Oryzaephilus surinamensis (L.) (Coleoptera: Silvanidae): μελέτη βιολογικών παραμέτρων και του ανταγωνισμού του με άλλα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα είδη εντόμων των αποθηκευμένων γεωργικών προϊόντων και τροφίμων

Abstract

Αξιολογήθηκε η επίδραση του σιμιγδαλιού, του σπασμένου σίτου, του αλεύρου αραβοσίτου, του σπασμένου αραβοσίτου, των νιφάδων βρώμης, του αλεύρου κριθής ολικής αλέσεως και της σπασμένης κριθής, στην αναπτυξιακή και αναπαραγωγική βιολογία του οδοντωτού σκαθαριού των σπόρων, Oryzaephilus surinamensis (L.) (Coleoptera: Silvanidae). Το έντομο ολοκλήρωσε την ανάπτυξή του σε όλες τις προαναφερθείσες τροφές, εκτός από το σιμιγδάλι και τον σπασμένο σίτο, ενώ τα τέλεια θήλεα άτομα δεν ωοτόκησαν στο αλεύρι αραβοσίτου και την σπασμένη κριθή. Η διάρκεια αναπτύξεως των προνυμφών διήρκησε σημαντικώς περισσότερο όταν το O. surinamensis εξετράφη με νιφάδες βρώμης (20,3 ημέρες) και με αλεύρι κριθής ολικής αλέσεως (19,2 ημέρες) σε σύγκριση με το αλεύρι αραβοσίτου (16,6 ημέρες) ή με τον σπασμένο αραβόσιτο (17,2 ημέρες). Η διάρκεια αναπτύξεως των προνυμφών όταν εξετράφησαν με την σπασμένη κριθή (18,3 ημέρες) δεν διέφερε σημαντικώς σε σχέση με τον σπασμένο αραβόσιτο ή με το αλεύρι κριθής ολικής αλέσεως, αλλά διήρκησε σημαντικώς περισσότερο σε σύγκριση με το αλεύρι αραβοσίτου και σημαντικώς λιγότερο σε σύγκριση με τις νιφάδες βρώμης. Οι εξετασθείσες τροφές δεν επηρέασαν την διάρκεια αναπτύξεως των νυμφών, η οποία διήρκησε από 4,6 έως 4,7 ημέρες. Η υψηλότερη γονιμότητα των θηλέων τελείων ατόμων σημειώθηκε όταν το O. surinamensis εξετράφη με τον σπασμένο αραβόσιτο (4,8 ωά/θήλυ) και τις νιφάδες βρώμης (0,3 ωά/θήλυ). Οι εξετασθείσες τροφές επηρέασαν επίσης την πιθανότητα της θνησιμότητος του O. surinamensis και τον μέσο χρόνο επιβίωσής του. Ο μικρότερος χρόνος επιβίωσης σημειώθηκε όταν το έντομο εξετράφη με τον σπασμένο σίτο (11,1 ημέρες) ενώ ο μεγαλύτερος χρόνος επιβίωσης σημειώθηκε όταν εξετράφη με τον σπασμένο αραβόσιτο και με τις νιφάδες βρώμης (37,8 και 42,2 ημέρες αντιστοίχως). Ο υπολογισμός των δημογραφικών παραμέτρων ήταν εφικτός μόνο στον σπασμένο αραβόσιτο. Ο καθαρός αναπαραγωγικός ρυθμός, η ενδογενής ταχύτητα αυξήσεως, ο πεπερασμένος ρυθμός αυξήσεως και ο μέσος χρόνος γενεάς ήσαν 1,48 θήλεα/θήλυ, 0,01 θήλεα/θήλυ/ημέρα, 1,01 και 37,1 ημέρες αντιστοίχως. Τα προαναθερθέντα αποτελέσματα μπορεί να χρησιμεύσουν στην βελτίωση της γνώσεως περί της βιολογίας του O. surinamensis και της πιθανής εξάπλωσής του. Εξετάστηκε η επίδραση πέντε σταθερών θερμοκρασιών (20 οC, 25 οC, 30 οC, 32.5 οC και 35 οC) στην ανάπτυξη, την διάρκεια ζωής, την γονιμότητα και την επιβίωση του O. surinamensis επί του λευκού μαλακού αλεύρου σίτου. Τα ευρήματα της μελέτης καταδεικνύουν ότι η θερμοκρασία επιδρά ισχυρώς στην ανάπτυξη των ατελών σταδίων του εντόμου και την διάρκεια επιβιώσεως των τελείων ατόμων. Η εκκόλαψη των προνυμφών στους 20 οC έγινε μετά από 13,58 ημέρες, ενώ μειώθηκε στις 3,26 ημέρες στους 35 οC. Η διάρκεια της αναπτύξεως των προνυμφών μειώθηκε κατά 40,47 ημέρες από τους 20 οC στους 35 οC ενώ δεν σημειώθηκαν σημαντικές διαφορές ανάμεσα στους 32,5 οC και τους 35 οC. Η διάρκεια αναπτύξεως των νυμφών μειώθηκε από τις 17,18 ημέρες στους 20 οC, στις 4,48 ημέρες στους 35 οC, ενώ δεν υπήρχαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές στην ανάπτυξη των νυμφών ανάμεσα στους 32.5 οC και τους 35 οC. Η διάρκεια της ζωής των θηλέων και των αρρένων τελείων ατόμων αυξήθηκε κατά 164,12 και 156,42 ημέρες αντιστοίχως, όταν η θερμοκρασία αυξήθηκε από τους 20 οC στους 25 οC, ακολουθούμενη από μείωση της διάρκειας ζωής και στα δύο φύλα στους 35 οC. Η γονιμότητα των θηλέων τελείων ατόμων ήταν χαμηλότερη στους 20 οC (1,09 ωά/θήλυ) και υψηλότερη στους 25 οC (64,82 ωά/θήλυ). Χρησιμοποιήθηκε το μη γραμμικό πρότυπο του Briere και υπολογίστηκε το χαμηλότερο αναπτυξιακό όριο του O. surinamensis (16,9 οC), το ανώτερο αναπτυξιακό (36,3 οC) και η θερμοκρασία κατά την οποία σημειώνεται ο μέγιστος ρυθμός αναπτύξεως (31,3 οC). Το πρότυπο των Ikemoto and Takai υπέδειξε ότι χρειάζονται 313,3 βαθμοημέρες πάνω από το όριο των 16,3 οC για την ολοκλήρωση της αναπτύξεως των ατελών σταδίων του εντόμου. Η εξαρτώμενη θερμοκρασιακώς επιβίωση από το ωό στο τέλειο άτομο του O. surinamensis χαρακτηρίστηκε από μια εξίσωση ακραίας τιμής, υποδεικνύοντας ότι η επιβίωση μειώθηκε στα δύο άκρα του εύρους των θερμοκρασιών, αλλά στις υψηλότερες θερμοκρασίες είχε πιο επιβλαβή επίδραση στην επιβίωση των ατελών σταδίων από ότι οι χαμηλότερες θερμοκρασίες. Σύμφωνα με τις υπολογισθείσες παραμέτρους, η υψηλότερη επιβίωση των ατελών σταδίων (93,6%) υπολογίστηκε ότι λαμβάνει χώρα στους 28,3 οC. Η υψηλότερη τιμή του καθαρού αναπαραγωγικού ρυθμού (20,10 θήλεα/θήλυ), παρατηρήθηκε στους 25 οC. Αναμένεται ότι τα αποτελέσματα της παρούσης μελέτης θα φανούν χρήσιμα για την πρόβλεψη του φαινολογίας και της πιθανής εξαπλώσεως του O. surinamensis, μέσω της εφαρμογής προτύπων με γνώμονα την θερμοκρασία και ως τελικό στόχο τις ακριβείς στρατηγικές αντιμετώπισης του εντόμου. Η παρούσα μελέτη χρησιμοποιεί και συγκρίνει τα αποτελέσματα των προτύπων παλινδρομήσεως, τα οποία βασίζονται στην υπόθεση της κανονικής (Gaussian) και της Poisson κατανομής για την εξαρτημένη μεταβλητή της εξισώσεως παλινδρομήσεως, ώστε να εξεταστούν οι σχέσεις των Tribolium confusum Jacquelin du Val (Coleoptera: Tenebrionidae) και Prostephanus truncatus (Horn) (Coleoptera: Bostrychidae) κατά μόνας και σε όλους τους πιθανούς συνδυασμούς με το O. surinamensis, στους 25 οC, 30 οC και 35 οC, σε 55% και 75% σχετική υγρασία, μετά από 65, 130 και 195 ημέρες αποθηκεύσεως στον αραβόσιτο. Η αύξηση της θερμοκρασίας από τους 25 οC στους 30 οC αύξησε τον αριθμό των ζώντων εντόμων και των κατεστραμμένων σπόρων, ενώ από τους 30 οC στους 35 οC μείωσε τις προαναφερθείσες παραμέτρους. Η αύξηση της σχετικής υγρασίας από το 55% στο 75% προκάλεσε αύξηση στον αριθμό των ζώντων εντόμων και των κατεστραμμένων σπόρων. Όταν το O. surinamensis εξετάστηκε κατά μόνας ήταν υπεράριθμο σε σχέση με όλα τα άλλα έντομα και τους συνδυασμούς τους, με εξαίρεση την περίπτωση του P. truncatus όταν εξετάστηκε κατά μόνας. Όσον αφορά τους κατεστραμμένους σπόρους, ο συνδυασμός O. surinamensis - P. truncatus ήταν ο πιο ζημιογόνος, ενώ ο συνδυασμός O. surinamensis - T. confusum ήταν ο λιγότερο ζημιογόνος. Το πρότυπο παλινδρομήσεως Poisson παρουσίασε καλύτερη επίδοση με βάση την προσαρμογή των δεδομένων σε σχέση με το γραμμικό πρότυπο παλινδρομήσεως (Gaussian). Συνεπώς, μελλοντικές αναλύσεις για σχετικά δεδομένα θα μπορούσαν να βασιστούν στο πρότυπο Poisson. Σχετικώς με την παραγωγή της σκόνης από την δράση των εντόμων, οι συνδυασμοί P. truncatus κατά μόνας, O. surinamensis - P. truncatus και O. surinamensis - T. confusum - P. truncatus, ήσαν οι πιο ζημιογόνοι. Τα αποτελέσματά της παρούσας μελέτης θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την πρόβλεψη της ζημιάς όταν διαφορετικά είδη εντόμων αποθηκών προσβάλλουν ταυτοχρόνως το ίδιο προϊόν. Περαιτέρω, η καταγραφή και η αποκάλυψη των συνδυασμών των εντόμων οι οποίοι οδηγούν σε εκτεταμένη καταστροφή, μπορεί να διαφοροποιήσει την αντιμετώπιση της εκάστοτε προσβολής στους αποθηκευτικούς χώρους.

This study examines the effect of semolina, cracked wheat, maize flour, cracked maize, whole oat flakes, whole barley flour and cracked barley on the developmental and reproductive biology of the sawtoothed grain beetle, Oryzaephilus surinamensis (L.) (Coleoptera: Silvanidae). The pest completed its development at all tested commodities except semolina and cracked wheat, while females did not produce eggs on maize flour and cracked barley. The developmental time of larvae was significantly longer when O. surinamensis fed on whole oat flakes (20.3 days) and whole barley flour (19.2 days) compared with maize flour (16.6 days) or cracked maize (17.2 days). The developmental duration of larvae fed on cracked barley (18.3 days) did not differ significantly when fed on cracked maize or whole barley flour, but it was significantly longer compared to maize flour and significantly shorter compared to whole oat flakes. The tested commodities did not affect the pupal development, which ranged between 4.6 and 4.7 days. The highest fecundity was recorded when O. surinamensis fed on cracked maize (4.8 eggs/female) and whole oat flakes (0.3 eggs/female). The tested commodities also affected the risk of death of O. surinamensis and its mean survival time. The shortest survival time was recorded on cracked wheat (11.1 days) while the longest was on cracked maize and whole oat flakes (37.8 and 42.2 days, respectively). The calculation of demographic parameters was feasible only on cracked maize. The net reproductive rate, the intrinsic rate of increase, the finite rate of increase and the mean generation time were 1.48 females/female, 0.01 females/female/day, 1.01 and 37.1 days, respectively. These results may be useful for improving the knowledge on the biology of this species and its potential spread. Furthermore, this study deals with the effect of five constant temperatures (20 οC, 25 οC, 30 οC, 32.5 οC and 35 οC) on development, longevity, fecundity and survival of O. surinamensis infesting white soft wheat flour. Temperature showed profound effects on immature development, and adult longevity. Egg hatching at 20 οC took 13.58 d that is decreased to 3.26 d at 35 οC. Larval developmental time decreased by 40.47 d from 20 οC to 32.5 οC with no significant difference between 32.5 οC and 35°C. Pupal developmental time was shortened from 17.18 d at 20°C to 4.48 d at 35°C, while no significant differences were observed in pupal development between 32.5 and 35°C. Female and male longevity increased by 164.12 and 156.42 d, respectively when temperature was increased from 20 to 25 οC followed by a decrease in longevity for both sexes at 35 οC. Female fecundity was lowest at 20 οC (1.09 eggs/female) and highest at 25 οC (64.82 eggs/ female). Using the non-linear Briere model, the lower developmental threshold of O. surinamensis was estimated as 16.9 οC, the upper threshold as 36.3 οC, and the temperature for maximum developmental rate close to 31.3 οC. Ikemoto and Takai linear model indicated that 313.3 degree-d above a threshold of 16.3 οC were needed for the completion of immature development. Temperature-dependent egg to adult survival of O. surinamensis was described by an extreme value equation, indicating that survival decreased at both ends of the temperature range, but higher temperatures had more detrimental impact on immature survival than lower temperatures. According to the estimated parameters, the highest immature survival (93.6%) was estimated to occur at 28.3 οC. The highest value of the net reproductive rate (20.10 females/female), was observed at 25 οC. We expect these results to be useful for the prediction of the phenology and potential expansion of O. surinamensis, through the implementation of temperature-driven models, leading to accurate management strategies. This study utilizes and compares the performance of Gaussian and Poisson regression models to examine the associations of Tribolium confusum Jacquelin du Val (Coleoptera: Tenebrionidae) and Prostephanus truncatus (Horn) (Coleoptera: Bostrychidae) alone and in all possible combinations with O. surinamensis, at 25 οC, 30 οC and 35 οC, 55% and 75% relative humidity (RH), after 65 days, 130 days and 195 days of storage on maize. The increase of temperature from 25 οC to 30 οC increased the emergence of insects alive and of damaged kernels, while from 30 οC to 35 οC decreased the aforementioned parameters. The increase of RH from 55% to 75% increased both the emerged insects alive and the damaged kernels. When O. surinamensis was examined alone it outnumbered all the other insect species and their combinations except P. truncatus alone. Regarding damaged kernels, the combination of O. surinamensis - P. truncatus was the most damaging, while the combination of O. surinamensis - T. confusum was the least damaging. The Poisson model demonstrated better performance, hence future analyses could be based upon this model to analyze this type of data. Concerning the production of frass, the combinations of P. truncatus alone, O. surinamensis - P. truncatus, and O. surinamensis - T. confusum - P. truncatus were the most damaging. Our results could be useful for the prediction of damage when different species co-infest the same commodity. Furthermore, the reveal and recording of combinations that lead to elevated damage potential may differentiate the management strategies in storage facilities.