Écologie saisonnière des parasitoïdes des oeufs de l'arpenteuse de la pruche

Cette étude porte sur l’écologie saisonnière des parasitoïdes des œufs de l’arpenteuse de la pruche (Lepidoptera : Geometridae), un important défoliateur du Québec (Canada). Premièrement, nous décrivons les patrons saisonniers de parasitisme d’hôtes sentinelles par Telenomus coloradensis, T. droozi, T. flavotibiae (Hymenoptera : Scelionidae), et Trichogramma spp., dans la région du Bas-Saint-Laurent. Telenomus flavotibiae et Trichogramma spp. parasitent rarement les œufs de l’arpenteuse de la pruche alors que T. coloradensis et T. droozi sont très abondants au printemps. En laboratoire, la convenance des hôtes pour T. coloradensis diminue rapidement avec leur développement embryonnaire au printemps, affectant négativement les niveaux de parasitisme, ainsi que la survie, la taille, le temps de développement et la longévité de la progéniture. Telenomus coloradensis et T. droozi sont actifs très tôt en saison, alors que les températures sont froides (4°C) pour profiter du développement embryonnaire peu avancé de l’hôte. À partir de paramètres empiriques, nous estimons que la progéniture de T. coloradensis issue du parasitisme printanier émerge au milieu de l’été, alors que l’hôte est totalement absent de l’environnement forestier. La nouvelle génération de femelles serait donc susceptible d’entrer précocement en diapause reproductive. D’ailleurs, nos résultats de laboratoire démontrent qu’une période de privation d’hôtes affecte négativement l’activité parasitaire de T. coloradensis. Ce phénomène pourrait expliquer les niveaux très faibles de parasitisme des œufs de l’arpenteuse de la pruche à l’automne. Étonnamment toutefois, les hôtes en début de diapause (à l’automne) sont de meilleure qualité énergétique que les hôtes en post-diapause (au printemps). Alors que des études précédentes ont démontré que T. coloradensis peut survivre à l’hiver en tant qu’immature à l’intérieur des hôtes, nos résultats indiquent que ce sont principalement les femelles fertilisés qui passent l’hiver en diapause reproductive, avec un point de surfusion automnal moyen de -30,6°C.

Impact des coupes partielles sur l’activité de coléoptères phloeophages et xylophages en forêt boréale

Ce projet de recherche évalue la réponse à court terme de coléoptères phloeophages et xylophages (Cerambycidae et Scolytinae) à différentes intensités de coupes partielles (0, 25 et 40% de la surface terrière prélevée) afin de déterminer la viabilité de cette méthode sylvicole en forêt boréale. Disposant de 12 parcelles expérimentales (4 répétitions pour chaque intensité de coupe) dans une sapinière à bouleau blanc située au sud de la forêt boréale (Québec, Canada), nous avons évalué l’abondance, la diversité ainsi que l’établissement (taux d’attaque) de ces deux groupes d’insectes, et ce dès la première année suivant la coupe. L’échantillonnage a été réalisé à l’aide de pièges à interception multidirectionnelle et de l’écorçage de sections de 3 espèces d’arbres exposées dans l’ensemble des parcelles. Nos résultats montrent une plus grande activité/abondance des deux taxons (abondance 5 à 6 fois plus élevée) ainsi qu’une composition en espèces différente et plus diversifiée dans les peuplements partiellement coupés (25 et 40%). De plus, la présence et la distribution d’espèces colonisant habituellement des hôtes affaiblis (e.g., Trypodendron lineatum, Rhagium inquisitor) – et pouvant donc réduire la valeur économique d’arbres résiduels – a été recensée et semble être favorisée entres autres par l’ouverture de la canopée et des blessures physiques faites aux arbres pendant les opérations sylvicoles. Par ailleurs, l’approche combinant différentes techniques d’échantillonnage a permis une meilleure compréhension des mécanismes de localisation/sélection d’hôte (variant en fonction de l’espèce), un aspect important de la dynamique des insectes pour l’évaluation des risques suite aux coupes forestières. Sur la base de cette étude à court terme, il ne semblerait pas y avoir de différence significative sur les risques pour le milieu quant à l’augmentation d’activité des Cerambycidae et Scolytinae entre les deux traitements de coupe appliqués. Il reste cependant indispensable de vérifier la validité de ces résultats sur une plus longue période afin d’établir des plans d’aménagement forestier durables pour la forêt boréale.

Évaluation de suppléments alimentaires pour deux espèces d’acariens prédateurs, Amblyseius swirskii et Neoseiulus cucumeris (Acari: Phytoseiidae) pour l’optimisation du contrôle biologique du thrips des petits fruits (Frankliniella occidentalis) en serriculture

Projet réalisé en cotutelle avec Jacques Brodeur et Les Shipp

Influence de la variété de laitue (Lactuca sativa) sur le puceron (Nasonovia ribisnigri) et le parasitoïde (Aphidius ervi) dans le contexte d’une relation tritrophique

Plusieurs recherches sont effectuées sur la laitue commercialisée (Lactuca sativa L.), afin d’améliorer sa résistance aux ravageurs. L’objectif de cette étude est d’examiner les impacts de la résistance de la laitue sur le puceron de la laitue, Nasonovia ribisnigri (Mosley) (Hemiptera : Aphididae) et son parasitoïde, Aphidius ervi Haliday (Hymenoptera: Braconidae). La résistance de la laitue affecte négativement la valeur adaptative du puceron en augmentant sa mortalité et son temps de développement et en diminuant sa fécondité, sa taille et son poids. Cet impact sur la valeur adaptative du puceron affecte aussi négativement le parasitoïde qui s'y développe en diminuant le pourcentage d’émergence, la taille et le poids des adultes, et en diminuant la fécondité des femelles. La femelle parasitoïde estime de manière absolue la qualité de ses hôtes puisqu’elle peut discriminer entre des hôtes de bonne et de faible qualité, sans expérience préalable. L’acceptation des hôtes de bonne qualité est similaire lorsqu’ils sont présentés successivement à la femelle; l’estimation de la valeur des hôtes est donc adéquate dès la première rencontre. Cependant, cet estimé absolu est modifié par l'expérience, puisque la femelle peut changer son exploitation selon la qualité des agrégats rencontrés. Lorsque des hôtes de basse qualité sont présentés successivement, l’acceptation de la femelle augmente. Accepter des hôtes de mauvaise qualité pour l’oviposition peut être préférable que de risquer de ne pas pondre tous ses œufs. L’utilisation d’une estimation absolue et relative par A. ervi peut mener à une exploitation optimale des agrégats.

La compétition et l’exploitation optimale des ressources chez les parasitoïdes

Les femelles parasitoïdes exploitant un agrégat d’hôtes doivent ajuster leurs comportements en fonction des facteurs environnementaux auxquels elles sont soumises, dont la présence de compétiteurs dans l’environnement. L’objectif de cette étude est de mesurer les impacts de la compétition sur les stratégies d’exploitation d’agrégats chez deux espèces de parasitoïdes non agressives. Les espèces Trichogramma pintoi et T. minutum (Hymenoptera : Trichogrammatidae), des parasitoïdes d’œufs de lépidoptères, furent utilisées et leurs temps de résidence dans l’agrégat, leurs mécanismes de prise de décision et le sexe des descendants alloués furent mesurés en l'absence de compétition et en situation de compétition directe et indirecte, intra- et interspécifique. Trichogramma pintoi privilégie une stratégie générale basée uniquement sur la qualité perçue de l’agrégat. À l’inverse, T. minutum privilégie une stratégie adaptée au type de la compétition (directe ou indirecte) et à la nature des compétiteurs (intra ou interspécifiques), sans égards à la qualité de l’agrégat. La distinction de ces deux stratégies amène des perspectives de recherche intéressantes sur les impacts de la compétition à l’échelle du paysage, et est d’un intérêt certain pour ceux voulant améliorer l’efficacité des programmes et des élevages de masse utilisés en lutte biologique.

Developmental, morphological, and behavioural plasticity in the reproductive strategies of stink bugs and their egg parasitoids

L’environnement façonne la physiologie, la morphologie et le comportement des organismes par l’entremise de processus écologiques et évolutifs complexes et multidimensionnels. Le succès reproducteur des animaux est déterminé par la valeur adaptative d’un phénotype dans un environnement en modification constante selon une échelle temporelle d’une à plusieurs générations. De plus, les phénotypes sont façonnés par l’environnement, ce qui entraine des modifications adaptatives des stratégies de reproduction tout en imposant des contraintes. Dans cette thèse, considérant des punaises et leurs parasitoïdes comme organismes modèles, j’ai investigué comment plusieurs types de plasticité peuvent interagir pour influencer la valeur adaptative, et comment la plasticité des stratégies de reproduction répond à plusieurs composantes des changements environnementaux (qualité de l’hôte, radiation ultraviolette, température, invasion biologique). Premièrement, j’ai comparé la réponse comportementale et de traits d’histoire de vie à la variation de taille corporelle chez le parasitoïde Telenomus podisi Ashmead (Hymenoptera : Platygastridae), démontrant que les normes de réaction des comportements étaient plus souvent positives que celles des traits d’histoires de vie. Ensuite, j’ai démontré que la punaise prédatrice Podisus maculiventris Say (Hemiptera : Pentatomidae) peut contrôler la couleur de ses œufs, et que la pigmentation des œufs protège les embryons du rayonnement ultraviolet; une composante d’une stratégie complexe de ponte qui a évoluée en réponse à une multitude de facteurs environnementaux. Puis, j’ai testé comment le stress thermique affectait la dynamique de la mémoire du parasitoïde Trissolcus basalis (Wollaston) (Hymenoptera : Platygastridae) lors de l’apprentissage de la fiabilité des traces chimiques laissées par son hôte. Ces expériences ont révélé que des températures hautes et basses prévenaient l’oubli, affectant ainsi l’allocation du temps passé par les parasitoïdes dans des agrégats d’hôtes contenant des traces chimiques. J’ai aussi développé un cadre théorique général pour classifier les effets de la température sur l’ensemble des aspects comportementaux des ectothermes, distinguant les contraintes des adaptations. Finalement, j’ai testé l’habileté d’un parasitoïde indigène (T. podisi) à exploiter les œufs d’un nouveau ravageur invasif en agriculture, Halyomorpha halys Stål (Hemiptera : Pentatomidae). Les résultats ont montré que T. podisi attaque les œufs de H. halys, mais qu’il ne peut s’y développer, indiquant que le ravageur invasif s’avère un « piège évolutif » pour ce parasitoïde. Cela pourrait indirectement bénéficier aux espèces indigènes de punaises en agissant comme un puits écologique de ressources (œufs) et de temps pour le parasitoïde. Ces résultats ont des implications importantes sur la réponse des insectes, incluant ceux impliqués dans les programmes de lutte biologique, face aux changements environnementaux.

Effects of leaves of Ipomoea batatas (Convolvulaceae) on nest development and on respiratory metabolism of leaf-cutting ants Atta sexdens L. (Hym., Formicidae)

Laboratory colonies of the leaf-cutting ants Atta sexdens feed daily with leaves of Ipomoea batatas showed ant mortality and a significant decrease in the size of the fungal garden after the second week, with complete depletion of nests after 5 weeks of treatment. The mean oxygen consumption rate of these ants was higher than the control (ants collected from nests feed with leaves of Eucalyptus alba), suggesting a physiological action of the leaves of I. batatas on the ants in addition to the effect of inhibiting the growth of the fungal garden.

Dyed baits distribution in nests of Atta sexdens L.. (Hym., Formicidae)

Dyed baits distribution in colonies of Atta sexdens was studied so as to test the hypothesis of uniform distribution. Three medium- to large-size (34-90 m(2)) colonies were used for the experiment; coloured dyed baits material was made available at the foraging orifices, which had previously been mapped out and grouped into three hypothetical sectors. After 24 h the colonies were killed and the nests excavated; the fungus was removed from each of the chambers for observation of the presence or absence of dyed baits. It was shown that coloured material from each of the different sectors was found in all the fungus chambers, thus confirming the hypothesis.

Substrate distribution in fungus chambers in nests of Atta bisphaerica Forel, 1908 (Hym., Formicidae)

Substrate distribution was studied in three adult colonies of the leaf-cutting ant Atta bisphaerica Forel, 1908 using dye. Some supply holes were mapped using baits made from small plastic straws impregnated with citric pulp. Two holes, equidistant from one another, were then selected in each nest. The colonies were excavated completely 24 h after bait placement. During excavation, fungus chambers were checked for dye. We observed that the dyed baits were distributed in all sectors and at all depths regardless of where the baits had been placed. This supported the hypothesis that toxic baits placed in a single supply hole are uniformly distributed throughout the colony.

The sugarcane borer Diatraea saccharalis (Fabr.) (Lep., Crambidae) and its parasitoids: a synchrony approach to spatial and temporal dynamics

A data set on Diatraea saccharalis and its parasitoids, Cotesia flavipes and tachinid flies, was analysed at five spatial scales-sugarcane mill, region, intermediary, farm and zone-to determine the role of spatial scale in synchrony patterns, and on temporal population variability. To analyse synchrony patterns, only the three highest spatial scales were considered, but for temporal population variability, all spatial scales were adopted. The synchrony-distance relationship revealed complex spatial structures depending on both species and spatial scale. Temporal population variability [SD log(x+1)] levels were highest at the smallest spatial scales although, in the majority of the cases, temporal variability was inversely dependent on sample size. All the species studied, with a few exceptions, presented spatial synchrony independent of spatial scale. The tachinid flies exhibited stronger synchrony dynamics than D. saccharalis and C. flavipes in all spatial scales with the latter displaying the weakest synchrony levels, except when mill spatial scales were compared. In some cases spatial synchrony may at first decay and then increase with distance, but the presence of such patterns can change depending on the spatial scale adopted.

Larval competition for patchy resources in Chrysomya megacephala (Dipt., Calliphoridae): implications of the spatial distribution of immatures

In the present study, a single procedure was established to investigate the effect of the spatial distribution of immatures in patchy resources, on the outcome of larval competition for food. in experimental populations of Chrysomya megacephala. A theoretical model of intraspecific competition was extended and applied to experimental data on survival to adulthood for 20 larval densities, to obtain the theoretical mean number of individuals that will survive, considering a hypothetical previous random adult oviposition in a system of homogeneous patches. The survival curve obtained suggests that the larval competition for food in C. megacephala is of the scramble/exploitative type, which corroborates results from previous studies, although the latter did not consider the correlation between local and global abundances. The present model allows that experimental data could be perfectly applicable, and it incorporates fundamental assumptions about the spatial context of competition for patchy resources in blowflies, and may be applied to the optimization of mass rearing techniques and to the maintenance of insect colonies under experimental conditions.

SEASONAL SPACE USAGE BY THE INTRODUCED PHARAOHS ANT, MONOMORIUM-PHARAONIS (L) (HYM, FORMICIDAE), IN INSTITUTIONAL SETTINGS IN BRAZIL AND ITS RELATION TO OTHER STRUCTURAL ANT SPECIES

In an institutional setting in Brazil, the pharaoh's ant, Monomorium pharaonis was found to be the dominant and most abundant ant present throughout the year. The only other regularly collected ant was the exotic Tapinoma melanocephalum. However, M. pharaonis dominated bait station visitations, although locally concentrated, with other species restricted to regions in which M. pharaonis was not found.

LARVAL INSTARS AND IMMATURE DEVELOPMENT OF A BRAZILIAN POPULATION OF PHARAOHS ANT, MONOMORIUM-PHARAONIS (L) (HYM, FORMICIDAE)

The immature development of pharaoh's ant, Monomorium pharaonis, workers was s died in a naturally collected Brazilian population. Three larval instars were confirmed by measuring maximal cephalic widths in cohorts of known age. Minimum egg to adult duration was 25 days, while the maximum duration was 54 days, both of which are larger than those reported for European populations. Larval instar development is cyclical at the colony level, suggesting reproductive bursts followed by lower reproductive activity of the queens.

Rearing of Pseudacteon spp (Dipt, Phoridae), parasitoids of fire ants (Solenopsis spp) (Hym, Formicidae)

After exposure of Solenopsis saevissima colonies maintained in plastic trays to phorid attack in the field, and subsequent transfer of colonies to covered plastic buckets, we confirmed that P. wasmanni and P. litoralis are indeed parasitoids of fire ant workers. The period from attack to emergence of phorid adults ranged from 35 to 46 days. Adult phorids were maintained live in glass vials with sugar water as a food source for 5 days. These results indicate that Pseudaceton can be reared for biological control release programs with minimal difficulty. Furthermore, parasitized workers could be easily transferred from South America to quarantine laboratories within the egg to adult emergence time period.

LARVAL DISPERSION OF ORMIA-DEPLETA (TOWNS) (DIPT, TACHINIDAE)

The dispersion patterns of the larval planidia of Ormia depleta was studied in circular arenas. After placing 25 larvae in the center of the arena, their angle of distribution and distance travelled was recorded 15 min later. No innate directional orientations were evidenced, nor was evidence found for either positive or negative orientation to point sound and light sources. In all cases, dispersion was bimodal, with most dispersing only 1 cm, and a much smaller peak found at 10 cm. The bimodality of dispersal distances may be a response to the sexual behavior of its host, mole crickets of the genus Scapteriscus.