Pheromone glands in the click beetle genus Athous (Elateridae)

Sexualpheromone sind im gesamten Tierreich weit verbreitet. Vor allem Insekten nutzen diese Art der Partnerfindung. Im Vergleich zu vielen Insektenarten, bei welchen die Art der pheromonbildenden Drüsenzellen, ihre Lage im Körper sowie die chemische Zusammensetzung ihrer Pheromone identifiziert wurde (s. Review von Blomquist & Vogt 2003) ist bei Schnellkäfern (Elateridae) noch sehr wenig bekannt. Die verschiedenen mitteleuropäischen Schnellkäferarten lassen sich anhand ihrer Pheromonspeicherung in zwei unterschiedliche Gruppen unterteilen. Die Weibchen der Unterfamilie Elaterinae, besitzen im letzten von außen sichtbaren Abdominalsegment ein paariges Drüsenreservoir in welchem das produzierte Sexualpheromon gespeichert wird. Im Gegensatz dazu fehlt bei den Weibchen der übrigen Unterfamilien ein solches Pheromonreservoir und es ist unklar, wo bei diesen Arten die Pheromone produziert werden. Beobachtungen von Ivastschenko & Adamenko (1980) deuten darauf hin, dass sich bei diesen Arten die pheromonproduzierenden Zellen im Bereich der Intersegmentalmembran zwischen dem Abdominalsegment VIII und IX befinden. Um zu klären, ob die Pheromondrüsen tatsächlich in diesem Bereich zu finden sind, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit die Intersegmentalmembranen bei Weibchen und Männchen von Athous haemorrhoidalis und A. subfuscus auf mögliche Drüsenzellvorkommen untersucht.Although it is well known, that click beetles (Elateridae) use pheromones to find their mating partners, only from 10 out of approximately 170 Elateridae species in Central Europe sexual pheromones have been identified. This was successful only with members of the subfamily Elaterinae, where females have an adenoid pheromone reservoir in the abdominal tip. However, all other subfamilies which represent the majority of all Central European click beetle species do not posses such a reservoir. In this study we examine the hypothesis that in these species pheromone glands have no reservoir and are situated on the intersegmental membrane between the 8th and 9th abdominal segment. Using REM, a large number of type III gland cells were found in this area in females of Athous haemorrhoidalis und A. subfuscus. In males these glands are absent. Together with literature data this strongly suggests that these glandular structures represent the source of the sexual pheromones in the genus Athous

Tritrophische Interaktionen zwischen Populus tremula, Blattkäfern und ihren natürlichen Feinden - vom Freiland ins Labor

Für die kommenden Jahre wird ein dramatischer Anstieg des weltweiten Energieverbrauches erwartet. Aufgrund des wachsenden Bedarfs an erneuerbarer Energie richtet sich das Interesse der aktuellen Forschung auf Kurzumtriebsplantagen mit schnell wachsenden und ertragreichen Salix (Weiden) und Populus (Pappeln) Arten als mögliche Energiequelle. In diesem Zusammenhang erlangt die Europäische Zitterpappel (Populus tremula) an Bedeutung, da sie im Stande ist höhere Erträge auf nährstoffarmen Böden und unter ungünstigen klimatischen Bedingungen zu erbringen. Die Europäische Zitterpappel ist eine Pionier-Art und eine der am weitesten verbreiteten Baumart in borealen und gemäßigten Wäldern. In natürlichen Vorkommen bilden Zitterpappeln Habitate für zahlreiche Insekten. Darunter befinden sich auch eine Vielzahl an gefährdeten Arten. Die meisten Studien über Insekten-Pflanzen Interaktionen an Pappel und Weiden konzentrieren sich auf nur zwei trophische Ebenen. Diese Stud! ien untersuchen vor allem den Einfluss von Unterschieden der chemischen Blattinhaltsstoffe auf pflanzenfressende Insekten. Die vorliegende Arbeit wurde in zwei Teile untergliedert. Ziel des ersten Teils der Arbeit war es Unterschiede in der Morphologie und der emittierten Blattduftstoffe zwischen nah verwanden Zitterpappel Kreuzungen zu charakterisieren. Ein weiteres Ziel war es herauszufinden, inwiefern die morphologischen und chemischen Merkmale der Bäume pflanzenfressende Insekten und deren natürliche Gegenspieler in natürlichen multitrophischen Interaktionen beeinflussen. Für die Untersuchungen wurden zwei verschiedene Freilandversuche etabliert, in denen eng verwandte Zitterpappel Kreuzungen (mit einer genetischen Distanz zwischen 6 51 %) gepflanzt wurden Zitterpappeln. Wie erwartet unterschieden sich die Zitterpappeln der verschiedenen Kreuzungen in ihren morphologischen Merkmalen wie z.B. Baum-Höhe, Blattanzahl, etc. und in chemischen Merkmalen wie phenolischen Glykosiden. Im ersten der beiden Freilandversuche wurde ein negativer Zusammenhang zwischen phenolischen Glykosiden und pflanzenfressenden Insekten (z.B.: Phratora vulgatissima) festgestellt. Im zweiten Freilandversuch wurde herausgefunden, dass spezialisierte Blattkäfer und ihre Larven durch unterschiedliche morphologische Baummerkmale beeinflusst werden. Die Abundnaz der Imagines war positiv mit der Anzahl der Blätter pro Baum (Ressource Abundanz) korreliert, wohingegen ein negativer Zusammenhang zwischen der Baum-Höhe und Blattkäfer Larven gefunden wurde, Dieses Ergebnis steht im Gegensatz zur Pflanzen-Größe Hypothese nach Lawton. Durch Herbivoren induzierte Pflanzen Volatilen unterschieden sich in der Abgabemenge zwischen Frühling und Sommer. Es konnten aber weder Unterschiede zwischen den verschiedenen Kreuzungen noch durch verschiedene Herbivoren Abundanz festgestellt werden. Generalistische räuberische Arthropoden wurden indirekt durch genetische Unterschiede der Zitterpappeln (Kreuzungen) beeinflusst, indem ihre Anzahl positiv mit der Zahl der Herbivoren korreliert ist. Auch wurde festgestellt, dass es einen positiven Zusammenhang zwischen abgegebenen Herbivoren induzierten Pflanzen Volatilen und räuberischen Arthropoden gibt. Zusätzlich zeigten unsere Ergebnisse, dass es auf der Fläche eine räumlich-zeitliche Veränderung des Befalls der Bäume gab. Die im Frühjahr befallenen Bäume wurden von der zweiten Generation von Blattkäfern im Sommer gemieden, da diese vermutlich durch den Befall der ersten Blattkäfer Generation induzierte Resistenzen in den Blättern aufwiesen. Der zweite Teil der vorliegenden Arbeit basiert auf dem Wissen, dass räuberische Arthropoden oft sogenannte Infochemikalien als Signale nutzen um ihre Beute zu lokalisieren und zu finden. Diese Infochemikalien formen häufig multitrophische Interaktionen. Das Ziel der zwei Studien des zweiten Teils der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der olfaktorischen Reaktion von generalistischen und spezialisierten Prädatoren auf Volatilen die von ihrer Beute abgegeben werden und von Volatilen die von den Wirtbäumen der Beute abgegeben werden. Die Studien wurden in einem Freilandversuch und in Laborexperimenten (Olfaktometer Test und Elektroantennographie (EAG)) durchgeführt. Im Gegensatz zu anderen Studien zeigten die Ergebnisse, dass generalistische räubereische Käfer wie z.B. Harmonia axyridis von Salicylaldehyd, der Abwehr Substanz Salicin sequestrierender Käferlarven, angezogen wurden. Dieses Ergebnis lässt vermuten, dass H. axyridis Imagines in der Lage sind zu lernen Salicylaldehyd als Lockstoff zu nutzen. Die Ergebnisse der EAG Experimente indizieren, dass spezialisierte räuberische Lehmwespen (Eumeninae) in der Lage sind Salicylaldehyd und von Herbivoren induzierte Pflanzen Volatilen wahrzunehmen. Des Weiteren spiegelte die olfaktorische Wahrnehmungsfähigkeit den Grad der Beute-Spezialisierung der drei verschiedenen Wespen Arten wieder. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass direkte und indirekte Effekte die Interaktionen zwischen Zitterpappeln und Insekten beeinflussen und formen. Zitterpappeln beeinflussen pflanzenfressende Insekten sowohl direkt durch morphologische, chemische und genetische Merkmale als auch indirekt durch räumliche Verbreitung und zeitliche Veränderungen (induzierte Resistenz). Ähnlich sind Prädatoren von Zitterpappeln direkt durch Herbivoren induzierte Pflanzen Volatilen und indirekt durch die Anzahl von Herbivoren auf den Bäumen beeinflusst. Darüber hinaus beeinflussen Infochemikalien, abgegeben von Beutetieren, generalistische und spezialisierte Prädatoren in dem tritrophischen System bestehend aus Populus tremula, spezialisierten Blattkäfern, deren Larven und ihren Prädatoren