ABSTRACT
Abstract Aphids can harbor several secondary symbionts that alter important aphid-related ecological traits, such as defense against natural enemies, heat tolerance and host plant utilization. One of these secondary symbionts, Spiroplasma, is well known in Drosophila as a sex modulator and by interacting with the host immune system. However, little is known on the effects of Spiroplasma on aphids, such as its influence on the host immune defense against fungi and on host plant utilization. Aphid infections by Spiroplasma are known to be low and few aphid species were reported to be infected with this secondary symbiont, however aphids belonging to the genus Aphis in neotropical regions show high infection rates by Spiroplasma. Thus, we investigated the association of Spiroplasma with the tropical aphid Aphis citricidus through comparative biology experiments on two host plants with different nutritional value to the aphid. We demonstrate Spiroplasma induced no significant fitness costs to A. citricidus on either host plant as no changes in the fitness traits we assessed were observed. Spiroplasma infection only induced sutle changes on host longevity and fecundity. Therefore, we concluded Spiroplasma established a neutral interaction with A. citricidus under the selection pressure we tested, and argue on stress conditions that could better demonstrate the role of Spiroplasma in A. citricidus bioecology and associated costs involved.
Resumo Pulgões podem abrigar vários simbiontes secundários que alteram características ecológicas importantes, como defesa contra inimigos naturais, tolerância ao calor e utilização da planta hospedeira. Um desses simbiontes secundários, Spiroplasma, é estudado em Drosophila por alterar a razão sexual e interagir com o sistema imunológico do hospedeiro. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos do Spiroplasma em pulgões, como sua influência na defesa contra fungos entomopatogénicos ou na utilização da planta hospedeira, por exemplo. Spiroplasma foi identificado em poucas espécies de pulgão e geralmente em baixa densidade, contudo pulgões pertencentes ao gênero Aphis em regiões neotropicais apresentam altas taxas de infecção por Spiroplasma. Assim, investigamos a associação entre Spiroplasma e o pulgão neotropical Aphis citricidus por meio de biologia comparativa em duas plantas hospedeiras com diferentes valores nutricionais para o pulgão. Spiroplasma não causou custo adaptativo significativo para A. citricidus em ambas planta hospedeira. A infecção por Spiroplasma induziu apenas pequenas mudanças na longevidade e fecundidade do hospedeiro. Portanto, concluímos que Spiroplasma estabeleceu uma interação neutra com A. citricidus sob ausência de pressão de seleção. Entretanto, discutimos sobre condições de estresse que possam demonstrar o papel de Spiroplasma na bioecologia de A. citricidus e os possíveis custos envolvidos.
Subject(s)
Animals , Aphids , Spiroplasma , Plants , Symbiosis , FungiABSTRACT
Abstract Aphids can harbor several secondary symbionts that alter important aphid-related ecological traits, such as defense against natural enemies, heat tolerance and host plant utilization. One of these secondary symbionts, Spiroplasma, is well known in Drosophila as a sex modulator and by interacting with the host immune system. However, little is known on the effects of Spiroplasma on aphids, such as its influence on the host immune defense against fungi and on host plant utilization. Aphid infections by Spiroplasma are known to be low and few aphid species were reported to be infected with this secondary symbiont, however aphids belonging to the genus Aphis in neotropical regions show high infection rates by Spiroplasma. Thus, we investigated the association of Spiroplasma with the tropical aphid Aphis citricidus through comparative biology experiments on two host plants with different nutritional value to the aphid. We demonstrate Spiroplasma induced no significant fitness costs to A. citricidus on either host plant as no changes in the fitness traits we assessed were observed. Spiroplasma infection only induced sutle changes on host longevity and fecundity. Therefore, we concluded Spiroplasma established a neutral interaction with A. citricidus under the selection pressure we tested, and argue on stress conditions that could better demonstrate the role of Spiroplasma in A. citricidus bioecology and associated costs involved.
Resumo Pulgões podem abrigar vários simbiontes secundários que alteram características ecológicas importantes, como defesa contra inimigos naturais, tolerância ao calor e utilização da planta hospedeira. Um desses simbiontes secundários, Spiroplasma, é estudado em Drosophila por alterar a razão sexual e interagir com o sistema imunológico do hospedeiro. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos do Spiroplasma em pulgões, como sua influência na defesa contra fungos entomopatogénicos ou na utilização da planta hospedeira, por exemplo. Spiroplasma foi identificado em poucas espécies de pulgão e geralmente em baixa densidade, contudo pulgões pertencentes ao gênero Aphis em regiões neotropicais apresentam altas taxas de infecção por Spiroplasma. Assim, investigamos a associação entre Spiroplasma e o pulgão neotropical Aphis citricidus por meio de biologia comparativa em duas plantas hospedeiras com diferentes valores nutricionais para o pulgão. Spiroplasma não causou custo adaptativo significativo para A. citricidus em ambas planta hospedeira. A infecção por Spiroplasma induziu apenas pequenas mudanças na longevidade e fecundidade do hospedeiro. Portanto, concluímos que Spiroplasma estabeleceu uma interação neutra com A. citricidus sob ausência de pressão de seleção. Entretanto, discutimos sobre condições de estresse que possam demonstrar o papel de Spiroplasma na bioecologia de A. citricidus e os possíveis custos envolvidos.
ABSTRACT
Mortality during the immature development of T. galloi and T. pretiosum was estimated on UV-killed and live eggs of a factitious and a natural host, respectively. A staining technique was used to determine the actual parasitization of UV-treated eggs and was compared with the number of parasitoids that emerged per host egg (detectable parasitization). Effects of temperature as a factor of mortality during the immature development of both parasitoids on the factitious host was also assessed. The actual and detectable parasitization of live hosts was measured by recording both the parasitization behavior and the number of eggs where a parasitoid developed successfully. Our data show that mortality during immature development of both parasitoids may occur in live eggs of the natural host. No such mortality was observed when parasitoids developed on UV-killed eggs of the factitious host. Possible causes of parasitoid immature mortality and the effects of using UV-treated eggs of factitious hosts in estimating the parasitism capacity of Trichogramma in field conditions are discussed