Can faecal glucocorticoid metabolites be used to monitor body condition in wild Upland geese Chloephaga picta leucoptera?

The measurement of faecal glucocorticoid metabolites is used as a non-invasive technique to study stress in animal populations. They have been used most widely in mammals, and mammalian studies have also treated issues such as sample stability and storage methods. In birds, faecal corticosterone metabolite (CM) assays have been validated for a small number of species, and adequate storage under field conditions has not been addressed explicitly in previous studies. Furthermore, while it is well-established that baseline plasma corticosterone levels in birds rise with declining body condition, no study so far investigated if this relationship is also reflected in faecal samples. We here present data of a field study in wild Upland geese Chloephaga picta leucoptera on the Falkland Islands, testing different storage methods and investigating the relationship of faecal CM concentrations to body condition and reproductive parameters. We found that faecal CM measures are significantly repeatable within individuals, higher in individuals with lower body condition in both male and female wild Upland geese and higher in later breeding females with smaller broods. These results suggest that measuring faecal CM values may be a valuable non-invasive tool to monitor the relative condition or health of individuals and populations, especially in areas where there still is intense hunting practice

Compilation of results of the ICPPR non-Apis working group with a special focus on the bumblebee acute oral and contact toxicity ring test 2014 ICPPR Non-Apis Working Group

Although honeybee risk assessment for chemicals has been rigorously revised recently, methods and techniques available for non-apis pollinators are scarce. An ICPPR working group “non-apis” was established in 2013 to address these knowledge gaps. Acute contact tests were designed and performed with solitary bees Osmia sp. but still require further optimization. Ring tests on acute oral and contact toxicity for the bumblebee Bombus sp. were developed and performed in 2014. Thirteen European laboratories participated in the trials and in most cases control mortality was < 10% after 96h, indicating that the developed methodologies were feasible in a variety of laboratories. The oral exposure and the group contact exposure tests were each found to generate more variable LD50 estimates, whereas the endpoints obtained in the single contact tests were more consistent among laboratories. The difference in the two different contact test designs indicates the presence of a ‘housing’ effect, which makes the group housing less favorable. In addition, the use of Tween80 as a wetting agent was found to be unsuccessful

Pflanze-Insekt Interaktionen unter dem Einfluß von Umweltveränderungen

Interaktionen zwischen Pflanzen und Insekten sind für die Struktur und Funktion von terrestrischen Ökosystemen wichtig. Deshalb können Gleichgewichtsverschiebungen innerhalb dieser Interaktionen, oder deren Wegfallen aufgrund von anthropogen induzierten Umweltveränderungen weitreichende Konsequenzen sowohl in landwirtschaftlich bewirtschafteten als auch natürlichen Ökosystemen haben. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Begriff Umweltveränderung auf drei Aspekte: (1) Auf der Landschaftsskala verringern sich strukturelle Komplexität und Habitatdiversität mit fortschreitender Expansion der Agrarlandschaft. (2) Intensive Nutzung von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln führt auf der Habitatebene oft zu Biodiversitätsverlusten und verändert hier die Umweltbedingungen für Insekten. (3) Klimawandel verändert sowohl abiotische (z.B. Temperatur, CO2 Konzentration der Luft, relativer Luftfeuchtigkeit) als auch biotische (z.B. N-Gehalt und sekundäre Abwehrmetabolite von Pflanzen) Bedingungen für Insekten. Um Vorraussagen über die Funktion ökologisch wichtiger Prozesse in künftigen Ökosystemen treffen zu können werden mechanistische Studien benötigt, in denen untersucht wird wie trophische Interaktionen auf veränderte Umweltweinflüsse reagieren. Diese Arbeit besteht aus drei Teilprojekten in denen Pflanze-Insekt Interaktionen in Hinblick auf die oben genannten Umweltveränderungen untersucht werden. (1) In acht Landschaftssektoren der Göttinger Umgebung untersuchten wir den Einfluss von Landschaftskomposition und -struktur auf Spillover von Rapsglanzkäfern (Meligethes aeneus) und ihren Parasitoiden aus Rapsfeldern auf Phytometer (Ackersenf, Sinapis arvensis). Hierzu wurde die Besiedlung der Phytometer in Habitaten der Agrarlandschaft (Weizenfelder, Ackerrand) und bewirtschaftungsschwachen Habitaten (Weide, Brache, Waldrand) gemessen. Parasitierungsraten waren unabhängig von der Landschaftsstruktur, aber stiegen mit dem Anteil von Rapsfeldern in der Landschaft an. Im Gegensatz dazu profitierten Rapsglanzkäfer von strukturarmen Landschaften. Die Kombination von großen Ackerflächen und Fruchtfolgen, die wiederholt Rapsanbau vorsehen begünstigen vermutlich die Ausbildung von Langzeitpopulationsmustern. Wir konnten zeigen, dass der Spillover von Parasitoiden aus Raps trophische Interaktionen auf Wildpflanzen in anderen Habitaten beeinflusste. Dieser Nachweis gelang erstmals in der vorliegenden Studie, obwohl angenommen werden kann, dass dieser Mechanismus weitverbreitet ist und so Nahrungsnetze in seminaturalen Habitaten verändern kann. (2) In einem faktoriellen Split-Plot Experiment wurden Temperaturerhöhungseffekte (passive Erwärmung mit Schilden aus Gewächshausfolie) in gedüngten und ungedüngten Weizen Mono- und Mischkulturen (mit Wildpflanzenuntersaat) untersucht (8 Treatments, 6 Replikate, N = 48 Plots). Blattlauszahlen und die der natürlichen Fressfeinde wurden erhoben und in Bezug auf den Weizenertrag ausgewertet. Düngung führte sowohl zu gesteigertem Weizenertrag, als auch zu höheren Blattlausdichten, die wiederum einen negativen Effekt auf den Ertrag hatten. Räuber-Beute Verhältnisse waren, bedingt durch ein geringeres Wachstum der Blattlauspopulationen, in Mischkulturen am höchsten. Durch die Temperaturerhöhung wurde vor allem in gedüngten Monokulturen das Blattlauspopulationswachstum verstärkt und führte dort zu einem Ertragsrückgang. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Diversifizierung und verminderte Düngung von Weizenkulturen vor dem Hintergrund des Klimawandels eine wichtige Rolle in der Schädlingsbekämpfung spielen können. (3) Als zentrale Faktoren des Klimawandels wurden CO2, Temperatur und Trockenheit in einem von Calluna vulgaris dominierten Heide- / Graslandsystem manipuliert. Das Experiment wurde als Split-Plot mit N = 48 Plots angelegt (6 Blöcke x 2 CO2 Treatments x 4 Temperatur/ Trockenheits Treatments). Insgesamt wurden in diesem System 432 Larven (N = 9 pro Plot) des Heideblattkäfers (Lochmaea suturalis) für 5 Wochen unter verschiedenen klimatischen Bedingungen beobachtet (jeweils aktuelle und erhöhte Bedingungen von CO2, Temperatur und Trockenheit inklusive aller Kombinationen). Generell zeigen die Ergebnisse dass i) Trockenheit den stärksten Effekt auf herbivore Insekten hatte, ii) Klimafaktoren sich in ihrer Wirkungsweise gegenseitig beeinflussen können, iii) der Klimawandel herbivore Insekten negativ beeinflussen kann. In dieser Studienfolge wurde gezeigt, dass Umweltveränderungen zu Gleichgewichtsverschiebungen trophischer Interaktionen führen können. Während die Effekte von Landschafts- und Habitatmanagement artspezifisch waren, wirkten klimatische Veränderungen vor allem auf Insekten mit kurzen Generationszyklen. Unter der Prämisse, dass die von uns beobachteten Effekte des Habitatmanagements unter erwärmten Klimabedingungen, auf die Landschaftsebene extrapoliert werden können, bietet sich mit der Diversifikation der Landschaftstruktur eine Möglichkeit im prognostizierten Klimawandel einen regulierenden Einfluss auf Insektenpopulationen auszuüben. Generell lässt sich schließen, dass die Artspezifität der beobachteten Reaktionen auf experimentell veränderte Umweltparameter die Komplexität unterstreicht, mit der zukünftige Umweltveränderungen Ökosysteme verändern

Effects of the number of climate change drivers on herbivore performance

<p><strong>Figure 7 from Scherber et al. (2013), Ecology and Evolution, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/ece3.564</strong></p> <p> </p> <p>Weight (open circles) and survival (filled circles) of beetle larvae (N=48) as a function of the number of climate change drivers, scaled to [0;1] using a ranging transformation. Survival (solid line) and growth (dashed line) decreased significantly (P<0.05) with the number of climate change drivers. Lines show local smoothing splines (for illustrative purposes only).</p

Efficiency of climate change treatments in a multi-factor climate change experiment

<p><strong>Figure 2 from Scherber et al. (2013), Ecology and Evolution, DOI: http://dx.doi.org/10.1002/ece3.564</strong></p> <p>Temporal dynamics of climate change treatments applied in this experiment. (a) Nighttime air temperature at a height of 20 cm above ground in warmed (red) and unwarmed plots (blue); lines show a non-parametric smoothing spline ± 1 SE (b) Daytime air CO2 concentration (ppm) in elevated CO2 octagons (red) and ambient CO2 octagons (blue); lines are from a locally-weighted polynomial regression smoother; (c) Soil water content (percent) from TDR probes at 0-20 cm depth in prolonged drought plots (grey) and non-drought plots (black); lines are exact mixed effects model predictions for each day; the grey shaded area in (c) shows the period in which the drought treatment was applied. Bars in (c) show precipitation events, red bars indicate the precipitation events that were excluded in the drought treatment</p