ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΦΥΤΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών, της ηλικίας και της τροφής σε βιολογικές παραμέτρους του παρασιτοειδούς Venturia canescens (Hymenoptera:Ichneumonidae) με ξενιστή προνύμφες Ephestia kuehniella (Lepidotera:Pyralidae) ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΠΟΥΓΑΡΙΔΟΥ Κ. ΙΩΑΝΝΑ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΣ ΓΕΩΠΟΝΟΣ Α.Π.Θ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2013

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΦΥΤΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών, της ηλικίας και της τροφής σε βιολογικές παραμέτρους του παρασιτοειδούς Venturia canescens (Hymenoptera:Ichneumonidae) με ξενιστή προνύμφες Ephestia kuehniella (Lepidotera:Pyralidae) ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΠΟΥΓΑΡΙΔΟΥ Κ. ΙΩΑΝΝΑ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΣ ΓΕΩΠΟΝΟΣ Α.Π.Θ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: Δ. ΠΡΟΦΗΤΟΥ- ΑΘΑΝΑΣΙΑΔΟΥ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: Δ. ΠΡΟΦΗΤΟΥ - ΑΘΑΝΑΣΙΑΔΟΥ, Καθηγήτρια Α.Π.Θ. Δ. ΚΩΒΑΙΟΣ, Καθηγητής Α.Π.Θ. Ν. ΚΟΥΛΟΥΣΗΣ, Επίκουρος Καθηγητής Α.Π.Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2013

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ SUMMARY i ii vi ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ωφέλιμα έντομα Φυσικοί εχθροί εντόμων Διάκριση παρασιτοειδών Βιολογικά χαρακτηριστικά παρασιτοειδών Σημαντικές ομάδες παρασιτοειδών Υμενόπτερα Οικογένεια Ichneumonidae Το παρασιτοειδές Venturia canescens 11 (Hymenoptera:Ichneumonidae) Ταξινόμηση Μορφολογικά χαρακτηριστικά Γεωγραφική κατανομή Βιολογία Ξενιστές Αρθρόποδα αποθηκευμένων προϊόντων Το έντομο Ephestia kuehniella (Lepidoptera:Pyralidae) Ταξινόμηση Γεωγραφική κατανομή Ξενιστές Μορφολογικά χαρακτηριστικά Βιολογία εντόμου 21

4 1.4.6 Διατροφή - ζημιές Καταπολέμηση Σκοπός της διατριβής 26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Συνθήκες εργαστηρίου Εκτροφή του Venturia canescens Εκτροφή του Ephestia kuehniella Εκτροφή ενηλίκων Ephestia kuehniella Εκτροφή ανηλίκων Ephestia kuehniella Όργανα για τη διεξαγωγή των πειραμάτων 30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Μελέτη της επίδρασης των χαμηλών θερμοκρασιών 31 και της ηλικίας του Venturia canescens (Hymenoptera:Ichneumonidae) σε βιολογικές παραμέτρους του παρασιτοειδούς, με ξενιστή προνύφες 5 ης ηλικίας Ephestia kuehniella (Lepidoptera : Pyralidae) 3.1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο ρόλος της θερμοκρασίας στην ανάπτυξη των 33 εντόμων Η επίδραση των ακραίων θερμοκρασιών στη 34 βιολογία των εντόμων Χαμηλές θερμοκρασίες 35

5 3.2.4 Μηχανισμοί αντοχής των εντόμων σε χαμηλές 38 θερμοκρασίες Βλάβες που προκαλούνται στα έντομα λόγω των 41 χαμηλών θερμοκρασιών 3.3 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Έντομα Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών και της 42 ηλικίας του Venturia canescens στην επιβίωση των ενηλίκων παρασιτοειδών μετά από την έκθεση τους για δύο ώρες σε χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών και της 43 ηλικίας του Venturia canescens στη διάρκεια ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών μετά από την έκθεση τους στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών και της 43 ηλικίας του Venturia canescens στη διάρκεια ανάπτυξης του ανήλικου σταδίου του παρασιτοειδούς, σε προνύμφες Ephestia kuehniella, και εμφάνιση ενήλικων ατόμων 3.4 Στατιστική ανάλυση ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών και της 45 ηλικίας του V. canescens στην επιβίωση των ενηλίκων παρασιτοειδών, μετά από την έκθεση τους για δύο ώρες στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών και της 52 ηλικίας του V. canescens στη διάρκεια ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών μετά από την έκθεση αυτών στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών και της 60

6 ηλικίας στη διάρκεια ανάπτυξης του ανήλικου σταδίου του παρασιτοειδούς V. canescens, σε προνύμφες E. kuehniella, μετά την έκθεση των ενηλίκων παρασιτοειδών στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση των χαμηλών θερμοκρασιών και της ηλικίας του V. canescens, στον παρασιτισμό σε προνύμφες E. kuehniella, μετά την έκθεση των ενηλίκων στις χαμηλές θερμοκρασίες ΣΥΖΗΤΗΣΗ 75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Μελέτη της επίδρασης της τροφής των ενηλίκων 80 παρασιτοειδών, σε συνδυασμό με τις χαμηλές θερμοκρασίες και τις ηλικίες του V. canescens σε βιολογικές παραμέτρους του παρασιτοειδούς με ξενιστή προνύμφες 5 ης ηλικίας E. kuehniella 4.1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τροφική Δραστηριότητα Ενηλίκων Παρασιτοειδών Επίδραση της τροφής στην ανάπτυξη του V. 82 canescens, 4.3 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Έντομα Επίδραση της διαφορετικής τροφής των ενηλίκων 84 στην επιβίωση τριών ηλικιών του V. canescens, αφού προηγουμένως είχαν εκτεθεί στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση της διαφορετικής τροφής των ενηλίκων 85

7 στη διάρκεια ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών, τριών ηλικιών του V. canescens, αφού προηγουμένως είχαν εκτεθεί στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση της διαφορετικής τροφής των ενηλίκων 85 στη διάρκεια ανάπτυξης του ανήλικου σταδίου του παρασιτοειδούς V. canescens, σε προνύμφες Ε. kuehniella, αφού προηγουμένως είχαν εκτεθεί στις χαμηλές θερμοκρασίες και εμφάνιση ενήλικων ατόμων 4.4 Στατιστική Ανάλυση ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Επίδραση της διαφορετικής τροφής των ενηλιίκων στην επιβίωση τριών ηλικιών του V. canescens, αφού προηγουμένως είχαν εκτεθεί στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση της διαφορετικής τροφής των ενηλίκων στη διάρκεια ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών, τριών ηλικιών του V. canescens, αφού προηγουμένως είχαν εκτεθεί στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση της διαφορετικής τροφής των ενηλίκων στη διάρκεια ανάπτυξης του ανήλικου σταδίου του παρασιτοειδούς V. canescens, σε προνύμφες E. kuehniella, αφού προηγουμένως είχαν εκτεθεί στις χαμηλές θερμοκρασίες Επίδραση της διαφορετικής τροφής των ενηλίκων στον παρασιτισμό σε προνύμφες E. kuehniella, μετά την έκθεση των ενηλίκων στις χαμηλές θερμοκρασίες ΣΥΖΗΤΗΣΗ 106 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 110

8

9 ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή, τα πειράματα της οποίας πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Ζωολογίας και Παρασιτολογίας της Γεωπονικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.) από τον Οκτώβριο 2010 µέχρι τον Ιούλιο 2012, μελετήθηκαν τα στοιχεία της βιολογίας του παρασιτοειδούς Venturia canescens (Gravenhorst) (Hymenoptera:Ichneumonidae) με ξενιστή το έντομο Ephestia kuehniella (Zeller 1879) (Lepidoptera:Pyralidae). Η ανάθεση του θέµατος της παρούσας µελέτης έγινε από την καθηγήτρια κα. Δήμητρα Προφήτου - Αθανασιάδου, την οποία και ευχαριστώ θερµώς για την υπόδειξη του θέματος, για τη βοήθεια που µου προσέφερε και την ολόψυχη συµπαράστασή της καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της µελέτης, τη συνεχή της καθοδήγηση, τις εύστοχες παρατηρήσεις της, την άρτια επιμέλεια του κειμένου και για την πείρα της ώριμης επιστημονικής σκέψης. Θεωρώ υποχρέωση μου να εκφράσω τις ευχαριστίες μου προς τον καθηγητή κ. Δημήτριο Κωβαίο για τη συμβολή του σε τεχνικά θέματα κατά τη διάρκεια των πειραμάτων και για τις εποικοδομητικές συζητήσεις οι οποίες κατά ένα μεγάλο βαθμό διαμόρφωσαν αυτήν την εργασία. Ευχαριστίες εκφράζονται προς τον επίκουρο Καθηγητή Εντομολογίας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης κ. Νικόλαο Κουλούση για τη συμμετοχή του στην τριμελή εξεταστική επιτροπή. Ευχαριστώ, επίσης, θερμά όλους τους διδάκτορες, υποψήφιους διδάκτορες και μεταπτυχιακούς φοιτητές με τους οποίους συνεργάστηκα με άψογο τρόπο και σε φιλικό κλίμα. Τέλος, ένα μεγάλο και εγκάρδιο ευχαριστώ αξίζουν δύο ήρωες της καθημερινότητας μου, οι γονείς μου, που με στήριζαν ηθικά και οικονομικά όλα αυτά τα χρόνια, δίνοντας μου κουράγιο να προχωρώ και να υπερπηδώ κάθε εμπόδιο για να φτάσω στο στόχο μου. Επίσης, ευχαριστώ τις αδελφές μου, Ελισσάβετ, Αικατερίνη, Γεωργία και τους φίλους μου για τη συνεχή υποστήριξη, τις ανεκτίμητες συμβουλές αλλά και την περισσή υπομονή και αγάπη τους σε όλη τη διάρκεια των σπουδών μου. Ι.Κ. Πουγαρίδου

10 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η βιολογική καταπολέµηση αποτελεί ένα σηµαντικό συστατικό της ολοκληρωµένης καταπολέμησης εχθρών πολλών καλλιεργειών. Μέχρι πριν από λιγές δεκαετίες, οι βιολογικές μέθοδοι, αφορούσαν κυρίως τη χρησιμοποίηση φυσικών εχθρών του βλαβερού εντόμου και κυρίως εντομοφάγων εντόμων και ακάρεων. Οι πιο πολλές επιτυχημένες περιπτώσεις βιολογικής καταπολέμησης έγιναν με τη χρησιμοποίηση εντομοφάγων εντόμων, εντομοπαθογόνων βακτηρίων, ιών και στειρωμένων ή γενετικά ελαττωματικών ατόμων του βλαβερού είδους (Τζανακάκης 1995). Βασικό αντικείµενο της παρούσας διατριβής είναι η µελέτη της βιολογίας του παρασιτοειδούς Venturia canescens (Gravenhorst) (Hymenoptera: Ichneumonidae) και η αξιολόγησή του ως παράγοντα βιολογικής καταπολέµησης των Λεπιδοπτέρων που προσβάλλουν τα αποθηκευµένα γεωργικά προϊόντα και συγκεκριμένα το Λεπιδόπτερο Ephestia kuehniella (Zeller 1879) (Lepidoptera: Pyralidae). Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων βρισκόταν σε εξέλιξη μία μέθοδος που είχε ως στόχο την αύξηση του πληθυσμού του παρασιτοειδούς V. canescens σε συνθήκες εργαστηρίου, θερμοκρασία 25±1 ο C, σχετική υγρασία 65±5% και φωτοπερίοδο 16:8 ώρες (Φ:Σ) με έναρξη της φωτόφασης στις 06:00 και λήξη στις 22:00, με σκοπό να χρησιμοποιηθούν στα πειράματα. Καθημερινά και για 4 ημέρες τοποθετούνταν σε 5 plexi glass (20 x 20 x 20 cm) 20 ξενιστές (προνύμφες L 5 E. kuehniella) και 20 παρασιτοειδή V. canescens για παρασιτισμό. Οι 100 ξενιστές (E. kuehniella) της κάθε ημέρας παρέμεναν μέσα στο plexi glass για 24 ώρες και την επόμενη ημέρα τοποθετούνταν ατομικά σε τριβλία petri διαμέτρου 6 cm μαζί με τροφή (αλεύρι) περιμένοντας να βγουν τα ενήλικα παρασιτοειδή. Αυτό γινόταν και για τις 4 ημέρες και για τις 400 προνύμφες. Μετά από μία διάρκεια 25 ημερών έβγαιναν τα ενήλικα παρασιτοειδή, η οποία διάρκεια συμφωνεί και με την μελέτη M.M. Rahman et. al. (2007) σύμφωνα με την οποία ο μέσος όρος ήταν 27,6 ημέρες σε θερμοκρασία 24 ο C. Διεξήχθησαν δύο πείραματα. Για την ακρίβεια του κάθε πειράματος έγιναν 4 επαναλήψεις. Ο διαχωρισμός των παραστιτοειδών γινόταν με κριτήριο τη θερμοκρασία έκθεσης τους, την ηλικία τους και την τροφή που τους

11 παρείχετο. Συνολικά δοκιμάστηκαν τέσσερις θερμοκρασίες: -4 ο C, -5 o C, -6 o C και 25 o C. Οι τροφές που χορηγήθηκαν στα ενήλικα παρασιτοειδή ήταν δύο, το μελόνερο (10%) και το μέλι (10%), ζάχαρη (40 gr), νερό (50 ml). Επίσης, η πρώτη ηλικία περιελάμβανε παρασιτοειδή 1-3 ημερών, η δεύτερη ηλικία 7-10 ημερών και η τρίτη ηλικία ημερών. Για την κάθε ηλικία χρησιμοποιούνταν 120 ενήλικα άτομα του V. canescens, τα οποία διαχωριζόντουσαν σε 4 ομάδες των 30 ατόμων για τις 4 θερμοκρασίες (-4 ο C, - 5 ο C, -6 ο C και 25 ο C). Έτσι, η έκθεση των 30 ατόμων της κάθε θερμοκρασίας γινόταν με μεταφορά ανά 10 σε 3 γύαλινα φυαλίδια και ακολουθούσε εμβάπτιση στο κρυόλουτρο για 2 ώρες το οποίο περιείχε διάλυμα νερούαιθυλενογλυκόλης (1:1). Η έκθεση των ενηλίκων παρασιτοειδών στις χαμηλές θερμοκρασίες έγινε χωρίς προηγούμενο εγκλιματισμό. Ταυτόχρονα με τις μεταxειρήσεις αυτές είχαμε και έναν μάρτυρα ο οποίος εκτέθηκε στο υδατόλουτρο στους 25 ο C για 2 ώρες. Αφού εκτέθηκαν στις θερμοκρασίες αυτές για 2 ώρες, μετά από 24 ώρες γινόταν η καταμέτρηση του ποσοστού επιβίωσης. Όσα άτομα επιβίωναν μετά τις 24 ώρες μεταφέρονταν ατομικά σε πλαστικά κύπελλα (400 ml) μαζί με την ανάλογη τροφή και μία προνύμφη E. kuehniella. Καθημερινά γινόταν ανανέωση της τροφής σε μορφή σταγόνων και αντικατάσταση της προνύμφης E. kuehniella για όλη τη διάρκεια ζωής του παρασιτοειδούς V. canescens. Η ίδια διαδικασία γινόταν και για τη 2 η βδομάδα (7-10 ημερών) και για την 3 η βδομάδα (18-20 ημερών) ζωής των παρασιτοειδών. Το πρώτο μέρος των πειραμάτων είχε ως σκοπό, τη μελέτη της επίδρασης των χαμηλών θερμοκρασιών και της ηλικίας του V. canescens στο ποσοστό επιβίωσης, στη διάρκεια ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών, στη διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του V. canescens και στην ικανότητα παρασιτισμού του V. canescens σε προνύμφες 5 ης ηλικίας E. kuehniella. Μελετήθηκε η επιβίωση των ενηλίκων V. canescens μετά από την έκθεση τους για δύο ώρες σε μια σειρά χαμηλών θερμοκρασιών (-4 o C, -5 o C, -6 o C), χωρίς προηγούμενο εγκλιματισμό. Βρέθηκε ότι, η έκθεση των ατόμων αυτών, στα οποία προηγουμένως τους είχε χορηγηθεί ως τροφή το μελόνερο, είχε αρνητικές επιπώσεις στην επιβίωση τους, αφού τα ποσοστά κυμάνθηκαν από 91,66% (θερμοκρασία -4 o C, ηλικία 1-3 ημερών) εώς 15% (θερμοκρασία -6 o C, ηλικία ημερών). Αντίθετα, τα ποσοστά επιβίωσης των ενηλίκων

12 παρασιτοειδών, που τρέφονταν με μέλι-ζάχαρη-νερό, δεν επηρεάστηκαν στατιστικά σημαντικά από την επίδραση τόσο των χαμηλών θερμοκρασιών (-4 o C, -5 o C, -6 o C), όσο και των ηλικιών (1-3, 7-10, ημερών) του παρασιτοειδούς. Συγκεκριμένα, τα ποσοστά επιβίωσης κυμάνθηκαν από 97,5% - 84,16%. Επιπλέον, η διάρκεια της ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών, και αυτών που τρέφονταν με μελόνερο αλλά και αυτών που τρέφονταν με μέλι-ζάχαρηνερό, μετά από έκθεση για δύο ώρες στις χαμηλές θερμοκρασίες (-4 o C, -5 o C, -6 o C), ήταν σημαντικά μειωμένη σε σχέση με το μάρτυρα. Όσον αφορά την επίδραση της ηλικίας, τόσο στα παρασιτοειδή που τρέφονταν με μελόνερο, όσο και σε αυτά που τρέφονταν με μέλι-ζάχαρη-νερό, η διάρκεια της ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών μειωνόταν καθώς η ηλικία των παρασιτοειδών μεγάλωνε. Μελετήθηκε επίσης, η διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του V. canescens. Βρέθηκε ότι η διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων εντός των προνυμφών E. kuehniella, αφού τράφηκαν προηγουμένως τα ενήλικα παρασιτοειδή με μελόνερο, δεν παρουσίασαν στατιστικώς σημαντικές διαφορές μεταξύ των χαμηλών θερμοκρασιών (-4 o C, -5 o C, -6 o C), όλων των ηλικιών. Αντίθετα, παρατηρήθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά στη διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του V. canescens μεταξύ των χαμηλών θερμοκρασιών όλων των ηλικιών, αφού τους είχε χορηγηθεί ως τροφή μέλι-ζάχαρη-νερό. Όσον αφορά την επίδραση των τριών ηλικιών, τόσο στα παρασιτοειδή που τρέφονταν με μελόνερο, όσο και σε αυτά που τρέφονταν με μέλι-ζάχαρη-νερό, βρέθηκε ότι η διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων σε προνύμφες E. kuehniella αυξανόταν όσο η ηλικία των παρασιτοειδών μεγάλωνε. Τέλος, μελετήθηκε και η ικανότητα παρασιτισμού των V. canescens, σε προνύμφες E. kuehniella. Βρέθηκε ότι, η ικανότητα παρασιτισμού των ενηλίκων, τα οποία τρέφονταν με μελόνερο, είχε στατιστικώς σημαντικές διαφορές τόσο μεταξύ των χαμηλών θερμοκρασιών όσο και μεταξύ των τριών ηλικιών του παρασιτοειδούς. Ωστόσο, η ικανότητα παρασιτισμού των ενηλίκων παρασιτοειδών, που τρέφονταν με μέλι-ζάχαρη-νερό, δεν επηρεάστηκε στατιστικά σημαντικά από την επίδραση τόσο των χαμηλών θερμοκρασιών (-4 o C, -5 o C, -6 o C), όσο και των ηλικιών (1-3, 7-10, 18-20

13 ημερών) του παρασιτοειδούς. Συγκεκριμένα, τα ποσοστά επιβίωσης κυμάνθηκαν από 61%- 40,92%. Στο δεύτερο μέρος των πειραμάτων, μελετήθηκε η επίδραση των δύο τροφών (μελόνερο και μέλι-ζάχαρη-νερό) στην επιβίωση, στη διάρκεια ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών V. canescens, στη διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του παρασιτοειδούς και στην ικανότητα παρασιτισμού τους σε προνύμφες 5 ης ηλικίας E. kuehniella. Η επιβίωση, σε όλες τις χαμηλές θερμοκρασίες έκθεσης (-4 o C, -5 o C, -6 o C) και των τριών ηλικιών των ενηλίκων παρασιτοειδών (1-3, 7-10, ημερών), ήταν μεγαλύτερη όταν τους χορηγήθηκε η τροφή μέλι-ζάχαρη-νερό, από ότι όταν τους χορηγήθηκε η τροφή μελόνερο. Επίσης, η χορήγηση της διαφορετικής τροφής στα ενήλικα V. canescens των τριών ηλικιών (1-3, 7-10, ημερών), στη θερμοκρασία 25 o C, δεν είχε επίδραση στο ποσοστό επιβίωσης των παρασιτοειδών. Επιπλέον, η διάρκεια ενήλικης ζωής των παρασιτοειδών (1-3, 7-10, ημερών) ήταν μεγαλύτερη όταν τους χορηγήθηκε η τροφή μέλι-ζάχαρη- νερό από ότι όταν τους χορηγήθηκε το μελόνερο. Εξαίρεση, αποτελεί η πρώτη ηλικία (1-3 ημερών), στη θερμοκρασία -6 o C, όπου η διάρκεια ζωής ήταν μικρότερη, 13,57 ημέρες καθώς επίσης και η δεύτερη ηλικία (7-10 ημερών), στη θερμορκασία 25 o C, με διάρκεια ζωής 18,16 ημέρες. Η διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του V. canescens, σε όλες τις χαμηλές θερμοκρασίες έκθεσης των ενηλίκων παρασιτοειδών (-4 o C, -5 o C, -6 o C, 25 o C), ήταν μεγαλύτερη όταν τους χορηγήθηκε ως τροφή μέλι-ζάχαρη- νερό από ότι όταν τους χορηγήθηκε ως τροφή το μελόνερο. Ωστόσο, τα ενήλικα άτομα που τρέφονταν με μέλι-ζάχαρη-νερό έχασαν σταδιακά την ικανότητα παρασιτισμού τους όσο εκτίθονταν σε πιο χαμηλές θερμοκρασίες. Μετά από έκθεση δύο ωρών τόσο στις χαμηλές θερμοκρασίες (-4 o C, -5 o C, -6 o C), όσο και στη θερμοκρασία 25 o C, η ικανότητα παρασιτισμού των ενηλίκων παρασιτοειδών που τρέφονταν με μέλι-ζάχαρη-νερό ήταν μειωμένη συγκριτικά με αυτά που τους παρείχετο ως τροφή το μελόνερο. Συμπερασματικά, οι χαμηλές θερμορκασίες, η ηλικία των παρασιτοειδών και η τροφή που τους παρείχετο, επηρεάζουν σημαντικά την ανάπτυξη, την επιβίωση και την παρασιτική ικανότητα του παρασιτοειδούς V. canescens. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας συμβάλουν στην κατανόηση της επίδρασης των χαμηλών θερμοκρασιών, της ηλικίας και της τροφής στη

14 βιολογία και οικολογία του V. canescens με ξενιστή E. kuehniella. Επίσης, συμβάλλουν στην αξιολόγηση της χρήσης του V. canescens ως βιολογικού παράγοντα αντιμετώπισης του Λεπιδόπτερου E. kuehniella

15 SUMMARY Biological control is an important factor in integrated control of many crop pests. Few decades ago, biological methods consisted mainly of the use of natural enemies of insect pests and mainly of insectivorous insects and mites. The most successful cases of biological control were those using insectivorous insects, entomopathogenic bacteria, viruses and sterile or genetically defective individuals of the harmful species (Tzanakakis 1995). The main object of this thesis is studying the biology of parasitoid Venturia canescens (Gravenhorst) (Hymenoptera: Ichneumonidae) and its utility as a factor of biological control against Lepidoptera that attack stored agricultural products and specifically against Ephestia kuehniella (Zeller 1879) (Lepidoptera:Pyralidae). During the experiments a process that aimed the increase of the population of parasitoid V. canescens was in progress in laboratory conditions, temperature 25 ± 1 C, relative humidity 65 ± 5% and photoperiod of 16:8 h (L:D) of fotofasis starting at 06:00 and ending at 22:00. For 4 days in sequence 20 hosts (larvae L5 E. kuehniella) of the parasitoid and 20 V. canescens were placed in 5 plexi glass (20 x 20 x 20 cm) for parasitisism. The 100 host (E. kuehniella) of each day remained in the plexi glass for 24 hours and the next day were placed individually in petri dishes of 6 cm diameter with food (flour). This process was done for 4 days and for 400 larvae. After 25 days adult parasitoids were appearing. This duration agrees with the study of MM Rahman et. al (2007), according to which the average was at 27,6 days at 24 o C. Two experiments were conducted. For the accuracy of each experiment 4 repetitions were made. The separation of parastitoids were made according to temperature exposure, age of parasitoid and food provided. Four temperatures were tested: -4 o C, -5 o C, -6 o C and 25 o C. The food provided to adult parasitoids were: honeywater (10%) and honey (10%), sugar (40 gr), water (50 ml). Ages tested were: 1-3 days old, 7-10 days old and days old. For each age 120 adult individuals of V. canescens were used, which separated into 4 groups of 30 persons each group for one of the 4 temperatures (-4 o C, -5 o C, -6 o C and 25 o C). For each of the 4 temperatures 30 adults were used which separated in 3 groups of 10 adults.

16 Each group transferred in glass vials which dipped in cold bath of ethylene glycol-water solution (1:1), for two hours. The exposure of adult parasitoids at low temperatures was without previous acclimatization. Simultaneously with these experiments we dipped in the water bath a group of control adults for two hours at 25 C. 24 hours after the exposure at low temperatures we measured the survival rate. After the measure, the survived adults were transferred individually into plastic cups (400 ml) with the corresponding food and a larva of E. kuehniella. The diet was renewed in the form of drops and replace the larva of E. kuehniella was replaced on a daily base for the entire life of the parasitoid V. canescens. The same procedure was also performed for the other two groups of parasitoids according to their age (7-10 days old, days old). The first part of experiments was designed, to study the effect of low temperatures and age of V. canescens in survival rate, longevity of adults, development duration of immature stages of V. canescens and parasitic ability of V. canescens larvae in the fifth age of E. kuehniella. As long as the survival of V. canescens adults concern after exposure for two hours at a range of low temperatures (-4 o C, -5 o C, -6 o C), without prior conditioning we found that the exposure of these individuals, which previously had been granted as food honeywater, had negative effects in survival, since the death rates ranged from 91.66% (temperature -4 o C, age 1-3 days) to 15% (temperature -6 o C, age days). In contrast, the survival rates of adult parasitoids, fed with honey-sugar-water, had not been influenced significantly by both factors of low temperatures (-4 o C, -5 o C, -6 o C), and age (1-3, 7-10, days) of parasitoids. Specifically, survival rates ranged from 97.5% %. Moreover, the longevity of all adults, those who fed with honeywater as well as those who fed with honey-sugar-water after exposure for two hours at low temperatures (-4 o C, -5 o C, -6 o C), was significantly reduced in contrast to the longevity of control. Regarding the effect of age, both groups of parasitoids those fed with honeywater, and those fed with honey-sugar-water, longevity of adults decreased as the age of parasitoids grow bigger. The development duration of immature stages of V. canescens was also studied. We found that the development duration of immature stages of adult parasitoids having previously fed with honeywater in the body of larval E.

17 kuehniella, showed no statistically significant differences between low temperatures (-4 o C, -5 o C, -6 o C), for all ages groups. In addition, immature stages that the adult parasitoids had fed with honey-sugar-water showed statistically significant difference in the development duration between low temperatures of all ages groups. Regarding the effect of the age factor, both food groups of parasitoids showed an increase in the development duration of immature stages when the adults were older. Finally, we studied the ability of parasitism of V. canescens in larvae of E. kuehniella. We found that adults ability of parasitism, which fed with honeywater showed a statistically significant difference not only between low temperatures but between different ages of the parasitoids too. However, the parasitism ability of adults fed with honey-sugar-water, was not significantly influenced neither from low temperatures (-4 o C, -5 o C, -6 o C), nor from parasitoids age (1-3, 7-10, days). Specifically, survival rates ranged from 61% %. In the second part of experiments, we studied the effect of food (honeywater and honey-sugar-water) on survival, longevity of V. canescens adults, development duration of immature stages of the parasitoid and parasitism ability in the fifth larval stage of E. kuehniella. The survival in all low temperatures (-4 o C, -5 o C, -6 o C) and in different adults age (1-3, 7-10, days), was higher when honey- sugar-water was given as food, rather than honeywater. Furthermore, we found that food had no effect on survival rate of different ages parasitoids when dipped in water bath of 25 o C. Moreover, longevity of adult of different age s groups (1-3, 7-10, days) was higher when fed with honey-sugar-water than with honeywater. Exception is the first age group (1-3 days), because in temperature of -6 o C, the longevity of growth was lower, days. Exception is also the second age group (7-10 days), in temperature of 25 o C, because the longevity was 18,16 days. The development duration of immature stages of V. canescens, in all temperatures that adult parasitoids exposure (-4 o C, -5 o C, -6 o C, 25 o C), was higher when fed with honey-sugar-water than with honeywater. However, adults who fed with honey-sugar-water gradually lost their ability of parasitism when exposed at lower temperatures. After two hours exposure at all low temperatures (-4 o C, - 5 o C, -6 o C), and temperature 25 o C, adult parasitoids fed with honey-sugar-

18 water had reduced parasitism ability compared to those who fed with honeywater. In conclusion, the low temperature, the age of parasitoids and the food provided play a key role in the development, survival and parasitic ability of parasitoid V. canescens. The results of this study contribute in the understanding of the effect of low temperatures, age and diet on the biology and ecology of V. canescens. Moreover, they help to evaluate the use of V. canescens as a biological agent in the treatment of E. kuehniella.

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Ωφέλιμα Έντομα Υπάρχουν δύο ευρύτερες ομάδες παραγόντων θνησιμότητας, εκείνων που συνδέονται με φυσικά αίτια του περιβάλλοντος και εκείνων που οφείλονται στη δραστηριότητα άλλων ζωντανών οργανισμών. Στη δεύτερη ομάδα ανήκουν οι ωφέλιμοι οργανισμοί που αποτελούν το μέσο εφαρμογής της βιολογικής καταπολέμησης και τα οποία διακρίνονται σε παράσιτα, παρασιτοειδή, αρπακτικά ή παθογόνα. Στα αρπακτικά ανήκουν τα Ημίπτερα και τα Κολεόπτερα, ενώ η πλειονότητα των παρασιτοειδών ανήκει στην τάξη Υμενόπτερα και ελάχιστα στην τάξη Δίπτερα (Gorham, 1987; Gordh & Hartman, 1991; Haines, 1991) Φυσικοί Εχθροί Εντόμων Οποιοσδήποτε οργανισμός τρέφεται με έναν άλλο οργανισμό είναι, εξ ορισμού, φυσικός εχθρός. Ο συνολικός αριθμός των εντόμων που είναι φυσικοί εχθροί άλλων εντόμων δεν έχει εκτιμηθεί ακριβώς, αλλά είναι πιθανό να υπάρχουν τόσα είδη εντομοφάγων εντόμων όσα είναι και τα είδη που αποτελούν τη λεία ή τους ξενιστές τους (Debach and Rosen, 1991). Σύμφωνα με μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί σε φυσικούς εχθρούς εντόμων, οι οποίοι είναι κύριοι εχθροί καλλιεργειών, φαίνεται ότι τα περισσότερα είδη εντόμων που τρέφονται πάνω σε φυτά έχουν περισσότερους από ένα φυσικούς εχθρούς. Μερικά είδη εντόμων έχουν πάνω από 100 καταγεγραμμένους φυσικούς εχθρούς. Άλλοι φυσικοί εχθροί επιτίθενται σε διαφορετικά είδη λείας ή ξενιστή, ενώ κάποιοι είναι πιο εξειδικευμένοι (Debach and Rosen, 1991). Στη βιολογική καταπολέμηση, οι φυσικοί εχθροί αναφέρονται ως παράσιτα, παρασιτοειδή, αρπακτικά, ή παθογόνα. Αποτελεσματική βιολογική καταπολέμηση μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση οργανισμών από οποιαδήποτε από αυτές τις ομάδες, αλλά τα σημαντικότερα θεωρούνται τα παρασιτοειδή, με τα αρπακτικά να έρχονται δεύτερα σε σημασία. 1

20 Το θηρευτικό έντομο (predator) κατά την ανήλικη ζωή του καιι ώσπου να συμπληρώσει την ανάπτυξη του προσβάλλει και τρώει κατά κανόνα περισσότερα από ένα άτομα της λείας (θηράματος) του. Αντίθετα, το παράσιτο, (parasite) προσβάλλει κατά κανόνα ένα μόνο άτομο του ξενιστή του, του αρκεί δηλαδή ένα άτομο του ξενιστή για να τραφεί και να αναπτυχθεί. Παρασιτισμός είναι μια περίπτωση της συμβίωσης όπου ένας οργανισμός, το παράσιτο, τρέφεται από το σώμα του άλλου, του ξενιστή, και τον ζημιώνει. Το παράσιτο περνά ένα αξιόλογο μέρος της ζωής τους πάνω ή μέσα στον ξενιστή του. Κατά την ανάπτυξη του, το παράσιτο παίρνει την τροφή του από τους ιστούς του ξενιστή αλλά κατά κανόνα τον εξασθενίζει χωρίς να τον σκοτώνει. Αντίθετα, το παρασιτοειδές (parasitoid) καταστρέφει ζωτικά όργανα και ιστούς του ξενιστή, ώστε τελικά ο ξενιστής πεθαίνει. Ο Lindquist (1983), συνοψίζοντας τα στοιχεία προγενέστερών του συγγραφέων δίνει, από αυστηρώς εντομολογική σκοπιά, και άλλες διαφορές μεταξύ παρασιτοειδούς και παρασίτου, από τις οποίες θεωρεί σημαντική και το ότι το παρασιτοειδές προσβάλλει τον ξενιστή του μόνο ως προνύμφη, ενώ το ενήλικο ζει ελεύθερα (εκτός του ξενιστή). Για να ισχύει ο ορισμός του παρασιτοειδούς όχι μόνο για τα έντομα, αλλά και για ορισμένα παρασιτοειδή ακάρεα και για τα αρθρόποδα γενικότερα, ο Lindquist προτείνει η έννοια του παρασιτοειδούς να βασίζεται κυρίως στα εξής τρία κριτήρια: 1) ο ξενιστής να καταστρέφεται, 2) να χρειάζεται ένα άτομο του ξενιστή για την ανάπτυξη του παρασιτοειδούς και 3) μόνο ένα στάδιο να δρα τροφικά (να τρώει) τον ξενιστή. Για αυτό το λόγο στη βιολογική καταπολέμηση χρησιμοποιούνται κυρίως παρασιτοειδή εντομοφάγα έντομα και όχι παράσιτα, διότι μας ενδιαφέρει να προκαλέσουμε το θάνατο του ξενιστή (Τζανακάκης 1995). 2

21 1.1.2 Διάκριση Παρασιτοειδών Βιολογικά χαρακτηριστικά παρασιτοειδών Η φάση της επιλογής και της καταλληλότητας του ξενιστή από το παρασιτοειδές για την αποδοχή ή την απόρριψη του είναι καθοριστική. Κριτήρια για το χαρακτηρισμό ενός ξενιστή κατάλληλου ή όχι αποτελούν το μέγεθος και η ηλικία του ξενιστή, το είδος και η κατάσταση του ξενιστή, δηλαδή αν είναι ήδη παρασιτισμένος ή όχι (Jervis and Copland 1996, Harvey et. al. 2000, Harvey and Strand 2002). Τα παρασιτοειδή επιλέγουν εκείνο το είδος ξενιστή που θα εξασφαλίσει το μεγαλύτερο ποσοστό επιβίωσης των αυγών τους ή γενικότερα θα αυξήσει την προσαρμοστικότητα (fitness) των απογόνων τους. Η αποδοχή του πρωτιμώμενου είδους εξαρτάται από το πόσο συχνά συναντά το παρασιτοειδές αυτό το είδος στο υπόστρωμα. Η μορφολογία του ξενιστή καθώς και η προηγούμενη εμπειρία ωοτοκίας που τυχόν έχει ένα παρασιτοειδές επηρεάζουν την προτίμηση που δείχνουν σε ένα είδος (Ηassell 1978). Τα παρασιτοειδή μπορούν να ταξινομηθούν με πολλούς τρόπους. Τα παρασιτοειδή των ολομετάβολων εντόμων όπως των Λεπιδοπτέρων, των Κολεοπτέρων και των Διπτέρων μπορούν να ταξινομηθούν με βάση το στάδιο του ξενιστή στο οποίο επιτίθενται. Κατά αυτό τον τρόπο ένας ξενιστής μπορεί να υφίσταται επίθεση από ένα παρασιτοειδές στο στάδιο του αυγού, της προνύμφης, της νύμφης ή του ενήλικου. Τα παρασιτοειδή μπορούν επίσης να διακριθούν σε δύο κατηγορίες με βάση την τροφική συμπεριφορά των προνυμφών τους. Κάποια παρασιτοειδή αναπτύσσονται εντός του σώματος των ξενιστών τους, τρεφόμενα από το εσωτερικό του και είναι γνωστά ως ενδοπαρασιτοειδή (endoparasitoids). Και άλλα, τα εκτοπαρασιτοειδή (ectoparasitoids), ζουν εξωτερικά, με τα στοματικά τους μόρια κατά κανόνα βυθισμένα στο σώμα των ξενιστών τους. Τα παρασιτοειδή έντομα ανάλογα με τον αριθμό των ατόμων που αναπτύσσονται μέσα ή πάνω στο σώμα του ξενιστή διακρίνονται επίσης σε μονήρη (solitary) και αγελαία (gregarious). Στα μονήρη (solitary) παρασιτοειδή μόνο ένα άτομο του παρασιτοειδούς τελικά ολοκληρώνει την ανάπτυξη του. Σε αντίθεση με τα αγελαία (gregarious) όπου αναπτύσσονται περισσότερα από ένα άτομα παρασιτοειδούς (Godfray et. al. 1988). Για τα 3

22 μονήρη (solitary) παρασιτοειδή το μέγεθος του ξενιστή σχετίζεται στενά με τη διαθέσιμη τροφή που πρέπει να έχει μια προνύμφη του παρασιτοειδούς για την ανάπτυξη της (King 1992). Στα αγελαία είδη (gregarious) παρασιτοειδών υπάρχει ανάλογη συσχέτιση του μεγέθους του ξενιστή και του αριθμού των αυγών ανά ωοτοκία. Τα παρασιτοειδή αυτά γεννούν λιγότερα αυγά ανά ωοτοκία σε μικρού μεγέθους ξενιστές, ενώ σε μεγαλύτερου μεγέθους ξενιστές εναποθέτουν περισσότερα αυγά ανά ωοτοκία. Στην περίπτωση που αναπτύσσονται περισσότερες προνύμφες παρασιτοειδών σε έναν ξενιστή με εισαγωγή κατα την ωοτοκία περισσότερων του ενός αυγών του ίδιου παρασιτοειδούς το φαινόμενο ονομάζεται πλειοπαρασιτισμός (superparasitism), ενώ όταν σε έναν ξενιστή υπάρχουν προνύμφες δύο ή περισσότερων ειδών παρασιτοειδών ονομάζεται πολλαπλός παρασιτισμός (multiple parasitism) (Τζανακάκης 1995). Οι van Alphen et al. (1987) υποστηρίζουν ότι τα παρασιτοειδή έχουν την ικανότητα να διακρίνουν τους μη παρασιτισμένους ξενιστές και ότι ο πλειοπαρασιτισμός είναι μια στρατηγική προσαρμογής υπό ορισμένες συνθήκες, όπως η πίεση ωοτοκίας και η προηγούμενη εμπειρία ωοτοκίας. Η αποδοχή ή η απόρριψη ενός παρασιτισμένου ξενιστή για ωοτοκία από ένα θηλυκό παρασιτοειδές εξαρτάται από τον αριθμό των άλλων θηλυκών παρασιτοειδών που βρίσκονται μαζί στο ίδιο υπόστρωμα με τους ξενιστές. Στην περίπτωση αυτή ο πλειοπαρασιτισμός διακρίνεται σε δύο τύπους : στον selfspecific πλειοπαρασιτισμό, δηλαδή το θηλυκό παρασιτοειδές ωοτοκεί σε ξενιστές που έχουν προηγούμενα παρασιτισθεί από το ίδιο και στον conspecific πλειοπαρασιτισμό, όταν οι παρασιτισμένοι ξενιστές περιέχουν αυγά άλλου θηλυκού παρασιτοειδούς του ίδιου είδους (Visser et al. 1990). Πολλά είδη παρασιτοειδών έχουν την ικανότητα να διακρίνουν παρασιτισμένους και μη ξενιστές, αλλά ωοτοκούν σε παρασιτισμένους όταν για μακρύ χρονικό διάστημα δεν συναντήσουν κάποιον μη παρασιτισμένο ξενιστή. Η πίεση ωοτοκίας αυξάνει και το παρασιτοειδές ωοτοκεί σε παρασιτισμένους ξενιστές. Μόλις εναποθέσει το θηλυκό παρασιτοειδές ένα ή δύο αυγά σε έναν παρασιτισμένο ξενιστή η πίεση ωοτοκίας μειώνεται, απορρίπτει τους παρασιτισμένους ξενιστές που συναντά εώς ότου η πίεση για ωοτοκία αρχίσει να αυξάνει. Με τον πλειοπαρασιτισμό στην περίπτωση αυτή εξασφαλίζεται μια πιθανότητα να επιβιώσει το είδος. 4

23 Τα παρασιτοειδή έντομα ανάλογα με το εύρος των ξενιστών που παρασιτούν διακρίνονται σε μονοφάγα, είδη παρασιτοειδών που παρασιτούν μόνο ένα είδος ξενιστή, στα ολιγοφάγα, τα οποία περιορίζονται μόνο σε στενά συγγενικά είδη ξενιστών μεταξύ τους, και τέλος στα πολυφάγα, στα οποία ανήκουν είδη παρασιτοειδών που παρασιτούν είδη ξενιστών που δεν είναι συγγενή μεταξύ τους (Godfray et. al. 1988). Τα παρασιτοειδή επίσης διακρίνονται σε koinobiont, δηλαδή αυτά που επιτρέπουν την ανάπτυξη του ξενιστή μετά τον παρασιτισμό και στα idiobiont, δηλαδή αυτά που δεν επιτρέπουν την περαιτέρω ανάπτυξη του ξενιστή και οι προνύφες τους τρέφονται με τη συγκεκριμένη ποσότητα τροφής που προσφέρεται από τον ξενιστή (Askew & Shaw 1986 από Ana M. C. Santos 1,2,3 and Donald L. J. Quicke 1,4 2012). Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι τόσο στα koinobionts όσο και στα idiobionts παρασιτοειδή, η ταχύτητα της προνυμφικής ανάπτυξης και εξέλιξης επηρεάζεται σημαντικά από το μέγεθος του ξενιστή, την ηλικία, το στάδιο και την τροφή του κατά την στιγμή του παρασιτισμού (Mackauer and Sequeira 1993, Godfray 1994). Το μέγεθος του ξενιστή καθορίζει την ποσότητα της διαθέσιμης τροφής για τις αναπτυσσόμενες προνύμφες του παρασιτοειδούς μέσα ή εκτός του ξενιστή. Όσον αφορά τα idiobiont παρασιτοειδή, επειδή δεν επιτρέπουν την περαίτερω ανάπτυξη του ξενιστή μετά τον παρασιτισμό, προτιμούν ξενιστές μεγαλύτερων προνυμφιακών σταδίων, όπως προνύμφες. Με τον τρόπο αυτό μπορούν να εκμεταλλεύονται περισσότερους διαθέσιμους πόρους από τον ξενιστή. Αντίθετα, τα koinobiont παρασιτοειδή προτιμούν ξενιστές νεαρών σταδίων όπως αυγά, νεαρές προνύμφες, γιατί επιτρέπουν την ανάπτυξη του ξενιστή μετά τον παρασιτισμό. Έτσι εκμεταλλεύονται τους διαθέσιμους πόρους κατά τη διάρκεια ανάπτυξης του ξενιστή. Οι ξενιστές που βρίσκονται στα μεγαλύτερης ηλικίας προνυμφικά στάδια ή είναι ενήλικα έχουν την ικανότητα να αμύνονται καλύτερα όταν ένα παρασιτοειδές προσπαθεί να ωοτοκήσει μέσα ή πάνω στο σώμα τους. Όταν τα koinobiont παρασιτοειδή ωοτοκούν νεαρά προνυμφικά στάδια του ξενιστή, οι προνύμφες τους έχουν μικρότερες πιθανότητες να εγκυστωθούν από τον ξενιστή, γιατί ο ξενιστής δεν έχει αναπτύξει αρκετά το μηχανισμό άμυνας (Godfray 1994). Τα koinobiont παρασιτοειδή έχουν αργή ανάπτυξη των προνυμφών, σύντομη διάρκεια ζωής των ενηλίκων και είναι pro-ovigenic, δηλαδή έχουν περισσότερα αυγά και 5

24 είναι έτοιμα για ωοτοκία κατά την έναρξη της ενήλικης ζωής τους και συχνά επιτίθενται σε ξενιστές μικρότερου μεγέθους από αυτά (Quicke 1997 από Ana M. C. Santos 1,2,3 and Donald L. J. Quicke 1,4 2012). Αντίθετα τα idiobiont τείνουν να έχουν γρήγορη προνυμφιακή ανάπτυξη, μεγάλη διάρκεια ζωής των ενηλίκων, είναι synovigenic, δηλαδή μπορούν να αναπτύξουν αυγά στις ωοθήκες τους κατά τη διάρκεια της ζωής τους και προσβάλλουν ξενιστές μεγαλύτερου μεγέθους από αυτά (Jervis et. al από Ana M. C. Santos 1,2,3 and Donald L. J. Quicke 1,4 2012). Αυτή η διάκριση μεταξύ koinobiont και idiobiont παρασιτοειδή αντανακλάται επίσης και στο φάσμα των ξενιστών που παρασιτούν. Τα Koinobiont έχουν στενότερο εύρος ξενιστών από τα idiobiont παρασιτοειδή (Askew & Shaw 1986, Sato 1990, Sheehan & Hawkins 1991, Hawkins 1994, Shaw 1994, Althoff 2003, Mills 1992 Ana M. C. Santos 1,2,3 and Donald L. J. Quicke 1,4 2012). Επίσης, τα παρασιτοειδή ανταποκρίνονται σε διάφορα οπτικά ερεθίσματα ή ερεθίσματα όσφρησης για τον εντοπισμό του ενδιαιτήματος στο οποίο βρίσκονται οι ξενιστές τους. Συχνά τα οπτικά ερεθίσματα οδηγούν τα παρασιτοειδή στον ξενιστή τους μόνο από μικρές αποστάσεις, ενώ τα ερεθίσματα όσφρησης γίνονται αντιληπτά από μεγαλύτερες (Buck 1982). Ο ρόλος της χημικής επικοινωνίας μεταξύ των παρασιτοειδών και των φυτών είναι πολύ σημαντικός για την εύρεση ξενιστή από τα παρασιτοειδή. Τα παρασιτοειδή αντιλαμβάνονται εκλυόμενες σηματοχημικές ουσίες από διάφορες πηγές με τα αισθητήρια όσφρησης που βρίσκονται στις κεραίες τους και τις προσακτρίδες και επηρεάζεται ανάλογα η συμπεριφορά τους (Janssen A., et al., 1991). Τέλος, όταν το παρασιτοειδές εντοπίσει το ενδιαίτημα του ξενιστή δέχεται άμεσα σταθμευτικά ερεθίσματα από τον ξενιστή του. Το παρασιτοειδές ανταποκρίνεται με τα αισθητήρια όσφρησης στις καϊρομόνες μικρής πτητικότητας, που εκλύονται από τον ξενιστή πάνω στο υπόστρωμα. Τα παρασιτοειδή όταν αντιληφθούν τις καϊρομόνες, η συμπεριφορά τους αλλάζει. Μειώνουν την ταχύτητα βάδισης, μένουν αμετακίνητα μετά από κάποια βήματα και κινούν το σώμα τους προς διάφορες κατευθύνσεις μέχρι να εντοπίσουν την πηγή έκλυσης των καϊρομονών. Επίσης, οι κεραίες κινούνται με τέτοιο τρόπο, ώστε να έρχονται συνεχώς σε επαφή με το υπόστρωμα. Μόλις εντοπίσουν τον ξενιστή τους στο υπόστρωμα κατευθύνονται προς 6

25 αυτόν και κάνουν μερικά δοκιμαστικά νύγματα ωοτοκίας με τον ωοθέτη τους με σκοπό την αποδοχή ή την απόρριψη του. Τα ενήλικα παρασιτοειδή έχουν την ικανότητα μετά τον παρασιτισμό ενός ξενιστή να παράγουν φερομόνες αποτροπής ωοτοκίας, οι οποίες αποτρέπουν την άφιξη άλλων παρασιτοειδών του ίδιου ή άλλου είδους στο υπόστρωμα, όπου βρίσκονται οι παρασιτισμένοι ξενιστές. Οι φερομόνες αυτές επηρεάζουν την επιλογή του παρασιτοειδούς να παραμείνει σε ένα υπόστρωμα και να ερευνήσει για ξενιστές καθώς επίσης και το χρόνο εντοπισμού του υποστρώματος Σημαντικές ομάδες παρασιτοειδών Οι κύριες ομάδες παρασιτοειδών που χρησιμοποιούνται για το βιολογικό έλεγχο των εντόμων είναι τα Υμενόπτερα (συνήθως των υπεροικογενειών Chalcidoidea, Ichneumonoidea και Proctotrupoidea) και Δίπτερα (συνήθως της οικογένειας Tachinidae) (Ana M. C. Santos 1,2,3, and Donald L.J. Quicke 1,4 2011) Υμενόπτερα Η λέξη Hymenoptera προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις μεμβράνη (hymen) και φτερά (ptera). Παρά το γεγονός ότι τα παρασιτοειδή ανήκουν σε πολλές τάξεις εντόμων, εντούτοις η πλειονότητα αυτών βρίσκεται στην τάξη Hymenoptera, η οποία αντιπροσωπεύει το 80 % του εκτιμώμενου αριθμού των ειδών (Quicke,1997 από Annette Reineke, 1* Sassan Asgari, 2 and Otto Schmidt ). Μολονότι η τάξη Υμενόπτερα είναι από τις πιο πλούσιες τάξεις εντόμων σε οργανισμούς με τις εκτιμήσεις που κυμαίνονται απο (Brown 1982, Gauld & Bolton 1988, Caston 1991, Lasalle & Gauld 1991, Stork 1997, Ulrich 1999), ο αριθμός των ειδών που περιγράφονται είναι μόνο (Lasalle & Gauld 1993) που σημαίνει ότι τα περισσότερα είδη δεν έχουν περιγραφεί ακόμα. (Ana M. C. Santos 1,2,3, and Donald L.J. Quicke 1,4 2011). Τα είδη των εντόμων που ανήκουν στην τάξη Υμενόπτερα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της πυκνότητας φυτών και εντόμων (Lasalle & Gauld 1993a από Mark R. Shaw 1 * & Michael 7

26 E. Hochberg ), ενώ τα παρασιτοειδή που ανήκουν στην τάξη αυτή ενεργούν ως ρυθμιστές της πυκνότητας των ξενιστών τους. Η τάξη των Υμενοπτέρων λόγω των εξαιρετικά πολλών βιολογικών προσαρμογών τους καθίσταται σε πλεονεκτική θέση έναντι των άλλων τάξεων. Ο ωοθέτης στα Hymenoptera είναι η βασική καινοτομία που οδήγησε στη διάκριση από τις άλλες τάξεις εντόμων. Τα παρασιτοειδή της τάξης αυτής έχουν πολύ καλά αναπτυγμένο τον ωοθέτη (ovipositor), το οποίο είναι ένα εξειδικευμένο όργανο απόθεσης αυγών (ως μια υποδερμικη βελόνα) (Quicke et. al από Sivinski & Aluja 2001) ο οποίος αποτελείται από μακριά αλληλοσυνδεόμενα χιτινώδη στιλέτα μέσω των οποίων περνά το αυγό. Ο ωοθέτης ενεργεί ως «τρυπάνι» για να διατρυπήσει τον ξενιστή ή το υπόστρωμα στο οποίο βρίσκεται (Vincent & King 1996 από Sivinski & Aluja 2001), και σε πολλές περιπτώσεις χρησιμεύει επίσης ως μέσο έγχυσης του δηλητηρίου στον ξενιστή. Από το δηλητήριο μπορεί να προκληθεί προσωρινή ή μόνιμη παράλυση ή να τροποποιήσει το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή ή και τις μεταβολικές του λειτουργίες (Godfray 1994, Quicke 1997 από Ana M. C. Santos 1,2,3 and Donald L. J. Quicke 1,4 2012). Ο ωοθέτης στερείται από μύες, εκτός από τη βάση του, αλλά έχει νεύρα που επεκτείνονται μέχρι την άκρη του, η οποία διαθέτει ιδιαίτερα ευαίσθητα όργανα αίσθησης που μπορούν να διακρίνουν από τα χημικά ερεθίσματα εάν ένας ξενιστής είναι κατάλληλος ή όχι, καθώς και αν περιέχει ήδη ένα αυγό παρασιτοειδούς. Παρά το γεγονός ότι ο ίδιος ο ωοθέτης δεν διαθέτει μύες, μπορεί να ελεγχθεί από τους μύες που συνδέονται με τη βάση του, με αποτέλεσμα να υπάρχει η δυνατότητα να περιστρέφεται και να κάμπτεται σε κάθε κατεύθυνση κι έτσι χρησιμοποιείται για να εξερευνήσει είτε την επιφάνεια είτε το εσωτερικό του ξενιστή (Clausen, 1976 από Sivinski & Aluja 2001). Τα παρασιτοειδή Υμενόπτερα έντομα, έχουν αναπτύξει μία στρατηγική προκειμένου να εξασφαλίσουν την αναπαραγωγή τους. Τα παρασιτοειδή Υμενόπτερα εναποθέτουν μέσω κεντρίσματος τα γονιμοποιημένα ωάριά τους στην αιμοκοιλική κοιλότητα των παρασιτιζόμενων ξενιστών τους που είναι συνήθως Λεπιδόπτερα έντομα. Κατά τη διάρκεια του παρασιτισμού, ο ξενιστής παραμένει ζωντανός αλλά αδυνατεί να αποτρέψει τον παρασιτισμό λόγω της καταστολής του ανοσοποιητικού τους συστήματος και άλλων βλαβών του νευροενδοκρινολογικού τους συστήματος, που προκαλούνται 8

27 από την έγχυση ιών στο σώμα του κατά τον παρασιτισμό, τους polydna ιούς (PDV) (Εικόνα 2) (Espagne 2005). Έτσι, η επιτυχής ανάπτυξη των ανήλικων σταδίων των παρασιτοειδών απαιτεί την παρουσία ενός συμβιωτικού ιού της οικογένειας των Polydnaviridae. Οι Polydnaviruses σχετίζονται με ενδοπαρασιτοειδή συγκεκριμένων οικογενειών, των Braconidae και Icneumonidae και διαιρούνται στους braco- (BV) και τους ichnoviruses (IV). Τόσο οι BVs όσο και οι IVs υπάρχουν ως ενιαίοι προ-ιοί στο γένωμα των ενηλίκων και πολλαπλασιάζονται στους ιστούς των ωοθηκών των θηλυκών ατόμων (Stoltz and Xu 1990). Οι ιοί μεταφέρονται στους ξενιστές των παρασιτοειδών κατά την ωοτοκία των θηλυκών σε αυτούς. Στη συνέχεια, τα γονίδια των ιών εκφράζονται στους προσβεβλημένους ιστούς του ξενιστή επιφέροντας τις απαραίτητες για την επιβίωση των απογόνων του παρασιτοειδούς αλλαγές στη φυσιολογία του ξενιστή του. Η καταστολή της κυτταρικής ανοσοποιητικής αντίδρασης του ξενιστή είναι μία από αυτές τις αλλαγές (Webb 1998). Η γνωστή αναπαραγωγική μέθοδος της παραγωγής θηλυκών απογόνων από γονιμοποιημένα αυγά και αρσενικών απογόνων από αγονιμοποίητα αυγά (αρρενοτοκία), αντικαθίσταται σε μερικά είδη από την υποχρεωτική θηλυτόκο παρθενογένεση (thelytoky), όπου τα αρσενικά δεν υπάρχουν, ή είναι πολύ σπάνια και μερικές φορές ανενεργά, δηλαδή δεν συζευγνύονται. Τα αυγά παράγονται χωρίς μείωση (απομικτική παρθενογένεση) ή σπανιότερα με μείωση και αργότερα με διπλασιασμό του χρωμοσωμικού αριθμού (Τζανακάκης 1995). Εικόνα 1. Diagram of a PDV association (πηγή: en.wikipedia.org/wiki/polydnavirus) 9

28 Οικογενεια Ichneumonidae Πρόκειται για μια σημαντική οικογένεια εντόμων που αριθμεί χιλιάδες είδη, πάνω από εκτιμώμενα είδη σε όλο τον κόσμο, ενώ πάνω από είδη έχουν περιγραφεί, τα οποία παρουσιάζουν προοπτικές επιτυχούς χρήσης σε προγράμματα βιολογικής καταπολέμησης (Gauld 1991, Yu. et al. 2005, Jones et. al. 2009). Σύμφωνα με τον Townes et al. (1966 * ), υπάρχουν περισσότερα είδη παρασιτοειδών που ανήκουν στην οικογένεια Ichneumonidae από ότι όλα τα σπονδυλωτά ζώα μαζί. Με άλλα λόγια, είναι περισσότερα από όλα τα θηλαστικά, τα πτηνά, τα ερπετά, τα αμφίβια και τα ψάρια μαζί. Έχει υπολογισθεί ότι είδη της οικογένειας Ichneumonidae απαντώνται στην Νότια Αφρική (Towner & Townes 1973 * ) εκ των οποίων μόνο τα 1927 έχουν περιγραφεί (Yu 1998 * ). Η προσπάθεια για την οργάνωση πληροφοριών για την οικογένεια Ichneumonidae ξεκίνησε με τον κατάλογο Dolla Torre s ( ) και συνεχίστηκε με την σειρά των καταλόγων Townes ( ). Σήμερα η οικογένεια Ichneumonidae χωρίζεται σε 32 Υποοικογένειες: Acaenitinae, Adelognathinae, Agriotypinae, Alomyinae, Anomaloninae, Banchinae, Brachycyrtinae, Campopleginae, Collyrinae, Cremastinae, Cryptinae, Ctenopelmatinae, Diplazontinae, Eucerotinae, Ichneumoninae, Labeninae, Lycorininae, Mesochorinae, Metopiinae, Microleptinae, Neorhacodinae, Ophioninae, Orthopelmatinae, Orthocentrinae, Oxytorinae, Paxylomatinae, Phrudinae, Phygadeuontinae, Pimplinae, Rhyssinae, Stilbopinae, Tersilochinae, Tryphoninae, Xoridinae, Joppinae (Yu 1998*). Τα είδη της οικογένειας Ichneumonidae ανήκουν σε 338 γένη [ * book Hasan Ghaahari]. Η οικογένεια Ichneumonidae χρησιμοποιεί ένα ευρύ φάσμα εντόμων ως ξενιστές τους τα οποία διαδραματίζουν ουσιαστικό ρόλο στην ομαλή λειτουργία του οικοσυστήματος. Η οικογένεια αυτή έχει χρησιμοποιηθεί επιτυχώς σε πολλά προγράμματα ως παράγοντας βιολογικού ελέγχου (Gupta 1991). Έτσι η μελέτη της οικογένειας αυτής έχει μεγάλη επιστημονική και οικονομική σημασία. 10

29 1.1 Το παρασιτοειδές Venturia canescens (Gravenhorst) (Hymenoptera: Ichneumonidae) Το έντομο V. canescens (Gravenhorst) (Hymenoptera: Ichneumonidae) είναι ένα κοσµοπολίτικο είδος, που βρίσκεται πολύ συχνά σε αλευρόµυλους και σιταποθήκες (M.V. Schneider, B. Gimenez, G. Driessen & J.J.M. van Alphen 2001). Το εύρος των ξενιστών του παρασιτοειδούς αυτού είναι αρκετά μεγάλο (Salt 1976 από Jeffrey A. Harvey 1,2, Ian F.Harvey 1, and David J. Thompson ) και περιλαμβάνει έναν αριθμό από Λεπιδόπτερα που είναι κοινά παράσιτα σε αποθήκες (Richards and Thomson 1932 από Jeffrey A. Harvey 1,2, Ian F.Harvey 1, and David J. Thompson ). Το V. canescens ως αποτελεσματικός φυσικός εχθρός διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην ολοκληρωμένη φυτοπροστασία διαχείρησης προγραμμάτων IPM, ειδικά σε σιταποθήκες και αλευρόμυλους (Cline et al 1986, Schöller et al 1997, Johnson et al 2000 από Annette Reineke, 1* Sassan Asgari, 2 and Otto Schmidt ). Στο εργαστήριο συνήθως εκτρέφεται με τα Λεπιδόπτερα Plodia interpunctella (Hübner 1813) και E. kuehniella (Harvey and Thompson 1995a; Heinlein et al. 2002; Ozkan et al από Consuelo Belda, Jordi Riudavets 2012) Πρόκειται για μονήρες (solitary), (koinobiont), παρθενογενετικό ενδοπαρασιτοειδές που αναπτύσσεται χωρίς να παραλυεί τον ξενιστή µε χαρακτηριστικό µακρύ ωοθέτη µε τον οποίο εντοπίζει την προνύµφη-ξενιστή ακόµα και κάτω από στρώµα προϊόντος πάχους 75 cm και εισάγει σε αυτήν ένα ή περισσότερα αυγά (Paust et al 2006; Desouhant et al από Consuelo Belda, Jordi Riudavets 2012). Από κάθε ξενιστή όµως εξέρχεται µόνον ένα παρασιτοειδές αφού συµπληρώσει την ανάπτυξή του (µονήρες παρασιτοειδές) (Jeffrey A. Harvey 1,2, Ian F. Harvey 1, and David J. Thompson ). Το V. canescens είναι synovigenic παρασιτοειδές (το θηλυκό έχει πολύ λίγα ή καθόλου ώριµα αυγά αµέσως µετά την έξοδό του) και δεν τρέφεται από τον ξενιστή. Επιπροσθέτως και σύµφωνα µε την ταξινόµηση των synovigenic παρασιτοειδών ανάλογα µε τον τύπο των ώριμων αυγών, την ικανότητα αποθηκεύσεως αυτών (egg storage capacity) και απορρόφησης των θρεπτικών συστατικών τους (egg resorption) ανήκει στα hydropic. Τα 11

30 παρασιτοειδή αυτής της κατηγορίας παράγουν αυγά, τα οποία περιέχουν λίγα θρεπτικά συστατικά (nutrient-poor) και μη ολοκληρωμένο λέκιθο (incompletely-yolked) και το αυγό απορροφά τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται για την εµβρυακή ανάπτυξη από τον αιµόλεµφο του ξενιστή. Από την πρώτη κιόλας ημέρα οι σάλπιγγες του ενήλικου θηλυκού παρασιτοειδούς παράγουν από 20 εώς 60 ώριμα αυγά που αντιστοιχεί σε 1,8 αυγά ανά ώρα (Trudeau and Gordon, 1989; Fletcher et al., 1994 από Harry L.S. Roberts*, Otto Schmidt 2003). Εάν το παρασιτοειδές στειρείται από ξενιστές τότε τα αυγά συσσωρεύονται στις σάλπιγγες όπου και αυξάνονται μέχρι και την 6 ημέρα όπου φτάνουν στα 160 αυγά, μετά από την ημέρα αυτή οι αριθμοί αυτοί παραμένουν σταθεροί. Αυτό υποδηλώνει ότι όταν η χωρητικότητα αποθήκευσης των αυγών στους ωαγωγούς φτάσει στο μέγιστο η ωογένηση παύει (Harvey et. al από Harry L.S. Roberts*, Otto Schmidt 2003). Το είδος του ξενιστή (Harvey and Thompson 1995b; Harvey and Vet 1997; Sait et al 1997; από Consuelo Belda, Jordi Riudavets 2012), το μέγεθος του ξενιστή και το στάδιο στο οποίο βρίσκεται τη στιγμή του παρασιτισμού (Corbet 1968; Harvey et al. 1994, 1995; Ozkan 2007 από Consuelo Belda, Jordi Riudavets 2012), καθώς και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η θερμοκρασία (Eliopoulos et al 2003; Eliopoulos and Stathas 2005; Eliopoulos 2006; Rahman et al 2007 από Consuelo Belda, Jordi Riudavets 2012) και το φως (Sahin and Ozkan 2007 από Consuelo Belda, Jordi Riudavets 2012) έχουν σημαντική επίδραση στην επιτυχή ανάπτυξη του V. canescens. Τα αρσενικά είναι εξαιρετικά σπάνια και έχουν παρατηρηθεί μόνο στην Ευρώπη. Οι μοναδικές αναφορές για παρουσία αρσενικών του V. canescens είναι αυτές των Dautert-Willimzik (1931), Beling (1932), Hase (1937) και Aubert (1959), αλλά και όταν υπάρχουν τα αρσενικά δεν είναι λειτουργικά καθώς δεν συζεύγνυνται με τα θηλυκά (Hase 1937 από M.V. Schneider, B. Gimenez, G. Driessen & J.J.M. van Alphen 2001). Το συγκεκριμένο είδος χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια για έρευνα στο εργαστήριο λόγω των πολλών επιθυμητών ιδιοτήτων του (θηλυτόκος παρθενογένεση, εύκολη μαζική εκτροφή, μονήρες, απουσία περιόδου προ-ωοτοκίας) από εντομολόγους, βιολόγους και γενετιστές, πάνω στη φυσιολογία των εντόμων, τη γενετική, τη συμπεριφορά των εντόμων, τη δυναμική των πληθυσμών και τις παραμέτρους ζωής (life-history) (Hassell and Rogers 1972, Salt 1975, 12

31 Hubbard and Cook 1978, Bellows and Hassell 1988, Gordon et al. 1991, Harvey et al.1993, Begon et al. 1995, Driessen et al. 1995, Bonsall and Hassell 1998, Driessen and Bernstein 1999, Shimada 1999, Harvey et al. 2001, Schneider et al. 2002, Eliopoulos et al. 2003, Thiel et al. 2006, Ozcan 2007, Lucchetta et al. 2008) Ταξινόμηση Το είδος V. canescens περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1829 από τον Gravenhοrst, στη μονογραφία του Ichneumologia Europaea, με την ονομασία Campoplex canescens (Gravenhorst, 1829). H μεταφορά του στο γένος Venturia έγινε από τους Townes and Townes (1966). Στο παρακάτω πίνακα παρουσιάζεται η ταξινόµηση του είδους µέσα στην τάξη Hymenoptera. Τάξη Υπόταξη Υπεροικογένεια Οικογένεια Υποοικογένεια Γένος Είδος Hymenoptera Apocrita Ichneumonoidea Ichneumonidae Campopleginae Venturia canescens 13

32 1.2.2 Μορφολογικά χαρακτηριστικά Το αυγό είναι ελλειψοειδές και έχει την τυπική μορφή των αυγών των Υμενοπτέρων (Εικόνα 3Α). Η προνύμφη είναι λευκή, άποδη και ακέφαλη (Εικόνα 3Β). Η pupa περιβάλλεται από βομβύκιο και έχει χαρακτηριστικό σχήμα (Εικόνα 3Γ) Το ενήλικο παρουσιάζει τα τυπικά μορφολογικά χαρακτηριστικά των ειδών της οικογένειας Ichneumonidae, δηλαδή οι κεραίες αποτελούνται από 16 ή περισσότερα ευδιάκριτα άρθρα, ο τροχαντήρας των οπίσθιων ποδιών αποτελείται από 2 άρθρα, οι πτέρυγές του έχουν 2 κλειστά κύτταρα (recurrent veins), το χρώμα της κοιλιάς είναι κόκκινο με χαρακτηριστικό μακρύ ωοθέτη με τον οποίο εντοπίζει την προνύμφη ξενιστή (Εικόνα 3Δ). Εικόνα 2. Αυγά (A), προνύμφη εντός προνύμφης Ephestia kuehniella (Β), νυμφικό βομβύκιο (Γ) και ενήλικο του V. canescens (Δ) (Φωτ. Α: Π.Α. Ηλιόπουλος, Β και Δ: Ι.Κ. Πουγαρίδου, Γ: Χ.Σ. Σπανούδης). 14

33 1.1.2 Γεωγραφική κατανομή Το είδος αυτό είναι γνωστό σε πολλές χώρες της Ευρώπης (Fauna Europaea 2004) (Εικόνα 4). Aποτελεί έναν από τους πιο συχνά απαντώμενους φυσικούς εχθρούς εντόμων αποθηκών στη διεθνή βιβλιογραφία Η παρουσία του εντόμου είναι συχνή και σε αποθήκες της Ελλάδας, γεγονός που δείχνει την προσαρμογή του V. canescens στις κλιματικές συνθήκες της Ελλάδας (Ηλιόπουλος 2003). Εικόνα 3. Γεωγραφική κατανομή του V. canescens στην Ευρώπη (πηγή : Fauna Europaea 2004) Βιολογία- ξενιστές Η σημασία της διατροφής του με ξενιστές αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τον Beling Οι σημαντικές πηγές διατροφής των ενηλίκων είναι το νέκταρ και το μελίτωμα (Jervis and Kidd 1986 από Ozkan 2007) επειδή μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το ποσοστό μακροζωίας και γονιμότητας, αυξάνοντας έτσι τον παρασιτισμό (Allen and Smith 1958, Syme 1975, Jervis and Kind 1986, Jervis et. al από Ozkan 2007). Το ενήλικο θηλυκό παρασιτεί τα προνυμφικά στάδια του ξενιστή τα οποία εντοπίζει αρχικά με τις κεραίες του, ενώ έπειτα εναποθέτει με τη βοήθεια του ωοθέτη του ένα ή και περισσότερα αυγά στο εσωτερικό του σώματος του ξενιστή. Η νεοεκκολαφθείσα προνύμφη του παρασιτοειδούς αναπτύσσεται εσωτερικά 15

34 και τρέφεται με τους ιστούς του ξενιστή, χωρίς να προκαλεί άμεσα τη θανάτωσή του, αλλά επιτρέποντάς τον να συνεχίσει τη τροφική του δραστηριότητα για κάποιο χρονικό διάστημα. Χαρακτηριστικό του V. canescens είναι ότι επωφελείται από την ανάπτυξη και διατροφή του ξενιστή και τον θανατώνει λίγο πριν νυμφωθεί, καθώς εξέρχεται από το νεκρό ξενιστή ως νύμφη. Από κάθε ξενιστή όμως εξέρχεται κατά κανόνα μόνο ένα παρασιτοειδές αφού συμπληρώσει την ανάπτυξή του (μονήρες παρασιτοειδές). Η αναπαραγωγική επιτυχία των θηλυκών παρασιτοειδών καθορίζεται από την αφθονία των κατάλληλων ξενιστών και από τον αριθμό των αυγών που είναι διαθέσιμα για ωοτοκία. Επίσης εξαρτάται και από τη διάρκεια ωρίμανσης των αυγών κατά τη διάρκεια της ζωής τους (Rosenheim 1996, Heimpel et al 1997 από Jeffrey A. Harvey 1,2, Ian F.Harvey 1, and David J. Thompson ). Έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές έρευνες τόσο σε συνθήκες εργαστηρίου όσο και σε συνθήκες αγρού για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας του V. canescens ως βιολογικού παράγοντα αντιμετώπισης εντόμων της οικογένειας Pyralidae, όπως Ε. kuehniella (Harvey and Vet 1997, Eliopoulos and Stathas 2003), Ephestia elutella (Schöller 2000), P. interpunctella (Podoler 1974, Harvey and Thompson 1995, Sait et. al. 1995, Harvey et al. 2001, Heinlein et al. 2002), Corcyra cephalonica (Harvey and Thompson 1995, Harvey et al. 1996) και Galleria mellonella (Harvey 1996, Harvey and Vet 1997). Άλλα Λεπιδόπτερα στα οποία έχει αναφερθεί παρασιτισμός σε φυσικές συνθήκες είναι τα Ephestia figuliella, E. sericarum, Ectomyelois ceratoniae, Homoesoma nebulella (Lepidoptera: Pyralidae), Prays citri (Lepidoptera: Hyponomeutidae), Tinea (Nemapogon) granella και T. (Nemapogon) secalella (Lepidoptera: Tineidae). 16

35 1.3 Αρθρόποδα Αποθηκευμένων προϊόντων Περί το 8000 π.χ ο άνθρωπος άρχισε να καλλιεργεί φυτά και να αποθηκεύει τα προϊόντα τους. Από τότε μέχρι σήμερα τα έντομα αποβαίνουν επιζήμια στον άνθρωπο, τα κατοικίδια ζώα, τα καλλιεργούμενα φυτά και τα αποθηκευμένα γεωργικά προϊόντα. Μπορεί να υποτεθεί ότι μέχρι τότε τα έντομα αυτά διαβιούσαν σε φυσικά εξωτερικά περιβάλλοντα και στη συνέχεια μετακινήθηκαν μέσα στις αποθήκες όπου προσαρμόστηκαν και έγιναν έντομα αποθηκών (Ηλιόπουλος 2003). Με τον όρο έντομα αποθηκών χαρακτηρίζουμε τα αρθρόποδα εκείνα που προσβάλλουν εδώδιμα ή μη προϊόντα που βρίσκονται στη φάση της παραγωγής, της επεξεργασίας ή της αποθήκευσης τους. Η προσβολή αυτή μπορεί να γίνει αποκλειστικά στην αποθήκη, αλλά δεν είναι σπάνιες οι περιπτώσεις όπου η πρωτογενής προσβολή γίνεται στον αγρό και κατόπιν το αρθρόποδο συνεχίζει το βιολογικό του κύκλο στο αποθηκευμένο προϊόν. Τα είδη των διαφόρων αρθροπόδων που προσβάλλουν αποθηκευμένα προϊόντα ανέρχονται σε αρκετές εκατοντάδες και σύμφωνα με τον FAO οι απώλειες που έχουν οι λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες σε κάθε είδους εδώδιμους σπόρους ανέρχοται σε περίπου 810εκ. τόνους ετησίως. Υπολογίζεται γενικά ότι τουλάχιστον το 10% της παγκόσμιας παραγωγής δημητριακών χάνεται κάθε χρόνο εξαιτίας τους. Χώρες όπως η Νιγηρία και η Αιθιοπία υπολογίζεται ότι χάνουν το 30% της παραγωγής τους σε καλαμπόκι από έντομα αποθηκών, ενώ η Ιταλία αναφέρεται ότι χάνει το 5% της παραγωγής της σε δημητριακά. Οι κυριότεροι οργανισµοί που προσβάλλουν τα αποθηκευµένα γεωργικά προϊόντα είναι τα έντοµα, τα ακάρεα, οι µύκητες, τα βακτήρια και τα τρωκτικά. Τα περισσότερα είδη εντόμων αποθηκευμένων προϊόντων ανήκουν στις τάξεις των Κολεόπτερων και Λεπιδοπτέρων, ενώ κατά πολύ λιγότερα στις τάξεις των Διπτέρων, Υμενοπτέρων, Ψωκοπτέρων. Οι προσβολές αυτές αφορούν τόσο στην ποσοτική όσο και στην ποιοτική υποβάθµιση του προϊόντος από τους ίδιους τους εχθρούς αλλά και από δευτερογενείς µολύνσεις και προσβολές (Δ.Κ. Σταμόπουλος 2008). 17

36 1.2 Το έντομο Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) Πολλά είδη εντόμων έχουν προσαρμοστεί για να τρέφονται με αποθηκευμένα προϊόντα. Μεταξύ αυτών συγκαταλέγεται και ο σκώρος αλευριού, το παράσιτο E. kuehniella (Zeller 1879) (Plarre and Vanderwel 1999, Rees 2004). Το έντομο E. kuehniella (Lepidoptera:Pyralidae) αποτελεί έναν από τους σοβαρότερους εχθρούς αποθηκευμένων γεωργικών προϊόντων και κυρίως για το αλεύρι. Όταν ο Zeller το 1879 περιέγραψε για πρώτη φορά το είδος αυτό, στη Γερμανία ήταν ήδη πρόβλημα και μέσα σε λίγα χρόνια καταγράφηκε σε πολλές χώρες της Ευρώπης (Richards and Thomson 1932 από T. A Jacob and P. D. Cox 1976). Από το 1890 το επιβλαβές έντομο E. kuehniella ήταν διαδεδομένο στη Βόρεια Αμερική και τη Βρετανία και σύντομα βρέθηκε και στην Αυστραλία. Σήμερα απαντάται σε όλα τα μέρη του κόσμου και αποτελεί σοβαρό παράσιτο σε εύκρατα κλίματα (Jacob and Cox 1977 από Abdurrahman Ayvaz Salih Karabörklü 2008) Ταξινόμηση Ακολουθεί η πλήρης ταξινόμηση του E. Kuehniella (Zeller 1879) Βασίλειο Animalia Φύλο Κλάση Τάξη Υπεροικογένεια Οικογένεια Υποοικογένεια Γένος Είδος Arthropoda Insecta Lepidoptera Pyraloidea Pyralidae Phyctinae Ephestia kuehniella 18

37 1.4.2 Γεωγραφική κατανομή Κοινό χαρακτηριστικό των περισσοτέρων εντόμων που έχει σχέση με τα αποθηκευμένα γεωργικά προϊόντα και τρόφιμα είναι η ευρεία γεωγραφική τους εξάπλωση. Είναι γεγονός ότι τα έντομα αυτά, ακόμη και εκείνα που έχουν χάσει την ικανότητά τους να πετούν, έχουν ευρεία γεωγραφική εξάπλωση. Από μόνα τους ή και με τη βοήθεια του ανθρώπου μπορεί να μεταφερθούν χιλιόμετρα μακριά, ενώ το διεθνές εμπόριο συμβάλλει στην εξάπλωσή τους σε ολόκληρο τον κόσμο. Οι ειδικοί αμφισβητούν την προέλευση του E. kuehniella. Αν και το όνομα του υπονοεί μια Ευρωπαική προέλευση, ορισμένοι ειδικοί πιστεύουν οτι πρήλθε από την Κεντρική Αμερική. Το έντομο αυτό για πρώτη φορά εντοπίστηκε στην Βόρεια Αμερική το Το είδος αυτό δεν το συναντάμε σε τροπικές περιοχές και δεν ζουν σε κρύο ή ψυχρές περιοχές, αλλά ευνοείται σε εύκρατες και μεσογειακές περιοχές (Fauna Europaea 2004) (Εικόνα 5). Εικόνα 4. Γεωγραφική κατανομή του E. kuehniella στην Ευρώπη (πηγή : Fauna Europaea 2004) 19

38 1.4.3 Ξενιστές Όλα τα είδη είναι σχεδόν πολυφάγα και προσβάλουν πολλά είδη προϊόντων. Τα αποθηκευμένα προϊόντα είναι οι κυριότεροι ξενιστές της E. kuehniella. Αναφέρονται ως ξενιστές προϊόντα όπως δημητριακά, αλεύρι, σιτηρά, σοκολάτα, ρύζι, ξηροί καρποί, αποξηραμένα φρούτα, τροφές για σκύλους, ακόμη και το τσάι, τα βότανα και τα μπαχαρικά (Ayvaz et al από Martinez et al ) Μορφολογικά χαρακτηριστικά Το αυγό είναι υπόλευκο, ελλειψοειδές με κοκκώδη επιφάνεια (Εικόνα Α). Τα θηλυκά γεννούν μέχρι 550 αυγά. Τα αυγά γεννιούνται στα προϊόντα που προσβάλουν. Οι προνύμφες έχουν μήκος σε πλήρη ανάπτυξη περί τα 22 χιλιοστά και το χρώμα τους είναι υπόλευκο ή ελαφρώς ρόδινο με καφέ κεφαλή (Εικόνα Β). Η pupa περιβάλλεται από ένα χαρακτηριστικό βομβύκιο (Εικόνα Γ). Τα ενήλικα είναι τα μεγαλύτερα σε μέγεθος Λεπιδόπτερα του γένους Ephestia και έχουν άνοιγμα πτερύγων 2-2,5 εκατοστά. Οι μπροστινές πτέρυγες που έχουν άνοιγμα γύρω στα 22 χιλιοστά έχουν γκρίζο χρώμα σατινέ με 3 μαύρες εγκάρσιες κυματοειδείς γραμμές. Οι πίσω πτέρυγες είναι υπόλευκα ή ανοιχτοτεφρά και ελαφρώς κροσσωτά. Η κεφαλή του είναι μικρή αλλά σφαιρική με μέτωπο γυμνό από λέπια, εφοδιασμένη με μακριές χειλικές προσακτρίδες (Εικόνα Δ) (Δ.Κ. Σταμοπουλος 2008). 20

39 Εικόνα 5. αυγά από E. kuehniella (A), προνύμφη E. kuehniella (Β), pupa E. kuehniella (Γ), Ενήλικο του E. kuehniella (Δ) (Φωτ. Α, Β, Γ και Δ: Ι.Κ. Πουγαρίδου) Βιολογία Εντόμου Έχει ως 5 γενεές το έτος. Έχει 4 στάδια ανάπτυξης. Διαχειμάζει ως χρυσαλίδα (pupa). Tα θηλυκά τα οποία κυρίως δραστηριοποιούνται τη νύχτα (νυκτόβια) γεννούν τα αυγά τους ( ) σε ομάδες των αυγών στην επιφάνεια ή κάτω απο αυτή των αλεύρων. Οι νεαρές προνύμφες που εξέρχονται από τα αυγά αρχίζουν να τρέφονται ενώ σε λίγο αρχίζουν να υφαίνουν το καταφύγιο με μετάξινα νήματα που εκκρίνουν. Ανάλογη με την προέλευση των αλεύρων είναι και η διάρκεια του βιολογικού του κύκλου. Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις που έκανε ο Candura βρέθηκε ότι η θερμοκρασία ο C ο βιολογικός κύκλος του εντόμου συμπληρώνεται σε 83 ημέρες όταν οι προνύμφες τράφηκαν σε καλαμποκάλευρο, σε 123 ημέρες όταν τράφηκαν σε άλευρο κριθαριού και 217 ημέρες όταν τράφηκαν σε ριζάλευρο. Το σύνολο των εκδυμάτων, μετάξινων νημάτων και αποχωρημάτων του εντόμου υποβαθμίζει την ποιότητα των αλεύρων ενώπαράλληλα αποσυντιθεμένα προσδίδουν μια δυσάρεστη οσμή στο προϊόν (Δ.Κ.Σταμόπουλος 2008). Το έντομο αυτό μπορεί να υπάρχει στα αποθηκευμέμα προϊόντα αλλά συνήθως δεν το αντιλαμβανόμαστε έγκαιρα. Συνήθως αντιλαμβανόμαστε το πρόβλημα όταν αυτό πολλαπλασιασθεί και έχει κάνει ήδη ζημιά στα 21

40 προϊόντα. Όλα τα στάδια μπορούν να είναι παρόντα στα προϊόντα, αλλά τα αυγά είναι τόσο μικροσκοπικά που δεν τα βλέπουμε Διατροφή- ζημιές Οι προνύμφες τρέφονται με δημητριακά, σπασμένους σπόρους, αμύγδαλα, σόγια, ρύζι, φιστίκι, κακάο, σουσάμι, ιδιαίτερα σιτάλευρο και κυρίως ξηρούς καρπούς. Προσβάλλουν αλευρόμυλους ή αποθήκες αλεύρων, ενώ μπορούν να κάνουν ζημιές, λιγότερο βέβαια συχνά, σε αποθηκευμένους σπόρους. Ακόμα προσβάλλουν όσπρια και γύρη στις κυψέλες μελισσών Καταπολέμηση Ο τρόπος αντιμετώπισης τόσο του E. kuehniella όσο και των άλλων εντόμων αποθηκών προσανατολίζεται σε μια πιο ολοκληρωμένη προσέγγιση, διαφορετική από το σύστημα των προηγούμενων ετών που βασιζόταν σχεδόν αποκλειστικά στη χρήση εντομοκτόνων (White, 1992, Arthur and Phillips, 2003). Σε πολλά συστήματα αποθήκευσης το Βρωμιούχο Μεθύλιο (CH 3 Br) και η φωσφίνη ήταν τα πιο οικονομικά υποκαπνιστικά εντομοκτόνα που χρησιμοποιούνταν για τη δαιχείρηση των επιβλαβών εντόμων. Παρόλα αυτά, η χρησιμοποίηση αυτών ενείχε πολλούς κινδύνους για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Έτσι τα μέχρι τότε χρησιμοποιούμενα και αποτελεσματικά εντομοκτόνα στις αποθήκες καταργήθηκαν, λόγω της επίδρασης αυτών στο στρώμα του όζοντος (Πρωτόκολλο Μόντρεαλ) (UNEP 2006 από Riudavets J., Castane C., Alomar O., Pons M. J., Cabarra R., 2010). Έτσι λοιπόν, για λόγους υγείας του ανθρώπου αλλά και για περιβαλλοντικούς λόγους η χημική καταπολέμηση είναι πλεόν περιορισμένη. Επομένως, δημιουργήθηκε η ιδέα χρήσης εναλλακτικών μέσων για την αντιμετώπιση των εντόμων. Οι μέθοδοι αυτές είναι σαφώς πλέον φιλικές προς το περιβάλλον. Η πλέον όμως φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος για την αντιμετώπιση των εντόμων είναι η βιολογική καταπολέμηση. Η βιολογική καταπολέμηση μπορεί κάλλιστα να 22

41 χρησιμοποιηθεί με άλλες μεθόδους IPM, όπως χρήση χαμηλών ή υψηλών θερμοκρασιών, φυτικών ελαίων, τροποποιημένες ατμόσφαιρες. Η έννοια της ολοκληρωμένης διαχείρησης επιβλαβών οργανισμών υπάρχει εδώ και 35 χρόνια. Η Ολοκληρωµένη Αντιµετώπιση Εχθρών (Integrated Pest Management) στους αποθηκευτικούς χώρους ορίζεται ως ο συνδυασµός µεθόδων υγιεινής, τεχνικών, τεχνολογικών, βιοτεχνολογικών, φυσικών, καθώς και µεθόδων βιολογικής και χηµικής καταπολέμησης (Subramanyam and Hagstrum 2000 από Jardi Riudavets*, Christina Castane, Oscar Alomar, Maria Jose Pons, Rosa Gabarra 2009). Ο συνδυασµός αυτών των μεθόδων είναι εναρµονισµένος µε τέτοιο τρόπο ώστε η υγεία του ανθρώπου, η προστασία του περιβάλλοντος καθώς και η διατήρηση της ποιότητας του προϊόντος να αποτελούν την ύψιστη προτεραιότητα (Reichmuth 1996). Οι τροποποιημένες ατμόσφαιρες είναι μια εναλλακτική λύση για τον έλεγχο των αρθροπόδων που προσβάλλουν τα αποθηκευμένα προϊόντα (Fleurat Lessard, 1990; Adler et al, 2000; Navarro, 2006). Βασίζονται σε μείγμα αερίων με υψηλή συγκέντρωση διοξείδιου του άνθρακα CO 2 (Adler et al 2000; Navarro, 2006 από Riudavets J., Castane C., Alomar O., Pons M. J., Cabarra R., 2010). Θεραπείες με μειωμένο οξυγόνο Ο 2 και υψηλή δόση διοξείδιου του άνθρακα CO 2 ή αζώτου N 2 είναι ένα αποτελεσματικό μέτρο για τον έλεγχο των αρθροπόδων που προσβάλλουν τα αποθηκευμένα προϊόντα. Η αποτελεσματικότητα των τροποποιημένων ατμοσφαιρών για τον έλεγχο των αρθροπόδων έχει δοκιμαστεί στο εργαστήριο υπο βιοχημικές συνθήκες. Ατμόσφαιρες πλούσιες σε CO 2 (περισσότερο από 40% στον αέρα) είναι αποτελεσματικότερες από εκείνες με υψηλή περιεκτικότητα σε N 2 (Navarro, 2006 από Jardi Riudavets*, Christina Castane, Oscar Alomar, Maria Jose Pons, Rosa Gabarra 2009). Το CO 2 έχει μια τοξική επίδραση στα επιβλαβή έντομα και ενεργεί ως αδρανές αέριο, μειώνοντας το Ο 2 κάτω από το επίπεδο που απαιτείται για τη διατήρηση της ζωής. Η θνησιμότητα του κάθε εντόμου διαφοροποιείται ανάλογα με το αναπτυξιακό στάδιο στο οποίο βρίσκεται (Locatelli et al 1999 από Riudavets J., Castane C., Alomar O., Pons M. J., Cabarra R., 2010). Είναι γενικά αποδεκτό ότι τα ενεργά στάδια των εντόμων είναι περισσότερο ευπαθή σε υψηλές εκπομπές CO 2 από ότι τα ανενεργά. Σύμφωνα με μελέτες, τα ενήλικα του E. kuehniella είναι τα πιο ευπαθή στάδια 23

42 και διάρκεια έκθεσης 4 ημερών είναι αρκετή για να θανατώσει το 100% του πληθυσμού του. Αντίθετα, οι pupae και τα αυγά είναι τα στάδια που τείνουν να είναι πιο ανεκτικά σε υψηλές εκπομπές CO 2 (Hoback and Stanley, 2001; Navarro 2006 από Jardi Riudavets*, Christina Castane, Oscar Alomar, Maria Jose Pons, Rosa Gabarra 2009). Μία εναλλακτική λύση ως προς τα συμβατικά εντομοκτόνα είναι η ανάπτυξη των φυσικών προϊόντων που προέρχονται από τα φυτά. Πολλά είδη μπαχαρικών (spices) και βοτάνων είναι γνωστό ότι έχουν εντομοκτόνες ιδιότητες (Tripathi et al., 1999 από Julius Kühn Archiv 2010), ιδίως με τη μορφή των αιθέριων ελαίων (Shaaya et al 1991 από Julius Kühn Archiv 2010). Επίσης τα αρωματικά φυτά, εκτός από τις αντισηπτικές και μυκητοκτόνες ιδιότητες τους (Benjiiali et al 1984; Caccioni and Guizzardi 1994; Dayal and Purohit 1971; Ghfir et al 1997; Mishra and Dabey 1994 από Abbasipour H., Mahmoudvand M., Rastegar F., Hosseinpour M.H., 2011) περιέχουν πολλά αιθέρια έλαια που παρουσιάζουν υψηλά επίπεδα αποτελεσματικότητας στα έντομα αποθηκών (Arnason et al 1989; Bernard et al 1995; Don-Pedro 1996; Mahmoudvand et al 2011a, 2011b; Regnault Roger and Hamraoui 1993, 1995, Saxena 1989 από Abbasipour H., Mahmoudvand M., Rastegar F., Hosseinpour M.H., 2011). Σύμφωνα με μελέτες, αποδείχθηκε ότι το CO 2 έχει συνεργιστική δράση στα επιβλαβή έντομα όταν εκτείθεται μαζί με αιθέριο έλαιο σκόρδου. Έτσι, η χρήση CO 2 (92%) σε συνδυασμό με αιθέριο έλαιο σκόρδου οδήγησε σε σημαντικές μειώσεις των LC 50 και LC 90 για τα ενήλικα και για τις pupae του E. kuehniella (Julius Kühn Archiv 2010). Η βιολογική καταπολέμηση είναι μια εναλλακτική μέθοδος για τον έλεγχο των πληθυσμών του E. kuehniella σε αποθηκευτικούς χώρους και μονάδες επεξεργασίας των τροφίμων. Οι μέθοδοι αυτές αφορούν τη χρήση αρπακτικών εντόμων, ρυθμιστικών της ανάπτυξης ουσιών, βακτηρίων, ιών, πρωτόζωων. Από τις μόνες μεθόδους αυτής της κατηγορίας ευχερέστερη φαίνεται η χρήση των ρυθμιστών ανάπτυξης και του βακτηρίου Bacillus thuringiensis εναντίον Λεπιδοπτέρων εντόμων αποθηκών. Ελπιδοφόρα αποτελέσματα έχουν επιτευχθεί με παρασιτοειδή του γένους Trichogramma, τα οποία παρασιτούν τα αυγά πολλών Λεπιδοπτέρων-εχθρών (Hansen and Jensen 2002, Hunter 2003 από Julius-Kühn-Archiv 2010). 24

43 Πολλά είδη, όπως τα Τ. evanescens, T. minutum, T. brassicae, T. carverae και Τ. pretiosum, αποτελούν σηµαντικούς φυσικούς εχθρούς Λεπιδοπτέρων όπως τα Ephestia elutella, E. kuehniella και P. interpunctella (Steidle et al., 2001 από Julius-Kühn-Archiv 2010). Τα αυγά και οι προνύμφες του E. kuehniella χρησιμοποιούνται ως τροφή για αυτά τα παρασιτοειδή (Corbet 1973, Rahman et. al από Julius-Kühn-Archiv 2010). Επίσης, δυνητικά χρήσιμο κρίθηκε και το Habrabracon (Bracon) hebetor σε πρόγραμμα βιολογικής καταπολέμησης (Schöller and Prozell 2000 από Julius-Kühn- Archiv 2010). Ένας άλλος τρόπος αντιμετώπισης των εντόμων είναι η χρήση υψηλών και χαμηλών θερμοκρασιών. Αποθήκευση σε χαμηλές θερμοκρασίες καθώς και εφαρμογή υψηλών θερμοκρασιών στους αποθηκευτικούς χώρους έχουν προοπτικές να αντιμετωπίσουν το E. kuehniela (Fields, 1992). Η εφαρμογή χαμηλών ή υψηλών θερμοκρασιών μπορεί να συνδυαστεί με χρήση άλλων μεθόδων καταπολέμησης, όπως τροποποιημένες ατμόσφαιρες (Johnson et al., 2002). Έχει αποδειχθεί ότι οι υψηλές θερμοκρασίες προκαλούν στειρότητα στα ενήλικα αρσενικά (Brindley 1930, Norris 1993, Raichoudhury 1936). Η αιτία είναι η καθυστέρηση ωρίμανσης των σπερματοζωαρίων που προκύπτουν λόγω υψηλών θερμοκρασιών σε συνδυασμό με την μειωμένη κινητικότητα αυτών (Raichoudhijry 1936). 25

44 1.3 Σκοπός της διατριβής Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η µελέτη της βιολογίας του ενδοπαρασιτοειδούς Υμενοπτέρου V. canescens και η αξιολόγησή του ως παράγοντα βιολογικής καταπολέµησης των Λεπιδοπτέρων που προσβάλλουν τα αποθηκευµένα γεωργικά προϊόντα και συγκεκριμένα το Λεπιδόπτερο E. kuehniella. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η επίδραση που είχαν οι χαμηλές θερμορκασίες, -4 ο C, -5 ο C και -6 ο C και οι τρεις διαφορετικές ηλικίες (1-3 ημερών, 7-10 ημερών, ημερών) του παρασιτοειδούς V. canescens, όσο και η επίδραση που είχε η διαφορετικη τροφή, μελόνερο (10%) και μέλι (10%), ζάχαρη (40 gr), νερό (50 ml), στο ποσοστό επιβίωσης των ενηλίκων παρασιτοειδών V. canescens μετά από την έκθεση αυτών στις χαμηλές θερμοκρασίες, στη διάρκεια ζωής των ενηλίκων παρασιτοειδών V. canescens, στη διάρκεια ανάπτυξης του ανήλικου σταδίου του V. canescens, σε προνύμφες E. kuenhiella, και στην ικανότητα παρασιτισμού του V. canescens, σε ξενιστή προνύμφες 5 ης ηλικίας E. kuenhiella Τα αποτελέσματα της έρευνας συμβάλλουν στην αξιολόγηση του V. canescens ως παράγοντα βιολογικής καταπολέμησης των κυριότερων Λεπιδοπτέρων που αποτελούν σημαντικούς εχθρούς των αποθηκευμένων γεωργικών προιόντων, αλλά και στην κατανόηση των επιπτώσεων τόσο των χαμηλών θερμοκρασιών όσο και της ηλικίας αυτών, στη βιολογία και οικολογία των παρασιτοειδών. 26

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Υλικά και Μέθοδοι 2.1 Συνθήκες εργαστηρίου Οι αποικίες τόσο του παρασιτοειδούς V. canescens όσο και του ξενιστή E. kuehniella διατηρούνταν σε σταθερές συνθήκες εργαστηρίου με θερμοκρασία 25±1 ο C, σχετική υγρασία 65±5% και φωτοπερίοδο 16:8 ώρες (Φ:Σ) με έναρξη της φωτόφασης στις 06:00 και λήξη στις 22:00. Το φως προερχόταν αποκλειστικά από τεχνητό φωτισμό με λαμπτήρες φθορίου. 2.2 Εκτροφή του Venturia canescens Η αποικία του V. canescens που χρησιμοποιήθηκε στα πειράματα, δημιουργήθηκε από ενήλικα θηλυκά που προήλθαν από παρασιτισμένες προνύμφες του E. kuehniella. Για την εκτροφή του παρασιτοειδούς τοποθετούνταν καθημερινά 20 προνύμφες 5ης ηλικίας του E. kuehniella σε διαφανή πλαστικά κουτιά plexi glass (20 x 20 x 20 cm) μαζί με 20 νεοεξερχόμενα ενήλικα παρασιτοειδή. Στα παρασιτοειδή δίνονταν διάλυμα μελιού (10%) με τη μορφή μικρών σταγόνων. Την επόμενη ημέρα απομακρύνονταν οι παρασιτισμένες προνύμφες και τοποθετούνταν ατομικά σε πλαστικά κυλινδρικά κύπελλα με διάμετρο βάσης 3 cm και ύψος 4 cm, μαζί με 20 gr αλεύρι ως τροφή όπου και παρέμεναν μέχρι την εμφάνιση του ενήλικου παρασιτοειδούς. Τα εξερχόμενα ενήλικα παρασιτοειδή συλλέγονταν με αναρροφητικό συλλέκτη εντόμων, τοποθετούνταν σε πλαστικά κουτιά και ακολουθείτο η ίδια διαδικασία εκτροφής που περιγράφηκε παραπάνω. 27

46 Εικόνα 6. Εκτροφή του Venturia canescens (Φωτ. A και B: Ι.Κ. Πουγαρίδου). 2.3 Εκτροφή του Ephestia kuehniella Εκτροφή ενηλίκων E. kuehniella Η εκτροφή των ενηλίκων ατόμων της E. kuehniella έγινε μέσα σε ξύλινα κλουβιά διαστάσεων 30 Χ 30 Χ 30 cm (Εικόνα 7Α). Τα κλουβιά είχαν πλαστική σίτα στις τρεις πλευρές, στη μπροστινή πλευρά είχαν γυαλί, ενώ η πίσω πλευρά ήταν ξύλινη και στη μέση της οποίας υπήρχε άνοιγμα. Σε κάθε κλουβί υπήρχαν άτομα και των δύο φύλων παρόμοιας ηλικίας, ενώ η πυκνότητα τους ήταν τέτοια ώστε να αποφεύγονται καταστάσεις συνωστισμού. Τα έντομα τρέφονταν με ζαχαρόνερο (10 %) και με απιονισμένο νερό (90 ml), τα οποία βρισκόταν μέσα σε δύο ξεχωριστά πλαστικά φιαλίδια με φυτίλι, το οποίο χρησίμευε για το εμποτισμό της παρεχόμενης τροφής. Στα κλουβιά τοποθετήθηκαν διαφανή πλαστικά κεσεδάκια διαμέτρου 10 cm τα οποία περιείχαν αλεύρι ολικής αλέσεως και χρησίμευαν ως τεχνητά υποστρώματα ωοτοκίας. Τα κεσεδάκια με το αλεύρι παρέμεναν στα κλουβιά δύο μέρες. Στη συνέχεια τοποθετούνταν σε ξεχωριστό σκοτεινό χώρο, αφού πρώτα είχαν κλειστεί με τούλι, ώστε να μην διαφύγουν οι νεοεκκολαπτόμενες προνύμφες, για να συμπληρώσουν το βιολογικό τους κύκλο. 28

47 2.3.2 Εκτροφή ανήλικων E. kuehniella Τα πλαστικά κεσεδάκια διαμέτρου 10 cm τα οποία περιείχαν αλεύρι ολικής αλέσεως, χρησίμευαν ως τεχνητά υποστρώματα ωοτοκίας, τοποθετούνταν σε ξεχωριστό σκοτεινό χώρο. Το αλεύρι που περιείχαν τα κεσεδάκια αποτελούσε την τροφή για τις νεοεκκολαπτόμενες προνύμφες, οι οποίες όταν συμπλήρωναν το 5 ο προνυμφιακό στάδιο εξέρχονταν από το αλεύρι και νυμφωνόντουσαν στο τούλι. Οι προνύμφες αυτές είτε συλλέγονταν για να προσφερθούν ως ξενιστές για το ενδοπαρασιτοειδές V. canescens, είτε αφήνονταν να νυμφωθούν ώστε να προκύψουν νέα ενήλικα άτομα για την διατήρηση της αποικίας στο εργαστήριο (Εικόνα 7Β). 29

48 Εικόνα 7. (Α) Εκτροφή ενηλίκων Ephestia kuehniella,(β) Εκτροφή ανήλικων E. kuehniella (Φωτ. A και Β: Ι.Κ. Πουγαρίδου). 2.4 Όργανα για τη διεξαγωγή των πειραμάτων Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκε ο εξοπλισμός του Εργαστηρίου Εφαρμοσμένης Ζωολογίας και Παρασιτολογίας. Συγκεκριμένα, για τα πειράματα επίδρασης χαμηλών θερμοκρασιών χρησιμοποιήθηκε ειδική συσκευή υδατόλουτρου (Model 9505, PolyScience, IL, USA) το οποίο περιείχε περίπου 3 λίτρα διαλύματος απεσταγμένου νερού-αιθυλενογλυκόλης σε αναλογία 1:1 και είχε τη δυνατότητα να φτάνει με ακρίβεια σε θερμοκρασίες από - 50 ο C μέχρι και 60 ο C. 30