Μελέτη φυτικών ερεθισμάτων που επηρεάζουν την ωοτοκία και άλλες βιολογικές παραμέτρους της μύγας της Μεσογείου Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae)

Abstract

The present PhD dissertation deals with the effect of primarily chemical stimuli derived fromcitrus fruits as well as some other plants on females’ oviposition and larvae behaviour of theMediterranean fruit fly (medfly) Ceratitis capitata (Wiedemann) (Diptera: Tephritidae). In particular,oviposition preference and immature survival in five different citrus species (sweet orange, mandarin,lemon, bitter orange and grapefruit) were studied. In observational studies, ovipositional behaviorexhibited by females in both intact and wounded citrus fruits was also explored. Results showed thatlarvae survival in the above fruits was not closely associated with the respective ovipositionpreference in all cases. However, it appeared that females were capable of exploiting both thepresence and the types of wounds on citrus fruits in a manner that increased offspring’s fitness. Inaddition, the effects of citrus peel essential oils of the above citrus fruits as well as some of theircomponents on females’ ovipositional response were investigated. Results provided clear evidencefor stimulating effects on C. capitata oviposition for all essential oils tested, demonstrating that theireliciting properties were tightly associated with both quantitative and qualitative aspects of theirchemistry. Among citrus peel oils components tested, it was found that limonene (the most abundantchemical in all citrus oils) stimulated oviposition, whereas linalool (a representative compound ofimmature citrus fruits) had a significant deterrent effect. Moreover, it was found that the relative ratiobetween these two compounds in the essential oils of citrus fruits significantly affected females’ovipositional rates. The capability of medfly larvae to perceive olfactory cues from their surroundingenvironment was also explored. Results revealed olfaction in all larvae instars. Moreover, larvaewere capable of discriminating between host and no host odours. When larvae were allowed toassociate the presence of specific odours with reward stimuli (food source) there was a significantincrement in attraction towards to them relative to non-treated larvae, suggesting the existence ofassociative learning. It was also found that this type of learning can be “transferred” through somemechanism from the larvae stage to the adult. Finally, the effects of larvae exposure to olfactory cueson insect’s ovipositional behaviour were determined. Females that had been exposed as larvae toodours stimulating oviposition and were allowed to respond to them as adults laid significantly moreeggs relative to controls (non-exposed females). On the other hand, in the case of compounds withdeterrent effects, treated females laid significantly fewer eggs than controls. This phenomenon wasfound to be highly associated with the dose of the odorants that females had been exposed aslarvae. Moreover, the chemical affinity between larvae exposure odorants and those that femaleswere allowed to oviposit significantly affected the reproductive parameters of the later.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκε η επίδραση χημικών κυρίως ερεθισμάτωνπροερχόμενων από καρπούς εσπεριδοειδών καθώς επίσης και ορισμένα άλλα φυτά στην ωοτοκίατων θηλυκών και τη συμπεριφορά των προνυμφών της μύγας της Μεσογείου Ceratitis capitata(Wiedemann) (Diptera: Tephritidae). Ειδικότερα, εξετάστηκε η προτίμηση ωοτοκίας και η επιβίωσητων ανήλικων σταδίων του εντόμου σε πέντε διαφορετικά είδη εσπεριδοειδών (πορτοκάλι, μανταρίνι,λεμόνι, νεράντζι και γκρέιπφρουτ). Παράλληλα, σε πειράματα οπτικής παρατήρησης μελετήθηκε ησυμπεριφορά ωοτοκίας των θηλυκών σε άθικτους και τραυματισμένους καρπούς τους. Τααποτελέσματα έδειξαν ότι η επιβίωση των προνυμφών στους ανωτέρω καρπούς δε συνδέοντανστενά στο σύνολο των περιπτώσεων με την αντίστοιχη προτίμηση ωοτοκίας. Ωστόσο, προέκυψε ότιτα θηλυκά ήταν σε θέση να αξιοποιούν κατά τέτοιο τρόπο το είδος και την παρουσία τραυμάτωνστους καρπούς των εσπεριδοειδών, που αύξαναν την αρμοστικότητα των απογόνων τους. Επιπλέον,διερευνήθηκε η επίδραση των αιθέριων ελαίων του φλοιού των παραπάνω εσπεριδοειδών καθώςεπίσης και ορισμένων συστατικών τους στην ωοτοκία των θηλυκών. Τα αποτελέσματα έδειξαν τηνύπαρξη διεγερτικής επί της ωοτοκίας δράσης σε όλες τις περιπτώσεις, η οποία συνδέονταν στενάτόσο με ποσοτικά όσο και με ποιοτικά χαρακτηριστικά της χημικής τους σύστασης. Μεταξύ τωνουσιών που μελετήθηκαν, προέκυψε ότι το λιμονένιο (κυρίαρχο συστατικό όλων των αιθέριωνελαίων) διέγειρε την ωοτοκία, ενώ η λιναλούλη (χαρακτηριστική ουσία των ανώριμων εσπεριδοειδών)είχε ισχυρή αποτρεπτική δράση. Επιπλέον, η σχετική αναλογία των παραπάνω συστατικών στααιθέρια έλαια των εσπεριδοειδών βρέθηκε να επηρεάζει σημαντικά την ωοπαραγωγή των θηλυκών.Εξετάστηκε επίσης η δυνατότητα των προνυμφών του εντόμου να αντιλαμβάνονται οσμηράερεθίσματα του περιβάλλοντός τους. Τα αποτελέσματα έδειξαν την ύπαρξη οσφρητικής ικανότηταςσε όλες τις προνυμφικές ηλικίες. Επιπλέον, οι προνύμφες μπορούσαν να διακρίνουν οσμηράερεθίσματα προερχόμενα από ξενιστές και μη ξενιστές του εντόμου. Όταν προνύμφες αφέθηκαν νασυνδέσουν συγκεκριμένες οσμές με την παρουσία ανταποδοτικών ερεθισμάτων (παρουσία τροφής),παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της ανταπόκρισής τους ως προς αυτές σε σχέση με προνύμφεςπου δεν είχαν υποστεί την ίδια διαδικασία, γεγονός που υποδεικνύει την ικανότητά τους για“συνειρμική μάθηση”. Η συγκεκριμένη μορφή μάθησης όπως προέκυψε, μπορεί να “μεταφερθεί”μέσω κάποιου μηχανισμού από το προνυμφικό στάδιο στο ενήλικο. Τέλος, μελετήθηκαν οιεπιδράσεις της έκθεσης των προνυμφών σε ορισμένα οσμηρά ερεθισμάτων στη συμπεριφορά ωοτοκίας του εντόμου. Θηλυκά που εκτέθηκαν ως προνύμφες σε οσμές με διεγερτική δράση επί τηςωοτοκίας, απέθεσαν ανταποκρινόμενα σε αυτά σημαντικά μεγαλύτερο αριθμό αυγών σε σχέση μεθηλυκά που δεν είχαν εκτεθεί (μάρτυρας). Αντιθέτως, στην περίπτωση της έκθεσης σε ουσίες μεαποτρεπτική δράση η ωοπαραγωγή των θηλυκών της μεταχείρισης ήταν σημαντικά μικρότερη σεσχέση με το μάρτυρα. Το φαινόμενο αυτό βρέθηκε να επηρεάζεται σε σημαντικό βαθμό από τηνένταση (δόση) των οσμηρών ερεθισμάτων στα οποία εκτέθηκαν τα θηλυκά κατά το προνυμφικό τους στάδιο. Επιπλέον, ο βαθμός της χημικής συγγενείας μεταξύ των οσμηρών ερεθισμάτων στα οποία εκτέθηκαν οι προνύμφες και των αντίστοιχων που κλήθηκαν να ανταποκριθούν τα θηλυκά πουπροέκυψαν φάνηκε να επιδρά σημαντικά στις παραμέτρους ωοτοκίας των τελευταίων.