Abstract

Introducere

Molia procesionară de pin Thaumetopoea pityocampa (Denis & Schiffermüller, 1775) este un dăunător forestier defoliant care afectează arborele de conifere din Palearctica de Vest. Pe lângă efectul său asupra creșterii copacilor (Jactel și colab., 2006; Kanat, Alma și Sivrikaya, 2005), setele urticante ale larvelor reprezintă, de asemenea, un pericol pentru sănătate pentru oameni și animale (Moneo și colab., 2015). Metodele actuale de control (2009/128/CE) implică în mare măsură aplicarea directă a unui preparat care conține spori și toxine din bacterie Bacillus thuringiensis kurstaki, care perturbă celulele epiteliale ale intestinului mediu ale larvelor artropode, cu consecințe limitate asupra lepidopterelor nețintă (Rastall și colab., 2003; Boulton și colab., 2007). În timp ce acest tratament are efecte negative pe termen scurt asupra populațiilor de dăunători, tratamentul de control nu pare să suprime focarele ciclice, promovând o dezbatere cu privire la adecvarea pulverizării ca acțiune eficientă de gestionare (Cayuela, Hódar & Zamora, 2011).

T. pityocampa au, de asemenea, o gamă variată de prădători naturali, cu toate acestea, mulți dintre ei sunt fie ocazionali, fie incidentali (Hódar, Torres-Muros și Senhadji, 2013), iar mortalitatea cauzată de majoritatea nu afectează aparent dinamica populației (Battisti et al., 2015). Lilieci și nightjars (COM)Caprimulgus spp) sunt principalii consumatori de vertebrate ale moliei adulte (Auger-Rozenberg și colab., 2015), dar pentru că liliecii sunt în număr covârșitor mai mare decât nightjars, se așteaptă ca primii să reprezinte principala amenințare de pradă a moliei.

Răspunsul liliecilor la focarele de pradă de insecte este bine cunoscut (Fukui și colab., 2006; Mata și colab., 2016; Krauel și colab., 2017), iar gama de specii de molii pe care o mănâncă liliecii includ mulți dăunători dăunători ai culturilor. Molii dăunătoare bumbacului, orezului sau porumbului sunt consumate cu ușurință de lilieci (McCracken și colab., 2012; Puig-Montserrat și colab., 2015; Maine și Boyles, 2015) și daunele aduse culturilor cresc acolo unde este interzisă vânătoarea cu liliecii (Maas et. al., 2016; Boyles și colab., 2013). În plus, o parte substanțială a comunității liliecilor este capabilă să încorporeze prada disponibilă brusc în dieta lor (Russo, Bosso și Ancillotto, 2018). Rămâne de colectat dovezi empirice care să susțină fără echivoc o astfel de afirmație, dar observații auxiliare asupra molilor cu abundențe ciclice (cum ar fi migrația Autograf gamma, Apamea monoglypha sau Noctua pronuba) sugerează că sunt consumate de lilieci foarte diferiți în ceea ce privește capacitatea de zbor, modelul de ecolocație, obiceiurile ecologice, cum ar fi comportamentul de așteptare sau terenurile de vânătoare (Razgour și colab., 2011; Zeale și colab., 2011; Alberdi și colab., 2012; Speranță și colab., 2014; Arrizabalaga-Escudero și colab., 2015; Arrizabalaga-Escudero și colab., 2018; Aizpurua și colab., 2018).

Epidemiile periodice ale T. pityocampa în sud-vestul Europei fac din acest organism un model bun pentru a descrie consumul acestui dăunător de către un ansamblu bogat de lilieci. S-a observat deja că liliecii răspund la numărul de molii prin creșterea activității de vânătoare de-a lungul marginilor arboretelor infectate (Charbonnier, Barbaro & Theillout, 2014). Singurele două specii de lilieci despre care se știe că predează T. pityocampa (Rhinolophus euryale, Arrizabalaga-Escudero, 2016; Miniopterus schreibersii, Aizpurua și colab., 2018; Galan și colab., 2018) aparțin diferitelor bresle furajere (Denzinger & Schnitzler, 2013), capturând prada în habitate care necesită manevrabilitate și viteză de zbor diferite (Goiti și colab., 2006; Vincent, Nemoz și Aulagnier, 2011). Morfologia aripii a T. pityocampa sugerează că zboară relativ repede cu manevrabilitate redusă, ceea ce îi poate crește vulnerabilitatea la lilieci (Rydell & Lancaster, 2000; Jantzen & Eisner, 2008). Pe de altă parte, tendința sa de a se agrega în jurul zonelor de margine ale pădurilor pentru a se împerechea sau a depune ouă (Démolin, 1969) l-ar putea expune liliecilor adaptați să zboare atât în ​​interior, cât și împotriva dezordinii. Astfel, facem ipoteza acestei prădări T. pityocampa este indiferent de caracteristicile de hrănire a liliecilor. Mai exact, ne așteptăm la prezența T. pityocampa în dieta liliecilor din diferite bresle furajere. Astfel, am analizat relația dintre consumul de T. pityocampa și breslele furajere ale liliecilor folosind metabarcodarea ADN-ului.

Materiale și metode

Am prelevat lilieci la 17 locații din Peninsula Iberică, trei dintre ele (Golful Biscaya) în iulie 2012 și restul în iulie 2014 (Fig. 1). Liliecii au fost capturați fie cu o capcană pentru harpă de 2 × 2 m (Tuttle, 1974), situată la intrarea coloniilor, de la 00.30 a.m. în continuare, pe măsură ce liliecii se întorceau la ei, sau cu plase de ceață așezate pe iazuri în timpul apusului soarelui, cu scopul de a bea lilieci ale căror cocoțe erau necunoscute. Capturile în fiecare locație au fost efectuate într-o singură noapte pentru a minimiza perturbările. Fiecare liliac a fost ținut individual într-o pungă de pânză curată până când a fost defecată (timp de maximum 40 de minute). Liliecii au fost identificați la nivelul speciei, sexați și în vârstă, s-au măsurat greutatea și lungimea antebrațului și a fost colectat materialul lor fecal. Fecalele au fost congelate în decurs de 6 ore de la momentul colectării. După manipulare, liliecii au fost eliberați imediat la locul capturării.

furajere

Figura 1: Distribuția geografică a locațiilor de eșantionare.

Au fost respectate toate orientările internaționale, naționale și/sau instituționale aplicabile pentru îngrijirea și utilizarea animalelor. Protocoalele de captare și manipulare au fost aprobate de Comitetul de etică al Universității din Țara Bascilor (Ref. CEBA/219/2012/GARIN ATORRASAGASTI). Capturile au fost efectuate sub licență de la organismul guvernului regional corespunzător.

Următoarele instituții au eliberat autorizații pentru capturarea și manipularea liliecilor: Departamentul de mediu al Consiliului regional din Araba (numărul autorizației 12/267); Departamentul de mediu al Consiliului regional al Biscay (G13 1061; G13 1064 și G13 1066); și Departamentul pentru Mediu al Guvernului Andaluziei (191/0400).

Am clasificat eșantionul fecal în funcție de speciile de lilieci, de breasla de hrănire a liliecilor și de regiune. Clasificarea breslelor furajere de lilieci urmată de Denzinger & Schnitzler (2013): forajeri aerieni în spațiu deschis sau fluturași înalțiTadarida teniotis și Nyctalus lasiopterus), forajere aeriene spațiale de margine sau vânzători ambulanți (Nyctalus leisleri, Hypsugo savii, Miniopterus schreibersii și Barbastella barbastellus) și în interiorul copertinei sau al forajelor spațiale înguste (Rhinolophus spp. și Plecotus austriacus). Liliecii studiați cuprind atât specialiști în molii, cum ar fi T. teniotis, M. schreibersii, B. barbastellus, Rhinolophus euryale și Plecotus austriacus, și forajeri mai generaliști, de ex., N. lasiopterus, N. leisleri, H. savii, R. ferrumequinum și R. hipposideros.

Am grupat locațiile de eșantionare în diferite regiuni (Fig. 1, Tabelul 1) în funcție de caracteristicile de acoperire climatică, topografică și forestieră. Cele trei locații din Golful Biscaya au fost mai umede (precipitații anuale peste 900 mm) și mai reci (medie anuală T 1.500 m; Sierra Morena 300-500 m; Oliveland 400-800 m. Toate locațiile erau moderat până la foarte împădurite, cu excepția locațiilor din Oliveland, Acoperirea arboretelor de conifere din jurul locațiilor a arătat cele mai mici valori la siturile Oliveland (2-4% din suprafață), intermediari la Sierra Morena (12-59%), Pine Ranges (18-40%) și Golful Biscay ( 2-60%), iar cel mai mare din Segura - Cazorla (30-89%). Majoritatea coniferelor din locațiile studiate (> 75%) au fost piniPinus spp.).

RegiuniSpațiu îngustEdge SpaceSpatiu deschis(nr de locații) Pas Reu Rfe Rhi Bba Hsa Msc Nle Nla Tte
Golful Biscaia (3) 0/ 42 4/ 16 0/ 33 2/ 37
Gama de pin (4) 23/ 28 23/ 23 0/ 22 2/ 5 0/ 5 5/ 10
Cazorla-Segura (5) 8/ 16 4/ 8 0/ 5 5/ 7 0/ 8 24/ 40 3/ 5
Oliveland (3) 0/ 13 0/ 35 0/ 19
Sierra Morena (2) 0/ 22 0/ 22 0/ 21

Nivelul de defoliere a coroanei arborelui a fost sub 25% în mai mult de 90% din pinii monitorizați anual din 1990 (Sánchez-Peña și colab., 2010). Incidența defolierii cauzate de dăunător a variat local, fără un model clar între regiuni și, în general, arboretele cu cel mai înalt nivel de defoliere (peste 60%) în orice locație au avut loc la mai mult de 10 km de locul de prelevare (date proprii și Agenția de mediu a Guvernului Andaluziei). Astfel, o populație de dăunători poate fi confirmată în zona de studiu, dar nu ne-au lipsit niciun fel de date despre abundența moliilor în perioada de prelevare a probelor între regiuni, fie pentru că monitorizarea lor nu a mai fost efectuată, fie pentru că datele nu erau disponibile. Mai mult, unele probe fecale au fost obținute la mai mult de 10 km distanță de cele mai apropiate arborete de pin, excluzând căutarea oricărei relații între disponibilitatea moliei și consumul de către lilieci.

Am efectuat analiza bioinformatică a secvențelor obținute în trei etape principale: (i) controlul calității, pre-procesarea secvenței și prăbușirea secvențelor identice în secvențe unice și îndepărtarea singletonului au fost efectuate folosind PRINSEQ 0.20.4 (Schmieder & Edwards, 2011), FASTX-Toolkit 0.0.13 (http://hannonlab.cshl.edu/fastx_toolkit/index.html) și AdapterRemoval (Lindgreen, 2012); (ii) gruparea secvențelor reprezentate de mai multe citiri în unități taxonomice operaționale moleculare (MOTU) a fost efectuată cu QIIME pick_otu și uclust algoritmi (Caporaso și colab., 2010), iar screening-ul pentru secvențe himerice a fost realizat folosind himera.uchime comanda (programul UCHIME; Edgar și colab., 2011) prin screening-ul secvențelor de referință din fiecare MOTU împotriva> 500.000 secvențe COI reprezentând artropode descărcate de la Genbank (NCBInr/nt); (iii) după compararea unei secvențe reprezentative a fiecărei MOTU cu secvențe de referință în baza de date a codului de bare (BOLD; http://www.boldsystems.org/) utilizând algoritmul BLAST (Altschul și colab., 1990), au fost identificate numai MOTU-uri la fel de T. pityocampa cu o încredere mai mare de 98% (Clare și colab., 2014) au fost luate în considerare.

Am studiat efectul breslei de hrănire a liliecilor asupra proporției de indivizi concpecifici din aceeași locație care au consumat dăunătorul folosind glm funcționează în R (R Core Team, 2013) pentru a efectua o analiză factorială (Crawley, 2013). Deși analiza geografică a consumului de dăunători nu a fost scopul studiului nostru, am încorporat regiunea variabilă în model ca o variabilă explicativă suplimentară, deoarece originea eșantionului (configurația peisajului) ar putea juca, de asemenea, un rol asupra proporțiilor observate. Din păcate, nu am testat cel mai complex model, incluzând termenul de interacțiune între bresla de hrănire și regiune, deoarece numărul mare de valori lipsă ale clasei cu nivel înalt în unele regiuni a împiedicat-o. Am corectat supradispersiunea utilizând o procedură cvasibinomială, deoarece modelarea preliminară realizată cu modele de eroare binomială a arătat supra-dispersarea reziduurilor (Devianța reziduală a fost de patru ori mai mare decât gradele de libertate reziduale).

Rezultate

Șapte din cele zece specii de lilieci consumate T. pityocampa cel puțin într-o anumită locație. Numai H. savii, N. leisleri și R. hipposideros nu a arătat nicio urmă a dăunătorului în materiile fecale (Tabelul 1).

Nu am găsit T. pityocampa în fecalele oricărui liliac din Sierra Morena și Oliveland, deși indivizii din aceeași specie de lilieci au fost pozitivi în alte locații. Dintre locațiile pozitive și liliecii pozitivi, am găsit cele mai mari frecvențe de consum în regiunea Pine Ranges (80% din indivizi) și P. austriacus specie (70%). M. schreibersii (34%) au consumat molia în cinci din nouă dintre locațiile studiate, în timp ce R. euryale (36%) și R. ferrumequinum (5%) au făcut-o doar în două din șapte și respectiv șase locații. Cel puțin jumătate din B. barbastellus, N. lasiopterus și T. teniotis indivizi hrăniți T. pityocampa, deși dimensiunea eșantionului lor a fost limitată, atât în ​​ceea ce privește numărul de persoane, cât și locațiile. În unele locații unde M. schreibersii, R. euryale și R. ferrumequinum au fost sintopice, una (sau două) specii au consumat molia, în timp ce restul nu.

Cel mai simplu model liniar generalizat (Devianță reziduală = 127, d.f. = 29) adaptate la datele păstrate Regiunea ca singura variabilă semnificativă care afectează proporția liliecilor care consumă dăunătorul (Devianță = 179, d.f.. = 4, Reziduu d.f. = 29, p

Discuţie

T. pityocampa nu a fost prezent în dieta tuturor speciilor de lilieci din fiecare breaslă și nici la toți indivizii din aceeași specie și locație. Nu putem arunca faptul că diferențele intraspecifice observate între locații pot fi legate de o disponibilitate contrastantă a dăunătorului din cauza momentului local al apariției adulților. Zhang și Paiva (1998), folosind capcane cu feromoni, au raportat un vârf major al zborului sezonier la începutul lunii septembrie în mai multe locații din Peninsula Iberică, cu tendința de a zbura mai devreme la altitudini mai mari. Astfel, detectarea viitoare a dăunătorilor similari în dieta liliecilor va necesita o anchetă sezonieră amănunțită. Cu toate acestea, modelul de consum observat de unii lilieci nu poate fi explicat doar prin disponibilitatea diferențială a dăunătorului. De exemplu, liliacul de potcoavă mai mare (R. ferrumequinum) a prădat dăunătorul în unele locuri în care liliacul de potcoavă mediteranean (R. euryale) nu a făcut-o și invers. Observațiile asupra acestor doi lilieci sugerează că disponibilitatea absolută a dăunătorului nu este singura variabilă care determină consumul și poate că și rentabilitatea sa relativă o reprezintă.

Concluzii

Informatii suplimentare

Secvențe nucleotidice ale MOTU-urilor utilizate pentru a atribui identitatea moliei procesionare de pin

Specii de lilieci și regiunea în care au fost atribuite MOTU Thaumetopoea pityocampa au fost observate, precum și numărul secvențelor care cuprind MOTU și% de încredere din atribuirea taxonomică sunt indicate. Abrevierile de specii urmează tabelul 1.