Energy storage, body size and immune response of herbivore beetles at two different elevations in Costa Rica

The physiological condition and immune responses of organisms living at different elevations are expected to display local adaptations to the different climatic and biotic conditions. Small ectotherms with specialized diets are highly susceptible to environmental change, as their life cycle is largely affected by temperature and by the presence of specific resources. This study focuses on two species of rolled-leaf beetles (Chrysomelidae), both present at two different elevations in Costa Rica: Cephaloleia belti Baly, a diet-generalist, and Chelobasis bicolor Gray, a diet-specialist. Body size, energetic condition (lipid storage), muscle mass and immune condition (melanization response) were compared in beetle populations from a tropical rainforest (50 m elevation) and a tropical montane forest (2 000 m elevation). These measurements reflect current and past nutritional condition and hence are good estimators of individual fitness. We analyzed a total of 172 individuals from both species, sexes and elevations. We predicted that beetles at higher elevation would display larger body size, higher energetic condition and lower immune response associated with metabolic requirements and parasitic pressure in colder temperatures. In general, beetles at high altitude were larger, had more lipids and muscle and showed stronger melanization (i.e., immune response) than beetles at low altitudes. Such differences among populations at different elevations may reflect local adaptation to altitude or phenotypic plasticity. However, the effect of elevation was not equivalent amongst species or sex. Measuring physiological traits in organisms with broad elevational distributions could be useful in understanding possible species responses to climate change.

La condición fisiológica y la respuesta inmune de poblaciones que habitan a distintas altitudes pueden mostrar adaptación local a las condiciones abióticas y bióticas locales. Entre los organismos más susceptibles al cambio ambiental están los ectotermos pequeños con dietas especializadas, debido a que su ciclo de vida es, en gran medida, afectado tanto por la temperatura como por la presencia de recursos específicos. Este estudio se enfoca en dos especies de escarabajos (Chrysomelidae) presentes a lo largo de un gradiente altitudinal en Costa Rica: Cephaloleia belti Baly, una especie de dieta generalista, y Chelobasis bicolor Gray, de dieta especialista. Se comparó el tamaño corporal, la condición energética (almacenamiento de lípidos), la masa muscular y la condición inmunológica (respuesta de melanización) entre poblaciones de escarabajos de un bosque tropical (a 50 m de altitud) y un bosque tropical montano (a 2 000 m de altitud). Las variables seleccionadas reflejan las condiciones nutricionales actuales y pasadas y son buenos estimadores de la adecuación individual. Se analizaron un total de 172 escarabajos de ambas especies, sexos y elevaciones. Predecimos que los escarabajos a mayor elevación tendrán mayor tamaño corporal, mayor condición energética y menor respuesta inmune asociadas con los requerimientos metabólicos y la presión de los parásitos asociados con ambientes fríos. En general, los escarabajos a mayor altitud fueron más grandes, tuvieron más lípidos y masa muscular, y presentaron una mayor respuesta inmune de melanización que los escarabajos a menor altitud. Es posible que las diferencias entre las poblaciones a diferentes altitudes reflejen adaptaciones locales a las condiciones ambientales a distintas altitudes o plasticidad fenotípica. Sin embargo, el efecto de la altitud no fue de la misma magnitud entre las dos especies ni entre los dos sexos. La medición de caracteres fisiológicos en organismos ectotérmicos de amplia distribución altitudinal puede ser útil para entender las respuestas de ciertas especies al cambio climático.

Effect of temperature on immatures of Stiretrus decastigmus (Hemiptera: Pentatomidae) / Efeito da temperatura sobre imaturos de Stiretrus decastigmus (Hemiptera: Pentatomidae)

Abstract Stiretrus decastigmus (Herrich-Schaeffer) (Hemiptera: Pentatomidae) is an important predator of the insect pest Microtheca ochroloma Stal (Coleoptera: Chrysomelidae). The present study investigated the pre-imaginal development of S. decastigmus at different temperatures. The temperatures were: 20, 25, and 30 °C, with a relative humidity of 70 ± 10% and a photofase of 12 h, and the nymphs were fed larvae of M. ochroloma. We evaluated the duration and viability of the egg and nymphal stages, the duration of each instar, and the predation potential. The incubation time decreased with increasing temperature, and the viability was highest at 25 °C. The duration of the nymphal stage was inversely proportional to the temperature, ranging from 18 days at 30 °C to 40.6 days at 20 °C. The highest S. decastigmus predation rates were found at 20 °C (90.4 larvae) and 30 °C (72.5 larvae). S. decastigmus showed the highest viability and lowest consumption of larvae of M. ochroloma at 25 °C.

Resumo Stiretrus decastigmus (Herrich-Schaeffer) (Hemiptera: Pentatomidae) é um importante predador do inseto-praga Microtheca ochroloma Stal (Coleoptera: Chrysomelidae). O objetivo deste trabalho foi estudar o desenvolvimento pré-imaginal de S. decastigmus em diferentes temperaturas. Foram utilizadas as temperaturas de 20, 25, e 30 °C, umidade relativa do ar de 70 ± 10% e fotofase de 12 h, sendo as ninfas alimentadas com larvas de M. ochroloma. Foram avaliados a duração e viabilidade dos estágios de ovo e ninfa, a duração de cada instar e o potencial de predação. O período de incubação diminuiu com o aumento da temperatura e apresentou maior viabilidade a 25 °C. A duração do estágio ninfal foi inversamente proporcional a temperatura com 18 dias a 30 °C e 40,6 dias a 20 °C. A maior taxa de predação de S. decastigmus foi encontrada a 20 °C (90,4 larvas) e 30 °C (72,5 larvas). S. decastigmus teve maior viabilidade e menor consumo de larvas de M. ochroloma a 25 °C.

Primeiro relato de Stiretrus decastigmus no Brasil predando Microtheca ochroloma / First report of Stiretrus decastigmus in Brazil preying Microtheca ochroloma

Em razão da importância de Microtheca ochroloma (Coleoptera: Chrysomelidae) como inseto-praga de Brassicaceae e da carência de informações relativas aos inimigos naturais desse crisomelídeo, o presente trabalho visa a relatar, pela primeira vez, a ocorrência de Stiretrus decastigmus (Hemiptera: Pentatomidae) predando M. ochroloma em cultivo de Brassica chinensis L., em Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil (latitude: 29°43'28"S, longitude: 53°43'19"O e altitude: 95m). Também são descritas a metodologia de coleta e as características morfológicas dos espécimes encontrados.

Due to the importance of Microtheca ochroloma (Coleoptera: Chrysomelidae) as an insect-pest of Brassicaceae and to the lack of data regarding its natural enemies, the present research aims to report the first occurrence of Stiretrus decastigmus (Hemiptera: Pentatomidae) preying M. ochroloma in Brassica chinensis L., at Santa Maria, Rio Grande do Sul state, Brazil (latitude: 29°43'28"S, longitude: 53°43'19"O, height: 95m). The collecting methodology and morphologic characteristics of the insects found were also described.

Herbivoria floral em Chamaecrista trachycarpa (Vog.) H.S. Irwin & Barneby, em uma área de campo natural(Telêmaco Borba, Pr, Brasil) / Floral herbivory in Chamaecrista trachycarpa (Vog. ) H.S.Irwin & Barneby, in an area of “campo natural” (Telêmaco Borba, Pr, Brazil)

O gênero Chamaecrista Moench está incluído na família Leguminosae, subfamília Caesalpinoideae, tribo Cassieae. Estudos sobre herbivoria e ovoposição de insetos em frutos deste gênero, ou em gêneros da mesma tribo, demonstram interações com insetos da ordem Coleoptera, mais especificamente dos bruquíneos, mas a herbivoria floral é pouco estudada. O objetivo do trabalho foi verificar a presença de herbivoria floral e indicar os potenciais herbívoros de Chamaecrista trachycarpa (Vog.) H.S.Irwin & Barneby. O experimento foi realizado em uma área de campo natural do Parque Ecológico da Klabin, em Telêmaco Borba, PR, região caracterizada pela transição entre a floresta estacional semidecidual e a ombrófila mista. Foram coletadas três inflorescências, de 15 plantas aleatoriamente, no período da manhã e no da tarde, durante três dias de março de 2008. Foram coletadas 2156 flores, 38,5% das quais apresentavam algum sinal de herbivoria. O número total de insetos coletados foi 157, e a maioria foi coletada no período da tarde. Os coleópteros representaram 146 e os demais foram representados por formigas e formas jovens de hemípteros. A família mais representativa foi Chrysomelidae (Eumolpinae), com 124 insetos coletados, seguido por 22 Curculionidae pertencentes principalmente a subfamília Eumolpinae. Esses podem ser indicados como os principais herbívoros de Chamaecrista.

The genus Chamaecrista Moench is included in the Leguminosae family, subfamily Caesalpinoideae, tribe Cassieae. Studies on herbivory and oviposition in fruits of this genus, or in genera of the same tribe, demonstrate interactions with insects of the order Coleoptera, more specifically of the bruchines (Chrysomelidae), but there are few records on floral herbivory. The purpose of this work was to verify the presence of floral herbivory and list the herbivorous insects of Chamaecrista trachycarpa (Vog.) H. S. Irwin & Barneby. The experiment was carried out on a native grassland area of the Ecological Park of Klabin, in Telêmaco Borba, PR, a region characterized by the transition between the semi-deciduous seasonal forest and the mixed ombrophilous forest. Three inflorescences were randomly collected from 15 plants, in the morning and in the afternoon period, during three days in March 2008. Two thousand one hundred and fifty-six (2156) flowers were collected, 38.5% presenting herbivory. One hundred and fifty-seven (157) insects were collected, most of them in the afternoon period. Coleoptera represented 146 and the others consisted of ants and young forms of hemipteras. The most representative family was the Chrysomelidae (Eumolpinae) with a number of 124, followed by Curculionidae, with a number of 22. Coleoptera, especially the subfamily Eumolpinae, can be indicated as the main Chamaecrista herbivory insects.

Fitting together: copulatory linking in some Neotropical Chrysomeloidea

Copulatory linking of male and female genitalic structures in 11 Neotropical species of Chrysomelidae and one species of Megalopodidae was studied by freezing and then dissecting pairs of beetles in copula. In Megalopus armatus (Megalopodidae) the male has a long endophallus with complex membranous protuberances and a terminal flagellum that probably reaches the spermatheca. In the subfamily Eumolpinae the females have telescoping ovipositors through which the male endophalli pass, reaching to or near the mouth of the spermathecal duct. A long thin flagellum is probably inserted into the spermathecal duct. The male endophalli are braced inside the female using various structures, including two pairs of lateral appendages and apical appendages (both lateral pairs sclerotized in Colaspis sanjoseana and only the basal pair in Brachypnoea irazuensis), a pair of membranous swellings (in Metaxyonycha amasia), and apical microspicules on the endophallus (in Xanthonia). In the subfamily Galerucinae, males of Metrioidea and Diabrotica (tribe Galerucini) have relatively short endophalli ornamented with sclerotized hooks, spines and needles. In Metrioidea elongata the long needle-like endophallic spines of the male were erected inside the female and penetrated the wall of her bursa. In the tribe Alticini, the male endophallus is very short and does not enter the female in two species, Alagoasa gemmata and Walterianella sp. Instead, the apical parts of the female bursae were everted, and were clamped by sclerites of the male median lobe. The male genitalia of Plectrotetra hirsuta reached deep into the female, to the median oviduct, far beyond the mouth of the spermathecal duct. Both rigid and membranous structures meshed in complex ways. When these observations are combined with published descriptions of mating in other Chrysomelidae, the great diversity of copulatory morphology in these families comes into sharper focus.

Se describen los coajustes mecánicos entre las estructuras genitales de machos y hembras de 11 especies neotropicales de Chrysomelidae y una especie de Megalopodidae. Las parejas fueron congeladas durante la cópula y después disectadas. En Megalopus armatus (Megalopodidae) el macho tiene un endofalo largo, con protuberancias membranosas complejas, y un flagelo terminal que probablemente penetra el largo del ducto de la espermateca hasta el lumen de la espermateca. En la subfamilia Eumolpinae, las hembras tienen ovipositores telescópicos, a través de los cuales los endofali de los machos pasan para llegar hasta o cerca a la boca del ducto de la espermateca. Es probable que el largo y delgado flagelo se inserta en el ducto de la espermateca. El endofalo del macho se apoya dentro de la hembra por varias estructuras, las cuales incluyen dos pares de apéndices laterales y apéndices apicales (ambos pares laterales son esclerotizados en Colaspis sanjoseana, únicamente el par basal en Brachypnoea irazuensis), un par de hinchamientos membranosos (en Metaxyonycha amasia), y espículas apicales sobre el endofalo (en Xanthonia). En la subfamilia Galerucinae, los machos de Metrioidea y Diabrotica (tribu Galerucini) tienen endofalos relativamente cortos, pero adornados con varios ganchos, espinas y agujas. En Metrioidea elongata las largas espinas endofálicas se abrieron dentro de la hembra, y penetraron las paredes de su bursa. En la tribu Alticini, el endofalo del macho de dos especies, Alagoasa gemmata y Walterianella sp., es muy corto y no entró al cuerpo de la hembra. En su lugar, la parte apical de la bursa de la hembra fue evertida, y fue agarrada por escleritos del lóbulo mediano del macho. Los genitales de Plectrotetra hirsuta penetraron profundamente en la hembra, llegando probablemente hasta el oviducto mediano, más profundo que la boca del ducto de la espermateca. Estructuras de...

Avaliação de Danos de Percevejos e de Desfolhadores em Genótipos de Soja de Ciclos Precoce, Semiprecoce e Médio / Evaluation of Damage in Soybean Genotypes of Three Maturity Groups Caused by Stink Bugs and Defoliators

The damage of stinkbugs and defoliators in soybean genotypes was evaluated, under field conditions, at Tarumã and Ribeirão Preto, State of São Paulo, Brazil. Three experiments, one for each of three maturity group, were carried out, in the 1997/98 and 1998/99 seasons. In Tarumã, infestations of Diabrotica speciosa (Germar) and Cerotoma sp. occurred in both seasons and Anticarsia gemmatalis Hubn. in the second; in Ribeirão Preto, this caterpillar occurred only in the second year. Only in the first year in Tarumã, stinkbug infestations [predominantly Piezodorus guildinii (West.)], fluctuated above the economic injury level (EIL); in Ribeirão Preto, the stinkbug infestations did not exceed the EIL. Defoliaton damage was estimated by the percentage of eaten leaf area (PAFC). Percentage of foliar retention (PRF) and yield were used to evaluate the stinkbug damage. Considering both years and both locations, among the early maturing genotypes (110 days), 'IAC-22' showed susceptibility to defoliators while 'IAC-17' confirmed its resistance to this group of pests as well as to stinkbugs. Among the genotypes of 120-day maturity group, IAC 93-3379 could be distinguished for the high yield, showing stability by this criteria. IAC 93-3275 and IAC 93-3237 presented low yield and high PAFC and PRF, mainly in Tarumã. Regarding the genotypes of 135-day maturity group, susceptibility to stinkbugs was observed in 'IAC Holambra-Stwart', 'IAC PL-1' and IAC 87-2048; however, this line showed high yield under low infestation. Also, IAC 78-2318, IAC 93-1789 and IAC 93-1796 presented the lowest PRF, indicating to be less susceptible to this disorder.

Avaliaram-se os danos causados por percevejos e por desfolhadores em genótipos de soja de ciclos precoce, semiprecoce e médio, em experimentos de campo instalados em Tarumã e Ribeirão Preto, SP, em 1997/98 e 1998/99. Em Tarumã, ocorreram os crisomelídeos Diabrotica speciosa (Germar) e Cerotoma sp. nos dois anos e Anticarsia gemmatalis Hubn. no segundo; em Ribeirão Preto, apenas no segundo ano ocorreu a lagarta. Com relação a percevejos, somente no primeiro ano em Tarumã as infestações [predominância de Piezodorus guildinii (West.)] flutuaram acima do nível de dano econômico; em Ribeirão Preto, essas infestações foram baixas. Os danos de desfolhadores foram avaliados pela estimativa da porcentagem de área foliar cortada e os de percevejos pela estimativa da porcentagem de retenção foliar e pela produtividade. Considerando-se os dois anos e as duas localidades, no grupo precoce, 'IAC-22' exibiu suscetibilidade a desfolhadores enquanto 'IAC-17' confirmou sua resistência a esse grupo de pragas e também a percevejos. Dentre o germoplasma de ciclo semiprecoce, a linhagem IAC 93-3379 destacou-se pela maior produtividade, demonstrando estabilidade para esse critério. As linhagens IAC 93-3275 e IAC 93-3237 apresentaram baixa produtividade e altos índices de desfolha e de retenção foliar, principalmente em Tarumã. Nos genótipos de ciclo médio, verificou-se suscetibilidade aos percevejos em 'IAC Holambra-Stwart', 'IAC PL-1' e IAC 87-2048, embora esta linhagem seja produtiva em condições de baixa infestação. Ainda neste grupo, as linhagens IAC 78-2318, IAC 93-1789 e IAC 93-1796 apresentaram os menores índices de retenção foliar, indicando serem pouco suscetíveis a essa anomalia.

Occurrence of Spaethiella coccinea Boheman (Coleoptera: Chrysomelidae, Hispinae) on Theobroma grandiflorum [Willdenow ex Sprengel] Schumman, (sterculiaceae), in Manaus, Amazonas, Brazil

A preliminary study on the ocurrence of Spathiella coccinea Boh. (Coleoptera) on Theobroma grandiflorum (cupuassu), native Amazonian fruit plant, are reported. S. coccinea is known to feed on leaves of many species of palm, and has been found in Elaeis guineensis (Palmaceae) leaves. From September 1994 to February 1996 observations were made on the behavior and seasonal aspects of S. coccinea and larvae, pupae and adults found on the leaves of cupuassu were hand collected. The highest number of insects was found in the rainy season February 1995.

A ocorrência de Spathiella coccinea Boh. em plantas de Theobroma grandiflorum Schum. (cupuaçuzeiro), fruteira nativa da região Amazônica é aqui registrada. S. coccinea é conhecida como um Coleoptera que se alimenta de folhas de palmeiras de diversas espécies tendo sido encontrado na região de Tefé, alimentando-se de folhas de dendezeiros Elaeis guineensis. Durante dezoito meses foram feitas observações sobre o comportamento sazonal desses besouros, coletando-se manualmente larvas, pupas e adultos sobre e sob as folhas de cupuaçuzeiros. Encontrou-se o maior número desses indivíduos nos meses correspondentes ao período mais chuvoso.