Metabolic fingerprinting of the responses to salinity in the invasive ground beetle Merizodus soledadinus at the Kerguelen Islands

International audience Salinity is an abiotic factor that may impact survival and fitness of terrestrial insects in coastal environments. Meanwhile, some terrestrial arthropods can survive in hypersaline environments, and counterbalance osmotic stress by intra- and extracellular buildups of organic...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Journal of Insect Physiology
Main Authors: Hidalgo, Kévin, Laparie, Mathieu, Bical, Raphael, Larvor, Vanessa, Bouchereau, Alain, Siaussat, David, Renault, David
Other Authors: Ecosystèmes, biodiversité, évolution Rennes (ECOBIO), Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paysage, Changements Climatiques, Biodiversité, Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station Biologique de Paimpont CNRS UMR 6653 (OSUR), Université de Rennes (UR)-Université de Rennes (UR), APBV, Amélioration des Plantes et Biotechnologies Végétales (APBV), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST, Physiologie de l'Insecte : Signalisation et Communication (PISC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-AgroParisTech, IPEV programme 136; Zone Atelier CNRS Antarctique et Subantarctique, ANR-07-VULN-0004,EVINCE,Vulnerability of native communities to invasive insects and climate change in sub-antarctic islands.(2007)
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: HAL CCSD 2013
Subjects:
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Biological invasions
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Glycine
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[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
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Survival
[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
Hidalgo, Kévin
Laparie, Mathieu
Bical, Raphael
Larvor, Vanessa
Bouchereau, Alain
Siaussat, David
Renault, David
Metabolic fingerprinting of the responses to salinity in the invasive ground beetle Merizodus soledadinus at the Kerguelen Islands
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Amino acid
Biological invasions
Body water content
Compatible solutes
Glycine
Osmoregulation
Survival
[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
description International audience Salinity is an abiotic factor that may impact survival and fitness of terrestrial insects in coastal environments. Meanwhile, some terrestrial arthropods can survive in hypersaline environments, and counterbalance osmotic stress by intra- and extracellular buildups of organic osmolytes. The ground beetle Merizodus soledadinus originates from South America and it is distributed in forests and riparian zones, where salinity levels are considerably low. This species has been introduced at the Kerguelen Islands a century ago, where it colonized coastal areas (tide drift lines), and must thus withstand salinity variations due to tide, spray, and organic matter deposited therein. In the present study, we addressed the physiological plasticity of M. soledadinus to saline conditions, by monitoring body water content and survival in adults experimentally subjected to different salinities. We also investigated possible metabolic adjustments involved at three contrasted salinity levels (0‰, 35‰, 70‰) at 4 and 8 C. We hypothesized that this invasive ground beetle can withstand a broad range of salinity conditions thanks to the plastic accumulation of compatible solutes. The study revealed a progressive drop in body water content in individuals exposed to 35‰ and 70‰, as opposed to the controls. Metabolic fingerprints showed compatible solute (erythritol, alanine, glycine and proline) accumulation at medium and high salinity conditions (35‰ and 70‰). We concluded that the osmo-induced accumulation of amino acids and polyols was likely to modulate the ground beetles' body water balance on medium saline substrates, thus enhancing their survival ability.
author2 Ecosystèmes, biodiversité, évolution Rennes (ECOBIO)
Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR)
Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Paysage, Changements Climatiques, Biodiversité
Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS)
Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station Biologique de Paimpont CNRS UMR 6653 (OSUR)
Université de Rennes (UR)-Université de Rennes (UR)
APBV
Amélioration des Plantes et Biotechnologies Végétales (APBV)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST
Physiologie de l'Insecte : Signalisation et Communication (PISC)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-AgroParisTech
IPEV programme 136; Zone Atelier CNRS Antarctique et Subantarctique
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Laparie, Mathieu
Bical, Raphael
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Meanwhile, some terrestrial arthropods can survive in hypersaline environments, and counterbalance osmotic stress by intra- and extracellular buildups of organic osmolytes. The ground beetle Merizodus soledadinus originates from South America and it is distributed in forests and riparian zones, where salinity levels are considerably low. This species has been introduced at the Kerguelen Islands a century ago, where it colonized coastal areas (tide drift lines), and must thus withstand salinity variations due to tide, spray, and organic matter deposited therein. In the present study, we addressed the physiological plasticity of M. soledadinus to saline conditions, by monitoring body water content and survival in adults experimentally subjected to different salinities. We also investigated possible metabolic adjustments involved at three contrasted salinity levels (0‰, 35‰, 70‰) at 4 and 8 C. We hypothesized that this invasive ground beetle can withstand a broad range of salinity conditions thanks to the plastic accumulation of compatible solutes. The study revealed a progressive drop in body water content in individuals exposed to 35‰ and 70‰, as opposed to the controls. Metabolic fingerprints showed compatible solute (erythritol, alanine, glycine and proline) accumulation at medium and high salinity conditions (35‰ and 70‰). We concluded that the osmo-induced accumulation of amino acids and polyols was likely to modulate the ground beetles' body water balance on medium saline substrates, thus enhancing their survival ability. Article in Journal/Newspaper Kerguelen Islands Institut national des sciences de l'Univers: HAL-INSU Kerguelen Kerguelen Islands Journal of Insect Physiology 59 1 91 100