Sensory systems in insects

– Almaas Lab
 

The laboratory is rigged for classic electrophysiological techniques for exstracellular recordings from sensory sensilla on any part of the insect (antenna, feet or mouthparts). Experiments on olfaction, taste or humidity/temperature can be carried out simultaneously on different setups.

 

Tor Jørgen Almaas. Photo: Per Harald Olsen/NTNU

 

For many years the main focus was on olfaction and the pheromone communication system in Heliothine moths (Noctuidae), with both physiological, anatomical and morphological data contributing to the understanding of the functional organization of the system. However, other insect groups have also been subject to investigations such as beetles and mosquitoes. The electrophysiological studies on taste were mainly on moths. After establishing a system for stimulating with temperature or humidity, a series of experiments contributed to the discovery of functional olfactory sensilla on the flagellum of damselflies and dragonflies (Odonata).

The laboratory has also established histological techniques, intracellular staining with fluorescence and with access to microscopy facilities (electron microscopy, konfokal laserscanning microscopy).

 

Projects and collaborators

Pheromone communication in Heliothine moths.  With professor John Hildebrand, Department of Neuroscience, University of Arizona (Tucson) and professor Bill Hansson, Chemical ecology, Department of Biology, University of Lund (Sweden)

Immunocytochemical studies of olfactory sensilla on the antenna of noctuid moths. With professor Alexander Steinbrecht, Max Planck Institute for ornithology (Seewiesen).

Sensory organs on the flagellum of dragonflies and damselflies (Odonata).  With research team of professor Elda Gaino , Department of Chemistry, Biology and Biotechnology and professor Eric Hallberg, Functional Zoology, Univ. Lund (Sweden)

Gustatory receptor neurons on the antenna of noctuid moths.
With professors Frederic Marion-Poll and Sylvia Anton, INRA (Versailles)

Single cells recordings by a multiple  electrode technique.
With professor Bill Hanson, Max Planck Institue for Chemical Ecology and Swedish University of Agricultural Sciences.

 

Master projects available (in Norwegian)

Supervisor: Tor Jørgen Almaas

Biveileder(e): Co supervisor: -

Arbeidstittel på oppgaven (max 20 word):

Preliminary title: Elektrofysiologisk karakterisering av reseptornevroner på insektantenna: smakssans (kontakt-kjemosensoriske sensiller på antenner, føtter og munndeler), temperatur og fuktighetsans (sensilla stylochonica på anteena), lukt (sensilla trichodea på antenna)

Kort beskrivelse av oppgaven (max 300 word): Short description of the project

Ved elektrofysiologisk metode for avledning av nervesignaler fra enkelte reseptornevroner vil vi kartlegge deres fysiolgiske egenskaper. Hensikten er å beskrive disse reseptorcellenes fysiologiske egenskaper mht spesifitet, sensitivitet og temporale svarmønster.

Elketrokjemisk spissede wolframelektroder plasseres ved hjelp av mikromanipulatorer og observeres i steroluper slik at spissen av elektroden kommer i nær kontakt med utsida av reseptorcellene. Slike ekstracellulære kontakter er velegnet til å registrere elektrisk aktivitet (aksjonspotensialer). Spesialbygget stimuleringsutstyr med regulerbar luftstrøm kan levere luftstrøm med regulerbar temperaturer, fuktighet eller innhold av luktstoffer.

Eksperimentene kan også omfatte stimulering og registrering av smaksreseptorer i enkelte smakssensiller (sensilla chaetica). Stimuli vil være relevante substanser av betydning for insektenes valg av vertsplante eller næringsvalg. Smakssensillene kan være relativt lange og stive hår (s.chaetic på antenna og fot) eller kort og tykkere (sensilla stylochonica på snabel). Felles for alle kontaktkjemosensoriske organer er imidlertid at de har en pore i tuppen av sensilla. Ved at sensille tuppen kommer i kontakt med væske diffunderer smaksstoffene inn i sensillelumen og kommer i kontakt med dendrittene som strekker seg utover mot poreåpningen.

Stimulering og registrering gjøres samtidig ved å føre en glasskapillær (som inneholder en svak saltløsning samt smakstoffer) over tuppen av sensilla. En annen elektrode et annet sted i insektkroppen gjør at vi kan det slutte en krets hvor vi kan avlese ekstracellulært målte aksjonspotensialer. Smakssensiller inneholder også alltid en mekanoreseptor ved basis. For å kontrollere denne er det nødvendig også å gjøre samtidige registreringer med wolfram elektroder

 

Contact

 

Tor Jørgen Almaas. Photo by Per Harald Olsen/NTNU

Tor Jørgen Almaas

Associate Professor

E-mail: tor.jorgen.almaas@ntnu.no