The chemistry of antipredator defense by secondary compounds in neotropical lepidoptera: facts, perspectives and caveats

Abstract

Chemical defense against predation in butterflies and moths has been studied since nineteenth century. A classical example is that of the larvae of the monarch butterfly Danaus plexippus, which feed on leaves of Asclepias curassavica (Asclepiadaceae), sequestering cardenolides. The adults are protected against predation by birds. Several other substances may be involved in chemical defense, such as iridoid glycosides, cyanogenic glycosides, glucosinolates, pyrrolizidine and tropane alkaloids, aristolochic acids, glycosidase inhibitors and pyrazines. The acquisition of these substances by lepidopterans can be due to sequestration from larval or adult host plants or de novo biosynthesis. Many Lepidoptera are known to be unpalatable, including the butterflies Troidini (Papilionidae), Pierinae (Pieridae), Eurytelinae, Melitaeinae, Danainae, Ithomiinae, Heliconiinae and Acraeinae (Nymphalidae), and Arctiidae moths, but knowledge of the chemical substances responsible for property is often scarce. This review discusses mainly three topics: field and laboratory observations on rejection of butterflies and moths by predators, correlation between unpalatability and chemicals found in these insects, and bioassays that test the activity of these chemicals against predators. Perspectives and future directions are suggested for this subject.

Translated abstract

Defesas químicas em lepidópteros contra predadores têm sido observadas desde o século XIX. O caso clássico de proteção química contra predadores é o da borboleta monarca, Danaus plexippus, cuja larva seqüestra cardenolidas de sua planta hospedeira Asclepias curassavica e transfere-as para os adultos tornando-os impalatáveis para pássaros. Entretanto diversas outras substâncias podem estar envolvidas na proteção química de lepidópteros neotropicais (glicosídeos iridóides, glicosídeos cianogênicos, glicosinolatos, alcalóides pirrolizidínicos e tropânicos, ácidos aristolóquicos, inibidores de glicosidase, pirazinas). Esses compostos podem ser seqüestrados da planta hospedeira larval, obtidos de fontes vegetais visitadas por adultos ou biossintetizados de novo. Os lepidópteros conhecidos como impalatáveis para predadores vertebrados e/ou invertebrados são as borboletas Troidini (Papilionidae), Pierinae (Pieridae), Eurytelinae, Melitaeinae, Danainae, Ithomiinae, Heliconiinae e Acraeinae (Nymphalidae) e mariposas Arctiidae. Entretanto informações sobre as substâncias que são responsáveis pela impalatabilidade e como elas são adquiridas nem sempre são obtidas. Esse artigo de revisão aborda principalmente observações de campo e laboratório sobre a rejeição de borboletas e mariposas neotropicais por predadores, correlações entre impalatabilidade e substâncias químicas encontradas nos insetos e bioensaios que demonstrem a atividade dessas substâncias contra predadores. Perspectivas são sugeridas para esses tópicos.