Μελέτη στοιχείων της βιολογίας-οικολογίας κρυπτικών ειδών του συμπλόκου Chrysoperal carnea sensu lato

Abstract

In this study, aspects of the biology and ecology of the European cryptic species of the Chrysoperla carnea sensu lato group: C. agilis, C. carnea s.s., C. lucasina, C. mediterranea και C. pallida (Neuroptera: Chrysopidae), were studied under laboratory conditions. We investigated the effect of successive matings in female oviposition, larval hatchability and offspring sex ratio of C. agilis and the effects of temperature and relative humidity regimes on development and reproduction of all five species. The effect of the number of matings, of the predator C. agilis, on the longevity and oviposition of adult females was investigated under laboratory conditions. Young females were allowed a number of successive matings for one week or throughout their lives. Females having unlimited access to matings throughout their life laid 421.1 eggs/female throughout their lives, whereas 302.1 eggs/female were laid by females that were exposed to males for only one week. However, the longevity of adult females that was recorded was equivalent in both cases (64.8 and 66.1 days, respectively). The longevity of virgin females was 94.1 days, but laid just 54.5 eggs throughout their lives, that did not hatch. Furthermore, when the female were constantly exposed to males, the intrinsic rate of increase (rm) reached its maximum value. In conclusion, a number of successive matings for one week is enough for females in order to reach 70% of their total oviposition. Immature development and larval survival of the species: C. agilis, C. carnea s.s., C lucasina, C. mediterranea and C. pallida, were investigated at nine constant temperatures (15, 17.5, 20, 25, 27.5, 30, 31.5, 33, 34 και 35ºC) and a photoperiod of 16:8 (L:D), under laboratory conditions. Irradiated frozen eggs of the flour moth Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) were used as food throughout immature development of the lacewing larvae. In all tested temperatures the larvae of all five species successfully completed their development, except the larvae of C. mediterranea that did not survive at 15οC. Also, the higher temperature tested (35οC) was fatal and no individuals, of any of the five species, reached maturity at this temperature regime. The highest rates of survival were recorded between 20oC and 30oC, while between 31.5oC a 34oC these rates were significantly lower. The lower threshold for C. mediterranea was 14.9ºC και 14.6ºC, whereas for C. agilis, C. carnea s.s., C lucasina and C. pallida ranged from 11.4ºC to 11.8ºC and from 11.1ºC to11.7ºC for males and females, respectively. Furthermore, adult longevity and oviposition of all five species of the Chrysoperla carnea sensu lato group that were studied, were significantly affected by the rearing temperature. The longevity of adult females was gradually reducing form 15οC to 30οC, whereas at higher temperatures it was recorded bellow 30 days. Oviposition was significantly higher at the range of 20οC to 30οC, in contrast to the lower and the higher temperatures where it did not exceed 110 eggs/female. The estimation of life table parameters revealed that the intrinsic rate of increase (rm) reached its maximum value at 27.5°C. In conclusion, C. agilis and C. lucasina can develop in a broader range of temperatures (13.5-34.1οC), whereas C. mediterranea can only develop between 16.5οC and 32.8οC.Immature development and adult longevity and reproduction of predator species C. agilis, C. carnea s.s., C lucasina, C. mediterranea and C. pallida, were investigated at four constant relative humidity regimes (12%, 33%, 75% και 94%) at 26±1ºC and a photoperiod of 16:8 (L:D) under laboratory conditions. The percentage of adult emergence and the duration of immature developmental time (from egg to adult) was significantly affected by relative humidity and ranged from 23 to 29.3 days. Furthermore, relative humidity significantly affected the longevity of female adults, whereas at Rh 75% the highest value was recorded. Similarly, the highest value of oviposition and the intrinsic rate of increase (rm) were observed at Rh 75%.Concluding, C. agilis, C. carnea s.s., C lucasina, C. mediterranea and C. pallida are able to complete their immature development, lay eggs and sustain a significant population in a wide range of temperature and relative humidity regimes. The results of this study can be useful for the optimization of mass production systems of the predators in the laboratory and for the understanding of population dynamics in the field, in order to be used in IPM systems.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, μελετήθηκαν στοιχεία της βιολογίας και οικολογίας των Ευρωπαϊκών κρυπτικών ειδών του συμπλόκου Chrysoperla carnea sensu lato: C. agilis, C. carnea s.s., C. lucasina, C. mediterranea και C. pallida (Neuroptera: Chrysopidae). Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η επίδραση των αριθμών των συζεύξεων των ενήλικων ατόμων του είδους C. agilis στη διάρκεια ζωής και ωοπαραγωγή των θηλυκών και η επίδραση της θερμοκρασίας και της σχετικής υγρασίας στην ανήλικη ανάπτυξη, στην επιβίωση και ωοπαραγωγή των ενηλίκων ατόμων των ειδών του συμπλόκου Chrysoperla carnea sensu lato.Η επίδραση των αριθμών των συζεύξεων των ενήλικων ατόμων του αρπακτικού εντόμου Chrysoperla agilis Henry et al. στη μακροζωία και στην ωοπαραγωγή των θηλυκών μελετήθηκε σε εργαστηριακές συνθήκες. Νεαρά ενήλικα θηλυκά διατηρούνταν σε ατομικά κλουβιά εκτροφής παρουσία αρσενικών είτε για μία εβδομάδα, είτε για ολόκληρη την ενήλικη ζωή τους. Βρέθηκε ότι η συνολική ωοπαραγωγή των θηλυκών ατόμων ήταν υψηλότερη στη μακροχρόνια έκθεση σε αρσενικά (302,1 έναντι 421,1 αυγών αντίστοιχα). Ωστόσο, η διάρκεια ζωής των θηλυκών ήταν παρόμοια, είτε τα αρσενικά άτομα ήταν παρόντα για μία εβδομάδα είτε για όλη τη διάρκεια της ζωής τους (64,8 και 66,1 ημέρες, αντίστοιχα). Η διάρκεια ζωής των παρθένων θηλυκών ήταν μεγαλύτερη (94,1 ημέρες) από αυτή των συζευγμένων θηλυκών, αποθέτοντας όμως μικρό αριθμό (54,5) (άγονων) αυγών. Επιπλέον, η ενδογενής ταχύτητας αύξησης (rm) ήταν υψηλότερη (0,1321) όταν τα θηλυκά εκτείθονταν συνεχώς σε αρσενικά. Συμπερασματικά, η έκθεση των θηλυκών ατόμων του είδους C. agilis σε αρσενικά άτομα για μία εβδομάδα αρκεί για την κάλυψη περίπου του 70% της μέγιστης ωοπαραγωγής.Η επίδραση της θερμοκρασίας στην ταχύτητα ανήλικης ανάπτυξης και το ποσοστό ενηλικίωσης μελετήθηκε στο εργαστήριο σε μία σειρά εννέα σταθερών θερμοκρασιών (15, 17,5, 20, 25, 27,5, 30, 31,5, 33, 34 και 35ºC) και σε συνθήκες φωτοπερίοδου με 16 ώρες φωτόφαση (16:8 ΦΣ), για τα είδη: C. agilis, C. carnea s.s., C lucasina, C. mediterranea και C. pallida. Καθ’ όλη τη διάρκεια της ανήλικης ανάπτυξης, οι προνύμφες όλων των ειδών τρέφονταν με αυγά του Λεπιδοπτέρου Ephestia kuehniella. Σε όλες τις θερμοκρασίες που μελετήθηκαν οι προνύμφες όλων των ειδών ολοκλήρωσαν επιτυχώς την ανάπτυξή τους, εκτός από το είδος C. mediterranea όπου καμία προνύμφη δεν επιβίωσε σε θερμοκρασία 15οC. Επίσης, στην υψηλότερη από τις θερμοκρασίες που μελετήθηκαν (35οC) το ποσοστό επιβίωσης ήταν μηδενικό για το σύνολο των πέντε κρυπτικών ειδών. Στο εύρος θερμοκρασιών από 20oC έως 30oC παρατηρήθηκαν τα υψηλότερα ποσοστά ενηλικίωσης, ενώ αντίθετα από 31,5oC έως 34oC τα ποσοστά αυτά ήταν σημαντικά χαμηλότερα. Η κάτω θερμοκρασία ουδός για το είδος C. mediterranea υπολογίστηκε σε 14,9 ºC και 14,6 ºC, ενώ για τα υπόλοιπα είδη ήταν αρκετά χαμηλότερη και κυμάνθηκε από 11,4ºC έως 11,8ºC και από 11,1ºC έως 11,7ºC για τα αρσενικά και για τα θηλυκά άτομα, αντίστοιχα. Επιπλέον, βρέθηκε ότι η θερμοκρασία επηρεάζει σημαντικά την διάρκεια ζωής, την επιβίωση και την ωοπαραγωγή και των πέντε ειδών του συμπλόκου Chrysoperla carnea sensu lato, που αποτελούν αντικείμενο της παρούσας έρευνας. Η διάρκεια ζωής των ενηλίκων θηλυκών σταδιακά μειωνόταν από τους 15οC έως και τους 30οC, ενώ στις υψηλότερες θερμοκρασίες ήταν σταθερά χαμηλή (μικρότερη από 35 ημέρες). Η ωοπαραγωγή των θηλυκών ατόμων όλων των ειδών, παρουσίασε σημαντική αύξηση στο εύρος θερμοκρασιών 20-30οC, σε αντίθεση με τη μικρότερη και τις υψηλότερες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν, όπου δεν ξεπέρασε τα 110 αυγά/θηλυκό. Στους 27,5οC, καταγράφηκε η υψηλότερη τιμή της ενδογενούς ταχύτητας αύξησης (rm), για όλα τα είδη που μελετήθηκαν, ενώ στις θερμοκρασίες 15οC, 31,5οC και 33οC, η μειωμένη ωοπαραγωγή των θηλυκών, προκάλεσε σημαντική μείωση στις τιμές rm. Φαίνεται ότι τα είδη C. agilis και C. lucasina μπορούν να αναπτυχθούν σε μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασίων (13,5-34,1οC), σε αντίθεση με το είδος C. mediterranea όπου καταγράφηκε το στενότερο εύρος (16,5-32,8οC). Η επίδραση τεσσάρων διαφορετικών επιπέδων σχετικής υγρασίας (Σ.Υ. 12%, 33%, 75% και 94%) στην ανάπτυξη, επιβίωση και ωοπαραγωγή των αρπακτικών εντόμων C. agilis, C. carnea s.s., C lucasina, C. mediterranea και C. pallida μελετήθηκε στο εργαστήριο σε θερμοκρασία 26±1ºC, φωτοπερίοδο 16:8 ΦΣ και τροφή ανηλίκων: αυγά του Λεπιδοπτέρου Ephestia kuehniella. Βρέθηκε ότι τόσο η διάρκεια της ανήλικης ανάπτυξης (23-29,3 ημέρες), όσο και το ποσοστό ενηλικίωσης και των πέντε ειδών επηρεάστηκε σημαντικά από την σχετική υγρασία. Επίσης, η διάρκεια ζωής των ενήλικων θηλυκών επηρεάστηκε σημαντικά από τη Σ.Υ., όπου σε Σ.Υ. 75% καταγράφηκε η μέγιστη τιμή, ενώ μεταξύ των ειδών δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στα τέσσερα επίπεδα Σ.Υ. που μελετήθηκαν. Παρομοίως, σε Σ.Υ. 75%, παρατηρήθηκε η μέγιστη ωοπαραγωγή των θηλυκών ατόμων και η υψηλότερη τιμή της ενδογενούς ταχύτητας αύξησης (rm) πληθυσμού και των πέντε ειδών που μελετήθηκαν. Συμπερασματικά, τα είδη C. agilis, C. carnea s.s., C lucasina, C. mediterranea και C. pallida, μπορούν να αναπτύσσονται και να ωοτοκούν σε ένα μεγάλο εύρος θερμοκρασιών και επιπέδων σχετικής υγρασίας. Τα αποτελέσματα της διατριβής, θα μπορούσαν να φανούν χρήσιμα τόσο για τη βελτιστοποίηση των μεθόδων μαζικής εκτροφής των εντόμων στο εργαστήριο, όσο και για την κατανόηση της δυναμικής των πληθυσμών τους στον αγρό, με σκοπό τη χρησιμοποίηση του σε προγράμματα βιολογικής και ολοκληρωμένης καταπολέμησης.