Метелики-монархи не розміщують всіх своїх яєць в одній яйцекладці кошика на дев’яти Середньо-Західних
Інструменти
Слідкуйте за журналом
Кафедра екології, еволюції та органічної біології, Університет штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Кафедра екології, еволюції та органічної біології, Університет штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Департамент екології, Університет штату Монтана, Боузмен, штат Монтана, 59717 США
Кафедра екології, еволюції та органічної біології, Університет штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Департамент сільського господарства США, Дослідницька станція сільського господарства, Відділ досліджень кукурудзяних комах та генетики рослин та Департамент ентомології Університету штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Департамент сільського господарства США, Дослідницька станція сільського господарства, Відділ досліджень кукурудзяних комах та генетики рослин та Департамент ентомології Університету штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Кафедра екології, еволюції та органічної біології, Університет штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Кафедра екології, еволюції та органічної біології, Університет штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Департамент екології, Університет штату Монтана, Боузмен, штат Монтана, 59717 США
Кафедра екології, еволюції та органічної біології, Університет штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Департамент сільського господарства США, Дослідницька станція сільського господарства, Відділ досліджень кукурудзяних комах та генетики рослин та Департамент ентомології Університету штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Департамент сільського господарства США, Дослідницька станція сільського господарства, Відділ досліджень кукурудзяних комах та генетики рослин та Департамент ентомології Університету штату Айова, Еймс, Айова, 50011 США
Анотація
Вступ
Метелик монарх (Данаус плексип Населення на схід від Скелястих гір зазнало значного зменшення кількості зимуючих протягом останніх двох десятиліть (Brower et al. 2012, Stenoien et al. 2016). Це зниження пояснюється багатьма факторами, включаючи втрату молочаю, єдиних рослин-господарів личинок монарха (Oberhauser et al. 2001, Pleasants and Oberhauser 2013, Pleasants 2017, Pleasants et al. 2017, Zaya et al. 2017). Останні моделі визначають втрату середовища існування, включаючи молочаї, в межах ареалу розмноження як найбільшу загрозу для популяції монархів (Zalucki and Lammers 2010, Flockhart et al. 2015, Zalucki et al. 2016). Оскільки більшість монархів, які зимують у Мексиці, походять із Середнього Заходу (Seiber et al. 1986, Wassenaar and Hobson 1998, Flockhart et al. 2017), відновлення середовища існування монархів у цьому регіоні, особливо на маргінальних сільськогосподарських землях (Thogmartin et al. 2017), має важливе значення для збільшення чисельності населення (Oberhauser et al. 2016). Федеральні, штатні та некомерційні групи докладають зусиль для відновлення середовища існування монархів. Ці проекти були спрямовані на додавання молочних рослин до ландшафту.
У минулому молочаї, які росли на полях сільськогосподарських культур на Середньому Заході (Asclepias syriaca) були одними з найбільш широко використовуваних рослин-господарів монархів у північноамериканському ареалі розмноження (Malcolm et al. 1993, Oberhauser et al. 2001, Pleasants and Oberhauser 2013). Збільшення використання гербіциду гліфосату на полях кукурудзи та сої у поєднанні з стійкими до гліфосату посівами майже позбулося A. syriaca з посівних площ (Pleasants and Oberhauser 2013). Незважаючи на те, що на середньозахідних пасовищах і водно-болотних угіддях було багато видів молочаїв (Hayden 1919, Pleasants 2015), практично всі рекомендації щодо відновлення на сьогодні ґрунтуються на A. syriaca (Pleasants and Oberhauser 2013, Landis 2014, Pleasants 2017). Монархи можуть потенційно використовувати кілька видів молочаїв для яйцекладки, але потрібна додаткова інформація про перевагу яйцекладки монарха та поведінку на цих молочаях, щоб гарантувати, що ці рослини можуть сприяти зростанню популяції.
Ми дослідили схильність до відкладання яєць на молодих рослинах дев’яти видів молочаїв, перелічених вище, в експерименті, який не вирішив вибрати, щоб визначити базову лінію несучості для кожного. Це було зроблено з кількох причин: Попередня робота не передбачала базової норми несучості яєць для різних видів молочаїв, не проводилась робота щодо швидкості несучості яєць (яєць, відкладених самкою на день на рослину), для жодного з цих дев’яти видів молочаїв, монархи адаптуються і використовують кілька видів молочаїв-господарів протягом свого річного циклу (Agrawal 2017), і багато попередні дослідження не порівнювали ті самі види молочаїв. Після експерименту без вибору ми провели тест на перевагу яйцекладки з використанням чотирьох широко розподілених рідних молочаїв: A. incarnata, A. syriaca, A. tuberosa, і A. verticillata оскільки ці види найпоширеніші в Айові (Woodson 1954, Eilers and Roosa 1994).
Матеріали і методи
Жінки-монархи, використовувані в експериментах
Самки, використані в експериментах, були отримані з колонії метеликів-монархів, яку започаткували шляхом збору 312 яєць монарха та молодих личинок на Asclepias syriaca рослини з 6 червня по 28 липня 2015 року з округів Бун, Гамільтон і Сторі в Айові. Вирощували личинок A. syriaca протягом літнього періоду вегетації та Asclepias curassavica, тропічний молочай, що вирощується в тепличних рослинах протягом осені та зими. Кожне покоління дорослих проходило тестування Ophryocystis elektroscirrha (O.E.) перед входом в колонію; особи, які мали позитивний результат на цей паразит (до 5 років), були заморожені. Дорослим дозволялося спаровуватися і збирали яйця для розмноження колонії щотижня. Дванадцять поколінь розведення колоній передували початку цього експерименту. У цих експериментах використовували людей з поколінь 13–15. Інбридинг не повинен впливати на переваги монархів, оскільки розведення колоній декількох поколінь монархів не впливало на яйцекладку монархів у попередніх експериментах; немає жодних доказів того, що інбридинг впливає на перевагу яйцекладки, навіть коли колонії формуються шляхом безперервного спарювання монархів, зібраних з різних місць (Ladner and Altizer 2005).
Самки мали можливість закрити і висохнути; всі жінки проходили тестування на O.E. перед тим, як їх помістили в племінну клітку; жодної жінки, яка мала позитивний результат на O.E. були використані в цих експериментах. Самкам дозволялося спаровуватися і годуватися, але до початку експерименту вони ніколи не зустрічали рослини молочаїв. Жінки, використані в обох експериментах, були віком від 7 до 11 днів.
Рослини молочаю, використовувані в експериментах
Молочаї всіх дев'яти видів вирощували з насіння (розсадник Прерії Мун, штат Вінона, Міннесота, США) без використання хімічних пестицидів у теплиці (21.1–35°C, 16-годинна фотофаза та 56% rh) в Університеті штату Айова. Насіння висівали в 128-клітинні лотки для пробок (Landmark Plastics, Акрон, штат Огайо, США), а потім приблизно через 6 тижнів після сходів пересадили у багаторічні горщики площею 3,5 дюйма (Корд, Онтаріо, Канада). Висота рослин становила від 10 до 30 см залежно від виду молочаю; молочаям було 8–12 тижнів при використанні в кожному дослідженні; всі рослини, що використовувались під час одного випробування, були одного віку. Групи з 48 рослин транспортували до лабораторії (19,5–34,5°C, 16-годинна фотофаза та 50% rh) за 24 год до початку кожного випробування яйцекладки. Для кожної рослини молочаю реєстрували висоту рослини та кількість листів; розміри листя для двох найбільших листків реєстрували на кожній рослині, яка використовувалась в експерименті без вибору. Кожен набір з чотирьох рослин був використаний для одного чотириденного випробування, щоб підтримувати рослини в хорошому стані; лише одна самка використовувала кожну групу з чотирьох рослин в обох експериментах з яйцекладки.