Fungus (Epichloë sp.) – fly (Botanophila sp.) interaction in populations of wild grasses

Abstract

Wydział Biologii: Instytut Biologii ŚrodowiskaU infekujących trawy grzybów z rodzaju Epichloë (Ascomycetes: Clavicipitaceae) transfer spermacjów koniecznych do krzyżowego zapłodnienia zależy od muchówek z rodzaju Botanophila (Diptera: Anthomyiidae). Owady wykorzystują podkładkę grzyba jako miejsce do złożenia jaj oraz źródło pokarmu, również dla wykluwających się z jaj larw. Wcześniejsze doniesienia sugerują, że interakcja ma charakter obligatoryjnego mutualizmu. Badaniami objęto dziko rosnące populacje czterech gatunków traw zainfekowane grzybami Epichloë w Polsce. Oprócz różnic międzygatunkowych, wzięto również pod uwagę czynnik czasu oraz miejsca. Określono gatunki muchówek Botanophila związane z grzybami Epichloë w Polsce (co najmniej jeden z nich to gatunek nowy dla fauny naszego kraju) i zweryfikowano istnienie specyficzności gatunkowej pomiędzy grzybami i muchówkami. Ustalono rolę muchówek w przebiegu cyklu płciowego grzyba, preferencje owadów w stosunku do długości podkładki oraz ich wpływ na dalsze losy ich potomstwa. Wyniki wskazują, że interakcję Botanophila–Epichloë rozpatrywać należy jako zmienną w czasie i przestrzeni. Różnorodne czynniki środowiska, obecność alternatywnych mechanizmów doprowadzających do zapłodnienia grzyba oraz zmienność preferencji muchówek w stosunku do podkładek mogą wpływać na jej charakter i sprawiać, że oscyluje ona pomiędzy mutualizmem a pasożytnictwem.In grass-infecting Epichloë (Ascomycetes: Clavicipitaceae) fungi, the transfer of spermatia for fungal fertilization depends on flies of the genus Botanophila (Diptera: Anthomyiidae). The flies use a fungal stroma for laying eggs and as a food source for both adults and larvae. Previous studies on this fly-fungus association indicate that the fly-fungus interaction is an obligatory mutualism. The Botanophila–Epichloë interaction in wild populations of four grass species infected by Epichloë fungi in Poland was investigated. Apart from intraspecies differences, time and space factors were taken into consideration according to the hypothesis formulated by Bronstein (1994). Fly species connected with Epichloë spp. in Poland (at least one of them is new for the Polish fauna) and specificity of flies for fungal host species were determined. The role of flies in fungal fertilization, fly preferences toward the stroma length and its impact on eggs and larval fate was also assessed. The results indicate that the Botanophila–Epichloë interaction should be considered as highly dynamic in time and space. Different environmental factors, alternative fungal fertilization mechanisms and variability in fly preferences toward fungal size may influence character of this interaction and cause its oscillation between mutualism and parasitism