Prădătorii de ouă de fluture monarh și larvele nou-născuților sunt mai diversi decât au fost recunoscuți anterior
Subiecte
Abstract
Introducere
Rapoartele privind scăderea populației de insecte la nivel global au suscitat îngrijorarea pe scară largă și au determinat titluri dramatice 1,2,3. Scăderile sunt probabil legate de multiple cauze, inclusiv pierderea și fragmentarea habitatului, pesticide și alte forme de poluare, specii invazive, schimbări climatice și altele 4,5,6. Declinurile în lepidoptere sunt deosebit de bine documentate 6,7,8, parțial datorită aspectului lor carismatic și ușurinței relative de identificare. În cadrul acestui grup, etapele imature ale vieții - în special ouăle și nou-născuții - sunt deosebit de vulnerabile și prezintă frecvent rate de mortalitate ridicate, care mediază în jur de 40%, dar pot depăși 95% 9. Mai mulți factori abiotici și biotici contribuie la aceste pierderi timpurii, dar prădătorii pot reprezenta o mare parte din această mortalitate 10.11. Prin urmare, înțelegerea interacțiunilor dintre lepidoptere și prădătorii lor poate fi un pas important către gestionarea speciilor de îngrijorare pentru conservare.
Fluturele monarh (Danaus plexippus L.) se numără printre cele mai recunoscute insecte din întreaga lume, remarcabilă pentru abundența sa, interacțiunile cu plantele gazdă ale algei (Gentianales: Apocynaceae) și comportamentul său migrator 12. Populația monarhului migrator estic efectuează o migrație anuală pe distanțe lungi din zonele de reproducere din estul Statelor Unite (SUA) și Canada în zonele de iernare din centrul Mexicului. Cu toate acestea, această populație a scăzut într-un ritm alarmant de la mijlocul anilor 1990 13, sugerând că fenomenul migrator este în pericol 14. Au fost avansate mai multe ipoteze pentru a explica acest declin, inclusiv pierderea habitatului de iernare 13.15, amenințările de-a lungul rutelor de migrație 16 și pierderea plantelor gazdă de lapte din zona de reproducere de vară 17.18. Cu toate acestea, cauzele declinului sunt probabil multifactoriale și se depune eforturi semnificative în identificarea altor factori care ar putea contribui la declinul monarhului, inclusiv schimbările climatice 19, regimuri de perturbare modificate și prădare diferențială în rândul habitatelor gazdă 20,21 .
O ipoteză sugerează pierderea de lapte comun (Asclepias syriaca L.) din zona de reproducere de vară ar putea fi responsabilă pentru o mare parte din declin 17,18,22,23,24,25. De exemplu, prevalența de lapte comun (în continuare lapte de lapte) în anumite părți din vestul SUA a scăzut cu până la 90% din 1999-2009, ca urmare a adoptării pe scară largă a porumbului și soia rezistente la erbicide și a utilizării ulterioare a erbicidelor cu spectru larg 26. Însoțirea pierderii de lapte în zona de reproducere de vară este o schimbare în habitatul în care apar tulpinile de lapte rămase. Odată cu eliminarea aproape a laptelui de iarbă din câmpurile anuale de cultură, majoritatea habitatului de reproducere a monarhilor rămași în Midwesternul SUA are loc în pajiștile perene 27.28. Studiile anterioare arată că pajiștile susțin, de asemenea, populații mari și diverse de prădători de artropode 29, iar prădarea ouălor de Lepidoptera în aceste habitate le depășește frecvent pe cele din zonele de cultură anuale 21.30. Prin urmare, efectul pierderii de alge de lapte de pe terenurile de cultură din Midwesternul SUA asupra declinurilor monarhilor poate fi agravat de potențialul unui risc crescut de prădare în habitatul rămas al pășunilor 20 .
La fel ca multe lepidoptere, supraviețuirea ouălor de monarh și a instarilor timpurii este destul de scăzută 31. O parte a mortalității se datorează interacțiunilor cu apărarea 32 a laptelui sau evenimentelor meteorologice extreme 33, dar prădarea este, de asemenea, un factor cheie în mortalitatea monarhului 31. Un studiu a raportat 78% mortalitatea ouălor de monarh și 59% mortalitatea în primele instări și a remarcat că, ocazional, furnicile au îndepărtat 100% din ouă și larve din plantele individuale 34. Un alt studiu a raportat aproximativ 98% mortalitate a ouălor de monarh sentinelă după 7 zile și rate ridicate de pierderi la plantele cu furnici și afide prezente în Wisconsin, SUA vechiul câmp 35. Un studiu realizat în Minnesota, SUA, a considerat supraviețuirea proporțională cumulată a monarhilor într-o prerie restaurată și a constatat că doar 20% din ouă au supraviețuit eclozării, cu rd instar 31. Cu toate acestea, în ciuda acestor dovezi, prădarea a fost rar observată direct și majoritatea ouălor și larvelor tinere au fost raportate că dispar pur și simplu.
Pentru a înțelege mai bine impactul prădării asupra monarhilor, avem nevoie de informații cu privire la care artropode contribuie la pierderea ouălor și larvelor tinere. În 2015, o revizuire a literaturii a identificat 12 taxoni artropode ca prădători ai ouălor monarhului și/sau larvelor 36; acestea includeau membri ai următorului impozit: Chrysopidae 36, Formicidae 31,35,37,38,39,40, Coccinellidae 34,41,42, Araneae 31,37,43, Vespidae 43,44, Pentatomidae 31,43 și Mantidae 45 . Cu toate acestea, multe alte artropode se găsesc în mod obișnuit pe buruieni, ceea ce ne determină să ne întrebăm dacă alte taxe contribuie și la pierderile din prădare. În cele din urmă, în timp ce multe dintre erbivorele specializate în lapte au fost studiate în detaliu 46,47,48,49, comunitatea mai largă de erbivore generaliste și omnivore care frecventează tulpini de lapte a primit mai puțină atenție. Din câte știm, nimeni nu a examinat în mod direct potențialul acestor artropode de a consuma monarhi; ar putea face acest lucru în mod intenționat sau întâmplător în timp ce mănâncă material de frunze unde sunt prezente ouă de monarh sau larve.
Având în vedere importanța probabilă a prădării în limitarea creșterii populației monarhice, scopul acestui studiu a fost de a identifica care dintre numeroasele artropode care vizitează lapte comun au potențialul de a prada ouăle monarhului și larvele tinere. Am folosit observații de teren pentru a determina ce artropode vizitează lapte, apoi le-am testat tendința de a consuma ouă de monarh și larve de nou-născuți în teste de laborator fără alegere. În cele din urmă, am folosit observații suplimentare pentru a confirma prădarea în condiții de câmp. Pe baza observațiilor anterioare, am prezis că majoritatea taxonilor prădători și omnivori vor consuma ouă și larve și că cel puțin unii dintre taxonii putiv erbivori ar face și acest lucru.
Rezultate
Observațiile independente pe teren au confirmat că mulți dintre prădătorii potențiali identificați prin studiile noastre de laborator prădează și ouă de monarh și/sau nou-născuți în condiții naturale de câmp 50. Acestea includ: Oecanthus fultoni (Walker), specii din familia Tettigoniidae și Chrysopidae, F. auricularia, Lygaeus kalmii (Oţel), Plagiognathus spp., P. maculiventris, un Nabidae, Harmonia axyridis (Pallas), Formica subsericea (Spuneți) și două familii de arahnide, Salticidae și Opilliones. În plus, persoanele din următoarele familii pe care nu le-am testat în studiile de laborator au fost observate că consumă ouă sau larve de monarh pe câmp: Carabidae, Cantharidae și Trombididae.