معلومة

سلوك كاتربيلر العثة الغجرية

سلوك كاتربيلر العثة الغجرية



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد أجريت مؤخرًا قدرًا لا بأس به من الأبحاث عبر الإنترنت حول يرقات العثة الغجرية والمصادر التي نظرت إليها تقول إن اليرقات القديمة تتغذى على الأشجار بشكل أساسي أثناء الليل وتنزل وتختبئ في مناطق محمية مظلمة خلال النهار.

أعمل لدى شخص أصيب بعثة غجرية شديدة العام الماضي وقمنا بربط الخيش حول عدة أشجار منعزلة لمعرفة ما إذا كان بإمكاننا تقليل الضرر. في ذروة الإصابة ، لاحظنا أنه كان هناك ، في أي وقت من اليوم ، 20-40 يرقة تدور حول قاعدة الخيش وفي بعض الأحيان تزحف بنجاح فوقها. بدا الأمر كما لو كانوا يحاولون بنشاط التسلق إلى الأشجار خلال النهار ، والذي يبدو أنه يتعارض مع كل ما قرأته.

هل يمكن لأي شخص أن يقدم أي فكرة عن هذا السلوك؟


احصل على إشعارات عندما يكون لدينا أخبار أو دورات أو أحداث تهمك.

بإدخال بريدك الإلكتروني ، فإنك توافق على تلقي اتصالات من Penn State Extension. عرض سياسة الخصوصية.

شكرا لتقريركم!

المصبوب إبرة Lophodermium

مقالات

الإدارة المتكاملة للآفات لإنتاج شجرة عيد الميلاد

أدلة ومنشورات

خنفساء الصنوبر

مقالات

علة بذور الصنوبرية الغربية

مقالات

سوسة الصنوبر البيضاء

مقالات

عثة الغجر

تحتوي عثة الغجر على أربع مراحل تنموية - البيض واليرقة (اليرقة) والشرنقة (الخادرة) والبالغ. تبدو عثة الغجر من الذكور والإناث مختلفة تمامًا. أنثى العثة البالغة بيضاء ولها شرائط داكنة مموجة تمتد من الأمام إلى الجزء الخلفي من الأجنحة الأمامية. يبلغ طول جناحي الإناث البالغات حوالي 2 بوصة ، لكن لا يمكنها الطيران إلا لمسافات قصيرة. جسد الأنثى قوي البنية ومغطى بكثافة بقطعة من الشعر الذهبي اللون على رأسها. تكون إناث عث الغجر أكبر أيضًا من الذكور حيث يبلغ طولها 2 بوصة عندما تنضج. يبلغ حجم عث الذكور حوالي 3/4 بوصة فقط ولها أجنحة رمادية اللون بنية اللون مع هوائيات ريشية كبيرة. تساعد الهوائيات ، مثل العديد من الأنواع الأخرى من العث ، في تحديد موقع الإناث للتزاوج. يسهل التعرف على اليرقات كاملة النمو لأنها كبيرة جدًا (حوالي 2 - 2 بوصة) بشعر طويل ، وخمسة أزواج من النتوءات الزرقاء في الأمام وستة أزواج من النتوءات الحمراء في مؤخرة ظهرها. تضع الإناث كتلة بيضة تحتوي في المتوسط ​​على 400-500 بيضة مغطاة بشعر مطرود وملتصق بكتلة البيض من الأنثى وهي تضع البيض.

السلوك والنظام الغذائي والعادات

تفضل يرقات عثة الغجر أشجار الأخشاب الصلبة ومن المعروف أنها تتغذى على أكثر من 300 نوع من الأشجار. ومع ذلك ، فإن أنواع الأشجار المفضلة لديهم هي البلوط والتفاح وبعض أشجار الحور والصفصاف وألدر والزعرور. تكتمل دورة حياتها الكاملة في عام واحد. قد تتسبب اليرقات في تشويه الأشجار تمامًا عن طريق أكل كل أوراقها. يفقس بيض عثة الغجر وتبدأ اليرقات في التغذية في وقت من العام عندما تبدأ العديد من الأشجار المضيفة في نمو الأوراق ، عادة في شهر مايو تقريبًا. تبدأ التغذية عادة عند قمة الشجرة ، لذلك قد لا يظهر تساقط أوراق العثة الغجرية على الأشجار العالية حتى تصبح درجة تساقط الأوراق ثقيلة. عادة ما تتغذى اليرقات الصغيرة على قمم الأشجار وقد تمر دون أن يلاحظها أحد على الأشجار الكبيرة. مع تقدم اليرقات في العمر ، لم تعد اليرقات الأكبر سنًا تبقى في المناطق العليا من الشجرة ، أو المظلة ، بل تتحرك لأعلى ولأسفل الشجرة ، بحثًا عن مواقع مأوى على الأرض وجذع الشجرة أثناء النهار ثم تتحرك مرة أخرى فوق الشجرة في الليل لتتغذى على الأوراق.

معلومات اكثر

إذا كان صاحب المنزل يعتقد أنه قد يواجه مشكلة مع أشهر الغجر ، فإن أول شيء يجب فعله هو الاتصال بمكتب خدمة الإرشاد المحلي للمساعدة في التعرف على الآفة بشكل صحيح. قد يكون علاج اليرقات بالمبيدات الحشرية أمرًا صعبًا على صاحب المنزل ، لذلك اطلب دائمًا مشورة أخصائي مكافحة الآفات. يستخدم أصحاب المنازل والهيئات الحكومية في بعض الأحيان بكتيريا تسمى Bacillus thuringiensis لقتل مرحلة اليرقات للحشرة. إن ربط الأشجار باستخدام الخيش والشريط اللاصق والمواد اللاصقة لاحتجاز اليرقات التي تتحرك لأعلى ولأسفل جذع الشجرة عادةً ما تلتقط الكثير من اليرقات ، ولكنها عمومًا لا تقلل بشكل كبير من العدد الإجمالي. تعد إزالة كتل البيض عن طريق كشطها من الشجرة قبل أن يفقس البيض أيضًا إجراء تحكم جيد.


فيروس يؤثر على سلوك اليرقة

عندما تصاب بفيروس يعرف باسم baculovirus ، تتسلق اليرقات العثة الغجرية في ظروف غامضة إلى قمم الأشجار. ثم يموتون وينثرون الجزيئات الفيروسية ، ويصيبون رفاقهم أدناه. يناقش عالم الحشرات كيلي هوفر التغيير السلوكي للحشرات وفوائد الفيروس.

هذا يوم الجمعة العلم. أنا إيرا فلاتو. تخيل أنك مصاب بحالة سيئة من الأنفلونزا ، ولكن بدلاً من الشعور بالإرهاق ، تريد أن تذهب لتسلق شجرة. حسنًا ، هذا ما يحدث إذا كنت كاتربيلر عثة غجرية عندما تصاب بفيروس باكولوفيروس. تترك اليرقات مخابئها وتتسلق قمم الأشجار في وضح النهار ، وما يحدث بعد ذلك ليس جميلًا جدًا.

كان ضيفي يدرس تفاعلات الحشرات المصابة بالفيروس منذ سنوات ووجد الآن جينًا فيروسيًا يتحكم في سلوك اليرقة ويرسلها لتسلق الشجرة ، وقد نشرت للتو النتائج التي توصلت إليها في مجلة Science.

كيلي هوفر أستاذ في قسم علم الحشرات في مركز علم البيئة الكيميائية بجامعة ولاية بنسلفانيا. مرحبًا بكم من جديد في SCIENCE FRIDAY ، كيلي.

كيلي هوفر: أوه ، من الجيد التحدث إليك مرة أخرى.

FLATOW: ماذا يحدث في الجزء العلوي من الشجرة هناك؟

هوفر: حسنًا ، تبقى اليرقات المصابة في الأعلى هناك بدلاً من التسلق خلال النهار للاختباء من الحيوانات المفترسة. لذا فإن الجين الذي يعبر عنه هذا الفيروس ، والذي يسمى EGT ، يجعلهم يبقون في حالة تغذية عن طريق تعطيل الهرمون الذي يتسبب في تساقطهم.

لذلك عادة عندما تتساقط عثة الغجر أو تساقط أي حشرة ، فإنها تتوقف عن التغذية لفترة طويلة من الزمن. وفي وجود هذا الجين ، يتم حظر القشرة ، وبالتالي فإن الحشرة ، بدلاً من التوقف عن التغذية لفترة طويلة ، تستمر في التغذية ، وبالتالي توجد في الشجرة في منتصف النهار عندما لا تجدها عادةً معهم.

لذلك إذا رأيت كاتربيلر عثة غجرية على الأوراق خلال النهار ، فغالبًا ما تكون مصابة.

FLATOW: لكنك لم تخبرنا بما يحدث لهم ، كما تعلمون ، النهاية النهائية للكاتبة.

هوفر: حسنًا ، ينتهي الأمر بالشيء المسكين بالموت هناك ويتحول إلى كيس من الفيروسات يذوب بعد ذلك أو يسيل ويمطر جزيئات الفيروس على أوراق الشجر أدناه بحيث يمكن أن يصاب المضيفون الجدد عن طريق أكل الفيروس على الأوراق.

FLATOW: يبدو وكأنه شيء من "Ghostbusters" أو شيء من هذا القبيل ، كما تعلمون ، الوحل. ينزف الشجرة.

FLATOW: و - ولكن هذه هي الطريقة التي ينتشر بها الفيروس حول نفسه.

هوفر: نعم ، إنه يسهل للفيروس أن يكون قادرًا على إصابة مضيفين جدد من خلال وضع كيس الفيروس الخاص به ، كما تعلمون ، أعلى الشجرة بحيث أنه عندما تمطر ، فإنه قادر على ضرب الأوراق وإصابة مضيفين جدد.

FLATOW: يبدو أنه أمر قاسي للغاية بالنسبة للفيروس.

هوفر: إنه نوع من القسوة. إنه - لا أعرف. لا أستطيع حتى التفكير في فيروس يصيب الثدييات ويقوم بنفس الشيء من حيث تحويل المضيف إلى كيس من المادة اللزجة.

FLATOW: حسنًا ، هل هو نوع خاص من عثة الغجر ، أم أنه نوع خاص من عثة الغجر.

هوفر: جميع فراشات الغجر معرضة للإصابة بهذا الفيروس. إنه فيروس يحدث بشكل طبيعي. تجده في الميدان طوال الوقت. إنها عند مستويات منخفضة في عدد السكان حتى يحدث انفجار سكاني ، وما يمكن أن يحدث في بعض الأحيان هو أن السكان سينهارون بسبب إصابة أطنان من الحشرات بهذا الفيروس.

FLATOW: كما تعلم ، نحن حقًا لا نحب عث الغجر لأنهم يأتون ، ويأخذون الأشجار ويأكلون الأوراق والأشياء ، بشكل صحيح.

هوفر: نعم ، ويمكنهم إزالة أوراق آلاف الأفدنة من الغابات بحيث تبدو ، كما تعلمون ، وكأنها الشتاء عندما يكون منتصف الصيف.

FLATOW: لا يبدو أن هذا - حسنًا ، أنا أفكر في ، أنا أقول مرحبًا ، هذا هو شيء من العثة الغجرية ، ومكافحة العثة الغجرية. ألا يمكننا ، كما تعلم ، تعلم كيفية هندسة هذا الفيروس وراثيًا والتخلص من عث الغجر؟

هوفر: حسنًا ، لقد بحثنا في ذلك ، في الواقع. هناك - لدى عثة الغجر استجابة مناعية لهذا الفيروس ، ويمكنها محاربته إذا كان في السن المناسب ، وإذا لم تكن الجرعة عالية بما يكفي ، إذا لم تلتهم ما يكفي من الفيروسات لقتله.

ولذا كنا نبحث عن طرق لتثبيط جهاز المناعة حتى لا يحدث ذلك.

مسطح: وعادة ما يصعد العث الغجري إلى أعلى الشجرة ويذوب هناك؟

هوفر: نعم ، سوف يذوبون ، وبعد ذلك ، كما تعلمون ، سيتغذون على الأوراق ، لكنهم بالتأكيد في الليل يخرجون على الأوراق ، لكن خلال النهار ستراهم ، كما تعلمون ، في في الصباح ، يتسلقون مرة أخرى للاختباء في شقوق اللحاء ، أو إذا كانوا يرقات أكبر ، فسيذهبون إلى التربة للاختباء.

FLATOW: كما تعلم ، هذا يبدو قليلاً مثل داء الكلب. كما تعلم ، هناك حيوانات الراكون المسعورة والأشياء التي من المفترض أن تكون نائمة أثناء النهار ، وهي في الخارج خلال النهار ، وأنت تعلم أنها قد تكون مصابة. هذا يبدو شيئا من هذا القبيل.

هوفر: إنه كذلك بالتأكيد. لأنك على حق ، ما يحدث مع عدوى داء الكلب هو أن هذه الحيوانات ، كما قلت ، ستكون ليلية ، لكنها ستخرج في الوقت الخطأ. سوف يخرجون خلال النهار. ويصبحون أكثر عدوانية. سوف يقتربون ، كما تعلمون ، من حيوان آخر ويحاولون عضهم.

FLATOW: وهل الفيروسات - كما كنت تشير من قبل ، هل تعرف حيوانات أخرى مصابة ، يتأثر السلوك بالفيروسات؟

هوفر: بالتأكيد. هناك - حسنًا ، هناك عدد غير قليل من الفيروسات القادرة - وطفيليات ومسببات أمراض أخرى يمكنها التلاعب بالسلوك. لكن ، كما تعلمون ، الشيء الذي يتبادر إلى الذهن والذي أعتقد أن معظم الناس قد يكون على دراية به هو داء المقوسات ، وهو - إنه ليس فيروسًا ، إنه من الأوالي ، لكنك تعلم كيف يقولون إن النساء الحوامل يجب ألا ينظفن صناديق القمامة الخاصة بهم ، يجب أن يحصلوا على شخص آخر للقيام بذلك ، وذلك لأنه يمكنهم التقاط هذا من صندوق القمامة.

تصاب القطط بهذا ، وغالبًا ما تصاب به من الفئران التي تأكلها. لذلك تفقد الفئران المصابة بهذا خوفها الفطري من القطط ، ومن المرجح أن تؤكل. لذا فإن سلوكهم يتغير. وقد تم التكهن أيضًا بأن الأشخاص المصابين بداء المقوسات يمكن أن يتغير سلوكهم أيضًا.

هذا نوع من الجدل ، لكني بالتأكيد تم اقتراحه.

FLATOW: هل هناك أي فيروسات أخرى قد تؤثر على السلوك البشري؟

هوفر: قد يكون هناك ، لكنني - كما تعلمون ، لا أستطيع التفكير في واحدة لها أنواع مماثلة من التأثيرات على مضيفها.

فلاتو: وهل هذا ما تفعله ، تدرس الجينات الفيروسية؟

هوفر: نعم ، أفعل. لقد كنت أعمل على البحث في جينات مختلفة في هذا الفيروس المعين وكيف يتفاعل مع العثة الغجرية لبضع سنوات. وهو نظام مثير للاهتمام.

FLATOW: دعنا نحصل على سؤال أو اثنين من مستمعينا. ديريك (ف) في غراند رابيدز ، مرحبا ديريك.

ديريك: مرحبًا إيرا ، كيف حالك؟

FLATOW: مرحبًا ، كيف حالك؟

ديريك: جيد. لقد انتهيت للتو من "أصل الأنواع" ، وهذا النوع من الارتباط التطوري جعلني أتساءل كيف تطور الفيروس للتلاعب بسلوك الحشرة. وليس هناك - هناك واحد يؤثر على النملة أيضًا ، حيث يصعد إلى قمة العشب.

هوفر: حسنًا ، نمل الزومبي مصاب بالفطريات ، أجل.

ديريك: حسنًا ، صحيح ، حسنًا ..

ديريك: نعم ، أتساءل فقط كيف تطورت بالفعل للحصول على السلوك الذي تريده.

هوفر: حسنًا ، يُعتقد أن هذا الجين ربما نشأ في حشرة لأن هناك جينات مشابهة لهذا موجودة في الحشرات التي لها نوع من الوظيفة المماثلة ، لكنها لا تؤثر بالضرورة على السلوك. يفعلون أنواعًا متشابهة من الكيمياء.

لكنني أعتقد أن ما سيحدث هو ، كما تعلمون ، إذا كان لديك سلالات مختلفة من نفس أنواع الفيروسات ، دعنا نقول ، واكتسب أحدهم هذا الجين ، ويعطيهم ميزة لأنه يمنع مضيفك من طرح الريش ، إنه يحافظ على تغذيته ويسبب أيضًا موته في وضع يسمح لك بتعزيز انتقاله إلى ضحايا جدد ، ثم لديك ميزة انتقائية. لذلك سيتم اختيار ذلك وقد ينتشر بعد ذلك ليس فقط داخل سلالتك الخاصة ، ولكن قد ينتهي به الأمر إلى أن يصبح جينًا ينتهي بك الأمر ثم تراه في فيروسات أخرى أيضًا.

في الواقع ، تمتلك معظم فيروسات البكتيريا هذا الجين ، على الأقل تلك الموجودة في هذه المجموعة.

ديريك: إذن هل يديم الفيروس؟

هوفر: نعم ، إنه يعزز كمية الفيروسات التي يمكنك الحصول عليها من كاتربيلر معين لأنه من خلال منعه من طرح الريش وإبقائه يتغذى ، تحصل على كاتربيلر أكبر ، وبالتالي تحصل على المزيد من الفيروسات من حشرة معينة.

FLATOW: ذكر ديريك نملة الزومبي. لا يمكنني ترك ذلك يمر.

FLATOW: دون إخبارنا بذلك.

هوفر: حسنًا ، في الواقع ، أحد المؤلفين المشاركين في هذه الورقة ، ديفيد هيوز ، هو الرجل الذي يعمل على النمل الزومبي. وقد أظهر عمله أنه عندما يصاب النمل بفطر كورديسيبس ، فإن الفطر يدفعهم إلى تسلق الشجرة إلى الموقع الصحيح فقط ، وبالتالي فإن الرطوبة ودرجة الحرارة مثالية عندما تموت النمل ، فهي - لا تبدأ الفطريات في النمو فقط من رأس النملة ، وهو أمر غريب حقًا في التصوير الفوتوغرافي بفاصل زمني ، ولكنه بعد ذلك يفسد ويمطر الجراثيم على النمل المطمئن أدناه لإصابته.

الشيء الرائع حقًا ، أيضًا ، هو أن الفطر يتسبب في تضييق فكي النمل على عرق الورقة. من الصعب جدًا إبعادهم. وبهذه الطريقة ، يمكنك إبقاء النملة في هذا المكان لفترة طويلة لأن الفطر يستغرق عدة أيام ، كما تعلم ، لتنمو وتتكاثر. إنه إجمالي جدًا.

FLATOW: هناك كاتب سيناريو هنا يستمع ، أنا متأكد.

هوفر: حسنًا ، كما تعلم ، أعتقد أنه من المخيف حقًا أن يفكر الناس في طفيلي أو عامل ممرض يمكن أن يتلاعب بسلوكك. إنه مخيف بعض الشيء.

FLATOW: لم ترَ "The Tingler" السنوات الماضية - في الخمسينيات ، أين.

هوفر: لا ، أعتقد أنني لم أفعل.

FLATOW: "غزو سارقي الأجساد".

هوفر: أوه ، لقد رأيت ذلك ، أجل ، أجل.

هوفر: لكن هذا ليس حقيقيًا.

هوفر: نعم ، لكن يمكنك تحويل هذا - ربما هذه هي الطريقة التي توصلوا بها إلى الفكرة ، كما تعلمون ، بالنظر إلى العلم.

فلاتو: كما قلت ، أنت لا تعرف الكثير من الفيروسات الأخرى التي قد تؤثر على السلوك أو الميكروبات ، لكنها قد تكون كذلك ، وربما لا نعرف ، قد تكون هناك فيروسات أخرى؟ عليك أن تعتقد أننا لا نعرفهم جميعًا ، أليس كذلك؟

هوفر: صحيح ، وهناك في الواقع عدد غير قليل - طفيليات ومسببات أمراض مختلفة تفعل ذلك. كما تعلم ، هناك هذا الكائن الحي الذي - مُمْرِض أو أعتقد أنك ستطلق عليه طفيليًا يصيب القواقع ويسبب لها البقاء ليس فقط على الأوراق ، ولكنه يغيرها - يتسبب في نبضات مجساتها ، مثل ، أعلن عن وجودهم للطيور حتى يتمكنوا بعد ذلك من أكلها وإصابة الطائر بالعدوى. إنها حقًا رحلة.

FLATOW: رائع ، حسنًا ، إذا أكل طائر هذه اليرقة بالفيروس ، فهل سينشرها بهذه الطريقة؟

هوفر: نعم ، لأن الفيروس يظل قابلاً للحياة عندما يمر عبر الحيوانات المفترسة مثل الطيور. لذا إذا كانوا على الأوراق في النهار ، وكانوا يعلنون أنهم هناك ، فإن الطائر سيأكلهم ، وعندما يسقطون فضلاتهم حول النباتات ، سينشر الفيروس أيضًا.

FLATOW: حسنًا ، يجب أن أحضرهم قبل أن يتحولوا إلى الوحل.

FLATOW: كيلي ، كان هذا ممتعًا. شكرًا لك على - وكما تعلم ، يمنحنا ذلك شيئًا آخر لنفكر فيه في نهاية هذا الأسبوع.

هوفر: حسنًا ، على الرحب والسعة.

FLATOW: كيلي هوفر أستاذ في قسم علم الحشرات في مركز علم البيئة الكيميائية بجامعة ولاية بنسلفانيا. سنراكم مرة أخرى. أجازة سعيدة.

FLATOW: سنأخذ قسطًا من الراحة ، وعندما نعود ، سنغير التروس ونتحدث عن اكتشاف متجدد للحفريات ، اكتشاف مثير جدًا للعظام المتحجرة التي قد تجبرنا على إعادة تقييم التطور البشري. ابقى معنا. سنعود حالا.

أنا إيرا فلاتو. هذا يوم الجمعة العلم من NPR.

حقوق النشر والنسخ 2011 NPR. كل الحقوق محفوظة. قم بزيارة صفحات شروط الاستخدام والأذونات الخاصة بموقعنا على www.npr.org للحصول على مزيد من المعلومات.

يتم إنشاء نصوص NPR في موعد نهائي مستعجل بواسطة شركة Verb8tm، Inc. ، إحدى مقاولي NPR ، ويتم إنتاجها باستخدام عملية نسخ ملكية تم تطويرها باستخدام NPR. قد لا يكون هذا النص في شكله النهائي وقد يتم تحديثه أو مراجعته في المستقبل. قد تختلف الدقة والتوافر. السجل الرسمي لبرمجة NPR & rsquos هو السجل الصوتي.


الإرشاد التعاوني: الآفات الحشرية والقراد وأمراض النبات

تتغذى يرقات العثة الغجرية على معظم أشجار الأخشاب الصلبة ، باستثناء الرماد. إنهم يفضلون البلوط والحور والبتولا الرمادي وأشجار الفاكهة. عندما تكبر اليرقات إلى النصف أو أكبر ، فمن المرجح أيضًا أن تتغذى على الخضرة دائمة الخضرة. مع زيادة عدد يرقات عثة الغجر في منطقة ما ، تنضب مصادر الغذاء المفضلة لديهم. ومن المحتمل بعد ذلك أن تتغذى اليرقات على أشجار وشجيرات الزينة الأخرى.

عادة ما تتحمل الأخشاب الصلبة الصحية سنتين إلى ثلاث سنوات من تساقط الأوراق ، ومع ذلك ، فإن الهجوم الثانوي من قبل الحشرات أو الأمراض يمكن أن يقصر أو يؤثر على عمر الأشجار الضعيفة. تعتبر الأشجار الضعيفة أو المريضة أو المتضررة من الحشرات أو المظللة ، خاصة تلك التي تكافح بالفعل مع ظروف التربة الرديئة أو الرطوبة ، معرضة للخطر بشكل خاص. من غير المرجح أن تبقى الخضرة دائمة الخضرة على قيد الحياة من الأشجار الأخرى.

تفشي عثة الغجر هي الأشد في وسط وجنوب ولاية مين. بالإضافة إلى تساقط الأشجار ، فهي أيضًا آفات مزعجة بسبب تجول اليرقات والفضلات وحالات الخوادر وكتل البيض في المنازل وتدوير اليرقات الصغيرة. يمكن أن يؤدي الشعر الصغير من اليرقات إلى تهيج جلد بعض الناس. في بعض الحالات ، تؤدي ردود الفعل الشديدة إلى ظهور طفح جلدي و / أو حكة. في حالة استشارته ، يجب إبلاغ الطبيب بإمكانية الاتصال بشعر كاتربيلر عثة الغجر.

يفقس بيض عثة الغجر الشتوي في مايو. اليرقات الصغيرة ، 1/16 بوصة ، سوداء الشعر لها مقبض صغير على كل جانب من الرأس ويمكن رؤيتها لأول مرة بالقرب من مجموعات البيض. يستغرق الأمر ما يصل إلى شهر حتى يفقس كل البيض. لهذا السبب ، من الشائع العثور على يرقات ذات أحجام مختلفة في نفس الوقت. سرعان ما تزحف اليرقات إلى رؤوس الأشجار ، حيث تدور على حبال من الحرير لتنتقل إلى أماكن أخرى.

عادة ما تمر تغذية اليرقات الصغيرة على الجانب السفلي من الأوراق دون أن يلاحظها أحد. بحلول الوقت الذي ينمو فيه نصفه ، يبلغ طوله من 3/4 إلى 1 بوصة ، يتم تناول الأوراق الكاملة. في هذه المرحلة ، تكون اليرقات سوداء في الغالب ، باستثناء العلامات البرتقالية أسفل ظهورها. يمكن أن يوفر الاختيار الدقيق والاستخدام للمبيدات الحشرية ووسائل التحكم البيولوجية في هذا الوقت تحكمًا فعالًا في اليرقات التي تهب بها الرياح.

تذوب اليرقات خمس أو ست مرات قبل التشرنق. عندما يبلغ طول اليرقات بوصة واحدة أو أكثر ، يكون إطعامها أكثر وضوحًا. ينتقلون إلى الأشجار ليطعموا في الليل أو في الأيام الباردة. خلال الأيام الحارة والجافة والمشمسة ، ينتقلون للأسفل للراحة على الفروع السفلية أو جذوع الأشجار أو على المروج.

اليرقات في المرحلة المتأخرة تكون مشعرة وداكنة ويمكن تمييزها بسهولة بخمسة أزواج من البقع الزرقاء على أجزاء الجسم الأمامية وستة أزواج من البقع الحمراء على أجزاء الجسم الخلفية. يبلغ طول اليرقات الناضجة بالكامل من 1 إلى 2 بوصة. يتم استهلاك حوالي 70 في المائة من طعامهم خلال هذه المرحلة من التطور ، فهم قادرون على تجريد شجرة بين عشية وضحاها.

في يوليو ، تبحث اليرقات الناضجة عن مناطق محمية يمكن أن تكون في أي مكان تقريبًا ، حيث تشكل شرانق بنية حمراء. يبلغ طول ذكور العذارى حوالي 3/4 بوصة من الإناث يبلغ طولها حوالي 1 بوصة. في غضون 10 إلى 15 يومًا ، لا يزال في يوليو ، تظهر العث.

العث الذكور هي منشورات ممتازة. عادة ما تكون بنية داكنة. تعرض الأجنحة الأمامية أشرطة سوداء مموجة وعلامات على شكل حرف V. الأجنحة الخلفية لونها بني فاتح مزين بالبني الداكن. يبلغ طول جناحيها حوالي 1 بوصة. ذكور العث لها هوائيات شبيهة بالريش.

عث الإناث أكبر من الذكور ويغلب عليها اللون الأبيض مع وجود القليل من الأشرطة الباهتة ذات اللون البني المتموج أو الأسود وعلامات على شكل حرف V على الأجنحة الأمامية. توجد بقع داكنة هامشية على كل من الأجنحة الأمامية والخلفية. إناث الفراشات لها جناحيها من 2 إلى 2 بوصة ، لكنها لا تستطيع الطيران.

لأن الإناث لا تستطيع الطيران ، لا تتحرك الإناث بعيدًا عن موقع التشرنق لوضع 500 بيضة أو أكثر. البيض مغطى بكتلة تان تشبه المخمل مصنوعة من شعر جسم الأنثى. البيض هي المرحلة التي تقضي فيها عثة الغجر الشتاء. يموت العث بعد فترة وجيزة من التزاوج ووضع البيض. يوجد جيل واحد فقط من عثة الغجر كل عام.

هناك عدة عوامل يمكن أن تؤثر على مجموعات عثة الغجر الطقس والحيوانات المفترسة والطفيليات والأمراض. ليلة واحدة من -20 درجة فهرنهايت أو أكثر برودة تقتل العديد من بيض الشتاء غير المغطى بالثلج.

إدارة

ميكانيكي

يمكن سحق البيض ، لكن من الصعب سحق كل البيض في كتلة البيض على اللحاء أو الأسطح الخشنة الأخرى. يمكن أيضًا كشط البيض أو إزالته أو إتلافه. يجب عدم السماح لها بالسقوط على الأرض ، حيث يزيد الغطاء الثلجي الواقي من فرصة الفقس.

يمكن لف الخيش حول جذوع الأشجار لتجميع اليرقات ومنعها من التسلق على الأغصان لتتغذى. يمكن بعد ذلك قتل اليرقات المجمعة. يساعد سحق أي أنثى فراشة أو كاتربيلر أو شرانق أو بيض في حماية أشجار الزينة ، ولكن فقط في حالة قتل نسبة عالية من السكان.

الحواجز

تتوفر المواد البترولية اللزجة المتوفرة تجاريًا لمنع اليرقات من الوصول إلى الأشجار. يمكن وضع القصدير والبلاستيك وما إلى ذلك حول جذع الشجرة لتحقيق نفس الغرض. يضع بعض الأشخاص الفازلين أو الزيت أو الشحوم على الأغلفة لحماية إضافية ، لكن يجب إبعاد المواد الدهنية عن الأشجار وإزالتها عند اختفاء اليرقات. لا ينبغي وضع معظم المنتجات البترولية أو المنتجات اللاصقة أو الزيوت أو الشحوم أو وقود الديزل مباشرة على الأشجار ، لأنها تخترق اللحاء ، خاصةً الأشجار الأصغر سنًا. قُتلت الأشجار التي يبلغ قطرها أربع بوصات في موسم واحد عندما تم وضع الشحم على لحاءها. إذا حصلت على شحم على اللحاء ، فاكشطه في أسرع وقت ممكن ، واحتفظ به بعيدًا عن الأرض لتجنب تلويث منطقة جذر الشجرة. تكون الحواجز أكثر فاعلية على الأشجار المعزولة ، إذا كان هناك عدد قليل من اليرقات في الشجرة عند وضع الحاجز ، وإذا تم استخدام مبيد حشري في وقت سابق.

مبيدات حشرية

المبيدات الحشرية Bt (Bacillus thuringiensis) لليرقات الصغيرة ، يمكن أيضًا استخدام النيم والسبينوساد والكرباريل (سيفين) والسيفلوثرين والأورثين والملاثيون للسيطرة على اليرقات. رش اليرقات في أي وقت ، ولكن للحصول على أفضل النتائج ، رشها قبل أن تنمو نصفها بطول 3/4 إلى 1 بوصة. يجب رش أوراق الشجر في وقت متأخر من بعد الظهر أو في وقت مبكر من المساء للحصول على أفضل النتائج وحماية أكبر للنحل والحيوانات المفترسة والطفيليات.

عند استخدام المبيدات

اتبع دائمًا اتجاهات التسمية!

وحدة مكافحة الآفات
مختبر الإرشاد التعاوني التشخيصي والبحوث
17 Godfrey Drive، Orono، ME 04473
1.800.287.0279 (في مين)

يتم توفير المعلومات الواردة في هذا المنشور لأغراض تعليمية بحتة. لا نتحمل أي مسؤولية عن أي مشاكل مرتبطة باستخدام المنتجات أو الخدمات المذكورة. لا يُقصد المصادقة على المنتجات أو الشركات ، ولا يوجد ضمنيًا انتقاد منتجات أو شركات غير مسماة.

اتصل على 800.287.0274 (في ماين) ، أو 207.581.3188 ، للحصول على معلومات حول المنشورات وعروض البرامج من University of Maine Cooperative Extension ، أو قم بزيارة extension.umaine.edu.

جامعة ماين هي صاحب عمل في EEO / AA ، ولا تميز على أساس العرق أو اللون أو الدين أو الجنس أو التوجه الجنسي أو حالة المتحولين جنسياً أو التعبير عن الجنس أو الأصل القومي أو حالة المواطنة أو السن أو الإعاقة أو المعلومات الجينية أو المحاربين القدامى مكانة في التوظيف والتعليم وجميع البرامج والأنشطة الأخرى. تم تعيين الشخص التالي للتعامل مع الاستفسارات المتعلقة بسياسات عدم التمييز: سارة إي هاريبو ، مديرة تكافؤ الفرص ، 101 نورث ستيفنز هول ، جامعة مين ، أورونو ، ME 04469-5754 ، 207.581.1226 ، TTY 711 (Maine Relay نظام).


عثة الغجر

العثة الغجرية (GM) هي حشرة غازية غير محلية مع يرقات تتغذى بنهم على أوراق الشجر للعديد من نباتات أمريكا الشمالية. تفضل اليرقات المعدلة وراثيًا أشجار البلوط والحور ، لكن لا تأكل إبر الصنوبر إلا إذا كانت تتضور جوعاً. يتركز المضيفون المفضلون في الشمال الشرقي والغرب الأوسط وجنوب أبالاتشي وأوزاركس. تم تقديم GM منذ حوالي 130 عامًا بالقرب من بوسطن وشقت طريقها عبر مناطق نيو إنجلاند ووسط المحيط الأطلسي ، وتمتد الجبهة الحالية & ldquoinvasion & rdquo من نورث كارولينا إلى مينيسوتا.

في جبهة الغزو ، تتعرض الأشجار للهجوم لأول مرة وعادة ما يتم تقشيرها بالكامل ، وأحيانًا للمرة الثانية إذا تمت إعادة ترقيمها. خلف المقدمة ، تعيش جنرال موتورز بكثافات مختلفة ، ويمكن أن يزداد عدد السكان بسرعة (أو & ldquoerupt & rdquo) كل 5 إلى 10 سنوات. يقلل تساقط الأوراق الأشجار ونموها وحيويتها ومقاومتها للضغوط الحيوية وغير الحيوية ويسبب الوفاة المباشرة. على الرغم من أن أقل من 20٪ من الأشجار في معظم الغابات سوف تموت ، إلا أن موت الأشجار قد يكون فادحًا في بعض الأماكن. يقلل موت الأشجار من التكاليف السكنية ذات القيمة الخشبية المرتبطة بتساقط الأوراق المعدلة وراثيًا والإزعاج ، ويسبب شعر كاتربيلر # 8212 ردود فعل تحسسية لدى البشر ويمكن أن تتساقط اليرقة و ldquofrass & rdquo (البراز بشكل أساسي) من الأشجار.

لحسن الحظ ، في الغابات الواقعة خلف جبهة الغزو ، فإن العديد من الضوابط البيولوجية التي تم إدخالها في أوقات مختلفة بشكل عام تحافظ على أعداد الكائنات المعدلة وراثيًا بأعداد معقولة ، على الرغم من حدوث حالات تفشي المرض. لم تعد تُستخدم المبيدات الحشرية الكيميائية للرش ، فقط عوامل المكافحة الحيوية مثل البكتيريا الخاصة بقشريات الأجنحة Bacillus thuringiensis (Bt) يتم الآن استخدام مسببات الأمراض الفيروسية (Gypchek) ومضادات التزاوج. لأكثر من 100 عام ، كانت GM محور دراسة مكثفة حيث عمل علماء الحشرات الفيدراليون والولائيون والأكاديميون وعلماء البيئة وغيرهم من العلماء للسيطرة على هذه الآفة الشرهة وفهمها ووقف انتشارها.

تمت دراسة الكثير من بيولوجيا وسلوك الكائنات المعدلة وراثيًا والإبلاغ عنها في الأدبيات العلمية وتم تطوير العديد من تدابير التحكم ، وستتم مناقشتها في الأقسام أدناه. حاليًا ، تركز أبحاث محطة الأبحاث الشمالية على الأهداف الأحدث & # 8212 (1) إبطاء انتشار هذه الحشرة في موائل جديدة حساسة (2) تطوير وتحسين الضوابط البيولوجية و (3) تحديد العوامل التي تؤثر على الانفجارات أو تفشي المرض.


بروتيوس

الموطن

بروتيوس ميكسوفاسينس تم عزله فقط من يرقات عثة الغجر (Porthetria dispar) وبالتالي لن يتم النظر فيها مرة أخرى. الأخرى بروتيوس spp. ، ومع ذلك ، يتم توزيعها على نطاق واسع في الطبيعة وتشكل جزءًا مهمًا من نباتات المواد المتحللة من أصل حيواني. توجد باستمرار في اللحوم الفاسدة ومياه الصرف الصحي وكثيراً ما تتواجد في براز البشر والحيوانات والآفات مثل الصراصير والذباب. توجد أيضًا بشكل شائع في تربة الحديقة وعلى الخضار والفاكهة. بالإضافة إلى وجودها الرمي الواسع ، فإن عزلات بروتيوس النيابة. هي سبب عدد من الالتهابات الإنتانية في البشر والحيوانات.


كيف يقتل فيروس ذكي كاتربيلر جائع جدًا

يرقة عثة غجرية صحية على ورقة. يتسبب تفشي العث الغجري في تدمير ما يقرب من مليون فدان من الغابات في الولايات المتحدة كل عام.

يقول العلماء إنهم اكتشفوا كيف يتغلب فيروس ذكي جدًا على يرقة جائعة جدًا.

اليرقة هي عثة الغجر في مرحلتها اليرقية ، وتؤدي الأنواع الغازية إلى إتلاف ما يقرب من مليون فدان من الغابات في الولايات المتحدة كل عام عن طريق التهام أوراق الأشجار.

يقول العلماء إن الضرر سيكون أكبر إذا لم يكن لشيء يسمى الفيروس البكتيري الذي يمكن أن يصيب هذه اليرقات ويجعلها تنخرط في سلوك متهور وحتى انتحاري. الفيروس فعال للغاية لدرجة أن الحكومة تقوم برشه على الأشجار للمساعدة في السيطرة على تفشي عثة الغجر.

الآن ، يعتقد فريق من العلماء أنه اكتشف كيف يسيطر الفيروس البكتيري على يرقات العثة الغجرية. المفتاح هو جين خاص يحمله الفيروس ويؤثر على سلوك أكل اليرقة ، وفقًا لدراسة جديدة للفريق في علم.

يفسر هذا الاكتشاف ظاهرة تساءل العلماء عنها منذ عقود.

عادة ، تتغذى اليرقات العثة الغجرية على أوراق الأشجار في الليل عندما لا تستطيع الحيوانات المفترسة بما في ذلك الطيور والسناجب رؤيتها. ثم خلال النهار ، تتسلل اليرقات إلى أسفل وتختبئ في لحاء الشجرة أو حتى تحت الأوراق على الأرض.

تقول كيلي هوفر ، عالمة الحشرات في جامعة ولاية بنسلفانيا والمؤلفة الرئيسية للورقة ، إن اليرقات تتخلى عن هذه الاستراتيجية المعقولة عندما تصاب بفيروس باكول.

وتقول: "عندما يمرضون ، يصعدون إلى مناصب مرتفعة ويبقون هناك ويموتون". ما سيحدث بعد ذلك هو شنيع جدا. "يتحول الجزء الداخلي من اليرقة إلى حد كبير إلى ملايين وملايين من جزيئات الفيروسات. ثم هناك إنزيمات أخرى تتسبب في ذوبان الهيكل الخارجي. وهذا يؤدي إلى تسييل اليرقة ، ومن ثم يمكن أن تمطر الفيروس على الأوراق أدناه."

عندما تأكل اليرقات الأخرى تلك الأوراق ، فإنها تصاب أيضًا.

مسبب ذكي للأمراض

اشتبه هوفر وفريق من الباحثين في أن الفيروس كان يسيطر على اليرقة باستخدام الجين المتورط في طرح الريش ، وهو ما يجب أن تفعله يرقات العثة الغجرية عدة مرات أثناء نموها. يؤثر الجين أيضًا على سلوك الأكل لأنه من أجل التخلص من اليرقات ، يجب أن تتوقف عن الأكل.

لاختبار فرضيتهم ، أصاب العلماء بعض اليرقات بفيروس باكولوفيروس الذي يحمل النسخة الطبيعية من هذا الجين ، واليرقات الأخرى بفيروس باكولوفيروس يحمل نسخة معطلة من الجين. ثم وضعوا اليرقات في حاويات بلاستيكية طويلة مبطنة بحاجز.

يقول هوفر: "في كل مرة تصاب فيها اليرقات بالجين الطبيعي ، فإنها تموت في موضع مرتفع في الحاوية". "إذا تم القضاء على الجين ، فلن يفعلوا ذلك."

تتسلق اليرقات المصابة بفيروس باكولوفيروس إلى قمم الأشجار ، حيث تذوب الفيروس وتنقيطه على أوراق الشجر أدناه. هناك ، تؤكل من قبل اليرقات الأخرى. مايكل جروف / علوم / AAAS إخفاء التسمية التوضيحية

تتسلق اليرقات المصابة بفيروس باكولوفيروس إلى قمم الأشجار ، حيث تذوب الفيروس وتنقيطه على أوراق الشجر أدناه. هناك ، تؤكل من قبل اليرقات الأخرى.

ربما لأن هذا الجين يعطل النظام الهرموني الذي يخبر اليرقة متى تتوقف عن الأكل ، "كما يقول هوفر." ولتتغذى ، عليك أن تكون في الشجرة. "

يقول ديفيد هيوز ، عالم الحشرات وعالم الأحياء في ولاية بنسلفانيا وأحد مؤلفي الدراسة ، إن النتيجة مدمرة للعثة الغجرية ولكنها رائعة بالنسبة للفيروس. لذلك إذا نظرت إلى العالم من وجهة نظر الفيروس البكتيري ، فمن السهل أن ترى كيف كان سيتطور ليحمل هذا الجين.

يقول هيوز: "التحدي الأهم للفيروس هو التغلب على الفيروسات الأخرى". لذا فإن الفيروس الذي يمكن أن يجعل مضيفه يموت في مكان ينقل العدوى إلى مضيفين آخرين سيكون له ميزة كبيرة ، كما يقول.

يقول علماء آخرون إن الاكتشاف يكشف مدى ذكاء العامل الممرض.

"من كان يعلم أن الفيروس سيكون قادرًا على التلاعب بسلوك مضيفه؟" يقول Jim Slavicek ، عالم الأحياء البحثي في ​​خدمة الغابات الأمريكية ، والذي ساهم أيضًا في الدراسة الجديدة.

الفيروس كسلاح ضد تفشي المرض

يقول سلافيسيك إن معرفة كيفية تغلب الفيروس البكتيري على العثة الغجرية على وجه التحديد يمكن أن يساعد العلماء على تطوير سلالات أكثر فاعلية من الفيروس. يمكن أن يساعدهم أيضًا في تحديد متى تكون دورة حياة العثة الغجرية أكثر عرضة للعدوى.

ويقول إن كل ذلك يمكن أن يساعد في خفض تكلفة الرش بالفيروس البكتيري. في الوقت الحالي ، كما يقول ، غالبًا ما يستخدم مديرو الأراضي أساليب أرخص ، مثل المبيدات الحشرية أو الفطريات القاتلة.

"تتمثل ميزة الفيروس في أنه مخصص ليرقات عثة الغجر ، وبالتالي لن يؤثر على أي حيوان أو حشرة أو نبات آخر في منطقة المعالجة."

يقول سلافيسيك إن تفشي عثة الغجر في الولايات المتحدة أقل حدة مما كان عليه قبل عقدين من الزمن ، وذلك بفضل العلاجات الأفضل. But he says the pest remains a major threat that can leave a forest bare in a matter of weeks.

During an outbreak, Slavicek says, there are so many caterpillars that their remains make some roads so slippery that road crews have to apply sand.

And if you drive on those roads at night, he says, "millions of moths will fly to the car, and it can be so dense that it's like a snowstorm. You can't see what's in front of you."


Zombie Caterpillars Rain Death From Treetops

A single gene in a caterpillar virus sends its victims running for the treetops, where they die and their bodies liquefy, sending an ooze of virus particles on their brothers and sisters below.

This species of baculovirus infects only gypsy moth caterpillars, essentially turning them into zombies. It stops the caterpillars from molting and sends them up into the tree leaves during the day (a behavior they normally save for the cover of darkness), where they die among the leaves as they wait to molt.

"They die there, and then they melt within hours after they die, and they are dripping virus down onto the leaves below," said study researcher Kelli Hoover, of Pennsylvania State University. "We knew before that this behavior benefits the virus, but we didn't know how it was causing the behavior." [See images of zombie caterpillars]

Strange wanderings

The strange caterpillar behavior was first observed 100 years ago, and was blamed on infection from a virus. Now researchers, led by Hoover, have discovered that a single gene in the virus causes this effect. The gene, named egt, interferes with the caterpillar's molting hormone and seems to play a role in the caterpillar's urge to climb.

They discovered this amazing property by infecting caterpillars with a normal baculovirus and the same virus lacking the egt gene. The caterpillars infected with the virus that didn't have egt died at the bottom of specially made enclosures (tall soda bottles) meant to mimic their natural environments. Those caterpillars infected with the virus containing egt died clinging to the top of the bottles, with little chance of spreading the virus to siblings since that would mean others would have to walk over a puddle of goo to get infected.

Not only does the virus send the caterpillars crawling upward, it also stops them from molting, which is a major help to the virus since molting caterpillars don't eat, don't grow, and therefore produce less virus-containing goo.

Spreading virus

The virus multiplies fiercely in almost every cell of the caterpillar's body. When the caterpillar dies among the leaves, it undergoes a natural liquefaction process in which its exoskeleton disintegrates. Each drop of caterpillar goo contains millions of viruses.

Birds even help disperse the virus when they scarf a caterpillar snack from the leaves, they bash it on branches to remove some of its hair. Slow-motion video shows this action not only dispenses of hair, but also expels droplets of liquefied caterpillar. The virus can even survive in the gut of the birds, to be rained down like viral bombs from above in their feces.

These zombie caterpillars are just one example where a parasite can control another organism. For instance, fungus-infected zombie ants are lured to their death to spread their parasite, and similarly, a protozoan called toxoplasmosis makes infected mice approach cats, the parasite's ultimate host.

We may not even be safe from such mind control.

"Who knew that a virus could change the behavior of its host?" study author Jim Slavicek, of the U.S. Forest Service, said in a statement. "Maybe this is why we go to work when we have a cold."

A poopy problem

Learning more how the virus interacts with its host could help forestry researchers design better control methods for gypsy moth caterpillars, which can become pests as their populations skyrocket and plummet.

In fact, the forestry service uses these viruses to control outbreaks of gypsy moth caterpillars in areas where pesticides might harm endangered insects.

Hoover has even been affected by out-of-control gypsy moths, which took over a hickory tree in her yard. "I needed a hat because there was so much frass, insect feces, raining down out of the tree," Hoover told LiveScience. "I would sit there and watch them march up and down the trunk."

يمكنك متابعة كاتبة فريق LiveScience جنيفر ويلش على Twitter @microbelover. Follow LiveScience for the latest in science news and discoveries on Twitter @livescience و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك.


2. المواد والأساليب

2.1 Experimental area and gypsy moth population surveys

The experiment was set up in the region of Franconia, in north-western Bavaria, Germany, within an approximately 2400 km 2 area delimited by the cities of Würzburg in the West, Schweinfurt in the North, Bamberg in the East and Bad Windsheim in the South (Figure 2). The landscape is dominated by a matrix of agricultural land (arable land, vineyards and grasslands) surrounding forest patches of variable size (Figure 2). Forests are dominated by deciduous oaks (Quercus robur L. and Quercus petraea Mattuschka) and have been subjected to cyclical and spatially synchronous gypsy moth outbreaks since the early 1990s (Lemme et al., 2019 ).

Local district foresters carried out surveys of gypsy moth egg masses in four administrative regions – Upper Franconia, Middle Franconia, Lower Franconia and Swabia – during fall 2018, following a standardized protocol. The number of gypsy moth egg masses were counted on the lowest 2 m of tree trunks along a transect comprising, in most cases, 10 trees of the dominant social class. The abundance of egg masses on the underside of lower canopy branches of each tree, stand vitality, stand age and history of previous outbreaks were also reported. These data were used to calculate a ‘defoliation risk index’ (DRI) to identify areas at high or low risk of defoliation in the summer 2019 (Supplementary Information, file S1). In total, 26823 single trees were surveyed along 2802 transects.

2.2 Experimental design

2.2.1 Plot selection

We searched for oak-dominated areas at both high (DRI>1) and low (DRI<0.5) risk of defoliation for 2019, excluding young stands (i.e. average overstory tree age <70 years old) as well as sites with a recent spray history, based on the centrally stored application records of Bavaria. Candidate plots were individually checked by on-site visits for stand-structural homogeneity, and heterogeneous areas were excluded. Candidate blocks were to include a minimum of four comparable plots (two high DRI and two low DRI) of at least five hectares each, such that insecticide treatment could be attributed to one random plot per defoliation risk class in a full factorial fashion, that is each block consists of the four following plots: high defoliation risk, unsprayed (further referred to as ‘high-control’) high defoliation risk, sprayed (‘high treatment’) low defoliation risk, unsprayed (‘low-control’) and low defoliation risk, sprayed (‘low-treatment’) (Figures 1 and 2). Overall, 142 areas based on 778 transects (7534 trees) were inspected, of which 22 candidate blocks comprising 108 plots were retained.

2.2.2 Plot validation

Once a block was considered suitable for the experiment, approval of landowners was sought to include the nested plots into the experimental design. As the aim was to include in each block one sprayed and one unsprayed plot from high risk and low risk stands, attribution of the insecticide treatment was initially done by drawing a random number. However, the process was challenged by several constraints. First, insecticide treatment is generally only allowed in stands at high risk of defoliation. The denomination of stands to be sprayed (‘treatment setting’) is done by the Bavarian State Institute of Forestry (LWF) and is the legal basis for insecticide application in Bavaria. Thus, for all low-treatment plots, and all high-treatment plots falling outside of the treatment setting, permission had to be applied for to the authorities. Second, landowners can decide whether to follow the recommendation of the LWF or not. Owners’ objections to treatment allocation led to the exclusion of 18 candidate plots and two treatment shifts between plots (Figure S2-1 in the Supporting Information). Third, concurrent with the negotiations, all plots selected for spraying have to be checked for compliance with state guidelines for nature protection. These guidelines prohibit spraying of a stand and apply to a shortlist of species with local conservation value and which populations may be negatively impacted by insecticides either directly (e.g. Euplagia quadripunctaria, Lepidoptera: Erebidae) or indirectly (e.g. Bubo bubo, Strigidae). We obtained permissions to spray stands falling under this rule for eight plots in which the threat posed by spraying was considered minimal (i.e. indirect threat only and unsprayed habitat available in close vicinity to the plot Figure S2-1 in the Supporting Information Supplementary Information, file S3). A final 48-plot study design covering a total area of 647 ha, with 311 ha to be sprayed with tebufenozide, was established as the outcome of the validation process (Figure 2). Around the centre of each plot, we established a 4.5-ha subplot where all investigations will be conducted. A detailed description of all selected plots, that is location, size, tree species composition, soil type, management type, spray date and spray history, is provided in Table S4-1 in the Supporting Information.

2.2.3 Insecticide application

Tebufenozide was applied in spray plots as Mimic® (Spiess-Urania Chemicals, Hamburg, Germany 240 g L −1 active ingredient [a.i.]) at the maximal legal rate of 750 mL diluted in 50 L of water per ha (i.e. 180 g a.i. ha −1 ), between 3 and 23 May 2019. The length of the spraying window was significantly extended due to legal procedures and unfavourable weather conditions. Treatment was applied by a Bell 208 helicopter equipped with a Simplex spraying system (Simplex Aerospace, Portland, Oregon, USA) with nozzle size 5 according to German regulations (German Federal Office of Consumer Protection and Food Safety, 2019 ) on an area ranging from 6.7 to 27.8 ha, for a total area of 314 ha (Table S4-1 and Figure S5-1 in the Supporting Information). Application proceeded in dry weather and low wind conditions (i.e. wind speed below 2.5 m s −1 ) and block-wise when applicable.

2.3 Data collection

During the treatment year (2019), we intensively sampled the study plots in order to measure the response of different components of the ecosystem (trees, non-target fauna) to insecticide and gypsy moth outbreaks. We hereby describe the data collection procedures carried out during the first year of the experiment. These surveys shall be repeated in the post-treatment years to assess the effects of continuing outbreaks and post-treatment recovery. Photographs of all survey methods, an example map of a plot and a list of the associated variables can be found in the Supplementary Information, file S6.

2.3.1 Tree growth monitoring

We marked 20 oaks in each plot, that is 44 × 20 = 880 trees (11 blocks block T could not be included due to time constraints). In addition to the central tree, its six nearest neighbours with a diameter at breast height higher than 7 cm were included to account for competitive influences (Prodan, 1968 ). Starting from the centre of each plot, 20 of these ‘six-tree samples’ were taken along transects in the four cardinal points (Figure 3(a)). Sample circles were positioned at 25, 50, 75, 100 and 125 m from the centre of the infested area (origin of the coordinate system in Figure 3(b)). These sample circles served to record the stand characteristics (e.g. basal area, standing stock). Within each sample circle, the tree with medium diameter was selected as the sample tree for the detailed sampling. Species, diameter, position and crown transparency of the neighbour trees were scored.

In order to investigate long-term effects on the growth pattern of the oaks due to defoliation, the central oaks were additionally equipped with a permanent girth tape. During the 2019 growing season, the tapes were read and checked five times (April, June, July, September and November). The assessment was repeated in 2020 and should be extended for up to three additional years. In the future, the reading and checking will be carried out annually in autumn after completion of annual ring formation and in spring immediately before the start of the growth, in order to eliminate artefacts caused by winter swelling and shrinkage, and defects caused by manipulation or overstretching of the tension springs.

In January 2020, four fences (5 × 5 m) were installed within 30 m of the centre of each plot to address the effects of defoliation on the development of natural regeneration (Figure 3). An area outside the fence is used as a control to analyse the influence of browsing. Within the fences and on the adjacent control areas, all individuals up to a maximum height of 2 m, separated by tree species, were counted in height intervals of 20 cm. Additionally, the browsing was addressed on each individual. In order to estimate the biomass of the regeneration, undamaged representative individuals were taken over the entire height spectrum found on the regeneration plots, outside the regeneration areas and separated by tree species. These individuals were dried to constant weight and weighed separately according to root and shoot. The regeneration recordings will be repeated in 2021 and should be extended for another 3 years if possible.

2.3.2 Periodic changes in vegetation

مع أنا representing the focal time point: 2 = defoliation peak, 3 = refoliation.

TLS surveys were repeated in 2020 and should be extended for at least one extra year, if possible.

2.3.3 Non-target fauna

To assess the effect of gypsy moth outbreak and the use of insecticide on other animal species, several measures will be taken: (a) sampling of canopy arthropods by pyrethrum knockdown, (b) sampling of ground-dwelling Carabid beetles with pitfall traps, (c) sampling of adult Lepidoptera with light traps, (d) sampling of the bird community using songbird recorders and nest boxes, and (e) sampling of bat communities using bat call recorders.

Canopy arthropods. Crown-dwelling arthropods are sampled by pyrethrum knockdown with SwingFog SN50 fogging machines (Swingtec GmbH, Isny, Germany). In each plot, one mature oak tree from the dominant social class was selected as the centre of the fogging area. Fogging areas were also selected at least 30 m away from trees used for gypsy moth monitoring and assessment of tree response, to prevent pyrethrum knockdown from impacting the natural development of focal gypsy moth populations. Four tarpaulin sheets (3 × 5 m) are laid on the forest floor below the crowns of the focal tree and its neighbours, within a distance of 20 m, for a total sampled area of 60 m 2 . The tree canopy above the sheets is fogged for 3–12 min depending on the wind conditions, until the fog cloud coats the targeted tree crowns. Arthropods are collected from the sheets after a 30-min exposure period and stored at –18°C. In 2019, the operation was repeated at three different time points: pre-spray baseline (25 April–8 May 2019 38 plots), acute insecticide toxicity (i.e. 1–3 weeks post-spray, 23 May–7 June 2019 48 plots) and peak feeding by the gypsy moth (1–4 July 2019 48 plots) in different but comparable fogging areas. Gypsy moth caterpillars were counted and separated from the rest of the catch. Barcoding will be performed on all individual caterpillars, including gypsy moth, to identify each specimen and its associated parasitoids to species. The by-catch will be sorted to order for further analyses. The second and third sampling rounds, that is the acute toxicity phase and the peak defoliation sampling were repeated in 2020 in the same fogging areas that were swapped between both time points. As the post-treatment recovery of oak-dwelling Lepidoptera is expected to take more than 2 years, canopy arthropod surveys should be extended for at least one additional year.

Carabid beetles. Pitfall traps (i.e. 200 mL plastic yoghurt pots) are used to sample ground-dwelling arthropod fauna, in all 48 plots. In spring 2019, three traps were placed in individual holes in a line between the plot centre and the S1 tree under an alveolar polycarbonate plate mounted on 3 wooden sticks to protect them from rainwater. The traps are filled with 150 mL vinegar solution (5%) mixed a few drops of dishwashing liquid, acting both as a killing and conservation agent. In 2019, the traps were exposed for about 3 weeks and sampled continuously from spring to early summer (24 April–31 May 2019 31 May–25 June 2019 25 June–16 July) and one more time in late-summer (29 August–24 September 2019). As the main focal group, Carabid beetles were separated from the by-catch, counted and identified to species. The assessment was repeated in 2020 to measure potential recovery from insecticide impacts, with one additional trap per plot. For this second survey, the traps were moved inside the recently installed regeneration fences (one trap per fence section 2.3.2. ‘Periodic changes in vegetation’) to reduce trap losses to wildlife damage. Conditional on patterns observed in 2020, the survey may be continued in 2021 to investigate longer-term carry-over effects.

Adult Lepidoptera. Adult moths are sampled by automatic light trapping in 44 plots. One light trap per plot is mounted at the height of approximately 1.6 m in proximity to the plot centre. Each trap consists of one fluorescent tube (12 V, 15 W up to 40 m attraction range Truxa & Fiedler, 2013 ) powered by a lead storage battery (12 V, 12 Ah) and equipped with a light sensor to enable automated activation and switch-off controlled by daylight intensity. Insects attracted by the lighted fluorescent tube fall through a plastic funnel into a bucket containing a chloroform-soaked wick. During each survey campaign, traps are set up for a single night in each plot, under conditions favouring flying activity of insects, that is temperature above 9°C, low precipitation, wind speed below 27 km h −1 and fullness of the moon below 85%. We use 32 individual light traps so that up to eight blocks can be sampled in one night. Insects are collected in the following morning and stored at –20°C. Light traps were operated in five occasions throughout the spring and summer to cover most of the species assemblage. In 2019, light trapping was performed at the end of April, May, June, July and August 2019. Light trapping was repeated in 2020, excluding the May session, and will be repeated in 2021, with a survey frequency conditional of the results obtained in the previous years. Male and female gypsy moth are separately identified and counted in the laboratory, while other macrolepidopteran species are identified by an expert lepidopterologist. Full species composition of the samples is achieved by morphological identification of the Coleoptera and metabarcoding of the remaining by-catch.

Bats. We use autonomous bat call recorders of the type ‘Batcorder 2.0’ and ‘Batcorder 3.0’ (ecoObs, Nuremberg, Germany) to quantify activity and species diversity of bats in 44 plots. Batcorders are set up in the same nights as the light traps, that is we use up to 32 batcorders simultaneously. One batcorder is tied to a tree located near the plot centre at the height of 1.5 m with a distance of at least 15 m from the illuminated light trap in order to avoid interference. Batcorder microphones are set up to point towards an open space in the forest stand away from the light trap. Bat calls are automatically recorded from dusk until dawn for one night. Batcorders are set with a quality less than or equal to 20 and a maximum critical frequency of 16 kHz. From all recordings, bat calls within a threshold of –27 dB are automatically analysed and assigned to a species or species group using bcAdmin4, batIdent1.5 and bcAnalyze3 (ecoObs, Nuremberg, Germany). Bat activity indices of each species or group are generated in 1-min intervals using bcAdmin4. Bat recording was repeated in 2020 and is planned for the second post-treatment year (2021), simultaneously with light trapping sessions.

طيور. We intend to examine the reproductive success of cavity-nesting birds in nest boxes and monitor songbird communities using sound recorders. Bird monitoring was conducted during the treatment year (2019), repeated identically in 2020 and planned for one additional year (2021) to address recovery of birds following disturbance.

Cavity B1 nest boxes (entrance hole diameter: 32 mm Schwegler, Schorndorf, Germany) are used to study the breeding success of cavity-nesting species such as tits (Parus major, Cyanistes caeruleus), flycatchers (فيسيدولا هيوليوكا, Ficedula albicollis) and nuthatches (سيتا يوروبا). In March and April 2019, eight nest boxes were deployed in 44 study sites for a total of 352 next boxes, with an inter-box distance ranging from 30 to 90 m. In each location, half of the next boxes were hung freely onto a tree branch while the other half was placed in direct contact to an oak trunk to measure the effect of nest invasion by gypsy moth caterpillars that commonly occurs early in the summer during outbreaks. Nest boxes were checked four times between late April and mid of July 2019, covering the first and second broods of nesting birds. Breeding success was measured by the number of fledged nestlings and the number of successful broods, which we defined as broods with at least one fledged nestling.

Communities of vocalizing bird species were detected continuously from late April to September 2019 via autonomous recording units (Bioacoustic Audio Recorder, Frontier Labs, Salisbury, Australia). At 44 locations, one recorder per site was permanently mounted at the height of 2.5 m near the centre of the plot. On four occasions between late April and mid-June, 10 min of the recorded sounds were identified to species for each study site and occasion by an experienced ornithologist.

2.3.4 Gypsy moth population monitoring

We monitor gypsy moth populations by intensively sampling different life stages, including different larval instars. In 2019, all four life-stages (egg, larva, pupa and imago) were sampled throughout the spring and summer. In April, shortly before egg hatch, egg masses laid on oak trunks up to 2 m high were counted on 48 trees comprising the ‘six-tree samples’ centred around the trees 1 and 2 in each cardinal direction starting from the plot centre (Figure 3). To sample late-instar larvae, we installed 50-cm-wide burlap bands (polypropylene wood fleece, DuPont™ Plantex® Gold) on eight trees per site, that is two trees in each intercardinal direction starting from the plot centre, with an inter-tree distance ranging from 20 to 40 m. Live larvae, dead larvae and pupae sheltered below the bands were counted on two 300 cm 2 windows orientated north and south on each banded tree in two occasions (11–20 June and 02–18 July 2019) (Figure 3). This type of survey was conducted in 10 of the 12 blocks (i.e. 40 plots) in 2019. Early-instar larvae and imagines were sampled by pyrethrum knockdown and light-trapping together with the associated non-target species (see section 2.3.3. ‘Non-target fauna’). Gypsy moth monitoring was conducted at the same intensity in 2020. As no outbreak population remained in any plot after 2020, lighter surveys (e.g. on a smaller number of trees per plot) will be performed during the next years as routine monitoring of population density.

2.4 Statistical procedures

Statistical analyses will be performed in R 4.0.2 and upcoming versions (R Core Team, 2020 ).

2.4.1 Missing data

In cases of non-random missing data (e.g. an entire block could not be sampled) in independent variables, missing data will be dropped, and the analysis only performed on complete data. Covariates with non-random missing data could be dropped depending on their importance in the analysis. For data missing at random in essential variables, individual data points will be dropped when the proportion of missing values is below 5%. For randomly missing data ranging from 5 to 30% of the total, multiple imputations (ن = 500) will be performed with the R package mice to impute NAs with realistic values computed based on information from relevant variables in the dataset (Buuren & Groothuis-Oudshoorn, 2011 ). Statistical models will then be applied to each of the imputed datasets and the results pooled by Rubin's rules (Rubin, 1987 ).

2.4.2 Statistical models

For variables with non-normal error distribution, generalized linear mixed models will be used with the family distribution that best fits the response variable. Zero-inflation models will be used to investigate the post-spray response of groups for which strong insecticide effects are expected, that is gypsy moth and non-target Lepidoptera. Adjustments to the core model, such as inclusions of relevant covariates or nested random effects (e.g. 1|block/plot) will be made on a model-to-model basis, considering the existence of specific hypotheses justifying the inclusion of additional variables and the hierarchical level at which the effects are investigated (e.g. plot or individual tree). Because our experiment has a full factorial design, (generalized) linear models may be performed instead of mixed effect models in the absence of nested structure (i.e. plot-level analysis) and strong block effect. Lastly, generalized additive (mixed) models may be used to fit nonlinear relationships between the dependent and independent variables.

To separate direct and indirect effects of tebufenozide on the various non-target groups under study, we will perform structural equation models with gypsy moth density or foliation rate as mediators of the relationship between treatment and the independent variable(s). The choice of the appropriate mediator(s) will be motivated by the pathways through which indirect effects on the independent variable are expected to occur, namely whether they are related to change in resources (foliage or caterpillars) or habitat degradation (Figure 4).

2.4.3 Covariates

A covariate will be included in a model only if it complies with the following criteria: (1) expected biological relevance, that is there is a sound hypothesis motivating its consideration in the analysis (2) independence, that is the effect of the focal variable is not confounded with that of treatment and other covariates. The presence of confounding effects will be tested for each covariate in regression models with treatment as a predictor. Failure to accept the null hypothesis (i.e. no significant correlation between the covariate and the treatment) will lead to the exclusion of the focal covariate. To test for multicollinearity of covariates, we will perform a principal component analysis (PCA) on all potential covariates using the subset of plots considered for the analysis. In cases when two or more covariates are highly correlated, we will favour the variable which best describes the expected relationship with the independent variable. The covariates potentially included in further analyses are listed in the overview of all measured variables in Table S6-1 in the Supporting Information.

2.4.4 Post-fitting procedures

Model diagnostics. (Generalized) linear (mixed) models and generalized additive (mixed) models must fulfil the assumptions of normality and independence of the residuals and homogeneity of the variance among groups. Each model will be graphically checked for compliance with these assumptions using base R plotting functions (linear models), and model diagnostic functions built-in the R package DHARMa (linear mixed models Hartig, 2020 ) and mgcv (additive models Wood, 2017 )

Influence measures. To assess the influence of outliers on the results of the regression models, we will compute Cook's distance (د) for each observation and examine the observations with values of د that are substantially outstanding from the rest. These observations will be dropped from the data, and the model refitted. Outliers will be considered influential if they substantially bias the estimates, in which case they will be dropped from the analysis.

الإستنباط. To test our hypotheses, we will use ر-, F-, Wald or likelihood ratio tests depending on the family error distribution and the structure of the focal model. For (generalized) linear mixed models, we will use the options currently available, following recommendations from Bolker ( 2020 ), namely Kenward–Roger F tests for the normal family, likelihood ratio tests for the Poisson family and Wald tests for the beta and negative binomial families and zero-inflation models. To test for differences among groups, we will perform comparisons of estimated marginal means with multivariate-ر adjustment of ص-values for multiple comparisons.

2.5 Evaluation of the experimental design

In order to assess the suitability of the study design for addressing our research questions, we measured gypsy moth population density and the intensity of defoliation in the study sites during the treatment year (2019). We gathered data on gypsy moth population density at various stages of its development: egg masses, early-instar larvae (canopy pre-spray and post-spray), late-instar larvae (burlap bands live and dead), pupae (burlap bands) and imagines (see section 2.3 ‘Data collection’ for a description of the sampling methods). The data were analysed following the statistical procedures described in the previous section. Characteristics of the individual models are shown in Table S7-1 in the Supporting Information.


الكبار

Moths &mdash the adult stage in the gypsy moth life cycle &mdash start emerging from their cocoons in late July. This emergence can continue into late August in south-coastal B.C.

Adult gypsy moths do not eat. They live only about a week &mdash long enough to mate and for the females to lay their eggs.

Male gypsy moths are brown. They have a small body and are strong fliers. Female gypsy moths are white with black markings on their wings. They are much larger than males and do not fly.

Females attract mates using chemicals called pheromones. After mating, the female lays her eggs before she dies. Her eggs will hatch the following spring. Egg-laying is usually complete by early September.

Adult male gypsy moth.
Note the feathered antenna.
Adult female gypsy moth.


شاهد الفيديو: حشرات العته (أغسطس 2022).