Прикладні дослідження біологічного контролю

Кафедра ентомології

Хлібна крихта

Можливості розпорошення трьох неродних жуків-гнойовиків, випущених у Новій Зеландії для біологічного контролю гною великої рогатої худоби

прикладного

Кал тварин сприяє завантаженню поживних речовин, що забруднює воду, а стік з пасовищ зменшує якість ґрунтових вод, потоків та річок. Популяції мух, що розмножуються у гної, є проблематичним, дратують тварин і людей, а також поширюють мікроби, що викликають хвороби. Крім того, повільно розкладається гній є джерелом паразитичних аскарид, що збільшує потребу в оральних або місцевих заливках життєвого запасу для запобігання або лікування інфекцій.

Експериментальні процедури: Для льотних досліджень використовувались три різні види гнойового жука: (1) Geotrupes spiniger Marsham (Coleoptera: Geotrupidae); (2) Copris incertus Say (Coleoptera: Scarabaeidae) та (3) Onthophagus binodis (Thunberg) (Coleoptera: Scarabaeidae). Дорослих G. spiniger збирали з об'єкту масового вирощування (рис. 2), яким керували компанії Dung Beetle Innovations, через три різні інтервали часу: (1) щойно з’явилися дорослі жуки, (2) дорослі жуки, які годувались протягом чотирьох тижнів після появи сходів, та (3) дорослих жуків, яким було щонайменше 8 тижнів. Для кожного з цих трьох вікових класів вилетіли в цілому по 40 жуків, а загалом 120 G. spiniger літали на льотних млинах.

Всього на льотних млинах пролетіло 16 C. incertus та 16 O. binodus (тобто 32 жуки). Ці дорослі жуки були польовими, зібраними з зараженого коров’ячого гною, що сидів на пасовищних травах. Фотографії жуків показані на рис. 3.

Льотні млини (див. Lopez et al. 2014 та Hoddle et al. 2015 для отримання детальної інформації про льотні млини) (рис. 4) були створені в лабораторії Landcare Research у Східних Тамакі, Окленд, Нова Зеландія. Експериментальних жуків прив’язали до льотних млинів і залишили на 24 години. Налаштоване комп’ютерне програмне забезпечення фіксувало діяльність польоту протягом 24 годин, а дані польоту аналізували у програмі Microsoft Excel із використанням написаного на замовлення макросу.

Результати

Льотна активність G. spiniger. Всього на льотних млинах вилетіли 17, 19 та 18 самців G. spiniger із нещодавно з’явлених та не годуваних, вікових категорій 4 тижнів та 8 тижнів. “Флаєри” (самці та самки [див. Нижче зведення жіночої статистики польоту]) класифікували як жуків, які пролетіли більше 5 м на бій з мінімальною швидкістю 0,64 м/с. Використовуючи цей дискримінант, щоб відокремити “флаєрів” від “нелетучих”, літали 18%, 5% та 17% тестових жуків у не годуваних, 4-тижневих та 8-тижневих вікових категоріях (Таблиця 1). У середньому чоловіки, які літали та були нещодавно з’явленими та необгодованими, у віці 4 тижнів та 8 тижнів, пролітали в середньому 1,23 км, 0,09 км та 1,57 км відповідно. Експериментальні жуки, прив’язані до льотних млинів, втрачені

21-25% маси тіла за 24 год (табл. 1). Негодовані контрольні самці, які не були прив’язані до льотних млинів і утримувались окремо в прозорих вентильованих пластикових контейнерах, втратили 20-23% маси тіла за 24 години (табл. 3), що було схоже на прив’язаних жуків.
Всього на льотних млинах вилетіли 23, 21 та 22 самки G. spiniger з нещодавно з’явлених та не годуваних, вікових категорій 4 тижні та 8 тижнів відповідно. З цих прив’язаних жуків 22%, 10% та 9% літали у не годуваних, 4-тижневих та 8-тижневих вікових категоріях. Ці жуки пролетіли в середньому 0,59 км, 0,04 км та 2,3 км відповідно (табл. 2). Самка G. spiniger, прив'язана до льотних млинів, втратила 23-25% маси тіла (табл. 2), а самки, що не годувались, утримувались окремо в прозорих провітрюваних пластикових контейнерах, втрачали 19-26% маси тіла за 24 години (табл. 4).

Льотна активність C. incertus: П'ять чоловічих (табл. 1) та 11 жіночих (табл. 2) полів, зібраних C. incertus, вилітали на льотні млини. З цих жуків 20% та 19% самців та самок жуків пролетіли більше 5 м за бій з мінімальною швидкістю 0,64 м/с і вважалися «летчиками». У середньому самці (табл. 1) та самки (табл. 2) C. incertus налітали 0,08 км та 0,16 км відповідно. Прив’язані (табл. 1 і 2) та не годувані (табл. 3 і 4) самці та жінки C. incertus втратили 16-17% ваги свого тіла за 24 год.

Льотна діяльність О. binodus: П'ять чоловіків та 11 польових зібраних О. binodus були перевезені на льотні млини. З цих жуків 20% самців (табл. 1) та 55% самок (табл. 2) O. binodus пролетіли більше 5 м на бій з мінімальною швидкістю 0,64 м/с. Середні відстані, які пролітали самці та жінки О. binodus, були

2 км (табл. 1) і

1 км (табл. 2) відповідно. Прив’язані самці (табл. 1) та самки (табл. 2) жуків втратили 23-24% маси тіла за 24 год. Нев'язані не годувані контрольні самці (табл. 3) і самки (табл. 4) втратили 15-26% маси тіла за 24 год.

Висновки: В цілому низька частка G. spiniger у трьох різних вікових категоріях вилітала на льотних млинах. Серед тих жуків, що літали, середня відстань, яку подолали, коливалась від кількох сотень метрів до 1,6 км. Найсильніші самці та самки жуків були здатні літати

4,5 км за 24 год. Ці дані свідчать про те, що більшість G. spiniger у трьох випробуваних вікових категоріях, що не годувались та нещодавно з’явилися, віком 4 тижні та 8 тижнів, швидше за все, не братимуть участь у рейсах розгону, які покривають значні відстані. Ці результати можуть бути артефактом лабораторних умов (тобто відсутністю стимулів навколишнього середовища, що ініціюють і підтримують політ), а також льотного млина, створеного в цілому. Існують суттєві визнані недоліки досліджень льотних млинів для оцінки здатності комах до розпорошення (Taylor et al. 2010). Льотна здатність полів, зібраних G. spiniger, вимагає розслідування, оскільки ці жуки, особливо репродуктивно дозрілі дорослі особини, які можуть виявляти схильність до більш легкої участі в польотах розгону. Оцінка льотної активності полів, зібраних G. spiniger, для цього дослідження була неможливою, оскільки ці жуки зараз випускаються (перші випуски були зроблені в 2012 році і

На сьогодні випущено 10000 жуків) на сільськогосподарські угіддя, а польові популяції в даний час занадто низькі, щоб легко дозволити польові колекції жуків використовувати для експериментів.

Значно менше C. incertus та O. binodus було випробувано на льотних млинах, і льотна здатність цих польових жуків може бути занижена як наслідок. Низька кількість літаків C. incertus та O. binodus була результатом обмежень у часі та пріоритету при вивченні G. spiniger. Цілком ймовірно, що ці види гнойових жуків можуть отримати вигоду від розподілу за допомогою людини в відповідне середовище існування, якщо сільськогосподарські райони повинні колонізуватися швидше, ніж те, що може статися, якщо жукам залишити природний рознос.

Цитувана література

Таблиця 1. Зведена статистика для самців жуків, прикріплених до льотних млинів.

* Довжину тіла вимірювали від переднього краю грудної клітки до заднього краю живота
** “Флаєри” класифікували як жуків, які літали більше 5 м за бій з мінімальною швидкістю 0,64 м/с
*** [діапазон дальностей польоту для літаючих жуків протягом 24 годинного періоду польоту]
UF = недогодований G. spiniger. Ці жуки нещодавно вийшли з камер ляльок і їх не годували.
4 тижні = G. spiniger, який вийшов із камер ляльок, годувався і закопувався під землею, а потім збирався приблизно через 4 тижні після початкового появи.
8 тижнів = G. spiniger, яких вважали репродуктивно зрілими через 8 тижнів після виходу зі стадії лялечки.
G. spiniger, який використовували для експериментів, збирали з об'єкту масового вирощування. C. incertus та O. binodus були вилучені з коров’ячого гною.

Таблиця 2. Зведена статистика самок жуків, прикріплених до льотних млинів.

* Довжину тіла вимірювали від переднього краю грудної клітки до заднього краю живота
** “Флаєри” класифікували як жуків, які літали більше 5 м за бій з мінімальною швидкістю 0,64 м/с
*** [діапазон відстані польоту для “флаєрів” у 24-годинному періоді польоту]
UF = недогодований G. spiniger. Ці жуки нещодавно вийшли з камер ляльок і їх не годували.
4 тижні = G. spiniger, який вийшов з камер ляльок, годувався і закопувався під землею, а потім збирався приблизно через 4 тижні після початкового появи.
8 тижнів = G. spiniger, яких вважали репродуктивно зрілими через 8 тижнів після виходу зі стадії лялечки.
G. spiniger, який використовували для експериментів, збирали з об'єкту масового вирощування. C. incertus та O. binodus були вилучені з коров’ячого гною.

Таблиця 3. Зведена статистика для самців жуків, які не були прикріплені до льотних млинів (тобто контрольних жуків).

* Довжину тіла вимірювали від переднього краю грудної клітки до заднього краю живота
UF = недогодований G. spiniger. Ці жуки нещодавно вийшли з камер ляльок і їх не годували.
4 тижні = G. spiniger, який вийшов із камер ляльок, годувався і закопувався під землею, а потім збирався приблизно через 4 тижні після початкового появи.
8 тижнів = G. spiniger, яких вважали репродуктивно зрілими через 8 тижнів після виходу зі стадії лялечки.
G. spiniger, який використовували для експериментів, збирали з об'єкту масового вирощування. C. incertus та O. binodus були вилучені з коров’ячого гною.

Таблиця 4. Зведена статистика для самок жуків, які не були прикріплені до льотних млинів (тобто контрольних жуків).

* Довжину тіла вимірювали від переднього краю грудної клітки до заднього краю живота
UF = недогодований G. spiniger. Ці жуки нещодавно вийшли з камер ляльок і їх не годували.
4 тижні = G. spiniger, який вийшов з камер ляльок, годувався і закопувався під землею, а потім збирався приблизно через 4 тижні після початкового появи.
8 тижнів = G. spiniger, яких вважали репродуктивно зрілими через 8 тижнів після виходу зі стадії лялечки.
G. spiniger, який використовували для експериментів, збирали з об'єкту масового вирощування. C. incertus та O. binodus були вилучені з коров’ячого гною.