Fouragierstrategien, Ressourcennutzung und Mortalitätsrisiken von Blattlausparasitoiden: Der Einfluss von Habitatsdiversität und Wirtsvorkommen

Foraging strategies, resource utilization and mortality risks of aphid parasitoids: the influence of habitat diversity and host occurence

Die Wirtssuche und das Eiablageverhalten von Blattlausparasitoiden (Hymenoptera: Braconidae) auf höherer räumlicher Ebene zeigten sich durch verschiedene Bedingungen des Habitatausschnittes wesentlich beeinflusst. Wichtige Faktoren waren die Dichte und Verteilung der Wirte, die Konstellation des Fouragierraumes aus Wirts- und Nichtwirtspflanzen, der Mehltaubefall der Wirtspflanzen und die Predation durch Spinnen. Außerdem resultierten erhebliche Differenzen zwischen Primärparasitoiden mit untersDie Wirtssuche und das Eiablageverhalten von Blattlausparasitoiden (Hymenoptera: Braconidae) auf höherer räumlicher Ebene zeigten sich durch verschiedene Bedingungen des Habitatausschnittes wesentlich beeinflusst. Wichtige Faktoren waren die Dichte und Verteilung der Wirte, die Konstellation des Fouragierraumes aus Wirts- und Nichtwirtspflanzen, der Mehltaubefall der Wirtspflanzen und die Predation durch Spinnen. Außerdem resultierten erhebliche Differenzen zwischen Primärparasitoiden mit unterschiedlicher Wirtsspezialisierung. Ein interspezifischer Vergleich lieferte große Parallelen zwischen den beiden Spezialisten Aphidius tanacetarius (monophag) und Aphidius absinthii (oligophag), während sich die Fouragierstrategien und der Reproduktionserfolg von Aphidius ervi (polyphag) deutlich von diesen abhob. Die Wirtsdichte hatte erheblichen Einfluss auf das Fouragierverhalten der Parasitoide: • Mit zunehmender Wirtsdichte resultierten höhere Aufenthaltszeiten der Parasitoidenweibchen in dem Pflanzenbestand. Dieses Muster zeichnete sich mit steigender Wirtsspezialisierung stärker ab. • Sowohl A. ervi als auch A. absinthii verwendeten auf wirtsbefallene Pflanzen relativ mehr Suchzeit als auf unbefallene, bei A. tanacetarius war dies nicht der Fall. • Der Eiablageerfolg nahm bei A. ervi mit wachsender Wirtsdichte zu, während A. tanacetarius und A. absinthii allgemein geringe Eiablageraten zeigten. • Generell wurden lokalisierte Blattlauskolonien nur zu einem geringen Anteil parasitiert, v. a. aufgrund des Abwehrverhaltens der Wirte. Die räumliche Verteilung der Wirte nahm großen Einfluss auf den Erfolg der Parasitoide: • Das aggregierte Auftreten von Blattlauskolonien erhöhte den Such- und Parasitierungserfolg von A. ervi signifikant gegenüber der uniformen Verteilung. Ursache kann die evolutive Adaption der Parasitoide an die natürliche Verteilungsform ihrer Wirte sein. Die Zusammensetzung des Bestandes aus Wirts- und Nichtwirtspflanzen wirkte sich wesentlich auf die Wirtssuche der Parasitoiden aus. In Abhängigkeit von der Wirtsspezialisierung folgten unterschiedliche Fouragierstrategien: • Die polyphage Art A. ervi reagierte in Gegenwart von Nichtwirtspflanzen mit einer kürzeren Aufenthaltszeit als in reinen Wirtspflanzenbeständen. Tendenziell war dies auch bei den Spezialisten A. tanacetarius und A. absinthii ausgebildet. Im interspezifischen Vergleich ergaben sich höhere Aufenthaltszeiten mit reduziertem Wirtsspektrum. • Während A. ervi auch Nichtwirtspflanzen zu einem relativ hohen Anteil anflog, konnten diese von den Spezialisten weitgehend gemieden werden, am extremsten von der monophagen Art A. tanacetarius. • Allerdings konnte A. ervi die Besuchszeit auf Nichtwirtspflanzen gering halten, signifikant kürzer als auf Wirtspflanzen. Diese Fähigkeit besaßen die spezialisierten Parasitoidenarten zusätzlich zu dem Meiden ungeeigneter Pflanzen. • Der Sucherfolg fiel bei A. tanacetarius und A. absinthii unabhängig von der Zusammensetzung des Pflanzenbestandes gering aus. Dagegen hatte A. ervi insgesamt eine sehr viel höhere Erfolgsquote und einen stark reduzierten Sucherfolg in Anwesenheit von Nichtwirtspflanzen ab. Die Vorerfahrung erzeugte bei A. ervi beträchtliche Modifikationen der Wirtssuche: • Die Vorerfahrung mit dem der Fouragiersituation entsprechenden Pflanze-Wirt-System führte bei A. ervi Weibchen zu intensiviertem Suchverhalten und infolgedessen zu einer Erfolgssteigerung in der Parasitierung verfügbarer Wirte. Der Befall von Wirtspflanzen mit Echtem Mehltau (Erysiphe trifolii; Mycobionta: Ascomycetes, Erysiphales) modifizierte stark das Suchverhalten von A. ervi: • Bei Mehltaubefall resultierten signifikant kürzere Aufenthaltszeiten der Parasitoide als in gesunden Pflanzenbeständen. • Die Intensität der Suche war in Anwesenheit von Mehltau reduziert, indem eine signifikant geringere Anzahl von Pflanzen abgesucht wurde. • Als direkter Effekt des Mehltaus auf die Parasitoiden zeigte sich die Verhaltenskomponente "Putzen" gegenüber der Suche auf gesunden Pflanzen signifikant erhöht, verursacht durch die Kontamination mit Pilzsporen. Eine nasse Blattlauskutikula beeinträchtigte die Wirtserkennung von A. ervi-Weibchen: • Die Eiablagerate von A. ervi war bei nassen A. pisum mangels Erkennung signifikant reduziert. • Die Reduktion der Eiablage in nasse Wirte nahm mit der Zeit kontinuierlich ab, so dass die gewaschenen A. pisum bereits eine Stunde nach der Behandlung wieder uneingeschränkt parasitiert wurden. • Das gleiche Phänomen trat bei gewaschenen toten Blattläusen auf. Das Mortalitätsrisiko durch Netzspinnen für Parasitoide: • Die Suche auf höherer räumlicher Ebene war für die Primärparasitoidenarten A. absinthii und A. ervi mit einem hohen Mortalitätsrisiko durch Netzspinnen verbunden, während die Hyperparasitoidenart Dendrocerus carpenteri (Hymenoptera: Megaspilidae) dieser Gefahr nicht unterlag.show moreshow less
The searching and parasitization behaviour of female aphid parasitoids (Hymenoptera: Braconidae) was influenced by a variety of host- and plant-dependent factors, including density and distibution of hosts, availability of host/ non-host plants in the foraging area, fungal disease of host plants and presence of predators. There were also significant interspecific differences dependant on the degree of host-specifity of primary parasitoids. An interspecific comparison showed strong similarities bThe searching and parasitization behaviour of female aphid parasitoids (Hymenoptera: Braconidae) was influenced by a variety of host- and plant-dependent factors, including density and distibution of hosts, availability of host/ non-host plants in the foraging area, fungal disease of host plants and presence of predators. There were also significant interspecific differences dependant on the degree of host-specifity of primary parasitoids. An interspecific comparison showed strong similarities between two specialists, the monphagous Aphidius tanacetarius and the oligophagous Aphidius absinthii, in contrast to the foraging strategies and reproductive success of the polyphagous Aphidius ervi. Dependency on density of hosts: • Increasing density of hosts led to significantly higher residence times of parasitoids in the plant canopy. This pattern became more distinct with reduced parasitoid host range. • Both A. ervi and A. absinthii spent on average more time searching on host-infested than on uninfested plants; for A. tanacetarius this was not the case. • The oviposition success of A. ervi increased with increasing density of hosts, A. tanacetarius and A. absinthii generally showed a low parasitization rate. • Aphid colonies were always parasitized to a limited extent, as a consequence of specific parasitism strategies and the defence behaviour of aphid hosts. Influence of host distribution: • The aggregation of host colonies significantly increased the searching and parasitism success of female A. ervi, relative to a uniform distribution. This might be caused by evolutionary adaptions to the natural form of host distribution. Different host and non-host plant species arrangements in the foraging area had a considerable influence on the searching behaviour of female parasitoids. Host range dependency resulted in different strategies for resource location aimed at egg deposition: • In the presence of non-host plants, relative to the sole availability of host plants, the polyphagous parasitoid A. ervi responded with reduced residence times. The same pattern resulted in tendency for A. tanacetarius and A. absinthii. Interspecifically, higher residence times occurred with reduced host range. • While A. ervi also landed on a considerable proportion of non-host plants, specialists were largely able to avoid non-host plants, particularly the monophagous A. tanacetarius. • However, A. ervi had a significantly reduced visiting time on non-host plants, compared to host plant visits. This ability to minimise lost searching time was even more effective in specialists, in addition to their avoidance strategy. • The searching success of both A. tanacetarius and A. absinthii remained generally low. In contrast to the specialist parasitoids, female A. ervi had a much higher searching success, that differed significantly depending on the composition of plants: the searching success of A. ervi was considerably reduced when non-hosts were present. Influence of experience of A. ervi: • Pre-experimental experience with the plant-host-system used in experiments led to an intensification of searching behaviour of female A. ervi and an increasing parasition of available hosts. A fungus (Erysiphe trifolii; Mycobionta: Ascomycetes, Erysiphales) infection of host plants led to major modifications in the searching behaviour of A. ervi: • Compared to healthy plants, A. ervi had significant shorter residence times in fungus-infested canopies. • Confronted by the fungus disease, A. ervi showed a reduced searching intensity, as significantly less plants were inspected. • As a direct effect of the fungus on foraging parasitoids, cleaning behaviour, caused by the contamination with fungus spores, was significantly increased compared to that on healthy plants. A wet aphid cuticle resulted in a considerable impairment of host recognition in female A. ervi: • The parasitization rate by A. ervi of wet aphids compared to dry ones was significantly reduced. Wet hosts were not used for egg deposition, presumably due to a lack of host recognition. • The phenomenon of reduced parasitization of wet aphids diminished with time and one hour after the treatment, aphids were accepted as hosts at the same level as dry aphids. • This was also true for wet dead aphids, which can not resynthetisize any substances. Therefore, the reduced recognition can not be explained by any chemical agent, removed by washing, but might be due to a thin layer of water, preventing the reception of specific kairomones by the parasitoid. The mortality risk due to web-spinning spiders was extremely important for primary parasitoids: • The searching behaviour of the primary parasitoids A. absinthii and A. ervi between plants was connected with a high mortality risk caused by web-spinning spiders. In contrast, spiders were no risk at all for the hyperparasitoid Dendrocerus carpenteri (Hymenoptera: Megaspilidae).show moreshow less

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Metadaten
Institutes:Biologie
Author: Manuela Weinbrenner
Advisor:PD Dr. Wolfgang Völkl
Granting Institution:Universität Bayreuth,Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Date of final exam:17.09.2004
Year of Completion:2004
SWD-Keyword:Acyrthosiphon pisum; Aphidius ervi; Blattlausschlupfwespen; Parasitoid
Tag:Mortalitätsrisiko; Parasitoid; Schlupfwespe; Wirtssuche
aphid; foraging; host searching; mortality risk; parasitoid
Dewey Decimal Classification:570 Biowissenschaften; Biologie
URN:urn:nbn:de:bvb:703-opus-1172
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):02.11.2004