Interactions and mechanisms involved in host range expansion of endoparasitoids to native and invasive species of lepidopteran pests in horticultural agroecosystems in southwestern Ontario Canada

Resumen

La expansión del rango de insectos hospederos nativos a no-nativos por parasitoides es un proceso ecológico común mediado por múltiples factores. Los recursos dentro y entre los niveles tróficos, interactúan para mediar la expansión del rango de hospederos de los parasitoides nativos cuando especies de hospederos invasores están presentes. Las interacciones tróficas y las condiciones ambientales determinan la estructura de las redes alimentarias y la expansión del rango de hospederos de los parasitoides a los nuevos hospederos. El objetivo de esta investigación es definir cuáles son las interacciones y los mecanismos mostrados por endoparasitoides generalistas nativos que les permiten adaptarse a hospederes invasores (expansión del rango de hospederos) dentro de una red alimenticia de especies de Lepidoptera Noctuidae Plusiinae en cultivos hortícolas en condiciones de campo e invernadero en el sudoeste de Ontario, Canadá. En este estudio, investigamos diferentes aspectos sobre: (1) las interacciones de la red alimenticia planta-insecto-parasitoide, específicamente el efecto de los recursos tróficos y los factores ambientales sobre la presencia de los parasitoides que expandieron su rango de hospederos después de la invasión de Chrysodeixis chalcites (Esper) (Lepidoptera: Noctuidae); (2) la capacidad hospedante del hospedero nativo Trichoplusia ni (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae) y el hospedero no-nativo C. chalcites para los parasitoides nativos Campoletis sonorensis (Cameron) (Hymenoptera: Ichneumonidae) y Copidosoma floridanum (Ashmead) (Hymenoptera: Encyrtidae) y para el parasitoide no-nativo Cotesia vanessae (Reinhard) (Hymenoptera: Braconidae); y (3) si el comportamiento de forrajeo de los parasitoides en respuesta a la abundancia de diferentes especies nativas y no-nativas de hospederos a las que están expuestos, es un factor mediador en la expansion del rango de hospederos. Investigamos los niveles de parasitismo, la respuesta funcional y el comportamiento de cambio de dos cepas del parasitoide C. sonorensis expuestas a diferentes densidades y proporciones del hospedero nativo T. ni y del hospedero no-nativo C. chalcites. Los resultados de esta investigación indican que: (1) se desarrollaron veintiúna asociaciones planta-hospedero- parasitoide entre los lepidópteros T. ni, C. chalcites y parasitoides de larvas en tres niveles de interacción trófica. Chrysodeixis chalcites, una especie del viejo mundo que acababa de llegar al suroeste de la provincia de Ontario, Canada, fue la especie de hospedero más común. Chrysodeixis chalcites permitio a los parasitoides larvales C. sonorensis (Hymenoptera: Ichneumonidae), C. vanessae, Cotesia sp., Microplitis alaskensis (Ashmead) y Meteorus rubens (Nees) (todos Hymenóptera: Braconidae) expandir su rango de hospederos y cambiar la estructura de su red alimentaria. El parasitoide C. floridanum fue común solo en el hospedero nativo Trichoplusia ni; (2) Para el parasitoide C. sonorensis, el hospedero nativo y el hospedero no-nativo tienen una capacidad hospedadora similar para su desarrollo, sin embargo, para el parasitoide C. vanessae, el hospedero nativo T. ni es más adecuado que el no-nativo. En contraste, para C. floridanum, la capacidad hospedadora del hospedero nativo T. ni fue adecuada y del hospedero no-nativo C. chalcites no lo fue pues el parasitoide no culminó su desarrollo, aunque se observaron efectos subletales en el desarrollo del hospedero. La capacidad hospedadora diferencial del hospedero no-nativo C. chalcites respalda la importancia de la capacidad hospedadora como un factor dinámico que media la expansión del rango de hospederos de los parasitoides en nuevas especies de hospederos. Los parámetros evaluados indicaron que T. ni es el hospedero más adecuado para la cría masiva de los tres parasitoides; y (3) Con algunas excepciones, los niveles de parasitismo de C. sonorensis fueron similares en T. ni y en C. chalcites. Dos cepas del parasitoide mostraron una respuesta funcional tipo III en ambos hospederos por separado y combinados con diferentes niveles de parasitismo relacionados positivamente con el aumento de la abundancia de los hospederos. La respuesta de cambio de hospedero fue positiva para ambas cepas de C. sonorensis cuando T. ni y C. chalcites estaban presentes en el mismo foco. Sin embargo, se demostró un cambio de esta respuesta mediante el cual, la proporción de parasitismo de cada hospedero cambia dependiendo de la proporción de las dos especies de hospederos, mediada por la preferencia del parasitoide por C. chalcites. Estos resultados indican que la respuesta de comportamiento de forrajeo del parasitoide C. sonorensis a la abundancia de sus hospederos, es un factor que influye en la expansión del rango de hospederos de este parasitoide desde el nativo T. ni al no-nativo C. chalcites.