Ποιοτική και ποσοτική μελέτη ορθοπτέρων των λιβαδιών

Abstract

Τα Ορθόπτερα αποτελούν ακόμα και σήμερα μια σημαντική απειλή για καλλιεργούμενα και αυτοφυή φυτά. Ωστόσο, είναι και ένα σημαντικό συστατικό της πανίδας φυσικών οικοσυστημάτων αποτελώντας πολύτιμη πηγή τροφής για ερπετά, πτηνά και αρκετά είδη θηλαστικών. Η μελέτη της βιοοικολογίας των Ορθοπτέρων μπορεί να δώσει χρήσιμες πληροφορίες για την σωστή διαχείριση αγροοικοσυστημάτων. Στην παρούσα μελέτη επιλέχθηκαν τέσσερις σταθμοί δειγματοληψίας με αυτοφυή ποώδη βλάστηση όπου κατά την διετία 2007-2008 μελετήθηκε η βιοοικολογία των Ορθοπτέρων. Από τους τέσσερις σταθμούς οι τρεις δεν δέχονταν μεταχειρίσεις και ήταν δύο πεδινοί σταθμοί στην περίμετρο (Ανατολική και Δυτική) του Διεθνούς Αερολιμένα Αθηνών (Δ.Α.Α.) και ένας ορεινός στην Πάρνηθα. Ο τέταρτος σταθμός δειγματοληψίας, επίσης πεδινός, βρισκόταν σε χώρο του Δ.Α.Α. όπου γινόταν ένας ψεκασμός με εντομοκτόνο την άνοιξη. Καταγράφηκαν συνολικά 35 είδη Ορθοπτέρων τα οποία ανήκαν σε 6 οικογένειες. Συγκεκριμένα, 17 είδη ανήκαν στην οικογένεια Acrididae, 13 είδη ανήκαν στην Tettigoniidae, 2 είδη ανήκαν στην Gryllidae και από 1 είδος στις οικογένειες Pyrgomorphidae, Tetrigidae και Pamphagidae. Ο αριθμός των ειδών ανά περιοχή δειγματοληψίας κυμάνθηκε από 16 έως 20 στις περιοχές που δεν δέχονταν μεταχειρίσεις ενώ στην ψεκαζόμενη περιοχή βρέθηκαν 14 είδη. Η οικογένεια Acrididae είχε τον μεγαλύτερο αριθμό ειδών αλλά και τον μεγαλύτερο αριθμό ατόμων σε όλα τα σημεία δειγματοληψίας με ποσοστό που κυμάνθηκε μεταξύ 60% και 85% ως προς το συνολικό αριθμό των Ορθοπτέρων. Η εκκόλαψη των νυμφών των περισσοτέρων ειδών της οικογένειας αυτής συνέβαινε την άνοιξη, αλλά συνήθως μετά την έναρξη της δραστηριότητας των ειδών της οικογένειας Tettigoniidae. Τα είδη της οικογένειας αυτής με τον μεγαλύτερο αριθμό ατόμων στις δύο περιμέτρους του Δ.Α.Α. που δεν δέχονταν επεμβάσεις ήταν τα Calliptamus barbarus barbarus και Dociostaurus marocccanus. Στην ψεκαζόμενη περιοχή το είδος της οικογένειας Acrididae με τον μεγαλύτερο αριθμό ατόμων ήταν το C. barbarus barbarus ενώ στην Πάρνηθα το Chorthippus bornhalmi. Η οικογένεια Acrididae είχε είδη τα οποία διέφεραν σε σχέση με την περίοδο εμφάνισής τους, την εποχική τους διακύμανση και ορισμένα στοιχεία της βιοοικολογίας τους. Υπήρχαν είδη που εμφανίζονταν νωρίς την άνοιξη και με σχετικά μικρή περίοδο εμφάνισης, ενώ άλλα είδη εμφανίζονταν πιο αργά και είχαν αρκετά μεγαλύτερη περίοδο εμφάνισης. Τα περισσότερα είδη που βρέθηκαν διαχείμαζαν ως ωά στο έδαφος αλλά υπήρχαν και κάποια είδη τα οποία διαχείμαζαν ως ακμαία. Κοινό σε όλα τα είδη που βρέθηκαν (με εξαίρεση το C. bornhalmi) ήταν ότι εμφάνισαν μία μόνο γενιά κάθε έτος. Από τα μέσα του καλοκαιριού και μετά υπάρχει μια μεγάλη μείωση του αριθμού των ατόμων της οικογένειας Acrididae στους σταθμούς δειγματοληψίας στον χώρο του Δ.Α.Α. (πεδινές περιοχές) ενώ στην Πάρνηθα μείωση του πληθυσμού τους παρατηρήθηκε το φθινόπωρο. Μεταξύ των σταθμών δειγματοληψίας μεγαλύτερος αριθμός ατόμων της οικογένειας Acrididae, τόσο κατά το έτος 2007 όσο και κατά το έτος 2008, καταγράφηκε στην Ανατολική και την Δυτική περίμετρο του Δ.Α.Α., ενώ μικρότερος στην Πάρνηθα και την ψεκαζόμενη περιοχή. Η οικογένεια Acrididae περιλαμβάνει είδη όπως το D. maroccanus, τα οποία μπορούν να αναπτύξουν μεγάλες πληθυσμιακές πυκνότητες και να προκαλέσουν καταστροφές σε καλλιέργειες ή και σε αυτοφυή βλάστηση (λιβάδια) σε περιοχές με κλιματικές συνθήκες ανάλογες με αυτές της Ελλάδας. Το είδος αυτό ήταν ιδιαίτερα ευαίσθητο στους ψεκασμούς με φυτοπροστατευτικά προϊόντα σε αντίθεση με το άλλο κυρίαρχο Ορθόπτερο δηλαδή το C. barbarus barbarus. Η διαφορά αυτή της αποτελεσματικότητας του ψεκασμού στα δύο αυτά Ορθόπτερα πιθανόν να οφειλόταν στις διαφορετικές θέσεις στις οποίες συνηθίζουν να βρίσκονται και να εναποθέτουν τα ωοθήκια τους. Στο σύνολο του αριθμού τους τα Acrididae εμφανίστηκαν σημαντικά μειωμένα στην περιοχή που ψεκάζεται τόσο το 2007 όσο και το 2008. Το γεγονός αυτό δείχνει ότι ένας και μόνο ψεκασμός αν γίνει την κατάλληλη περίοδο και με τα ενδεδειγμένα σκευάσματα μπορεί να επιφέρει σημαντική μείωση του αριθμού των ατόμων της οικογένειας αυτής. Καθώς τα περισσότερα είδη έχουν μόνο μια γενιά το έτος, αν ο πληθυσμός τους μειωθεί σημαντικά, δεν υπάρχει η δυνατότητα για αύξησή τους μέσα στην ίδια χρονιά. Η οικογένεια Tettigoniidae ήταν η δεύτερη σημαντικότερη, μετά την Acrididae, τόσο από πλευράς αριθμού ατόμων όσο και από πλευράς αριθμού ειδών. Το ποσοστό των ατόμων της οικογένειας αυτής στο σύνολο του πληθυσμού κυμάνθηκε μεταξύ 15% και 40%. Σε όλες τις περιοχές που μελετήθηκαν τα άτομα των ειδών αυτής της οικογένειας ήταν τα πρώτα που εμφανίζονταν νωρίς την άνοιξη. Τα είδη που βρέθηκαν στην παρούσα μελέτη καταγράφηκαν την ίδια περίπου περίοδο και είχαν ανάλογα στοιχεία βιοοικολογίας. Είχαν παρόμοια χρονική διάρκεια βιολογικού κύκλου, διαχείμαζαν αποκλειστικά στο στάδιο του ωού και είχαν μία μόνο γενιά το έτος. Τα περισσότερα είδη φάνηκε να προτιμούν περιβαλλοντικές συνθήκες χωρίς πολύ υψηλές θερμοκρασίες και σχετικά υψηλή υγρασία. Ένα ακόμα χαρακτηριστικό των περισσότερων ειδών αυτής της οικογένειας ήταν ότι παρουσίαζαν αρπακτική συμπεριφορά και έτσι εκτός από φυτικό υλικό διατρέφονταν και με άλλα είδη εντόμων. Στην Ανατολική περίμετρο του Δ.Α.Α καθώς και στη ψεκαζόμενη περιοχή το μόνο είδος της οικογένειας αυτής με μεγάλο αριθμό ατόμων ήταν το Decticus albifrons ενώ στην Δυτική υπήρχαν τρία είδη με μεγάλο αριθμό ατόμων, τα D. albifrons, Platycleis affinis affins και Tettigonia viridissima. Στην Πάρνηθα το είδος της οικογένειας αυτής με τον μεγαλύτερο αριθμό ατόμων ήταν το Poecilimon propinquus. Το έτος 2007 μεγαλύτερος αριθμός ατόμων αυτής της οικογένειας παρατηρήθηκε στις δύο περιμέτρους του Δ.Α.Α., ενώ μικρότερο αριθμό ατόμων είχαν η ψεκαζόμενη περιοχή και η Πάρνηθα. Το 2008 υπήρξε παρόμοια κατάσταση με την διαφορά ότι σε σχέση με το 2007 παρατηρήθηκε αύξηση του πληθυσμού των Ορθοπτέρων αυτής της οικογένειας στην Δυτική περίμετρο και μείωση στην Ανατολική περίμετρο και την ψεκαζόμενη περιοχή. Όπως και για την οικογένεια Acrididae έτσι και εδώ, ένας μόνο ψεκασμός την κατάλληλη περίοδο μπορεί να επιφέρει σημαντική μείωση του αριθμού τους. Η οικογένεια Gryllidae σε κανένα από τα σημεία δειγματοληψίας δεν ανέπτυξε πολύ υψηλές πληθυσμιακές πυκνότητες, ούτε εμφάνισε πολλά διαφορετικά είδη. Τα είδη που ανήκουν σε αυτή την οικογένεια εμφανίσθηκαν αργότερα από τα είδη των οικογενειών Acrididae και Tettigoniidae στην αρχή του καλοκαιριού στους σταθμούς δειγματοληψίας στο Δ.Α.Α. και λίγο αργότερα στην Πάρνηθα. Δύο είδη βρέθηκαν σε όλες τις περιοχές δειγματοληψίας τα Arachnocephalus vestitus και Oecanthus pellucens εκτός της ψεκαζόμενης που βρέθηκε μόνο το τελευταίο. Στην Δυτική περίμετρο υψηλό πληθυσμό ανέπτυξε το Arachnocephalus vestitus ενώ στην Πάρνηθα το Oecanthus pellucens. Η οικογένεια Pyrgomorphidae βρέθηκε μόνο στις δύο περιμέτρους του Δ.Α.Α. σε πάρα πολύ χαμηλό αριθμό ατόμων και η οικογένεια Tetrigidae βρέθηκε μόνο στην Πάρνηθα επίσης σε πολύ χαμηλό πληθυσμό. Τέλος στην Ανατολική περίμετρο του Δ.Α.Α. βρέθηκε και ένα άτομο που ανήκε στην οικογένεια Pamhagidae. Το 2007 την μεγαλύτερη βιοποικιλότητα είχε η Δυτική περίμετρος του Δ.Α.Α. (2,17), ενώ το 2008 μειώθηκε σημαντικά (1,55). Το 2008 μεγαλύτερη βιοποικιλότητα (1,70) είχε η Πάρνηθα. Και τα δύο έτη την μικρότερη βιοποικιλότητα είχε η ψεκαζόμενη περιοχή. Η αφθονία των ειδών το 2007 ήταν υψηλότερη στην Δυτική περίμετρο του Δ.Α.Α. ενώ το 2008 τον μεγαλύτερο δείκτη αφθονίας ειδών είχε η Πάρνηθα. Η ισομέρεια σε γενικές γραμμές κυμάνθηκε σε χαμηλά επίπεδα σε όλους τους σταθμούς δειγματοληψίας. Όλα τα είδη που εξετάστηκαν ως προς την χωροδιάταξη βρέθηκαν να έχουν είτε ομαδοποιημένη, είτε τυχαία. Σε καμιά περίπτωση δεν βρέθηκε είδος που η χωροδιάταξή του να είναι ομοιόμορφη. Σε ό,τι αφορά το σύνολο των Ορθοπτέρων της οικογένειας Acrididae καθώς και αυτό της οικογένειας Tettigoniidae αυτά παρουσίασαν κατά κανόνα ομαδοποιημένη χωροδιάταξη. Το γενικό σύνολο των Ορθοπτέρων όλων των οικογενειών εμφάνισαν σε όλα τα σημεία και τα δύο έτη ομαδοποιημένη χωροδιάταξη. Εξετάσθηκε ακόμη η αποτελεσματικότητα κάποιων εντομοκτόνων σκευασμάτων σε βιοδοκιμές με νύμφες και ακμαία άτομα του C. barbarus barbarus καθώς και σε πειράματα πεδίου. Τα σκευάσματα που εξετάστηκαν σχετικά με την αποτελεσματικότητά τους είχαν ως δραστική ουσία το imidacloprid, το alpha cypermethrin, το lambda cyhalothrin, το spinosad, το diflubenzuron και το azadirachtin. Από τα εξετασθέντα σκευάσματα, αυτά με δραστικές ουσίες το imidacloprid, το spinosad και το alpha cypermethrin φάνηκε να είναι τα πιο κατάλληλα για την καταπολέμηση των Ορθοπτέρων. Ωστόσο, τα σκευάσματα με δραστική ουσία το imidacloprid φάνηκε να υπερτερούν αφού συνδύαζαν πολύ καλή αποτελεσματικότητα και μεγάλη υπολειμματική διάρκεια στον αγρό. Εξετάσθηκε ακόμη η κατανάλωση φυτικής μάζας και η επίδραση της θερμοκρασίας, του είδους του φυτού και του φύλου του εντόμου σε τρία Ορθόπτερα που θεωρούνται στην Ελλάδα επιζήμια για τις καλλιέργειες και συγκεκριμένα τα C.barbarus barbarus, D. maroccanus και T. viridissima. Χρησιμοποιήθηκαν τρία είδη φυτών που αποτελούν σημαντικά καλλιεργούμενα φυτά για την Ελλάδα τα οποία ήταν το αμπέλι, το βαμβάκι και η πατάτα. Τα πειράματα έγινα ξεχωριστά σε ακμαία αρσενικά και θηλυκά άτομα και σε θερμοκρασίες 25ºC και 30ºC. Στο C. barbarus barbarus έγιναν ακόμη πειράματα σε θερμοκρασίες 20ºC και 35ºC. Η ποσότητα της φυτικής μάζας που καταναλώθηκε από τα Ορθόπτερα επηρεάστηκε σε πολύ μεγάλο βαθμό από την θερμοκρασία σε αρσενικά και θηλυκά άτομα και στα τρία είδη που εξετάσθηκαν. Η επίδραση του είδους του φυτού στην κατανάλωση φυτικής μάζας διαφοροποιήθηκε ανάλογα με το είδος. Στο C. barbarus barbarus το είδος του φυτού δεν διαφοροποίησε σημαντικά την κατανάλωση φυτικής μάζας. Αντιθέτως, στα D. maroccanus και T. viridissima το είδος του φυτού βρέθηκε να έχει σημαντική επίδραση. Σε σχέση με την σύγκριση των καταναλώσεων φυτικής μάζας μεταξύ των τριών ειδών Ορθοπτέρων ήταν μεγαλύτερη από εκείνα τα είδη που διέθεταν το μεγαλύτερο σωματικό βάρος. Από τα συλλεχθέντα Ορθόπτερα στους τέσσερις σταθμούς δειγματοληψίας ένα ποσοστό περίπου 35% αυτών ελέγχονταν λεπτομερώς με την βοήθεια κατάλληλης μεγέθυνσης σε στερεοσκόπειο για την ανεύρεση τυχόν εκτοπαρασιτικών ακάρεων. Η συντριπτική πλειονότητα των παρασιτισμένων ατόμων σε όλες τις περιπτώσεις ήταν άτομα της οικογένειας Acrididae. Η χρονική περίοδος στην οποία παρατηρήθηκε παρασιτισμός των Ορθοπτέρων από ακάρεα ήταν από τα τέλη του Μαΐου μέχρι και τον Οκτώβριο. Τα είδη των ακάρεων που βρέθηκαν άνηκαν στις οικογένειες Eutrombidiidae και Erythraeidae. Στις περιοχές δειγματοληψίας στο χώρο του Δ.Α.Α. κυρίαρχη οικογένεια ήταν η οικογένεια Eutrombidiidae ενώ στην Πάρνηθα η Erythraeidae. Επίσης βρέθηκαν δύο είδη του γένους Charletonia τα οποία θεωρούμε ότι αποτελούν νέα είδη για την επιστήμη. Πάνω στα παρασιτισμένα Ορθόπτερα ο αριθμός των ακάρεων που βρέθηκαν κυμάνθηκε στο μεγαλύτερο ποσοστό των ατόμων από 1-6. Τα ακάρεα που ανήκαν στην οικογένεια Eutrombidiidae βρίσκονταν σχεδόν στο σύνολο τους (99,8%) προσκολλημένα στις νευρώσεις των οπίσθιων πτερύγων. Τα ακάρεα της οικογένειας Erythraeidae αντιθέτως ήταν μοιρασμένα στις οπίσθιες πτέρυγες και σε άλλα σημεία του σώματος των Ορθοπτέρων. Τα εκτοπαρασιτικά ακάρεα πιθανώς να μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως παράγοντες για τον έλεγχο του πληθυσμού των Ορθοπτέρων όπως χρησιμοποιούνται εντομοπαθογόνοι ιοί και μύκητες σε άλλες περιπτώσεις επιβλαβών εντόμων.

Orthoptera continue to be a serious threat for crops and native plants until nowadays. They are also essential part of grassland ecosystems, since they constitute an important food for many reptiles, birds and numerous mammals’ species. Consequently, study of Orthoptera bioecology would contribute to a more spherical approach of integrated management in agroecosystems. In the present study the bioecology of Orthoptera species was studied in four sampling stations located in two areas with herbaceous vegetation in Attica region, during the years 2007-2008. Two sampling stations located at the perimeter (East and West) of the Athens International Airport (A.I.A.) and one at the Parnitha mountain. No insecticide application was made during the course of the study in those stations. In the fourth sampling station, which was also located in the area of A.I.A, insecticides were applied once a year. Results showed that 35 Orthoptera species were found belonging to 6 families. Specifically, 17 species belonged to the family Acrididae, 13 species belonged to the family to Tettigoniidae, 2 species belonged to the family Gryllidae and 1 species belonged to each one of the families Pyrgomorphidae, Tetrigidae and Pamphagidae. The number of species per sampling station fluctuated between 16 to 20 in non treated stations and 14 in the treated station. Acrididae found to be the most abundant family regarding the number of species. The population of acridids was found to contribute between 60 % and 85% in the total population of Orthoptera. Young nymph emerging of most species occurred in spring, usually after the Tettigoniidae species. At the stations in A.I.A. perimeters, two Acrididae species were found to be dominant, Calliptamus barbarus barbarus and Dociostaurus marocccanus. The most abundant species in the treated station were C. barbarus barbarus while in Parnitha the species Chorthippus bornhalmi. Within Acrididae, a variety in bioecological behavior was observed: some species appeared early in the spring with short appearance period, while others appeared later but for longer period. Most species hibernated as eggs in the soil, while some others as adults. With the exception of C. bornhalmi, all the species found to have one generation per year. Regarding the population fluctuation, a remarkable reduction in Acrididae population at the A.I.A. stations was observed in mid summer, while in Parnitha population declined in autumn. Comparing the sampling stations, acridids were most abundant in the Western and Eastern perimeter of A.I.A. The lowest Acrididae population was observed in the treated and the Parnitha station. Acrididae included species as D. maroccanus which are able to have population outbreaks and cause significant damage in crops and grasslands in areas with climatic condition similar with those in Greece. This species was very susceptible in insecticide sprayings, in contrast with the other dominant species C. barbarus barbarus. The difference in spraying effectiveness regarding these two Orthoptera is very likely to occur due to the different sites which prefer to remain and lay their egg pods. The low population density in the treated station shows that even one spraying per year, applied in the right period with the proper insecticide, could result in a remarkable reduction of the annual acridid population. Tettigoniidae follows Acrididae in importance regarding species abundance and population density. Its population represented 15% - 40% of the overall Orthoptera population. Regarding seasonal appearance, tettigoniids were the first Orthoptera observed in all the sampling stations. All the Tettigoniidae species found in the present study had similar longevity, they found to hibernate as eggs and they had one generation per year. Most of the species preferred cool and wet climatic conditions. It is also remarkable that most of the species found to have predatory behavior against other insects. In the Eastern perimeter of A.I.A. as well as in the treated station the only abundant species was Decticus albifrons. In the Western perimeter station three species were found with remarkable population density, D. albifrons, Platycleis affinis affins and Tettigonia viridissima. In Parnitha, the species with the highest population density was Poecilimon propinquus. Within the sampling stations, the highest population density in 2007 was observed in the two A.I.A. perimeters, while the lowest in the treated station and Parnitha. In 2008, similar pattern was observed with an increase of the population in the Western perimeter and a decrease in the Eastern perimeter and the treated station. Similarly with acridids, a single insecticide application, carried out the right period, resulted in remarkable decline of the population density of tettigoniids. The family Gryllidae neither had high population density nor species abundance in any of the sampling stations. Species of this family showed up later than those of the families Acrididae and Tettigoniidae (early summer in the A.I.A. stations and little later in Parnitha). Only two species, Arachnocephalus vestitus and Oecanthus pellucens, were found in all sampling stations except the treated station of A.I.A. where only the latest species was found. In the Western perimeter, increased population density of Arachnocephalus vestitus was observed, while in Parnitha that happened with Oecanthus pellucens. A few individuals of the families Pyrgomorphidae and Tetrigidae were shown up at the two A.I.A. perimeters and at the Parnitha respectively. Lastly one individual of the family Pamhagidae was collected in the Eastern A.I.A. perimeter. In 2007 the highest biodiversity index found in the Western A.I.A. perimeter (2.17), which in 2008 was significantly reduced (1.55). In 2008 the highest biodiversity index was observed in Parnitha (1.70). In both years the lowest biodiversity index was observed in the treated station. Species richness index was higher in the Western perimeter of the A.I.A. and in Parnitha, in 2007 and 2008 respectively. Evenness had low value in all sampling stations in both years. All species examined found to have either aggregated or random spatial distribution. In none of the cases uniform distribution was observed. The total population of the Acrididae as well as the Tettigoniidae presented aggregated distribution in most of the cases. The total population of all the Orthoptera had aggregated distribution in all sampling stations in all the years of the study. In order to measure the insecticide effectiveness on Orthoptera, field experiments were carried out as well as bioassays on nymphs and adults of C. barbarus barbarus. For the tests, different insecticides were used with active ingredients imidacloprid, alpha cypermethrin, lambda cyhalothrin, spinosad, diflubenzuron and azadirachtin. From those, the insecticides with active ingredients imidacloprid, spinosad and alpha cypermethrin appeared to be the most effective. However, the insecticides with active ingredient imidacloprid found to combine high effectiveness and long residual activity in the field. Consumption of plant tissues and the effect of temperature, plant species and insect’s sex on it were also examined to the species C. barbarus barbarus, D. maroccanus and T. viridissima. Selection of the specific species was done due to their significance as serious polyphagous pests. In the experiments male and female adults were tested on consumption of vine, cotton and potato leaf tissues in 25ºC and 30ºC. In C. barbarus barbarus experiments were also carried out in 20ºC and 35ºC. Results showed that the consumption of plant material was significant influenced by temperature in male and female adults of all the species examined. The influence of plant species was different in the three species. Plant species was not significant in material consumption in C. barbarus barbarus. On the contrary, in D. maroccanus and T. viridissima plant species was significant factors which influenced food consumption. The food consumption was higher in the Orthoptera species with higher body weight. A number of the collected Orthoptera were carefully checked under a stereoscope for ectoparasitic mites’ presence. With only a few exceptions, Orthoptera with parasitic mites belonged to the family Acrididae. Parasitism was observed from late May to late October. Collected mites belonged to the families Eutrombidiidae and Erythraeidae. In the A.I.A. sampling stations dominant was the family Eutrombidiidae, while in Parnitha the family Erythraeidae. In the family Erythraeidae, two species of the genus Charletonia are new species for science. In general, 1 – 6 mites found to be attached on the infected insects. Mites of the family Eutrombidiidae were almost exclusively (99,8%) attached in the veins of the hind wings. On the contrary, mites of the family Erythraeidae were found either in the hind wings or in other parts of the insect’s body. The practical application of that finding could be the use of ectoparasitic mites as biological control agents against Orthopteran pests.