ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΖΩΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΣΙΤΟΛΟΓΙΑΣ

Ανάπτυξη, επιβίωση και αναπαραγωγή του εντόμου Agrotis trux (Lepidoptera: Noctuidae) σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο

Μαρία Δ. Μπεντίλα Γεωπόνος

ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ

Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: Ματθίλδη Σαββοπούλου-Σουλτάνη

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ

Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Ζωολογίας και Παρασιτολογίας της Γεωπονικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Θερμές ευχαριστίες εκφράζονται στην καθηγήτρια κ. Ματθίλδη Σαββοπούλου- Σουλτάνη για την ανάθεση του θέματος της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής, το σχεδιασμό των πειραμάτων, την καθοδήγηση και τις συμβουλές της κατά τη διάρκεια των πειραμάτων καθώς και για τις διορθώσεις της κατά τη διάρκεια της συγγραφής του κειμένου. Ευχαριστώ, τους καθηγητές κ. Δήμητρα Προφήτου-Αθανασιάδου και κ. Βύρωνα Κατσόγιαννο για τη συμμετοχή τους στην τριμελή εξεταστική επιτροπή. Ιδιαίτερες ευχαριστίες εκφράζονται στο υποψήφιο διδάκτορα κ. Γεώργιο Κ. Μυρωνίδη για τη συλλογή του εντόμου, την διάθεση των αγρών για την τοποθέτηση των παγίδων, τη βοήθεια του στην στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων και τις πολύτιμες υποδείξεις καθ’ όλη τη διάρκεια των πειραμάτων. Επίσης ευχαριστώ τις φίλες μου και γεωπόνους Προφυλλίδου Μάγδα, Κατσογιάννη Ευγενία, Λαγούρου Ιουλία, Καρακίτσου Αναστασία και Δολαπτσόγλου Χριστίνα για την συμπαράσταση και ηθική υποστήριξη τους, καθώς και τον τεχνικό Η/Υ Φώτη Ιωάννη για τις συμβουλές του σε θέματα τεχνικής φύσεως. Τέλος, πάνω από όλα θα ήθελα να ευχαριστήσω τους ανθρώπους που χωρίς τη συμπαράσταση και τη βοήθεια τους θα ήταν αδύνατη η εκπόνηση της παρούσας διατριβής, τον πατέρα μου και την αδελφή μου.

1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Το έντομο Agrotis trux (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) προσβάλλει πολλά καλλιεργούμενα και αυτοφυή φυτά. Η ζημιά προκαλείται από τις προνύμφες που κόβουν τα μικρά φυτάρια στο ‘λαιμό’, συνήθως πάνω από το έδαφος και τρέφονται από το φύλλωμα. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας στην ανάπτυξη, επιβίωση, μακροβιότητα και αναπαραγωγή του A. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο. Καθορίστηκαν επίσης οι απαιτούμενοι ημεροβαθμοί για την ολοκλήρωση της ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του εντόμου καθώς και τα κατώτερα θερμοκρασιακά όρια. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Ζωολογίας και Παρασιτολογίας της Γεωπονικής Σχολής του Α.Π.Θ. Τα έντομα της αποικίας συλλέχτηκαν τον Αύγουστο του 2004 από καλλιέργειες καλαμποκιού στην ευρύτερη περιοχή του νομού Σερρών με φωτεινές παγίδες. Οι συνθήκες διατήρησης της αποικίας ήταν σταθερή θερμοκρασία 25±1ºC, σχετική υγρασία 65±5% και φωτοπερίοδος 16:8 (Φ:Σ). Για τα πειράματα χρησιμοποιήθηκαν έντομα της 5ης εργαστηριακής γενεάς. Αυγά από την αποικία, αμέσως μετά την απόθεσή τους, τοποθετήθηκαν σε τρυβλία Petri και στην συνέχεια μεταφέρθηκαν και διατηρήθηκαν σε εννιά σταθερές (15ºC, 17,5ºC, 20ºC, 25ºC, 27,5ºC, 30ºC, 32,5ºC, 35ºC και 37,5ºC) και σε τρεις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες (25-10ºC, 30-15ºC και 35-20ºC, με μέσο όρο 20, 25 και 30ºC, αντίστοιχα). Οι συνθήκες φωτοπεριόδου (16Φ:8Σ) και υγρασίας ήταν οι ίδιες για όλες τις μεταχειρίσεις. Ανά 12 ώρες γίνονταν έλεγχος και καταγραφή της εκκόλαψης. Οι νεο-εκκολαπτόμενες προνύμφες από κάθε μεταχείριση τοποθετούνταν ατομικά σε τρυβλία Petri και χρησιμοποιούνταν για τα πειράματα ανάπτυξης στην αντίστοιχη θερμοκρασία. Καθημερινά γίνονταν έλεγχος και καταγραφή της ανάπτυξης του εντόμου μέχρι την έξοδο των ενηλίκων καθώς και καταγραφή της θνησιμότητας σε κάθε στάδιο. Τα ενήλικα ηλικίας μέχρι 24 ωρών τοποθετούνταν ανά ζεύγος και διατηρούνταν στις ίδιες συνθήκες από τις οποίες προερχόταν. Καθημερινά καταμετρούνταν τα αβγά που αποτίθεντο από τα θηλυκά και ελέγχονταν η επιβίωση των ενηλίκων. Η θερμοκρασία είχε σημαντική επίδραση στη διάρκεια ανάπτυξης όλων των ανήλικων σταδίων. Η διάρκεια ανάπτυξης στο στάδιο του αυγού μειώθηκε από 13,7 ημέρες στους 15ºC σε 2,9 ημέρες στους 32,5ºC, αλλά αυξήθηκε σε 3,2 ημέρες στους

2 35ºC. Στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες η διάρκεια ανάπτυξης του αυγού ήταν μικρότερη σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές. Η διάρκεια της προνυμφικής ανάπτυξης ήταν 93,4, 39,2, 37,4, 31,4, 25,3, 18,9, 19,9 ημέρες για τις σταθερές θερμοκρασίες 15, 17,5, 20, 25, 27,5, 30 και 32,5ºC αντίστοιχα. Όσον αφορά στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες η διάρκεια του προνυμφικού σταδίου ήταν 38,1, 26,9 και 16,9 ημέρες για τις θερμοκρασίες 25-10ºC, 30-15ºC και 35-20ºC αντίστοιχα. Η διάρκεια του νυμφικού σταδίου κυμάνθηκε από 24,3 ημέρες στους 17,5ºC μέχρι 9,1 ημέρες στους 35-20ºC. Η συνολική διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων (αυγό-έξοδος ενηλίκου) και στις τρεις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που εξετάστηκαν ήταν μικρότερη σε σχέση με την ανάπτυξη στις αντίστοιχες σταθερές. Το βάρος της νύμφης κατά κανόνα δεν επηρεάστηκε από τη θερμοκρασία. Σε όλες τις θερμοκρασίες που εξετάστηκαν οι νύμφες των θηλυκών ατόμων ήταν βαρύτερες σε σχέση με αυτές των αρσενικών. Η κατώτερη θερμοκρασία-ουδός για το στάδιο του αυγού, της προνύμφης και της νύμφης υπολογίστηκε με τη χρήση του γραμμικού μοντέλου στους 6,93ºC, 9,80ºC και 8,85ºC αντίστοιχα και με τη χρήση του μη γραμμικού μοντέλου του Lactin-2 στους 7,19ºC, 9,85ºC και 9,51ºC. Οι παράμετροι τόσο του γραμμικού, όσο και του μη γραμμικού (Lactin-2) μοντέλου υπολογίστηκαν με τα δεδομένα των σταθερών και των μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών. Οι απαιτούμενοι ημεροβαθμοί για την ολοκλήρωση του σταδίου του αυγού, της προνύμφης, της νύμφης και για τη συνολική ανάπτυξη των ανήλικων σταδίων ήταν 69,4, 400, 212,8 και 714,3, αντίστοιχα. Η θερμοκρασία είχε σημαντική επίδραση στη μακροβιότητα των ενηλίκων θηλυκών και αρσενικών. Τόσο τα θηλυκά όσο και τα αρσενικά ενήλικα που αναπτύχθηκαν στους 17,5ºC έζησαν περισσότερο ενώ η διάρκεια ζωής των θηλυκών και αρσενικών μειώθηκε με την αύξηση της θερμοκρασίας εμφανίζοντας την μικρότερη τιμή στους 32,5ºC. Τα ενήλικα που αναπτυχθήκαν στη χαμηλότερη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία (25-10ºC) που εξετάστηκε έζησαν λιγότερο από την αντίστοιχη σταθερή (20ºC), ενώ στις υπόλοιπες μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που εξετάστηκαν και οι οποίες είχαν μεγαλύτερο μέσο όρο θερμοκρασίας, τα ενήλικα έζησαν περισσότερο από τις αντίστοιχες σταθερές, σε καμία όμως περίπτωση οι διαφορές δεν ήταν στατιστικώς σημαντικές. Η γονιμότητα επηρεάστηκε σημαντικά από τη θερμοκρασία τόσο στις σταθερές όσο και στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ανάπτυξης. Τα θηλυκά που αναπτύχθηκαν στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 25-10ºC απέθεσαν το μεγαλύτερο αριθμό αυγών ανά

3 θηλυκό σε σχέση με τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις. Η γονιμότητα ήταν πολύ χαμηλή στους 32,5ºC. Σε όλες τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν η γονιμότητα ήταν υψηλότερη σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές θερμοκρασίες, χωρίς όμως να παρουσιάζονται στατιστικώς σημαντικές διαφορές. Η διάρκεια της περιόδου προωοτοκίας επηρεάστηκε επίσης από τη θερμοκρασία και κυμάνθηκε από 1,38 (30-15ºC και 35-20ºC) έως 6,47 (17,5ºC) ημέρες. Η περίοδος ωοτοκίας κυμάνθηκε στις σταθερές θερμοκρασίες από 14,82 ημέρες στους 17,5ºC έως 4,17 ημέρες στους 32,5ºC και στις μεταβαλλόμενες από 18,67 ημέρες στους 25- 10ºC έως 6,38 ημέρες στους 35-20ºC. Η μετα-αναπαραγωγική διάρκεια ζωής κυμάνθηκε σε όλες τις θερμοκρασίες από 0,33 έως 3,41 ημέρες χωρίς να διαφέρει σημαντικά μεταξύ των θερμοκρασιών. Η επιβίωση επηρεάστηκε σημαντικά από τη θερμοκρασία. Η επιβίωση των αυγών επιτεύχθηκε σε ποσοστό μεγαλύτερο από 50% στους 25ºC, 27,5ºC και στους 30- 15ºC. Μικρά ποσοστά επιβίωσης παρατηρήθηκαν στις υψηλές θερμοκρασίες, ενώ στους 37,5ºC κανένα αυγό δεν εκκολάφτηκε Στους 35ºC τα άτομα του A. trux δεν ολοκλήρωσαν την προνυμφική ανάπτυξη καθώς πέθαιναν στις πρώτες προνυμφικές ηλικίες. Στο στάδιο της νύμφης το ποσοστό επιβίωσης παρουσίασε τη μεγαλύτερη τιμή του στους 20ºC. Η συνολική επιβίωση των ανήλικων σταδίων κυμάνθηκε σε χαμηλά επίπεδα και παρουσίασε την μεγαλύτερη τιμή της στους 17,5ºC (27,4%). Στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες παρατηρήθηκαν μικρότερα ποσοστά της συνολικής επιβίωσης του εντόμου σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές, με εξαίρεση την μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 30-15ºC.

4 SUMMARY

Agrotis trux (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) attacks a lot of species of cultivated plants and weeds. The larvae cause damage by severing seedling plants or chewing into stalks, leaves, roots and tubers. The developmental time, survival, longevity and reproduction of A. trux were evaluated at nine constant (15, 17.5, 20, 25, 27.5, 30, 32.5, 35 and 37.5ºC) and three alternating temperatures (25-10, 30-15 and 35-20ºC). The experiments were conducted at laboratory of Applied Zoology and Parasitology of Faculty of Agriculture of Aristotle University of Thessaloniki A laboratory colony of A. trux was established in August 2004 from adults collected from corn fields in northern Greece, using light traps. The colony was reared on an artificial diet at 25oC and under a photoperiod of 16:8 (L:D) h. The developmental time for egg decreased from 13.7 days at 15ºC to 2.9 days at 32.5ºC. The developmental periods for the larval stage ranged from 93.4 days at 15ºC to 16.9 days at 35-20ºC. Pupal stage duration was longer at 17.5ºC and shorter at 35-20ºC. Generally, the developmental time for the total immature stage (egg to adult emergence) was shorter at alternating temperature regimes than at corresponding constant temperatures. A constant temperature of 35ºC was lethal for the immature stages of A. trux. Pupal weights were not significantly different at various temperature regimes, but in all cases female pupae were heavier than male. The lower developmental threshold for egg, larval and pupal stages was estimated using a linear regression analysis at 6.93ºC, 9.80ºC and 8.85ºC respectively, whereas using the non linear (Lactin-2) model at 7.19ºC, 9.85ºC and 9.51ºC. The required degree-days for egg, larval, pupal and the total immature stages development were 69.4, 400, 212.8, and 714.3 respectively. The average life span of male adults of A. trux at constant and alternating temperature regimes fluctuated from 5.00 days at 32.5ºC to 20.83 days at 17.5ºC, and of female adults ranged from 6.17 days at 32.5ºC to 24.71 days at 17.5ºC. Adult longevity at 25-10ºC was shorter than the corresponding constant temperature, whereas in the other two alternating temperature regimes the average life span of adult of both sexes was longer than the corresponding constant temperature regimes. Temperature altered the reproductive parameters of A. trux females. Total fecundity was reduced with increasing temperatures. The highest fecundity was

5 observed at the temperature regime 25-10ºC, whereas the lowest at 32.5ºC. At all alternating temperature regimes examined, the fecundity was higher than corresponding constant temperature regimes. The preoviposition period varied with temperature and ranged from 1.38 days at 30-15 and 35-20ºC to 6.67 days at 17.5ºC. The oviposition period was affected by temperature and ranged from 18.67 days at 25-10ºC to 4.17 days at 32.5ºC. There were no significant differences in post-oviposition periods for all temperature regimes examined. The higher egg hatching percentages were observed at 25ºC, 27.5ºC and 30- 15ºC. At 37.5ºC no eggs hatched. The survival rate for pupal stage was higher at 20ºC. In general the survival rate of total immature stages for all temperature regimes tested was less than 30%; while the highest rate of survival was observed at 17.5ºC.

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1

1.ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1 Το έντομο

Στο γένος Agrotis της οικογένειας Noctuidae των Λεπιδοπτέρων υπάρχουν πολλά είδη που προσβάλλουν μεγάλο αριθμό φυτών. Τα πιο επιβλαβή από αυτά στην χώρα μας, ιδιαίτερα για το βαμβάκι και το καλαμπόκι, είναι τα Agrotis ipsilon Hufnagel, A. segetum Schiff., και A. exclamationis L. (Τόλης 1986, Σταμόπουλος 1995, Τζανακάκης 1980). Ένα από τα είδη του γένους αυτού, το οποίο δεν είναι επαρκώς μελετημένο τόσο στην Ελλάδα όσο και διεθνώς αν και μπορεί να προκαλέσει περιστασιακά μεγάλες προσβολές είναι το Agrotis trux (Hübner) (Soures 1948). Ως συνώνυμα του αναφέρονται τα Scotia trux, Euxoa trux και Agrotis lunigera. Η κοινή του ονομασία στην διεθνή βιβλιογραφία είναι Crescent Dart.

1.1.1 Η γεωγραφική κατανομή του εντόμου

Η περιοχή εξάπλωσης του A. trux περιλαμβάνει τη Βόρεια Αφρική, τις Κανάριες νήσους, την Ευρώπη και τις γειτνιάζουσες με τη Μεσόγειο χώρες (Balachowsky 1972). Από τους Τompson και Nelson (2003) γίνεται αναφορά για παρουσία του εντόμου στη δυτική Ευρώπη. Σύμφωνα με τους Heath και Emmet (1979) το έντομο A. trux έχει ευρεία κατανομή στις παράκτιες περιοχές της νοτιοδυτικής Αγγλίας, της Ουαλίας και στο νησάκι του Man. Συλλήψεις σε φωτεινές παγίδες που τοποθετήθηκαν στα παράλια της νοτιοδυτικής Σκωτίας την περίοδο μεταξύ 1999 και 2003 έδειξαν ότι η μελετώμενη αγρότιδα έχει εκτεταμένη κατανομή και μερικές χρονιές οι πληθυσμοί της ήταν αρκετά μεγάλοι (Mearns 2003). Επίσης, το μελετώμενο έντομο έχει βρεθεί και σε περιοχές της Ιρλανδίας (www.ukmoths.org.uk). Για την Ελλάδα δεν υπάρχουν αναφορές στη βιβλιογραφία για την παρουσία του εντόμου, μόνο παρατηρήσεις από συλλήψεις του σε φωτεινές παγίδες στο νομό Σερρών κατά τα έτη 2004 και 2005 (Γ. Κ. Μυρωνίδης, προσωπική επικοινωνία). Όσον αφορά στην Ευρώπη, στον παρακάτω χάρτη (Εικόνα 1) φαίνονται, με πράσινο χρώμα, οι περιοχές εξάπλωσής του (www.lepidoptera.bai.pl).

7 Εικόνα 1. Κατανομή του Agrotis trux στην Ευρώπη

Ενώ η παγκόσμια κατανομή του (μαύρο χρώμα) δίνεται στον παρακάτω χάρτη (Εικόνα 2) (www.nic.funet.fi).

Εικόνα 2. Παγκόσμια κατανομή του Agrotis trux

1.1.2 Μορφολογία του εντόμου

Το ενήλικο έχει άνοιγμα πτερύγων μεταξύ 35-42 mm. Οι πρόσθιες πτέρυγες έχουν σκούρο χρωματισμό (γκρι φωτεινό ως σκούρο, ή ακόμα καστανοκόκκινο) και φέρουν νεφρόμορφες κηλίδες γκρίζου-μαύρου χρώματος συνήθως σε ανοιχτότερο χρώμα σε σχέση με το βασικό χρωματισμό, που καθορίζονται από μαύρο περίγραμμα. Οι οπίσθιες πτέρυγες είναι λευκού χρώματος έως υποκίτρινου και φέρουν κρόσσια στις παρυφές (Thompson and Nelson 2003, Balachowsky 1972). Μεταξύ θηλυκού και αρσενικού υπάρχει φυλετικός διμορφισμός και συγκεκριμένα οι κεραίες του θηλυκού είναι νηματοειδείς, ενώ του αρσενικού πτεροειδείς. Από το χαρακτηριστικό αυτό γίνεται η διάκριση των δύο φύλων (Εικόνα 3 και 4).

8 Εικόνα 3. Ενήλικό θηλυκό του A. trux

Εικόνα 4. Ενήλικό αρσενικό του A. trux

9 Οι προνύμφες στην πλήρη ανάπτυξη τους φτάνουν σε μήκος τα 4-5 cm. Είναι λείες άτριχες, κυλινδρικές γκρίζου χρώματος, με πολλά σκούρα φυμάτια (Balachowsky 1972). Φέρουν 3 ζεύγη ποδιών στο θώρακα και 5 ζεύγη κοιλιακών ψευδόποδων καθώς και τρεις σκούρες επιμήκεις ραβδώσεις (Εικόνα 5 και 6). Όταν ενοχληθούν ή όταν βρίσκονται σε κατάσταση ηρεμίας στο έδαφος κουλουριάζονται με χαρακτηριστικό τρόπο, ακολουθώντας την τυπική συμπεριφορά του γένους Agrotis (Σταμόπουλος, 1995). Τα στοματικά μόρια τους είναι μασητικού τύπου.

Εικόνα 5. Προνύμφη 5ου σταδίου του A. trux

10 Εικόνα 6. Προνύμφη του A. trux λίγο πριν την νύμφωση της

Τα αυγά είναι ανοικτόχρωμα κρεμ, θολωτά με 20-30 επιμήκεις ραβδώσεις, διαμέτρου 0,5 mm περίπου (Εικόνα 7). Λίγο πριν την έξοδο της προνύμφης το χρώμα τους αλλάζει σε κοκκινωπό-κίτρινο και τέλος σε μαύρο.

Εικόνα 7. Αυγό του A. trux σε μεγένθυση

11 Η νύμφη είναι λεία, έχει χρώμα ανοικτό καστανό και μήκος 20-30 mm και φέρει 2 μικρές άκανθες στην άκρη της κοιλιάς. Φυλετικός διμορφισμός παρουσιάζεται και στο στάδιο της νύμφης, συγκεκριμένα στα τελευταία κοιλιακά τμήματα (Εικόνα 8 και 9). Ο ίδιος φυλετικός διμορφισμός (Εικόνα 10) παρατηρείται και σε άλλα Λεπιδόπτερα της οικογένειας Noctuidae (Mourikis et al. 1969).

Εικόνα 8. Νύμφη αρσενικού ατόμου του A. trux

Εικόνα 9. Νύμφη θηλυκού ατόμου του A. trux

12 Εικόνα 10. Νύμφη αρσενικού και θηλυκού

1.1.3 Ξενιστές

Οι αγρότιδες είναι είδη πολυφάγα και προσβάλλουν τα ακόλουθα καλλιεργούμενα φυτά (Rings et al. 1975, Showers 1997): Allium cepa L. (κρεμμύδι), A. sativum L. (σκόρδο), Apium graveolens L. (σέλινο), Asparagus officinalis L. (σπαράγγι), Beta vulgaris L. (παντζάρι), Brassica campestris L., B. napus L. (ελαιοκράμβη), B. nigra L. (σινάπι), B. oleracea L. (λάχανο), Capsicum annuum. L. (πιπεριά), Cicer arietinum (ρεβιθιά), Citrullus lanatus Mansf. (καρπουζιά), Cucumis melo L. (πεπονιά), C. sativus L. (αγγουριά), Cucurbita moschata Duch. (κολοκύθα), Cynara scolymus L. (αγκυνάρα), Daucus carota L. (καρώτο), Hibiscus esculentus L. (μπάμια), H. sabdariffa L., Ipomoea batatas Lam. (γλυκοπατάτα), Lactuca sativa L. (μαρούλι), Lycopersicum esculentum Mill. (τομάτα), Phaseolus vulgaris L. (φασόλια), Pisum sativum L. (μπιζέλια), Raphanus sativus L. (ρεπάνια), Solanum melongena L. (μελιτζάνα), S. tuberosum L. (πατάτα), Spinacia oleracea L. (σπανάκι), Vigna sinensis Savi (αμπελοφάσουλα), Zea mays L. (καλαμπόκι). O Mearns (2003) αναφέρει ότι τα ενήλικα του A. trux έλκονται από πηγές νέκταρος, όπως οι ταξιανθίες των φυτών του γένους Senecio. Οι προνύμφες του

13 εντόμου σε συνθήκες έλλειψης τροφής αναπτύσσονται στα αυτοφυή φυτά Polygonum spp., Plantago spp. και Taraxacum officinale (Τompson και Nelson, 2003).

1.1.4 Βιολογία και συμπεριφορά

Τα ενήλικα ειδών του γένους Agrotis, νωρίς την άνοιξη, γεννούν τα αυγά τους μεμονωμένα ή σε μικρές ομάδες στην κάτω επιφάνεια των φύλλων, στα κατώτερα μέρη των φυτών ή σε υγρό έδαφος (Ripper and George 1965). Οι ετήσιες προσβολές προέρχονται από μεταναστεύοντα θηλυκά (Kaster and Showers 1982, Showers 1997) που αποθέτουν τα αυγά τους στην αυτοφυή βλάστηση πολύ πριν την εγκατάσταση της καλλιέργειας (Sherrod et al. 1979). Οι νεαρές προνύμφες αναπτύσσονται σε αυτοφυή βλάστηση και αργότερα μεταναστεύουν στις καλλιέργειες. Το κάθε θηλυκό γεννάει πολλές εκατοντάδες αυγά (Ripper and George 1965). Είναι πιθανό οι νεοεκκολαπτόμενες προνύμφες, εξ’ αιτίας του μικρού μεγέθους τους (3,5 mm μήκος), να έχουν περιορισμένη κίνηση, η οποία ελαχιστοποιεί την επιλογή του φυτού ξενιστή και τα αναγκάζει να τρέφονται στα διαθέσιμα φυτά (Busching and Turpin 1977). Οι προνύμφες έχουν συνήθως έξι ή εφτά στάδια και ο αριθμός αυτός εξαρτάται κυρίως από την ποιότητα και την ποσότητα της διαθέσιμης τροφής καθώς και από τη θερμοκρασία (Santos and Shields 1988, Showers 1997). Τα δύο πρώτα στάδια παρουσιάζουν θετικό φωτοτροπισμό και οι νεαρές προνύμφες τρέφονται στα φύλλα. Από το τρίτο στάδιο και μετά ζουν πάνω στο έδαφος και παρουσιάζουν αρνητικό φωτοτροπισμό (Archer and Musick 1975). Την ημέρα κρύβονται κουλουριασμένες λίγα εκατοστά κάτω από την επιφάνεια του εδάφους συνήθως κοντά στο τελευταίο φυτό που πρόσβαλλαν και δραστηριοποιούνται τη νύχτα (Νasr et al. 1973). Το προνυμφικό στάδιο διαρκεί από 3 εβδομάδες μέχρι 3 μήνες ανάλογα με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και την εποχή του χρόνου. Οι προνύμφες παρουσιάζουν καννιβαλιστικές συνήθειες και θανατώνει η μία την άλλη (Ripper and George 1965). Η νύμφωση γίνεται σε βάθος 1-2 cm από την επιφάνεια του εδάφους. Σε υγρό έδαφος γίνεται σε μικρότερο βάθος. Το βάρος της νύμφης επηρεάζεται από το είδος της τροφής της προνύμφης (Ζaazou et al. 1973). Οι αγρότιδες έχουν

14 πολλές γενεές σε ένα χρόνο, ο ακριβής αριθμός των οποίων καθορίζεται από τις καιρικές συνθήκες (Sherrod et al. 1979). Ο βιολογικός κύκλος των αγρότιδων δεν είναι πλήρως γνωστός. Συγκεκριμένα, υπάρχουν αντιφατικές αναφορές για το στάδιο στο οποίο διαχειμάζουν. Αναφέρεται ότι οι αγρότιδες διαχειμάζουν στο στάδιο του ενήλικου (Novak and Spitzer 1972), της ανεπτυγμένης προνύμφης (Puttler et al. 1973) ή της νύμφης (Frost 1955, Sherrod et al. 1979,). Οι προνύμφες του γένους Agrotis συναντώνται κυρίως σε ελαφρά-αμμώδη εδάφη. Ιδιαίτερα ευνοϊκές συνθήκες για την εμφάνισή τους είναι ξηρός, ζεστός καιρός και έδαφος καλυμμένο από ζιζάνια. Σε υγρό έδαφος οι νεαρές προνύμφες δεν επιβιώνουν. Το έντομο έχει νυκτόβια συμπεριφορά, εξερχόμενο από το έδαφος, στην επιφάνεια του οποίου παρατηρούμε χαρακτηριστικές οπές (www.anthorama.gr). Ο Soures 1948 μελέτησε τα Λεπιδόπτερα της οικογένειας Noctuidae στην 2η Τυνησιακή ζώνη και ιδιαίτερα το A. trux. Παρακάτω παρατίθενται κάποιες από τις παρατηρήσεις του: Το A. trux είναι ένα από τα πιο επιβλαβή έντομα σε μεγάλο μέρος της Τυνησίας. Ακόμη και σήμερα πολλοί το συγχέουν με το A. segetum ή το Α. ipsilon. Το A. trux δεν έχει παρά μόνο μια γενεά το έτος. Τα ενήλικα εμφανίζονται από το Σεπτέμβριο μέχρι τον Ιανουάριο. Η διαδοχική εκκόλαψη των αυγών αποτελεί μια σοβαρή απειλή για τις λαχανοκομικές καλλιέργειες. Οι φωτεινές παγίδες δεν πιάνουν παρά μόνο ένα μικρό αριθμό θηλυκών, γι’ αυτό μόνο η καλλιέργεια του εδάφους αποτρέπει τις μαζικές επιθέσεις. Τα αυγά αποτίθενται σε μικρές μάζες πάνω σε χαμηλή βλάστηση ή σε κλαδίσκους. Δύο είδη φυτών φαίνεται να είναι ιδιαίτερα ελκυστικά, το Oxalis cernua Th. και το Emex spinosus Campd. Μερικές μέρες μετά την απόθεση των αυγών εκκολάπτονται οι προνύμφες, οι οποίες στα πρώτα στάδια παραμένουν πάνω στα φύλλα. Σε αυτό το χρονικό σημείο η εφαρμογή ενός εντομοκτόνου θα δώσει τα καλύτερα αποτελέσματα, όμως οι εκκολάψεις συμβαίνουν σε μια περίοδο τριών με τεσσάρων μηνών. Συνήθως από το Σεπτέμβριο μέχρι τον Φεβρουάριο βρίσκουμε τον μεγαλύτερο αριθμό προνυμφών. Βρίσκονται συνήθως κατά εκατοντάδες και μπορούμε να τις συλλέξουμε από χαμηλά φυτά. Είναι πολυφάγες και προσβάλλουν ακόμη και τους πεσμένους καρπούς. Την ημέρα κρύβονται σε πέτρες αν το έδαφος είναι συμπιεσμένο ή μέσα στο έδαφος στην περιοχή της βάσης των φυτών αν το έδαφος είναι ελαφρύ. Δεν κατεβαίνουν ποτέ σε βάθος μεγαλύτερο των 10 cm. Κατά την διάρκεια της νύχτας καταβροχθίζουν το φύλλωμα των χαμηλών φυτών, καθώς τα άγκιστρα των ψευδόποδων δεν τους επιτρέπουν να σκαρφαλώσουν αρκετά ψηλά

15 στο βλαστό. Πολύ συχνά κόβουν το βλαστό στην περιοχή του κολεού και στην συνέχεια μπορούν να καταβροχθίσουν και το υπόλοιπο φυτό. Για το λόγο αυτό οι ζημιές που προκαλούν δεν είναι πολύ εμφανείς από την αρχή και αποδίδονται συχνά σε άλλες φυλλοφάγες προνύμφες. Το Φεβρουάριο-Μάρτιο και πιο σπάνια τον Απρίλιο, οι προνύμφες κατασκευάζουν ένα χωμάτινο βομβύκιο που το σταθεροποιούν με το σίελό τους και που συνήθως τοποθετείται πάνω σε πέτρες, στη βάση των δέντρων ή μέσα στο ριζικό σύστημα. Η prepupal διάρκεια είναι αρκετά εκτεταμένη. Πράγματι, οι προνύμφες βγαίνουν από το βομβύκιό τους και νυμφώνονται το Μάιο. Τα ενήλικα εμφανίζονται τον Ιούνιο. Σε κάποιες περιπτώσεις η prepupal διάρκεια παρατείνεται μέχρι το Σεπτέμβριο, και η νύμφωση διαρκεί από 20 έως 100 μέρες.

Εικόνα 11. Προνύμφη αγρότιδας και ζημιά (www.gaipm.org)

1.1.5 Οικονομική σημασία, φύση προσβολής, ζημιές

Οι αγρότιδες προσβάλλουν πολλά φυτά, καλλιεργούμενα και αυτοφυή. Μεγαλύτερες ζημιές προκαλούν στο καλαμπόκι, τεύτλα, καπνό, βαμβάκι και λαχανικά. Οι προσβολές τους συνήθως προέρχονται από πληθυσμούς που αναπτύσσονται σε άλλους ξενιστές. Οι καλλιεργητικές πρακτικές που

16 ευνοούν την εγκατάσταση των ετήσιων χειμερινών αλλά και πολυετών ζιζανίων, αυξάνουν την πιθανότητα της παρουσίας των αγρότιδων (Sherrod et al. 1976). Έχουν μεγάλη αναπαραγωγική δυνατότητα αλλά και μεγάλο αριθμό εχθρών και ασθενειών που γρήγορα περιορίζουν σε μεγάλο βαθμό τις εξάρσεις τους. Έτσι, ενώ έχουν τη δυνατότητα να κάνουν μεγάλες ζημιές, λίγες φορές και με πολύ ευνοϊκές συνθήκες μπορούν να θεωρηθούν επικίνδυνοι εχθροί (Τόλης 1986). Οι νεαρές προνύμφες μένουν πάνω στο φύλλωμα και ανοίγουν μικρές τρύπες στα φύλλα ενώ οι μεγαλύτερες δεν ανεβαίνουν στα φυτά αλλά κόβουν τα μικρά φυτάρια στο ‘λαιμό’, συνήθως πάνω από το έδαφος και τρέφονται από το φύλλωμα (Εικόνες 11 και 12) (Sherrod et al. 1976). Συνήθως κόβουν περισσότερα φυτά από αυτά που χρειάζονται για τη διατροφή τους. Την ημέρα βρίσκονται κρυμμένες κάτω από το έδαφος και το βράδυ βγαίνουν καταστρέφοντας ολόκληρες σειρές φυτών. Αν η ζημιά είναι μεγάλη πρέπει να γίνει επανασπορά (Τόλης 1986).

Εικόνα 12. Ζημιά από προνύμφη σε νεαρό φυτάριο

Τα φύλλα στην αρχή παρουσιάζουν δυσδιάκριτα φαγώματα, τα οποία στη συνέχεια εξελίσσονται σε τρύπες, σχισίματα ή περιφερειακά φαγώματα από την συνεχιζόμενη δραστηριότητα των προνυμφών. Σε προχωρημένο στάδιο της προσβολής, οι μεγαλύτερης πλέον ηλικίας προνύμφες είναι περισσότερο αδηφάγες και συνήθως κατατρώγουν ολοκληρωτικά τόσο τις ρίζες, όσο και τα νεαρά φυτάρια. Στα τεύτλα και στις πατάτες μπορεί να ανοίξουν τρύπες στις ρίζες και στους κονδύλους, αντίστοιχα (www.anthorama.gr). Τα φυτάρια είναι ευαίσθητα στην προσβολή όσο το στέλεχος τους είναι μαλακό, μετά όμως ένα μήνα περίπου από το φύτρωμα, γίνεται σκληρό και οι προνύμφες δεν μπορούν να το κόψουν.

17 1.1.6 Καταπολέμηση

Οι αγρότιδες αντιμετωπίζονται τόσο με καλλιεργητικά μέτρα όσο και με εφαρμογή κατάλληλων φυτοπροστατευτικών ουσιών. Καλλιεργητικές εργασίες, όπως η πρώιμη κατεργασία του εδάφους και η καταστροφή των ζιζανίων, που είναι οι αρχικοί ξενιστές των αγρότιδων, μειώνουν τους πληθυσμούς των εντόμων που αργότερα θα μεταναστεύσουν στα καλλιεργούμενα φυτά. Η εκτίμηση του βαθμού προσβολής των καλλιεργούμενων φυτών από τις αγρότιδες με τη χρησιμοποίηση του αριθμού των συλλήψεών τους σε φωτεινές παγίδες δεν είναι δυνατή (Schreier 1974). Οι Khinkin και Nikolov (1974) αναφέρουν ότι η πρόβλεψη της προσβολής σε μία περιοχή απαιτεί την καταγραφή της πυκνότητας και της κατανομής των προνυμφών καθώς και μετεωρολογικά δεδομένα. Ο πληθυσμός χαρακτηρίζεται μικρός, μέτριος, μεγάλος όταν βρεθούν στο τετραγωνικό μέτρο αντίστοιχα, 0-1, 1-3 και 3 ή περισσότερες προνύμφες. Οι αγρότιδες καταπολεμούνται με δολώματα ή με νυχτερινούς ψεκασμούς. Με τα δολώματα σκοτώνονται και οι πολύ μεγάλες προνύμφες. Η παρασκευή των δολωμάτων γίνεται με πίτουρα ή πούλπα σακχαροτεύτλων και διάφορα εντομοκτόνα (carbaryl, endosulfan, diazinon) σε δοσολογία 40-45g δραστικής ουσίας στο χιλιόγραμμο δολώματος. Μετά τη δύση του ήλιου διασκορπίζεται το δόλωμα, 4-5 Kg ανά στρέμμα, κοντά στα φυτά (Τόλης 1986, Γιαννοπολίτης 2005). Οι ψεκασμοί των καλλιεργειών γίνονται μετά τη δύση του ήλιου ή τη νύχτα, που οι προνύμφες βγαίνουν από το έδαφος (Khinkin and Nikolov 1974). Πολλά φάρμακα είναι αποτελεσματικά όπως, azadirachtin, carbaryl, carbofuran, chlorpyriphos, cypermethrin, deltamethrin, diazinon, endosulfan, esfenvalerate, malathion, methamidophos, methomyl, tefluthrin και terbuphos (Γιαννοπολίτης 2005). Οι πυρεθρίνες σκοτώνουν και προνύμφες μεγαλύτερων σταδίων (Harris et al. 1978). Ο ψεκασμός γίνεται στη βάση των φυτών (στο έδαφος) πάνω στις γραμμές φύτευσης και μεταξύ των γραμμών, μόνο αν συντρέχει λόγος και όχι προληπτικά (Σταμόπουλος 1995). Πολλά έντομα αναφέρονται στη βιβλιογραφία ως φυσικοί εχθροί των αγρότιδων (Pearson 1958, Puttier and Thewke 1970, El-Mmshawy 1970, Mathur et al. 1971, Shashkova 1972, Swadener and Yonke 1973, Salamov 1974, Mandal and Yadav 1978). Ως αρπακτικό αναφέρεται το Zelus socius (Hemiptera:

18 Reduviidae). Ως παρασιτοειδή αναφέρονται τα Gonia bimaculata, G. capitata, Sturmia inconspicua (Diptera: Tachinidae, τα Apanteles ruficrus, A. telengai, A. congestus, Meteorus laeviventris, Microplitis feltiae, M. kewleyi, M. similis, Rogas pellucens, R. testaceus, R. dimidiatus (Hymenoptera: Braconidae), τα Eulimneria xanthostoma, Ichneumon sarchorius, Ctenichneumon panzeri, Pimpla instigator, Enicospilus ramidolus, Campoletis argentifrons, C. cognata, Compoplex xanthostomus, Hyposoter notata (Hymenoptera: Ichneumonidae), το Microlestes discoidalis (Coleoptera: Carabidae) και ο εντομοπαθογόνος νηματώδης Hexamermis arvalis (Nematoda: Mermithidae).

19 1.2 Ανάπτυξη

Ανάπτυξη είναι η αύξηση της μάζας ή του μεγέθους ενός οργανισμού. Όταν το έντομο, χωρίς να αναπτύσσεται εμφανώς, αλλάζει στάδιο, συνήθως μετά από έκδυση, είτε αυτή συνοδεύεται από μεταμόρφωση ή όχι, μιλούμε για εξέλιξη. Κατά τη διάρκεια της ζωής του, το έντομο εξελίσσεται από το ένα στάδιο στο άλλο, και κατά τη διάρκεια ορισμένων σταδίων, ιδιαίτερα του εμβρυακού και των προνυμφικών, αναπτύσσεται (Τζανακάκης 1995). Η ταχύτητα με την οποία αναπτύσσεται ένας οργανισμός ονομάζεται ταχύτητα ανάπτυξης ή ρυθμός ανάπτυξης και μαθηματικά εκφράζεται ως το πηλίκο της μονάδας με το χρόνο που απαιτείται για τη συμπλήρωση της ανάπτυξης 1/Δt. Η ανάπτυξη επηρεάζεται από ένα πλήθος βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων. Στην πρώτη περίπτωση συγκαταλέγονται: α) τα αρπακτικά, β) τα παράσιτα, γ) τα παρασιτοειδή, δ) ο ενδοειδικός και διαειδικός ανταγωνισμός, καθώς και ε) η αμοιβαιότητα. Πέρα από τους βιοτικούς παράγοντες, υπάρχουν και οι αβιοτικοί, οι οποίοι διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη των εντόμων. Σε έντομα που δεν βρίσκονται σε διάπαυση, δύο παράγοντες επηρεάζουν ή ρυθμίζουν την ταχύτητα ανάπτυξης περισσότερο από άλλους: η θερμοκρασία και η διαθεσιμότητα της τροφής. Η θερμοκρασία επηρεάζει την ανάπτυξη και το μεταβολισμό των εντόμων, που είναι ποικιλόθερμα ζώα, πολύ περισσότερο από ότι των ομοιόθερμων ζώων (Τζανακάκης 1995).

20 1.3 Η επίδραση του περιβάλλοντος στην ανάπτυξη

Ο ρυθμός ή ο τρόπος με τον οποίο ένα έντομο αναπτύσσεται ή αυξάνει μπορεί να εξαρτάται από έναν αριθμό περιβαλλοντικών παραγόντων, στους οποίους συμπεριλαμβάνεται το είδος και η ποσότητα της τροφής, η σχετική υγρασία (κυρίως για έντομα εδάφους) και η θερμοκρασία, καθώς και η παρουσία περιβαλλοντικών ερεθισμάτων (π.χ. η φωτοπερίοδος), τα μεταλλαξογόνα και οι τοξίνες ή άλλοι οργανισμοί, είτε αρπακτικά είτε ανταγωνιστές. Δύο ή περισσότεροι από αυτούς τους παράγοντες μπορούν να αλληλεπιδράσουν και περιπλέκουν την ερμηνεία των χαρακτηριστικών και των μοντέλων ανάπτυξης (Gullan and Cranston 1994).

1.3.1 Θερμοκρασία

Τα περισσότερα έντομα είναι ποικιλόθερμοι οργανισμοί, δηλαδή η θερμοκρασία του σώματός τους ποικίλει λιγότερο ή περισσότερο εξαρτώμενη άμεσα από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος (Agnello et al. 1993). Παρόλο που κάποια έντομα, όπως οι μέλισσες και τα νυχτόβια λεπιδόπτερα, μπορούν να ανυψώσουν τη θερμοκρασία των μυών πτήσης μέσω των γρήγορων συσπάσεων πριν την έναρξη της πτήσης, ο βασικός τους μεταβολισμός είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος (Speight et al. 1999). Συνεπώς η θερμοκρασία είναι ο παράγοντας που επηρεάζει περισσότερο το ρυθμό αύξησης και ανάπτυξης όταν η τροφή δεν αποτελεί περιοριστικό παράγοντα (Sharpe and DeMichele 1977). Οι διαδικασίες της ανάπτυξης επηρεάζονται από θερμο-εξαρτώμενες χημικές αντιδράσεις που περιορίζονται εντός ενός κατώτερου και ανώτερου θερμοκρασιακού ορίου (Shape et al. 1977). Η σχέση της ταχύτητας ανάπτυξης των εντόμων με τη θερμοκρασία παρουσιάζεται στο διάγραμμα 1. Σύμφωνα με το διάγραμμα αυτό στο εύρος Β η ταχύτητα ανάπτυξης αυξάνεται γραμμικά με τη θερμοκρασία και είναι εύκολο να υπολογιστεί. Στο εύρος Α, το κατώτερο όριο της καμπύλης πλησιάζει ασυμπτωτικά τον άξονα των θερμοκρασιών, διότι τα έντομα μπορούν να επιβιώσουν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε μη ευνοϊκές θερμοκρασίες, χωρίς να αναπτύσσονται. Η εύρεση της θερμοκρασίας από την οποία ξεκινάει η ανάπτυξη είναι πολύ δύσκολο να προσδιοριστεί με ακρίβεια. Υπολογίζεται όμως εμπειρικά, από την τομή της γραμμικής συσχέτισης της ταχύτητας ανάπτυξης με τον άξονα των

21 θερμοκρασιών. Το εύρος Γ είναι η περιοχή εκείνη του διαγράμματος, που δείχνει ότι η ταχύτητα ανάπτυξης μειώνεται γρήγορα και μη γραμμικά (Campbell et al. 1974).

Διάγραμμα 1. Σχέση της ταχύτητας ανάπτυξης των εντόμων και της θερμοκρασίας

Επομένως μια αύξηση στη θερμοκρασία, μέσα σε ένα επιθυμητό εύρος, θα επιταχύνει το μεταβολισμό του εντόμου και συνεπώς θα αυξήσει το ρυθμό ανάπτυξής του. Κάθε είδος και κάθε στάδιο ανάπτυξής του μπορεί να αναπτυχθεί με το δικό του ρυθμό σε σχέση με τη θερμοκρασία. Έτσι ο φυσιολογικός χρόνος, δηλαδή η μέτρηση του ποσού θερμότητας που απαιτείται από ένα έντομο για τη συμπλήρωση της ανάπτυξής του ή ορισμένου σταδίου της ανάπτυξής του, είναι πιο χρήσιμη έννοια από τη μέτρηση της ηλικίας του ως ημερολογιακού χρόνου. Η γνώση της σχέσης θερμοκρασίας – ανάπτυξης και η χρήση του φυσιολογικού χρόνου επιτρέπουν την σύγκριση των κύκλων ζωής και της γονιμότητας των εντόμων εχθρών στο ίδιο σύστημα, τον παρασιτισμό κατά την περίοδο διατροφής των προνυμφών, τη διάρκεια της γενεάς και τον υπολογισμό του χρόνου εμφάνισης των ενηλίκων κάτω από ποικίλες θερμοκρασιακές συνθήκες που επικρατούν στον αγρό. Τέτοιες προβλέψεις είναι ιδιαίτερα σημαντικές για τα έντομα εχθρούς, καθώς η έγκαιρη λήψη μέτρων καταπολέμησης αυξάνει την αποτελεσματικότητά τους (Gullan and Cranston 1994). Ο φυσιολογικός χρόνος είναι το άθροισμα του συνολικού χρόνου ανάπτυξης (σε ώρες ή ημέρες) πολλαπλασιαζόμενος με τη θερμοκρασία (σε βαθμούς) πάνω από τη θερμοκρασία-ουδό ανάπτυξης. Ο φυσιολογικός χρόνος εκφράζεται κυρίως με τους ημεροβαθμούς (day-degrees) Do. Συνήθως ο φυσιολογικός χρόνος υπολογίζεται για κάποιο είδος με την εκτροφή ενός αριθμού ατόμων για το στάδιο που μας ενδιαφέρει

22 σε διαφορετικές σταθερές θερμοκρασίες σε κατάλληλους κλιβάνους ανάπτυξης. Από τη γραμμική σχέση της ταχύτητας ανάπτυξης (το αντίστροφο της διάρκειας ανάπτυξης) υπολογίζεται η θερμοκρασία ουδός ανάπτυξης, παρόλο που υπάρχουν πιο ακριβείς αλλά περισσότερο χρονοβόρες και πολύπλοκες μέθοδοι υπολογισμού της κάτω ουδού ανάπτυξης (Agnello et al. 1993, Gullan and Cranston 1994, Briere et al. 1999). Στην πράξη, ο φυσιολογικός χρόνος υπολογίζεται στο εργαστήριο σε φυσικούς πληθυσμούς, ενώ στον αγρό είναι πιο πολύπλοκη διαδικασία καθώς διάφοροι παράγοντες επιδρούν. Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος στη διάρκεια ημέρας δεν παραμένει σταθερή, αλλά υφίσταται ημερήσιους κύκλους, οι οποίοι αποδίδονται με τον όρο θερμοπερίοδοι. Οι θερμοκρασίες κατά τη διάρκεια της ημέρας τείνουν να είναι υψηλότερες (θερμόφαση) σε σχέση με αυτές που επικρατούν κατά τη διάρκεια της νύχτας (κρυόφαση). Η ημερήσια αλλαγή της θερμοφάσης και κρυοφάσης συμπίπτει με τη φωτόφαση και τη σκοτόφαση, αντίστοιχα, της ημερήσιας φωτοπεριόδου (Beck 1983). Στα εύκρατα κλίματα, τα έντομα στον αγρό εκτίθενται σε διακυμάνσεις της ημερήσιας θερμοκρασίας. Αρκετές μελέτες ανάπτυξης εντόμων σε διαφορετικές θερμοπεριόδους έχουν πραγματοποιηθεί προκείμενου να εξηγήσουν καλύτερα τα φαινόμενα του κύκλου ζωής των εντόμων (Foley 1981, Liu et al.1995, Fantinou et al. 2003, Fantinou and Chourdas 2005). Για κάποια έντομα έχει αναφερθεί ότι αναπτύσσονται γρηγορότερα σε κυμαινόμενες θερμοκρασίες σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές με τους ίδιους μέσους όρους (Hagstrum and Leach 1973). Σε κάποια άλλα είδη η θερμοπερίοδος προκαλεί τον ίδιο ρυθμό αύξησης σε σχέση με την αντίστοιχη σταθερή θερμοκρασία (Butler and Lopez 1980). Σε ελάχιστα είδη παρατηρούνται χαμηλότεροι ρυθμοί αύξησης στις θερμοπεριόδους σε σχέση με τις σταθερές θερμοκρασίες (Bradshaw 1980). Γενικά, υπό μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες, ιδιαίτερα όταν το έντομο έρχεται αντιμέτωπο με ακραίες συνθήκες, η αύξηση μπορεί να επιβραδυνθεί ή να επιταχυνθεί σε σύγκριση με τον ίδιο αριθμό ημεροβαθμών σε σταθερές θερμοκρασίες. Επιπλέον, οι θερμοκρασίες που υφίστανται τα έντομα στο συχνά προστατευμένο μικροπεριβάλλον τους πάνω στο φυτό ή στο έδαφος, μπορεί να παρουσιάζουν κάποιους βαθμούς απόκλισης από τις θερμοκρασίες που καταγράφονται από τους μετεωρολογικούς σταθμούς ακόμη κι αν αυτοί βρίσκονται μόνο λίγα μέτρα μακριά. Τα έντομα μπορεί να επιλέγουν κατάλληλα μικροπεριβάλλοντα έτσι ώστε να αποφεύγουν τις χαμηλές θερμοκρασίες που επικρατούν κατά τη διάρκεια της νύχτας και να μειώνουν ή να αυξάνουν την

23 θερμοκρασία της ημέρας. Έτσι οι προβλέψεις των γεγονότων της ζωής ενός εντόμου βασιζόμενες σε αποτελέσματα εργαστηρίου και η γενίκευσή τους για τον αγρό δεν οδηγούν πάντα σε ασφαλή συμπεράσματα (Gullan and Cranston 1994).

1.3.2 Φωτοπερίοδος

Τα περισσότερα έντομα δεν αναπτύσσονται συνεχώς καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους αλλά αποφεύγουν κάποιες περιόδους αντίξοων συνθηκών με το να σταματούν την ανάπτυξη ή την αναπαραγωγή τους, δηλαδή να παραμένουν σε κάποια κατάσταση αδράνειας (Lee 1956). Η θερινή διάπαυση ή η χειμερινή διάπαυση είναι παραδείγματα αποφυγής ακραίων εποχικών συνθηκών (Τζανακάκης 1995). Η διάπαυση έχει χαρακτηριστεί ως μια νευρο- ορμονικά ελεγχόμενη κατάσταση χαμηλής μεταβολικής δραστηριότητας (Tauber et al. 1986). Ο πιο προβλέψιμος περιβαλλοντικός δείκτης αλλαγής των εποχών είναι η φωτοπερίοδος, που αποτελείται από τη φωτόφαση και τη σκοτόφαση. Η αντίδραση των εντόμων στη φωτοπερίοδο εξαρτάται κυρίως από τη διάρκεια της σκοτόφασης σε σχέση με την φωτόφαση παρά από την ένταση του φωτός, αλλά υπάρχει ένα κρίσιμο όριο έντασης φωτός κάτω από το οποίο τα έντομα δεν ανταποκρίνονται (Lee 1956). Σε πολλές περιπτώσεις η θερμοκρασία ανεξάρτητα από την φωτοπερίοδο μπορεί να αποτελέσει το κύριο ερέθισμα στην πρόκληση διάπαυσης (Beck 1983). Τα περισσότερα έντομα περιγράφονται ως μακράς ημέρας, δηλαδή η αύξηση και αναπαραγωγή τους συμβαίνει το καλοκαίρι και η διάπαυση προκαλείται από την μειούμενη φωτόφαση. Κάποια άλλα έντομα παρουσιάζουν αντίθετο μοντέλο ανάπτυξης και χαρακτηρίζονται βραχείας ημέρας με δραστηριότητα κυρίως την άνοιξη και το φθινόπωρο και θερινή διάπαυση (Lee 1956). Η ικανότητα των εντόμων να αναγνωρίζουν την φωτοπερίοδο καθώς και άλλα περιβαλλοντικά ερεθίσματα που προκαλούν ή περατώνουν την διάπαυση επιτυγχάνεται διαμέσου ενός βιολογικού ρολογιού που καθοδηγείται από εσωτερικούς ή εξωγενείς ημερήσιους κύκλους που ονομάζονται κιρκαδιανοί ρυθμοί (circadian rhythms), (Beck 1980).

24 1.3.3. Υγρασία

Η μεγάλη αναλογία της επιφάνειας του σώματος των εντόμων σε σχέση με τον όγκο τους σημαίνει ότι η απώλεια νερού από το σώμα τους αποτελεί ένα σοβαρό κίνδυνο κυρίως σε ξερά περιβάλλοντα. Η χαμηλή περιεκτικότητα του αέρα σε υγρασία επηρεάζει τη φυσιολογία των εντόμων και συνεπώς την ανάπτυξη, τη μακροβιότητα και την ωοπαραγωγή τους (Andrewartha 1961, Gullan and Cranston 1994). Η σχετική υγρασία (RH) σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία είναι ο ρυθμός της πραγματικής τάσης ατμών που υπάρχουν στον αέρα προς την τάση ατμών του κορεσμένου αέρα σε αυτή τη θερμοκρασία (Gullan and Cranston 1994). Σε χαμηλή σχετική υγρασία η ανάπτυξη επιβραδύνεται όπως συμβαίνει για παράδειγμα σε πολλούς εχθρούς αποθηκευμένων προϊόντων (Σταμόπουλος 1999). Αλλά και σε υψηλή σχετική υγρασία ή σε κορεσμένο αέρα τα έντομα ή τα αυγά τους μπορεί να πνιγούν ή προσβληθούν πιο εύκολα από παθογόνα (Speight et al. 1999). Το γεγονός ότι η διάρκεια των σταδίων ανάπτυξης των εντόμων μπορεί να επιμηκυνθεί σημαντικά εξ’ αιτίας μη ευνοϊκών επιπέδων υγρασίας, προκαλεί σοβαρές επιπλοκές στον υπολογισμό του χρόνου ανάπτυξης όταν χρησιμοποιούμε τον φυσιολογικό χρόνο. Οι περίπλοκες επιδράσεις των χαμηλών, και μερικές φορές των υψηλών, τιμών της υγρασίας του αέρα πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη όταν συγκεντρώνουμε τέτοια δεδομένα (Gullan and Cranston 1994).

1.3.4 Μεταλλαξογόνα και τοξίνες

Οι συνθήκες στρες που προκαλούνται από τοξικούς ή μεταλλαξογόνους παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την αύξηση των εντόμων σε ποικίλους βαθμούς που κυμαίνονται από το θάνατο στο ένα ακραίο σημείο έως μια μικρή φαινοτυπική τροποποίηση στο άλλο. Κάποια στάδια ανάπτυξης των εντόμων μπορεί να είναι πιο ευαίσθητα στα μεταλλαξογόνα και τις τοξίνες από άλλα. Μερικές φορές οι φαινοτυπικές επιδράσεις δεν είναι εύκολα μετρήσιμες από απόλυτες μετρήσεις του παράγοντα που προκαλεί το στρες, όπως είναι το ποσοστό επιβίωσης (Gullan and Cranston 1994).

25 1.3.5 Διαθεσιμότητα της τροφής

Στις περισσότερες τάξεις εντόμων το μέγεθος του ενηλίκου είναι γενετικά καθορισμένο. Σε πολλά Λεπιδόπτερα για παράδειγμα το τελικό μέγεθος των ενηλίκων είναι σχετικά σταθερό μέσα σε ένα είδος. Η υποβάθμιση της ποιότητας ή η μείωση στην διαθεσιμότητα της τροφής συνήθως έχει ως αποτέλεσμα την επιβράνδυση της ανάπτυξης των προνυμφών παρά τη μείωση του τελικού μεγέθους του ενηλίκου (Wheeler 1996, Gullan and Cranston 1994). Αντίθετα, στα Δίπτερα που οι πηγές διατροφής των προνυμφών τους είναι περιορισμένες όπως για παράδειγμα οι σωροί κοπριάς και τα λιμνάζοντα ύδατα, η διακοπή της προνυνφικής αύξησης οδηγεί στο θάνατο καθώς το ενδιαίτημα συρρικνώνεται. Έτσι οι προνύμφες των Διπτέρων σε συνθήκες συνωστισμού ή περιορισμένης τροφής τείνουν να μειώνουν το χρόνο ανάπτυξης και συνεπώς μειώνουν το τελικό μέγεθος του ενηλίκου (Gullan and Cranston 1994). Η ποιότητα της τροφής φαίνεται σημαντικός παράγοντας σε όλες τις περιπτώσεις αλλά μπορεί να σχετίζεται και με άλλους παράγοντες, όπως για παράδειγμα με το συνωστισμό (Andrewartha 1961). Είναι γενικά πολύ δύσκολο να διαχωρίσουμε τις επιδράσεις της τροφής στα έντομα από άλλους πιθανούς περιοριστικούς παράγοντες. Η ανάπτυξη και αναπαραγωγή του Aonidiella aurantii (Hemiptera: Diaspididae) σε δέντρα πορτοκαλιάς είναι γρηγορότερη στον καρπό, μέση στους κλαδίσκους και αργή στα φύλλα. Παρόλο που αυτές οι διαφορές μπορεί να αντικατοπτρίζουν διαφορετικά θρεπτικά επίπεδα, η επίδραση του μικροπεριβάλλοντος δεν μπορεί να αποκλειστεί, καθώς ο καρπός εξ’ αιτίας του σχετικά μεγαλύτερου όγκου του μπορεί να διατηρήσει περισσότερο την θερμότητα σε σχέση με τους κλαδίσκους και τα φύλλα και έτσι ακόμα και τέτοιες μικρές διαφορές στη θερμοκρασία μπορούν να επηρεάσουν την ανάπτυξη των εντόμων (Gullan and Cranston 1994). Η ποικιλότητα στην πηγή της τροφής στα έντομα μπορεί να οδηγήσει σε διαφορές στην στρατηγική αναπαραγωγής, την μακροβιότητα, τη μορφολογία, τη συμπεριφορά και τη δομή του πληθυσμού (Pianka 1976).

26 1.4 Μοντέλα ανάπτυξης

Η επιτυχία ενός προγράμματος διαχείρισης των εχθρών απαιτεί γνώση του πότε θα επέμβουμε. Εξ’ αιτίας της διακύμανσης των κλιματικών συνθηκών από χρονιά σε χρονιά, η ημερολογιακή μέθοδος αν και είναι εύκολη στην εφαρμογή της από το γεωργό έχει αρκετά μειονεκτήματα όπως ο μεγαλύτερος αριθμός επεμβάσεων από τον αναγκαίο, το υψηλό κόστος καταπολέμησης και η δημιουργία ανθεκτικών στα εντομοκτόνα φυλών βλαβερών εντόμων. Η φαινολογία του φυτού είναι πιο ακριβής μέθοδος στο να προγραμματίσουμε επεμβάσεις αλλά υπόκειται στο λάθος ότι κάποιες χρονιές τα έντομα και η ανάπτυξη του φυτού δεν είναι καλά συγχρονισμένα (Τζανακάκης 1995). Οι φερομονικές παγίδες αν και είναι αρκετά ακριβής μέθοδος διαπίστωσης της παρουσίας ενός εντόμου εχθρού σε μια καλλιέργεια και σε κάποιες περιπτώσεις της εκτίμησης του επιπέδου του πληθυσμού του, ωστόσο μόνο σε λίγα έντομα δενδρωδών και ποωδών καλλιεργειών οι φερομόνες τους μπορούν να αναλυθούν και να συντεθούν (Zalucki 1991). Η φαινολογία των εντόμων, δηλαδή ο προσδιορισμός, η καταγραφή, η μελέτη και η διερεύνηση της έναρξης και της λήξης των διαφόρων σταδίων ανάπτυξής τους σε σχέση πάντοτε με τις μεταβολές και τις αλλαγές των καιρικών συνθηκών, είναι η πλέον ακριβής μέθοδος που μπορεί με την εξέλιξη της τεχνολογίας να προσαρμοστεί σε προγράμματα υπολογιστών (Ascerno 1991). Η ανάπτυξη των εντόμων συμβαίνει σε ένα καθορισμένο εύρος θερμοκρασιών. Αν ο χρόνος ανάπτυξης μετρηθεί μέσα σε αυτό το εύρος σε μικρά θερμοκρασιακά διαστήματα προκύπτει μια ελλειψοειδείς καμπύλη (ανάποδο J) (διάγραμμα 2Α). Αν αποδοθεί το αντίστροφο του χρόνου ανάπτυξης, δηλαδή η ταχύτητα ανάπτυξης σε σχέση με τη θερμοκρασία προκύπτει μια σιγμοειδής καμπύλη (διάγραμμα 2Β). Στα κατώτερα θερμοκρασιακά όρια η καμπύλη του ρυθμού ανάπτυξης πλησιάζει ασυμπτωτικά το σημείο της μηδενικής ανάπτυξης γιατί τα έντομα συχνά επιζούν για μεγάλες περιόδους σε χαμηλές θερμοκρασίες με μικρή ή καθόλου ανάπτυξη. Για το λόγο αυτό η κάτω ουδός ανάπτυξης, δηλαδή η θερμοκρασία στην οποία αρχίζει η ανάπτυξη, είναι δύσκολο να μετρηθεί με ακρίβεια. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνει πάνω από το κατώτατο όριο, η ταχύτητα ανάπτυξης είναι ανάλογη της θερμοκρασίας και η καμπύλη της γίνεται γραμμική. Αυξανομένης της θερμοκρασίας η ανάπτυξη του εντόμου αρχίζει να επιβραδύνεται καθώς πλησιάζει στην άριστη θερμοκρασία

27 ανάπτυξης, δηλαδή τη θερμοκρασία που σχετίζεται με τον γρηγορότερο ρυθμό αύξησης. Από εκεί και πέρα, η ανάπτυξη μειώνεται απότομα. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνει μετά την άριστη όλο και περισσότερα άτομα πεθαίνουν, γεγονός που καθιστά την μελέτη της ανάπτυξης δύσκολή σε υψηλές θερμοκρασίες (Wagner et al.1984). ) ημέρες ( Χρόνος ) 1 - ημέρες ( Ταχύτητα ανάπτυξης Ταχύτητα

Θερμοκρασία °C

Διάγραμμα 2. (Α) Ο χρόνος ανάπτυξης των εντόμων σε σχέση με τις σταθερές θερμοκρασίες, (Β) ο ρυθμός ανάπτυξης σε σχέση με τις σταθερές θερμοκρασίες (Messenger and Flitters 1958)

Πολλά εμπειρικά και βιοφυσικά μοντέλα περιγράφουν το χρόνο ή την ταχύτητα ανάπτυξης των εντόμων σε σχέση με τη θερμοκρασία (Stiner et al. 1974, Logan et al.1976, Lactin et al., 1995, Briere et al. 1999). Τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιούνται

28 ευρέως για την πρόβλεψη του χρόνου ανάπτυξης των εντόμων σε συνθήκες αγρού (Worner 1992). Μια προσέγγιση στην πρόβλεψη του χρόνου ανάπτυξης των εντόμων χρησιμοποιεί την γραμμική αναλογία της ταχύτητας ανάπτυξης σε σχέση με τη θερμοκρασία στη οποία ο χρόνος ανάπτυξης και ο αριθμός των βαθμών πάνω από τη θερμοκρασία ουδό είναι σταθερά. Στο γραμμικό μοντέλο, η διάρκεια της ανάπτυξης υπολογίζεται από το άθροισμα του αριθμού των θερμικών μονάδων (ημεροβαθμών) που απαιτούνται για κάθε θερμοκρασία. Η προσέγγιση των ημεροβαθμών βασίζεται στη δουλειά πολλών συγγραφέων (Candolle 1855, Allen 1976, Sevacherian et al.1977) και χρησιμοποιείται ευρέως καθώς απαιτεί ελάχιστα δεδομένα, είναι εύκολη στον υπολογισμό και στην εφαρμογή και συχνά τα αποτελέσματα είναι αρκετά αξιόπιστα (Eckenrode and Chapman 1972). Στο μοντέλο

αυτό η ελάχιστη θερμοκρασία ανάπτυξης (Το) και οι ημεροβαθμοί (DD) που απαιτούνται για την ανάπτυξη του εντόμου υπολογίζονται από τη γραμμική σχέση y= a + bx, Το=a/b, DD=1/b, όπου y είναι η ταχύτητα ανάπτυξης στη θερμοκρασία x, και a, b σταθερές που υπολογίζονται από την ανάλυση της γραμμικής συμμεταβολής. Όμως αυτή η προσέγγιση είναι αξιόπιστη μόνο σε ενδιάμεσες θερμοκρασίες, καθώς τόσο σε υψηλές όσο και σε χαμηλές θερμοκρασίες η σχέση της ταχύτητας ανάπτυξης με τη θερμοκρασία δεν είναι γραμμική. Επιπλέον το κατώτερο θερμοκρασιακό όριο συχνά καθορίζεται εμπειρικά, και όχι πειραματικά, από το σημείο που η ευθεία της γραμμικής συσχέτισης τέμνει των άξονα των θερμοκρασιών (Krogh 1914). Για αυτούς τους λόγους ο αριθμός των απαιτούμενων ημεροβαθμών για την συμπλήρωση της ανάπτυξης είναι πολύ χαμηλός σε θερμοκρασίες κοντά στο κατώτερο θερμοκρασιακό όριο και πολύ υψηλός σε θερμοκρασίες πάνω από το άριστο (Howe 1967). Αυτοί οι περιορισμοί είναι πολύ σημαντικοί και δεν πρέπει να παραβλέπονται όταν χρησιμοποιούμε τα αποτελέσματα του γραμμικού μοντέλου (Baskerville and Emin 1969). Στην πραγματικότητα όμως η παρατηρούμενη σχέση μεταξύ της ανάπτυξης των εντόμων και της θερμοκρασίας κάτω από ελεγχόμενες σταθερές θερμοκρασίες τείνει να μην είναι γραμμική στο μεγαλύτερο μέρος των θερμοκρασιών στις οποίες εκτίθενται τα έντομα (Worner 1992). Έτσι αναπτύχθηκαν τα μη γραμμικά μοντέλα. Τα περισσότερα από αυτά είναι εμπειρικά και εμπεριέχουν πολλές παραμέτρους. Ο Belehradek (1935) συνειδητοποιώντας τις ανεπάρκειες της προσέγγισης των ημεροβαθμών, περιέγραψε μια εκθετική καμπύλη, η οποία γίνεται γραμμική σε μια

29 λογαριθμική κλίμακα. Το μοντέλο αυτό χρησιμοποιείται παρόλο που δεν λειτουργεί σε ακραίες θερμοκρασίες. Ο Davidson (1942) χρησιμοποίησε μια λογιστική εξίσωση για να περιγράψει το ρυθμό ανάπτυξης ως συνάρτηση της θερμοκρασίας. Ο Stinner (1974) και οι συνεργάτες του περιέγραψαν την επίδραση της θερμοκρασίας στην ταχύτητα ανάπτυξης με μια τροποποιημένη σιγμοειδή καμπύλη. Ο Logan και οι συνεργάτες του (1976) συνδύασαν δύο εκθετικές συναρτήσεις για να περιγράψουν το ρυθμό ανάπτυξης σε ενδιάμεσες και υψηλές θερμοκρασίες. Το μοντέλο αυτό έχει πέντε παραμέτρους με βιολογική σημασία, αλλά δεν μπορεί να υπολογίσει τη χαμηλότερη θερμοκρασία ανάπτυξης. Αργότερα τροποποιήθηκε από τους Hilbert και Logan (1983), ώστε να εμπεριέχεται και η κατώτερη θερμοκρασία ανάπτυξης. Το 1995 ο Lactin και οι συνεργάτες του μείωσαν τις παραμέτρους σε τέσσερις και ο Briere και οι συνεργάτες του (1999) σε τρεις απλοποιώντας ακόμη περισσότερο το μοντέλο. Άλλες συναρτήσεις που αναπτύχθηκαν από τους Sharpe και DeMichele (1977) βασίστηκαν στην κινητική θεωρία των ενζύμων και δόθηκε μια θερμοδυναμική εξήγηση στις έξι παραμέτρους που περιέχουν. Η ανομοιομορφία των αποτελεσμάτων ανάμεσα στην παρατηρούμενη ανάπτυξη και στην υπολογιζόμενη από κάποιο μοντέλο μπορεί να είναι το αποτέλεσμα ενός ανεπαρκούς μοντέλου, ενός άγνωστου φυσιολογικού μηχανισμού ή και των δύο (Worner 1992). Εκτός από τα αναφερθέντα παραπάνω μοντέλα, έχουν αναπτυχθεί πολλά ακόμα, το καθένα με τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του, άλλα με μεγαλύτερη ακρίβεια και άλλα με μικρότερη. Ο κάθε ερευνητής ανάλογα με το αντικείμενο της μελέτης του καλείται να επιλέξει εκείνο το μοντέλο που ταιριάζει καλύτερα στη φύση των πειραμάτων του.

30 1.5 Σκοπός της διατριβής

Το A. trux είναι ένας δυνητικός εχθρός που τα στοιχεία της βιολογίας του δεν έχουν μελετηθεί αρκετά, όμως κάτω από ευνοϊκές συνθήκες μπορεί να εξελιχθεί σε ένα σοβαρό εχθρό. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας στην ανάπτυξη, επιβίωση και αναπαραγωγική του ικανότητα στο εργαστήριο. Μελετήθηκαν αυτές οι παράμετροι τόσο σε σταθερές όσο και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες, καθώς η προσέγγιση αυτή πλησιάζει περισσότερο στις θερμοκρασίες που εκτίθεται το έντομο στη φύση. Καθορίστηκαν επίσης οι απαιτούμενοι ημεροβαθμοί για την ολοκλήρωση της ανάπτυξης του εντόμου καθώς και τα κατώτερα θερμοκρασιακά όρια. Ακόμη, προσδιορίστηκαν δημογραφικές παράμετροι. Η γνώση όλων αυτών των στοιχείων της βιολογίας είναι ιδιαίτερα σημαντική για την καλύτερη κατανόηση της παρουσίας του εντόμου στο ύπαιθρο και την πρόβλεψη της εποχικής εξέλιξής του σε συνθήκες υπαίθρου.

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

Ανάπτυξη του εντόμου Agrotis trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο

2.1 Εισαγωγή

Από τις κυριότερες προϋποθέσεις μιας κατά το δυνατόν ορθολογιστικής καταπολέμησης ενός βλαβερού εντόμου είναι η γνώση της βιολογίας του (Gullan and Cranston 1994). Είναι χρήσιμο να ξέρουμε πως, που και πότε αναπτύσσεται το έντομο, τι και πως τρώει, πόσες γενεές έχει το έτος, τι προτιμήσεις έχει, που και σε τι στάδιο διαχειμάζει ή διαθερίζει (Τζανακάκης 1995). Για την εφαρμογή ενός συστήματος ολοκληρωμένης διαχείρισης των εντόμων εκτός από τις λεπτομέρειες της βιολογίας τους είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε πώς ο πληθυσμός τους επηρεάζεται από ορισμένους παράγοντες του περιβάλλοντος, από το είδος της καλλιέργειας όπου αναπτύσσεται, τη διαχείριση των καλλιεργειών της περιοχής (μονοκαλλιέργεια ή υψηλές πυκνότητες φυτών θα ευνοήσουν την αύξηση του πληθυσμού των εντόμων), την ύπαρξη και αποτελεσματικότητα των φυσικών εχθρών, την γενετική ανθεκτικότητα των φυτών ξενιστών καθώς και από την ανάπτυξη ανθεκτικότητας των εντόμων στα εντομοκτόνα (Speight et al. 1999). Οι εντομολόγοι τα τελευταία χρόνια έχουν δείξει μεγάλο ενδιαφέρον στην παρακολούθηση των γεγονότων που συμβαίνουν στη ζωή των εντόμων. Η πρόβλεψη της εποχικής εξέλιξης είναι εξαιρετικής σημασίας για τον ακριβή προσδιορισμό και την εφαρμογή της καταλληλότερης μεθόδου καταπολέμησης. Αυτές οι προβλέψεις απαιτούν κατανόηση της ανάπτυξης των εντόμων και επειδή η θερμοκρασία παίζει καθοριστικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία, οι θερμικές απαιτήσεις που έχει ένα έντομο για την συμπλήρωση της ανάπτυξής του χρησιμοποιούνται συχνά για την πρόβλεψη της εμφάνισης και της εποχικής εξέλιξής του (Wagner et al. 1984). Η μεγάλη σημασία της πρόβλεψης της εμφάνισης των εντόμων εχθρών για την ανάπτυξη στρατηγικών καταπολέμησης, έχει οδηγήσει στο σχηματισμό μαθηματικών μοντέλων που περιγράφουν την ταχύτητα ανάπτυξης σε σχέση με τη θερμοκρασία (Hilbert and Logan 1983). Σε αυτά συγκαταλλέγονται απλά γραμμικά και πολύπλοκα

32 μη γραμμικά μοντέλα (Stinner et al. 1775, Sharpe and DeMichele 1977, Hilbert and Logan 1983, Briere et al. 1999). Στη φύση, οι οργανισμοί εκτίθενται καθημερινά σε κυμαινόμενες θερμοκρασίες (Beck 1980,1983). Παρόλα αυτά οι κατώτεροι και ανώτεροι θερμοκρασιακές ουδοί ανάπτυξης συνήθως καθορίζονται σε συνθήκες σταθερών θερμοκρασιών στο εργαστήριο και λίγες μελέτες αναφέρονται στο ρόλο των μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών στην ταχύτητα ανάπτυξης των εντόμων (Hagstrum and Leach 1973, Butler and Lopez 1980, Fantinou et al. 2003). Ακόμη, έντομα που εκτρέφονται σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες μπορεί να διαφέρουν σημαντικά ως προς την ταχύτητα ανάπτυξής τους (Behrens et al. 1983, Huffaker et al. 1984) και επιπλέον όσο μεγαλύτερη είναι η διακύμανση της θερμοκρασίας τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά αυτή (Messenger 1964, Ratte 1985) και προφανώς προκύπτει από τη μη γραμμικότητα της ανάπτυξης, γεγονός που πρώτος ανέφερε ο Kaufmann (1932). O Beck (1983) επισημαίνει ότι οι ημερήσιοι κύκλοι θερμοκρασιών (θερμοπερίοδοι) μπορούν να μειώσουν τη θνησιμότητα ή να αυξήσουν την ταχύτητα ανάπτυξης, πέρα από προβλέψεις που βασίζονται σε μελέτες σταθερών θερμοκρασιών, ακόμα και όταν κάποιες θερμοκρασίες του ημερήσιου κύκλου υπερβούν την ανώτερη ή κατώτερη θερμοκρασιακή ουδό ανάπτυξης. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας οι πληροφορίες για την βιοοικολογία των αγρότιδων είναι περιορισμένες και αρκετές φορές αντικρουόμενες (Luckmann et al. 1976, Sherrod et al. 1979, Gholson and Showers 1979, Showers et al. 1983, Beck 1986, 1988b). Συγκεκριμένα για το A. trux δεν έχουν πραγματοποιηθεί μελέτες που να παρέχουν πληροφορίες για την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή και την επιβίωσή του σε σχέση με την θερμοκρασία. Σκοπός αυτού του κεφαλαίου είναι η μελέτη της ταχύτητας ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του εντόμου Α. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο. Επίσης η εύρεση των θερμοκρασιακών ορίων ανάπτυξης και των ημεροβαθμών που απαιτούνται για την ολοκλήρωση του σταδίου του αυγού, της κάθε προνυμφικής ηλικίας και για το σύνολο του προνυμφικού σταδίου, του σταδίου της νύμφης, καθώς και της συνολικής ανήλικης ανάπτυξης (αυγό-εμφάνιση ενηλίκου).

33 2.2 Υλικά και μέθοδοι

2.2.1 Προέλευση του εντόμου

Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Ζωολογίας και Παρασιτολογίας της Γεωπονικής Σχολής του Α.Π.Θ. κατά τα έτη 2004 και 2005. Για την διενέργεια των πειραμάτων εγκαταστάθηκε στο εργαστήριο αποικία του εντόμου A. trux. Τα έντομα συλλέχτηκαν τον Αύγουστο του 2004 από φωτεινές παγίδες που τοποθετήθηκαν σε καλλιέργειες καλαμποκιού στην περιοχή της Αμμουδιάς του νομού Σερρών (Εικόνα 13). Οι παγίδες τοποθετούνταν τις απογευματινές ώρες και τίθονταν σε λειτουργία μετά την δύση του ηλίου με την βοήθεια χρονοδιακόπτη που προσαρμοζόταν μεταξύ της πηγής ηλεκτρικού ρεύματος (μπαταρία) και του φωτεινού λαμπτήρα (λάμπα τύπου blacklight). Η συλλογή των εντόμων γινόταν τις πρωινές ώρες και τα ενήλικα μεταφέρονταν στο εργαστήριο. Tα έντομα που χρησιμοποιήθηκαν για την διεξαγωγή των εργαστηριακών πειραμάτων αυτής της εργασίας είχαν εκτραφεί στο εργαστήριο για πέντε γενεές προκειμένου να μειωθεί η παραλλακτικότητα που οφείλεται στην ετερογένεια των προηγούμενων ξενιστών. Ο συνολικός αριθμός των εντόμων που μεταφέρθηκε στο εργαστήριο προκειμένου να εγκαταστήσουμε την εκτροφή ήταν 114 ενήλικα άτομα (61 θηλυκά και 53 αρσενικά).

Εικόνα 13. Φωτεινή παγίδα (Γ. Κ. Μυρωνίδης)

34 Ο προσδιορισμός του εντόμου έγινε στο Μπενάκειο Φυτοπαθολογικό Ινστιτούτο από τον Δρα Δ. Κοντοδήμα με βάση το γεννητικό οπλισμό του αρσενικού σύμφωνα με τις κλείδες του Pierce (1967) και βρέθηκε ότι το υπό μελέτη έντομο είναι το A. trux, το οποίο αναφέρεται στη βιβλιογραφία και ως A. lunigera (Εικόνα 14).

Εικόνα 14. Ο γεννητικός οπλισμός του αρσενικού (Δ.Χ. Κοντοδήμας)

2.2.2 Εκτροφή του εντόμου

Οι συνθήκες στις οποίες διατηρούνταν η αποικία ήταν σταθερή θερμοκρασία 25±1ºC, σχετική υγρασία 65±5% και φωτοπερίοδος 16:8 (Φ:Σ) με έναρξη της φωτόφασης στις 07:00 και λήξη στις 11:00. Το φως προερχόταν από λαμπτήρες φθορίου και από φυσικό φως που έμπαινε από ένα παράθυρο το οποίο βρισκόταν στη βόρεια πλευρά του χώρου. Νεοεκολλαπτόμενες προνύμφες του εντόμου μεταφέρονταν σε πλαστικά δοχεία χωρητικότητας 300 ml, στα οποία προηγουμένως είχε τοποθετηθεί τεχνητή τροφή, τα συστατικά της οποίας δίνονται στον πίνακα (1). Σε κάθε δοχείο τοποθετούνταν περίπου 50 προνύμφες. Μετά την συμπλήρωση του 3ου προνυμφικού σταδίου κάθε προνύμφη τοποθετούνταν ατομικά σε τρυβλίο Petri, για την πιθανή αποφυγή της εμφάνισης καννιβαλισμού και καλύτερης διατήρησης των εντόμων. Η τροφή ανανεωνόταν καθημερινά για την αποφυγή της ποιοτικής της υποβάθμισης από την παρουσία αποχωρημάτων ή εκδυμάτων της προνύμφης.

35 Πίνακας 1: Συστατικά της τεχνητής τροφής, που χρησιμοποιήθηκαν για τη μαζική εκτροφή του εντόμου A. trux στο εργαστήριο

ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΠΟΣΟΤΗΤΑ Νερό βρύσης 2000 ml Μαγιά μπύρας 100 g Φύτρο σιταριού 92 g Καλαμποκάλευρο 380 g Μίγμα βιταμινών (Vanderzant) 0,1 g Ασκορβικό οξύ 14 g Βενζοϊκό οξύ 6 g Nipagin 4,6 g Μίγμα αλάτων (salt mix) 15 g Άγαρ 53 g

Όλο το προνυμφικό και νυμφικό στάδιο του εντόμου ολοκληρωνόταν μέσα στα τρυβλία Petri. Για την διατήρηση των νυμφών, τα τρυβλία καθαρίζονταν από τα υπολείμματα της τροφής και τα προνυμφικά εκδύματα ενώ δεν παρέχονταν πηγή υγρασίας (π.χ. εμποτισμένο με νερό βαμβάκι) εντός του τρυβλίου καθόσον η υγρασία δεν ήταν απαραίτητη για την ολοκλήρωση της νυμφικής ανάπτυξης. Τα ενήλικα που προέκυπταν τοποθετούνταν σε ξύλινο κλουβί διαστάσεων 30X30X30cm με 5 πλευρές από συρμάτινο πλέγμα και μια πλευρά από γυαλί που απομακρύνονταν κατά τη διάρκεια των περιποιήσεων. Στη συνέχεια της διατριβής τα κλουβιά αυτά θα αναφέρονται ως «κλουβιά εκτροφής». Μέσα στο κλουβί εκτροφής τοποθετούνταν ένα τρυβλίο εντός του οποίου βρισκόταν βαμβάκι εμποτισμένο με υδατικό διάλυμα ζάχαρης 10%, ώστε να παρέχεται τροφή στα ενήλικα. Καθημερινά το κλουβί εκτροφής καθαριζόταν από τα αποχωρήματα και τα νεκρά άτομα ενώ ανά δύο μέρες ανανεώνονταν το εμποτισμένο με υδατικό διάλυμα ζάχαρης βαμβάκι. Σε κάθε κλουβί εκτροφής τοποθετούνταν ως 20 ζεύγη ενηλίκων. Τα θηλυκά άτομα του εντόμου ωοτοκούσαν σε όλες τις επιφάνειες του κλουβιού εκτροφής (ξύλινα τοιχώματα, συρμάτινο πλέγμα, γυάλινες επιφάνειες, δάπεδο) με αποτέλεσμα να είναι δύσκολη η αποκόλληση των αυγών από αυτές τις επιφάνειες. Προκειμένου λοιπόν να επιτευχθεί ικανοποιητική συλλογή των αυγών, μετά την τρίτη ημέρα της τοποθέτησης των ενηλίκων στα κλουβιά, κρεμόντουσαν χαρτοπετσέτες

36 λευκού χρώματος εντός των κλουβιών, οι οποίες στερεώνονταν στο συρμάτινο πλαίσιο της οροφής του κλουβιού. Τα ενήλικα άτομα ωοτοκούσαν ένα μέρος των αυγών τους πάνω στην χαρτοπετσέτα. Οι χαρτοπετσέτες ανανεωνόντουσαν καθημερινά, την ίδια περίπου ώρα και στη συνέχεια τα αυγά συλλέγονταν με μαλακό πινέλο από αυτές και τοποθετούνταν σε τρυβλίο Petri που περιείχε εντός του διηθητικό χαρτί και τεμάχιο βαμβακιού εμποτισμένο με νερό ώστε να διατηρείται η σχετική υγρασία υψηλή. Τα αυγά που συλλέχθηκαν κατά αυτό τον τρόπο χρησιμοποιήθηκαν τόσο για τις ανάγκες του πειράματος, καθόσον ήταν γνωστή η ηλικία τους, εξαιτίας της καθημερινής αλλαγής των χαρτοπετσετών στα κλουβιά, όσο και για την ενίσχυση της αποικίας του εντόμου που διατηρούνταν στο εργαστήριο παράλληλα με την διεξαγωγή των πειραμάτων.

Εικόνα 15. Κλουβί εκτροφής

Για την παρασκευή της τροφής, αρχικά τοποθετούνταν τα 1100 ml νερού σε γυάλινο δοχείο ζέσεως και θερμαίνονταν μέχρι τους 86,7ºC. Σταδιακά, προστίθεντο το άγαρ με ταυτόχρονη ανάδευση του μίγματος μέχρι πλήρους ομογενοποίησής του. Στην συνέχεια το μίγμα αυτό μεταφέρονταν στο μπολ του μίξερ μαζί με τα υπόλοιπα συστατικά και αναδευόταν για 5 λεπτά. Η τροφή μετά την παρασκευή της τοποθετούνταν σε γυάλινα τρυβλία και διατηρούνταν στο ψυγείο.

2.2.3 Συνθήκες ανάπτυξης

Για την εκτέλεση των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκαν κλίβανοι (Precision Scientific, General Electric, Louisville, KY και GRW 1000SB CMP), οι οποίοι ρυθμίζονταν στις επιθυμητές φωτοπεριόδους και θερμοπεριόδους. Οι συνθήκες των κλιβάνων ήταν μεγάλη φωτοπερίοδος (16 ώρες φως, 8 ώρες σκοτάδι) και υγρασία

37 περίπου 70-80%. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε εννιά σταθερές θερμοκρασίες που κυμαινόταν από 15 έως 37,5 ± 1˚C (15, 17,5, 20, 25, 27,5, 30, 32,5, 35 και 37,5˚C) καθώς και σε τρεις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες (25-10 ± 1˚C, 30-15 ± 1˚C και 35-20 ± 1˚C) με μέσο όρο θερμοκρασιών τους 20, 25 και 30˚C, αντίστοιχα. Οι συνθήκες φωτοπεριόδου και υγρασίας στις μεταχειρίσεις των μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών ήταν ίδιες με αυτές των σταθερών θερμοκρασιών. Η ένταση του φωτός μέσα στους κλιβάνους ήταν περίπου 2000 lux. Τα αυγά της πέμπτης γενεάς που ολοκληρώθηκε στο εργαστήριο συλλέγονταν καθημερινά και τοποθετούνταν αντίστοιχα στους κλιβάνους. Στις υψηλές θερμοκρασίες τοποθετούνταν μέσα στο τρυβλίο με τα αυγά και τεμάχιο βαμβακιού εμποτισμένο με νερό, προκειμένου να διατηρηθεί η υψηλή σχετική υγρασία. Συνολικά ο αριθμός των αυγών που τοποθετήθηκε σε κάθε θερμοκρασία κυμάνθηκε από 110 έως 445. Στις υψηλές θερμοκρασίες τοποθετήθηκε μεγαλύτερος αριθμός αυγών συγκριτικά με τις χαμηλές. Ανά 12 ώρες (10.00 π.μ. και 22.00 μ.μ.) γινόταν έλεγχος και καταγραφή της εκκόλαψης ενώ παράλληλα συμπληρώνονταν όπου ήταν απαραίτητο, υγρασία στα εμποτισμένα με νερό τεμάχια βαμβακιού. Τα αυγά που δεν εκκολάφθηκαν παρέμειναν στους κλιβάνους για δέκα ημέρες μετά την εκκόλαψη της τελευταίας προνύμφης, οπότε και θεωρήθηκαν νεκρά. Οι προνύμφες που εκκολάπτονταν τοποθετούνταν ατομικά σε μικρά κύπελλα, ενώ μετά την συμπλήρωση του τρίτου προνυμφικού σταδίου μεταφέρονταν σε τρυβλία Petri με επαρκή ποσότητα τροφής (περίπου 1-2 g). Κάθε 24 ώρες γινόταν έλεγχος για την ολοκλήρωση του προνυμφικού σταδίου και την καταγραφή της θνησιμότητας των προνυμφών. Η αλλαγή της προνυμφικής ηλικίας γίνεται με έκδυση, οπότε οι προνύμφες αποβάλλουν τον εξωσκελετό τους και επομένως και την κεφαλική κάψα (Εικόνα 16). Αυτές συλλέγονταν και μετριόταν το πλάτος τους, με την βοήθεια ειδικής κλίμακας που προσαρμοζόταν στο στερεοσκόπιο. Παράλληλα γινόταν και αλλαγή της τροφής προκειμένου να αποφευχθεί η ποιοτική υποβάθμισή της. Στα τελευταία προνυμφικά στάδια τοποθετούνταν περισσότερη τροφή (περίπου 3-4 g) εξαιτίας των αυξημένων διατροφικών αναγκών της προνύμφης. Οι μετρήσεις γινόντουσαν στις συνθήκες του εργαστηρίου (25°C) για αυτό και τα έντομα δεν παρέμεναν παραπάνω από δέκα λεπτά εκτός των κλιβάνων.

38 Εικόνα 16. Κεφαλική κάψα του εντόμου A. trux

Οι νύμφες διατηρούνταν κι αυτές ατομικά στα ίδια τρυβλία μέχρι την ολοκλήρωση του νυμφικού σταδίου του οποίου η διάρκεια καταγραφόταν. Αμέσως μετά την νύμφωση οι νύμφες εξετάζονταν στο στερεοσκόπιο για τη διάκριση του φύλου, με βάση τις διαφορές τις οποίες εμφανίζουν στα τρία τελευταία κοιλιακά τμήματα της κοιλιακής πλευράς (Εικόνες 8, 9 και 10). Ακόμη, σε ηλικία 2 ημερών οι νύμφες ζυγίζονταν σε ηλεκτρονικό ζυγό και καταγραφόταν το βάρος κάθε νύμφης. Οι παρατηρήσεις ήταν καθημερινές από τη στιγμή που γεννήθηκαν τα αυγά και τοποθετήθηκαν στις συνθήκες του πειράματος μέχρι την έξοδο των ενηλίκων.

2.2.4 Στατιστική Ανάλυση

Για τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων και τη δημιουργία των γραφικών παραστάσεων χρησιμοποιήθηκαν τα προγράμματα SPSS 13, Microsoft Excel 2003 και STATISTICA 6.

39 Οι διαφορές της διάρκειας ζωής και του βάρους των προνυμφών στις διαφορετικές θερμοκρασιακές συνθήκες εξετάστηκαν εφαρμόζοντας ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA). Η σύγκριση των μέσων όρων έγινε με το κριτήριο Tukey HSD σε επίπεδο πιθανότητας Ρ=0.05. Μεταξύ των δύο φύλων οι διαφορές υπολογίστηκαν με t- test κριτήριο. Η σχέση θερμοκρασίας και μέσης ταχύτητας ανάπτυξης για κάθε προνυμφική ηλικία και για τη συνολική ανάπτυξη, εκτιμήθηκε με γραμμική συμμεταβολή. Η τιμή της ταχύτητας ανάπτυξης στους 35˚C ήταν εκτός της γραμμικής σχέσης και δεν

συμπεριλήφθηκε στην ανάλυση. Η ελάχιστη θερμοκρασία ανάπτυξης (Το) και οι ημεροβαθμοί (DD) για το αυγό, για κάθε προνυμφική ηλικία, για όλο το προνυμφικό στάδιο, για το νυμφικό στάδιο και τη συνολική ανάπτυξη από το αυγό ως την

εμφάνιση του ενηλίκου υπολογίστηκαν από τη γραμμική σχέση y= a + bx, Το=a/b, DD=1/b, όπου y είναι η ταχύτητα ανάπτυξης στη θερμοκρασία x, και a, b σταθερές που υπολογίζονται από την ανάλυση της γραμμικής συμμεταβολής. Το μη γραμμικό μοντέλο (Lactin et al. 1995) εφαρμόστηκε επίσης για να περιγράψει τη σχέση της ταχύτητας ανάπτυξης με τη θερμοκρασία. Η εξίσωση του μοντέλου είναι: r(T) = eρT – e[ρTmax – (Tmax – T)/Δ] + λ, όπου r(T) είναι ταχύτητα ανάπτυξης σε θερμοκρασία Τ (˚C). Οι εμπειρικές σταθερές ρ

(ρυθμός αύξησης στην άριστη θερμοκρασία), Τmax (ανώτερο όριο ανάπτυξης), Δ (διαφορά μεταξύ του άριστου και ανώτερου ορίου ανάπτυξης) και λ (η σταθερά που επιτρέπει την καμπύλη να τέμνει τον άξονα των τετμημένων και επιτρέπει τον υπολογισμό των ορίων ανάπτυξης) υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα SPSS 13, με βάση τη μέθοδο των ελάχιστων τετραγώνων του Marquardt. Οι τιμές της ταχύτητας ανάπτυξης από τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυση τόσο του γραμμικού όσο και του μη γραμμικού μοντέλου.

40 2.3 Αποτελέσματα

2.3.1 Ανάπτυξη

Η θερμοκρασία είχε σημαντική επίδραση στη διάρκεια ανάπτυξης όλων των ανήλικων σταδίων (αυγό, προνυμφικό, και νυμφικό στάδιο), καθώς και στο σύνολο της ανήλικης ανάπτυξης. Στον πίνακα 2 παρουσιάζεται η μέση διάρκεια ανάπτυξης για το στάδιο του αυγού, της προνύμφης, της νύμφης, της συνολικής ανάπτυξης από το αυγό ως την εμφάνιση του ενηλίκου καθώς και το μέσο βάρος της νύμφης σε κάθε μελετώμενη θερμοκρασία. Η διάρκεια ανάπτυξης για το αυγό μειώθηκε από 13,7 ημέρες στους 15˚C σε 2,9 ημέρες στους 32,5˚C, αλλά αυξήθηκε σε 3,2 ημέρες στους 35˚C. Σε όλες τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν, η διάρκεια από τη γέννηση του αυγού μέχρι την εκκόλαψή του, ήταν μικρότερη σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές (Πίνακας 2). Η διάρκεια της προνυμφικής ανάπτυξης για τις σταθερές θερμοκρασίες ήταν 93,4 ημέρες στους 15°C και μειώθηκε στις 17,9 ημέρες στους 32,5°C. Στους 35°C τα άτομα του A. trux δεν ολοκλήρωσαν την προνυμφική ανάπτυξη καθώς πέθαιναν στις πρώτες προνυμφικές ηλικίες. Όσον αφορά στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες η διάρκεια της προνυμφικής ανάπτυξης ήταν 38,1, 26,9 και 16,9 ημέρες για τις θερμοκρασίες 25-10°C, 30-15°C και 35-20°C, αντίστοιχα. Η διάρκεια της προνυμφικής ανάπτυξης στους 20˚C ήταν μικρότερη σε σχέση με την αντίστοιχη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία, χωρίς όμως να υπάρχει στατιστικώς σημαντική διαφορά. Στους 25°C και τους 30°C η διάρκεια ανάπτυξης στις σταθερές θερμοκρασίες ήταν μεγαλύτερη σε σχέση με τις αντίστοιχες μεταβαλλόμενες, αλλά μόνο στους 25°C η διαφορά ήταν στατιστικώς σημαντική (Πίνακας 2). Η διάρκεια ανάπτυξης του νυμφικού σταδίου για τις σταθερές θερμοκρασίες κυμάνθηκε από 24,27 ημέρες στους 17,5˚C μέχρι 9,46 ημέρες στους 32,5°C. Στους 15°C μόνο ένα άτομο μπόρεσε να ολοκληρώσει την νυμφική ανάπτυξη, η οποία διήρκεσε 48 ημέρες, ενώ όλα τα υπόλοιπα άτομα του A. trux πέθαιναν κατά τη διάρκεια του νυμφικού σταδίου. Για το λόγο αυτό η διάρκεια του νυμφικού σταδίου στους 15°C δε συμπεριλήφθηκε στην ανάλυση. Όσον αφορά στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες, η διάρκεια του νυμφικού σταδίου ήταν για όλες τις μελετώμενες

41 συνθήκες μικρότερη από τις αντίστοιχες σταθερές θερμοκρασίες. Η μέση διάρκεια του νυμφικού σταδίου των μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών ήταν μικρότερη από τις αντίστοιχες σταθερές με στατιστικώς σημαντική διαφορά στο μέσο όρο 20°C και 25°C (F=116,738 df=8,206 P=0,000) (Πίνακας 2). Το βάρος της νύμφης δεν επηρεάστηκε από τη θερμοκρασία. Μόνο η τιμή του στους 17,5°C διέφερε στατιστικώς σημαντικά από τους 25-10°C και 30-15°C. Σε όλες τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες οι νύμφες ήταν ελαφρύτερες σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές, χωρίς ωστόσο να παρουσιάζεται σημαντική διαφορά (Πίνακας 2). Η συνολική διάρκεια της ανήλικης ανάπτυξης (αυγό-έξοδος ενηλίκου) κυμάνθηκε από 69,79 ημέρες στους 17,5°C μέχρι 29,55 ημέρες στους 35-20°C. Και στις τρεις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν η συνολική ανήλικη ανάπτυξη ήταν μικρότερη σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές (Πίνακας 2). Η μέση διάρκεια ανάπτυξης για κάθε προνυμφική ηλικία και για το σύνολο του προνυμφικού σταδίου δίνονται στον πίνακα 3. Η θερμοκρασία είχε σημαντική επίδραση και στη διάρκεια ανάπτυξης της κάθε προνυμφικής ηλικίας. Ο αριθμός των προνυμφικών ηλικιών κυμάνθηκε από έξι έως οκτώ ανάλογα με τη θερμοκρασία. Η διάρκεια ανάπτυξης της τελευταίας προνυμφικής ηλικίας (6η για τους 17,5°C, 32,5°C και 35-20°C, 7η για τους 15°C, 30°C, 25-10°C και 30-15°C και 8η για τους 20°C, 25°C και 27,5°C) αν και διέφερε σε σχέση με τη θερμοκρασία, αναλογεί περίπου στο 30% της συνολικής προνυμφικής ανάπτυξης. Στους πίνακες 4 και 5 καταγράφεται η μέση διάρκεια ανάπτυξης για κάθε προνυμφική ηλικία και για το σύνολο του προνυμφικού σταδίου για τα θηλυκά και τα αρσενικά άτομα του εντόμου A. trux, αντίστοιχα. Τα αρσενικά και θηλυκά άτομα είχαν τον ίδιο αριθμό προνυμφικών ηλικιών σε όλες τις μελετώμενες θερμοκρασίες εκτός από τους 20°C, όπου τα αρσενικά άτομα είχαν μια προνυμφική ηλικία περισσότερη και τους 27,5°C, όπου τα θηλυκά άτομα είχαν μια προνυμφική ηλικία περισσότερη.

42 Πίνακας 2. Μέση διάρκεια ανάπτυξης των διαφορετικών σταδίων (ημέρες ± τυπικό σφάλμα μέσου όρου) και μέσο βάρος νύμφης του εντόμου A. trux κατά την ανάπτυξη του σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες (n= ο αριθμός ατόμων που καταμετρήθηκαν)

Θερμοκρασία Προνυμφικό Νυμφικό Βάρος Αυγό- Αυγό °C στάδιο στάδιο νύμφης (g) Ενήλικο

13,72±0,06a 93,35±1,80a ― 0,4245±0,0146ab ― 15°C n=98 n=17 ― n=17 ― 7,14±0,05b 39,19±0,44b 24,27±0,25a 0,4523±0,0163a 69,79±0,32a 17,5°C n=54 n=47 n=22 n=22 n=37 4,94±0,04c 37,42±1,20b 20,62±0,91b 0,4175±0,0086ab 60,42±0,70b 20°C n=80 n=48 n=29 n=29 n=29 3,99±0,02e 31,43±1,68c 14,53±0,26d 0,4328±0,0103ab 46,93±2,42c 25°C n=70 n=35 n=17 n=17 n=17 3,28±0,06f 25,28±1,02d 10,38±0,18ef 0,4066±0,0204ab 37,74±1,70d 27,5°C n=57 n=29 n=13 n=13 n=13 3,11±0,04fg 18,95±0,38e 10,21±0,45ef 0,4203±0,0084ab 31,25±0,58e 30°C n=114 n=60 n=43 n=43 n=35 2,94±0,04g 17,90±0,85e 9,46±0,14f 0,4011±0,0116ab 29,86±0,43e 32,5°C n=72 n=40 n=13 n=13 n=13 3,21±0,08f ― ― ― ― 35°C n=49 ― ― ― ― 4,39±0,04d 38,11±0,80b 17,28±0,37c 0,3884±0,0124b 58,67±1,42b 25-10°C n=70 n=37 n=18 n=18 n=18 3,23±0,02f 26,90±0,63d 12,40±0,08de 0,3751±0,0096b 41,49±0,49d 30-15°C n=161 n=59 n=47 n=47 n=47 3,01±0,02g 16,87±0,21e 9,08±0,18f 0,3979±0,0124ab 29,55±0,42e 35-20°C n=70 n=31 n=13 n=13 n=13 F 7204,729 259,365 116,738 4,143 292,838 df 10, 1107 9, 422 8, 206 9, 219 8, 213 P 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Το διαφορετικό γράμμα στην κάθε στήλη ορίζει στατιστικά σημαντικές διαφορές (Tukeys HSD test). ― το έντομο δεν ολοκλήρωσε τη συγκεκριμένη προνυμφική ηλικία ή ο αριθμός των εντόμων είναι αρκετά μικρός που δεν μπορεί να αναλυθεί.

43 Πίνακας 3. Μέση διάρκεια των προνυμφικών ηλικιών (ημέρες ± τυπικό σφάλμα μέσου όρου) του συνολικού πληθυσμού του εντόμου A. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες (n= ο αριθμός ατόμων που καταμετρήθηκαν)

Θερμοκρασία Προνυμφικές ηλικίες Προνυμφικό n °C L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 στάδιο 15°C 98 12,17±0,58 10,04±0,44a 8,96±0,42a 10,13±0,36a 11,83±0,43a 17,00±1,54a 27,11±0,31a ― 93,35±1,80a a 17,5°C 54 6,13±0,12b 4,00±0,10b 3,96±0,14b 4,66±0,14b 6,11±0,19b 14,34±0,14a ― ― 39,19±0,44b

20°C 80 6,18±0,16b 3,69±0,12b 4,00±0,09b 5,08±0,23b 5,47±0,12bc 11,13±0,32b 13,27±0,86b 15,00±0,00 37,42±1,20b

25°C 70 3,62±0,13d 3,06±0,19c 3,09±0,23c 3,71±0,28cd 5,15±0,28c 9,09±0,47cd 10,17±1,42b 13,00±2,00 31,43±1,68c

27,5°C 57 3,48±0,20d 2,45±0,16de 3,07±0,27c 3,31±0,20d 3,66±0,23d 7,41±0,47de 6,17±0,75c 9,00±2,00 25,28±1,02d e 30°C 114 2,68±0,09f 2,12±0,07e 2,27±0,11d 2,57±0,10e 3,02±0,15ef 5,87±0,16e 6,20±0,86c ― 18,95±0,38e

32,5°C 72 3,05±0,16ef 1,60±0,09f 1,90±0,20de 2,35±0,17e 2,88±0,17f 6,26±0,31e ― ― 17,90±0,85e

35°C 49 ― ― ― ― ― ― ― ― ―

25-10°C 5,24±0,14c 4,11±0,08b 4,54±0,35b 4,30±0,15bc 5,86±0,16bc 9,32±0,54bc 10,67±0,36b ― 38,11±0,80b

30-15°C 3,56±0,08d 2,76±0,07cd 2,83±0,09c 3,56±0,11cd 3,47±0,10de 7,49±0,38e 10,00±0,58b ― 26,90±0,63d

35-20°C 2,81±0,07f 1,58±0,09f 1,61±0,09e 2,16±0,13e 2,87±0,14f 5,83±0,17e ― ― 16,87±0,21e

F 204,601 150,955 94,113 89,36 126,5 59,46 62,187 259,365

df 9, 422 9, 422 9, 422 9, 422 9, 422 9, 411 6, 77 9, 422

P 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα σε μια στήλη δε διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά (Ρ<0,005, Tukeys HSD test). ¾ το έντομο δεν ολοκλήρωσε τη συγκεκριμένη προνυμφική ηλικία ή ο αριθμός των εντόμων είναι αρκετά μικρός που δεν μπορεί να αναλυθεί. Πίνακας 4. Μέση διάρκεια των προνυμφικών ηλικιών (ημέρες ± τυπικό σφάλμα μέσου όρου) των θηλυκών ατόμων του A. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες

Θερμοκρασία Προνυμφικές ηλικίες °C L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 15°C 12,92±0,77a 9,25±0,39a 8,25±0,45a 9.83±0,53a 11,92±0,54a 16,00±2,20a 26,90±0,35a ―

17,5°C 6,18±0,16b 3,93±0,14bc 3,86±0,15bcd 4,46±0,11b 5,86±0,18b 14,29±0,15a ― ―

20°C 5,97±0,20b 3,74±0,14bc 4,10±0,10bc 4,79±0,28b 5,41±0,11b 10,89±0,40b 12,50±0,72b ―

25°C 3,53±0,18c 3,16±0,23cd 2,95±0,14cde 3,79±0,43b 5,21±0,43b 8,58±0,61bc 11,00±1,84bc 11,00±0,00

27,5°C 3,64 ± 0,37c 2,45±0,16de 3,07±0,27c 3,31±0,20d 3,66±0,23d 7,41±0,47de 6,17±0,75c 9,00±2,00

30°C 2,81±0,12d 2,19±0,10e 2,33±0,17ef 2,64±0,13c 3,08±0,17cd 6,06±0,20c 7,00±0,00cd ―

32,5°C 3,13±0,23cd 1,54±0,12f 1,96±0,32ef 2,46±0,25c 2,88±0,22d 6,63±0,45c ― ―

35°C ― ― ― ― ― ― ― ―

25-10°C 5,33±0,16b 4,17±0,12b 5,00±0,68b 4,44±0,22b 5,56±0,22b 8,44±0,78bc 11,70±0,42b ―

30-15°C 3,55±0,12c 2,68±0,11de 2,90±0,11de 3,61±0,16b 3,39±0,14cd 7,19±0,52c 9,00±0,39bcd ―

35-20°C 2,89±0,07cd 1,53±0,12f 1,63±0,11f 2,21±0,16c 2,74±0,13d 6,11±0,19c ― ―

F 108,115 83,724 40,673 45,843 72,608 32,111 79,684

df 9, 240 9, 240 9, 240 9, 240 9, 240 9, 226 6, 42

P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα σε μια στήλη δε διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά (Ρ<0,005, Tukeys HSD test). ¾ το έντομο δεν ολοκλήρωσε τη συγκεκριμένη προνυμφική ηλικία ή ο αριθμός των εντόμων είναι αρκετά μικρός που δεν μπορεί να αναλυθεί.

45 Πίνακας 5. Μέση διάρκεια των προνυμφικών ηλικιών (ημέρες ± τυπικό σφάλμα μέσου όρου) των αρσενικών ατόμων του A. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες

Θερμοκρασία Προνυμφικές ηλικίες °C 1η 2η 3η 4η 5η 6η 7η 8η 15°C 11,36±0,82a 10,91±0,74a 9,73±0,69a 10,45±0,49a 11,73±0,70a 18,09±2,21a 27,38±0,56a ―

17,5°C 6,05±0,16bc 4,11±0,15b 4,11±0,26b 4,95±0,31b 6,47±0,37b 14,42±0,27ab ― ―

20°C 6,42±0,24b 3,64±0,21bc 3,88±0,17b 5,42±0,38b 5,55±0,23b 11,41±0,50bc 14,20±1,71b 15,00±0,00

25°C 3,73±0,18d 2,93±0,32cd 3,27±0,49bc 3,60±0,32cd 5,07±0,36b 9,73±0,73cd 10,10±2,52bc 15,00±0,00

27,5°C 3,33±0,16de 2,33±0,16de 3,27±0,47bc 2,93±0,23de 3,40±0,16c 7,27±0,46de 7,00±1,00c ―

30°C 2,50±0,10e 2,00±0,06de 2,17±0,12de 2,46±0,16ef 2,92±0,28c 5,57±0,27e 5,67±1,45c ―

32,5°C 2,94±0,23de 1,69±0,12e 1,81±0,16e 2,19±0,19ef 2,88±0,27c 5,64±0,27e ― ―

35°C ― ― ― ― ― ― ― ―

25-10°C 5,16±0,23c 4,05±0,12b 4,11±0,20b 4,16±0,22bc 6,16±0,21b 10,16±0,72cd 11,60±0,75bc ―

30-15°C 3,57±0,10de 2,86±0,08cd 2,75±0,14cd 3,50±0,17cd 3,57±0,16c 7,82±0,57de 11,11±1,07bc ―

35-20°C 2,67±0,14de 1,67±0,14e 1,58±0,15e 2,08±0,23f 3,08±0,31c 5,36±0,28e ― ―

F 90,66 100,202 45,098 45,088 54,139 32,178 39,251

df 9, 182 9, 182 9, 182 9, 182 9, 182 9, 175 6, 28

P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα σε μια στήλη δε διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά (Ρ<0,005, Tukeys HSD test). ¾ το έντομο δεν ολοκλήρωσε τη συγκεκριμένη προνυμφική ηλικία ή ο αριθμός των εντόμων είναι αρκετά μικρός που δεν μπορεί να αναλυθεί.

46 Στον πίνακα 6 δίνεται η διάρκεια ανάπτυξης του προνυμφικού, του νυμφικού, της συνολικής ανήλικης ανάπτυξης καθώς και το βάρος της νύμφης για τα αρσενικά και θηλυκά άτομα του εντόμου. Σε όλες τις μελετώμενες θερμοκρασίες τα αρσενικά και τα θηλυκά άτομα δεν παρουσίασαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές (P>0,05) στη διάρκεια ανάπτυξης του προνυμφικού σταδίου. Παρομοίως, δεν παρατηρήθηκαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές (P>0,05) μεταξύ των δύο φύλων στη διάρκεια ανάπτυξης του νυμφικού σταδίου αλλά και της συνολικής ανήλικης ανάπτυξης. Σε όλες τις θερμοκρασίες, τόσο σταθερές όσο και μεταβαλλόμενες, οι νύμφες των θηλυκών ατόμων ήταν βαρύτερες σε σχέση με αυτές των αρσενικών, παρουσιάζοντας όμως στατιστικώς σημαντικές διαφορές μόνο στους 17,5°C (t=0,387 df=20 p=0,002), 20°C (t=3,972 df=27 p=0,001) και 30-15°C (t=0,040 df=45 p=0,003). Σε κάθε μελετώμενη θερμοκρασία και σε κάθε προνυμφική ηλικία μετρήθηκε το πλάτος της κεφαλικής κάψας, η οποία συλλεγόταν μετά την έκδυση (Πίνακας 7). Στους 15°C το πλάτος της κεφαλικής κάψας σε όλες τις προνυμφικές ηλικίες ήταν σημαντικά μικρότερο σε σχέση με όλες τις άλλες θερμοκρασίες. Στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 25-10°C, το πλάτος της κεφαλικής κάψας για τις τρεις πρώτες προνυμφικές ηλικίες ήταν ίδιο με αυτό της αντίστοιχης σταθερής θερμοκρασίας, αλλά στην 4η και 5η προνυμφική ηλικία ήταν μεγαλύτερο, ίσως επειδή στους 20°C έχουμε μια ηλικία ακόμη. Στην θερμοκρασία 30-15°C, μόνο η πρώτη προνυμφική ηλικία είχε κεφαλική κάψα μεγαλύτερη από τη αντίστοιχη σταθερή, ενώ όλες οι άλλες δεν διέφεραν. Όσον αφορά στο μέγεθος της κεφαλικής κάψας στην μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 35-20°C, αυτό δε διέφερε για καμία ηλικία σε σχέση με την αντίστοιχη σταθερή (Πίνακας 7).

47 Πίνακας 6. Μέση διάρκεια ανάπτυξης των διαφορετικών σταδίων (σε ημέρες ± SE) και μέσο βάρος νύμφης των αρσενικών και θηλυκών ατόμων του A. trux κατά την ανάπτυξη τους σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες (n= ο αριθμός ατόμων που καταμετρήθηκαν)

Προνυμφικό στάδιο Νυμφικό στάδιο Βάρος νύμφης Αυγό-Ενήλικο Θερμοκρασία °C ♂♂ ♀♀ ♂♂ ♀♀ ♂♂ ♀♀ ♂♂ ♀♀

94,33±2,95a 92,25±2,04a ― ― 0,4134±0,0142a 0,4370±0,0269a ― ― 15°C n=9 n=8 ― ― n=9 n=8 ― ―

40,11±0,91a 38,57±0,39a 23,75±0,59a 24,57±0,17a 0,3919±0,0175a 0,4869±0,0181b 63,08±0,63a 62,44±0,37a 17,5°C n=19 n=28 n=8 n=14 n=8 n=14 n=12 n=25

38,43±2,16a 36,48±1,18a 19,36±0,17a 21,80±1,72a 0,3895±0,0075a 0,4437±0,0117b 54,00±0,70b 56,87±1,10a 20°C n=23 n=25 n=14 n=15 n=14 n=15 n=14 n=15

30,80±2,56a 31,90±2,28a 14,25±0,16a 14,78±0,46a 0,4253±0,0056a 0,4394±0,0191a 39,00±0,76c 46,44±4,29b 25°C n=15 n=20 n=8 n=9 n=8 n=9 n=8 n=9

23,47±1,13a 27,21±1,61da 10,25±0,16a 10,60±0,40a 0,3950±0,0145a 0,4253±0,0503a 31,25±0,73d 39,60±3,20c 27,5°C n=15 n=14 n=8 n=5 n=8 n=5 n=8 n=5

18,38±0,73a 19,33±0,42a 10,89±1,01a 9,67±0,13a 0,4124±0,0107a 0,4265±0,0124a 28,81±1,22de 27,58±0,27d 30°C n=24 n=36 n=19 n=24 n=19 n=24 n=16 n=19

16,75±0,34a 18,67±1.39a 9,75±0,25a 9,33±0,17a 0,3830±0,0019a 0,4091±0,0163a 26,50±0,87de 27,11±0,51d 32,5°C n=16 n=24 n=4 n=9 n=4 n=9 n=4 n=9

48 ― ― ― ― ― ― ― ― 35°C ― ― ― ― ― ― ― ―

36,84±0,87a 39,44±1,31a 17,33±0,50a 17,22±0,57a 0,3649±0,0121a 0,4119±0,0187a 52,33±1,08b 56,22±2,55a 25-10°C n=19 n=18 n=9 n=9 n=9 n=9 n=9 n=9

27,64±1,03a 26,23±0,77a 12,48±0,11a 12,33±0,13a 0,3464±0,0126a 0,4025±0,0122b 38,74±0,63c 37,79±0,74c 30-15°C n=28 n=31 n=23 n=24 n=23 n=24 n=23 n=24

16,50±0,34a 17,11±0,26a 9,50±0,29a 8,89±0,20a 0,3805±0,0034a 0,4066±0,0183a 26,25±0,95e 26,67±0,47d 35-20°C n=13 n=18 n=5 n=8 n=5 n=8 n=5 n=8 Τιμές μεταξύ των δύο φύλων που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα σε μια γραμμή σε κάθε στάδιο, δε διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά (Ρ<0,005, t test). ¾ το έντομο δεν ολοκλήρωσε τη συγκεκριμένη προνυμφική ηλικία ή ο αριθμός των εντόμων είναι αρκετά μικρός που δεν μπορεί να αναλυθεί.

49 Πίνακας 7. Μέγεθος κεφαλικής κάψας σε mm ανά προνυμφική ηλικία και θερμοκρασία (Μέσος όρος ± Τυπικό σφάλμα) Θερμοκρασία Προνυμφικές ηλικίες °C L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 15 0,184 ± 0,005d 0,262 ± 0,006c 0,433 ± 0,007b 0,665 ± 0,016c 1,038 ± 0,032d 1,500 ± 0,030c ¾ 17,5 0,297 ± 0,002abc 0,464 ± 0,005ab 0,798 ± 0,011a 1,327 ± 0,016b 2,176 ± 0,015ab ¾ ¾ 20 0,315 ± 0,012a 0,490 ± 0,022a 0,788 ± 0,013a 1,308 ± 0,022b 2,061 ± 0,038bc 2,427 ± 0,103a ¾ 25 0,279 ± 0,003bc 0,415 ± 0,008b 0,743 ± 0,026a 1,261 ± 0,029b 2,040 ± 0,029bc 2,315 ± 0,036a ¾ 27,5 0,309 ± 0,007a 0,507 ± 0,027a 0,767 ± 0,025a 1,311 ± 0,047b 2,049 ± 0,039bc 1,833 ± 0,227bc 2,469 ± 0,344 30 0,305 ± 0,003ab 0,464 ± 0,018ab 0,734 ± 0,016a 1,263 ± 0,003b 2,059 ± 0,057bc 2,179 ± 0,068ab 2,263 ± 0,013 32,5 0,275 ± 0,005c 0,409 ± 0,015b 0,743 ± 0,021a 1,278 ± 0,043b 2,101 ± 0,034abc 2,235 ± 0,051a ¾ 35 0,181 ± 0,006d ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ 25-10 0,304 ± 0,004ab 0,466 ± 0,017ab 0,730 ± 0,027a 1,851 ± 0,044a 2,267 ± 0,049a ¾ ¾ 30-15 0,305 ± 0,003a 0,473 ± 0,007ab 0,743 ± 0,013a 1,251 ± 0,024b 1,928 ± 0,039c 2,308 ± 0,050a ¾ 35-20 0,310 ± 0,004a 0,469 ± 0,019ab 0,732 ± 0,016a 1,275 ± 0,040b 2,024 ± 0,053bc 2,170 ± 0,069ab ¾

F 65,359 26,354 49,520 77,436 64,930 22,106 df 10,163 9,175 9,203 9,206 9,186 7,70 P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα σε μια στήλη δε διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά (Ρ<0,005, Tukeys HSD test).  το έντομο δεν ολοκλήρωσε τη συγκεκριμένη προνυμφική ηλικία ή ο αριθμός των κεφαλικών καψών είναι αρκετά μικρός που δεν μπορεί να αναλυθεί.

50 2.3.2 Γραμμική και μη γραμμική συσχέτιση της ταχύτητας ανάπτυξης και της θερμοκρασίας

Στον πίνακα 8 δίνονται οι τιμές των παραμέτρων της γραμμικής συμμεταβολής για το στάδιο του αυγού, για κάθε προνυμφική ηλικία, για το συνολικό προνυμφικό στάδιο, το νυμφικό στάδιο και για τη συνολική ανάπτυξη όπως αυτές υπολογίζονται από τα δεδομένα των σταθερών και μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών. Οι συντελεστές συσχέτισης για όλα τα στάδια ανάπτυξης είναι αρκετά υψηλοί και κυμάνθηκαν από 0,819 για την 3η προνυμφική ηλικία έως 0,959 για την συνολική ανάπτυξη. Η κατώτερη θερμοκρασία ουδός που υπολογίστηκε με το γραμμικό μοντέλο ήταν για το στάδιο του αυγού 6,93°C ενώ για τη συνολική προνυμφική ανάπτυξη υπολογίστηκε στους 9,80°C αλλά κυμάνθηκε από 5,89°C στην 6η προνυμφική ηλικία έως 10,82°C στη 7η προνυμφική ηλικία. Για το νυμφικό στάδιο η κάτω ουδός ανάπτυξης υπολογίστηκε στους 8,85°C και τέλος για την συνολική ανήλικη ανάπτυξη (αυγό- εμφάνιση ενηλίκου) ήταν 8,29°C. Οι απαιτούμενοι ημεροβαθμοί για το στάδιο του αυγού, το προνυμφικό στάδιο, το νυμφικό στάδιο και τη συνολική ανήλικη ανάπτυξη (αυγό-εμφάνιση ενηλίκου) ήταν 69,44, 400,00, 212,77 και 714,29, αντίστοιχα. Η ταχύτητα ανάπτυξης αυξάνεται γραμμικά με τη θερμοκρασία μέσα σε ένα εύρος θερμοκρασιών. Το μη γραμμικό μοντέλο εξηγεί καλύτερα τη σχέση μεταξύ ταχύτητας ανάπτυξης και θερμοκρασίας σε όλο το εύρος των θερμοκρασιών που μελετήθηκαν (Πίνακας 9 και Διάγραμμα 3). Η ελάχιστη θερμοκρασία ουδός που υπολογίστηκε από το μη γραμμικό μοντέλο του Lactin είναι μεγαλύτερη για το στάδιο του αυγού (7,19°C), της προνύμφης (9,85°C), της νύμφης (9,51°C) αλλά και για τη συνολική ανάπτυξη (αυγό- εμφάνιση ενηλίκου) (8,48°C) από αυτή που υπολογίστηκε με το γραμμικό μοντέλο. Όσον αφορά στις προνυμφικές ηλικίες, η ελάχιστη θερμοκρασία ουδός για τη 2η, 3η, 4η, και 5η προνυμφική ηλικία που υπολογίζεται από το μη γραμμικό μοντέλο είναι μικρότερη σε σχέση με αυτή του γραμμικού. Η υψηλότερη θερμοκρασία ανάπτυξης για όλες τις προνυμφικές ηλικίες καθώς και για το νυμφικό στάδιο υπολογίστηκε μεταξύ 34 και 35°C, ενώ για το αυγό υπολογίστηκε ότι είναι 37,51°C. Η βέλτιστη θερμοκρασία ανάπτυξης που υπολογίστηκε από το μη γραμμικό μοντέλο του Lactin για το αυγό είναι 32,08°C, για το προνυμφικό στάδιο 32,52°C, για το νυμφικό στάδιο 31,66°C και για τη συνολική ανάπτυξη (αυγό-εμφάνιση ενηλίκου) 31,25°C (Πίνακας 9 και Διάγραμμα 4).

51 Πίνακας 8. Παράμετροι του γραμμικού μοντέλου συσχέτισης της ταχύτητας ανάπτυξης των διαφόρων σταδίων του A. trux με τη θερμοκρασία Στάδιο Κλίση (b) ± SE Σταθερά (a) ± SE R2 To (ºC) DD Ανάπτυξης Αυγό 0,0144 ± 0,0017 -0,0998 ± 0,0425 0,899 6,93 69,44

L1 0,0156 ± 0,0015 -0,1286 ± 0,0389 0,925 8,24 64,10

L2 00273 ± 0,0033 -0,2939 ± 0,0821 0,896 10,77 36,63

L3 0,0232 ± 0,0038 -0,2208 ± 0,0978 0,819 9,52 43,10

L4 0,0179 ± 0,0022 -0,1478 ± 0,0546 0,893 8,26 55,87

L5 0,0148 ± 0,0016 -0,1208 ± 0,0402 0,913 8,16 67,57

L6 0,0065 ± 0,0006 -0,0383 ± 0,0169 0,921 5,89 153,85

L7 0,0083 ± 0,0014 -0,0898 ± 0,0332 0,875 10,82 120,48 Προνυμφικό 0,0025 ± 0,0003 -0,0245 ± 0,0068 0,913 9,80 400,00 στάδιο Νυμφικό 0,0047 ± 0,0005 -0,0416 ± 0,0118 0,938 8,85 212,77 στάδιο Αυγό- 0,0014 ± 0,0001 -0,0116 ± 0,0029 0,959 8,29 714,29 εμφάνιση ενηλίκου

52 Πίνακας 9. Παράμετροι (± SE) του μοντέλου του Lactin (1995) για την ταχύτητα ανάπτυξης των διαφόρων σταδίων του A. trux Στάδιο ρ T Δ λ R2 t t t ανάπτυξης max min opt max

Αυγό 0,0124± 0,0014 40,0720 ± 0,5874 2,1426 ± 0,4915 -1,0290 ± 0,0410 0,953 7,19 32,08 37,51

L1 0,0135 ± 0,0010 36,8459 ± 0,3541 1,4877± 0,2893 -1,1271 ± 0,0290 0,981 8,93 30,91 34,99

L2 0,0179 ± 0,0621 35,0917 ± 0,0084 0,0916 ± 0,0000 -1,1824 ± 0,0015 0,935 9,37 30,71 33,94

L3 0,0162 ± 0,0024 35,7503 ± 1,0699 0,7100 ± 1,0106 -1,1426 ± 0,0860 0,886 8,23 32,54 35,02

L4 0,0134 ± 0,0015 35,8800 ± 0,7718 0,7496 ± 0,6588 -1,0993 ± 0,0511 0,939 7,07 32,04 34,99

L5 0,0117 ± 0,0012 36,1178 ± 0,6556 0,8604 ± 0,5082 -1,0898 ± 0,0393 0,951 7,35 32,12 35,01

L6 0,0062 ± 0,0006 36,9969 ± 0,6267 1,0936 ± 0,3514 -1,0397 ± 0,0169 0,968 6,28 31,5 35 Προνυμφικό 0,0024 ± 0,0003 36,9592 ± 1,9682 0,6928 ± 0,7028 -1,0239 ± 0,0077 0,946 9,85 32,52 34,99 στάδιο Νυμφικό 0,0046 ± 0,0005 37,3262 ± 0,6797 1,0579 ± 0,3180 -1,0448 ± 0,0124 0,978 9,51 31,66 34,98 στάδιο Αυγό- 0,0014 ± 0,0001 37,5458 ± 1,119 0,7719 ± 0,3442 -1,0122 ± 0,0033 0,983 8,48 31,25 35,01 εμφάνιση ενηλίκου

53 0,4 0,35 Αυγό 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40

0,07 Προνύμφη 0,06 0,05 0,04

0,03

0,02 0,01

0 0 5 10 15 20 25 30 35 40

0,12 Νύμφη 0,1

0,08

0,06

Ταχύτητα ανάπτυξης 0,04

0,02

0 0 5 10 15 20 25 30 35 40

0,04 0,035 Συνολική 0,03 ανάπτυξη 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Θερμοκρασία ˚C

Διάγραμμα 3. Μη γραμμική συσχέτιση της ταχύτητας ανάπτυξης (1/ ημέρες) σε σχέση με τη θερμοκρασία (˚C) των σταδίων του αυγού, της προνύμφης, της νύμφης καθώς και για τη συνολική ανήλικη ανάπτυξη (αυγό-εμφάνιση ενηλίκου). Η καμπύλη γραμμή είναι η πρόβλεψη από το μη γραμμικό μοντέλο και οι μαύροι κύκλοι (·) οι παρατηρούμενες τιμές ανάπτυξης σε κάθε θερμοκρασία

54 0,4 0,7 ου 1 σταδίου 2ου σταδίου 0,35 0,6 0,3 0,5 0,25 0,4 0,2 0,15 0,3 0,1 0,2 0,05 0,1 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40

0,7 0,5 ου ου 3 σταδίου 0,45 0,6 4 σταδίου 0,4 0,5 0,35 0,4 0,3 0,25 0,3 0,2 0,2 0,15 0,1 0,1 0,05 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Ταχύτητα ανάπτυξης 0,4 0,18 5ου σταδίου ου 0,35 0,16 6 σταδίου

0,3 0,14 0,12 0,25 0,1 0,2 0,08 0,15 0,06 0,1 0,04 0,05 0,02 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Θερμοκρασία ˚C

Διάγραμμα 4. Μη γραμμική συσχέτιση της ταχύτητας ανάπτυξης (1/ ημέρες) σε σχέση με τη θερμοκρασία (˚C) όλων των προνυμφικών σταδίων. Η καμπύλη γραμμή είναι η πρόβλεψη από το μη γραμμικό μοντέλο και οι μαύροι κύκλοι (·) οι παρατηρούμενες τιμές ανάπτυξης σε κάθε θερμοκρασία

55 2.4 Συζήτηση

Η εποχική βιολογία του A. trux έχει ελάχιστα διευκρινιστεί. Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζεται η μελέτη της ταχύτητας ανάπτυξης όλων των σταδίων του A. trux, σε συνθήκες σταθερών και μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών στο εργαστήριο. Η αύξηση της θερμοκρασίας οδήγησε σε μείωση των απαιτούμενων ημερών για τη συμπλήρωση της ανάπτυξης των σταδίων του εντόμου A. trux, τόσο στις σταθερές όσο και στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες. Τα έντομα είναι ποικιλόθερμοι οργανισμοί με συνέπεια όλες οι φυσιολογικές διεργασίες τους να επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από την εξωτερική θερμοκρασία (Beck 1983). Η θερμοκρασία δηλαδή είναι ο σημαντικότερος αβιοτικός παράγοντας, ο οποίος εκτός από την ανάπτυξη, επηρεάζει την επιβίωση, την αναπαραγωγή και τη γονιμότητα των εντόμων. Στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν η συνολική διάρκεια της ανήλικης ανάπτυξης ήταν μικρότερη σε σχέση με αυτή που παρατηρήθηκε στις αντίστοιχες σταθερές. Στον αγρό τα έντομα υφίστανται ημερήσιους κύκλους (θερμοπεριόδους) (Beck 1983) και συνεπώς η μελέτη των εντόμων σε μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες μπορεί να δίνει πιο ρεαλιστικά αποτελέσματα. Οι εργαστηριακές μελέτες που συγκρίνουν την ταχύτητα αύξησης σε σταθερές και σε μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες έχουν δείξει διαφορές για πολλά έντομα (Hagstum and Hagstrum 1970). Η διάρκεια ανάπτυξης του Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) και του Trogoderma inclusum (Le conte) (Coleoptera: Dermestidae) σε μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες ήταν μικρότερη σε σύγκριση με τις αντίστοιχες σταθερές (Hagstrum and Leach 1973). Ο Messenger (1964) βρήκε ότι η αφίδα της μηδικής Therioaphis maculata (Buckton) (Homoptera: Aphididae) αναπτύσσεται γρηγορότερα σε κυμαινόμενες θερμοκρασίες σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές. Το ίδιο ισχύσει και για την αφίδα Myzus persicae (Sulzer) (Hemiptera: Aphididae), η οποία αναπτύχθηκε γρηγορότερα και είχε αυξημένη γονιμότητα σε μεταβαλλόμενες συνθήκες (Davis et al. 2006). Ο Beck (1986) σε πειράματα που έκανε με το A. ipsilon κατέληξε στο ότι οι θερμοπερίοδοι φαίνεται να αυξάνουν την ταχύτητα της προνυμφικής ανάπτυξης σε σχέση με τις συνθήκες των σταθερών θερμοκρασιών. Τα έντομα συχνά αναπτύσσονται πιο γρήγορα στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες σε σχέση με τις σταθερές όταν το μέγιστο και το ελάχιστο των μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών βρίσκεται μέσα στο σε ευνοϊκό εύρος θερμοκρασιών για την ανάπτυξη του οργανισμού (Hagstrum and Hagstrum 1970).

56 Στην παρούσα εργασία η ανάπτυξη της προνύμφης ολοκληρώθηκε σε όλες τις θερμοκρασίες καταλαμβάνοντας τα 2/3 της συνολικής ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων. Όλα τα προνυμφικά στάδια είχαν αναλογικά περίπου ίδια διάρκεια σε κάθε θερμοκρασία. Διαφορά υπήρχε στο τελευταίο στάδιο πριν την εμφάνιση της νύμφης, το οποίο παρουσίασε τη βραδύτερη ανάπτυξη σε όλες τις θερμοκρασίες. Ανάλογα αποτελέσματα εμφανίζονται και σε άλλα Λεπιδόπτερα, όπως το Adoxophyes orana (Fisher von Röslerstamm) (Lepidoptera: Torticidae) (Milonas and Savopoulou- Soultani 2000). O Ancher και οι συνεργάτες του (1980) αναφέρουν ότι ο αριθμός των προνυμφικών σταδίων του A. ipsilon ποικίλει από έξι έως εννιά, εξαρτώμενος από τη θερμοκρασία και την υγρασία. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι όταν το A. trux εκτρέφεται σε σταθερές θερμοκρασίες, δεν μπορεί να αναπτυχθεί από το αυγό μέχρι την έξοδο του ενηλίκου έξω από θερμοκρασιακό εύρος 17,5°C έως 32,5°C. Ο Bishara (1932) αναφέρει ότι το A. ipsilon δεν μπορεί να ολοκληρώσει κανένα στάδιο της ανάπτυξής του σε σταθερές θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 32°C. Αντίθετα οι μεταβαλλόμενες συνθήκες επιτρέπουν το A. trux να συμπληρώσει τον κύκλο ζωής του σε ένα πιο ευρύ φάσμα θερμοκρασιών σε σχέση με τις σταθερές θερμοκρασίες. Τα δεδομένα από τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες αυξάνουν αυτό το όριο από 10°C έως 35°C. Αξίζει να σημειωθεί ότι στους 25-10°C, οι προνύμφες κατάφεραν να νυμφωθούν, παρόλο που εκτέθηκαν σε χαμηλή θερμοκρασία, που διαφορετικά είναι ανασταλτική της ανάπτυξης του εντόμου. Το έντομο Plutella xylostella L. (Lepidoptera: Plutellidae) αναπτύσσεται από το αυγό μέχρι την έξοδο του ενηλίκου σε σταθερές θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 8°C μέχρι 32°C, ενώ σε μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες μπορεί να ολοκληρώσει την ανάπτυξή του ακόμη και αν εκτίθεται σε θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο οι 4˚C και τόσο υψηλές όσο οι 38˚C (Liu και συνεργάτες, 2002). Ο Howe (1967) σημείωσε ότι η επίδραση της θερμοκρασίας που είναι έξω από τα όρια επιβίωσης στην ανάπτυξη και επιβίωση σχετίζεται με το χρόνο της έκθεσης σε αυτές της θερμοκρασίες. Στους 15°C και 35°C, δεν ολοκληρώθηκε η ανήλικη ανάπτυξη του A. trux. Στους μεν 15°C οι προνύμφες νυμφώθηκαν με πολύ αργό ρυθμό αλλά δεν είχαμε έξοδο του ενηλίκου, ενώ στους 35°C οι προνύμφες πέθαναν στα πρώτα προνυμφικά στάδια. Η φυσιολογική ανάπτυξη των εντόμων συμβαίνει σε βέλτιστα θερμοκρασιακά

57 εύρη τα οποία είναι χαρακτηριστικά για κάθε είδος. Αντίθετα όταν τα έντομα εκτίθενται σε υπερβολικά υψηλές ή χαμηλές θερμοκρασίες τόσο η ταχύτητα ανάπτυξής τους όσο και η αναπαραγωγική τους ικανότητα μειώνονται ενώ αν εκτεθούν για υπερβολικά μεγάλο χρονικό διάστημα επέρχεται ο θάνατος (Andrewartha και Birch 1970). Οι νύμφες των θηλυκών ατόμων ήταν βαρύτερες σε σχέση με αυτές των αρσενικών σε όλες τις μελετώμενες θερμοκρασίες, τόσο σταθερές όσο και μεταβαλλόμενες. Τα αποτελέσματα μας συμφωνούν με αυτά του Ochieng-Odero (1991), που βρήκε ότι το βάρος της νύμφης του Cnephasia jactana (Walker) (Lepidoptera: Torticidae) δεν επηρεάστηκε σημαντικά από τις θερμοπεριόδους και ότι σε όλες τις θερμοπεριόδους που μελέτησε το βάρος των θηλυκών νυμφών ήταν μεγαλύτερο από αυτό των αρσενικών. Γενικά τα θηλυκά Λεπιδόπτερα είναι βαρύτερα σε σχέση με τα αρσενικά εξ’ αιτίας της μεγαλύτερης συσσώρευσης θρεπτικών στοιχείων στο σώμα τους ως αποτέλεσμα της αυξημένης διατροφής τους στο στάδιο της προνύμφης (Slansky και Scriber 1985). Το πλάτος της κεφαλικής κάψας δε διέφερε σημαντικά μεταξύ των θερμοκρασιών εκτός από τους 15°C. Το γεγονός αυτό ενισχύεται από τους οι Santos και Shields (1988), οι οποίοι κατέληξαν ότι το μέγεθος της κεφαλικής κάψας του A. ipsilon επηρεάζεται περισσότερο από τη διατροφή του εντόμου και όχι από τη θερμοκρασία ανάπτυξής του. Τόσο το γραμμικό, όσο και το μη γραμμικό μοντέλο του Lactin περιγράφουν πολύ καλά τα δεδομένα της μελέτης μας, όπως φαίνεται από τις υψηλές τιμές της παραμέτρου R2. Ο υπολογισμός της τιμής του λ που σε όλες τις περιπτώσεις ήταν με αρνητικό πρόσημο, δείχνει ότι τα κατώτερα θερμοκρασιακά όρια μπορούν να υπολογιστούν με το μοντέλο του Lactin (Lactin et al. 1995). Το μοντέλο του Lactin προβλέπει τιμές για το κατώτερο θερμοκρασιακό όριο για το αυγό, την προνύμφη, τη νύμφη αλλά και για την συνολική ανήλικη ανάπτυξη παραπλήσιες με αυτές που υπολογίζονται με το γραμμικό μοντέλο. Το κατώτερο θερμοκρασιακό όριο για την προνύμφη υπολογίστηκε 9,80˚C με το γραμμικό μοντέλο και 9,85°C με το μη γραμμικό μοντέλο. Για τις προνύμφες του A. ipsilon που εκτρέφονται σε τεχνητή τροφή, οι Santos και Shields (1988) υπολογίζουν το κατώτερο θερμοκρασιακό όριο στους 10,48°C, ενώ ο Luckmann και συνεργάτες (1976) στους 10,4°C. Οι απαιτούμενοι ημεροβαθμοί για την

58 ολοκλήρωση του προνυμφικού σταδίου του A. trux υπολογίστηκαν στους 400, αρκετά περισσότεροι από αυτούς που υπολόγισαν οι Santos και Shields (1988) για το A. ipsilon (353). Η θερμοκρασία έχει σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη, επιβίωση και μακροβιότητα του A. trux. Η πλέον ευνοϊκή θερμοκρασία για την ανάπτυξη του εντόμου βρέθηκε να είναι η μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 35-20°C, ενώ για την επιβίωση του εντόμου η σταθερή θερμοκρασία 17,5°C. Στοιχεία για την ανάπτυξη του εντόμου μαζί με δημογραφικά δεδομένα είναι χρήσιμα για τον υπολογισμό αθροισμάτων ημεροβαθμών για την πρόβλεψη της ανάπτυξης του εντόμου και της δυναμικής των πληθυσμών του.

59 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3

Αναπαραγωγική ικανότητα του εντόμου Agrotis trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο

3.1 Εισαγωγή

Οι λεπτομέρειες της γέννησης, της αύξησης, της αναπαραγωγής και του θανάτου των ατόμων σε ένα πληθυσμό είναι βασικά συστατικά που απαιτούνται για τη μελέτη της πληθυσμιακής οικολογίας. Για να έχουμε επαρκή γνώση της αύξησης του πληθυσμού, χρειάζεται να γνωρίζουμε τη διάρκεια ζωής των ατόμων του πληθυσμού, τις ηλικίες στις οποίες αυτοί παράγουν νέα άτομα και τους ρυθμούς με τους οποίους αναπαράγονται. Αυτά τα γνωρίσματα ενός πληθυσμού μπορούν να γίνουν γνωστά με ορισμένες δημογραφικές μεθόδους όπως οι πίνακες ζωής (Βερεσόγλου 2000). Κατά τον Pressat (1985) ένας πίνακας ζωής είναι μια λεπτομερής περιγραφή των ρυθμών θνησιμότητας των διάφορων ηλικιών ενός πληθυσμού. Οι πληροφορίες που σχετίζονται με την ανάπτυξη και επιβίωση των ανήλικων σταδίων καθώς και η γνώση της διάρκειας ζωής των ενήλικων ατόμων και της αναπαραγωγικής τους ικανότητας σε κάποιο ξενιστή, είναι πολύ σημαντικές για την κατανόηση της δυναμικής του πληθυσμού του είδους (Carey 1984). Στο 2ο κεφάλαιο μελετήθηκε η ανάπτυξη του εντόμου σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο. Για τη δημιουργία φαινολογικών μοντέλων πρέπει να μελετηθεί και η αναπαραγωγική ικανότητα του εντόμου κάτι που πραγματοποιείται μελετώντας την επίδραση της θερμοκρασίας στην ωοπαραγωγή και στις παραμέτρους των πινάκων ζωής του.

60 3.2 Υλικά και μέθοδοι

3.2.1 Προέλευση του εντόμου και συνθήκες εκτροφής

Τα άτομα που χρησιμοποιήθηκαν είχαν την ίδια προέλευση με αυτά του πρώτου πειράματος και αναπτύχθηκαν στις ίδιες συνθήκες όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2. Ενήλικα άτομα που είχαν αναπτυχθεί και επιβιώσει στις μελετώμενες σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες διατηρήθηκαν στις ίδιες θερμοκρασίες και προσδιορίστηκε η γονιμότητα και η μακροβιότητά τους.

3.2.2. Συνθήκες ανάπτυξης

Ενήλικα ηλικίας μέχρι 24 ωρών τοποθετούνταν ανά ζεύγος σε διαφανή πλαστικά ποτήρια, χωρητικότητας 400ml, τα οποία καλύπτονταν με τούλι. Στη βάση του ποτηριού υπήρχε οπή διαμέτρου 0,5εκ. από όπου περνούσε ένα κομμάτι οδοντιατρικού βαμβακιού, το οποίο χρησίμευε για την παροχή τροφής στο ενήλικο. Η τροφή που παρεχόταν στα έντομα ήταν υδατικό διάλυμα ζάχαρης 10% και βρισκόταν σε ένα δεύτερο όμοιο ποτήρι κάτω από το ποτήρι με τα έντομα (Εικόνα 17).

Εικόνα 17. Διαφανή πλαστικά ποτήρια στα οποία διατηρούνταν τα ενήλικα.

Καθημερινά καταμετρούνταν τα αβγά που αποτίθεντο από τα θηλυκά και ελέγχονταν η επιβίωση των ενηλίκων. Τα ποτήρια και το οδοντιατρικό βαμβάκι αλλαζόταν καθημερινά όπως και το διάλυμα της τροφής, ώστε το περιβάλλον ανάπτυξης των ενηλίκων να είναι καθαρό αλλά και να αποφεύγεται η ποιοτική

61 υποβάθμιση της τροφής. Το πείραμα ολοκληρώθηκε με το θάνατο και του τελευταίου ατόμου.

3.2.3. Στατιστική ανάλυση

Για τη στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων και τη δημιουργία των γραφικών παραστάσεων χρησιμοποιήθηκαν τα προγράμματα SPSS 13 και Microsoft Excel 2003. Οι διαφορές της διάρκειας ζωής των ενηλίκων και της αναπαραγωγικής τους ικανότητας στις διαφορετικές θερμοκρασιακές συνθήκες υπολογίστηκαν με ανάλυση παραλλακτικότητας (one way ANOVA). Μεταξύ των δύο φύλων οι διαφορές υπολογίστηκαν με t-test κριτήριο. Η σύγκριση των μέσων όρων έγινε με το κριτήριο Tukey HSD σε επίπεδο πιθανότητας Ρ=0.05. Οι δημογραφικές παράμετροι υπολογίστηκαν από τα δεδομένα θνησιμότητας και αναπαραγωγής των πληθυσμών στις διάφορες σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες (Carrey 1993). Οι παράμετροι που υπολογίστηκαν είναι: § Μέγιστη ωοπαραγωγή (gross fecundity rate): συνολικός αριθμός αυγών ανά θηλυκό που ζει ως τη θεωρητικά αναμενόμενη τελευταία ημέρα της ζωής του

b åMx . x=a § Μέση ωοπαραγωγή (net fecundity rate): μέσος αριθμός αυγών ανά θηλυκό

b στη διάρκεια της ζωής του ålxMx . x=a § Μέση ημερήσια ωοπαραγωγή (eggs/female/day): αυγά ανά θηλυκό ανά ημέρα

b ålxMx /eo. x=a Όπου x= ηλικία σε ημέρες, α= ηλικία έναρξης ωοτοκίας, β= ηλικία τελευταίας

ωοτοκίας, lx= πιθανότητα επιβίωσης έως την ηλικία x, Μx= συνολικός αριθμός αυγών

ανά θηλυκό, eo= μέση αναμενόμενη διάρκεια ζωής στην ηλικία 0. Οι παράμετροι των πινάκων ζωής προσδιορίστηκαν σύμφωνα με τους τύπους που δίνονται από τον Carrey (1993). Οι παράμετροι που εκτιμήθηκαν ήταν:

62 § Hκαθαρή αναπαραγωγική ταχύτητα (Ro), δηλαδή οι θηλυκοί απόγονοι ανά

θηλυκό άτομο στη διάρκεια της ζωής του και υπολογίζεται από τον τύπο Ro

b = å Lxmx . x=a ln Ro § Ημέση διάρκεια γενεάς (Τ) και υπολογίζεται από τον τύπο T= . r § Ηενδογενής ταχύτητα αύξησης (r), που δηλώνει την ταχύτητα αύξησης του πληθυσμού ανά άτομο στη μονάδα του χρόνου και υπολογίζεται από τον τύπο ln Ro r= . T § Ηπεπερασμένη ταχύτητα αύξησης (λ), δηλαδή η ταχύτητα αύξησης στη μονάδα t του χρόνου που υπολογίζεται από τον τύπο Nt=Noλ , όπου Nt είναι το μέγεθος του

πληθυσμού στο χρόνο t και No είναι το μέγεθος του αρχικού πληθυσμού. § Oχρόνος διπλασιασμού (DT), που είναι ο χρόνος που χρειάζεται ο πληθυσμός ln 2 για να διπλασιαστεί και υπολογίζεται από τον τύπο DT= . r Όπου x είναι η ηλικία σε ημέρες, α η ηλικία έναρξης ωοτοκίας, β η ηλικία

τελευταίας ωοτοκίας, Lx η μέση επιβίωση μεταξύ των ηλικιών x και x+1 και mx ο αριθμός θηλυκών απογόνων ανά θηλυκό που παράγονται στην ηλικία x.

63 3.3 Αποτελέσματα

3.3.1 Διάρκεια ζωής των ενηλίκων και αναπαραγωγική τους ικανότητα

Η θερμοκρασία είχε σημαντική επίδραση στη μακροβιότητα των ενηλίκων θηλυκών (F=6,438 df=8,86 P=0,000) και αρσενικών (F=6,636 df=8,87 P=0,000) (πίνακας 10). Τόσο τα ενήλικα θηλυκά όσο και τα αρσενικά που αναπτύχθηκαν στους 17,5°C έζησαν περισσότερο (24,71 και 20,30 ημέρες, αντίστοιχα) ενώ η διάρκεια ζωής των θηλυκών και αρσενικών μειώθηκε με την αύξηση της θερμοκρασίας εμφανίζοντας την μικρότερη τιμή στους 32,5°C (6,17 και 5,00 ημέρες, αντίστοιχα). Όσον αφορά στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες, τα ενήλικα που αναπτύχθηκαν στους 25-10°C έζησαν περισσότερο (22,00 ημέρες τα θηλυκά και 19,38 ημέρες τα αρσενικά), ενώ αυτά που αναπτύχθηκαν στους 35-20°C λιγότερο (8,50 ημέρες τα θηλυκά και 10,20 ημέρες τα αρσενικά). Γενικά τα ενήλικα που αναπτυχθήκαν στη χαμηλότερη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία (25-10°C) που εξετάστηκε, έζησαν περισσότερο από την αντίστοιχη σταθερή (20°C), ενώ στις υπόλοιπες μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που εξετάστηκαν και οι οποίες είχαν μεγαλύτερο μέσο όρο θερμοκρασίας, τα ενήλικα έζησαν λιγότερο από τις αντίστοιχες σταθερές, σε καμία όμως περίπτωση οι διαφορές δεν ήταν στατιστικώς σημαντικές (Πίνακας 10). Η γονιμότητα επηρεάστηκε σημαντικά από τη θερμοκρασία τόσο στις σταθερές όσο και στις μεταβαλλόμενες συνθήκες ανάπτυξης (Πίνακας 10). Τα θηλυκά που αναπτύχθηκαν στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 25-10°C απέθεσαν το μεγαλύτερο αριθμό αυγών ανά θηλυκό (1440,71) σε σχέση με τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις (F=4,938 df=8,83 P=0,000). Η γονιμότητα ήταν πολύ χαμηλή στους 32,5°C, όπου τα θηλυκά απέθεσαν 88,17 αυγά ανά θηλυκό. Σε όλες τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν, η γονιμότητα ήταν υψηλότερη σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές θερμοκρασίες, χωρίς όμως να παρουσιάζονται στατιστικώς σημαντικές διαφορές. Η μεγαλύτερη ημερήσια ωοπαραγωγή παρατηρήθηκε και αυτή στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 25-10°C με τα θηλυκά να αποθέτουν 65,49 αυγά ανά ημέρα, ενώ η μικρότερη στους 30°C όπου τα θηλυκά απέθεταν μόνο 14,00 αυγά ανά ημέρα. Σε όλες τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες ο αριθμός των αποτιθέμενων αυγών ανά θηλυκό ανά ημέρα ήταν μεγαλύτερος σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές

64 παρουσιάζοντας στατιστικώς σημαντική διαφορά μόνο στη θερμοκρασία με μέσο όρο 20°C (Πίνακας 10). Στο διάγραμμα 5 απεικονίζεται η πορεία της ωοπαραγωγής σε σχέση με την ηλικία. Γενικά ο αριθμός αυγών/θηλυκό/ημέρα (Μx) είναι πολύ χαμηλός σε υψηλές θερμοκρασίες. Η διάρκεια της περιόδου προωοτοκίας επηρεάστηκε επίσης από τη θερμοκρασία και κυμάνθηκε από 1,38 έως 6,47 ημέρες (Πίνακας 11). Η περίοδος προωοτοκίας που παρατηρήθηκε στους 17,5°C (6,47 ημέρες) και στους 20°C (4,20 ημέρες) ήταν σημαντικά μεγαλύτερη σε σχέση με τις υπόλοιπες θερμοκρασίες (F=16,068 df=8,83 P=0,000). Η μικρότερη περίοδος προωοτοκίας παρατηρήθηκε στους 30-15°C και 35- 20°C. Σε όλες τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες η περίοδος προωοτοκίας διήρκησε λιγότερο σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές, χωρίς όμως να παρουσιάζονται στατιστικώς σημαντικές διαφορές (Πίνακας 11). Η μεγαλύτερη περίοδος ωοτοκίας παρατηρήθηκε στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 25-10°C, η οποία διήρκησε 18,67 ημέρες και διέφερε στατιστικώς σημαντικά από την αντίστοιχη σταθερή με τον ίδιο μέσο όρο (F=7,438 df=8,85 P=0,000). Οι άλλες δύο μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες είχαν μεν μεγαλύτερη περίοδο ωοτοκίας σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές αλλά δεν διέφεραν σημαντικά. Γενικά η περίοδος ωοτοκίας κυμάνθηκε στις σταθερές θερμοκρασίες από 14,82 ημέρες στους 17,5°C έως 4,17 ημέρες στους 32,5°C και στις μεταβαλλόμενες από 18,67 ημέρες στους 25-10°C έως 6,38 ημέρες στους 35-20°C. Η μετα-αναπαραγωγική διάρκεια ζωής κυμάνθηκε σε όλες τις θερμοκρασίες από 0,33 έως 3,41 ημέρες χωρίς να διαφέρει σημαντικά μεταξύ των θερμοκρασιών (Πίνακας 11). Στον πίνακα 12 δίνονται διάφορες παράμετροι της ωοπαραγωγής στις μελετώμενες σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες. Η υψηλότερη μέση ωοπαραγωγή παρατηρείται στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 25-10°C για όλες τις μελετώμενες θερμοκρασίες, ενώ στις σταθερές θερμοκρασίες η υψηλότερη τιμή της μέσης ωοπαραγωγής παρατηρήθηκε στους 17,5°C. Τόσο οι τιμές της μέσης, της μέγιστης και της μέσης ημερήσιας ωοπαραγωγής όσο και ο αριθμός αυγών ανά θηλυκό έχουν υψηλότερες τιμές στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές.

65 Πίνακας 10. Μέση διάρκεια ζωής (ημέρες ± τυπικό σφάλμα), συνολική και ημερήσια ωοπαραγωγή (αυγά ± τυπικό σφάλμα) των ενηλίκων του A. trux σε διαφορετικές σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες

Μακροβιότητα (Ημέρες) Γονιμότητα Αυγά/ Ημέρα/ Θερμοκρασία °C ♂♂ ♀♀ Αυγά/Θηλυκό Θηλυκό

17,5°C 20,83±2,15a 24,71±2,34a 810,88±144,36ab 32,82±2,68bc 20°C 17,53±1,84ab 15,60±2,08abc 533,17±169,15abc 34,19±3,50bc 25°C 16,38±3,03ab 14,11±2,42abc 550,44±188,65abc 39,01±5,40abc 27,5°C 14,00±2,89ab 12,43±2,78bc 267,00±102,91abc 21,48±3,91c 30°C 10,75±1,89abc 9,54±1,46c 133,54±46,19c 14,00±2,02c 32,5°C 5,00±0,90c 6,17±1,17c 88,17±31,29c 14,30±2,54c 25-10°C 19,38±2,79ab 22,00±3,95ab 1440,71±327,18a 65,49±8,10a 30-15°C 14,24±1,16ab 12,54±1,12bc 738,38±155,16ab 58,89±6,46ab 35-20°C 10,20±2,78bc 8,50±1,78c 245,38±85,67bc 28,87±4,94c F 6,636 6,483 4,938 10,624 df 8,87 8,86 8,83 8,141 P 0,000 0,000 0,000 0.000 Τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα σε μια στήλη δε διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά (Ρ<0,005, Tukeys HSD test).

66 200 17.5 °C 200 25-10 °C 180 180 20 °C 160 160 140 140 120 120 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43

200 30-15 °C 200 27.5 °C (Mx) 180 25 °C 180 160 160 140 140 120 120 ημέρα

/ 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 θηλυκό

/ 0 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43

200 35-20 °C Αυγά 200 32.5 °C 180 30 °C 180 160 160 140 140 120 120 100 100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43

Ημέρες

Διάγραμμα 5. Αριθμός αυγών ανά θηλυκό ανά ημέρα (Mx) του A. trux σε σταθερές (με την ευθεία γραμμή) και μεταβαλλόμενες (με τη διακεκομμένη γραμμή) θερμοκρασίες

67 Πίνακας 11. Βιολογικές παράμετροι (ημέρες ± τυπικό σφάλμα) των ενηλίκων θηλυκών του A. trux σε διαφορετικές σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες

Διάρκεια περιόδου Διάρκεια περιόδου Ημέρα λήξης Μετα-αναπαραγωγική Θερμοκρασία °C προωοτοκίας ωοτοκίας ωοτοκίας διάρκεια ζωής

17,5°C 6,47±0,79a 14,82±2,04ab 21,29±1,99a 3,41±1,41a

20°C 4,20±0,38ab 9,20±2,07abc 13,40±1,87abc 2,20±0,94a

25°C 2,56±0,18bc 10,00±1,98abc 12,56±1,95abc 1,56±0,56a

27,5°C 2,14±0,14bc 9,43±2,23adc 11,57±2,26bc 1,14±0,70a

30°C 1,77±0,17bc 6,92±1,23bc 8,38±1,36c 1,00±0,28a

32,5°C 1,50±0,22c 4,17±1,05c 5,83±1,05c 0,33±0,21a

25-10°C 2,17±0,17bc 18,67±3,92a 20,83±3,96ab 2,33±1,20a

30-15°C 1,38±0,14c 9,69±1,21abc 11,15±1,20c 1,31±0,21a

35-20°C 1,38±0,18c 6,38±1,46bc 7,75±1,44c 0,75±0,41a F 16,068 7,438 3,806 1,075

df 8,85 8,85 8,85 8.85

P 0.000 0,000 0,001 0,388

Τιμές που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα σε μια στήλη δε διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά (Ρ<0,005, Tukeys HSD test).

68 Πίνακας 12. Βιολογικές παράμετροι ενηλίκων του A. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ °C ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ Σταθερές Μεταβαλλόμενες ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ 17,5°C 20°C 25°C 27,5°C 30°C 32,5°C 25-10°C 30-15°C 35-20°C

Μέγιστη ωοπαραγωγή 1285,01 987,16 877,88 546,03 405,13 175,14 1983,40 1096,02 484,98 (gross fecundity rate)

Μέση αναμενόμενη διάρκεια ζωής 24,71 15,60 14,11 12,43 9,54 6,17 22,00 12,54 8,50 θηλυκών (expectation of life)

Μέση αναμενόμενη διάρκεια ζωής 20,83 17,53 16,38 14,00 10,75 5,00 19,38 14,24 10,20 αρσενικών (expectation of life)

Μέση ωοπαραγωγή 827,87 553,62 569,05 281,06 144,38 99,01 1455,98 771,90 262,96 (net fecundity rate)

Μέση ημερήσια ωοπαραγωγή 33,51 35,49 40,33 22,61 15,14 16,06 66,18 61,56 30,94 (eggs/female/day)

Αριθμός αυγών ανά θηλυκό 810,88 533,33 550,44 267,00 207,00 88,17 1440,71 738,38 245,38 (eggs/female)

69 3.3.2 Προσδιορισμός παραμέτρων πινάκων ζωής

Οι παράμετροι των πινάκων ζωής επηρεάστηκαν από τη θερμοκρασία (Πίνακας

13). Η μεγαλύτερη τιμή του καθαρού αναπαραγωγικού ρυθμού (R0) παρατηρήθηκε στους 17,5°C και υπολογίστηκε να είναι 97,88. Με την αύξηση όμως της θερμοκρασίας μειωνόταν με αποτέλεσμα στους 32,5°C, η τιμή του να είναι μόνο 2,04. Ωστόσο, η μεγαλύτερη τιμή της ενδογενούς ταχύτητας αύξηση (r) παρατηρήθηκε στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 30-15°C (0,079) καθώς και στην αντίστοιχη σταθερή της 25°C (0,063). Ο μεγαλύτερος χρόνος διπλασιασμού (DT) παρατηρήθηκε στους 32,5°C (42,01), ενώ για όλες τις υπόλοιπες θερμοκρασίες σταθερές και μεταβαλλόμενες κυμάνθηκε από 8,77 έως 13,08. Η πεπερασμένη ταχύτητα αύξησης του πληθυσμού (λ), όπως παρατηρήθηκε και με τη ενδογενή ταχύτητα, ήταν υψηλότερη στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 30-15°C, και ακολουθούσε η αντίστοιχη σταθερή 25°C.

70 Πίνακας 13. Παράμετροι του πίνακα ζωής του A. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες

Θερμοκρασίες °C

Παράμετρος Σταθερές Μεταβαλλόμενες 17,5°C 20°C 25°C 27,5°C 30°C 32,5°C 25-10°C 30-15°C 35-20°C

Καθαρός αναπαραγωγικός ρυθμός 97,88 50,62 42,23 19,09 7,58 2,04 58,88 56,30 7,45 Net reproductive rate ( Ro) Μέση διάρκεια γενεάς 86,47 74,99 59,28 48,70 41,90 43,42 71,93 50,78 34,83 Mean generation time (T) Ενδογενής ταχύτητα αύξησης 0,053 0,053 0,063 0,060 0,048 0,017 0,057 0,079 0,057 Intrinsic rate of increase (r) Πεπερασμένη ταχύτητα αύξησης 1,054 1,054 1,065 1,062 1,049 1,016 1,058 1,083 1,059 Finite rate of increase (λ) Χρόνος διπλασιασμού 13,08 13,08 11,00 11,55 14,44 42,01 12,16 8,77 12,16 Doubling time (DT)

71 3.4 Συζήτηση

Η μακροβιότητα και η γονιμότητα ενός είδους επηρεάζεται από τη θερμοκρασία και κατά συνέπεια έχει σημαντική επίδραση στον ενδογενή ρυθμό αύξησης του πληθυσμού (Andrewartha and Birch 1954). Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η μακροβιότητα των ενηλίκων καθώς και η γονιμότητα επηρεάζονται σημαντικά από τη θερμοκρασία. Ο Liu et al. (2004) αναφέρουν ότι η γονιμότητα και η μακροβιότητα του Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) επηρεάζονται από την θερμοκρασία, την υγρασία και τη θρεπτική κατάσταση τόσο της προνύμφης όσο και του ενηλίκου. Η μακροβιότητα των ενηλίκων του A. trux, σύμφωνα με τα αποτελέσματά μας, μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας τόσο στις σταθερές όσο και στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες. Οι Nadgauda και Pitre (1983) βρήκαν ότι το Heliothis virescens (F.) (Lepidoptera Noctuidae) ζει περισσότερο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Παρομοίως, τα ενήλικα θηλυκά του παρασιτοειδούς Meteorus trachynotus Viereck (Hymenoptera: Braconidae), το οποίο παρασιτεί τις προνύμφες του Choristoneura fumiferana Clemens (Lepidoptera: Torticidae), ζουν λιγότερο όταν αναπτύσσονται σε υψηλές θερμοκρασίες. Η διάρκεια ζωής τους μειώνεται από περίπου σαράντα ημέρες στους 15°C σε περίπου δέκα ημέρες στους 30°C (Thireau and Regniere 1995). Η υψηλότερη ωοπαραγωγή παρατηρήθηκε για τις σταθερές θερμοκρασίες στους 17,5°C και στις μεταβαλλόμενες στους 25-10°C. Η υψηλή ωοπαραγωγή σε χαμηλές θερμοκρασίες εξηγήθηκε από τον Yank et al. (1994) ως μια αντίδραση αποζημίωσης στη μεγάλη διάρκεια γενεάς που τείνει να μειώνει την ενδογενή ταχύτητα αύξησης. Στην παρούσα μελέτη, τα θηλυκά σε όλες τις συνθήκες μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών απέθεσαν μεγαλύτερο αριθμό αυγών απ’ όσα απέθεσαν και στις πιο ευνοϊκές σταθερές θερμοκρασίες. Η πιο ευνοϊκή θερμοκρασία για την γονιμότητα του A. trux φαίνεται να είναι η μεταβαλλόμενη 25-10°C. Παρομοίως, ο Davis et al. (2006) βρήκε ότι η πράσινη αφίδα της ροδακινιάς αναπτυσσόταν γρηγορότερα και είχε υψηλότερη γονιμότητα σε όλες τις μεταβαλλόμενες συνθήκες που μελέτησε σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές. Το έντομο Tribolium castaneum όταν αναπτύσσεται σε μεταβαλλόμενες συνθήκες παρουσιάζει αυξημένη γονιμότητα (Hagstrum and Leach 1973). Οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες όταν συνδυάζονται με χαμηλές θερμοκρασίες

72 σε συνθήκες μεταβαλλόμενων περιβαλλόντων μπορεί να παρέχουν χρόνο ανάκτησης (recovery time) στα έντομα ή να επιτρέπουν προσαρμογές με αποτέλεσμα την υψηλότερη επιβίωση και γονιμότητα σε ακραίες υψηλές ή χαμηλές σταθερές θερμοκρασίες (Vargas et al. 2000, Fantinou et al. 2003) Οι παράμετροι των πινάκων ζωής για πληθυσμούς που αναπτύσσονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες είναι σημαντικοί δείκτες της επίδρασης της θερμοκρασίας και επίσης είναι χρήσιμοι για τη σύγκριση πληθυσμών ως προς τις θερμοκρασιακές τους απαιτήσεις (Milonas και Savopoulou-Soultani 2000). Ο ενδογενής ρυθμός αύξησης του πληθυσμού που υπολογίζεται από τα δεδομένα του πίνακα ζωής είναι ένας καλός βιοκλιματικός δείκτης, που αντανακλά την συνδυασμένη επίδραση της θερμοκρασίας στην ανάπτυξη, αναπαραγωγή και επιβίωση ενός πληθυσμού (Messenger 1964). Στα αποτελέσματά μας η ενδογενής ταχύτητα αύξησης του πληθυσμού ήταν μεγαλύτερη στους 30-15°C, ενώ είχε την μικρότερη τιμή στους 32,5°C, προφανώς λόγω της υψηλής θνησιμότητας στο προνυμφικό στάδιο και της μειωμένης ωοπαραγωγής. Οι Allen et al. (1995) αναφέρουν ότι οι παράμετροι των πινάκων ζωής για το Phyllocoptruta oleivora Ashamead (Acari: Eriophyoidea) εξαρτώνται από τη θερμοκρασία. Γενικά στα αποτελέσματα μας ο ενδογενής ρυθμός αύξησης είναι μεγαλύτερος στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές. Η υψηλότερη τιμή του r στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες εξηγείται από τον γρηγορότερο ρυθμό αύξησης του πληθυσμού σε συνδυασμό με την υψηλή ωοπαραγωγή και αναπαραγωγή (Kieckhefer and Elliott 1989). Η υψηλότερες τιμές του καθαρού αναπαραγωγικού ρυθμού στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες, σε σχέση με τις σταθερές, μπορεί επίσης να εξηγεί και τη μεγαλύτερη τιμή του r στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες. Οι δημογραφικές παράμετροι του A. trux διαφέρουν όταν υπολογίζονται σε σταθερές και μεταβαλλόμενες συνθήκες. Επιπλέον οι μεταβαλλόμενες συνθήκες επιτρέπουν την ανάπτυξη και ολοκλήρωση του βιολογικού κύκλου του A. trux σε πιο μεγάλο εύρος θερμοκρασιών σε σχέση με τις σταθερές θερμοκρασίες. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στην αξιολόγηση της γεωγραφικής κατανομής του εντόμου καθώς και της ανάπτυξης, επιβίωσης και αναπαραγωγής του σε συνθήκες υπαίθρου. Βέβαια τα αποτελέσματα πρέπει να επιβεβαιωθούν και με πειράματα αγρού.

73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4

Επιβίωση του εντόμου Agrotis trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο

4.1 Εισαγωγή

Η θερμοκρασία είναι ένας από τους σημαντικότερους αβιοτικούς παράγοντες που επηρεάζει την επιβίωση και την αναπαραγωγή των οργανισμών στη φύση (Willmer et al. 2000). Η επιβίωση περιγράφει το ρυθμό με τον οποίο τα άτομα που απαρτίζουν έναν πληθυσμό ενός είδους πεθαίνουν κατά τη διάρκεια μιας γενεάς, επομένως ο ρυθμός επιβίωσης αντιπροσωπεύει την συσσωρευμένη θνησιμότητα που υφίσταται ένας πληθυσμός (Carrey 2003). Η επιβίωση εκτός από την θερμοκρασία εξαρτάται σε σημαντικό βαθμό και από την ποιότητα της τροφής (Βusching and Turpin 1977). Θεωρητικά, η επιβίωση των ζωικών οργανισμών συμπεριλαμβανομένων και των εντόμων περιγράφεται από τρείς τύπους καμπυλών (Διάγραμμα 6) (Speight et al. 1999).

Διάγραμμα 6. Καμπύλες θεωρητικής επιβίωσης. Τύπου Ι όπου η θνησιμότητα εντοπίζεται κυρίως στο τέλος της αναμενόμενης διάρκειας ζωής. Τύπου ΙΙ όπου ο ρυθμός θνησιμότητας παραμένει σταθερός με την ηλικία. Τύπου ΙΙΙ όπου τα υψηλότερα ποσοστά θνησιμότητας παρατηρούνται στα πρώτα στάδια της ζωής ενός οργανισμού (Begon et al. 1986)

74 Αυτές οι καμπύλες μπορεί να μην ανταποκρίνονται απόλυτα σε αυτό που συμβαίνει στη φύση, αλλά αποτελούν ένα αξιόπιστο σύστημα κατάταξης ενός πληθυσμού ανάλογα με τον αν τα περισσότερα άτομα πεθαίνουν σε πολύ νεαρή ηλικία ή όχι. Η τύπου ΙΙ καμπύλη επιβίωσης περιγράφει μια κατάσταση όπου σε κανένα συγκεκριμένο στάδιο της ζωής ενός οργανισμού δεν παρατηρείται υψηλότερο ποσοστό θνησιμότητας σε σχέση με κάποιο άλλο (Speight et al. 1999). Η τύπου ΙΙΙ καμπύλη επιβίωσης είναι τυπική για πληθυσμούς εντόμων στον αγρό (Gutierrez 1996). Η εξέλιξη των εντόμων έχει οδηγήσει σε στρατηγικές επιβίωσης όπου κάθε στάδιο του κύκλου ζωής μπορεί να παρουσιάζει και διαφορετικό ποσοστό θνησιμότητας. Συνεπώς επειδή η καμπύλη επιβίωσης στα διάφορα στάδια μπορεί να είναι διαφορετικού τύπου, είναι σημαντικό στη μελέτη της επιβίωσης των εντόμων να εξετάζεται το στάδιο του αυγού, της προνύμφης, της νύμφης και του ενηλίκου ξεχωριστά (Speight et al. 1999) Σκοπός αυτού του κεφαλαίου είναι η μελέτη της επιβίωσης των ανήλικων σταδίων καθώς και της συνολικής επιβίωσης, από τη γέννηση του αυγού ως και το θάνατο του ενηλίκου, του εντόμου Α. trux σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες στο εργαστήριο.

75 4.2 Υλικά και μέθοδοι

Τα άτομα που χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της επιβίωσης ήταν αυτά του πρώτου πειράματος που αναπτύχθηκαν σε εννιά σταθερές (15, 17,5, 20, 25, 27,5, 30, 32,5, 35 και 37,5˚C) και σε τρεις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες (25-10 ± 1˚C, 30-15 ± 1˚C και 35-20 ± 1˚C), όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 2. Τα ενήλικα που προέκυπταν διατηρούνταν και αυτά στις ίδιες συνθήκες όπως περιγράφεται στο κεφάλαιο 3. Καθημερινά από την τοποθέτηση των αυγών έως και το θάνατο του ενηλίκου παράλληλα με τις παρατηρήσεις για την ανάπτυξη του εντόμου, καταγραφόταν και η θνησιμότητα. Από την θνησιμότητα υπολογίστηκε η επιβίωση του εντόμου για το στάδιο του αυγού, της προνύμφης, αλλά και για κάθε προνυμφική ηλικία ξεχωριστά, για την νύμφη, για τη συνολική ανήλικη ανάπτυξη καθώς και για το ενήλικο. Για την ανάλυση των αποτελεσμάτων και τη δημιουργία των γραφικών παραστάσεων χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Microsoft Excel 2003.

76 4.3 Αποτελέσματα

Η επιβίωση επηρεάστηκε σημαντικά από τη θερμοκρασία. Τα ποσοστά επιβίωσης του αυγού, της κάθε προνυμφικής ηλικίας αλλά και του συνολικού προνυμφικού σταδίου, του νυμφικού σταδίου καθώς και της συνολικής ανάπτυξης (αυγό – έξοδο ενηλίκου), τόσο στις σταθερές όσο και στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες φαίνονται στον πίνακα 14. Η εκκόλαψη των αυγών επιτεύχθηκε σε ποσοστό μεγαλύτερο από 50% στους 25˚C, 27,5˚C και στους 30-15˚C. Μικρά ποσοστά εκκόλαψης παρατηρήθηκαν στις υψηλές θερμοκρασίες, ενώ στους 37,5˚C κανένα αυγό δεν εκκολάφτηκε. Η υψηλότερη επιβίωση των προνυμφών παρατηρήθηκε στους 17,5˚C με ποσοστό 88,7% ενώ η χαμηλότερη στους 15˚C με ποσοστό 17,3%. Για τις υπόλοιπες θερμοκρασίες τόσο σταθερές όσο και μεταβαλλόμενες η επιβίωση των προνυμφών κυμάνθηκε σε ποσοστά από 50 έως 60%. Στους 35˚C τα άτομα του A. trux δεν ολοκλήρωσαν την προνυμφική ανάπτυξη καθώς πέθαιναν στις πρώτες προνυμφικές ηλικίες. Στο στάδιο της νύμφης το ποσοστό επιβίωσης παρουσίασε τη μεγαλύτερη τιμή του στους 20˚C. Στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες παρατηρήθηκαν μικρότερα ποσοστά της συνολικής επιβίωσης του εντόμου σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές, με εξαίρεση την θερμοκρασία 30-15˚C όπου παρουσίασε περίπου το ίδιο ποσοστό επιβίωσης (21,9%) σε σχέση με την αντίστοιχη σταθερή (21,6%). Η συνολική ανήλικη επιβίωση του εντόμου (αυγό- έξοδο ενηλίκου) κυμάνθηκε γενικά σε χαμηλά επίπεδα (<30%) και εμφάνισε την μεγαλύτερη τιμή της στους 17,5˚C (27,4%). Οι ενδιάμεσες θερμοκρασίες 17,5˚C έως 27,5˚C ήταν αρκετά ικανοποιητικές για την επιβίωση του εντόμου (12,5 έως 27,4%). Στο διάγραμμα 7 παρουσιάζονται οι καμπύλες της συνολικής επιβίωσης, δηλαδή από την εκκόλαψη του αυγού μέχρι και το θάνατο του ενηλίκου στις σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες του εξετάστηκαν. Η καμπύλη της επιβίωσης για τις σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες τείνει να είναι τύπου ΙΙ, δηλαδή ο ρυθμός θνησιμότητας παραμένει σταθερός με την ηλικία, για το θερμοκρασιακό εύρος 15°C έως 30°C. Στις υψηλές θερμοκρασίες, η καμπύλη της επιβίωσης είναι τύπου ΙΙΙ, υποδηλώνοντας ότι μετά τους 30°C, ο ρυθμός θνησιμότητας του A. trux αυξάνεται με υψηλότερα ποσοστά στις πρώτες προνυμφικές ηλικίες του εντόμου (Begon et al. 1986).

77 Πίνακας 14. Ποσοστά επιβίωσης (%) όλων των σταδίων του εντόμου A. trux κατά την ανάπτυξη τους σε σταθερές και μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες

Θερμοκρασία Προνυμφικές ηλικίες Προνυμφικό Νυμφικό Αυγό - Αυγό °C L1 L2 L3 L4 L5 L6 στάδιο στάδιο Ενήλικο

15 36,0 60,0 79,2 89,5 100,0 100,0 100,0 17,3 5,9 0,4

17,5 40,0 98,1 94,3 100,0 98,0 95,9 100,0 88,7 78,7 27,4

20 43,2 71,3 93,0 94,3 98,0 98,0 100,0 60,0 83,3 21,6

25 59,8 90,0 84,1 96,2 90,2 95,7 88,6 50,0 48,6 14,5

27,5 51,9 91,2 90,4 93,6 90,9 92,5 89,2 50,9 44,8 12,5

30 43,8 81,6 91,4 94,1 96,3 97,4 93,4 52,6 41,7 9,6

32,5 27,8 76,4 100,0 98,2 96,3 100,0 82,7 55,6 32,5 5,0

35 11,0 26,5 23,1 33,3

37,5

25-10 39,2 68,1 93,6 97,7 97,7 97,6 97,6 53,6 45,9 9,7

30-15 53,5 89,6 88,3 93,4 91,8 97,4 94,7 51,3 79,7 21,9

35-20 29,0 76,4 100,0 98,2 96,3 100,0 86,5 55,6 32,5 5,2

78 1,0 1,0 15 °C 17,5 °C

0,8 0,8

0,6 0,6

0,4 0,4

0,2 0,2

0,0 0,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

1,0 25-10 °C 1,0 30-15 °C 20 °C 25 °C 0,8 0,8

0,6 0,6

0,4 0,4

0,2 0,2 ) x 0,0 (L 0,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

1,0 1,0 35-20 °C 27,5 °C 30 °C 0,8 0,8 Επιβίωση

0,6 0,6

0,4 0,4

0,2 0,2

0,0 0,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

1 32.5 °C 1,0 35 °C

0,8 0,8

0,6 0,6

0,4 0,4

0,2 0,2

0 0,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Ηλικία (Ημέρες)

Διάγραμμα 7. Επιβίωση (Lx) του εντόμου A. trux, από την εκκόλαψη του αυγού μέχρι και το θάνατο του ενηλίκου. Η ευθεία γραμμή απεικονίζει την επιβίωση σε σταθερές θερμοκρασίες, ενώ η διακεκομμένη σε μεταβαλλόμενες

79 4.4 Συζήτηση

Η θερμοκρασία είναι ο σημαντικότερος αβιοτικός παράγοντας, ο οποίος εκτός από την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή και τη γονιμότητα, επηρεάζει την επιβίωση των εντόμων. Η συνολική ανήλικη επιβίωση του A. trux κυμάνθηκε σε χαμηλά επίπεδα. Αντίθετα η επιβίωση του εντόμου A. orana παρουσιάζει υψηλά ποσοστά επιβίωσης όταν εκτρέφεται σε σταθερές θερμοκρασίες το εργαστήριο (Milonas and Savopoulou-Soultani 2000). Στην παρούσα μελέτη βρέθηκε ότι στις υψηλές θερμοκρασίες το ποσοστό εκκόλαψης των αυγών είναι χαμηλό, ενώ στους 37,5˚C κανένα αυγό δεν εκκολάπτεται. Στο ίδιο συμπέρασμα κατέληξε και ο Liu και οι συνεργάτες του (2002) για το έντομο Plutella xylostella, τα αυγά του οποίου στους 36˚C δεν εκκολάπτονται. Στους 15°C τα ποσοστά θνησιμότητας στην 1η και 2η προνυμφική ηλικία ήταν αυξημένα, αλλά οι προνύμφες που επιβίωσαν κατόρθωσαν έστω και με βραδύ ρυθμό να νυμφωθούν. Κάτι ανάλογο παρατηρήθηκε και με το A. ipsilon, του οποίου οι προνύμφες της 1ης και 2ης ηλικίας δεν επιζούσαν σε παρατεταμένη έκθεση σε ψυχρές θερμοπεριόδους, ενώ οι προνύμφες της 3ης έως 6ης ηλικίας επιβίωναν αλλά αναπτυσσόταν πολύ αργά σε τέτοιες συνθήκες (Beck 1988a). Στα αποτελέσματα μας φαίνεται ότι η καμπύλη της επιβίωσης για το θερμοκρασιακό εύρος 15°C έως 30°C των σταθερών και για όλες τις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν τείνει να είναι τύπου ΙΙ, δηλαδή ο ρυθμός θνησιμότητας παραμένει σταθερός με την ηλικία. Παρομοίως οι καμπύλες επιβίωσης του εντόμου Myzus persicae όταν αναπτύχθηκε σε μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες με μέσο όρο 20, 30 και 32°C ήταν τύπου ΙΙ (Davis et al. 2006).

80 ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Από τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας συμπεραίνεται ότι η θερμοκρασία είναι ένας πολύ σημαντικός αβιοτικός παράγοντας που επηρεάζει την ανάπτυξη, την επιβίωση, τη μακροβιότητα και την αναπαραγωγή του εντόμου Α. trux. Η πιο ευνοϊκή θερμοκρασία για την ανάπτυξη του εντόμου βρέθηκε να είναι η μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 35-20˚C. Γενικά στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες που μελετήθηκαν η συνολική διάρκεια της ανήλικης ανάπτυξης ήταν μικρότερη σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές. Παρατηρήθηκε πως όταν το A. trux εκτρέφεται σε συνθήκες σταθερών θερμοκρασιών, δεν μπορεί να αναπτυχθεί από το αυγό μέχρι την έξοδο του ενηλίκου πέρα από το θερμοκρασιακό εύρος 17,5˚C έως 32,5˚C, ενώ οι μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες επιτρέπουν στο A. trux να ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής του σε ένα πολύ ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Η συνολική επιβίωση των ανήλικων σταδίων κυμάνθηκε σε χαμηλά επίπεδα (<30%), με πιο ευνοϊκή θερμοκρασία για την επιβίωση του εντόμου τους 17,5˚C. Τόσο το γραμμικό, όσο και το μη γραμμικό μοντέλο του Lactin-2 περιγράφουν πολύ καλά τα δεδομένα της μελέτης μας, όπως φαίνεται από τις υψηλές τιμές της παραμέτρου R2. Τα ενήλικα θηλυκά και αρσενικά που αναπτύχθηκαν στους 17,5°C έζησαν περισσότερο ενώ η διάρκεια ζωής τους μειώθηκε με την αύξηση της θερμοκρασίας εμφανίζοντας την μικρότερη τιμή στους 32,5°C. Τα θηλυκά που αναπτύχθηκαν στη μεταβαλλόμενη θερμοκρασία 25-10°C απέθεσαν το μεγαλύτερο αριθμό αυγών ανά θηλυκό σε σχέση με τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις. Οι τιμές της μέγιστης και της μέσης ημερήσιας ωοπαραγωγής καθώς και ο αριθμός αυγών ανά θηλυκό έχουν υψηλότερες τιμές στις μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες σε σχέση με τις αντίστοιχες σταθερές. Τα στοιχεία από την ανάπτυξη του εντόμου, οι διάφορες δημογραφικές παράμετροι, καθώς και ο υπολογισμός των απαιτούμενων ημεροβαθμών είναι χρήσιμα στοιχεία για τη δημιουργία φαινολογικών μοντέλων και την πρόβλεψη της ανάπτυξης του εντόμου και της δυναμικής των πληθυσμών του. Τέτοια στοιχεία μπορούν να αξιοποιηθούν σε προγράμματα ολοκληρωμένης καταπολέμησης. Στην παρούσα μελέτη φαίνεται ότι τόσο η ανάπτυξη όσο και οι δημογραφικές παράμετροι διαφέρουν όταν υπολογίζονται σε σταθερές ή μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες. Συμπεράσματα όπως αυτά είναι αρκετά σημαντικά για να κατανοήσουμε τη γεωγραφική κατανομή, την ανάπτυξη, την αναπαραγωγή, και τη

81 μακροβιότητα του εντόμου σε συνθήκες υπαίθρου, ιδιαίτερα στις μέρες μας που οι ζωντανοί οργανισμοί καλούνται να προσαρμοστούν λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας σε ένα συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον. Εντούτοις, απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να επιβεβαιωθούν αυτά τα στοιχεία της βιοοικολογίας του εντόμου και σε συνθήκες αγρού.

82 Βιβλιογραφία

Ξενόγλωσση βιβλιογραφία: Agnello, A. M., D. P. Kain, and S. M. Spangler. 1993. Fruit pest events and phonological development according to accumulated heat units. New York’s Food and Life Sciences Bulletin. Number 142. Allen, J. C. 1976. A modified sine wave method for calculating day degrees. Ibid. 5: 388-396. Allen, J. C., Y. Yank, and J. L. Knapp. 1995. Temperature effects on development and fecundity of the citrus rust mite (Acari: Eriophyidae). Environ. Entomol. 24: 996-1004. Ancher, T. L., and G. J. Musick. 1975. Responses of black cutworm larvae to light at several intensities. Ann. Entomol. Soc. Am. 69(3): 476-478. Ancher, T. L., G. J. Musick, and R. I. Murray. 1980. Influence of temperature and moisture on black cutworm development and reproduction. Can. Entomol. 112: 665-673. Andrewartha, H. G. 1961. Introduction to the study of animal populations. Methuen & Co Ltd. London. Andrewartha, H. G., and L. C. Birch. 1970. The distribution and abundance of animals. University of Chicago Press, Chicago, IL. Ascerno, E. M. 1991. Insect phenology and integrated pest management. Journal of Arboriculture 17 (1): 13-15. Balachowsky, S. A. 1972. Entomologie Appliquée a l’ Agriculture. Tome II Lépidopterès. Masson et Cie, Éditeurs 120, Boulevard Saint- Germain, Paris. Baskerville, G. L., and P. Emin. 1969. Rapid estimation of heat accumulation for maximum and minimum temperatures. Ecology 50: 514-517. Beck, S. D. 1980. Insect thermoperiodism. Second edition. Academic. New York. Beck, S. D. 1983. Insect thermoperiodism. Annu. Rev. Entomol. 28: 91-108. Beck, S. D. 1986. Effects of Photoperiod and Thermoperiod on Growth of Agrotis ipsilon (Lepidoptera: Noctuidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 79: 821-828. Beck, S. D. 1988(a). Thermoperiod and Larval Development of Agrotis ipsilon (Lepidoptera: Noctuidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 81(5): 831-835.

83 Beck, S. D. 1988(b). Cold acclimatization of Agrotis ipsilon (Lepidoptera: Noctuidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 81(6): 964-968. Begon, M., J. L. Harper, and C. R. Townsend. 1986. Ecology- individuals, populations and communities. Blackwell Scientific Publications, Oxford. Behrens, W., K. Hoffmann, S. Kempa, S. Gabler, and G. Merkel- Wallner. 1983. Effects of diurnal thermoperiods and quickly oscillating temperatures on the development and reproduction of crickets, Gryllus bimaculatus. Oecologia (Berl.) 59: 279-287 Belehradek, J. 1935. Temperature and living matter. Protoplasma Monogr. 8, Verlag Gebruder Brontraeger, Berlin. Bishara, I. E. 1932. The greasy cutworm (Agrotis ipsilon Rott.) in Egypt. Egypt. Min. Agric. Tech. Sci. Bull. 114. pp 58. Bohmfalk, G. T., R. E. Frisbie, W. L. Sterling, R. B. Metzer, and A. E. Knutson. 1983. Identification, biology and sampling of cotton insects. Texas Agr. Exp. Sta. Bull. B-933, 44pp. Bradshaw, W. E. 1980. Thermoperiodism and the thermal environment of the pitcher- plant mosquito, Wyeomyia smithii. Oecologia 46: 13-17. Briere, J.F., P. Pracros, A. Y. Roux, and J. S. Pierre. 1999. A novel rate model of temperature- dependent development for Arthropods. Environmental Entomology 28(1): 22-29. Busching, K. M., and T. F. Turpin. 1977. Survival and Development of Black Cutworm (Agotis ipsilon) Larvae on Various Species of Crop Plants and Weeds. Environmental Entomology 6(1): 63-65. Butler, G. D., and J. D. Lopez. 1980. Trichogramma pretiosum: development in relation to constant and fluctuating temperatures. Ann. Entomol. Soc. Am. 73: 671-673. Campbell, A., B. D. Frazer, N. Gilbert, A. P. Gutierrez, and M. Mackauer. 1974. Temperature requirements of some aphids and their parasites. Journal of Applied Ecology 11: 431-438. Carey, J. R. 1984. Host- specific demographic studies of the Mediterranean fruit fly Ceratitis capitata. Ecological Entomology 9: 261-270 Carey, J. R. 1993. Applied Demography for Biologists. Oxford University Press. New York.

84 Carey, J. R. 1993. Longevity. The biology and demography of life span. Princeton University Press. New Jersey.

Condolle, A. P. 1855. Geographique botanique, raisonee. Paris. Davidson, J. 1942. On the speed of development of insects eggs at constant temperatures. Aust. J. Exp. Biol. Med. Sci. 20: 233-239. Davis, I. A., E. B. Radcliffe, and D. W. Ragsdale. 2006. Effects of high and fluctuating temperatures on Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae). Environ. Entomol. 35 (6): 1461-1468. Eckenrode, C. J., and R. K. Chapman. 1972. Seasonal adult cabbage maggot populations in the field in relation to thermal- unit accumulation. Ann. Entomol. Soc. Am. 65: 151-156. El-Minshawy, A. M. 1970. Preliminary notes on the biology of Meteorus laeviventris Wsm. an internal larval parasite of Agrotis ipsilon Rott. (Hymenoptera: Braconidae). Bull. Soc. ent. Egypte, 54: 361-364. Fantinou, A., and M. T. Chourdas. 2006. Thermoperiodic effects on larval growth parameters of the Sesamia nonagrioides (Lepidoptera: Noctuidae) Journal of Pest Science 79(1): 43-49. Fantinou, A., D. Perdikis, and C. Chatzoglou. 2003. Development of Immature Stages of Sesamia nonagrioides (Lepidoptera: Noctuidae) Under Alternating and Constant Temperatures. Environmental Entomology 32(6): 1337-1342. Frost, S. W. 1955. Cutworms of Pennsylvania. Pa. Exp. Stn. Bull. 596: 1-29. Foley, D. H. 1981. Pupal development rate of Heliothis armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) under constant and fluctuating temperatures. J. Aust. Ent. Soc. 20: 13-20. Gholson, L. E., and W. B. Showers. 1979. Feeding behaviour of black cutworms on seedling corn and organic baits in the greenhouse. Environmental Entomology 8: 552-557. Gullan, P. J., and P. S. Cranston. 1994. Insects: An Outline of Entomology. Chapman & Hall. p 169-174. Gutierrez, A. P. 1996. Applied population Ecology. John Wiley and Sons. Inc. Hagstrum, D. W., and C. E. Leach. 1973. Role of constant and fluctuating temperatures in determining development time and fecundity of three species of stored products Coleoptera. Ann. Entomol. Soc. Am. 66: 407-410.

85 Hagstum, D. W., and W. R. Hagstrum. 1970. A simple device for producing fluctuating temperatures, with an evaluation of the ecological significance of fluctuating temperatures. Ann. Entomol. Soc. Am. 63:1385-1389. Harris, C. R., H. J. Svec, and R. A. Chapman. 1978. Potential of pyrethroid insecticides for cutworm control. J. Econ. Ent. 71: 692-696. Heath, J., and A. M. Emmet. 1979. The moths and butterflies of Great Britain and Ireland 9: 142-143. Hilbert, D. W., and J. A. Logan. 1983. Empirical model of nymphal development for migratory grasshopper Melanoplus sanguinipes (Orthoptera: Acrididae) Environmental Entomology 12: 1-5. Howe, R. W. 1967. Temperatures effects on embryonic development in insects. Annu. Rev. Entomol. 10: 15-42. Huffaker, R. D., R. E. Jones, and A. R. Gutierrez. 1984. Short-term patterns of population change: the life system approach to their study, pp. 309-351. In R.D. Huffaker and R.L. Rabb [eds.], Ecological Entomology. Wiley, New York. Kaster, L. V., and W. B. Showers. 1982. Evidence of spring immigration and autumn reproductive diapause of the adult black cutworm in Iowa. Environ. Entomol.11: 306-312. Kaufmann, O. 1932 Einige Bemerkuungen uber den Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Entwicklungsdauer und Streuung bei Insecten und seine graphische Darstellung durch Kettelinie und Hyperbel. Z. Morph. Okol. Tiere. 25: 353-361. Khinkin, S., and N. Nikolov. 1974. Wireworms and cutworms as economically serious pests. Rastitelna Zashchita 22 (8): 14-16. Kieckhefer, R. W., and N. C. Elliott. 1989. Effect of fluctuating temperatures on development of immature Russian wheat aphids (Homoptera: Aphididae) and demographic statistics. J. Econ. Entomol. 82: 119-122. Krogh, A. 1914. On the influence of the temperature on the rate of embryonic development. Z. Allg. Physiol. 16: 163-177. Lactin, D. J., N. J. Holliday, D. L. Johnson, and R. Craigen. 1995. Improved Rate Model of Temperature- Dependent Development by Arthopods. Environmental Entomology 24(1): 68-75. Lee, A. D. 1956. The physiology and biochemistry of diapause. Annu. Rev. Entomol. 1. 1-16.

86 Liu, S. S., G. M. Zhang, and J. Zhu. 1995. Influence of temperature variations on the rate of development in insects: analysis of case studies from entomological literature. Ann. Entomol. Soc. Am. 88: 107-119. Liu, S.S., F. Z. Chen, and P. M. Zalucki. 2002. Development and Survival of the Diamonback (Lepidoptera: Plutellidae) at Constant and Alternating Temperatures. Environ. Entomol. 31 (2): 221-231. Liu, Z., D. Li, P. Gong, and K. Wu. 2004. Life table studies of the cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae), on different host plants. Environ. Entomol. 33 (6): 1570-1576. Logan, J. A., D. J. Wollkind, S. C. Hoyt, and L. K. Tanigoshi. 1976. An analytical model for description of temperature dependent rate phenomena in arthropods. Environ. Entomol. 5 (6): 1133-1140. Luckmann, W. H, T. J. Shaw, D. W. Sherrod, and W. G. Ruesink. 1976. Developmental rate of the black cutworm. J. Econ. Entom. 102: 386-388. Mandal, S. C., and R. S. Yadav. 1978. Record of parasite of cutworm, Agrotis ypsilon Rott., in Bihar. Indian J. Ent., 40: 462. Mathur, Y. K., J. P .Verma, and S. K. Sharma. 1971 Microlestes discoidalis Fairm. (Col. carabidae) as a predator of Euxoa segetum Walk. (Lep. Noctuidae). Entomologist's Mon. Mag., 107: 1280-1282. Mearns, R. 2003. Crescent Dart Agrotis trux lunigera Stephens (Lep: Noctuidae): well established on Galloway coast, south west Scotland. Entomologist record and journal of variation 115: 291-292. Messenger, P. S. 1964. The influence of rhythmically fluctuating temperatures on development and reproduction of the spotted alfalfa aphid, Therioaphis maculate. J. Econ. Entomol. 57: 71-76. Messenger, P. S., and N. E. Flitters. 1958. Effects of constant temperature environments on the egg stage of three species of Hawaiian fruit flies. Ann. Entomol. Soc. Am. 51: 109-119. Milonas, P. G., and M. Savopoulou- Soultani. 2000. Development, survivorship and reproduction of Adoxophyes orana (Lepidoptera: Torticidae) at constant temperatures. Annals of Entomological Society of America 62: 1026-1031. Mourikis, P. A., and P. Vassilaina-Alexopoulou. 1969 Notes on the Rearing on Semisynthetic Diet of the Cotton Bollworm Heliothis Armigera. Ann. Inst. Benaki, N.S., 9: 46-53.

87 Nadgauda, D., and H. Pitre. 1983. Development, fecundity, and longenity of the tobacco budworm (Lepidoptera: Noctuidae) fed soybean, cotton, and artificial diet at three temperatures. Environ. Entomol. 12: 582-86. Νasr, E. S. A., G. M. Moaward, and A. H. El- Kiff. 1973.Behaviour of the full grown larvae of Agrotis ipsilon (Hufn.). Bull. Soc. Ent. Egypt, LVII: 279-282. Novak, I., and K. Spitzer. 1972. The relationship between migration and diapause during phylogeny and ontogeny of some Lepidoptera. J. Res. Lepid. 10: 181-184. Ochieng-Odero, J. P. R. 1991. The effect of photoperiod and thermoperiod on the larvae critical weight, latent feeding period, larval maximum weight and fecundity of Cnephasia jactana (Walker) (Lepidoptera: Torticidae). J. Insect Physiol. 37(6): 441-445. Pearson, E. O. 1958. The insect pests of cotton in Tropical Africa. London, Empire Cott. Growing Corp. and Commonwealth Inst. Ent. London, 355 pp. Pianka, E. R. 1976. Natural selection of optimal reproductive tactics. Am. Zool. 16, 775-784. Pierce, F.N., 1967. The Genitalia of the Group Noctuidae of the Lepidoptera of the British Islands. E.W. Classey, Middlesex, England, pp 88. Pressat, R. 1985. The Dictionary of Demography. Bell and Bain, Ltd., Glasgow. Puttler, B., and S. E. Thewke. 1970. Biology of Microplitis feltiae (Hymenoptera: Braconidae), a parasite of the black cutworm, Agrotis ipsilon. Ann. ent Soc. Am., 63: 645-648. Puttler, B., E. Sechriest, and D. M. Daughtery. 1973. Hexameris arvalis parasitizing Agrotis ipsilon in corn and the origin of pest infestation. Environ. Entomol. 2: 963-964. Ratte, H. T. 1985. Temperature and insect development, pp. 33-66. In K.H. Hoffmann [ed.], Environmental physiology and biochemistry of insects. Springer, New York. Rings, R. W., F. J. Arnold, and B. A. Johnson. 1975. Host range of the black cutworm on vegetables: A bibliography. Bull. Ent. Soc. Am. 21: 229-234. Ripper, W. E., and L. George. 1965. Cotton pest of the Sudan, their habits and control. Oxford, Blackwell Sci. Publ., 345pp.

88 Salamov, T. S. 1974. Inchneumonids as parasites of Agrotis segetum. Zashchita Rastenii, 4:34. Santos, L., and E. Shields. 1988. Temperature and Diet Effect on Black Cutworm (Lepidoptera: Noctuidae) Larval Development. J. Econ. Entomol. 91 (1): 267- 273. Schreier, Ο. 1974. On the feasibility of a cutworm warning service by means of light traps. Z. angew. Zoology 61: 395-406. Sevacherian, V., V. M. Stern, and A. J. Mueller. 1977. Heat accumulation for timing Lygus control measures on a safflower- cotton complex. J. Econ. Entomol. 70: 399-402. Sharpe, P. J. H., and D. V. DeMichele. 1977 Reaction Kinetics of poikilotherm development. J. Theor. Biol. 64: 649-670. Sharpe, P. J. H., G. L. Curry, D. V. DeMichele, and C. L. Cole. 1977 Distribution model of organism development times. J. Theor. Biol. 66: 21-38. Shashkova, R. V. 1972. Parasites of Agrotis segetum Schiff. (Lepidoptera, Noctuidae). Izvestiya Akademii Nauk Turkmenskol SSR. Biologicheskikh Nauk, 4: 77-80. Sherrod, W. D., T. J. Shaw, and H. W. Luckmann. 1979. Concepts on Black Cutworm Field Biology in Illinois. Environ. Entomol. 8: 191-195. Showers, W. B. 1997. Migratory ecology of the black cutworm. Annu. Rev. Entomol. 42: 393-425. Showers, W. B., L. Von Kaster, and P. G. Mulder. 1983. Corn seedling growth stage and black cutworm (Lepidoptera: Noctuidae) damage. Environ. Entomol. 12: 241-244. Slanky, F., and J. M. Scriber. 1985. Food consumption and utilization. In: Kerkut G.A., Gilbert L.I. (Eds), Comprehensive Insect Physiology, Biochemistry and Pharmacology, vol. 4. Pergamon Press, Oxford, pp. 87- 163 Soures, B. 1948. Contribution à l’ etude des Lépidopterès de la Tunisie. Ann. Serv. Bot. Agron. Tunisie, 93-96, 130-133. Speight, R. M., D. M. Hunter, and D. A. Watt. 1999. Ecology of Insects: Concepts and Applications. Blackwell Science. P 26-30 Stinner, R. E., A. P. Gutierez, and G. D. Butler. 1974. An algorithm for temperature- dependent growth rate stimulation. Ibid. 106: 519-524.

89 Stinner, R. E., G. D. Butler, J. S. Bacheler, and C. Tuttle. 1975. Simulation of temperature- dependent development in populations dynamics models. Can. Entomol. 107: 1167- 1174 Swadener, S. O., and T. R. Yonke. 1973. Immature stages and biology of Zelus socius (Hemiptera: Reduviidae). Can. Ent., 105: 231-238. Tauber, M. J., C. A. Tauber, and S. Masaki. 1986. Seasonal adaptations of insects. Oxford University Press, New York. Thireau, J. C., and J. Regniere. 1995. Development and reproduction, voltinism and host synchrony of Meteorus trachynotus with its hosts Choristoneura fumiferana and C. rosaceana. Entomologia Experimentalis et Applicata, 76 (1), 67-82. Thompson, R. S. and B. Nelson. 2003. The Butterflies and Moths of Northen Ireland. Vargas, R. I., W. A. Walsh, D. Kanehisa, J. D. Stark, and T. Nishida. 2000. Comparative demography of three Hawaiian fruit flies (Diptera: Tephritidae) at alternating temperatures. Ann. Entomol. Soc. Am. 93 (1): 75-81. Wagner, T. L., H. Wu, P. J. Sharpe, R. M. Scoolfield, and R. N. Coulson. 1984. Modeling insect development rate: literature review and application of a biophysical model. Ann. Entomol. Soc. Am. 77: 208-225. Willmer, P., G. Stone, and I. Johnston. 2000. Environmental physiology of animals. Blackwell Science, Oxford. Wheeler, D. 1996. The role of nourishment in oogenesis. Annu. Rev. Entomol. 41. 407-431. Worner, B. 1992. Performance of phonological models under variable temperatures regimes: Consequences of the Kaufmann or rate summation effect. Envir. Entomol. 21 (4): 689-699. Yank, Y., J. R. Carrey, and R. V. Dowell. 1994. Temperature influences on the development and demography of Bactrocera dorsalis (Diptera: Tephritidae) in China. Environ. Entomol. 23: 971-974. Ζaazou, M. H., H. S. M. Fahmy, A. A. M. Camel and A. H. El- Hamaesy. 1973. Effect of food on the development of the greasy cutworm Agrotis ipsilon (Hufn.). Bull. Soc. Ent. Egypt, LVII: 379-386. Zalucki, M. P. 1991. Heliothis: research methods and prospects. Springer-Verlag New York Inc.

90 Ελληνική βιβλιογραφία: Βερεσόγλου, Σ. Δ. 2000. Σημειώσεις γενικής οικολογίας. Έκδοση: Υπηρεσία Δημοσιευμάτων. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Γιαννοπολίτης, Κ. Ν. 2005. Οδηγός Γεωργικών Φαρμάκων 2005. Εκδόσεις Αγρότυπος. Σταμόπουλος, Δ. 1995. Έντομα αποθηκών, μεγάλων καλλιεργειών και λαχανικών. Εκδόσεις Ζήτη. Τζανακάκης, Μ. Ε. 1995. Εντομολογία. University Studio Press, Θεσσαλονίκη. Τζανακάκης, Μ. Ε. 1980. Μαθήματα εφαρμοσμένης εντομολογίας. Υπηρεσία δημοσιευμάτων Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Τόλης, Δ. Ι. 1986. Βαμβάκι: Εχθροί, Ασθένειες, Ζιζάνια.

Διαδικτυακοί τόποι: http://www.lepidoptera.bai.pl http://ukmoths.org.uk http://www.nic.funet.fi http://www.anthorama.gr www.agro.gr www.gaipm.org

91 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ...... 1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ...... 2 SUMMARY ...... 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ...... 7 1.ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ...... 7 1.1 Το έντομο ...... 7 1.1.1 Η γεωγραφική κατανομή του εντόμου ...... 7 1.1.2 Μορφολογία του εντόμου ...... 8 1.1.3 Ξενιστές ...... 13 1.1.4 Βιολογία και συμπεριφορά ...... 14 1.1.5 Οικονομική σημασία, φύση προσβολής, ζημιές ...... 16 1.1.6 Καταπολέμηση ...... 18 1.2 Ανάπτυξη ...... 20 1.3 Η επίδραση του περιβάλλοντος στην ανάπτυξη ...... 21 1.3.1 Θερμοκρασία ...... 21 1.3.2 Φωτοπερίοδος ...... 24 1.3.3 Υγρασία ...... 25 1.3.4 Μεταλλαξογόνα και τοξίνες ...... 25 1.3.5 Διαθεσιμότητα της τροφής ...... 26 1.4 Μοντέλα ανάπτυξης ...... 27 1.5 Σκοπός της διατριβής ...... 31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ...... 32 2.1 Εισαγωγή ...... 32 2.2 Υλικά και μέθοδοι ...... 34 2.2.1 Προέλευση του εντόμου ...... 34 2.2.2 Εκτροφή του εντόμου ...... 35 2.2.3 Συνθήκες ανάπτυξης ...... 37 2.2.4 Στατιστική Ανάλυση ...... 39 2.3 Αποτελέσματα...... 41 2.3.1 Ανάπτυξη ...... 41

92 2.3.2 Γραμμική και μη γραμμική συσχέτιση της ταχύτητας ανάπτυξης και της θερμοκρασίας ...... 51 2.4 Συζήτηση ...... 56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ...... 60 3.1 Εισαγωγή ...... 60 3.2 Υλικά και μέθοδοι ...... 61 3.2.1 Προέλευση του εντόμου και συνθήκες εκτροφής ...... 61 3.2.2 Συνθήκες ανάπτυξης ...... 61 3.2.3 Στατιστική ανάλυση ...... 62 3.3 Αποτελέσματα...... 64 3.3.1 Διάρκεια ζωής των ενηλίκων και αναπαραγωγική τους ικανότητα ...... 64 3.3.2 Προσδιορισμός παραμέτρων πινάκων ζωής ...... 70 3.4 Συζήτηση ...... 72 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ...... 74 4.1 Εισαγωγή ...... 74 4.2 Υλικά και μέθοδοι ...... 76 4.3 Αποτελέσματα...... 77 4.4 Συζήτηση ...... 80 ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ...... 81 Βιβλιογραφία ...... 83

93