Індуковане білками збільшення шлунково-кишкового тракту сарани покращує чисте споживання поживних речовин

РЕЗЮМЕ

Збільшення тканинної біомаси та/або обсягу шлунково-кишкового тракту (ЖКТ) часто спостерігається, коли тварини харчуються неякісними дієтами. Це збільшення може просто дозволити збільшити розмір їжі, але може також збалансувати збалансовану в харчуванні їжу, дозволяючи вибірково поглинати обмежуючі поживні речовини. У рослиноїдного комахи, мігруючої сарани, було виявлено, що синтетична дієта з високим співвідношенням білка та вуглеводів викликає масове посилення ЖКТ. Коли нормалізується для статі та загального розміру тіла, збільшення до маси передньої та середньої кишок призводить до більш високого поглинання (20–30%) як білка, так і вуглеводів, згодом харчуючись трьома хімічно та структурно різними травами. Більше мережеве поглинання макроелементів відбулося тому, що ці сарани їли більшу їжу, яка транзитувалась одночасно і з такою ж ефективністю травлення, як сарана, у якої ЖКТ не був збільшений. Таким чином, пластичність GIT не покращила гомеостаз харчування, але збільшила швидкість засвоєння поживних речовин.

ВСТУП

Збільшений ЖКТ зазвичай асоціюється із тваринами, які поглинають неякісний раціон (оглянуто Янгом та Йоерном, 1994b; Карасовим та Юмом, 1997; Jumars, 2000; Starck, 2005; Naya et al., 2007). Збільшуючи ЖКТ при харчуванні продуктами, в яких поживні речовини розведені в неперетравлюваній матриці, вважається, що надходження поживних речовин до тканин може підтримуватися або підвищенням ефективності перетравлення кожного їжі, або збільшенням норми споживання, хоча і з гіршою засвоюваністю (наприклад, Gross et al., 1985; Hume, 1989; Hammond and Wunder, 1991; Yang and Joern, 1994b; Yang and Joern, 1994a; Karasov and Hume, 1997; Starck, 2005). Однак нещодавні дослідження як на сарані, так і на мишах показали, що ЖКТ також збільшується в розмірах при харчуванні продуктами, які мають щільну енергію, але де баланс макроелементів не забезпечується у необхідному співвідношенні (Raubenheimer and Bassil, 2007; Sørensen et al., 2010). Інтерпретація результатів харчування у цій обставині є проблематичною (Raubenheimer and Bassil, 2007; Sørensen et al., 2010). Чи є регуляція фізичних розмірів ЖКТ компенсаторною реакцією, завдяки якій гомеостаз поживних речовин підтримується шляхом сприяння збільшенню поглинання дефіцитного макроелемента, або реакція є `` компенсаційною '', і може насправді зменшити придатність, максимізуючи поглинання всіх поживних речовин і забезпечуючи тканини ще більшим надлишком макроелементів (Raubenheimer et al., 2005; Boersma and Elser, 2006)?

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

Сарана і дієти

Locusta migratoria (L.) походить із багаторічної культури Сіднейського університету (спочатку зібраного з Центрального нагір’я Квінсленда, Австралія). Сарану вирощували у великих пластикових контейнерах (56 × 76 × 60 см), по 500–1000 сарани в контейнері в приміщенні, що зберігалося при температурі 30 ° C у світлі 14 годин: 10 годин: темний фотоперіод, причому кожен контейнер мав додаткове тепло джерело (лампа тепла потужністю 250 Вт, встановлена на сітчастій покрівлі сміттєвого контейнера) під час фази "включене світло" Сарану забезпечували розсадою пшениці та зародків пшениці ad libitum.

Було виготовлено чотири сухі гранульовані синтетичні дієти, що відрізняються за процентним вмістом білка (Р) і вуглеводів (С) (35P: 7C, 28P: 14C, 14P: 28C і 7P: 35C), як описано у Simpson and Abisgold (Simpson and Abisgold, 1985), при цьому білок є сумішшю казеїну, бактеріологічного пептону та яєчного білка 3: 1: 1, а вуглеводи - сумішшю сахарози та декстрину 1: 1. Усі дієти містили 4% мікроелементів (солі, вітаміни та стерини) та 54% неперетравної α-целюлози (C8002, Sigma-Aldrich, Сент-Луїс, Міссурі, США) і подрібнювали до тонкого порошку. Леза двох видів трав, Cynodon dactylon (L.) Pers. (Poales: Poaceae) та Themeda australis (R. Br.) Stapf (Poales: Poaceae), збирали місцево, як описано раніше (Clissold et al., 2010). Розсада пшениці, Triticum aestivum L. em Thell. (Poales: Poaceae), вирощували з насіння в теплиці для

20 днів. Травинки відокремлювали біля язичка, а основи поміщали у флакон із квіткою з водою (Clissold et al., 2004).

Експериментальний дизайн

Спочатку ми надаємо огляд експериментальної конструкції, а потім описуємо докладні методології для кожного. В експерименті 1 ми визначили взаємозв'язок між харчуванням та ростом у кінцевих стадіях німф, масою кожної області ЖКТ та подальшим надходженням поживних речовин від T. australis. З початку передостаннього німфалічного стадіону до середини останнього німфалічного стадіону саранчі надавали вільний доступ до однієї з п’яти процедур, а потім годували T. australis протягом 24 годин. Процедури складалися з чотирьох синтетичних дієт, що змінювались у співвідношенні білка до вуглеводів (Р: С), як описано вище, та п’ятої, де сарані дозволялося самостійно вибирати споживання білка та вуглеводів із 35P: 7C проти 7P: 35C або 28P: 14C проти 14P: 28C. Попередня робота вказувала, що оптимальне співвідношення P: C для L. migratoria близьке до 21:21 (Miller et al., 2009).