Einfluss des Wirtswechsels der Kohlmotte, Plutella xylostella L. auf Erbsen auf ihre natürlichen Feinde in Kenia | Influence of the host shift of the diamondback moth, Plutella xylostella L. to peas on its parasitoids in Kenya

Die Kohlmotte Plutella xylostella L. gilt als kosmopolitisch verbreiteter, spezifischer Schädling der Familie Brassicaceae und ist weltweit einer der grössten Schädlinge an Gemüsesorten aus dieser Familie. Im Rift Valley in Kenia wurde vor einigen Jahren eine Population der Kohlmotte auf Zuckererbsen entdeckt. Sie verursachte dort sehr grosse Schäden. Die Wirkung dieses Wirtspflanzenwechsels auf die assoziierten Parasitoide wurde untersucht. In Laborexperimenten wurden Parasitierungsraten, Entwicklungdauer und Überlebensraten sowie die Rolle der Wirtspflanze für die Wirtsfindung an zwei wichtigen Parasitoidenarten untersucht: die einheimische Diadegma mollipla (Holmgren), die als relativer Generalist angesehen wird, und die hochspezifische Diadegma semiclausum (Hellen), die für die biologische Kontrolle der Kohlmotte auf Brassica-Gemüse nach Kenia eingeführt wurde. Diadegma mollipla war überraschenderweise effektiver auf der neuen Wirtspflanze als auf Kohl. Diadegma semiclausum parasitierte auf Kohl fressende Larven effizienter. Wirtsfindungsuntersuchungen mit Hilfe eines Y-Rohr Olfaktometer zeigten, dass die Spezialisierung von Diadegma semiclausum durch Signale der cruciferen Wirtspflanze vermittelt wird, und nicht durch Signale von auf Erbsen fressenden Larven. Während flüchtige Substanzen von Brassicaceen keinen Hauptreiz für die Wirtsfindung von D. mollipla darstellt. Diese Unterschiede in Parasitierungs- und Wirtsfindungsverhalten ließen vermuten, dass sich das Konkurrenzverhalten der beiden Arten auf Erbsen im Vergleich zu Kohl ändert. Auf Kohl behauptet sich Diadegma semiclausum eindeutig. Auf Erbsen, zumindest bei Experimenten in kleinen Behältern, parasitierte D. mollipla genauso gut oder sogar besser als Diadegma semiclausum. Allerdings parasitierte Diadegma semiclausum unter natürlicheren Bedingungen im Gewächshaus auf beiden Wirtspflanzen signifikant mehr Larven als ihr Konkurrent. Chemische Interferenz zwischen den beiden Arten ist vielleicht eine mögliche Erklärung dafür. Olfaktorisches Erlernen von Stimuli gilt als Möglichkeit für die Fähigkeit von Parasitoiden ihre Reaktion auf Wirts- und Wirtspflanzenreize zu verändern. Im Hinblick auf eine Kontrolle der Kohlmotte auf Erbsen, wurde versucht, die Parasitierungsleistung von Diadegma semiclausum auf Erbsen zu erhöhen. Eine Anpassung an eine neue Wirtspflanze durch das Erlernen von Schlüsselreizen könnte möglich sein. Die Schlupfwespe wurde für drei Generationen auf dem Erbsenstamm der Kohlmotte gezüchtet. Die Reaktion auf Reize von einer mit Larven infestierten Erbsenpflanze sowie die Parasitierungsrate konnte gesteigert werden. Allerdings zeigten die Generationen auf Erbsen eine reduzierte Fitness. Vor allem die extreme Verschiebung des Geschlechterverhältnisses auf die Seite der Männchen sorgte für eine starke Verschlechterung in der Reproduktion. Um die Wirkung der ungewöhnlichen Wirtspflanze auf den gesamten Parasitoidenkomplex der Kohlmotte zu untersuchen, wurden in der Nähe der Farm, wo die Kohlmotte zuerst auf Erbsen gefunden wurde, Feldstudien durchgeführt. Erbsen schafften für die Kohlmotte einen Feind-freien Raum. Die einheimischen Schlupfwespenarten kamen nur sporadisch und in sehr geringer Zahl auf Erbsen vor. Die Freilassung von Diadegma semiclausum führte zu einer Verringerung der Kohlmottenlarven auf Kohl, aber die Art konnte sich in den Erbsen nicht etablieren. Gleichzeitig reduzierte sich die Zahl der lokalen Parasitoidenarten. Mit der starken Konkurrenz durch Diadegma semiclausum, wurde erwartet, dass D. mollipla ihre Niche auf dem Erbsenstamm der Kohlmotte finden würde. Allerdings erhöhte sich deren Zahl auf Erbsen nicht. Die Art wurde möglicherweise auf ihre anderen Wirte verdrängt.

A population of the diamondback moth (DBM), Plutella xylostella L., known as an oligophagous pest on crucifers was recently found to infest sugar snap- and snowpeas (Diadegma semiclausum L.) in the Rift Valley in Kenya, causing heavy damage. The impact of this host shift on the interaction with associated parasitoids was investigated. In laboratory experiments parasitation levels, development and survival, and the role of host plants for host location of two important parasitoids were studied: The indigenous Diadegma mollipla (Holmgren), regarded as a relative generalist, and the highly specific Diadegma semiclausum (Hellen), introduced to Kenya for biocontrol of DBM on cruciferous vegetables. Tested individually D. mollipla surprisingly proved to be more effective on the new host plant than on cabbage. Diadegma semiclausum parasitized more efficiently on DBM on cabbage. Bioassay tests, conducted with a Y-tube olfactometer, showed that the specialisation of Diadegma semiclausum is mediated by host plant signals, associated with crucifers, which are not encountered in DBM feeding on peas. Whereas for D. mollipla crucifer volatiles seem not to be used as primary cues for host location. Differential performance and host location abilities of the two parasitoids suggested a difference in competitiveness on peas as compared to cabbage. On cabbage, Diadegma semiclausum clearly out-competes its congenus. On peas, confined to small containers D. mollipla parasitized equally as good or even better than Diadegma semiclausum. However, under more natural conditions in the greenhouse, Diadegma semiclausum parasitized significantly more larvae than its competitor on both host plants. Chemical interference between the two species could be a possible explanation. Olfactory learning is known to enable parasitoids to modify their behavioural responsiveness to host and plant- derived odours. In view of increasing the potential of Diadegma semiclausum for biocontrol of DBM in peas, the parasitoid was reared for three subsequent generations on the pea strain of DBM. Adaption to the new host plant through pre-emergence learning seemed to be possible. Response to DBM-infested pea and levels of parasitation increased in the pea generations. However, fitness trade-offs, especially an extreme shift in sex ratio to males reduced reproductive success of Diadegma semiclausum on peas. In order to investigate the effect of the unusual host plant on the entire local parasitoid community associated with DBM, field studies were conducted close to the farm where DBM was first discovered on peas. Peas provided an enemy-free space for DBM. Local parasitoids occurred only sporadically and in very low numbers on DBM on peas. The release of Diadegma semiclausum in the study site led to a reduction of DBM in kales. It did not establish in peas. The number of local parasitoids gradually decreased after the introduction. With a strong competition on kales especially D. mollipla was assumed to find a niche in peas. However, it did not occur in larger numbers in peas. The species might have moved to other host instead. We demonstrated, that the host plant had a strong influence on parasitation, fitness and host loaction. The inclusion of a new host plant into its feeding repertoire enables the herbivore host to avoid enemy attack. But due to the ability to adapt to a new host plant, parasitoids could follow their host with time.