ses chenilles s'alimentent sur l'orpin, Sedum telephium ssp. maximum. Puisque les qualités intrinsèques et la présence dans la plante de la quantité d'éléments nourriciers nécessaires assurent le succès du développement de la larve, le processus de digestion dans l'intestin moyen semble montrer une adaptation à cette ressource alimentaire spécifique. Cet article présente, pour la première fois, chez Parnassius apollo, les activités des glycosidases détectées dans les tissus et l'intestin moyen de chenilles aux 4e et 5e stades larvaires. Parmi les enzymes glycolytiques, la saccharase semble être essentielle et la haute activité de la β-glucosidase semble être responsable de l'hydrolyse de glucosides de la plante. L'activité de la tréhalase est, contre toute attente, faible et comparable à celle de la cellobiase et de la lactase. Parmi les polysaccharidases, l'α-amylase est l'enzyme essentielle pour la dégradation des glucides, tandis que la cellulase, de faible activité, semble être d'origine exogène. Les activités de l'α-amylase et des autres glycosidases spécifiques montrent que les chenilles utilisent l'amidon et les autres glucides composés comme sources d'énergie. Pour citer cet article : M. Nakonieczny et al., C. R. Biologies 329 (2006).