Informacija

Hoće li ličinke moljca pupirati kao odgovor na nedostatak hrane

Hoće li ličinke moljca pupirati kao odgovor na nedostatak hrane



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kontekst: Pokušavamo istrijebiti zarazu odjećnog moljca.


Pretpostavimo da imate sobu s odjevnim moljcima, točnije, s jajima i ličinkama moljca za odjeću.

Pretpostavimo onda da uklonite sav mekani namještaj, svu odjeću, sav tepih, te temeljito očistite i usisavate kako biste uklonili što je više moguće prašine i dlaka.

Bi li se moglo predvidjeti da će se preostale ličinke tada odmah pupirati u moljce, kao odgovor na ovaj nedostatak hrane?

Znam da će mnoge biljke iznenada procvjetati ili roditi ako shvate da im prijeti opasnost od umiranja, kako bi se razmnožile prije nego umru. Vjerujem da su moljci u biti samo reproduktivna faza moljca, tako da me ne bi iznenadilo da se pupiraju.

S druge strane, zamišljam da pupiranje oduzima puno energije i rezervi hrane (da ne spominjemo potrebu za materijalom za čahuru), pa mogu zamisliti da oni to možda neće moći učiniti?

kojim putem ide?

Hoće li ličinke moljca pupirati kao odgovor na nedostatak hrane


Službeno nisam stručnjak, ali već godinama promatram odjevne moljce i nisam primijetio nijednu sitnu, tako da ne očekujte rano pupu. Očekivao bih da male kukuljice daju male moljce (kao kod kućnih muha). Vidim da hormonske zamke smanjuju populaciju, ali samo s puno njih (2 po maloj sobi).


Moljci

Prirodni neprijatelji

Moljci su plodni beskralješnjaci koji proizvode 100-10 000 puta više jajnih stanica nego što će u konačnici preživjeti. Mnoštvo biotičkih i abiotičkih čimbenika smrtnosti dolazi u igru ​​tijekom svake životne faze (i stadija ličinki) kako bi se ograničio rast populacije. Biotički čimbenici uključuju ogroman raspon patogena, parazita i grabežljivaca. Brojnost populacije mnogih vrsta štetnika, osobito u šumama i drugim stabilnim zajednicama, često je kontrolirana virusima, bakterijama i gljivama. Virusi su često vrlo specifični i pitamo se postoji li gotovo isto toliko virusa lepidoptera koliko i moljaca i leptira. Postoji relativno malo zabilježenih vrsta bakterija i gljivica koje napadaju kukce, ali taksonomija patogena insekata, posebno onih koji se ne mogu lako uzgajati, nedovoljno je proučena, iako su neke vrlo specifične, druge imaju širok raspon domaćina. Bacillus thuringiensis, najčešće korišteni patogen za kontrolu Lepidoptera u vrtovima, poljoprivredi i šumama, ima raspon domaćina koji uključuje stotine (tisuće?) vrsta u mnogim superfamilijama. Gljivični patogeni, uglavnom u Entomophthorales i Fungi Imperfecti, često zahtijevaju posebne uvjete kao što je razdoblje visoke vlažnosti prije nego što dođe do značajne infekcije. Vrsta od posebne je pažnje Entomophaga maimaiga. Ovaj gljivični patogen uveden je u Sjevernu Ameriku iz Japana 1910. i 1911. kao biološki agens za suzbijanje sve veće populacije europskog ciganskog moljca (Lymantria dispar). Uvođenje se smatralo neuspješnim sve do 1989. godine kada se gljiva počela pojavljivati ​​u leševima gusjenica diljem sjeveroistoka. Od tada se proširio po većem dijelu sjevernoameričkog rasprostranjenja ciganskog moljca i nastavlja biti glavni uzrok smrtnosti gusjenice ciganskog moljca. Raznoliki skup nematoda i nematomorfa također napada Lepidoptera, posebno ličinke, ali se njihov značaj općenito smatra skromnim među stanovnicima koji ne žive u tlu. Mikrosporidijanci utječu i na plodnost i na dugovječnost mnogih moljaca.

Wolbachia poznati su iz cijele Obtectomera i Heterocera, ali infekcije se vjerojatno javljaju u cijelom redu, s obzirom na to da je poznato da je nekih 25-75% svih vrsta insekata domaćini ovih endosimbiotskih bakterija sličnih rikecijama (Kozek i Rao, 2007.). Kod mnogih vrsta citoplazmatske infekcije se prenose okomito s majke na potomstvo (u jajetu), dok se kod drugih prijenos događa spolnim kontaktom. Posljedice infekcije su raznolike i složene, a adekvatan opis je izvan dosega ovog liječenja. Poznati učinci unutar reda uključuju ubijanje muškaraca (preko selektivnog ubijanja muških embrija) feminizaciju, pri čemu se genetski mužjaci pretvaraju u funkcionalne ženke i citoplazmatska nekompatibilnost jaje-sperma (između seksualnih partnera/parenih sojeva). Priroda infekcija ovisi o taksonima i kreće se od potpuno patogenih i smrtonosnih (npr. kod onih u kojima su ubijeni mužjaci) do simbiotskih (npr. Wolbachia-izvještava se da zaražene loze insekata daju otpornost na niz RNA virusa i nekih pesticida). U Phyllonorycter blandcardella (Gracillariidae) (Slika 4) – lisni rudar jabuke – Wolbachia infekcije održavaju zeleno tkivo oko rudnika ličinki, čak i dok ostatak lista žuti, dopuštajući ličinkama da završe svoj razvoj prije starenja lista domaćina (Kaiser et al., 2010 ).

Lepidoptera su primarni domaćini za mnoštvo parazitoida. Tri najveće obitelji insekata na ovom planetu duguju veliki dio svog evolucijskog uspjeha Lepidoptera: Braconidae (> 10 000 vrsta) (Hymenoptera), Ichneumonidae (> 10 000 vrsta) (Hymenoptera) i Tachinidae (> 20 000 vrsta) (Diptera). Još 20-ak obitelji insekata parazitoida napadaju Lepidoptera, od kojih su sve osim dvije (Diptera: Bombyliidae i Sarcophagidae) parazitske ose himenoptera, uglavnom u Chalcidoidea i Proctotrupoidea. Sva četiri životna stadija iskorištavaju parazitoidi, iako većina napada ličinke. Obično samo jedan ili nekoliko stadija napada određena vrsta osa. Većina Hymenoptera su endoparazitoidi koji u početku rastu sporo, trošeći samo krv (hemolimfu), vlastite nutritivne stanice koje se oslobađaju u domaćina ili nevitalne stanice i tkiva domaćina, a zatim dovršavaju domaćina u naletu hranjenja i rasta, koji često pokreće domaćin veličina ličinke ili hormonsko stanje. U nekim slučajevima to može biti mjesecima nakon što su jaja osa položena u tijelo gusjenice (vidi Wagner et al., 2011. za kratak sažetak). Neki od najmanjih kukaca, trichogrammatid i mymarid hymenopterans, s duljinom tijela od samo 0,2 mm, paraziti su na jajima. Velika većina parazitoida insekata su stručnjaci koji koriste samo jednu ili nekoliko srodnih vrsta. Velike, dugovječne gusjenice podržavaju bogate cehove parazitoida: diljem istočne Sjeverne Amerike zabilježeno je 29 parazitoida muha i osa. Hyalophora cecropia, od kojih se vjeruje da su barem tri stručnjaci za ovaj saturniid i njegove srodne osobe. Velike gusjenice mogu činiti osnovu cijele mreže hrane, jer očito postoji šest hiperparazitoida hymenopterana koji parazitiraju na parazitoidima Hijaloforai jedan hiperparazitoid osa koji uglavnom napada hiperparazitoide. Askew i drugi su primijetili da lisni rudari i gusjenice koje stvaraju žuč imaju iznimno bogatu parazitoidnu faunu. Phyllonorycter apparella (Gracillariidae) ima raspon krila od samo 7 mm, no poznato je da ličinke i kukuljice ovog lisnog rudara ugošćuju 20 vrsta parazitoida i hiperparazitoida himenoptera.

Predatori beskralježnjaka od velike važnosti uključuju grinje, paukove, grabežljive smrdljive bube, kornjaše, muhe pljačkaše, mrave i ose. Poznato je da su mnoge fizičke, kemijske i bihevioralne obrane gusjenica učinkovite u sprječavanju pljačke mrava (slika 5.). Bez sumnje, ta je obrana od posebne važnosti u tropskim ekosustavima gdje mravi čine veliki dio biomase insekata. Sisavci, ptice, gmazovi i vodozemci su glavni grabežljivci kralježnjaka. Ptice su toliko važan selekcijski pritisak za vanjsko hranjenje gusjenica da postoji sve veći konsenzus da su oblikovale ne samo kako mnoge gusjenice izgledaju, već i što, kada i kako se hrane (Heinrich, 1993.). Čini se da je njihov utjecaj na uzorke boja i ponašanje odraslih također najistaknutiji. Šišmiši su također bili iznimno važna evolucijska sila u diverzifikaciji poretka. Organi sluha, osjetljivi na frekvencije koje emitiraju šišmiši, evoluirali su više puta unutar jedne od ovih skupina, Arctiinae (tigrovi moljci), neke kemijski zaštićene svojte razvile su sposobnost povratnog signaliziranja šišmišima. Kada detektiraju ultrazvučne frekvencije, ovi moljci počinju kliktati, vjerojatno oglašavajući svoje mjesto boravka (i toksičnost). Osim toga, sve je više dokaza da neki čak mogu spriječiti šišmiše ometajući njihove eholokacijske senzorne sustave. Corcoran et al. (2009) to su pokazali Bertholida tigrasti moljci koriste bubanj koji proizvodi zvuk koji se nalazi ispod stražnjeg krila kako bi generirao ultrazvučne frekvencije koje su dovoljno ometajuće da prouzrokuju šišmiše da skrenu s kursa i prekinu njihov uobičajeni repertoar napada.


Uvod

Metamorfoza je vrsta linjanja kroz koje se nezreli kukac pretvara u svoj odrasli oblik [1, 2]. U optimalnim uvjetima za rast ličinki, holometabolni kukci općenito prolaze kroz određeni broj vrsta ličinki ličinki i na kraju se metamorfoze u odrasle jedinke preko stadija kukuljice. Ličinke posljednje faze moraju odlučiti kada će pokrenuti procese koji dovode do metamorfoze, međutim, naše znanje o tome kako određuju vrijeme metamorfoze ograničeno je na nekoliko vrsta insekata [3].

Vrijeme i znak za odluku ličinke prema metamorfnom linjanju intenzivno su proučavani kod duhanskog rogača Manduca sexta (Lepidoptera: Sphingidae) [3, 4]. Ključni signal za pokretanje metamorfoze je izlučivanje protoracikotropnog hormona (PTTH) iz mozga, koji potiče lučenje ekdizona iz protorakalnih žlijezda. Ličinke posljednje faze M. sexta prestaju s hranjenjem kao odgovor na mali porast ekdisteroida, a zatim pupiraju putem lutajućih i predpupalnih stadija. U posljednjem stadiju, međutim, uklanjanje hemolimfnog juvenilnog hormona (JH) je preduvjet za početak metamorfoze u M. sexta jer JH inhibira lučenje PTTH iz mozga [5, 6]. Procesi uklanjanja JH, tj. prestanak sinteze JH i čišćenje hemolimfe JH pomoću JH esteraze, pokreću se u vrijeme kada ličinke posljednjeg stupnja M. sexta postići kritičnu težinu (CW) [5, 7]. JH se čisti iz hemolimfe unutar približno konstantnog vremena nakon postizanja CW, što tjera ličinke na pupaciju. Budući da se CW postiže sredinom faze hranjenja, nedostatak hrane nakon određenog razdoblja hranjenja ne utječe na vrijeme pupiranja: izgladnjele ličinke postaju male kukuljice u unaprijed određenoj vremenskoj točki (slika 1A). Ovaj mehanizam za određivanje početka metamorfoze naziva se pupiranjem posredovano kritičnom težinom. Kukundiranje uzrokovano kritičnom težinom također je pronađeno kod drugog moljca, Trichoplusia ni (Lepidoptera: Noctuidae) [8], i voćna mušica, Drosophila melanogaster (Diptera: Drosophilidae) [9, 10], iako kritična težina posredovana pupacijom u D. melanogaster možda nije identična onoj u M. sexta [11].

A) Pupiranje posredovano kritičnom težinom (CWmP). B) Tipična pupacija izazvana gladovanjem (SiP). Izmijenjeno iz Nijhout (2008) [15].

Drugi mehanizam za određivanje početka metamorfoze, pupacija izazvana gladovanjem (SiP), pronađena je u Coleoptera (slika 1B). Shafiei i sur. [12] utvrdili da je gladovanje ličinke balege Onthophagus taurus (Coleoptera: Scarabaeidae) tijekom faze hranjenja u posljednjem stadiju izaziva prerano pupiranje, pod uvjetom da je ličinka postigla minimalnu održivu težinu. Vrijeme između početka gladovanja i pojave pupiranja bilo je konstantno bez obzira na tjelesnu težinu ličinke nakon izgladnjivanja ili duljinu prethodnog hranjenja, što ukazuje da je u O. Bik ličinki, odluka o pupiranju se donosi u konstantnom vremenu nakon početka gladovanja bez obzira na vrijeme u fazi hranjenja (slika 1B). SiP se smatra mehanizmom spašavanja koji djeluje kada se životinjino prehrambeno okruženje pogorša [3]. SiP je također prijavljen za dvije druge kornjaše: buba gljivica Dacne picta (Erotylidae) [13] i mjehurić Epicauta gorhami (Meloidae) [14].

Kao što je gore opisano, čini se da se mehanizam za određivanje vremena pupiranja razlikuje s lozom kukaca, međutim, vrste insekata proučavane do danas su vrlo ograničene u broju i taksonomiji [15]. Žuto-pjegavi dugorog Psacothea hilaris (Coleoptera: Cerambycidae) je štetnik stabala duda i smokve [16]. Izvorni raspon od P. hilaris je istočna Azija, ali su nedavno napali Europu [16–18]. Njihove ličinke napadaju grane živih stabala domaćina, a kornjaši oštećuju lišće. Odrasli od P. hilaris na terenu pokazuju velike varijacije u veličini tijela, što utječe na ponašanje pri parenju [19]. Dvije vrste P. hilaris koji se razlikuju po morfologiji, ekologiji i fiziologiji, tj. zapadno-japanski tip i istočno-japanski tip, poznato je da naseljavaju zapadne i istočne dijelove glavnih japanskih otoka [20]. Kontrola razvoja ličinki u P. hilaris je intenzivno proučavan pomoću zapadno-japanskog tipa [21–23]. U uvjetima dugog dana u laboratoriju, zapadno-japanski tip P. hilaris ličinke koje se hrane umjetnom prehranom ad libitum kukuljica iz 4. ili 5. stupnja [21, 23]. Kada su ličinke izgladnjele nakon ekdize u 5. stupanj, one se prerano razvijaju u kukuljice koje su manje od pandana uzgojenog u uvjetima kontinuirane hrane [22]. Slična ranija pupacija uzrokovana gladovanjem također se događa u ličinki 4. stupnja [23, 24]. Ovi nalazi ukazuju na prisutnost SiP mehanizma u P. hilaris.

Primarni cilj ove studije bio je istražiti da li se SiP pojavljuje u P. hilaris. Promatrali smo pojavu pupiranja kao odgovor na nedostatak hrane u različitim terminima kod ličinki 5. stupnja P. hilaris. Neočekivano, P. hilaris otkriveno je da pokazuje atipičan SiP sustav: SiP se pojavio samo kod ličinki izgladnjele u kasnoj fazi hranjenja u fazi. Na temelju naših nalaza, raspravljamo o konzervativnim i nekonzervativnim aspektima SiP sustava u Coleoptera, a također raspravljamo o mehanizmu za određivanje vremena pupiranja u uvjetima kontinuirane hrane.


Slika 1.

Battus philenor s vidljivom ventralnom površinom. Visokokvalitetne brojke dostupne su na internetu.

U Arizoni, iridescentna boja upozorenja B. philenor na ventralnim stražnjim krilima varira na načine koji se mogu pripisati razlikama u prehrani ličinki. Rutowski i sur. (2010) izvijestili su o značajnim razlikama u prelivoj boji između jedinki uzgojenih u laboratoriju hranjenih ad libitum i jedinke uhvaćene na terenu. Stoga bi varijacije u dostupnosti hrane za ličinke mogle biti izvor varijacija boje odraslih osoba, uključujući varijacije boje upozorenja. Kao u B. philenor populacije koje su prethodno proučavane, populacije u Arizoni vjerojatno će doživjeti nedostatak hrane kao ličinke jer njihova biljka domaćin, Aristolochia watsonii Wooton i Sandley (Aristolochiales: Aristolochiaceae), mala je biljka kojoj ličinke često potpuno ogole lišće prije završetka razvoja (osobno promatranje). Stoga, kako bi se procijenila uloga ograničenja hrane na upozoravajuću obojenost i utvrdilo je li uočena prirodna varijacija u iridescentnim signalima posljedica nedostatka hrane, količine hrane kojoj B. philenor larve su imale pristup varirao je između tri različita tretmana. Obojenost odraslih uspoređena je među tretiranim skupinama. Učinci pomanjkanja hrane procijenjeni su za tri različite mrlje boje: preljevno plavo polje i narančaste mrlje na površini stražnjeg trbušnog krila, koje doprinose signalu upozorenja, te preljevno plavo na stražnjem dorzalnom krilu mužjaka. Dorzalno stražnje krilo mužjaka signal je koji koriste ženke, a vjerojatno će procijeniti kvalitetu mužjaka ili identitet vrste (Rutowski i Rajyaguru 2013).

Ako je nedostatak hrane izvor varijacija u iridescentnim signalima B. philenor, predviđa se da će nedostatak hrane uzrokovati povećanu svjetlinu, nijansu kraće valne duljine i veću kromu za iridescenciju ventralne površine i veće intenzitete u dorzalnoj iridescenciji. Ova očekivanja temelje se na razlici između životinja uzgojenih u laboratoriju i onih s terena o kojima su izvjestili Rutowski i sur. (2010.). Dodatno, ako postoje razlike u iridescenciji ventralne površine i narančastim mrljama između tretmana, čak i ako se ta varijacija ne podudara s onom pronađenom u Rutowski i sur. (2010), to će ukazati na to da ograničenje hrane može biti značajan izvor intraspecifičnih varijacija u signalima upozorenja.


Rasprava

Mjere stanja tijela

U usporedbi s onima s neograničenim pristupom hrani tijekom razvoja, ličinke ograničene na hranu razvile su se u znatno manje odrasle osobe s manjim rezervama masti. Ovaj se rezultat očekivao na temelju prethodnih studija o ograničenju hrane ličinki kod leptira (npr. Bauerfeind i Fischer 2005 Boggs i Freeman 2005). Veličina odraslih jedinki proizvedenih od ličinki tretmana 3. dana bila je unutar raspona veličina odraslih osoba uočenih na terenu ( Rutowski i sur. 2010.), što ukazuje da je razina nedostatka hrane izazvana tretmanom 3. dana vjerojatno bila unutar raspona ograničenja hrane koje ova vrsta doživljava u prirodi. Utjecaj nedostatka hrane za ličinke na razinu sekvestriranih aristolohijskih kiselina trenutno se istražuje.

Upozoravajuća obojenost

Ograničenje hrane izazvalo je značajne varijacije i u narančastim i plavim komponentama boje ventralnog upozorenja B. philenor. Nijansa ventralne plave iridescencije pomaknula se na kraće valne duljine uz povećanu deprivaciju hrane. Boja narančastih pjega smanjila se s povećanjem nedostatka hrane.

Ovi rezultati upućuju na neposredne veze između obojenosti, struktura i kemikalija koje proizvode boju i količine u prehrani, ali te veze trenutno nisu jasne (vidjeti Kemp i sur. 2006.). Za B. philenor, to vrijedi i za narančaste mrlje i za plave mrlje, ali postoje neke moguće veze koje bi se mogle testirati. Difuzna refleksija narančastih mrlja ukazuje na to da su pigmenti igrali glavnu ulogu u oblikovanju spektra refleksije apsorbirajući kratke valne duljine, što omogućuje da se valne duljine reflektiraju od površine krila (Rutowski i sur. 2005.). Specifični pigmenti koji su uključeni nisu poznati, ali su vjerojatno ommakromi ili papilokromi sintetizirani de novo od strane leptira iz aminokiseline triptofana (Nijhout 1991). Boja narančastih mrlja treba biti pozitivno povezana s količinom pigmenta u ljestvici, jer više pigmenta znači veću apsorpciju svjetlosti kratke valne duljine. Tijekom razvoja, osobe s ograničenom prehranom čija je naranča manje kromatična mogu taložiti manje pigmenta u svojim ljuskama zbog manje dostupnosti triptofana. S druge strane, preljevna plava boja je vjerojatno proizvod interferencije tankog filma, a viša nijansa osoba s ograničenom prehranom sugerira deblji film (Land 1972). Ako je točno, nije jasno kako bi film bio deblji kod osoba s ograničenom prehranom koje vjerojatno imaju ograničenja u materijalima potrebnim za izgradnju ovih kutikularnih filmova. Opet, pitanja o potencijalnim neposrednim vezama između prehrane i fenotipa boje ostaju neprovjerena, ali opravdavaju istragu.

Eksperiment sa zarobljenim krivokljunim Thrashersima pokazao je da su ptičji grabežljivci koristili plavu šarenicu i narančaste mrlje na stražnjem trbušnom krilu za prepoznavanje B. philenor kao neukusna, a svaka je komponenta sama izazvala odgovor odbijanja (Pegram i sur. 2013.). Nije poznato hoće li varijacije u nijansi preljevnih mrlja uzrokovane ograničenjem hrane promijeniti učinkovitost aposematske boje B. philenor. Iako su i gmazovi i beskralješnjaci (npr. pauci i vreten konjici) opaženi kako plijene B. philenor (Rausher 1979b, 1980), ptice kukojede vjerojatno će biti njihovi najčešći grabežljivci u Arizoni (Pe-gram, Han i Rutowski, neobjavljeni podaci). Vizualni modeli pokazali su da bi ptice trebale biti sposobne razlikovati spektralne razlike uočene u obojenosti odraslih osoba zbog tretmana. Međutim, iako ptičji grabežljivci mogu razlikovati ove boje, grabežljivci mogu generalizirati naučeni signal upozorenja na slične boje (Ham i sur. 2006. Ruxton i sur. 2008. Svádová et al. 2009.) ili se razlike možda neće moći otkriti u kompleksu i promjenjivi uvjeti osvjetljenja i pozadine (Lindstedt i sur. 2011). U svakom slučaju, promjene boje uzrokovane nedostatkom hrane možda neće smanjiti učinkovitost signala. Na učinkovitost signala moglo bi se utjecati i ako bi opaženi odgovori promijenili uočljivost (Gittleman i Harvey 1980, Gamberale-Stille i Tullberg 1999 Lindström i sur. 1999 Riipi i sur. 2001 Lindstedt i sur. 2008). Iz ovih rezultata zaključuje se da je nedostatak hrane pridonio intraspecifičnim varijacijama boja upozorenja, ali utvrđivanje je li ta varijacija u korelaciji s učinkovitošću signala zahtijevat će daljnje proučavanje.

Reakcija prelivne boje i usporedba s prirodnom obojenošću

Nijansa ventralnih i dorzalnih iridescentnih mrlja pomaknula se na kraće (plavije) valne duljine uz povećanu deprivaciju hrane. To je bio suprotan smjer od onoga što je predviđeno na temelju rezultata Rutowskog i sur. (2010.). Rutowski i sur. (2010) također su otkrili da su jedinke uzgojene u laboratoriju imale intenzivniju ventralnu iridescenciju od jedinki ulovljenih na terenu, gdje u našoj studiji nije pronađen utjecaj uvjeta uzgoja na svjetlinu ventralne iridescencije. Stoga razlike u laboratorijskim i terenskim osobama koje su prethodno uočene nisu bile vjerojatne zbog povećanog nedostatka hrane na polju uhvaćenom B. philenor. Razlika između dorzalne i ventralne površine u muškoj kromi uočena u našem istraživanju očekivana je na temelju Rutowskog i sur. (2010.), ali nedostatak učinaka liječenja i razlika među spolovima nije bio u skladu s njihovim rezultatima. Razlike između muške i ženske ventralne nijanse uočene su u prethodnoj studiji, ali ne i u našoj studiji. Iz ovih razlika može se zaključiti da su razlike uočene između laboratorijskih i terenskih pojedinaca u Rutowski i sur. (2010.) nisu vjerojatno uzrokovani nedostatkom hrane kod terenskih pojedinaca.

Međutim, razlike u rezultatima ovih studija mogu biti uzrokovane još najmanje dvama čimbenicima. Prvo, postojale su razlike između studija u godišnjim dobima u kojima su se opažanja događala (proljeće (Rutowski i sur. 2010) u odnosu na jesen (naša studija)). Drugo, ličinke jedinki ulovljenih na terenu mogle su biti podvrgnute deprivaciji hrane tijekom cijelog stadija ličinke, dok su ličinke u našem eksperimentu podvrgnute ograničenju hrane samo u posljednjoj fazi ličinke.

Također, nijansa i boja dorzalne šarenice pojedinca bili su u korelaciji s nijansom i kromom njegove ventralne površine krila, što sugerira spajanje iridescentnih površina. To je u skladu s nalazima Rutowskog i sur. (2010), ali uzroci ove sprege u ovom trenutku nisu shvaćeni.

Budući da dorzalna obojenost može poslužiti kao signal muške kvalitete (Rutowski i Rajya guru 2013), očekivali smo da ćemo vidjeti povećanu ovisnost o stanju u odnosu na prirodno odabran signal (npr. Andersson 1986 Cotton i sur. 2004a, b Kemp 2008). Međutim, nije bilo značajnih interakcija površine prema tretmanu koje bi sugerirale da postoji povećana ovisnost o stanju iridescencije na dorzalnoj površini.


Spore, molim! Ličinke ciganskog moljca vole lišće topole zaraženo gljivama

Gusjenica ciganskog moljca (Lymantria dispar) uživajući u sporama Melampsora larici-populina, gljivice hrđe koja se proširila na lišću topole. Nova studija pokazuje da kukac nije samo biljojed, već i gljivožder, odnosno da se voli hraniti gljivama bogatim hranjivim tvarima. Zasluge: Franziska Eberl, Institut Max Planck za kemijsku ekologiju

Lišće crne topole zaraženo gljivama posebno je osjetljivo na napad gusjenica ciganskog moljca. Istraživački tim na Institutu Max Planck za kemijsku ekologiju u Jeni, Njemačka, sada je dodatno istražio ovo opažanje. Znanstvenici su otkrili da mlade ličinke ovog biljojeda svoju prehranu nadopunjuju hranom za gljivice: gusjenice koje su se hranile lišćem prekrivenim sporama gljivica rasle su brže i kukuljile nekoliko dana ranije od onih koje su se hranile samo lisnim tkivom. Veće koncentracije važnih hranjivih tvari u gljivama, kao što su aminokiseline, dušik i vitamini, vjerojatno su razlog njihove bolje učinkovitosti. Rezultati bacaju novo svjetlo na koevoluciju biljaka i insekata, u kojoj gljive i drugi mikroorganizmi igraju mnogo veću ulogu nego što se prije pretpostavljalo.

Gusjenice ciganskog moljca poznate su kao hranitelji općenito, što znači da prihvaćaju veliki izbor vrsta listopadnog drveća i grmlja kao svoje biljke za ishranu. Epidemije ove vrste zabilježene su povremeno iu njemačkim šumskim ekosustavima.

Sybille Unsicker i njezin istraživački tim istražuju kako se topole brane od biljojeda, uključujući ciganskog moljca. Znanstvenici su primijetili da ova stabla smanjuju obranu od proždrljivih kukaca kada ih istovremeno napadaju gljive. "Primijetili smo da gusjenice privlače miris topola zaraženih gljivama, pa smo se zapitali zašto je to tako: bi li se gusjenice radije hranile i zaraženim lišćem? Bi li to predstavljalo prednost? I ako da, kakve kemikalije su odgovorni za ovo?" pita se prva autorica Franziska Eberl, opisujući osnovna pitanja studije.

Pokusi hranjenja u kojima su ličinke moljca bile ponuđene na izbor listova sa ili bez gljivične infekcije otkrili su jasnu sklonost gusjenica prema lišću zaraženom gljivama. U ranoj fazi ličinke, čak su konzumirali spore gljivica na površini lista prije nego što su se hranili lisnim tkivom. "Bilo to gljivice hrđe ili plijesni, mlade su se gusjenice selektivno hranile sporama i radije su se hranile zaraženim lišćem", objašnjava Franziska Eberl.

Kemijske analize pokazale su da je za ovu sklonost prvenstveno zaslužan manitol, tvar koja se također koristi kao umjetni zaslađivač u ljudskoj hrani. Eberl je također pratio sposobnost ličinki, što pokazuje koliko se ličinke dobro razvijaju - mjerenje koje uvelike ovisi o njihovoj prehrani. "Lčinke koje konzumiraju lišće zaraženo gljivama razvijaju se brže i također se ranije pupaju. To im daje prednost u odnosu na njihovu braću i sestre koji se hrane zdravim lišćem. Važne hranjive tvari, poput aminokiselina, dušika i vitamina B, vjerojatno su odgovorne za pojačan rast, jer njihova koncentracija je veća zaraženo lišće”, rekao je istraživač.

Uloga mikroorganizama postavlja koevoluciju biljaka i insekata u novo svjetlo

Opažanje da je kukac klasificiran kao biljožder zapravo gljivožder — barem u ranoj fazi ličinke — bilo je pravo iznenađenje za istraživački tim. "Naši rezultati sugeriraju da bi mikroorganizmi koji žive na biljkama mogli imati važniju ulogu u koevoluciji biljaka i insekata nego što se prije mislilo", kaže Sybille Unsicker, voditeljica studije. "U stablima crne topole iz našeg istraživanja, gljivična zaraza događa se svake godine. Stoga je doista moguće da su se kukci biljojedi mogli prilagoditi dodatnom gljivičnom resursu. Pogotovo s obzirom na dugovječnost stabala, evolucijska prilagodba na prehranu koji se sastoji od lišća i gljivica čini se vjerojatnim za takve kukce."

Potrebna su daljnja istraživanja kako bi se razjasnilo koliko je gljivožderstvo široko rasprostranjeno u drugim vrstama kukaca biljojeda i kakav utjecaj ima kombinacija biljne i gljivične hrane na imunološki sustav insekata. Moguće je da ova prehrambena niša također utječe na vlastitu obranu insekata od njihovih neprijatelja, poput parazitoidnih osa. Uloga mikroorganizama u interakciji između biljaka i insekata dugo je bila podcijenjena, čak i zanemarena. Ova studija važan je korak za nadoknađivanje tog zanemarivanja.


Priznanja

Cijeni se financijska potpora prvom autoru kroz Graduate Fellowship Sveučilišta Manitoba (UMGF) i Manitoba Graduate Scholarship (MGS). Zahvaljujemo Judy Johnson (USDA ARS, Parlier, CA) i Gerhardu Griesu (Sveučilište Simon Fraser) na njihovoj velikodušnosti u pružanju populacija indijskog brašnastog moljca. Također zahvaljujemo Franku Arthuru (USDA, ARS, Centar za istraživanje zdravlja žitarica i životinja, Manhattan, KS), Neilu Hollidayu, Steveu Whyardu (Sveučilište Manitoba) i Desiree Vanderwel (Sveučilište Winnipeg) na njihovim prijedlozima tijekom ove studije.


Kompenzacija veličine ličinki moljca: pozornost na stadije ličinki

Poremećaji okoliša kao što su gladovanje i loša prehrana često sprječavaju životinje da postignu svoju optimalnu veličinu. Kada poremećaj ima prolazan karakter, očekuju se kompenzacijski odgovori u smislu bržeg rasta ili produljenog razdoblja razvoja. U slučaju ličinki insekata, detalji takvih odgovora su nedovoljno poznati na približnoj razini. Pozornost na odgovore na razini pojedinih stadija ličinki trebala bi promicati razumijevanje razvojne plastičnosti kukaca također u općenitijem kontekstu. Za pružanje analize kompenzacijskog rasta, ličinki moljca, specifična za instar Orgyia antiqua (L.) se uzgajaju na inferiornoj prehrani tijekom jednog stadija ličinke. Reakcije u parametrima rasta bilježe se tijekom manipuliranih stadija, kao i na razini cijelog razdoblja ličinki. Negativan odnos između vremena razvoja i veličine kao odgovor na lošiju kvalitetu hrane, tipičan za čitava razdoblja ličinki, također je uočen unutar manipuliranih stadija uzetih zasebno. Manipulirane ličinke ostaju manje od ličinki kontrolne skupine (značajno samo kod mužjaka), čak i do kraja sljedeće faze tijekom kojega se svim jedinkama daje superiorni domaćin. Kod mužjaka se kompenzacija blizu pune veličine do trenutka pupiranja postiže samo dodavanjem dodatne ličinke. Nesposobnost ličinki da se u potpunosti kompenzira tijekom jednog ili čak dva stupnja smatra se pokazateljem prisutnosti ograničenja u obrascu rasta unutar razdoblja. Alternativno, adaptacijsko objašnjenje za nepotpunu naknadu moglo bi se temeljiti na trošku produljenog razdoblja razvoja. S obzirom na ekološki kontekst životne povijesti vrste, takvo se objašnjenje čini manje vjerojatnim.


BIOLOGIJA VEĆEG VOŠĆANOG MOLJCA G. MELLONELLA

Veliki voštani moljac prvi je put opisan u koloniji Apis cerana (istočna ili azijska medonosna pčela), odnosno divlje pčele koje se nalaze u južnoj i istočnoj Aziji. Njegov sustavni položaj prikazan je na slici 1. Budući da je kozmopolitska vrsta i štetnik pčelinjih zajednica, veći voštani moljac proširio se na gotovo sve kontinente (osim Antarktika), obično pokrivajući većinu ili sva njihova područja (Kwadha et al. 2017.). Njegova se pojava u osnovi poklapa s pčelarskim gospodarstvom u pojedinim zemljama, jer se ovaj štetnik može naći u pčelinjacima ili pohranjenim voskovima uzrokujući pojavu tzv. galerioza (slika 2). According to the latest data, the greater wax moth has so far been confirmed in 27 countries in Africa, 9 in Asia, 5 in North America, 3 in Latin America, Australia and New Zealand and in 33 countries in Europe and almost all of the larger islands associated with them. It is expected that the species will continue to spread to unmanaged areas, which may be associated with changing climatic conditions (Kwadha et al. 2017 http://insecta.pro/taxonomy/9510). G. mellonella is a typical holometabolous insect, that is, it undergoes four developmental stages in its life cycle, namely, the egg, larva, pupa and adult (Smith 1965 Fasasi and Malaka 2006 Swamy 2008 Ellis, Graham and Mortensen 2013 Hosamani et al. 2017 Kwadha et al. 2017 Desai et al. 2019). Below, with the description of its developmental stages, we provide information about the general biology of each stage, including behaviour and characteristic morphological features.

Systematics of G. mellonella i imago (photograph: M. Kucharczyk).

Systematics of G. mellonella i imago (photograph: M. Kucharczyk).

Abandoned beehive inhabited by G. mellonella: pupal cocoons (p) found outside beehive (A) waxes affected by galleriosis (indicated by the arrow in (B)) and magnification thereof (C): eggs (e) and silk (s) on the wax (photograph: G. K. Wagner).

Abandoned beehive inhabited by G. mellonella: pupal cocoons (p) found outside beehive (A) waxes affected by galleriosis (indicated by the arrow in (B)) and magnification thereof (C): eggs (e) and silk (s) on the wax (photograph: G. K. Wagner).

Eggs, glued together, are laid in batches of 50 to 150 (Kwadha et al. 2017) or, as reported by Desai et al. ( 2019), even from 175 to 355. They are oval, white when laid and cream or pale pink when older. Reticulate and very rough, they are composed of interconnected polygons (squares, pentagons, hexagons and heptagons). The micropylar area is surrounded by concentrically arranged elements of the microstructure, reminiscent of rounded flower petals (Ellis, Graham and Mortensen 2013). The egg dimensions given by different authors are similar: length from 0.44 to 0.47 mm and width from 0.29 to 0.39 mm (Swamy 2008 Ellis, Graham and Mortensen 2013 Hosamani et al. 2017 Kwadha et al. 2017 Desai et al. 2019). About 4 days before eclosing, the larva is visible as a dark ring. Twelve hours before hatching, the fully formed larva is clearly visible through the thin chorion (Paddock 1918).

Larvae

Larvae most often hatch in the morning, between 08.30 and 11.00 h (Hosamani et al. 2017 Desai et al. 2019). Depending on the research carried out, egg survival ranges from

84 to 100% (Pastagia and Patel 2007 Swamy 2008 Hosamani et al. 2017 Desai et al. 2019). Shortly after hatching, larvae move from the cracks and crevices to the honeycomb, where they begin to feed and build protective silken tubes, destroying the honeycomb structure in the process. The directional movement and feeding are probably stimulated chemically. This was confirmed by Paddock ( 1918) and Nielsen and Brister ( 1979), who observed that G. mellonella larvae isolated from honeycombs always went back towards their food source. Feeding larvae usually expand their ever-widening tubes towards the central part of the honeycomb, where they tend to accumulate. In the absence of food, cannibalism may occur (Nielsen and Brister 1979 Williams 1997).

In natural conditions, G. mellonella larvae feed on honeycombs, which contain a significant amount of beeswax, some honey, exuviae of bee larvae and pollen residues. From such food, they obtain a large amount of energy but relatively little protein (Kwadha et al. 2017). If the amount of dietary protein falls below a certain level, the larvae cease spinning silk (Jindra and Sehnal 1989), probably due to the lack of essential amino acids for silk protein synthesis (Shaik, Mishra and Sehnal 2017). The protein content also affects the rate of larval development. Their growth is fast on old honeycombs, which contain bee maggots and pollen, but very slow on white or new honeycombs. The positive dietary effect of bee pollen on the growth rate of G. mellonella larvae and the fertility of females developing from them was confirmed by Mohamed et al. ( 2014). The rapid growth of foraging larvae leads to complete destruction of the honeycombs within a week of colonisation (Hosamani et al. 2017). Larvae can also develop on an artificial diet consisting of cereal products, milk powder, yeast, honey and glycerol (Desai et al. 2019). A close relationship between larval diet quality and resistance against pathogens has been demonstrated: if there is a deficiency of nutrients, larvae become susceptible to Candida albicans Berhout infection (Banville, Browne and Kavanagh 2012).

Feeding greater wax moth larvae spin protective silken tubes, within which they are not detected by bees (Shaik, Mishra and Sehnal 2017). However, host workers have been repeatedly observed removing dead larvae (presumably killed) of this pest (G. K. Wagner, oral information). This fact undoubtedly undermines the 100% effectiveness of these silken structures to protect their owners. The composition of the silk from which the protective tubes are spun is similar to that in pupal cocoons. The core of the silk filament consists of heavy and light chain fibroins and the P25 chaperonin, whereas the filament coating is composed of sericins (Fedič, Žurovec and Sehnal 2002 Shaik, Mishra and Sehnal 2017). A feeding pause has been observed before each larval moult. Old cuticles are shed separately from the head capsule and the rest of the body. The average optimal larval development temperature for this moth is 29–33°C (Warren and Huddleston 1962 Nielsen and Brister 1979 Williams 1997). The average duration of each consecutive larval instar L1-L7 is 4.08, 5.72, 5.28, 6.96, 6.76, 7.64 and 8.40 days, respectively, giving a total duration of the larval stage of

45 days (Pastagia and Patel 2007 Swamy 2008 Hosamani et al. 2017 Rahman et al. 2017 Desai et al. 2019). The last two larval instars grow the most intensively (Ellis, Graham and Mortensen 2013).

Immediately after eclosing, the first larval instar (L1) is white, slim and very short (mean length 1.27 mm) (Hosamani et al. 2017). During further growth, it turns greyish white in colour, and from the third larval stage onwards its body begins to thicken conspicuously, becoming massive and stocky by the end of its development (Fasasi and Malaka 2006 Ellis, Graham and Mortensen 2013 Kwadha et al. 2017 Desai et al. 2019). Being very weakly sclerotised, most of the body surface of the first-instar larva is devoid of pigment, except for the head (the most strongly sclerotised part of the body). In later larval instars, the tergites of the pronotum and abdominal segment X as well as the protarsus and claws of the ventral prolegs, which gradually darken after each moult, taking different shades from light to dark brown, are also well sclerotised (Ellis, Graham and Mortensen 2013). In the fully coloured final stage larva, a bright ecdysial line is visible along the middle of the dorsal side (especially well marked on the prothorax) (Kwadha et al. 2017 https://e-insects.wageningenacademic.com/galleria_mellonella).

The G. mellonella larva belongs to the polypod (eruciform or caterpillar-shaped) and peripneustic (nine pairs of spiracles) type. Its body consists of a head, a three-segmented thorax and an abdomen of 11 segments (Fig. 3). On the highly sclerotised head, there is a pair of short, two-segmented antennae, chewing mouthparts and four stemmata on each side – these are bright, oval and separated from each other (Ellis, Graham and Mortensen 2013). The presence of stemmata on the head of the G. mellonella larva is an important diagnostic character, which distinguishes the larva of this species from that of the lesser wax moth Achroia grisella, that is, another pyralid and apiary pest, which does not have this feature (Ellis, Graham and Mortensen 2013). The thorax bears three pairs of five-segmented thoracic legs (one pair per segment), each ending in a single hooked claw. There are prolegs on abdominal segments III-VI, which become visible 3 days after hatching (Desai et al. 2019). The terminal abdominal segment (XI) bears a pair of anal prolegs. There is one oval, brown and clearly visible spiracle on each side of the prothorax and on each side of abdominal segments I-VIII, a total of nine pairs (the peripneustic respiratory system) the last pair, on abdominal segment VIII, is the largest. The body bears rather thinly distributed, long, protruding, light brown, hair-like setae (Smith 1965 https://e-insects.wageningenacademic.com/galleria_mellonella, the present study).

Morphology of G. mellonella larvae. Dorsal (I), ventral (II) and lateral (III) view of a G. mellonella larva. A - sclerotised head with lateral stemmata, B - thorax, C - abdomen, D - antennae, E - chewing mouthparts, F - pair of thoracic legs, G - claw, H - pair of prolegs, I - anal prolegs, J - prothorax spiracle, K - abdominal spiracle, L - spiracle of abdominal segment VIII (the largest of all).

Morphology of G. mellonella larvae. Dorsal (I), ventral (II) and lateral (III) view of a G. mellonella larva. A - sclerotised head with lateral stemmata, B - thorax, C - abdomen, D - antennae, E - chewing mouthparts, F - pair of thoracic legs, G - claw, H - pair of prolegs, I - anal prolegs, J - prothorax spiracle, K - abdominal spiracle, L - spiracle of abdominal segment VIII (the largest of all).

Some authors report that there may be from 5 to as many as 10 larval instars in the development of G. mellonella. The smallest number (five) of larval stages has so far been reported by Fasasi and Malaka ( 2006), who explain that this quite unusual result is related to the type of food and other optimal conditions of their rearing programme, which required rapid development and thus a smaller number of moults. Other reports, however, including very recent ones, most frequently mention seven (L1-L7) larval instars in the development of this insect (Sehnal 1966 Anderson and Mignat 1970 Swamy 2008 Ellis, Graham and Mortensen 2013 Venkatesh Hosamani et al. 2017 Desai et al. 2019). This is confirmed by accurate measurements (in mm) of body length (l), body width (w) and head capsule width (wh) of L1-L7: l-1.27, 2.40, 4.80, 9.30, 15.50, 21.60 and 25.40, respectively w-0.25, 0.45, 1.26, 1.56, 2.65, 3.30 and 4.86, respectively wh-0.21, 0.32, 0.54, 1.15, 1.28, 1.55 and 2.30, respectively (Hosamani et al. 2017). In this context, the latest metric data regarding the length and width of the body of greater wax moth larvae, recently published by Desai et al. ( 2019), are worthy of attention: l-0.81, 2.10, 5.86, 8.76, 14.24, 19.58 and 23.88, respectively w-0.29, 0.44, 1.11, 1.99, 2.03, 2.54 and 3.55, respectively. These figures differ conspicuously from those given 2 years before. This may have been caused by the different type of artificial food that was used for breeding: a mixture of wheat flour, corn flour, wheat bran, powdered milk, yeast, honey and glycerol. At the larval stage, there are still no external structural features enabling the sex of the future adult form to be determined (Kwadha et al. 2017).

Pupation

When fully grown, last instar larvae stop feeding and they move vigorously in search of suitable, safe places where they can attach the cocoon and pupate. In active beehives, these are mainly spaces beyond honeycombs (e.g. the outer surfaces of bee frames or the inner surfaces of the hive's walls). In abandoned hives, by contrast, pupal cocoons have been found anywhere within them (G. K. Wagner, oral information). The wooden parts of the hive are often the sites where cocoons are constructed. Fully grown larvae excavate species-characteristic boat-shaped depressions in the wood, which can weaken the entire structure of the affected parts of the hive (Paddock 1918 Ellis, Graham and Mortensen 2013). Having found and excavated a suitable site, the larvae begin to spin a silken pupal cocoon, which they then attach to the eroded cavities. Cocoon construction takes on average 2.25 days, although this depends on the abiotic conditions of the environment (Paddock 1918). The cocoon protects first the larva and then the pupa against worker bees and possible parasites and probably also stabilises the abiotic conditions during pupal development (Jindra and Sehnal 1989 Shaik, Mishra and Sehnal 2017). The outer layer of the cocoon soon becomes hard while the interior remains soft (Ellis, Graham and Mortensen 2013). In the front of the cocoon, the larva makes an exit hole for the future adult. Just before pupation, however, this opening is closed off with a thin layer of silk (Paddock 1918 Desai et al. 2019). Having constructed the cocoon, the slightly shrunken larva becomes inactive a few hours before pupation, passing through a short-lived developmental stage known as a prepupa. As in all Lepidoptera, however, the G. mellonella prepupa is not considered to be a distinct developmental stage because it is not separated from the last larval instar by a moult (Chapman 1998).

The entire developmental phase of the greater wax moth, in which the larva builds a cocoon and then pupates, has been defined as the preparatory period (Hosamani et al. 2017 Desai et al. 2019). During the pupal stage, as in other holometabolous insects, histolysis and phagocytosis of the larval structures take place first, followed by the histogenesis of the imaginary structures that arise from so-called imaginary disks. These are made from embryonic cells that can divide quickly. The whole process is controlled by hormones (Chapman 1998).

Data on the external morphology of the G. mellonella pupa are given in relatively few reports (Paddock 1918 Smith 1965 Swamy 2008 Hosamani et al. 2017 Kwadha et al. 2017 Desai et al. 2019). Most often, these refer only to the general appearance of this developmental stage (e.g. colour, sexual dimorphism) and its dimensions. To date, only Smith ( 1965) has given a detailed account of the external structure of this pupa.

The pupa of the greater wax moth is obtect (i.e. it represents a type in which all the appendages are cemented to the body by means of a special secretion). The colour of the pupa changes with age from white (just after pupation) through yellow and brown to dark brown 4 days later. The body is moderately elongate,

3.1–3.5-fold as long as wide in the widest place. The eyes are large and well visible. The antennae are long, slightly arched in the front, usually extending to the edge of the second pair of wings (hind wings). The pretarsus of the hind legs protrudes slightly beyond the edge of the hind wings (Smith 1965). There are two pairs of short, protruding setae on the parietals, resembling tiny horns. There are two to seven pairs of short setae on body segments. Segments II-VII are each equipped with a pair of active spiracles located on the sides of the body. The ventral side of abdominal segments VIII and IX exhibits well-marked sexual dimorphism: female – the sclerite of segment VIII is separated and segment IX has a single copulatory aperture male – the sclerite of segment VIII is uniform and segment IX has a pair of rounded knobs representing the phallomeres and gonopore between them (Desai et al. 2019). The dimensions of the G. mellonella pupa given in the literature are: length: 11.9–20 mm width: 3.2–7 mm (Paddock 1918 Smith 1965 Swamy 2008 Ellis, Graham and Mortensen 2013 Hosamani et al. 2017 Kwadha et al. 2017 Desai et al. 2019). The respective average dimensions of the female pupa are significantly larger than those of the male pupa: length–15.83 and 11.86 mm width–4.17 and 3.17 mm (Desai et al. 2019).

Depending on the temperature and humidity, the pupal stage in G. mellonella lasts from 8 (at 28°C, 65% RH - relative humidity) to

50 days (from 2.5°C to 24°C, 44% to 100% RH) (Pastagia and Patel 2007 Swamy 2008 Hosamani et al. 2017 Kumar and Khan 2018 Desai et al. 2019).

Emergence of adults

The eclosion of adults from cocoons has been observed at night and late in the evening. As they leave the cocoons, they push out the silk lids covering the cocoon exit holes (Swamy 2008). Once free of the cocoons, the adults remain inactive until their wings are fully extended and hardened. At first, the moths are creamy white (teneral forms), later darkening to a grey colour (Nielsen and Brister 1979 Swamy 2008 Desai et al. 2019). It has frequently been observed that the imagines of G. mellonella prefer dark places, run around in an agitated manner if illuminated and try to hide in various unlit corners of the hive (G. K. Wagner, oral information).

Adults and mating

Adults are incapable of consuming food because their mouthparts are degenerate hence, they do not live very long, from

7 to 30 days, depending on ambient conditions (Paddock 1918 El-Sawaf 1950 Opoosun and Odebiyi 2009 Hosamani et al. 2017 Kumar and Khan 2018). As reported by El-Sawaf ( 1950), males live longer (21–30 days) than females (8–15 days), which have three phases in their lifetimes: pre-oviposition (1.60 ± 0.50 days), oviposition (6.12 ± 1.09 days) and post-oviposition (2.00 ± 0.87 days) (Desai et al. 2019).

Unlike most moths, G. mellonella adults have a unique mating behaviour. Males lure females with a two-component pheromone (n-nonanal + n-undecanal) and in addition emit short pulses of sound at a frequency of 75 kHz, which can play a significant role in the selection of reproductive pairs (Finn and Payne 1977 Greenfield 1981). They generate this acoustic signal using structures found on the wings (Spangler, 1985, 1986). Females react to the sound by fanning their wings (Spangler 1988), although they are unable to locate its source. Sex pheromones, which are released by males in response to female wing movements, help in this, ultimately attracting their partners before mating (Leyrer and Monroe 1973 Spangler, 1985, 1986, 1987, 1988 Jones et al. 2002). Males begin to produce sound impulses after sunset, when the light intensity is near that inside the honey beehive and they are close to or in contact with other wax moths. Interestingly, the sound is never produced in the presence of its natural hosts (i.e. honeybee workers Spangler 1986). The exact mechanism of acoustic signal production in males of the greater wax moth was described by Spangler ( 1986). According to Nielsen and Brister ( 1977), copulation can take place on trees adjoining the apiary, after which only the females return to the hives.

Oviposition and fertility

Egg laying begins within a relatively short time after adults appear and mate (Paddock 1918). Nielsen and Brister ( 1977) observed oviposition

24 h after the appearance of imagines, which continued for 4 consecutive nights. Females usually enter the hive at night, when the bees are already inactive. Attempts by G. mellonella females to get into the hives before evening have also been observed, but then they were attacked by aggressive host workers (Nielsen and Brister 1977). In the hive, the moths seek out various cracks and crevices on honeycombs or other parts of the hive (Charriere and Imdorf 1999), as far as possible from any light source. Having found a suitable place in the hive, the female stretches her abdomen to the maximum, extending the tip as deep as possible. The strategy described above minimises the detection of eggs by bees or possible parasites and increases the survival of the larvae hatched from them (Williams 1997 Ellis, Graham and Mortensen 2013 Kwadha et al. 2017). Hosamani et al. ( 2017) reports that oviposition usually takes place at night, between 19.00 and 03.00 h.

The overall fertility of G. mellonella females can differ widely: this is probably related to the abiotic and biotic conditions (including infections) in which they breed (Mohamed et al. 2014). The number of eggs laid by one female is usually from 500 to 1800 with

60 eggs per day (El-Sawaf 1950 Warren and Huddleston 1962 Hosamani et al. 2017). Much smaller total numbers of eggs (i.e. from 107 to 297) were laid by single females in laboratory conditions (26.7°C, 93.0% RH) (Fasasi and Malaka 2006). Interesting data in this respect were obtained by Mohamed et al. ( 2014), who demonstrated a close relationship between various types of natural food and the fertility and duration of the oviposition period in G. mellonella females in constant breeding conditions (30°C, 50% RH). The lowest (392 eggs, 5.2 days) and highest (1308 eggs, 8.4 days) fertility and oviposition periods were obtained for females reared on an empty new wax comb and an old wax comb with pollen, respectively. As it turned out, however, the type of diet had only a minimal impact on the length of the embryonic development period, which ranged from

10–11 days, depending on the type of food (Mohamed et al. 2014 Kumar and Khan 2018.)

Depending on the temperature, humidity and food resources, the overall developmental period from the oviposition to the appearance of adults ranges from

93 days (2.5–24°C, 44–100% RH, food shortage) (Kumar and Khan 2018). Because this moth usually lives in a fairly stable microenvironment (e.g. hive, warehouse) as regards prevailing abiotic conditions, it can periodically produce from four to six generations per year (Kwadha et al. 2017). Their number and longevity depend on environmental conditions, the most important of which appear to be the temperature and type of food (Mohamed et al. 2014 Kumar and Khan 2018).


Endosome Signaling Part A

Sylvain Loubéry , Marcos González-Gaitán , in Methods in Enzymology , 2014

2.2.3 The day of the experiment

Pupae dissection has been very precisely described by Jauffred and Bellaiche (2012) . Proceed as such, with the only exception that 500 μl Clone 8 medium has to be used as dissection medium (instead of PBS). Once the notum is detached from the animal body, transfer it to 1 ml Clone 8 medium in a silanized hourglass dish to wash away fat bodies. Always use pipette tips that have been cut at the tip while transferring a notum from dish to dish, and pipette gently, so that the tissue sticks neither to the pipette tip nor to glass also take care to aspirate as little medium as possible when doing this, so as not to dilute the receiving solutions.

In a second silanized hourglass dish, mix either: 295 μl Clone 8 medium and 5 μl of the anti-Delta-Zenon mix, or 87.5 μl Clone 8 medium and 12.5 μl of the anti-Notch-Zenon mix. Transfer the notum to this dish and homogenize the solution. Pulse for 5 min.

Wash three times in 1 ml Clone 8 medium, then transfer the notum to a drop of 500 μl Clone 8 medium in a glass-bottom Fluorodish culture dish (World Precision Instruments). The tissue is now ready to be imaged.


Gledaj video: Jednostavan način da uklonite zubni kamenac. Napravite pastu u tri koraka! (Kolovoz 2022).