Rhagoletis sibling species and host races differ in host odor recognition

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Abstract
Electronantennograms (EAG) were recorded from the apple and hawthorn host race of the apple maggot fly, Rhagoletis pomonella (Walsh), and from the blueberry maggot fly, R. mendax (Curran) (Diptera: Tephritidae), in response to host fruit extracts and nine volatile host fruit odor compounds at six concentrations. Mean relative EAG response to apple odor is the same in both species, but in respect to blueberry odor, it is significantly stronger in R. mendax than in both host races of R. pomonella (P < 0.05), indicating that antennal sensitivity is selectively adapted to species specific host fruit odors. Differences in antennal response to several host fruit odor compounds were found between both species as well as between the host races. This indicates differences in antennal receptor cell types and/or numbers between species and host races. The flies had no prior host fruit experience which indicates that the measured differences are genetically based. Because Rhagoletis fruit flies are highly host specific parasites which meet and mate on their respective host plants, the results suggest that antennal sensitivity plays an important role in host shifts and speciation in this genus.Zusammenfassung: Rhagoletis Schwesternarten und Wirtsrassen – Unterschiede in der WirtsdufterkennungElektroantennogramme (EAG) der Apfel‐ und der Weissdorn‐Wirtsrasse der Apfelfruchtfliege, Rhagoletis pomonella, und der Blaubeerenfruchtfliege, Rhagoletis mendax (Diptera: Tephritidae), wurden aufgezeichnet als Reizantworten auf Wirtsfruchtextrakte und auf neun flüchtige Duftkomponenten ihrer Wirtsfrüchte in sechs Konzentrationen. Die Sensitivität der Antennen bezüglich Apfelduft ist in beiden Arten gleich, aber die Reizantwort von R. mendax auf den Duft ihrer spezifischen Wirtsfrucht, Blaubeeren, ist signifikant stärker als diejenige beider Wirtsrassen von R. pomonella (P < 0.05), was darauf hinweist, dass die antennale Sensitivität möglicherwiese an den artspezifischen Wirtsfruchtduft adaptiert ist. Unterschiede in der antennalen Reizantwort auf mehrere Duftkomponenten der Wirtsfrüchte konnten sowohl zwischen den Arten als auch Wirtsrassen gefunden werden. Dies deutet auf Unterschiede in antennalen Rezeptorzelltypen und/oder Rezeptorzellzahl zwischen Arten und Wirtsrassen. Die Unterschiede wurden von Individuen aufgezeichnet, die keine vorherige Erfahrung mit den Wirtsfrüchten hatten und sind daher genetischen Ursprungs. Fruchtfliegen der Gattung Rhagoletis sind stark wirtsspezifische Pflanzenparasiten, die ihre Wirtspflanze als Treffpunkt und Paarungsort benützen. Diese Resultate deuten daher darauf hin, dass antennale Sensitivität eine wichtige Rolle in Wirtswechseln und Speziation in diesem Genus spielt.