Behavioural responses of the seven-spot ladybird Coccinella septempunctata to plant headspace chemicals collected from four crop Brassicas and Arabidopsis thaliana, infested with Myzus persicae

1 Insects using olfactory stimuli to forage for prey/hosts are proposed to encounter a ‘reliability–detectability problem’, where the usability of a stimulus depends on its reliability as an indicator of herbivore presence and its detectability. 2 We investigated this theory using the responses of female seven-spot ladybirds Coccinella septempunctata (Coleoptera: Coccinellidae) to plant headspace chemicals collected from the peach-potato aphid Myzus persicae and four commercially available Brassica cultivars; Brassica rapa L. cultivar ‘turnip purple top’, Brassica juncea L. cultivar ‘red giant mustard’, Brassica napus L. cultivar ‘Apex’, Brassica napus L. cultivar ‘Courage’ and Arabidopsis thaliana. For each cultivar/species, responses to plants that were undamaged, previously infested by M. persicae and infested with M. persicae, were investigated using dual-choice Petri dish bioassays and circular arenas. 3 There was no evidence that ladybirds responded to headspace chemicals from aphids alone. Ladybirds significantly preferred headspace chemicals from B. napus cv. Apex that were undamaged compared with those from plants infested with aphids. For the other four species/cultivars, there was a consistent trend of the predators being recorded more often in the half of the Petri dish containing plant headspace chemicals from previously damaged and infested plants compared with those from undamaged ones. Furthermore, the mean distance ladybirds walked to reach aphid-infested A. thaliana was significantly shorter than to reach undamaged plants. These results suggest that aphid-induced plant chemicals could act as an arrestment or possibly an attractant stimulus to C. septempunctata. However, it is also possible that C. septempunctata could have been responding to aphid products, such as honeydew, transferred to the previously damaged and infested plants. 4 The results provide evidence to support the ‘reliability–detectability’ theory and suggest that the effectiveness of C. septempunctata as a natural enemy of aphids may be strongly affected by which species and cultivar of Brassica are being grown.

Do turning biases by the 7-spot ladybird, Coccinella septempunctata, increase their foraging efficiency?

The hypothesis that foraging male and female Coccinella septempunctata L. would exhibit a turning bias when walking along a branched linear wire in a Y-maze was tested. Individuals were placed repeatedly in the maze. Approximately 45% of all individuals tested displayed significant turning biases, with a similar number of individuals biased to the left and right. In the maze right-handed individuals turned right at 84.4% of turns and the left-handed individuals turned left at 80.2% of turns. A model of the searching efficiency of C. septempunctata in dichotomous branched environments showed that model coccinellids with greater turning biases discovered a higher proportion of the plant for a given number of searches than those with no bias. A modification of the model to investigate foraging efficiency, by calculating the mean time taken by individuals to find randomly distributed aphid patches, suggested that on four different sizes of plants, with a variety of aphid patch densities, implementing a turning bias was a significantly more efficient foraging strategy than no bias. In general the benefits to foraging of implementing a turning bias increased with the degree of the bias. It may be beneficial for individuals in highly complex branched environments to have a turning bias slightly lower than 100% in order to benefit from increased foraging efficiency without walking in circles. Foraging bias benefits increased with increasing plant size and decreasing aphid density. In comparisons of two different plant morphologies, one with a straight stem and side branches and one with a symmetrically branched morphology, there were few significant differences in the effects of turning biases on foraging efficiency between morphologies

Factors affecting the concentration in seven-spotted ladybirds (Coccinella septempunctata L.) of Cd and Zn transferred through the food chain

The transfer of Cd and Zn from soils amended with sewage sludge was followed through a food chain consisting of wheat, aphids and the predator Coccinella septempunctata. Multiple regression models were generated to predict the concentrations of Cd and Zn in C. septempunctata. No significant model could be generated for Cd, indicting that the concentration of this metal was maintained within relatively narrow limits. A model predicting 64% of the variability in the Zn concentration of C. septempunctata was generated from of the concentration of Zn in the diet, time and rate of Zn consumption. The results suggest that decreasing the rate of food consumption is an effective mechanism to prevent the accumulation of Zn and that the availability of Zn in the aphid prey increased with the concentration in the aphids. The results emphasise the importance of using ecologically relevant food chains and exposure pathways during ecotoxicological studies.

Tales of the unexpected: research discoveries that occurred by accident

Data from four experimental research projects are presented which have in common that unexpected results caused a change in direction of the research. A plant growth accelerator caused the appearance of white black bean aphids, a synthetic pyrethroid suspected of enhancing aphid reproduction proved to enhance plant growth, a chance conversation with a colleague initiated a search for fungal DNA in aphids, and the accidental invasion of aphid cultures by a parasitoid reversed the aphid population ranking of two Brussels sprout cultivars. This last result led to a whole series of studies on the plant odour preferences of emerging parasitoids which in turn revealed the unexpected phenomenon that chemical cues to the maternal host plant are left with the eggs at oviposition. It is pointed out that, too often, researchers fail to follow up unexpected results because they resist accepting flaws in their hypotheses; also that current application criteria for research funding make it hard to accommodate unexpected findings.

Contrasting behaviour of cadmium and zinc in a soil–plant–arthropod system

This study investigates the transfer of Cd and Zn from a soil amended with sewage sludge at rates up to 100 t ha(-1) through a multi-trophic system consisting of barley, the aphid Sitobion avenae and the larvae of the lacewing Chrysoperla carnae. Results show marked differences in the transfer of the two metals. Cadmium was freely accumulated in barley roots, but accumulation in the shoot was restricted to a concentration of around 0.22 mg kg(-1) (dry weight). This limited the transfer of Cd to higher trophic levels and resulted in no significant accumulation of Cd in S. avenae or in C. carnae. Zinc transfer in the system was largely unrestricted, resulting in significant accumulation in roots and shoots, in S. avenae and in C. carnae. Cadmium biomagnification occurred in lacewing pupae, with concentrations up to 3.6 times greater than in aphids. S. avenae biomagnified Zn by a factor of ca. 2.5 at low sludge amendment rates, but biomagnification decreased to a factor of 1.4 at the highest amendment rate. Biomagnification of Zn did not occur in C. carnae, but concentrations were up to 3.5 time higher than in soil. Results are discussed in light of the mechanisms regulating transfer of the two metals in the system.

Flutuação populacional e distribuição vertical de Brevicoryne brassicae (L.) (Hemiptera: Aphididae) em couve

O conhecimento da dinâmica populacional e da distribuição vertical de insetos pragas em plantas hospedeiras é fundamental para o desenvolvimento de programas de manejo integrado de pragas. No presente trabalho efetuou-se um levantamento populacional de formas ápteras do pulgão Brevicoryne brassicae (L.), visando determinar a época de maior densidade populacional e a distribuição vertical em plantas de couve, (Brassica oleracea L. var. acephala DC.), cultivadas em Jaboticabal, SP. O estudo foi realizado durante as safras de brássicas de 1998 e 1999, efetuando-se correção da acidez do solo por meio de aplicação de calcário apenas no campo utilizado em 1998. A amostragem dos pulgões foi feita visualmente em folhas classificadas em três categorias: apical, mediana e basal. Nas duas safras estudadas, a infestação de B. brassicae na couve atingiu a maior densidade populacional em setembro, diminuindo rapidamente a seguir. Nos dois campos não se observou a mesma distribuição de B. brassicae em folhas apicais, medianas e basais. Os fatores que podem ter contribuído para as diferenças observadas no padrão de distribuição do pulgão devem estar relacionados com a precipitação pluvial e o calcário magnesiano.

Distribuição espacial de Toxoptera citricida (Kirkaldy) (Hemiptera: Aphididae) na cultura de citros

O estudo da distribuição espacial de pragas é fundamental para elaboração de planos de amostragem para o uso do manejo integrado de pragas. Para o afídeo Toxoptera citricida (Kirkaldy), estudou-se a distribuição espacial em talhões de pomares de citros comerciais de laranja-doce [Citrus sinensis (L.) Osbeck] da variedade Pêra, com 5; 9 e 15 anos de idade, durante o período de setembro de 2004 a abril de 2005. Foram realizadas 14 amostragens de número de T. citricida em intervalos aproximados de 15 dias entre as mesmas, utilizando-se de armadilhas adesivas de cor amarela (0,11 x 0,11 m) fixadas à planta, a 1,5 m de altura aproximadamente. As armadilhas foram distribuídas na área, a cada cinco plantas na linha, em linhas alternadas, totalizando 137 armadilhas no talhão com 5 anos, 140 no talhão com 9 anos e 80 no talhão com 15 anos. Os índices de dispersão utilizados foram: razão variância média (I), índice de Morisita (Idelta), coeficiente de Green (Cx) e expoente k da distribuição Binomial Negativa. O índice que melhor representou a agregação do pulgão foi o expoente k da distribuição Binomial Negativa, e a distribuição binomial negativa foi o modelo que melhor se ajustou aos dados. Através destas análises, verificou-se que a maioria das amostragens apresentou uma distribuição agregada da população de T. citricida.

Efeito da alimentação de Schizaphis graminum com genótipos de sorgo no desenvolvimento do predador Cycloneda sanguinea

O pulgão Schizaphis graminum (Rondani) (Hemiptera: Aphididae) é uma das principais pragas do sorgo. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito da alimentação deste inseto com genótipos de sorgo resistentes e suscetíveis no desenvolvimento do predador Cycloneda sanguinea (Linnaeus) (Coleoptera: Coccinellidae). O pulgão foi criado em folhas dos genótipos de sorgo GR 11111 e TX 430 x GR 111, resistentes, GB 3B, de resistência moderada e BR 007B, suscetível ao hemíptero. As larvas de C. sanguinea foram alimentadas diariamente, ad libitum, com ninfas e adultos de S. graminum. A duração das fases de desenvolvimento e a sobrevivência de C. sanguinea não foram influenciadas pelo genótipo. Apenas a duração do quarto ínstar, da fase larval e do período de larva a adulto foram afetadas. O peso de larvas de segundo ínstar de C. sanguinea não foi afetado pelo genótipo. Nos demais ínstares e fase adulta, esse parâmetro foi diferenciado conforme o genótipo de sorgo utilizado como hospedeiro ao pulgão. Os genótipos resistentes GR 11111 e TX 430 x GR 111 não afetam adversamente o desenvolvimento e a fecundidade de C. sanguinea, durante uma geração. Estes genótipos demonstram compatibilidade com o predador e viabilizam o manejo de S. graminum na cultura do sorgo.

Aspectos biológicos de Chrysoperla externa(Hagen, 1861)(Neuroptera: Chrysopidae) alimentada com Planococcus citri (Risso, 1813)(Hemiptera: Pseudococcidae) e Toxoptera citricida (Kirkaldy, 1907) (Hemiptera: Aphididae)

The citrus-growing ecosystem houses a great deal of species of natural enemies, among them Chrysoperla externa (Hagen, 1861), which presents a great potential for use in the biological control of pests. The aim of this work was to evaluate the effects of the preys Planococcus citri (Risso, 1813) and Toxoptera citricida (Kirkaldy, 1907) on the development of larva and pupa of C. externa. The trial was carried out in an acclimatized room at 25 +/- 1 degrees C, 70 +/- 10% RH and 12-hour photophase, the treatments consisting of the continuous and alternate supply of those two preys in each instar of the predator, in addition to eggs of Anagasta kuehniella (Zeller, 1879) utilized for comparison purposes. Both the white mealybug and the aphids were given in sufficient amounts to the C. externa larvae to be able to feed ad libitum. The lifetime and the survival rate of the phases of larva, pupa and the larval-adult period of C. externa were evaluated. It was found that T. citricida given either singly along the larval development or in two consecutive instars of the predator was not an adequate prey, 100% of mortality over the larval-adult period being found. When the larvae fed on P. citri, given in two instars of the predator, the survival rate in the larval-adult period was similar to the diet constituted of only A. kuehniella eggs, except when fed with T. citricida in the first instar.

Aspectos biológicos de Cycloneda sanguínea (Coleóptera: Coccinellidae) alimentadas con pulgones criados en algodón transgénico Bollgard I

Cycloneda sanguinea is an important biological control agent of aphid cotton. The objective of this study was to evaluate the biological aspects of C. sanguinea fed with nymphs and adults of Aphis gossypii reared in DeltaOPAL and NuOPAL cultivars (Bollgard I). The experiment was conducted in the laboratory under controlled temperature (25 +/- 1 degrees C), humidity (70 +/- 10%) and photophase (12 hours). The experimental design was completely randomized, and treatments aphids fed on the two cultivars, and replicates 40 individuals. Each larva was individually until adult emergence of the predator in Petri dishes of 9 cm in diameter with moistened filter paper. For evaluation of individual adults were five couples newly emerged in plastic pots 12 cm in diameter and 9 cm tall, with filter paper for oviposition. The parameters evaluated were: duration and viability of the larval stage, pupal stage duration and survival, adult longevity, reproductive period, post-reproductive and total number of eggs per female. The duration of the larval stage of C. sanguinea was lower when fed aphids reared on the cultivar NuOPAL, while adult longevity and the reproductive period were higher. The female fertility and egg viability were also lower.

Efeito de genótipos de sorgo sobre o predador Chrysoperla externa (Hagen) (Neuroptera: Chrysopidae) alimentado com Schizaphis graminum (Rondani) (Hemiptera: Aphididae)

O trabalho objetivou avaliar o efeito indireto da resistência de genótipos de sorgo sobre o predador Chrysoperla externa (Hagen) usando o pulgão Schizaphis graminum (Rondani) como presa. Os genótipos usados no estudo foram: GR 11111 e TX 430 x GR 111 (resistentes), GB 3B (moderadamente resistente) e BR 007B (suscetível). Larvas recém-eclodidas foram confinadas individualmente em recipientes de vidro e alimentadas com S. graminum, criados separadamente em cada um dos quatro genótipos. Após a emergência, os adultos obtidos de cada tratamento foram sexados e agrupados aos casais, colocados em gaiolas contendo dieta à base de levedo de cerveja e mel. Os insetos foram observados diariamente da fase jovem até o período de 60 dias após a emergência do adulto. Genótipos com maior grau de resistência proporcionaram maior consumo de pulgões pelo predador, porém menor peso a este. Quando os pulgões foram criados no genótipo resistente GR 11111, o peso das larvas, sobrevivência da pré-pupa e longevidade da fêmea do predador foram inferiores. As associações positivas observadas entre o predador, C. externa, e o genótipo resistente, TX 430 x GR 111, e entre o predador e o genótipo moderadamente resistente GB 3B, evidenciaram a possibilidade de integração entre os dois métodos de controle: resistência de plantas e controle biológico.

Exigências térmicas e tabelas de vida de fertilidade de Myzus persicae (Sulzer) (Hemiptera: Aphididae) em laboratório

Este estudo visou determinar as exigências térmicas do pulgão Myzus persicae (Sulzer), calcular tabelas de vida de fertilidade, e prever a ocorrência de adultos no campo, por meio de modelo de graus-dia. Os pulgões foram mantidos individualmente em gaiolas fixadas em folhas de couve, Brassica oleracea L. var. acephala DC, em laboratório, às temperaturas de 15, 20, 23, 25 e 30ºC. O limite térmico inferior de desenvolvimento (Tb) e a constante térmica (K) foram 2,2ºC e 165,6 graus-dia, respectivamente. O modelo de graus-dia previu a ocorrência de adultos de M. persicae para 0 a1 dia antes da data em que eles foram observados no campo. Os parâmetros das tabelas de vida estimados na escala de tempo em graus-dia evidenciaram que as temperaturas de 23°C e 25°C foram as que proporcionaram as melhores condições térmicas para o crescimento populacional de M. persicae. Nessas temperaturas observou-se o maior valor da capacidade inata de aumentar em número (r m = 0,012), o menor valor da duração média da geração (T = 303,8 graus-dia e 272 graus-dia, respectivamente) e o menor tempo necessário para a população duplicar em número de indivíduos (TD = 57,8 graus-dia).

Integração da resistência de plantas e predação por Chrysoperla externa (Hagen) (Neuroptera: Chrysopidae) para o manejo de Schizaphis graminum (Rondani) (Hemiptera: Aphididae) em sorgo

A integração entre plantas resistentes e agentes de controle biológico pode ser uma alternativa viável para o manejo do pulgão-verde, Schizaphis graminum (Rondani), na cultura do sorgo. Experimentos foram conduzidos com a finalidade de avaliar o efeito de quatro genótipos de sorgo: GR 11111 e TX 430 x GR 111 (resistentes), GB 3B (moderadamente resistente), e BR 007B (suscetível), sobre o controle biológico do pulgão S. graminum realizado pelo predador Chrysoperla externa (Hagen). Para isso, avaliaram-se diferentes níveis de infestação de S. graminum, na presença e ausência do predador, em casa-de-vegetação e a viabilidade de controle de S. graminum no campo. O efeito do predador foi notado 25 dias após a infestação, proporcionando maior crescimento das plantas e menores danos. Os danos também foram menores nos genótipos resistentes e aumentaram com a elevação dos níveis de infestação, sendo menores na presença do predador C. externa. em condições de campo, a integração dos dois métodos de controle proporcionou 83% de redução de danos, quando se utilizou o genótipo resistente TX 430 x GR 111, que foi considerado o mais promissor dentre os estudados.

Aspectos biológicos de Harmonia axyridis alimentada com duas espécies de presas e predação intraguilda com Eriopis connexa

O objetivo deste trabalho foi determinar os aspectos biológicos de Harmonia axyridis, alimentada com duas espécies de presas, e a ocorrência de predação intraguilda com Eriopis connexa. Larvas de H. axyridis foram alimentadas diariamente com ovos de Anagasta kuehniella ou com o pulgão Schizaphis graminum. Adultos da joaninha foram separados em dez casais que receberam o mesmo tipo de alimento da fase larval. Na avaliação da predação, uma larva de quarto instar de cada espécie foi mantida na presença ou ausência de abrigo e de ovos de A. kuehniella. A fase larval de H. axyridis durou 10,2 e 8,9 dias, quando alimentada com A. kuehniella e S. graminum, respectivamente. A sobrevivência do predador, em fase imatura, variou de 70 a 100%. A joaninha apresentou período de oviposição de 47,3 e 51,7 dias, com 887,6 e 822,5 ovos, ao se alimentar de A. kuehniella e S. graminum, respectivamente. A longevidade das fêmeas foi de 74,1 e 76,2 dias e a dos machos de 67,3 e 70,3 dias, em A. kuehniella e S. graminum, respectivamente. H. axyridis atuou como predador intraguilda e foi a espécie dominante na competição com E. connexa.

Diversidade de afídeos na cultura do algodoeiro no município de Campo Verde (MT)

O objetivo deste trabalho foi verificar a diversidade de afídeos (Hemiptera: Aphididae) na cultura do algodoeiro (Gossypium hirsutum L.) no município de Campo Verde (MT). Os afídeos foram amostrados diretamente nas plantas e através de armadilhas tipo Moericke. As amostragens foram realizadas a cada dois dias, até 60 dias após a germinação das plantas. A espécie Aphis gossypii Glover prevaleceu nas amostragens realizadas sobre as plantas. Formas aladas, de ocorrência acidental na cultura, tais como Aphis spiraecola Patch e Rhopalosiphum padi (Linnaeus) também foram observadas. Com as armadilhas tipo Moericke foram capturados 2280 afídeos alados, pertencentes a 13 espécies: R. padi (52,6% do total), A. spiraecola (26,4%), A. gossypii (8,9%), Rhopalosiphum maidis (Fitch) (5,3%), Geopemphigus floccosus (Moreira) (3,1%), Uroleucon ambrosiae (Thomas) (1,5%), Rhopalosiphum rufiabdominalis (Sasaki) (1,3%), Myzus persicae (Sulzer) (0,4%), Sipha flava (Forbes) (0,3%), Pentalonia nigronervosa Coquerel, Tetraneura nigriabdominalis (Sasaki), Lizerius melanocallis (Quednau) e Toxoptera citricidus (Kirkaldy) (0,1% cada uma). Nas amostragens diretamente sobre as plantas foram observados ápteros e alados de A. gossypii e alados de A. spiraecola e R. padi. Nas armadilhas tipo Moericke, as principais espécies capturadas foram R. padi, A. spiraecola, A. gossypii e R. maidis.