Ravinnonlaadun ja toukkavaiheen ryhmäkoon vaikutus ruskomäntypistiäisen Neodiprion sertifer selviytymiseen Serratia marcescens bakteeri-infektiosta

Abstract

Herbivorihyönteisen ja isäntäkasvin keskinäinen vuorovaikutus on tiivistä ja useat eri vuorovaikutussuhteet vaikuttavat herbivorihyönteisen kelpoisuuteen ja selviytymiseen. Tutkimuksessani tutkin puolustautumista taudinaiheuttajaa vastaan, ravinnonlaatua ja ryhmäkokoa, sekä niiden välisiä vuorovaikutuksia ruskomäntypistiäisillä (Neodiprion sertifer). Selvitin, miten ravinnonlaatu (pihkapi-toisuus) ja toukkien ryhmäkoko vaikuttivat ruskomäntypistiäisten selviytymiseen kasvatuskokeessa, jossa toukat infektoitiin Serratia marcescens -bakteerilla. Oletukse-na on, että ravinnon pihkayhdisteet voivat suojata bakteeri-infektiolta, sillä ne sisältävät antimikrobisia aineita. Toisaalta pihkayhdisteiden käsittely vähemmän haitalliseksi mäntypistiäisten omalle elimistölle voi olla kallista, jolloin puolustus bakteeri-infektiota vastaan voi olla heikompaa korkea pihkapitoisella ravinnolla. Isommassa ryhmässä ruokailevilla toukilla puolustus bakteeri-infektiota vastaan voi olla tehokkaampaa esimerkiksi tehokkaamman ravinnonkäsittelyn vuoksi. Kokeen alussa toukat jaettiin kontrolli- (ei infektiota) ja infektiokäsittelyille ja edelleen neljään käsittelyryhmään ravinnonlaadun (korkea ja matala pihkapitoi-suus) ja ryhmäkoon (suuri = 7 ja pieni = 3) suhteen. Infektointi tehtiin kastamalla toukkien ravintomännynoksat bakteeriliuokseen. Toukkien selviytymisen seuraa-misen lisäksi mittasin toukkien petopuolustusominaisuuksia ja elinkiertopiirteitä (kotelopaino ja kehitysaika). Tulosteni mukaan bakteeri-infektiokäsittelyssä toukkien kuolleisuus oli korkeampi kuin kontrollikäsittelyssä. Ravinnonlaadulla tai ryhmäkoolla ei ollut vaikutusta infektiotoukkien selviytymiseen, mutta kontrolli-toukat selviytyivät paremmin suuremmassa ryhmässä, kun ravinnon pihkapitoi-suus oli korkea. Infektion havaittiin heikentävän toukkien petopuolustusaktiivi-suutta. Toukat osallistuivat puolustukseen todennäköisemmin suuremmassa ryhmässä. Matalapihkapitoinen ravinto kasvatti kotelopainoa ja lyhensi kehitysaikaa verrattuna korkeapihkapitoiseen ravintoon. Ympäristötekijöillä ei ollut suurta vaikutusta selviytymiseen bakteeri-infektiosta, mutta yleisesti toukat kasvoivat paremmin matalapihkapitoisella ravinnolla ja suuremmissa ryhmissä.

Herbivore insects and their host plant interact closely with each other, and several different interactions affect the survival and performance of herbivorous insects. In this MSc thesis I examined effects of bacterial infection, diet quality and group size, and their interactive effects on European pine sawfly (Neodiprion sertifer) individuals. I examined how diet quality (resin concentration) and larval group size affects pine sawflies’ survival when exposed to the bacterial pathogen Serratia marcescens. It is hypothesized that resin compounds may benefit pine sawflies’ bacterial defense since they contain antimicrobial agents. However, the handling of the resin compounds is expected to be expensive for pine sawflies and trade off with their antipredator defense capacity. Furthermore, larvae which forage and defend in bigger groups can be expected to perform better e.g., due to socially facilitated feeding. To test these hypotheses, I divided larvae into control and infection treatments which were further divided into four treatment groups according to diet quality (high and low resin content) and group size (high = 7 and low = 3). Infection was done by dipping the pine branches to bacterial solution. I measured the survival of the individual until adult stage, antipredator defense behavior of larval stage and lifehistory traits: pupamass and development time. According to my results, mortality was higher in the bacterial treatment than in control treatment. In general, individuals in control group were more likely to survive until adulthood in bigger groups while eating high resin diet. Larvae were less likely to perform defensive behavior when infected and when in a smaller group. Larvae on the low resin diet had higher pupamass and faster development times comparison to high resin diet. To conclude, environmental factors did not have a major effect on defense against bacteria, but in general, larvae grew better on low resin diet and in larger groups.