Cave odours as possible destination cues in the long-distance navigation of the Australian Bogong moth Agrotis infusa
(2023) BION03 20221Degree Projects in Biology
- Abstract
- The Bogong moth Agrotis infusa is a long-distance nocturnal migrant whose navigational ability still remains only partly understood. They travel up to a thousand kilometres to the Australian Alps where they seek out the shelter of isolated cool alpine caves, thereby escaping the approaching summer heat of their breeding grounds. Once in the caves, they enter a state of dormancy over the coming summer (known as aestivation). How they find their aestivation caves is still a mystery. My hypothesis is that at the end of their journey, during the final “pin-pointing phase” of their long-distance navigation, they use their olfactory system to home in on their cave destination. Here I investigate the olfactory system of the Bogong moth to address... (More)
- The Bogong moth Agrotis infusa is a long-distance nocturnal migrant whose navigational ability still remains only partly understood. They travel up to a thousand kilometres to the Australian Alps where they seek out the shelter of isolated cool alpine caves, thereby escaping the approaching summer heat of their breeding grounds. Once in the caves, they enter a state of dormancy over the coming summer (known as aestivation). How they find their aestivation caves is still a mystery. My hypothesis is that at the end of their journey, during the final “pin-pointing phase” of their long-distance navigation, they use their olfactory system to home in on their cave destination. Here I investigate the olfactory system of the Bogong moth to address this hypothesis by using scanning electron microscopy, odour collections from the caves (analysed in a gas chromatograph-mass spectrometer), pheromone gland extractions, electrophysiological recordings from the antennae and behavioural experiments. The antennae of the Bogong moth are very similar to those of related species. However, a slightly higher volume of olfactory sensilla in female Bogong moth antennae may make them more sensitive to odours. When analysing cave odours, one compound - (Z,E)-9,12-tetradecadienyl acetate - was found that both males and females strongly react to, both electrophysiologically and behaviourally. During the spring migration towards the caves they are significantly attracted to this compound, but when leaving the caves on their return journey in the autumn, they are indifferent to it. The origin of this compound remains unknown. However, the three likeliest sources are the moths themselves, microbial activity in the soil or one or both species of parasitic mermithid nematodes that live only in these caves. In addition, extractions from the pheromone gland revealed that the main sex pheromone compound was (Z)-9-tetradecenyl acetate, but further work is required to identify the remaining components of the blend and their ratios. An accurate determination of the sex pheromone blend in Bogong moths may become useful for pheromone traps erected to monitor the populations of these moths in their breeding grounds, something that has become urgently needed following a recent crash in their population due to drought and climate change. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Kan Bogong fjärilar dofta sig till en säker plats?
Att komma hem från en lång semester och lägger sig i sin egen säng, känna doften av ens egna kudde och lägenhet ger en känsla av säkerhet. Det är en doft av hemma, av trygghet som vi känner igen. Är det möjligt att få samma upplevelse med en doft man aldrig känt förut? Så kan det vara för Bogong fjärilen (Agrotis infusa). De är nattaktiva fjärilar som har en väldigt unik livsstil. I larvstadiet lever de på olika ställen runt om i östra Australien. När de har förpuppats och blivit till fjärilar under våren börjar de en lång migration till The Snowy mointains, den högsta bergskedjan i Australien för att komma undan sommarvärmen. Där sitter de tills den svalare hösten kommer då de flyger... (More) - Kan Bogong fjärilar dofta sig till en säker plats?
Att komma hem från en lång semester och lägger sig i sin egen säng, känna doften av ens egna kudde och lägenhet ger en känsla av säkerhet. Det är en doft av hemma, av trygghet som vi känner igen. Är det möjligt att få samma upplevelse med en doft man aldrig känt förut? Så kan det vara för Bogong fjärilen (Agrotis infusa). De är nattaktiva fjärilar som har en väldigt unik livsstil. I larvstadiet lever de på olika ställen runt om i östra Australien. När de har förpuppats och blivit till fjärilar under våren börjar de en lång migration till The Snowy mointains, den högsta bergskedjan i Australien för att komma undan sommarvärmen. Där sitter de tills den svalare hösten kommer då de flyger tillbaka till områdena där de växte upp. Väl där parar de sig och alla vuxna Bogong fjärilar dör. Det betyder att varje år gör de denna långa resa på runt 1000 km enkel väg helt uran någon tidigare erfarenhet eller guidning. Hur de hittar till bergen och specifika grottor där uppe som Bogong fjärilar har använt i flera tusentals år är fortfarande delvis ett mysterium vi försöker att lösa.
Forskning har visat att de kan använda sig av stjärnorna och vintergatan på natthimlen för att navigera den långa sträckan till bergen. Men hur gör de när de kommit dit? Den sista delen av deras migration består av att sikta in sig på grottor och sprickor i stenbumlingar som de kan använda under sommaren. De verkar ha favoriter som används i generation efter generation. Vår teori är att de hittar till dessa genom att använda sig av dofter som kommer från grottorna.
För att testa detta behöver dofterna från grottorna först samlas in. Detta gjordes genom att luft pumpades genom ett filter en hel natt, och samlade in alla partiklar i luften. Dessa partiklar kan sedan sköljas ur filtret och analyseras för att se vilka molekyler som är där, och vad Bogong fjärilarnas antenner reagerar på. Ett ämne, Z9,E12-14:OAc, fanns i filter från två olika grottor och både under sen vår samt tidig höst. Detta ämne testades även i beteende studier. Där kunde Bogong fjärilarna antingen välja ämnet eller en kontroll i en labyrint med två armar. Om de inte valde någon av dessa armar så markerades dem som ”inget val”. Dessa beteende experiment gjordes både på individer som migrerade till grottorna under våren och individer som var på väg ifrån grottorna på hösten (Figur 2). Både honor och hanar valde armen med grott doften över kontroll armen under våren när de var på väg till grottorna. På hösten så hade de däremot ingen preferens och valde slumpmässigt arm i stället (Figur 2). Detta resultat är en stark indikator för att Z9,E12-14:OAc kan vara doften Bogong fjärilarna använder sig av för att hitta grottorna de vill spendera sommaren i.
Bogong fjärilarna är väldigt viktiga för det alpinska ekosystemet uppe i bergen eftersom de kommer med tonvis av näring varje år. Där är utrotningshotade djur som dvärgpunsovare som är helt beroende av dem för att överleva. Tyvärr så skedde det en alvarlig populations krasch av Bogong fjärilarna där populationen minskade med 99,5% under åren 2017–2019 med torka och bränder i Australien. Detta ledde till att Bogong fjärilen blev rödlistad och populationen är i behov av övervakning samt bevarade strategier. Väldigt lite är känt om Bogong fjärilarnas födoplatser men ett bra sätt att öka den kunskapen är att identifiera deras sexferomon och använda det för att skapa övervaknings fällor. Efter analys av feromonkörteln hos honorna och antennrespons från hanarna identifierades Z9-14:OAc som huvudämnet i deras sexferomon. Mer studier behöver göras för att förstå sig på och rädda mysteriet som är Bogong fjärilen, men många bitar av pusslet har redan fallit på plats.
Masterexamensprojekt i Biologi 60 hp 2023
Biologiska institutionen, Lunds universitet
Handledare: Eric Warrant, Christer Löfstedt och Hong-Lei Wang
Syn- och feromongruppen, Biologiska institutionen (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9114083
- author
- Rosberg, Linnea
- supervisor
- organization
- course
- BION03 20221
- year
- 2023
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- language
- English
- id
- 9114083
- date added to LUP
- 2023-05-10 11:14:39
- date last changed
- 2023-05-10 11:14:39
@misc{9114083,
abstract = {{The Bogong moth Agrotis infusa is a long-distance nocturnal migrant whose navigational ability still remains only partly understood. They travel up to a thousand kilometres to the Australian Alps where they seek out the shelter of isolated cool alpine caves, thereby escaping the approaching summer heat of their breeding grounds. Once in the caves, they enter a state of dormancy over the coming summer (known as aestivation). How they find their aestivation caves is still a mystery. My hypothesis is that at the end of their journey, during the final “pin-pointing phase” of their long-distance navigation, they use their olfactory system to home in on their cave destination. Here I investigate the olfactory system of the Bogong moth to address this hypothesis by using scanning electron microscopy, odour collections from the caves (analysed in a gas chromatograph-mass spectrometer), pheromone gland extractions, electrophysiological recordings from the antennae and behavioural experiments. The antennae of the Bogong moth are very similar to those of related species. However, a slightly higher volume of olfactory sensilla in female Bogong moth antennae may make them more sensitive to odours. When analysing cave odours, one compound - (Z,E)-9,12-tetradecadienyl acetate - was found that both males and females strongly react to, both electrophysiologically and behaviourally. During the spring migration towards the caves they are significantly attracted to this compound, but when leaving the caves on their return journey in the autumn, they are indifferent to it. The origin of this compound remains unknown. However, the three likeliest sources are the moths themselves, microbial activity in the soil or one or both species of parasitic mermithid nematodes that live only in these caves. In addition, extractions from the pheromone gland revealed that the main sex pheromone compound was (Z)-9-tetradecenyl acetate, but further work is required to identify the remaining components of the blend and their ratios. An accurate determination of the sex pheromone blend in Bogong moths may become useful for pheromone traps erected to monitor the populations of these moths in their breeding grounds, something that has become urgently needed following a recent crash in their population due to drought and climate change.}},
author = {{Rosberg, Linnea}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Cave odours as possible destination cues in the long-distance navigation of the Australian Bogong moth Agrotis infusa}},
year = {{2023}},
}