ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ & ΦΥΣΙΚΟΥΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ & ΦΥΣΙΚΟΥΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΦΥΤΟΥ (ΤΟΜΑΤΑΣ, ΦΑΣΟΛΙΑΣ) ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΑΣ ΔΥΟ ΠΛΗΘΥΣΜΩΝ ΤΟΥ ΑΡΠΑΚΤΙΚΟΥ ΑΚΑΡΕΩΣ PHYTOSEIULUS PERSIMILIS (ACARI:PHYTOSEIIDAE) ΜΠΡΑΧΟΥ ΓΕΩΡΓΙΑ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΣ ΓΕΩΠΟΝΟΣ ΑΠΘ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Δ.Σ. ΚΩΒΑΙΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2015

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ, ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ & ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΑΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΤΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΦΥΤΟΥ (ΤΟΜΑΤΑΣ, ΦΑΣΟΛΙΑΣ) ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΑΣ ΔΥΟ ΠΛΗΘΥΣΜΩΝ ΤΟΥ ΑΡΠΑΚΤΙΚΟΥ ΑΚΑΡΕΩΣ PHYTOSEIULUS PERSIMILIS (ACARI:PHYTOSEIIDAE) ΜΠΡΑΧΟΥ ΓΕΩΡΓΙΑ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΣ ΓΕΩΠΟΝΟΣ ΑΠΘ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Δ.Σ. ΚΩΒΑΙΟΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΚΩΒΑΙΟΣ, Καθηγητής Α.Π.Θ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΚΟΥΛΟΥΣΗΣ, Αναπληρωτής Καθηγητής Α.Π.Θ ΔΗΜΗΤΡΑ ΠΡΟΦΗΤΟΥ-ΑΘΑΝΑΣΙΑΔΟΥ, Ομότιμη Καθηγήτρια Α.Π.Θ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2015

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή, η οποία εκπονήθηκε κατά τα έτη 2013-2015 στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Ζωολογίας και Παρασιτολογίας, του Τμήματος Γεωπονίας του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (Α.Π.Θ.), μου έδωσε τη δυνατότητα να ασχοληθώ με ένα πολύ ενδιαφέρον θέμα τα αποτελέσματα του οποίου συμβάλλουν στη γνώση για τη βιολογική καταπολέμηση βλαβερών εντόμων και ακάρεων. Ευχαριστώ θερμά τον επιβλέποντα της μεταπτυχιακής μου διατριβής, Καθηγητή και Κοσμήτορα της Σχολής Γεωπονίας, Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος κ. Δημήτριο Κωβαίο για την ανάθεση του θέματος, την εμπιστοσύνη που μου έδειξε, τη συνεχή καθοδήγηση του και τις πολύτιμες συμβουλές του σε όλη τη διάρκεια της μεταπτυχιακής μου διατριβής. Ευχαριστώ, επίσης, θερμά την Ομότιμη Καθηγήτρια κ. Δήμητρα Προφήτου-Αθανασιάδου, καθώς και τον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Νικόλαο Κουλούση για τη συμμετοχή τους στην τριμελή εξεταστική επιτροπή. Ευχαριστώ ακόμη όλους τους φοιτητές και τις φοιτήτριες του Εργαστηρίου με τους οποίους συνεργαστήκαμε αυτά τα χρόνια. Ιδιαιτέρως θα ήθελα να ευχαριστήσω την κ. Αναστασία Κοκκάρη, την κ. Όλγα Πλιάκου και τον κ. Γιώργο Φλώρο για την υποστήριξη και τη βοήθεια τους καθ όλη τη διάρκεια των πειραμάτων και για τις ουσιώδεις συμβουλές τους για τα θέματα της διατριβής. Τέλος, νιώθω την ανάγκη να ευχαριστήσω εκ βαθέων την οικογένεια μου και ιδιαίτερα τους γονείς μου Θανάση και Νικολίνα, καθώς επίσης και τις αδερφές μου Ιφιγένεια και Ιωάννα για την υποστήριξή τους, τις συμβουλές τους, την υπομονή τους και την αγάπη τους σε όλη τη διάρκεια των σπουδών μου.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ. 4 ABSTRACT. 6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. 7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. 7 1.1 Αρπακτικά ακάρεα της Οικογένειας Phytoseiidae. 7 1.2 Μορφολογία... 7 1.3 Τροφικές συνήθειες 9 1.4 Βιολογία.. 10 1.5 Επίδραση του φυτού ξενιστή.. 12 1.6 Το φυτό της τομάτας 14 1.7 Βιολογική καταπολέμηση... 15 1.8 Το αρπακτικό άκαρι Phytoseiulus persimilis..... 16 1.9 Σκοπός της μεταπτυχιακής διατριβής. 18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. 20 Ανάπτυξη δυο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis σε φύλλα τομάτας και φασολιάς... 20 2.1 Εισαγωγή 20 2.2 Υλικά και μέθοδοι... 21 2.2.1 Διατήρηση των εργαστηριακών αποικιών του Phytoseiulus persimilis... 21 2.2.2. Ατομική εκτροφή του ακάρεως.... 22 1

2.2.3 Διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων... 22 2.2.4 Διάρκεια ζωής και ωοπαραγωγή 23 2.3 Αποτελέσματα.... 24 2.3.1 Διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του αρπακτικού ακάρεως... 24 2.3.2 Διάρκειας ζωής των ενήλικων θηλυκών ατόμων και αριθμός των αποτιθέμενων αυγών.... 32 2.4 Συζήτηση 36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. 38 Προσδιορισμός της ταχύτητας μετακίνησης του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis σε φύλλα και σε τμήματα των βλαστών τομάτας και φασολιάς.... 38 3.1 Εισαγωγή. 38 3.2 Υλικά και μέθοδοι... 39 3.2.1 Ατομική εκτροφή του ακάρεως... 39 3.2.2 Μέτρηση της ταχύτητας μετακίνησης των αρπακτικών στα φύλλα..... 40 3.2.3 Μέτρηση της ταχύτητας μετακίνησης των αρπακτικών στα τμήματα των βλαστών..... 41 3.3 Αποτελέσματα. 43 3.3.1 Μετακίνηση των ατόμων του αρπακτικού ακάρεως σε φύλλα φασολιάς και τομάτας... 43 3.3.2 Μετακίνηση στα τμήματα των βλαστών.. 48 3.4 Συζήτηση 54 2

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. 56 Μελέτη της κατανάλωσης της λείας και της ωοπαραγωγής των δυο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis σε φύλλα τομάτας και φασολιάς με αυγά τετρανύχου με και χωρίς ιστούς 56 4.1 Εισαγωγή. 56 4.2 Υλικά και μέθοδοι... 57 4.2.1 Ατομική εκτροφή του ακάρεως 57 4.2.2 Μέτρηση της αρπακτικότητας και της ωοπαραγωγής των ατόμων του Phytoseiulus persimilis... 58 4.3 Αποτελέσματα. 59 4.3.1 Κατανάλωση λείας από άτομα του αρπακτικού σε φύλλα με και χωρίς μετάξινες ίνες τετρανύχου... 59 4.3.2 Ωοπαραγωγή ατόμων ου αρπακτικού σε φύλλα φασολιάς και τομάτας με και χωρίς μετάξινες ίνες (ιστούς) τετρανύχου.... 65 4.4 Συζήτηση. 71 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ.. 72 3

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το Phytoseiulus persimilis Athias - Henriot είναι ένα αρπακτικό άκαρι της οικογένειας Phytoseiidae, το οποίο τρέφεται κυρίως με άτομα του κοινού τετρανύχου Tetranychus urticae και χρησιμοποιείται ευρέως σε προγράμματα βιολογικής καταπολέμησης τετρανύχων. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή, μελετήθηκε η επίδραση δυο φυτών στην κατανάλωση λείας (άτομα τετρανύχου), από άτομα του αρπακτικού ακάρεως P. persimilis. Χρησιμοποιήθηκαν δύο πληθυσμοί του αρπακτικού ακάρεως P. persimilis. Ο πρώτος πληθυσμός εγκαταστάθηκε με άτομα που συλλέχθηκαν από φυτά τομάτας στην περιοχή Λάρισας, που ήταν προσβεβλημένα με τετράνυχο. Ο δεύτερος πληθυσμός, εγκαταστάθηκε με άτομα ενός εμπορικού σκευάσματος (PhytoLine p) της εταιρείας Syngenta. Στο πρώτο τμήμα της διατριβής πραγματοποιήθηκαν πειράματα που αφορούσαν τη διάρκεια ζωής, την ωοπαραγωγή και την κατανάλωση λείας από άτομα του αρπακτικού ακάρεως σε φύλλα τομάτας και φασολιάς, σε θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδο Φ:Σ 16:8. Βρέθηκε ότι η διάρκεια της ανήλικης ανάπτυξης καθώς και η ωοπαραγωγή διέφεραν μεταξύ των δύο φυτών. Συγκεκριμένα, ο αριθμός των αποτιθέμενων αυγών από άτομα του Ελληνικού πληθυσμού του P. persimilis ήταν μεγαλύτερος στα φύλλα φασολιάς απ ότι στα φύλλα τομάτας. Επίσης βρέθηκε ότι τα άτομα του Ελληνικού πληθυσμού απέθεσαν μεγαλύτερο αριθμό αυγών στην τομάτα από ότι τα άτομα του Εισαγόμενου πληθυσμού. Στο δεύτερο τμήμα της διατριβής προσδιορίστηκε με κατάλληλα πειράματα η ταχύτητα μετακίνησης των ατόμων του P. persimilis των δύο πληθυσμών, σε φύλλα φασολιάς και τομάτας. Βρέθηκε ότι η ταχύτητα μετακίνησης ήταν σημαντικά μεγαλύτερη σε φύλλα ή βλαστούς φασολιάς σε σχέση με φύλλα ή βλαστούς τομάτας. 4

Προσδιορίστηκε επίσης η ποσότητα της λείας που καταναλώθηκε από τα άτομα του P. persimilis σε φύλλα φασολιάς και τομάτας. Βρέθηκε ότι η ποσότητα της λείας που καταναλώθηκε ανά άτομο του αρπακτικού ακάρεως ήταν σημαντικά μεγαλύτερη σε φύλλα φασολιάς σε σχέση με φύλλα τομάτας. Η παρουσία μετάξινων ινών του τετρανύχου επηρέασε την ποσότητα κατανάλωσης της λείας από άτομα του αρπακτικού όσο και την ωοπαραγωγή τους. Τα άτομα του αρπακτικού ακάρεως κατανάλωσαν μεγαλύτερο αριθμό ατόμων λείας και απέθεσαν περισσότερα αυγά όταν υπήρχαν στα φύλλα οι μετάξινοι ιστοί του τετρανύχου. Αντίθετα με απουσία μετάξινων ιστών, τόσο η κατανάλωση όσο και ο αριθμός των αποτιθέμενων αυγών από τα άτομα του αρπακτικού ήταν μικρότερος. Τα αποτελέσματα της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής συμβάλλουν στη γνώση των συνηθειών και της ανάπτυξης του αρπακτικού ακάρεως P. persimilis και μπορεί να βοηθήσουν στη βελτίωση της μαζικής εκτροφής στο εργαστήριο και στην αξιοποίησή του στον αγρό σε προγράμματα βιολογικής καταπολέμησης, σε διαφορετικά φυτά. 5

ABSTRACT The predatory mite Phytoseiulus persimilis (Acari:Phytoseiidae) is widely used for biological control of the spider mite Tetranychus urticae (Acari:Tetranychidae). In the present thesis, we studied the effects of the leaves of bean and tomato plants on prey consumption, egg production and development of two populations of P. persimilis. The population used in our study were established with individually originating from tomato plants grown wild in central Greece and from a commercial population (PhytoLine p) from Syngenta. We determined in the laboratory the effects of bean and tomato leaves on development, egg production of the predatory mites as well as on prey consumption. It was found that females of both populations laid a significantly higher number of eggs on bean than tomato leaves. In addition predatory pre-imaginal development was favored on bean than on tomato leaves. Moreover, females of both predatory populations moved with a higher speed on bean than on tomato leaves. Prey consumption by predatory females was significantly higher on bean than on tomato plants although the presence of spider mites web favored it. Yet, the Greek predatory population performed better with concern to egg production and prey consumption on tomato leaves than the commercial population. These results indicate that the host plant and population origin may play a significant role on prey consumption and development of predatory mites. They may be usefull for a better understanding of the role of predatory mites when they are used in different plants for biological control of spider mites. 6

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΑΡΠΑΚΤΙΚΑ ΑΚΑΡΕΑ ΤΗΣ ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑΣ PHYTOSEIIIDAE Τα αρπακτικά ακάρεα της Οικογένειας Phytoseiidae ανήκουν στην Τάξη Parasitiformes και στην Υποτάξη Mesostigmata. Στην Οικογένεια αυτή ανήκουν οι υποοικογένειες Typhlodrominae, Phytoseiinae και Amblyseiinae. Η οικογένεια Phytoseiidae είναι η σημαντικότερη από πλευράς οικονομικής σημασίας, αφού σε αυτή ανήκουν ακάρεα, ορισμένα από τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σε προγράμματα βιολογικής καταπολέμησης (Κωβαίος 2001). Τα άκαρεα της Οικογένειας Phytoseiidae έχουν ευρέως μελετηθεί, καθώς συμβάλλουν αποτελεσματικά στη βιολογική αντιμετώπιση βλαβερών ακάρεων των Οικογενειών Tetranychidae, Eriophidae, Tarsonemidae και Tydeidae, καθώς επίσης και εντόμων, όπως για παράδειγμα θριπών και αλευρωδών (McMurtry and Croft 1997, Κωβαίος 2001). 1.2 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ Κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα των ακάρεων της Οικογένειας Phytoseiidae είναι ο ενιαίος νωτιαίος θυρεός, ο οποίος καλύπτει εξ ολοκλήρου τη νωτιαία περιοχή του ιδιοσώματος και φέρει κατά κανόνα 20 ή λιγότερα ζεύγη τριχών. Τα στίγματα και τα περιτρήματα βρίσκονται στις πλευρές του ιδιοσώματος, συγκεκριμένα σε χωριστούς πλευρικούς θυρεούς (ένας σε κάθε πλευρά), οι οποίοι ονομάζονται περιτρηματικοί θυρεοί. Τα στίγματα βρίσκονται περίπου στο ύψος του 4 ου ζεύγους ποδιών και τα περιτρήματα, ανάλογα με το είδος, μπορεί να είναι σχετικά 7

μικρού μήκους ή να εκτείνονται μέχρι το πρόσθιο τμήμα του ιδιοσώματος. Σε ορισμένα είδη της Οικογένειας Phytoseiidae υπάρχουν στην κοιλιακή περιοχή των θηλυκών ατόμων τρεις διακριτοί θυρεοί οι οποίοι είναι σκληρωτινισμένες περιοχές του εξωσκελετού: ο στερνικός, ο γεννητικός που περιβάλλει το γεννητικό άνοιγμα και ο εδρικός που περιβάλλει το εδρικό άνοιγμα. Τα αρσενικά έχουν δύο θυρεούς στην κοιλιακή περιοχή: τον στερνογεννητικό και τον εδρικό που περιβάλλουν αντίστοιχα το γεννητικό και εδρικό άνοιγμα. Το γεννητικό άνοιγμα των αρσενικών ατόμων, από το οποίο μεταφέρονται οι σπερματοφόροι στον πόρο εισαγωγής σπέρματος των θηλυκών με τη βοήθεια του σπερματοδακτύλου (σαρκώδες εξάρτημα που βρίσκεται στο κινητό άρθρο των χηληκέρων), βρίσκεται στο πρόσθιο τμήμα του στερνογεννητικού θυρεού. Ακάρεα της υποτάξης των Mesostigmata φέρουν στο πρόσθιο μέρος της κοιλιακής πλευράς του ιδιοσώματος ένα σαρκώδες δισχιδές εξάρτημα που ονομάζεται τριτοστέρνο, το οποίο έχει ως ρόλο τη μεταφορά του σωματικού περιεχομένου της λείας που περιλούζει το γναθόσωμα και την πρόσθια περιοχή του ιδιοσώματος (Κωβαίος 2001). Τα ενήλικα θηλυκά ακάρεα της Οικογένειας Phytoseiidae έχουν μέγεθος περίπου 500μm (0,5mm). Είναι μεγάλα, γυαλιστερά και έχουν αχλαδοειδές σχήμα, όταν φέρουν στο σώμα τους αυγά. Τα αρσενικά άτομα είναι μικρότερα σε μέγεθος -περίπου στο μισό από τα θηλυκά-, είναι οβάλ, πιο ενεργά από τα θηλυκά και μπορούν να τρέχουν πολύ πιο γρήγορα (Hoy 2011). 8

1.3 ΤΡΟΦΙΚΕΣ ΣΥΝΗΘΕΙΕΣ Τα ακάρεα της Οικογένειας Phytoseiidae ανάλογα με τις τροφικές τους συνήθειες, τα βιολογικά και τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά χωρίζονται σε τέσσερις κατηγορίες, σύμφωνα με τους McMurtry και Croft (1997). Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν τα είδη του γένους Phytoseiulus τα οποία τρέφονται αποκλειστικά με ακάρεα του γένους Tetranychus και χαρακτηρίζονται από πολύ πυκνούς, περίπλοκους, ακανόνιστους ιστούς πάνω στους οποίους βρίσκονται τα αυγά, τα εκδύματα και τα αποχωρήματα των φυτοφάγων ακάρεων. Η ταχύτητα ανάπτυξης των ακάρεων του γένους Phytoseiulus σε αυτά τα ακάρεα είναι πολύ μεγάλη σε σύγκριση με ακάρεα άλλων γενών. Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν ορισμένα είδη των γενών Galendromus, Neoseiulus, Typhlodromus και του υπογένους Anthoseius. Τα είδη της κατηγορίας αυτής συχνά τρέφονται με είδη φυτοφάγων ακάρεων των οικογενειών Eriophyidae, Tydeidae, Tarsonemidae καθώς και με γύρη. Το εύρος της λείας τους είναι μεγαλύτερο σε σχέση με τα ακάρεα της πρώτης κατηγορίας. Η γύρη ως εναλλακτική τροφή επιδρά θετικά στην αναπαραγωγή των ειδών Neoseiulus και Galendromus αλλά σε μικρότερο βαθμό από τα ακάρεα - λεία. Στην τρίτη κατηγορία ανήκουν πολυφάγα ακάρεα, τα οποία δεν είναι πλήρως εξειδικευμένα ως προς τις τροφικές τους συνήθειες και τρέφονται με ακάρεα των οικογενειών Tetranychidae, Eriophyidae, Tarsonemidae, Tydeidae, Tenuipalpidae, και Pyroglyphidae. Επίσης μπορούν να τραφούν με θρίπες, με γύρη, με αλευρώδεις. Τα μελιτώδη αποχωρήματα κοκκοειδών και ο φυτικός χυμός αποτελούν συμπληρωματικές τροφές. Τέλος, στην τέταρτη κατηγορία ανήκουν ακάρεα του γένους Euseius, τα οποία είναι πολυφάγα και η αναπαραγωγική απόδοση των περισσότερων ειδών είναι υψηλή, όταν τρέφονται με γύρη. Μεγάλη 9

αύξηση του πληθυσμού των ακάρεων της οικογένειας Euseius διαπιστώθηκε όταν τράφηκαν με γύρη παρά όταν τράφηκαν με ακάρεα της οικογένειας Tetranychidae. Επίσης, μπορούν να τραφούν και με ακάρεα της οικογένειας Eriophyidae. Συμπερασματικά, τα ακάρεα της οικογένειας Phytoseiidae μπορούν να τραφούν με ακάρεα των ειδών Eriophyidae, Tydeidae, με γύρη, με μελιτώδη αποχωρήματα, με σπόρια μυκήτων, καθώς επίσης και με φυτικό χυμό ως εναλλακτικές λείες τροφές (Hoy 2011). Συνεπώς, τα Phytoseiidae μπορούν να επιβιώσουν όταν η προτιμώμενη λεία ελλείπει ή είναι περιορισμένη (Κωβαίος 2001). Εναλλακτικές τροφές έχουν χρησιμοποιηθεί σε μαζικές παραγωγές αρπακτικών ακάρεων στο εργαστήριο αλλά και σε προγράμματα ολοκληρωμένης καταπολέμησης, στις οποίες έχει παρατηρηθεί ότι περιπτώσεις έλλειψης της κύριας λείας βοηθούν στη διατήρηση των πληθυσμών των αρπακτικών. 1.4 ΒΙΟΛΟΓΙΑ Τα στάδια ανάπτυξης του βιολογικού κύκλου των ακάρεων της Οικογένειας Phytoseiidae είναι: αυγό, προνύμφη, πρωτονύμφη, δευτερονύμφη, ενήλικο. Οι προνύμφες φέρουν 3 ζεύγη ποδιών και ορισμένα είδη της Οικογένειας πρέπει να τραφούν προκειμένου να εξελιχθούν στα νυμφικά στάδια, ενώ οι προνύμφες κάποιων άλλων ειδών δεν τρέφονται (Hoy 2011). Ο χρόνος για τη συμπλήρωση των ανήλικων σταδίων εξαρτάται από την πυκνότητα της λείας, της θερμοκρασίας αλλά και της σχετικής υγρασίας. Η μικρότερη πυκνότητα λείας επιβραδύνει την ταχύτητα ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων, με αποτέλεσμα να επιμηκύνεται ο χρόνος που απαιτείται για τη συμπλήρωση του βιολογικού κύκλου (Κωβαίος 2001). Επιπλέον, άτομα ορισμένων ειδών παραμένουν ακίνητα κατά τη διάρκεια της έκδυσης, ενώ άτομα άλλων ειδών υφίστανται έκδυση καθώς κινούνται. Τα αρσενικά συμπληρώνουν την ανάπτυξή τους, ταχύτερα από τα θηλυκά (Hoy 2011). 10

Τα αρσενικά άτομα βρίσκονται κοντά ή επάνω στις θηλυκές δευτερονύμφες, πριν αυτές ενηλικιωθούν, πράγμα το οποίο αποτελεί ένδειξη ότι από τις θηλυκές δευτερονύμφες εκλύονται φερομόνες. Μετά την ενηλικίωση άτομα του αντίθετου φύλου πλησιάζουν το ένα το άλλο με το γναθόσωμα τους και φέρουν σε επαφή τους χηλήκερες και τα πρόσθια ζεύγη ποδιών τους (Κωβαίος 2001). Σε ορισμένα είδη, όπως για παράδειγμα στα Phytoseiulus sp., μετά την αρχική αυτή επαφή, το αρσενικό κινείται κάτω από το σώμα του θηλυκού με την κοιλιακή του πλευρά να εφάπτεται με την κοιλιακή πλευρά του θηλυκού, ενώ σε κάποια άλλα είδη, όπως Amblyseius sp. και Typhlodromus sp., τα αρσενικά μετακινούνται στη ραχιαία πλευρά του σώματος των θηλυκών, όπου περιπλανώνται για κάποιο χρονικό διάστημα πριν μετακινηθούν στην κοιλιακή πλευρά των θηλυκών ατόμων (Hoy 2011, Κωβαίος 2001). Όλα τα ακάρεα της Οικογένειας Phytoseiidae είναι ψευδοαρρενοτόκα (τύπος απλοδιπλοειδίας, όπου τα αρσενικά άτομα είναι απλοειδή, ενώ τα θηλυκά διπλοειδή) (Hoy 2011 και αναφορές που δίνονται). Τα αυγά σε πρώιμο στάδιο είναι διπλοειδή, κατά τη διάρκεια όμως της εμβρυογένεσης τα μισά χρωμοσώματα χάνονται από τα έμβρυα, τα οποία αργότερα θα εξελιχθούν σε αρσενικά. Ως αποτέλεσμα, οι αρσενικές προνύμφες θα έχουν απλοειδή αριθμό χρωμοσωμάτων (Hoy 2011). Τα θηλυκά άτομα πρέπει να συζευχθούν με τα αρσενικά προκειμένου να αποθέσουν αυγά και ορισμένα μπορούν να συζευχθούν και περισσότερες φορές (Hoy 2011, Nelson-Rees et al. 1980, Toyoshima and Amano 1999). Μετά τη σύζευξη, παρατηρείται μια σημαντική αύξηση στην ταχύτητα κατανάλωσης της λείας, το βάρος και την αναπνοή των θηλυκών ατόμων. Τα θηλυκά της Οικογένειας Phytoseiidae, καταναλώνουν μεγάλα ποσά ενέργειας για να αποθέσουν τα αυγά μεγαλύτερου βάρους τους σε σχέση με εκείνα των Tetranychidae (Κωβαίος 2001). Τα αρπακτικά ακάρεα κινούνται σχετικά γρηγορότερα από ό,τι η λεία τους, και το χρώμα τους ποικίλλει σε άσπρο, κόκκινο και καφέ. Το 11

χρώμα των αρπακτικών ακάρεων μπορεί να αλλάξει, όπως για παράδειγμα ορισμένα ακάρεα με κίτρινο χρώμα γίνονται κοκκινωπά, όταν αυτά τραφούν με ένα κόκκινο άκαρι. Ορισμένα αρπακτικά ακάρεα, όπως το Metaseiulus occidentalis και το Phytoseiulus persimilis, δεν τρέφονται με γύρη, μπορούν όμως σε περιπτώσεις έλλειψης ή μικρής πυκνότητας της λείας τους να εκδηλώσουν κανιβαλισμό τρεφόμενα με τα αυγά τους ή με ανήλικά τους στάδια ή ακόμη και με άλλα ακάρεα της Οικογένειας Phytoseiidae (Κωβαίος 2001, Hoy 2011). Υπάρχουν αντιθέτως και ορισμένα είδη, τα οποία μπορούν να επιβιώσουν για διάστημα μιας έως τεσσάρων εβδομάδων μόνο με νερό χωρίς την παρουσία λείας ή εναλλακτικής τροφής (Κωβαίος 2001). Ο βιολογικός κύκλος των αρπακτικών ακάρεων συμπληρώνεται σε 7 ημέρες στους 25 o C, γεγονός που συμβάλλει σημαντικά στην αντιμετώπιση των φυτοφάγων ακάρεων. Στα περισσότερα είδη η αναλογία θηλυκών : αρσενικών είναι 2,5 : 1. Τα θηλυκά αποθέτουν 2 με 4 αυγά την ημέρα, με συνολικό αριθμό από 20 έως 50 κατά τη διάρκεια της ζωής τους (Hoy 2011). Ορισμένα άτομα δεν μπορούν να τραφούν με αυγά φυτοφάγων ακάρεων, καθώς έχουν πολύ σκληρό εξωσκελετό, όπως για παράδειγμα το άκαρι Metaseiulus occidentalis, το οποίο τρέφεται με τα αυγά του φυτοφάγου ακάρεως Tetranychus urticae, αλλά δεν μπορεί να τραφεί με τα αυγά άλλων ακάρεων (Hoy 2011). 1.5 Επίδραση του φυτού ξενιστή Τα φυτά έχουν αναπτύξει μηχανισμούς άμυνας απέναντι σε φυτοφάγα είδη (Koller et al. 2007). Λόγω αυτών των μηχανισμών άμυνας τα χαρακτηριστικά των φυτών αλλάζουν, παρέχοντας έτσι καταφύγιο στα αρπακτικά ακάρεα προστατεύοντάς τα από άρπαγες και δυσμενείς καιρικές συνθήκες. Έτσι, αυξάνεται ο αιχμαλωτισμός της λείας και 12

βοηθούνται στην ανεύρεση γύρης. Κατά συνέπεια, περιορίζεται η ζημία στο φυτό αλλά και στον πληθυσμό των φυτοφάγων ακάρεων. Τα δομικά χαρακτηριστικά των φυτών μπορούν να εμποδίσουν την κίνηση των ακάρεων κατά μήκος της επιφάνειας των φύλλων χωρίς ωστόσο να μειώσει την αποτελεσματικότητά τους στην αντιμετώπιση των εχθρών (Schmidt 2013). Οι μηχανισμοί άμυνας των φυτών περιλαμβάνουν μορφολογικά χαρακτηριστικά, όπως η αρχιτεκτονική δομή των φυτών: αγκάθια, τρίχες ή κηρώδεις επιφάνειες ακόμη και κάποια χημικά χαρακτηριστικά όπως δευτερογενείς μεταβολίτες. Όσοι εχθροί καταφέρουν να ξεπεράσουν αυτούς τους μηχανισμούς άμυνας, αποκτούν εξειδίκευση στο συγκεκριμένο φυτό και επωφελούνται από το μειωμένο ανταγωνισμό αλλά και την αρπακτικότητα. Τα μορφολογικά και χημικά αυτά χαρακτηριστικά των φυτών δεν επηρεάζουν μόνο τα φυτοφάγα ακάρεα που τρέφονται σε αυτά αλλά και τους φυσικούς εχθρούς που θα συντελέσουν στην καταστολή των φυτοφάγων ακάρεων (Koller et al. 2007 και αναφορές που δίνονται). Οι τρίχες στην επιφάνεια του φυτού λειτουργούν παρεμποδιστικά για την κίνηση των ακάρεων τόσο των φυτοφάγων όσο και των αρπακτικών αυξάνοντας έτσι την άμυνα του φυτού εναντίον των εχθρών του (Schmidt 2013, Levin 1973). Αυξημένη πυκνότητα τριχών οδηγεί σε μειωμένη ταχύτητα μετακίνησης, αυξημένο χρόνο αρπακτικότητας (Buitenhuis et al. 2014) και χαμηλό ποσοστό θήρευσης στο Neoseiulus cucumeris (Madali et al. 2007) και στο Phytoseiulus persimilis (Krips et al. 1999, Stavrinides and Skirvin 2003). Αρπακτικά ακάρεα, όπως το Amblyseius swirskii και το Phytoseiulus persimilis, έχουν φαρδύ ιδιόσωμα και μεγάλα πόδια και μπορούν να περάσουν ανάμεσα από τις τρίχες. Όταν οι τρίχες είναι κοντά η μία στην άλλη, τα αρπακτικά θα περπατήσουν πάνω στις τρίχες. Αυτό ακριβώς δικαιολογεί την ταχύτητα τους σε φυτά με μεγάλη πυκνότητα τριχών (Buitenhuis et al. 2014, Krips et al. 1999). 13

Επίσης, ορισμένα αρπακτικά ακάρεα για να αποθέσουν τα αυγά τους προτιμούν τις τρίχες των φυτών (Faraji et al. 2002), οι οποίες δημιουργούν τα ακαροδωμάτια που αποτελούν καταφύγιο για τα αρπακτικά ακάρεα επάνω στα φυτά (Buitenhuis et al και αναφορές που δίνονται). Τα ακαροδωμάτια βρίσκονται στην κάτω επιφάνεια των φύλλων στα σημεία επαφής των νευρώσεων του φύλλου και αποτελούν θέσεις - καταφύγια. Τα Typhlodromus pyri και Amblyseius andersoni αποθέτουν τα αυγά τους μέσα στα ακαροδωμάτια (Schmidt 2013, English-Loeb et al. 2002). Επίσης, το Iphiseius degenerans παρόλο που τρέφεται στα άνθη με γύρη αποθέτει το 97,8% των αυγών του στα ακαροδωμάτια, προστατεύοντάς τα έτσι από τους θρίπες, οι οποίοι τρέφονται με τα αυγά του αρπακτικού (Schmidt 2013, Faraji et al. 2002). Τα ακαροδωμάτια παρέχουν στα ακάρεα εναλλακτική τροφή, επιτρέποντάς τα να συμπεριφέρονται ως παγίδες γύρης (Schmidt 2013, Kreiter et al. 2002). Οι Buitenhuis et al. 2014 και Loughner et al. (2008, 2010a, 2011) αναφέρουν ότι οι τρίχες παίζουν αξιοσημείωτο ρόλο στη διασπορά των αρπακτικών ακάρεων, όπως τα Typhlodromus pyri και Amblyseius swirskii. Συγκεκριμένα, παρατηρείται το φαινόμενο τα παραπάνω αρπακτικά ακάρεα να διαφεύγουν από τα φυτά που δεν έχουν τρίχες, αφού δεν μπορούν να σχηματιστούν ακαροδωμάτια, τα οποία τα προστατεύουν από άλλους άρπαγες. 1.6 Το φυτό της τομάτας Το φυτό της τομάτας (Lycopersicon esculentum) ανήκει στην οικογένεια Solanaceae και είναι ένα ευρέως καλλιεργούμενο φυτό, το οποίο μπορεί να προσβληθεί από πολλά αρθρόποδα και αποτελείται από πολλές αδενώδεις και μη αδενώδεις τρίχες (Koller et al. 2007). Οι αδενώδεις τρίχες εκκρίνουν ορισμένες κολλώδεις ουσίες εμποδίζοντας την εγκατάσταση ενός αρπακτικού ακάρεως, όπως για παράδειγμα του 14

Phytoseiulus persilimis (Koller et al. 2007 και αναφορές που δίνονται). Η παγίδευση των ακάρεων στις αδενώδεις τρίχες οδηγεί στο θάνατο εξαιτίας της έλλειψης τροφής αλλά και λόγω της επαφής τους με τις κολλώδεις ουσίες που εκκρίνονται από αυτές (Aina et al. 1972). Τα συστατικά από τις κολλώδεις ουσίες που απελευθερώνονται δεν είναι τοξικά μόνο για τα φυτοφάγα ακάρεα (Koller et al. 2007 και αναφορές που δίνονται), καθώς συμβάλλουν στη μη επιτυχή αναπαραγωγή τους στην τομάτα (van Haren et al. 1987), αλλά και για το Phytoseiulus persimilis (Koller et al. 2007, Gillespie and Quiring 1994). Ορισμένα αρπακτικά ακάρεα χρησιμοποιώντας τους ιστούς που έχουν δημιουργήσει τα φυτοφάγα ακάρεα στα προσβεβλημένα φύλλα μπορούν να αποφεύγουν τις αδενώδεις τρίχες περπατώντας πάνω σε αυτές (van Haren et al. 1987). Οι μη αδενώδεις τρίχες στην επιφάνεια των φυτών μπορούν να δράσουν ως φυσικό εμπόδιο και να παρεμποδίσουν τη μετακίνηση των αρπακτικών ακάρεων, με αποτέλεσμα να αυξάνεται ο χρόνος αναζήτησης της λείας καθώς επίσης και να μειώνεται η αρπακτικότητα (Koller et al. 2007, Krips et al. 1999, Stavrinides and Skirvin 2003). 1.7 Βιολογική καταπολέμηση Στην Οικογένεια Phytoseiidae ανήκουν ορισμένα από τα πλέον χαρακτηριστικά αρπακτικά είδη που χρησιμοποιούνται σε εμπορική κλίμακα για τη βιολογική καταπολέμηση φυτοφάγων εντόμων και ακάρεων, κυρίως λόγω της μεγάλης αρπακτικής ικανότητας και της εύκολης μαζικής εκτροφής τους (Κωβαίος 2001). Το Phytoseiulus persimilis Athias - Henriot χρησιμοποιείται ευρέως για τη βιολογική αντιμετώπιση του Tetranychus urticae σε θερμοκήπια. Άλλα είδη της οικογένειας αυτής που χρησιμοποιούνται στην πράξη είναι τα Amblyseius cucumeris Oudemans και Amblyseius barkeri Hughes για την αντιμετώπιση θριπών και τετρανύχων, το 15

Iphiseius degenerans Berlese για την αντιμετώπιση θριπών, το Amblyseius californicus McGregor για την αντιμετώπιση τετρανύχων (Κωβαίος 2001) και το Amblyseius swirskii για την αντιμετώπιση αλευρωδών, θριπών και άλλων μικρών εντόμων σε θερμοκήπια (Hoy 2011). Ορισμένα είδη, όπως τα Typhlodromus occidentalis Nesbit, Typhlodromus pyri Sceuten, Amblyseius andersoni Chant, έχουν την ικανότητα να περιορίζουν αποτελεσματικά τους πληθυσμούς του Panonychus ulmi σε δενδρώδεις καλλιέργειες (Κωβαίος 2001). Η επιτυχία της βιολογικής καταπολέμησης εξαρτάται από τη χρονική στιγμή που γίνεται η εξαπόλυση, (καθώς θα πρέπει να υπάρχει ένας βαθμός προσβολής στο φυτό) αλλά και από την αναλογία ατόμων αρπακτικού λείας για να είναι σε θέση να τραφεί το αρπακτικό και να εγκατασταθεί με επιτυχία ο πληθυσμός του. Σε περίπτωση που επιχειρήσουμε εξαπόλυση και δεν έχουμε επαρκή λεία, χρησιμοποιείται εναλλακτική λεία, όπως αυγά του λεπιδόπτερου Ephestia kuekniella ή σκονίζοντας τα φυτά με γύρη. Η μεγάλη αναλογία αρπακτικών ακάρεων προς τα φυτοφάγα οδηγεί σε γρήγορη μείωση του πληθυσμού των φυτοφάγων σε βαθμό χαμηλότερο από αυτό που ενδείκνυται για την ανάπτυξη του Phytoseiulus persimilis, κάτι που ισχύει και για άλλα αρπακτικά ακάρεα (Stavrinides 2010, Koveos and Broufas 2000). 1.8 Το αρπακτικό άκαρι Phytoseiulus persimilis Το αρπακτικό άκαρι Phytoseiulus persimilis Athias - Henriot (Acari:Phytoseiidae) είναι χρώματος πορτοκαλί και τρέφεται με ακάρεα της οικογένειας Tetranychidae που σχηματίζουν ιστούς και ειδικότερα με τα ακάρεα που ανήκουν στο γένος Tetranychus, όπως ο κοινός τετράνυχος (McΜurtry and Croft 1997). Χρησιμοποιείται στη βιολογική καταπολέμηση του κοινού τετράνυχου Tetranychus urticae (Stavrinides 2010). Το άκαρι παράγεται 16

μαζικά από διαφορετικές εταιρείες ανά τον κόσμο και χρησιμοποιείται σε πολλά είδη καλλιέργειας, όπως λαχανικά και καλλωπιστικά φυτά (Stavrinides 2010). Τα εμπορικά σκευάσματα του είδους κυκλοφορούν στο εμπόριο σε πλαστικές φιάλες που περιέχουν νεαρά ενήλικα άτομα αναμεμειγμένα με αδρανές υλικό (όπως για παράδειγμα βερμικουλλίτη ή πίτουρα ή πριονίδια) και μια εναλλακτική τροφή (γύρη ή Tyrophagous sp). Η ταχύτητα ανάπτυξης του Phytoseiulus persimilis διαφέρει μεταξύ διαφορετικών φυτών και αυτό μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητά του (Stavrinides 2010). Υπάρχουν πολλοί τρόποι για την εξαπόλυση του Phytoseiulus persimilis, όπως για παράδειγμα η απελευθέρωση ενός αριθμού αρπακτικών ανά φυτό ή ανά m 2 ή ανά λεία, όταν έχει παρατηρηθεί για πρώτη φορά ή όταν η λεία βρίσκεται σε συγκεκριμένο ποσοστό προσβολής (Raworth 2001). Ένας συνιστώμενος ρυθμός απελευθέρωσης είναι 5 θηλυκά άτομα του αρπακτικού ακάρεως ανά m 2 στα θερμοκήπια και 2,5 με 5 θηλυκά άτομα του αρπακτικού ακάρεως ανά m 2 σε υπαίθριες καλλιέργειες (Stavrinides 2010, Copping 2004). Το Phytoseiulus persimilis σε χαμηλές πυκνότητες πληθυσμού του φυτοφάγου ακάρεως Tetranychus urticae προτιμά να τρέφεται με τα ενήλικα άτομα, όταν όμως η προσβολή προχωράει και κατ επέκταση και ο πληθυσμός του φυτοφάγου αυξάνεται, προτιμά να τρέφεται με τα αυγά (Khalequzzaman et al. 2007, Mori and Chant 1965). Επιπροσθέτως, το Phytoseiulus persimilis μπορεί να τραφεί με τα αυγά του και τα νεαρά ανήλικα στάδια του, όταν ο πληθυσμός των φυτοφάγων ακάρεων είναι μικρός (Fiedler 2012, Barber et al. 2003). Το άκαρι συμπεριφέρεται καλά σε θερμοκρασίες από 15 o C έως 27 o C και σχετική υγρασία 60 90%. Αντίθετα, η ανάπτυξη και η αποτελεσματικότητά του περιορίζονται σε θερμοκρασίες πάνω από 30 ο C και σε σχετική υγρασία κάτω από 60% (Raworth 2001, Stenseth 1979, Pralavorio and Rojas 1980). 17

Το Phytoseiulus persimilis έχει χρησιμοποιηθεί για την αντιμετώπιση κυρίως του φυτοφάγου ακάρεως Tetranychus urticae σε πάρα πολλούς ξενιστές, όπως η τομάτα (Gillespie and Quiring 1994), αγγούρι (Gould et al. 1969), φράουλα (Oatman et al. 1967,1968, Spicciarelli et al. 1992), σόγια (Wheatley and Boethel 1992), βατόμουρα (Wood et al. 1994), για το άκαρι Tetranychus telarius σε θερμοκήπια (Chant 1961), για το άκαρι Tetranychus cinnabarinus σε φράουλες (Cakmak et al. 2005), για το άκαρι Tetranychus turkestani σε τριαντάφυλλα (Boys and Burbutis 1972), και τέλος για το άκαρι Oligonychus pratensis στο καλαμπόκι (Pickett and Gilstrap 1986). Ο αριθμός των καταναλισκόμενων ατόμων λείας ανά άτομο αρπακτικού Phytoseiulus persimilis αυξάνει εκθετικά σε κάθε επόμενο στάδιο με την πρωτονύμφη έως το αναπαραγωγικά ώριμο ενήλικο, όπου λαμβάνει τη μέγιστη τιμή. Με τον ίδιο τρόπο αυξάνεται τόσο το βάρος όσο και η ταχύτητα αναπνοής (Κωβαίος 2001). 1.9 Σκοπός της μεταπτυχιακής διατριβής Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή μελετήθηκε η επίδραση των φύλλων δύο φυτών (φασολιάς και τομάτας) στην αρπακτικότητα και ωοπαραγωγή των ατόμων δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis, ενός ελληνικού (που προήλθε από φυτά τομάτας) και ενός εμπορικού πληθυσμού (PhytoLine p). Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η διάρκεια ανάπτυξης, η ωοπαραγωγή και η διάρκεια ζωής των ατόμων των δύο πληθυσμών σε φυτά φασολιάς και τομάτας των ατόμων των δύο πληθυσμών. Επίσης, προσδιορίστηκε η ταχύτητα μετακίνησης των ατόμων των δύο πληθυσμών σε φύλλα φασολιάς και τομάτας, καθώς και η ταχύτητα μετακίνησης σε τμήματα βλαστών των δύο φυτών. Ακόμη, μελετήθηκε η κατανάλωση λείας και η ωοπαραγωγή των ατόμων των δύο πληθυσμών σε φύλλα τομάτας και φασολιάς, όπου 18

είχαν αποτεθεί αυγά από θηλυκά άτομα τετρανύχου (με ιστούς) ή υπήρχαν αυγά τετρανύχου χωρίς ιστούς (μεταφορά με πινελάκι). Απώτερος στόχος των πειραμάτων της διατριβής ήταν να διαπιστωθεί εάν το φυτό επηρεάζει με τον ίδιο τρόπο δύο διαφορετικούς πληθυσμούς του αρπακτικού ακάρεως και την αποτελεσματικότητα τους για τη βιολογική καταπολέμηση των τετρανύχων. Η γνώση αυτή μπορεί να συμβάλει στην αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση τετρανύχων με τη χρήση αρπακτικών ακάρεων. 19

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΥΟ ΠΛΗΘΥΣΜΩΝ ΤΟΥ ΑΡΠΑΚΤΙΚΟΥ ΑΚΑΡΕΩΣ PHYTOSEIULUS PERSIMILIS ΣΕ ΦΥΛΛΑ ΤΟΜΑΤΑΣ ΚΑΙ ΦΑΣΟΛΙΑΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μελετήθηκε στο εργαστήριο η διάρκεια ζωής και η ωοπαραγωγή των ατόμων του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών (Ελληνικού και Εισαγόμενου) σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας σε θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδο Φ:Σ 16:8. Βρέθηκε ότι η διάρκεια της ανήλικης ανάπτυξης καθώς και η ωοπαραγωγή διέφεραν μεταξύ των δύο φυτών. Ο αριθμός των αποτιθέμενων αυγών από τα άτομα του Ελληνικού πληθυσμού του P.persimilis ήταν μεγαλύτερος στα φύλλα φασολιάς απ ό,τι στα φύλλα τομάτας. Ακόμη τα άτομα του Ελληνικού πληθυσμού απέθεσαν μεγαλύτερο αριθμό αυγών από τα άτομα του Εισαγόμενου πληθυσμού. 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο βιολογικός κύκλος των αρπακτικών ακάρεων συμπληρώνεται σε μικρό χρονικό διάστημα. Ορισμένα είδη συμπληρώνουν το βιολογικό τους κύκλο σε περίπου 7 ημέρες στους 25 o C. Η γρήγορη ανάπτυξη των αρπακτικών ακάρεων συμβάλλει σημαντικά στην ανάπτυξη μεγάλων πληθυσμών και την αποτελεσματική αντιμετώπιση φυτοφάγων ακάρεων. Τα θηλυκά άτομα του Phytoseiulus persimilis μπορούν να αποθέσουν κατά μέσο όρο 74,2 αυγά κατά τη διάρκεια της ζωής τους (Schulten et al. 1978). Η περίοδος προωτοκίας για ορισμένα Phytoseiidae είναι λίγες ημέρες στους 25 o C, η περίοδος ωοτοκίας είναι κατά μέσο όρο 15 30 20

ημέρες και η περίοδος μετά την ωοτοκία έως και το θάνατο ποικίλει, ανάλογα με την περίοδο της ωοτοκίας (Κωβαίος 2001). Είδη με μεγάλη διάρκεια ωοτοκίας αποθέτουν μικρό αριθμό αυγών σε σχέση με είδη που παρουσιάζουν μικρότερη διάρκεια ωοτοκίας (Κωβαίος 2001). Τα ενήλικα θηλυκά αρπακτικά ακάρεα χρειάζονται 20 25 αυγά φυτοφάγων ακάρεων την ημέρα, προκειμένου να εναποθέσουν το μέγιστο αριθμό αυγών που μπορούν ημερησίως. 2.2 ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 2.2.1 Διατήρηση εργαστηριακών αποικιών του Phytoseiulus persimilis Η εργαστηριακή αποικία του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis προήλθε από άτομα που συλλέχθηκαν κατά τους καλοκαιρινούς μήνες του έτους 2013 από προσβεβλημένα με τετράνυχο φύλλα τομάτας, στην περιοχή του Αγιόκαμπου (νομός Λάρισας). Τα άτομα της αποικίας διατηρούνταν στο εργαστήριο επάνω σε φύλλα φασολιάς (Phaseolus vulgaris L.) που βρίσκονταν σε επαφή με διαβρεγμένη μάζα βαμβακιού, μέσα σε πλαστικά κύπελλα με νερό. Τα κύπελλα έφεραν στην περιφέρεια μια στρώση εντομολογικής κόλλας, προκειμένου να αποφευχθεί διασπορά των ατόμων. Στην επιφάνεια των φύλλων, ως τροφή του αρπακτικού, υπήρχαν αυγά τετρανύχων, καθώς και τετράνυχοι όλων των σταδίων ενήλικα και ανήλικα άτομα. Ανά δύο μέρες, συλλέγονταν, με τη βοήθεια λεπτού πινέλου, τα αυγά του αρπακτικού και μεταφέρονταν σε καινούρια φύλλα προσβεβλημένα από τετράνυχο. Οι αποικίες του αρπακτικού ακάρεως διατηρούνταν σε κλίβανο με θερμοκρασία 25 o C, φωτοπερίοδο 16:8 (φως : σκότος) και σχετική υγρασία 65%. Οι αποικίες των τετρανύχων διατηρούνταν σε αποκομμένα φύλλα φασολιάς που βρίσκονταν σε επαφή με διαβρεγμένη μάζα βαμβακιού μέσα σε πλαστικά κύπελλα. 21

Η αποικία και τα φυτά φασολιάς από τα οποία κόβονταν τα φύλλα, διατηρούνταν στο χώρο του εργαστηρίου σε σταθερές συνθήκες θερμοκρασίας (25±1 o C), Σχετικής υγρασίας (60%) και Φωτοπερίοδο (16Φ:8Σ). Η εγκατάσταση της εργαστηριακής αποικίας του Phytoseiulus persimilis έγινε 10 μήνες πριν την έναρξη των πειραμάτων. Η εργαστηριακή αποικία του εισαγόμενου αρπακτικού ακάρεως του Phytoseiulus persimilis εγκαταστάθηκε με άτομα από ένα εμπορικό σκεύασμα (PhytoLine p)της εταιρείας Syngenta 2.2.2 Ατομική εκτροφή του ακάρεως Για την ατομική εκτροφή των πειραματικών ατόμων, χρησιμοποιήθηκαν πλαστικά φιαλίδια κυλινδρικού σχήματος (eppendorf). Στο πώμα του φιαλιδίου δημιουργήθηκε οπή διαμέτρου 0,8 cm που καλύφθηκε με κατάλληλο πλαστικό δίχτυ, που δεν επέτρεπε τη διαφυγή των ακάρεων αλλά εξασφάλιζε τον αερισμό εντός του φιαλιδίου. Μέσα σε κάθε φιαλίδιο τοποθετούνταν ένας δακτύλιος φύλλου διαμέτρου 1 cm, με την επάνω επιφάνεια του φύλλου, σε επαφή με διαβρεγμένη μάζα βαμβακιού. Σε κάθε δακτύλιο μεταφέρονταν περίπου 20 αυγά τετρανύχου και 2-3 ενήλικα θηλυκά άτομα τετρανύχου και ένα άτομο του αρπακτικού. 2.2.3 Διάρκεια ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων Στους δακτυλίους φύλλων που διατηρούνταν μέσα σε πλαστικά φιαλίδια όπως λεπτομερώς περιγράφηκε ( 2.2.2), μεταφερόταν ένα αυγό του αρπακτικού ακάρεως που είχε αποτεθεί από άτομα των δύο πληθυσμών. Για το σκοπό αυτό, άτομα και από τις δύο αποικίες του αρπακτικού ακάρεως αφήνονταν να αποθέσουν αυγά για 2 ημέρες. Τα αυγά αυτά μεταφέρονταν ατομικά στους δακτυλίους φύλλων και στη συνέχεια καθημερινά καταγραφόταν το στάδιο ανάπτυξης μέχρι την 22

ενηλικίωση. Για κάθε φυτό χρησιμοποιήθηκαν 50 άτομα του αρπακτικού ακάρεως από κάθε πληθυσμό. Με βάση τις παρατηρήσεις προσδιορίστηκε η διάρκεια ανάπτυξης κάθε σταδίου και η συνολική διάρκεια ανήλικης ανάπτυξης των δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως. 2.2.4 Διάρκεια ζωής και ωοπαραγωγή Ενήλικα θηλυκά και αρσενικά άτομα που είχαν αναπτυχθεί στη διάρκεια της ανήλικης ζωής τους σε φύλλα φασολιάς και τομάτας, διατηρήθηκαν από την πρώτη ημέρα της ηλικίας τους ατομικά σε δακτυλίους φύλλων, όπως περιγράφηκε. Στη συνέχεια, τα ενήλικα άτομα κάθε πληθυσμού μεταφέρθηκαν σε προσβεβλημένα φύλλα φασολιάς από τετράνυχο, προκειμένου να συζευχθούν. Μετά από δυο ημέρες, ενήλικα θηλυκά άτομα του αρπακτικού ακάρεως του κάθε πληθυσμού μεταφέρθηκαν ατομικά και καθημερινά καταγραφόταν ο αριθμός των αποτιθέμενων αυγών. Επίσης, γινόταν προσθήκη αυγών και ενηλίκων τετρανύχου, ώστε να υπάρχει συνεχώς επάρκεια τροφής. Οι δακτύλιοι των φύλλων αλλάζονταν ανά διαστήματα με νέους όταν αυτό χρειαζόταν. Για κάθε φυτό χρησιμοποιήθηκαν 50 θηλυκά άτομα του αρπακτικού ακάρεως από κάθε πληθυσμό. Καθημερινά καταγραφόταν ο αριθμός των αυγών που απέθετε κάθε θηλυκό άτομο σε θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδο 16:8 (Φ:Σ). Στατιστική ανάλυση Για τη σύγκριση της διάρκειας ζωής και της ωοπαραγωγής στα δύο φυτά ξενιστές (φασολιά και τομάτα) των δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας (One Way ANOVA) και οι μέσοι όροι συγκρίθηκαν με το στατιστικό κριτήριο Student-Newman-Keuls (επίπεδο σημαντικότητας α= 0,05) (έκδοση 23

SPSS 22). Στις περιπτώσεις όπου τα στοιχεία δεν ακολουθούσαν κανονική κατανομή, χρησιμοποιήθηκε μη παραμετρική μέθοδος σύγκρισης και η σύγκριση των μέσων όρων έγινε με το στατιστικό κριτήριο Kruskal-Wallis και Mann-Whitney. Για τη σύγκριση της διάρκειας ζωής και της ωοπαραγωγής των θηλυκών ατόμων των δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis, όσον αφορά στη χρησιμοποιήθηκε το κριτήριο t με ανεξάρτητα δείγματα (επίπεδο σημαντικότητας α= 0,05). 2.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 2.3.1 Διάρκειας ανάπτυξης των ανήλικων σταδίων του αρπακτικού ακάρεως Όπως φαίνεται στον πίνακα 1 και στα διαγράμματα 1, 2, 3, 4, 5 η συνολική διάρκεια ανήλικης ανάπτυξης επηρεάζεται σημαντικά από το φυτό ξενιστή και ήταν σημαντικά μεγαλύτερη σε φύλλα τομάτας από ότι σε φύλλα φασολιάς. Η επίδραση αυτή των φύλλων του φυτού διαπιστώθηκε στη διάρκεια ανάπτυξης του αυγού στα άτομα του ελληνικού πληθυσμού και στα δύο φυτά ξενιστές όπως και στα άτομα του εισαγόμενου πληθυσμού. Επίσης, αυτή η επίδραση διαπιστώθηκε και στη διάρκεια ανάπτυξης τόσο της προνύμφης, της πρωτονύμφης όσο και της δευτερονύμφης στα άτομα του ελληνικού πληθυσμού και στα δύο φυτά ξενιστές. Όσον αφορά στα άτομα του εισαγόμενου πληθυσμού, η επίδραση αυτή των φύλλων του φυτού διαπιστώθηκε στη διάρκεια ανάπτυξης της πρωτονύμφης και της δευτερονύμφης και στα δύο φυτά ξενιστές. Η διάρκεια ανήλικης ανάπτυξης των δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως στο ίδιο φυτό ξενιστή, διέφερε σε κάποια στάδια ανάπτυξης με εξαίρεση το στάδιο της ανάπτυξης της δευτερονύμφης και 24

στα δύο φυτά ξενιστές, το στάδιο της προνύμφης που είχαν ως ξενιστή τους τη φασολιά αλλά και το στάδιο της πρωτονύμφης με ξενιστή τους τη τομάτα. Από τις παραπάνω παρατηρήσεις συμπεραίνεται ότι τα άτομα του ελληνικού πληθυσμού αναπτύσσονται και στα δύο φυτά ξενιστές πιο γρήγορα σε σχέση με τα άτομα του εισαγόμενου πληθυσμού. 25

Πίνακας 1. Διάρκεια ανάπτυξης (ημέρες) (± SE, Τυπικό Σφάλμα) των ανήλικων σταδίων του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Διάρκεια ανήλικης ανάπτυξης (ημέρες) (± SE) Στάδια Ελληνικός πληθυσμός Εισαγόμενος πληθυσμός Φασολιά Τομάτα Φασολιά Τομάτα Αυγό 2,2±0,1a*A**(50) 2,72±0,1b*C**(50) 2,52±0,08b*B**(50) 1,96±0,1a*D**(50) Προνύμφη 1,0±0,0a*E**(50) 1,2±0,06b*F**(50) 1,0±0,0a*E**(50) 1,04±0,03a*G**(50) Πρωτονύμφη 2,08±0,11a*H**(50) 1,04±0,08c*J**(50) 2,58±0,09b*I**(50) 1,28±0,07cd*J**(50) Δευτερονύμφη 2,66±0,07a*K**(50) 2,48±0,10b*L**(50) 2,68±0,07a*K**(50) 2,44±0,08bc*L**(50) Συνολική διάρκεια ανήλικης ανάπτυξης 7,94±0,20a*M**(50) 7,80±0,11a*O**(50) 8,78±0,18b*N**(50) 6,72±0,11c*P**(50) *Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο μικρό γράμμα στην ίδια γραμμή (υποδηλώνει τη σύγκριση μεταξύ των φυτών ξενιστών του κάθε πληθυσμού) δεν διαφέρουν σημαντικά (Student-Newman- Keuels test, Ρ>0,05). **Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο κεφαλαίο γράμμα στην ίδια γραμμή (υποδηλώνει τη σύγκριση των δύο πληθυσμών μεταξύ των ίδιων παραμέτρων του πειράματος) δεν διαφέρουν σημαντικά (t-test, Ρ>0,05). Ο αριθμός στην παρένθεση υποδηλώνει στον αριθμό των εξετασθέντων ατόμων κατά τη διάρκεια του πειράματος. 26

Διάγραμμα 1. Συνολική διάρκεια ανήλικης ανάπτυξης (ημέρες) του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 27

Διάγραμμα 2. Διάρκεια ανάπτυξης (ημέρες) του σταδίου του αυγού του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 28

Διάγραμμα 3. Διάρκεια ανάπτυξης (ημέρες) του σταδίου της προνύμφης του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 29

Διάγραμμα 4. Διάρκεια ανάπτυξης (ημέρες) του σταδίου της πρωτονύμφης του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 30

Διάγραμμα 5. Διάρκεια ανάπτυξης (ημέρες) του σταδίου της δευτερονύμφης του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 31

2.3.2 Διάρκειας ζωής των ενήλικων θηλυκών ατόμων και αριθμός των αποτιθέμενων αυγών Στον πίνακα 2, φαίνεται η διάρκεια ζωής των ενήλικων θηλυκών ατόμων και ο αριθμός των αποτιθέμενων αυγών (ωοπαραγωγή) των θηλυκών ατόμων των δύο πληθυσμών του Phytoseiulus persimilis (ελληνικός και εισαγόμενος). Φαίνεται ότι η διάρκεια ζωής των ενήλικων θηλυκών ατόμων του ελληνικού πληθυσμού ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από την αντίστοιχη του Εισαγόμενου πληθυσμού και στα δύο φυτά. Ακόμη, η ωοπαραγωγή των ατόμων του Ελληνικού πληθυσμού ήταν σημαντικά μεγαλύτερη από εκείνη του Εισαγόμενου πληθυσμού και στα δύο φυτά. Συγκεκριμένα, μεταξύ των δύο πληθυσμών στο φυτό της τομάτας, ο ελληνικός πληθυσμός απέθεσε μεγαλύτερο αριθμό αυγών (μ.ο 13,12) συγκριτικά με τον εισαγόμενο πληθυσμό (μ.ο 10,08) (Πίνακας 2). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα άτομα του ελληνικού πληθυσμού αποθέτουν περισσότερα αυγά στα φύλλα φασολιάς σε σχέση με τα φύλλα τομάτας. Μεταξύ των δύο πληθυσμών τα άτομα του ελληνικού πληθυσμού στην τομάτα αποθέτουν περισσότερα αυγά σε σχέση με τα άτομα του εισαγόμενου πληθυσμού. Φαίνεται ότι ο ελληνικός πληθυσμός που προέρχονταν από φυτά τομάτας είναι καλύτερα προσαρμοσμένος στα φυτά αυτά σε σχέση με τον εισαγόμενο πληθυσμό. 32

Πίνακας 2. Μέση διάρκεια ζωής (ημέρες) (± SE, Τυπικό Σφάλμα) των ενήλικων θηλυκών ατόμων του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών και μέσος αριθμός των αποτιθέμενων αυγών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (σε θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδο Φ:Σ 16:8). Διάρκεια ζωής (ημέρες) και μέσος αριθμός αποτιθέμενων αυγών ± (SE) Ενήλικο Ελληνικός πληθυσμός Εισαγόμενος πληθυσμός Φασολιά Τομάτα Φασολιά Τομάτα Διάρκεια ζωής 23,14±0,77a*A** 23,46±0,89a*C** 21,8±0,87b*B** 21,94±0,98b*D** (50) (50) (50) (50) Αποτιθέμενα 16,5±0,78a*E** 13,12±0,64b*F** 13,56±1,59abc*E** 10,08±0,61c*G** αυγά (50) (50) (50) (50) *Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο μικρό γράμμα στην ίδια γραμμή (υποδηλώνει τη σύγκριση μεταξύ των φυτών ξενιστών του κάθε πληθυσμού) δεν διαφέρουν σημαντικά (Student-Newman- Keuels test, Ρ>0,05). **Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο κεφαλαίο γράμμα στην ίδια γραμμή (υποδηλώνει τη σύγκριση των δύο πληθυσμών μεταξύ των ίδιων παραμέτρων του πειράματος) δεν διαφέρουν σημαντικά (t-test, Ρ>0,05). Ο αριθμός στην παρένθεση υποδηλώνει στον αριθμό των εξετασθέντων ατόμων κατά τη διάρκεια του πειράματος. 33

Διάγραμμα 5. Διάρκεια ζωής (ημέρες) των ενήλικων θηλυκών ατόμων του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 34

Διάγραμμα 6. Μέσος αριθμός αποτιθέμενων αυγών των ενήλικων θηλυκών ατόμων του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 20 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 35

2.4 Συζήτηση Η Οικογένεια Phytoseiidae είναι μία από τις σημαντικότερες οικογένειες αρπακτικών ακάρεων, καθώς περιλαμβάνει πολλά είδη ακάρεων τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως φυσικοί εχθροί όχι μόνο για τα φυτοφάγα ακάρεα αλλά και για την αντιμετώπιση εντόμων, όπως οι αλευρώδεις και θρίπες. Έχουν την ικανότητα να τρέφονται με μεγάλες ποσότητες από την λεία τους οδηγώντας έτσι στην αποτελεσματική αντιμετώπιση των πληθυσμών βλαβερών ειδών. Στα πειράματα του παρόντος κεφαλαίου διαπιστώθηκε ότι η διάρκεια ανήλικης ανάπτυξης του αρπακτικού ακάρεως επηρεάζεται από το φυτό και ήταν μεγαλύτερη στη φασολιά στον Ελληνικό πληθυσμό. Επίσης ο αριθμός των αποτιθέμενων αυγών διέφερε μεταξύ των δύο φυτών και μεταξύ των δύο πληθυσμών, καθιστώντας τον Ελληνικό πληθυσμό πιο αποδοτικό. Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου και του φυτού ξενιστή, παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην αναζήτηση τροφής από τους φυσικούς εχθρούς. Η προσβολή ενός φυτού από έναν εχθρό έχει ως αποτέλεσμα το φυτό να απελευθερώνει ορισμένες χημικές ουσίες, οι οποίες λειτουργούν ως πομποί για τους φυσικούς εχθρούς, καθώς ψάχνουν για τη λεία τους. Πιο συγκεκριμένα, η τομάτα είναι ένα φυτό το οποίο έχει πάρα πολλές τρίχες κατανεμημένες σε όλα τα μέρη του φυτού. Οι τρίχες διακρίνονται σε αδενώδεις και μη αδενώδεις. Οι αδενώδεις τρίχες είναι υπεύθυνες για την έκκριση ορισμένων ουσιών που βρίσκονται συγκεντρωμένες στην άκρη τους, οι οποίες είναι τοξικές και εμποδίζουν την εγκατάσταση ορισμένων φυσικών εχθρών (Sato et.al. 2011). Επίσης, εκτός από τις ουσίες που εκκρίνουν οι αδενώδεις τρίχες, κάποιες άλλες ουσίες όπως η α-τοματίνη και η ρουτίνη, εκκρίνονται από τα φύλλα της τομάτας και έχει βρεθεί ότι είναι τοξικές για πολλά έντομα και έμμεσα επηρεάζονται οι άρπαγες και τα παρασιτοειδή (Koller et.al 2007). 36

Το αρπακτικό άκαρι Phytoseiulus persimilis είναι ένας άρπαγας που χρησιμοποιείται στη βιολογική καταπολέμηση και λόγω του μεγέθους του μετακινείται πάνω στο φυτό ξενιστή του, προκειμένου να εντοπίσει τη λεία του για να μπορέσει να τραφεί. Συνεπώς, μια αλλαγή στην αρχιτεκτονική δομή του φυτού δυσκολεύει τον εντοπισμό της λείας του, καθώς αλλάζει και η κατανομή της λείας πάνω στο φυτό (Gontijo et.al 2012 και αναφορές που δίνει). Παρόμοια αντίδραση με το Phytoseiulus persimilis, όταν ήταν σε φύλλα τομάτας, παρατηρήθηκε και στο Neoseiulus californicus, όταν αυτό τράφηκε πάνω σε φυτό τομάτας με το φυτοφάγο άκαρι Tetranychus evansi (το συγκεκριμένο έχει ως κύριους ξενιστές φυτά της οικογένειας Solanaceae), το οποίο εμφάνισε μειωμένη ωοπαραγωγή και διάρκεια ανάπτυξης σε σχέση με το φυτό της φασολιάς λόγω της πυκνότητας αλλά και των τοξικών εκκρίσεων των τριχών του φυτού Lycopersicon esculentum (Koller et al. 2007). Επίσης, και οι Gillespie and Quiring (1994) παρατήρησαν ότι θηλυκά ακάρεα του Phytoseiulus persimilis, όταν αναπτύχθηκαν πάνω σε φύλλα τομάτας, απέθεσαν λιγότερα αυγά σε σχέση με αυτά που αναπτύχθηκαν σε φύλλα φασολιάς. Το γεγονός αυτό οφείλεται κυρίως στην επαφή του ακάρεως με το φύλλο και όχι με την κατανάλωση της λείας. Η διαφορά των δυο πληθυσμών πιθανότατα να οφείλεται στο ότι ο ελληνικός πληθυσμός είναι καλύτερα προσαρμοσμένος, καθώς συλλέχθηκε από φυτά τομάτας και ως εκ τούτου είναι καλύτερα προσαρμοσμένος στα φυτά αυτά σε σχέση με τον εισαγόμενο πληθυσμό. 37

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΗΣ ΤΟΥ ΑΡΠΑΚΤΙΚΟΥ ΑΚΑΡΕΩΣ PHYTOSEIULUS PERSIMILIS ΣΕ ΦΥΛΛΑ ΚΑΙ ΣΕ ΤΜΗΜΑΤΑ ΒΛΑΣΤΩΝ ΤΟΜΑΤΑΣ ΚΑΙ ΦΑΣΟΛΙΑΣ. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μελετήθηκε στο εργαστήριο η ταχύτητα μετακίνησης του αρπακτικού ακάρεως P.persimilis σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας και σε τμήματα των βλαστών των φυτών σε θερμοκρασία 25 o C και φωτοπερίοδο Φ:Σ 16:8. Χρησιμοποιήθηκαν ενήλικα θηλυκά άτομα του αρπακτικού ακάρεως ηλικίας 3 ημερών από κάθε πληθυσμό. Βρέθηκε ότι η ταχύτητα μετακίνησης ήταν σημαντικά μεγαλύτερη σε φύλλα και βλαστούς φασολιάς σε σχέση με φύλλα και βλαστούς τομάτας. 3.1 Εισαγωγή Όπως αναφέρθηκε και στο κεφάλαιο 1, τα φυτά έχουν την ικανότητα να αναπτύσσουν ορισμένους μηχανισμούς άμυνας για να μπορέσουν να αντιμετωπίζουν τους εχθρούς τους, όπως τρίχες, αγκάθια, ή κηρώδεις επιφάνειες ακόμη και κάποια χημικά χαρακτηριστικά όπως δευτερογενείς μεταβολίτες (Koller et al. 2007 και αναφορές που δίνονται). Η τομάτα είναι ένα φυτό το οποίο ανήκει στην οικογένεια των Σολανωδών και είναι χαρακτηριστικό για τις πολλές τρίχες που έχει στα φύλλα αλλά και στους μίσχους του, παρεμποδίζοντας με αυτόν τον τρόπο την εγκατάσταση των ακάρεων πάνω του. Οι τρίχες που βρίσκονται στο μίσχο του φυτού αποτελούν ανασταλτικό παράγοντα στη διασπορά των 38

ακάρεων, καθώς τα αρπακτικά και τα φυτοφάγα ακάρεα κινούνται μετακινούμενα από φύλλο σε φύλλο (van Haren et al. 1987). Η ανάπτυξη των τριχών στα φύλλα εξαρτάται από την ένταση του φωτός και από τη θερμοκρασία. Το φως επηρεάζει την πυκνότητα των τριχών στην περιοχή των φύλλων και τη διάμετρο της άκρης της τρίχας στους μίσχους και στα φύλλα. Τα αρπακτικά παγιδεύονται σε μικρότερο βαθμό στα φύλλα από ότι στους μίσχους όπου οι τρίχες είναι πυκνότερες, όταν τα φυτά της τομάτας αναπτύσσονται κάτω από μεγάλη ένταση φωτός. Επίσης, το ποσοστό παγίδευσης εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την ένταση του φωτός και τη σχετική υγρασία κατά τη διάρκεια ανάπτυξης των φυτών τομάτας (Nihoul 1993). 3.2 Υλικά και μέθοδοι 3.2.1 Ατομική εκτροφή του ακάρεως Στα πειράματά μας χρησιμοποιήθηκαν πλαστικά κύπελλα διαμέτρου 8,5 cm, στα οποία βρισκόταν μια διαβρεγμένη μάζα βαμβακιού. Στη μάζα αυτή τοποθετήθηκε ένας δακτύλιος φύλλου φασολιάς ή τομάτας διαμέτρου 3 cm. Στην επιφάνεια του δακτυλίου αυτού μεταφερόταν ένα άτομο του αρπακτικού ακάρεως και προσδιοριζόταν η απόσταση μετακίνησης του εντός ενός ορισμένου χρονικού διαστήματος (40 δευτερόλεπτα). Στα πειράματα όπου προσδιορίστηκε η ικανότητα μετακίνησης σε τμήματα βλαστών των φυτών, επάνω στη μάζα βαμβακιού τοποθετούνταν ένα τμήμα βλαστού φασολιάς ή τομάτας μήκους 15 cm σε επαφή με ένα δακτύλιο φύλλου διαμέτρου 1,8 cm. Στη συνέχεια στο άκρο του τμήματος του βλαστού μεταφερόταν ένα άτομο του αρπακτικού και προσδιοριζόταν ο χρόνος που απαιτείτο για να διανύσει το τμήμα του βλαστού. Όλα τα πειράματα έγιναν σε θερμοκρασία 25 o C και φωτοπερίοδο Φ:Σ 16:8. 39

3.2.2 Μέτρηση της ταχύτητας μετακίνησης των αρπακτικών στα φύλλα Θηλυκά άτομα του αρπακτικού ακάρεως, από τις εργαστηριακές αποικίες μεταφέρθηκαν σε προσβεβλημένα φύλλα φασολιάς από τετράνυχους που διατηρούνταν σε επαφή με μάζα βαμβακιού, προκειμένου να αποθέσουν αυγά σε θερμοκρασία 25 o C και φωτοπερίοδο 16:8 (Φ:Σ). Μετά από 2 ημέρες τα ενήλικα θηλυκά άτομα απομακρύνονταν με τη βοήθεια λεπτού πινέλου από το φύλλο. Τα φύλλα με τα αυγά διατηρούνταν στις ίδιες συνθήκες και καθημερινά γίνονταν παρατηρήσεις μέχρι τα άτομα του ακάρεως να ενηλικιωθούν. Όταν τα ενήλικα θηλυκά ήταν ηλικίας 3 ημερών, χρησιμοποιήθηκαν στα πειράματά μας. Μέσα σε πλαστικά κύπελλα, τα οποία στην άκρη τους είχαν μια στρώση εντομολογικής κόλλας, τοποθετήθηκε μια διαβρεγμένη μάζα του βαμβακιού πάνω στην οποία εφαρμόστηκε ένας δακτύλιος φύλλου διαμέτρου 3 cm με την επάνω επιφάνεια σε επαφή με τη μάζα βαμβακιού και συνεπώς τα άτομα του ακάρεως βρίσκονταν στην κάτω επιφάνεια. Ένα άτομο του αρπακτικού αφηνόταν στο κέντρο του δακτυλίου και καταγραφόταν η πορεία μετακίνησής του κάτω από το στερεοσκόπιο για 40 δευτερόλεπτα. Σημειωνόταν η διαδρομή την οποία κάθε άτομο ακολουθούσε με τη βοήθεια λεπτού κατάλληλου μαρκαδόρου (εικόνα 1α, 1β). Στη συνέχεια μετρούνταν η απόσταση που διήνυσε το κάθε άτομο και στη συνέχεια υπολογιζόταν η ταχύτητα μετακίνησης. Συνολικά χρησιμοποιήθηκαν 25 θηλυκά άτομα από κάθε πληθυσμό και για κάθε φυτό ξενιστή. 40

Εικόνα 1α,1β Δακτύλιοι φύλλων φασολιάς (α) και τομάτας (β) με τα ίχνη μετακίνησης των ατόμων του αρπακτικού ακάρεως. 3.2.3 Μέτρηση της ταχύτητας μετακίνησης των αρπακτικών στα τμήματα των βλαστών. Για τη διεξαγωγή του πειράματος έγινε η ίδια διαδικασία, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, όσον αφορά την προετοιμασία των θηλυκών ατόμων του αρπακτικού ακάρεως. Χρησιμοποιήθηκαν πλαστικά δοχεία, στα οποία τοποθετήθηκε μια διαβρεγμένη μάζα βαμβακιού επάνω στην οποία τοποθετήθηκε το τμήμα του βλαστού, ο οποίος εφάπτονταν με ένα δακτύλιο του αντίστοιχου φυτού (Εικόνα 2) και 2 ημέρες πριν τη διεξαγωγή του πειράματος ο δακτύλιος κόβονταν και πάνω του τοποθετούνταν 4 με 5 ενήλικα θηλυκά άτομα τετρανύχου. Ένα άτομο του αρπακτικού ακάρεως αφηνόταν στην άκρη του τμήματος του βλαστού, παρακολουθούνταν κάτω από το στερεοσκόπιο και καταγραφόταν ο χρόνος που χρειαζόταν το άτομο να μετακινηθεί από τη μια άκρη του βλαστού μέχρι να βρεθεί πάνω στο δακτύλιο του φυτού. Κατόπιν, υπολογιζόταν η ταχύτητα μετακίνησής του πάνω στο βλαστό. Συνολικά χρησιμοποιήθηκαν 25 θηλυκά άτομα από κάθε πληθυσμό και για κάθε φυτό ξενιστή. 41

Εικόνα 2 Τμήματα βλαστού σε επαφή με δακτύλιο φύλλου φασολιάς που χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της μετακίνησης του ακάρεως. Στατιστική ανάλυση Για τη σύγκριση της ταχύτητας μετακίνησης των ατόμων του αρπακτικού ακάρεως P.persimilis των δύο πληθυσμών (ελληνικού και εισαγόμενου) επάνω σε δακτυλίους φύλλων των δύο φυτών ξενιστών - φασολιάς και τομάτας- αλλά και επάνω στα τμήματα των βλαστών και, επίσης, για τη σύγκριση της ταχύτητάς τους, έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας (One Way ANOVA) και οι μέσοι όροι συγκρίθηκαν με το στατιστικό κριτήριο Student-Newman-Keuls (επίπεδο σημαντικότητας α= 0,05) (έκδοση SPSS 22). Στις περιπτώσεις όπου τα στοιχεία δεν ακολουθούσαν κανονική κατανομή, χρησιμοποιήθηκε μη παραμετρική μέθοδος σύγκρισης και η σύγκριση των μέσων όρων έγινε με το στατιστικό κριτήριο Kruskal-Wallis και Mann-Whitney. Για τη σύγκριση της ταχύτητας μετακίνησης των ατόμων του αρπακτικού ακάρεως των δύο πληθυσμών (ελληνικού και εισαγόμενου) P.persimilis, όσον αφορά τη μετακίνηση πάνω στα φύλλα και τα τμήματα των βλαστών, χρησιμοποιήθηκε το κριτήριο t με ανεξάρτητα δείγματα (επίπεδο σημαντικότητας α= 0,05). 42

3.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 3.3.1 Μετακίνηση των ατόμων του αρπακτικού ακάρεως σε φύλλα φασολιάς και τομάτας Όπως φαίνεται στους πίνακες 1 και 2 και στα διαγράμματα 1 και 2, η απόσταση που διάνυσαν τα άτομα των δύο πληθυσμών ήταν σημαντικά μεγαλύτερη σε φύλλα φασολιάς από ότι σε φύλλα τομάτας. Επίσης, τα άτομα του ελληνικού πληθυσμού διάνυσαν σημαντικά μεγαλύτερη απόσταση από ότι τα άτομα του εισαγόμενου πληθυσμού τόσα σε φύλλα φασολιάς όσο και σε φύλλα τομάτας. Φαίνεται ότι τα άτομα του ελληνικού πληθυσμού μετακινούνται με μεγαλύτερη ταχύτητα σε σχέση με τα άτομα του εισαγόμενου πληθυσμού τόσο σε φύλλα τομάτας όσο και φασολιάς. 43

Πίνακας 1. Μέση απόσταση (cm) (± SE, Τυπικό Σφάλμα) που διάνυσαν σε χρόνο 40 δευτερολέπτων ενήλικα θηλυκά άτομα δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis πάνω σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 25 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέση απόσταση (cm) ± (SE) Φυτό (φύλλο) Ελληνικός Πληθυσμός Εισαγόμενος Πληθυσμός Φασολιά 6,00±0,26a*A**(25) 4,56±0,33b*B**(25) Τομάτα 3,96±0,17bc*C**(25) 2,98±0,12d*D**(25) *Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο μικρό γράμμα στην ίδια στήλη (υποδηλώνει τη σύγκριση μεταξύ των φυτών ξενιστών του κάθε πληθυσμού) δεν διαφέρουν σημαντικά (Student-Newman- Keuels test, Ρ>0,05). **Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο κεφαλαίο γράμμα στην ίδια γραμμή (υποδηλώνει τη σύγκριση των δύο πληθυσμών μεταξύ των ίδιων παραμέτρων του πειράματος) δεν διαφέρουν σημαντικά (t-test, Ρ>0,05). Ο αριθμός στην παρένθεση υποδηλώνει στον αριθμό των εξετασθέντων ατόμων κατά τη διάρκεια του πειράματος. 44

Διάγραμμα 1. Μέση απόσταση (cm) που διένυσαν σε χρόνο 40 δευτερολέπτων ενήλικα θηλυκά άτομα δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis πάνω σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 25 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 45

Πίνακας 2. Μέση ταχύτητα μετακίνησης (cm/δευτερόλεπτο) (± SE, Τυπικό Σφάλμα) που έκαναν ενήλικα θηλυκά άτομα δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis πάνω σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας (θερμοκρασία 25 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέση ταχύτητα (cm/δευτερόλεπτο) ± (SE) Φυτό (φύλλο) Ελληνικός Πληθυσμός Εισαγόμενος Πληθυσμός Φασολιά 0,15±0,01a*A**(25) 0,12±0,01b*B**(25) Τομάτα 0,10±0,004bc*C**(25) 0,07±0,003d*D**(25) *Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο μικρό γράμμα στην ίδια στήλη (υποδηλώνει τη σύγκριση μεταξύ των φυτών ξενιστών του κάθε πληθυσμού) δεν διαφέρουν σημαντικά (Student-Newman- Keuels test, Ρ>0,05). **Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο κεφαλαίο γράμμα στην ίδια γραμμή (υποδηλώνει τη σύγκριση των δύο πληθυσμών μεταξύ των ίδιων παραμέτρων του πειράματος) δεν διαφέρουν σημαντικά (t-test, Ρ>0,05). Ο αριθμός στην παρένθεση υποδηλώνει στον αριθμό των εξετασθέντων ατόμων κατά τη διάρκεια του πειράματος. 46

Διάγραμμα 2. Μέση ταχύτητα μετακίνησης (cm/δευτερόλεπτο) ενήλικων θηλυκών ατόμων δύο πληθυσμών του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis πάνω σε δακτυλίους φύλλων φασολιάς και τομάτας σε χρόνο 40 δευτερολέπτων (θερμοκρασία 25 o C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 47

3.3.2 Μετακίνηση στα τμήματα των βλαστών Όπως φαίνεται στον πίνακα 3, ο μέσος χρόνος που χρειάστηκαν τα ενήλικα θηλυκά άτομα του αρπακτικού ακάρεως και των δύο πληθυσμών για να διανύσουν τμήματα των βλαστών μήκους 15 cm διαφέρει σημαντικά μεταξύ των δύο πληθυσμών και των δύο φυτών. Ειδικότερα, τα θηλυκά άτομα τόσο του ελληνικού πληθυσμού όσο και του εισαγόμενου χρειάστηκαν λιγότερο χρόνο για να διανύσουν αυτή την απόσταση στο τμήμα του βλαστού φασολιάς σε σχέση με τα φύλλα τομάτας στα οποία χρειάστηκε ο διπλάσιος έως και ο τετραπλάσιος χρόνος για το ίδιο αποτέλεσμα. Οι διαφορές μεταξύ των ατόμων των δύο πληθυσμών παρατηρήθηκαν στα φύλλα φασολιάς αλλά όχι στα φύλλα τομάτας. Στον πίνακα 4 φαίνεται η μέση ταχύτητα μετακίνησης των ατόμων του ακάρεως. Τα άτομα των δύο πληθυσμών βρέθηκε να έχουν διαφορετική ταχύτητα μετακίνησης στα δύο φυτά ξενιστές. Συγκεκριμένα, στα τμήματα των βλαστών φασολιάς, οι δυο πληθυσμοί είχαν μεγαλύτερη ταχύτητα (ελληνικός 0,07 cm/δευτερόλεπτο εισαγόμενος 0,13 cm/δευτερόλεπτο) σε σχέση με την ταχύτητα που είχαν στα τμήματα των βλαστών τομάτας, όπου στους δύο πληθυσμούς η ταχύτητα ήταν 0,03 cm/δευτερόλεπτο. Φαίνεται ότι η ταχύτητα μετακίνησης των ατόμων του αρπακτικού ακάρεως επηρεάζεται από το φυτό ξενιστή και είναι μεγαλύτερη σε βλαστούς φασολιάς σε σχέση με βλαστούς τομάτας και για τους δύο πληθυσμούς. Καταληκτικά, εξάγεται το συμπέρασμα ότι τα αρπακτικά ακάρεα και των δύο πληθυσμών κινούνται πιο γρήγορα πάνω στη φασολιά, καθώς είναι ένα φυτό το οποίο στερείται τριχών πάνω στα τμήματα του, σε αντίθεση με την τομάτα, η οποία έχει μεγάλο αριθμό τριχών τόσο πάνω στα φύλλα της όσο και πάνω στα τμήματα των βλαστών της 48

δυσκολεύοντας κατ αυτόν τον τρόπο τη μετακίνηση του ακάρεως πάνω στα τμήματά της. 49

Πίνακας 3. Μέσος χρόνος (δευτερόλεπτα) (± SE, Τυπικό Σφάλμα) του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών για να διανύσουν απόσταση 15 cm, επάνω σε τμήματα βλαστών φασολιάς και τομάτας. Άτομα του αρπακτικού μεταφέρθηκαν σε τμήματα βλαστών φασολιάς που βρίσκονταν σε επαφή με δακτύλιους φύλλων με τετράνυχους διαμέτρου 1,8 cm και καταμετρήθηκε ο απαιτούμενος χρόνος μετακίνησης (θερμοκρασία 25 ο C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσος χρόνος (δευτερόλεπτα) ± SE Φυτό Ελληνικός Πληθυσμός Εισαγόμενος Πληθυσμός Φασολιά 259,56±19,03a*A**(25) 136,60±10,16b*B**(25) Τομάτα 566,88±17,22c*C**(25) 571,20±11,76cd*C**(25) *Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο μικρό γράμμα στην ίδια στήλη (υποδηλώνει τη σύγκριση μεταξύ των φυτών ξενιστών του κάθε πληθυσμού) δεν διαφέρουν σημαντικά (Student-Newman- Keuels test, Ρ>0,05). **Οι μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο κεφαλαίο γράμμα στην ίδια γραμμή (υποδηλώνει τη σύγκριση των δύο πληθυσμών μεταξύ των ίδιων παραμέτρων του πειράματος) δεν διαφέρουν σημαντικά (t-test, Ρ>0,05). Ο αριθμός στην παρένθεση υποδηλώνει στον αριθμό των εξετασθέντων ατόμων κατά τη διάρκεια του πειράματος. 50

Διάγραμμα 3. Μέσος χρόνος (δευτερόλεπτα) του αρπακτικού ακάρεως Phytoseiulus persimilis των δύο πληθυσμών για να διανύσουν απόσταση 15 cm, επάνω σε τμήματα βλαστών φασολιάς και τομάτας. Άτομα του αρπακτικού μεταφέρθηκαν σε τμήματα βλαστών φασολιάς που βρίσκονταν σε επαφή με δακτύλιους φύλλων με τετράνυχους διαμέτρου 1,8 cm και καταμετρήθηκε ο απαιτούμενος χρόνος μετακίνησης (θερμοκρασία 25 ο C και φωτοπερίοδος Φ:Σ 16:8). Μέσοι όροι που ακολουθούνται από το ίδιο γράμμα, δεν διαφέρουν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους (Student-Newman- Keuels test, P>0,05). 51