Οσφρητική απόκριση του αρπακτικού εντόμου Macrolophus melanotoma (Costa) (Hemiptera: Miridae) μεταξύ τομάτας και του αυτοφυούς φυτού-ξενιστή του Dittrichia viscosa (L.) Greuter (Asteraceae) στην παρουσία και στην απουσία του φυτοφάγου εντόμου Tuta absoluta (Meyrick) (Lepidoptera: Gelechiidae)

Abstract

Το Tuta absoluta, έχει καταστεί ως ένα από τα πιο επιβλαβή έντομα της τομάτας και θεωρείται σοβαρή γεωργική απειλή στη λεκάνη της Μεσογείου για την παραγωγή τόσο των θερμοκηπιακών όσο και των υπαίθριων καλλιεργειών τομάτας. Η εκτεταμένη χρήση των εντομοκτόνων οδήγησε στην ανάπτυξη φαινομένων ανθεκτικότητας στα εντομοκτόνα. Για αυτό τον λόγο φυσικοί εχθροί της Οικογένειας Miridae αξιολογήθηκαν ως προς την αποτελεσματικότητα τους στη αντιμετώπιση του εντόμου αυτού. Το Macrolophus melanotoma αρπακτικό της οικογένειας αυτής, βρίσκεται σε μεγάλους αριθμούς στο αυτοφυές φυτό Dittrichia viscosa. Ενώ τα αρπακτικά Nesisiocoris tenuis και Macrolophus pygmaeus έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία προγράμματα ολοκληρωμένης αντιμετώπισης, για το M. melanotoma δεν έχει ερευνηθεί για το αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιολογικός παράγοντας εναντίον του T. absoluta. Στην μελέτη αυτή, για την καλύτερη κατανόηση της δυνατότητας του M. melanotoma να αποικίζει ή όχι υγιή ή προσβεβλημένα φυτά τομάτας και σε σύγκριση με το αυτοφυές φυτό-ξενιστή του D. viscosa, διεξήχθησαν πειράματα με την χρήση ολφακτόμετρου. Προηγούμενες σχετικές μελέτες βασίζονται στη χρήση του ολφακτόμετρου «Y» όπου το υπό μελέτη έντομο δύναται να επιλέξει μεταξύ δύο πηγών ερεθισμάτων. Σε αυτή την μελέτη χρησιμοποιήθηκε ολφακτόμετρο τετραμελούς θαλάμου επιλογής (4-Choice Olfactometer). Αυτό, επιτρέπει τη σύγκριση περισσοτέρων από δύο πηγών οσφρητικών ερεθισμάτων (διπλής και τριπλής επιλογής). Σε αυτή την εργασία, μελετήθηκε η ελκυστικότητα των φυτών τομάτας με απουσία ή/και παρουσία λείας (ωά ή προνύμφες T. absoluta) και φυτών D. viscosa με απουσία ή/και παρουσία λείας (ωά T. absoluta) σε θηλυκά Μ. melanotoma (12 μεταχειρίσεις). Καταγράφηκε στην παρούσα μελέτη, ο χρόνος που χρειάζεται το έντομο για κάνει την επιλογή του και εάν αυτό μπορεί να μας δώσει κάποιες χρήσιμες πληροφορίες ως ένα ακόμη στοιχείο για την σχετική προσελκυστικότητα μεταξύ των ερεθισμάτων ή την σύγκριση της απόκρισης μεταξύ διαφορετικών ειδών εντόμων κάτι που δεν έχει μελετηθεί σε προηγούμενες εργασίες. Στα πειράματα διπλής επιλογής παρατηρήσαμε ότι σε όλες τις επεμβάσεις το M. melanotoma προτίμησε την πηγή οσμής που περιείχε τα φύλλα του εκάστοτε φυτού, σε σημαντικό ποσοστό σε σχέση με τον φιλτραρισμένο αέρα. Στις επεμβάσεις τριπλής επιλογής μεταξύ φύλλων Τομάτας με ωά T. absoluta x Τομάτα x Αέρα και φύλλων Τομάτας με προνύμφες T. absoluta x Τομάτα x Αέρα βρέθηκαν σημαντικές διαφορές επιλέγοντας τα φύλλα τομάτας με παρουσία λείας (ωά ή προνύμφες) έναντι των υγιών φυτών τομάτας σε ποσοστά 46,88±3,13% (ωά) και 55,49±1,65% (προνύμφες) σε σύγκριση με 36,11±2,78% (τομάτα) και 25,82±2,75% (τομάτα), αντίστοιχα. Στην επέμβαση μεταξύ φύλλων τομάτας με ωά T. absoluta και φύλλων τομάτας με προνύμφες T. absoluta το M. melanotoma έδειξε προτίμηση στα φύλλα τομάτας με τις προνύμφες 45,56±1,11% έναντι 36,11±2,78% (ωά). Στην επόμενη σειρά επεμβάσεων έχουμε συγκρίσεις με το φυτό από το οποίο προέρχεται το αρπακτικό, δηλαδή το D. viscosa. Σύμφωνα με την μελέτη μας συμπεραίνουμε ότι το Μ. melanotoma επιλέγει το D. viscosa σε μεγαλύτερο ποσοστό αλλά ωστόσο και το ποσοστό που επιλέγει την τομάτα με ή χωρίς λεία σε σχέση με τον αέρα είναι σημαντικό. Επίσης, το M. melanotoma προτιμά το D. viscosa, αλλά στην επέμβαση με οσφρητικές πηγές D. viscosa Χ φύλλα Τομάτας με προνύμφες T. absoluta Χ αέρα τα ποσοστά απόκρισης ήταν σχεδόν ίδια (τομάτα: 45,59±4,41%, D. viscosa: 51,47±1,47%). Φαίνεται λοιπόν ότι το θηλυκό M. melanotoma μπορεί να επιλέξει και την τομάτα εάν έχει προσβληθεί από το T. absoluta. Στις μεταχειρίσεις με φύλλα D. viscosa που έφεραν ωά T. absoluta και φύλλα τομάτας με ωά ή προνύμφες T. absoluta και αέρα ήταν σαφής η προτίμηση του M. melanotoma στο αυτοφυές φυτό ξενιστή του, το D. viscosa, σε ποσοστό 50-59 %. Όμως το ποσοστό που προτίμησε την τομάτα (31-38%) ήταν σχετικά υψηλό και αρκετά μεγαλύτερο από αυτό του αέρα. Η μέτρηση του χρόνου απόκρισης έδειξε ότι το M. melanotoma αποκρίθηκε πολύ πιο γρήγορα στο ερέθισμα της οσμής από τα φύλλα με ωά T. absoluta ή προνύμφες, σε σχέση με αυτά που κινήθηκαν προς την πηγή του φιλτραρισμένου αέρα. Συμπερασματικά, η μελέτη της οσφρητικής απόκρισης με τη χρήση του ολφακτόμετρου με τετραμελή θάλαμο επιλογής έδωσε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα. Το M. melanotoma, μεταξύ D. viscosa και τομάτας, επέλεξε σημαντικά περισσότερο τα φύλλα D. viscosa όμως έδειξε σημαντική προτίμηση και για προσβεβλημένα φύλλα τομάτας. Τέλος, το M. melanotoma θα μπορούσε να αξιολογηθεί ως προς την ικανότητά του να χρησιμοποιηθεί στην βιολογική αντιμετώπιση του T. absoluta σε τομάτα εφόσον βρέθηκε ότι επιλέγει τα προσβεβλημένα φύλλα τομάτας. Επίσης, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι θα μπορούσε να μετακινηθεί σε σημαντικό βαθμό από το D. viscosa σε φυτά τομάτας και επομένως να είναι χρήσιμο στην βιολογική αντιμετώπιση εχθρών της τομάτας. Σε αυτή την περίπτωση ενδεχομένως ο συνδυασμός του με ένα άλλο αρπακτικό ή ένα παρασιτοειδές του T. absoluta να έδινε πολύ καλά αποτελέσματα.

Tuta absoluta, has become one of the most harmful tomato pests in the Mediterranean basin. The widespread use of insecticides has led to the development of insecticide resistance, and high increase in the crop protection cost. For this reason, several studies focused on the evaluation of its natural enemies within IPM. The members of the Miridae family such as Nesisiocoris tenuis and Macrolophus pygmaeus have been evaluated with positive results and are widely used in the control of this pest. A member of this family, the predator Macrolophus melanotoma, is found in large numbers on the native plant Dittrichia viscosa. In this study, experiments were performed using an olfactometer to evaluate the ability of M. melanotoma to discriminate between healthy or infested tomato plants with T. absoluta as a mean to assess its potential to colonize tomato crops in a conservation biological control program. We were also interested to compare its preference between tomato and its native plant host of Dittichia viscosa. Previous relevant studies are based on the use of the olfactometer "Y" where the insect under study can choose between two sources of stimuli. In this study a 4-Choice Olfactometer was used. This allows the comparison of more than two sources of olfactory stimuli (double and triple selection procedures). In this work, the attractiveness of tomato plants in the absence and / or presence of prey (T. absoluta eggs or larvae) and D. viscosa plants in the absence and / or presence of prey (T. absoluta eggs) in M. melanotoma (12 treatments) was assessed. It was also recorded the period that the insect needs to make its choice. In the double-choice experiments, we observed that in all treatments M. melanotoma preferred the leaves of the respective plant, in a significant proportion over the filtered air. In the triple selection interventions between tomato leaves with T. absoluta x Tomato leaves x Air and Tomato leaves with T. absoluta larva x Tomato leaves x Air significant preference was found for tomato leaves in the presence of prey (eggs or larvae) versus healthy tomato i.e. 46.88 ± 3.13% (eggs) and 55.49 ± 1.65% (larvae) compared to 36.11 ± 2.78% (tomatoes) and 25.82 ± 2.75% (tomatoes), respectively. In the comparison between Tomato leaves with T. absoluta eggs and Tomato leaves with T. absoluta larvae M. melanotoma showed a preference for tomato leaves with larvae 45.56 ± 1.11% versus 36.11 ± 2.78% (eggs). In the next experimentation comparisons including the plant from which the predator, D. viscosa, originate were performed. According to the results, we conclude that M. melanotoma chooses D. viscosa at a higher rate but nevertheless the percentage of tomato selected with or without prey is significant. Also, M. melanotoma prefers D. viscosa, but in the treatment with olfactory sources D. viscosa X Tomato leaves with T. absoluta X air the predator’s response rates were similar (tomato: 45.59 ± 4.41%, D. viscosa: 51.47 ± 1.47%). It therefore appears that the female M. melanotoma may also select the tomato if it is infested by T. absoluta. In treatments with D. viscosa leaves bearing T. absoluta eggs and tomato leaves with T. absoluta eggs or larvae and air, M. melanotoma's preference for its native host plant, D. viscosa, was 50-59%. However, the percentage that preferred tomato (31-38%) was high and well above that preferred the air chamber. Measurements of time to response showed that M. melanotoma responded much faster to odor stimulation from leaves with T. absoluta eggs or larvae than the filtered air. In conclusion, M. melanotoma, between D. viscosa and tomato, chose significantly more D. viscosa leaves but showed significant preference for infested tomato leaves. Finally, M. melanotoma could be evaluated for its potential to be used in the biological control of T. absoluta.