Faktory ovlivňující odolnost hmyzu vůči extrémním teplotám: jak parazitické houby ovlivňují slunéčka

Klára Vaněčková

Bachelor's thesis

Factors affecting insect tolerance to extreme temperature: the case of ladybirds and their parasitic fungi

Abstract:

Extrémní teplotní podmínky prostředí jsou jedny z nejdůležitějších environmentálních faktorů ovlivňující přežívání hmyzu. Teplota zažitá během života zásadně ovlivňuje jeho fyziologii, ekologii, chování a z dlouhodobého pohledu i evoluční adaptace hmyzu. Schopnost jednotlivců reagovat na nepříznivé podmínky prostředí, jako je tepelný stres, je navíc vysoce důležitá pro přizpůsobení se probíhajícím změnám klimatu včetně globálního oteplování. Ve své bakalářské práci jsem zkoumala vliv parazitické houby Hesperomyces harmoniae na odolnost slunéček vůči nízké a vysoké teplotě. Jako modelový druh jsem použila invazní slunéčko východní, Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae). U brouků jsem měřila jejich heat knockdown time (čas, kdy jedinec dosáhne svého teplotního maxima a přestane se hýbat) a chill coma temperature (teplota, při které se jedinec dostane do komatózního stavu, projevuje se úplným zastavením pohybu). Měření proběhla opakovaně ve dvou fenologicky odlišných částech roku: 1) v létě během vrcholu vegetační sezóny a 2) během podzimních migrací na zimoviště, tedy v období, kdy se slunéčka chystají vstoupit do zimní diapauzy. Ve své práci jsem potvrdila, že parazitická houba Hesperomyces harmoniae má průkazný vliv na teplotní toleranci slunéček. Infikovaní jedinci měli vyšší chill coma temperature (a tedy nižší toleranci pro extrémně nízké teploty), než jedinci neinfikovaní. Naopak heat knockdown time (tedy tolerance pro extrémně vysoké teploty) se mezi infikovanými a neinfikovanými jedinci nelišila. Z výsledků dále vyplynulo, že nejen výskyt ektoparazitické houby Hesperomyces harmoniae, ale i velikost těla a sezóna mají vliv na odolnost slunéček vůči extrémně nízkým teplotám, přičemž tato odolnost byla vyšší na podzim než v létě a klesala s velikostí těla jedince. Odolnost slunéček vůči vysokým teplotám byla vyšší v létě než na podzim a vyšší pro samečky než pro samičky.

Abstract:

Extreme temperature conditions are one of the most important environmental factors affecting insect survival. The temperature experienced during life fundamentally changes the physiology, ecology, behavior and, from a long-term perspective, the evolutionary adaptation of an insect. In addition, the ability of individuals to respond to adverse environmental conditions such as heat stress is very important for adapting to ongoing climate changes, including global warming. In my bachelor's thesis, I investigated the effect of a parasitic fungus, Hesperomyces harmoniae, on the resistance of ladybugs to low and high temperatures. I used the invasive eastern ladybug, Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae) as a model species. In the case of beetles, I measured their heat knockdown time (the time when an individual reaches stops moving after exposure to an extreme high temperature) and chill coma temperature (the temperature at which an individual stops moving and falls into a comatose state). Measurements were carried out repeatedly in two phenologically different parts of the year: 1) in summer during the peak of the growing season and 2) during autumn migrations to the wintering grounds, i.e. in the period when ladybirds are about to enter winter diapause. In my work, I confirmed that the parasitic fungus Hesperomyces harmoniae has a demonstrable effect on the temperature tolerance of ladybugs. Infected individuals had higher chill coma temperatures (and thus lower tolerance for cold temperatures) than uninfected individuals. On the contrary, heat knockdown time (i.e., tolerance for extremely high temperatures) did not differ between infected and uninfected individuals. The results also showed that body size and season have an effect on the resistance of ladybirds to extremely low temperatures; resistance was higher in autumn than in summer and decreased with the body size of the individual. Resistance to high temperatures was higher in summer than in autumn for males than for females.

Keywords

preferovaná teplota, přežívání, teplotní biologie, Hesperomyces harmoniae, ekofyziologie, Harmonia axyridis

Keywords

ecophysiology, Harmonia axyridis, Hesperomyces harmoniae, preferred temperature, survival, thermal biology

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 22. 5. 2023
• Supervisor: doc. Ing. Michal Knapp, Ph.D.
• Reader: Ondřej Balvín, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme:
Applied Ecology