The distribution of leaf beetles on multiple spatial scales : causes and consequences
Herbivorous insects are the major link between primary producers and a multitude of animals at higher trophic levels. Elucidating the causes and consequences of their distribution patterns in the "green world" is thus essential for our understanding of numerous ecological processes on mult...
| Main Author: | |
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| Format: | Doctoral Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
2006
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| Subjects: | |
| Online Access: | https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/frontdoor/index/index/docId/1641 http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18945 https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-18945 https://opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de/files/1641/DissertationAnnetteHeisswolf.pdf |
| Summary: | Herbivorous insects are the major link between primary producers and a multitude of animals at higher trophic levels. Elucidating the causes and consequences of their distribution patterns in the "green world" is thus essential for our understanding of numerous ecological processes on multiple spatial scales. We can ask where and why a certain herbivore can be found in the landscape, within the habitat, on which plant within the habitat and finally, where on that plant. Depending on spatial scale the distribution of herbivores is shaped by different processes (fitness considerations, physiological abilities, population dynamics, dispersal behavior, history of the landscape etc.). Scaling down from fragmented landscapes to individual host plants this thesis analyzes the distribution patterns of the strictly monophagous herbivore Cassida canaliculata Laich. (Coleoptera: Chrysomelidae), which feeds and oviposits exclusively on meadow sage, Salvia pratensis L. (Lamiales: Lamiaceae), and compares it to those of the polyphagous tansy leaf beetle Galeruca tanaceti L. (Coleoptera: Chrysomelidae), which does not oviposit on its host plants, but on dry non-host structures. The specialist Cassida canaliculata depended on all spatial scales (fragmented landscape, microhabitat and host plant individual) mainly on the distribution and quality of its single host plant species Salvia pratensis, whereas enemy-free-space - i.e. avoidance of parasitism and predation of egg clutches, larvae, and pupae - seemed to influence oviposition site choice only on the scale of the host plant individual. On this spatial scale, offspring of Cassida canaliculata had a higher chance of survival on large host plant individuals, which were also preferred for oviposition by the females. In contrast, the distribution patterns of the generalist Galeruca tanaceti was shaped by the interaction with its parasitoid regarding both microhabitat choice and egg distribution within individual host plants. On the microhabitat scale, beetles could escape from their parasitoids by ovipositing into high and dense vegetation. Regarding oviposition site choice within a host plant individual, females oviposited as high as possible in the vegetation and could thus reduce both the risk of parasitism and the probability of winter mortality. The results of my thesis show that the degree of specificity of a herbivore is of central importance for the resulting egg distribution pattern on all spatial scales. === Herbivore Insekten sind das zentrale Bindeglied zwischen den Primärproduzenten und einer Vielzahl von Tieren höherer trophischer Ebenen. Daher ist es für unser Verständnis von unzähligen ökologischen Prozessen auf multiplen räumlichen Skalen essentiell, die Ursachen und Folgen ihrer Verteilungsmuster in der "grünen Welt" aufzuklären. Wir können fragen, wo und warum ein bestimmter Herbivor in der Landschaft, im Habitat, auf welcher Pflanze im Habitat und schließlich wo auf dieser Pflanze zu finden ist. In Abhängigkeit von der räumlichen Skala wird die Verteilung der Herbivoren von unterschiedlichen Prozessen (Fitness-Überlegungen, physiologische Fähigkeiten, Populationsdynamik, Dispersalverhalten, Geschichte der Landschaft etc.) geformt. Herunterskalierend von fragmentierten Landschaften zu individuellen Wirtspflanzen, habe ich in meiner Doktorarbeit die Verteilungsmuster des streng monophagen Blattkäfers Cassida canaliculata Laich. (Coleoptera: Chrysomelidae) untersucht, der ausschließlich auf Wiesensalbei, Salvia pratensis L. (Lamiales: Lamiaceae), frisst und Eier ablegt, und sie mit denen des polyphagen Rainfarnblattkäfers Galeruca tanaceti L. (Coleoptera: Chrysomelidae) verglichen, der seine Eier nicht auf Wirtspflanzen, sondern auf trockenen nicht-Wirtsstrukturen ablegt. Der Spezialist Cassida canaliculata war auf allen räumlichen Skalen (fragmentierte Landschaft, Mikrohabitat und Wirtspflanze) hauptsächlich von der Verteilung und Qualität seiner einzelnen Wirtspflanzenart Salvia pratensis abhängig, während Feind-freier Raum – d.h. die Vermeidung von Parasitierung und Prädation der Eigelege, Larven und Puppen – die Wahl des Eiablageplatzes nur bezüglich der Larvalentwicklung auf der Skala des Wirtspflanzenindividuums zu beeinflussen schien. Auf dieser räumlichen Skala hatten die Nachkommen von Cassida canaliculata eine höhere Überlebenschance auf großen Wirtspflanzenindividuen, die auch von den Weibchen zur Eiablage bevorzugt wurden. Im Gegensatz dazu wurde das Verteilungsmuster des Generalisten Galeruca tanaceti sowohl bezüglich der Wahl des Mikrohabitats als auch der Verteilung der Eigelege innerhalb individueller Pflanzen durch die Interaktionen mit seinem Eiparasitoiden geformt. Auf der Mikrohabitatebene konnten die Käfer ihren Parasitoiden dadurch entkommen, dass sie ihre Eigelege in hoher und dichter Vegetation ablegten. Bezüglich der Wahl des Eiablageplatzes innerhalb der Pflanze legten die Weibchen möglichst hoch in der Vegetation ab und konnten dadurch sowohl das Parasitierungsrisiko als auch die Wahrscheinlichkeit der Wintermortalität reduzieren. Die Ergebnisse meiner Doktorarbeit zeigen, dass der Spezifizierungsgrad eines Herbivoren für das resultierende Verteilungsmuster seiner Eigelege auf allen räumlichen Skalen von zentraler Bedeutung ist. |
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