Niche Specialization and Conservation Biology of Cicindela nevadica lincolniana

As with many organisms across the globe, Cicindela nevadica lincolniana is threatened with extinction. Understanding ecological factors that contribute to extinction vulnerability and what methods aid in the recovery of those species is essential in developing successful conservation programs. Here we examine behavioral mechanisms for niche partitioning along with improving techniques for captive rearing protocol and increasing public awareness about the conservation of this local insect. Ovipositional selectivity was examined for Cicindela nevadica lincolniana, Cicindela circumpicta, Cicindela togata, Cicindela punctulata, and Cicindela fulgida. Models reflect that these species of co-occurring tiger beetles select different ranges of salinity in which to oviposit thereby reducing the potential for interspecific competition. In a second study, thermoregulatory niche partitioning was examined for the same complex of tiger beetle species. Time spent in the sun, on different substrates, and engaging in various behaviors associated with thermoregulation were significantly different during different parts of the day and between species. I continued along a previous line of study to develop a viable captive rearing program. So far fourteen adult Cicindela nevadica lincolniana have been successfully reared in captivity. Overwintering mortality has been determined as a key factor in the mortality of this species in captivity. Finally, I examined the potential for using the visual arts to promote the conservation of Cicindela nevadica lincolniana and associated saline wetlands. The results from surveys conducted at the exhibit suggest that art exhibits can have a strong positive impact on members of the community.

Checklist of the Cerambycidae (Coleoptera) of Costa Rica

An updated checklist of the Cerambycidae of Costa Rica is presented. This new version includes 1,071 species and subspecies in 429 genera, 69 tribes, and six subfamilies. Of these, 181 are new country records and 136 species are known only from Costa Rica. In addition, provincial distribution data are provided for each species. The checklist supports a wealth of scientific literature in many other groups of flora and fauna indicating Costa Rica has high species richness of cerambycid beetles. Se presenta una lista actualizada de los Cerambycidae de Costa Rica. Esta nueva versión incluye 1.071 especies y subespecies en 429 géneros, 69 tribus, y seis subfamilias. De estas, 181 son nuevos registros para el país y 136 especies se conocen solamente de Costa Rica. Adicionalmente, para cada especie se incluyen datos sobre su presencia en las diferentes provincias. La lista concuerda con una gran cantidad de literatura científica en muchos otros grupos de flora y fauna que muestran que Costa Rica tiene una alta riqueza de especies.

Description of the larva of Potamophilops cinereus (Blanchard) from Southeastern Brazil (Coleoptera, Elmidae, Larainae)

Larvae of Potamophilops cinereus (Blanchard, 1841) from Brazil, Sao Paulo, Ribeirao Grande (Fazenda Intervales, Rio Carmo) are described for the first time and illustrated. The larvae were found associated with adults. The larva of P. cinereus is most similar to larvae of species of the Mexican and Central American genera Disersus Sharp and Hispaniolara Brown, but can be easily distinguished chiefly by the head being not visible when seen from above, due to being concealed by the anterior projection of the pronotum. Comparisons of the three genera are presented. Photographs of the adult habitus of P. cinereus are also furnished. A key to the larvae of the genera of Larainae of Brazil is included.

New species of Triplonychus Candeze and Globothorax Fleutiaux from Brazil (Coleoptera, Elateridae, Cardiophorinae)

Three new species of Triplonychus Candeze, T. cruspinosus sp. nov., T. crassifemoris sp. nov. and T. tibialatus sp. nov., and a new species of Globothorax Fleutiaux, G. latidens sp. nov., from Brazil are described. Illustrations, photographic and SEM images are presented. A review of the diagnostic generic characters and a key to the species of Triplonychus and Globothorax from Brazil are also given.

The Laboratory Efficacy of Cypermethrin Dust Against Lesser Mealworm Larvae and Adults, Alphitobius diaperinus (Panzer) (Coleoptera: Tenebrionidae)

Cypermethrin dust was evaluated as a tool for the integrated management of lesser mealwonns (also called the darkling beetle), Alphitobius diaperinus (Panzer). This experiment examined the efficacy of the cypermethrin against adult and late instar lesser mealwonns under laboratory conditions. Two bioassay methods were evaluated, using either a petri plate or a covered plastic container simulating poultry house conditions. In the simulated conditions, two different samples were used and cypermethrin was either dusted onto the surface of the container or was directly dusted onto the bottom. The LC50 for adults was 636.6 ppm, however, 929.7 ppm of cypermethrin dust was needed to achieve a 50% mortality rate in late instar larvae 24 h after the administration of the insecticide. A similar trend was observed in the simulated poultry houses when the adult mortality was > 90% while effectiveness in late in. star larvae was decreased, i.e., between 50 and 85%. Significant differences in the toxicity profiles were observed in larvae mortality when cypermethrin it was dusted directly onto the litter surface, compared to the bottom of the container. We have verified that cypermethrin dust is available for use in poultry houses however, toxicity profiles of lesser mealworm may depend on the beetle's stage of development and method of application

Male dimorphism of a neotropical arachnid: harem size, sneaker opportunities, and gonadal investment

Serracutisoma proximum is a harvestman with alternative male morphs. Large males use sexually dimorphic second legs in fights for the possession of territories on the vegetation, where females oviposit. Small males have short second legs and do not fight but rather sneak into the territories and copulate with egg-guarding females. We investigated the presence of male dimorphism across 10 populations of S. proximum, compared gonadal investment between male morphs, and assessed if the distribution of the sneakers is influenced by harem size. In all populations, there was male dimorphism, indicated by the bimodal distribution of the leg II length/body length. Gonadal investment did not differ between morphs and was not affected by male size, second leg length, and morph relative frequency in the populations. We found 361 territories, 90.0% containing 1 male, 9.7% containing 2 males (dyads), and 0.3% containing 3 males. The probability of encountering dyads increased with the number of females present in the territories. Moreover, the proportion of sneakers in territories containing dyads was higher than would be expected by chance. One possible reason for the ubiquity of alternative morphs in S. proximum could be the high mating opportunities experienced by sneakers in spatially structured populations with a resource defense polygyny system. Additionally, the high frequency of successful invasions by sneakers and hence the high sperm competition risk for both morphs may explain the similarity in gonadal investment between male morphs.

Electrophysiological Responses of the Naupactus bipes Beetle to Essential Oils from Piperaceae Species

Electrophysiological responses based on electroantennographic detection (GC-EAD) and electroantennography (EAG) analysis of Naupactus bipes beetles (Germar, 1824) (Coleoptera: Curculionidae: Brachycerinae) were used to test volatile oils of Piper gaudichaudianum, P. regnellii and P. hispidum. In the EAG experiments, female and male beetles showed significant EAG response to the three volatile oils of Piper species, with the females' responses slightly higher than the males'. The experiments with GC-EAD revealed that some terpenoids (namely, alpha-pinene, beta-pinene, myrcene, alpha-copaene and germacrene) present in the leaf essential oils of the Piper species are perceptible to female and male beetles.

Mating Behavior of the Coffee Berry Borer, Hypothenemus hampei (Ferrari) (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae)

The mating behavior of the coffee berry borer, (Ferrari), was observed under laboratory conditions. Pairs of adult virgin male and female beetles were placed in the wells of a polystyrene microtiter plate, one pair per well. The mating activity of each pair was recorded for 24 h. The mating behavior of the coffee berry borer was similar to that of other Scolytinae and was clearly divided into precopulatory, copulatory and postcopulatory phases. The beetles started to mate within a few hours of emergence. Repeated mating occurred during the 24-hour period and increased in frequency with age. However, we cannot address multiple matings in , since we did not simulate the female-biased sex ratio of this species and the experimental design did not allow females to avoid additional mating attempts by males. In addition, further studies are necessary that focus on the effectiveness of sperm transmission and direct and indirect effects of multiple matings on the ei females and their offspring.

Morphological analysis of Mecosarthron Buquet and Xixuthrus Thomson and Reevaluation of Generic Assignment of Xixuthrus domingoensis Fisher (Coleoptera, Cerambycidae, Prioninae)

The characters defining Mecosarthron Buquet, 1840 and Xixuthrus Thomson 1864 are discussed, along with a historical review of the literature that described and classified these taxa. Through morphological examination of these genera and most of the included species, we addressed the systematic placement of Xixuthrus domingoensis Fisher, 1932 that was placed in Mecosarthron by Ivie (1985). We restore its placement in the genus Xixuthrus. The first description of the female of X. domingoensis is provided, along with comparative redescriptions of Mecosarthron gounellei (Lameere, 1903), and M. buphagus Buquet, 1840. We include a key to the species currently in Mecosarthron.

Phylogenetische Charakterisierung von Mikroorganismen aus dem Intestinaltrakt von Insekten

Zusammenfassung Die komplexe Lebensgemeinschaft des Termitendarms fasziniert die Biologen schon seit langem. Es ist bekannt, dass Termiten ihre Nahrung mit Hilfe von symbiontischen Bakterien und Protozoen verdauen können. Ohne ihre Symbionten würden sie verhungern. Das Zusammenspiel von Termiten und darmbewohnenden Mikroorganismen, zu denen Flagellaten, Bakterien, Archaebakterien und Hefen gehören, ist trotz moderner Untersuchungstechniken keineswegs vollständig aufgeklärt. In der vorliegenden Arbeit wurden:1) Einige kultivierte und nicht-kultivierte Bakterien charakterisiert, die an der Darmwand von Mastotermes darwiniensis lokalisiert sind. Die Darmwandbakterien wurden entweder nach Kultivierung oder direkt von der Darmwand für die Analyse der 16S rDNA verwendet. Die Sequenzierung erfolgte entweder nach DGGE oder nach Klonierung der PCR-Produkte. Die identifizierten Bakterien kann man in 7 Gruppen teilen:1: Gram-positive Bakterien mit hohem GC-Gehalt 2: Gram-positive Bakterien mit niedrigem GC-Gehalt 3: Fusobakterien-ähnliche Bakterien 4: ß-Proteobakterien5: Verrucomicrobien6: Bacteroides-ähnliche Bakterien7: Methanogene Bakterien 2) Aufgrund des Vorhandenseins des Coenzyms Deazaflavin-Derivats F420, kann man Methanbakterien mikroskopisch identifizieren und von anderen Bakterien unterscheiden, weil Methanbakterien im kurzwelligen Blaulicht blaugrün aufleuchten. Untersuchungen haben gezeigt, dass mindestens zwei Morphotypen von Methanbakterien an der Darmwand von M. darwiniensis vorkommen. Sie wurden auch über 16S rDNA Sequenzanalyse identifiziert. Ihre Lokalisierung an der Darmwand wurde durch Fluoreszenz-in-situ-Hybridsierung mit spezifischen Oligonukleotiden nachgewiesen. Schließlich konnte gezeigt werden, dass pro Gramm Termite 2,6 µg Methan pro Stunde produziert werden. 3) Bis jetzt wurden aus verschiedenen Termiten sulfatreduzierende Bakterien (SRB) isoliert. Deshalb wurde in dieser Arbeit die Verbreitung der SRB in verschiedenen Insekten untersucht. Insgesamt wurden zwei Sequenzen aus Libellenlarven (FSBO4 und FSBRO2), drei Sequenzen aus Zuckmückenlarven (FSCI, FSCII und FSC4), eine Sequenz aus Rosenkäfern (FSPa4-5) und ebenfalls eine Sequenz aus Eintagsfliegenlarven (FSB6) identifiziert. Alle identifizierten Bakterien ausser Klon FSB6, gehören zur Gattung Desulfovibrio. Klon FSB6 gehört zu der Gram-positiven Gattung Desulfotomaculum.Außerdem wurde die Sulfatreduktionsrate der SRB im Darm von Rosenkäfern (Pachnoda marginata), Holz- bzw. Sulfat-gefütterten Termiten (Mastotermes darwiniensis) und einer Reinkultur von Desulfovibrio intestinalis gemessen. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Aktivität pro Zelle in Holz-gefütterten Termite am höchsten ist (4,9 nmol/107 Bakterien x h).

Forstentomologische Untersuchungen an Eichen unterschiedlicher Vitalität des Pfälzerwaldes

Seit Beginn der Waldzustandserhebungen im Jahr 1984 verschlechterte sich der Zustand der Eiche sowohl auf Bundesebene als auch im Land Rheinland-Pfalz deutlich. 1998 konnten nur noch 5 % der rheinland-pfälzischen Eichen in die Kategorie "ohne Schadensmerkmale" eingestuft werden. Vor diesem Hintergrund ergab sich die Notwendigkeit, die biotischen Stress- und Schadfaktoren näher zu untersuchen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit lag der Fokus auf den holzbewohnenden Käfern von Traubeneichen (Quercus petraea) aus dem Pfälzerwald. Zu diesem Zweck wurden für die erste Probenserie Untersuchungsbäume aus den Vitalitätsstufen 'vital', 'geschädigt', 'ein Jahr tot' und 'zwei Jahre tot' ausgewählt und in die drei Straten Stammfuß, Kronenansatz und Derbholz unterteilt. In der zweiten Probenserie kamen keine 'vitalen' Stämme mehr zum Einsatz. Die einzelnen Proben wurden in Fasseklektoren überführt, in denen die xylobionten Käfer ihre Entwicklung beenden und schlüpfen konnten. Die erste Probenserie wurde im Herbst 1998 entnommen, die zweite Serie im darauffolgenden Herbst. Zusätzlich zu diesen Laboruntersuchungen wurden Freilanduntersuchungen mit Stammeklektoren an vier stehenden Eichen im Wald durchgeführt. Die gefangenen Tiere wurden nach Ordnungen sortiert und gezählt, die Käfer nach Möglichkeit bis zur Art bestimmt. Die Ergebnisse der ersten und zweiten Serie wurden in Abundanzen (Ind./m² Rindenoberfläche) umgerechnet, um einen Vergleich der Proben untereinander möglich zu machen. Insgesamt wurden aus den Fasseklektoren beider Serien Käfer mit einer Abundanz von 36.990 Ind./m² ausgewertet. In den Fallen der Stammeklektoren wurden insgesamt 1.487 Käfer gefunden. Den weitaus größten Teil der Käfer der Fasseklektoren stellen die Borkenkäfer (Scolytidae). Dieses Ergebnis schlägt sich auch in der Betrachtung der Dominanz der einzelnen Arten nieder. In nahezu allen Fällen gehörten die Hauptarten in die Familie Scolytidae. Der mit den Absterbeerscheinungen der Eichen in Verbindung gebrachte Prachtkäfer Agrilus biguttatus (Buprestidae) trat in deutlich geringeren Abundanzen auf. Aufgrund seiner Fraßtätigkeit (Ringelung der Larven im Kambialbereich der Bäume) gehört er aber zu den potentiell stark schädigenden Käfern. Neben A. biguttatus sind auch A. sulcicollis und die gefundenen Borkenkäfer in der Lage, vorgeschädigte und geschwächte Eichen zu befallen und noch weiter zu schwächen. Aus waldhygienischen Gründen sollten deshalb regelmäßige Kontrollen durchgeführt werden. Bei erkennbarem Befall sollten die betroffenen Bäume gefällt und aus dem Bestand entfernt werden. Langfristig können die Vermeidung von nicht-standortgerechtem Eichenanbau und das Anlegen von naturnahen Mischbeständen zu den waldbaulichen Maßnahmen gerechnet werden, die eine Reduktion des Infektionsrisikos zur Folge haben. Die 'ein Jahr toten' Bäume wiesen die mit Abstand höchste Abundanz an Lebendholzbesiedlern auf. Bäume, die bereits ein Jahr länger tot im Bestand standen, wurden von deutlich weniger Lebendholzbesiedlern befallen, d.h. von 'zwei Jahre toten' Bäumen ging ein potentiell geringerer Infektionsdruck aus als von 'ein Jahr toten' Eichen. Im Laufe des Verrottungsprozesses verringert sich diese Gefahr noch weiter, da die Holzfeuchte weiter abnimmt und die Lebendholzbesiedler keine Nahrungsgrundlage mehr vorfinden. Besonders die Gefahr des Neubefalls durch Agrilus von mindestens zweijährig toten Bäumen besteht kaum, weil zumindest die Larven der ersten Stadien des Prachtkäfers auf lebendes Gewebe angewiesen sind.

Einfluss der Habitatfragmentierung durch Überflutung auf Laufkäferpopulationen (Coleoptera; Carabidae)

Innerhalb dieser Dissertation wurde zwischen den Jahren 2002 und 2005 mit Hilfe von Barberfallen die Laufkäferfauna der Auwälder am nördlichen Oberrhein zwischen Mainz und Bingen erfasst. Dabei dienten verschiedene Rheininseln und ufernahe Festlandgebiete als Probeflächen. Fünf der typischen Bewohner dieser Flächen (Agonum afrum, Nebria brevicollis, Oxypselaphus obscurus, Platynus assimilis, Pterostichus anthracinus) dienten weiterhin als Modellarten für die Untersuchung der genetischen Diversität zwischen den einzelnen Populationen mittels RAPD-Analysen. Alles in allem konnten im Untersuchungsgebiet über 20.000 Individuen aus 101 Carabidenarten gefangen werden. Die häufigsten Vertreter waren Platynus assimilis, Pterostichus melanarius und Agonum afrum. Hohe Diversitäts- und Dominanzindices auf allen Flächen sprechen für die Dynamik des Lebensraumes und somit die Intaktheit der untersuchten Auwälder. Einen weiteren Hinweis auf die ständig wechselnden Lebensbedingungen durch immer wiederkehrende Überflutungen zeigt das Auftreten verschiedener ökologischer Gruppen. Überall dominierten deutlich die Arten, die mit gewissen Störungen des Habitates auskommen oder durch ihr hohes Ausbreitungspotential davor fliehen können. Das sind die Imaginalüberwinterer, makropteren, hygrophilen und kleinen Spezies. Auch das Geschlechterverhältnis weist auf deutliche Anzeichen für regelmäßige Beeinträchtigungen der Flächen hin. Knapp die Hälfte der beobachteten Arten im Untersuchungsgebiet steht auf einer der Roten Listen von Deutschland, Rheinland-Pfalz oder Hessen. Somit besteht für das gesamte Gebiet ein hoher Schutzbedarf. Das Hauptaugenmerk dieser Arbeit lag bei den Einflüssen der Hochwasserstände auf die Artenzusammensetzungen und die genetischen Diversitäten der Laufkäferpopulationen. Deshalb untersuchte man auch die Wirkung derjenigen Faktoren, die ihrerseits unmittelbar von den Extremwasserständen beeinflusst werden. Hier sind vor allem der Auentyp (Weichholz/Hartholz) und die Lage der Flächen auf Insel oder Festland zu nennen, die die deutlichsten Unterschiede in Artendiversität und Genetik der einzelnen Populationen zeigten. Aber auch weitere Faktoren, wie Wasserstandsdynamik, Auwaldbreite, Entfernung vom Fluss und Lage zum Damm weisen Zusammenhänge mit bestimmten ökologischen Gruppen auf. Lediglich die Habitatgröße scheint keinen Einfluss auf die Diversitäten zu nehmen. Abschließend konnten auch für das Jahr 2003, in dem extrem heiße und trockene Bedingungen herrschten, negative Effekte auf die Laufkäfergemeinschaften gezeigt werden.

Managing invasive populations of Anoplophora chinensis and A. glabripennis in Lombardy

Two Asian longhorned beetles (Coleoptera: Cerambycidae), commonly known as Citrus Longhorned Beetle (CLB), Anoplophora chinensis (Forster), and Asian Longhorned Beetle (ALB), A. glabripennis (Motschulsky), are considered the most destructive wood borers introduced in Lombardy (northern Italy). This research aimed at (1) improving laboratory rearing methods for the biological control agent Aprostocetus anoplophorae (Hym.: Eulophidae), an egg parasitoid specific to CLB, and defining release techniques allowing its establishment; (2) test the efficacy of the sentinel tree technique for the early detection of CLB; and (3) evaluating the efficacy of traps baited with artificial lures in attracting adults of ALB and possibly CLB. Several problems were faced while rearing the egg parasitoid in laboratory. It appeared that the rate of parasitism of the hosts could depend on the age of the host eggs and/or age of the laying parasitoid females. Data results from the field experiments about A. anoplophorae release-capture showed that the percentage of slits containing a CLB egg was particularly low on most sentinel trees and the percentage of CLB eggs that were killed, because of natural predators, was high. Only one egg amongst those exposed was attacked by the released parasitoid. These negative results were anyway very useful, since they provided evidence and information on the type of host plants to be used, the time necessary for the exposure of the plants to the egg-laying CLB females, the number of laying parasitoid females to be inserted per cage. The sentinel trees technique revealed to be not successful; signs and symptoms of CLB presence were not recorded during the two seasons of field observations (2012-2013). Extremely positive was instead the trial with artificial lures carried out during summer 2013. A total of 32 beetles were captured (4 ALB and 28 CLB) deploying 50 baited traps.

Vergleich der Carabidenpopulation im Gefolge von Flut und Trockenheit in ufernahen Lebensräumen des Rheins (Auwald, Polder)

Diese Arbeit war ein Teilprojekt des Kompetenzzentrums „Flut und Hitze“ der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz. Das gesamte Projekt beinhaltete bereits Untersuchungen über mögliche Folgen des lokalen Klimawandels (Überflutung/Trockenheit) auf andere Tiergruppen (z.B. Collembolen, Arachniden, etc.). Mit Hilfe der Laufkäfer als Bioindikatoren sollten mögliche Tendenzen des Klimawandels, aufgrund von Überflutungen, bzw. dem Ausbleiben von Überflutungen, aufgezeigt werden. In diesem Zusammenhang erfolgte die phänologische Erfassung der Laufkäfer in drei Untersuchungsgebieten entlang des Rheins: ein geschütztes Auwaldfragment und ein Polder in Ingelheim sowie ein Polder in Worms. Über einen Zeitraum von 2-3 Jahren wurde, mittels klassischer Fangmethoden (Bodenfallen), die Laufkäferfauna kontinuierlich erfasst. Insgesamt konnten im Auwald Ingelheim 2861 Individuen aus 59 Arten gefangen werden, im Polder Ingelheim 16029 Individuen aus 96 Arten und im Polder Worms 6946 Individuen aus 72 Arten. Seit 2003 wurde das Auwaldfragment nicht mehr vollüberflutet, was die geringe Anzahl an gefundenen auetypischen Arten erklärte. Die Laufkäferfauna des Auwaldes zeigte zwar noch einen deutlich feuchtegeprägten Charakter, jedoch war der Druck der einwandernden eurytopen Offenlandarten aus der Umgebung enorm. Der Polder Ingelheim wurde 2006 fertiggestellt und direkt im Anschluss beprobt. Der Polderinnenraum wurde durch den Bau eines ökologischen Flutungskanals an die Dynamik des Rheins angeschlossen. Der tiefergelegte Innenraum zeigte eine deutlich feuchteliebende Laufkäferfauna. Die trockenen höher gelegenen Randbereiche wiesen im Gegensatz dazu eine deutliche Ruderalfauna auf. Der Polder in Worms wurde bereits direkt nach seiner Fertigstellung 2001 von der Arbeitsgruppe Prof. Dr. Seitz (Universität Mainz) beprobt. Die erneute Datenerhebung 2008 sollte mögliche Veränderungen in der Laufkäferfauna sowie eine mögliche Sukzession aufzeigen. Es zeigten sich deutliche Veränderungen der Laufkäfergemeinschaften an den Standorten sowie die Ausbildung verschiedener Mikrohabitate.

The alternative Pharaoh approach: stingless bees mummify beetle parasites alive

Workers from social insect colonies use different defence strategies to combat invaders. Nevertheless, some parasitic species are able to bypass colony defences. In particular, some beetle nest invaders cannot be killed or removed by workers of social bees, thus creating the need for alternative social defence strategies to ensure colony survival. Here we show, using diagnostic radioentomology, that stingless bee workers (Trigona carbonaria) immediately mummify invading adult small hive beetles (Aethina tumida) alive by coating them with a mixture of resin, wax and mud, thereby preventing severe damage to the colony. In sharp contrast to the responses of honeybee and bumblebee colonies, the rapid live mummification strategy of T. carbonaria effectively prevents beetle advancements and removes their ability to reproduce. The convergent evolution of mummification in stingless bees and encapsulation in honeybees is another striking example of co-evolution between insect societies and their parasites.