Caroline Schulze: Reproduktionsbiologie ecuadorianischer Bärenspinner (2003)

Deutsch * EnglishEspañol

Zusammenfassung

Der andine Bergregenwald ist durch Holzeinschlag in seiner Existenz stark bedroht. Gleichzeitig sind die Kenntnisse über dort lebende Arten immer noch gering, obwohl das Schließen der Wissenslücken die Chancen auf einen Erhalt weiter Teile dieses Ökosystems verbessern könnte. Einen Beitrag dazu leistet die vorliegende Arbeit, welche sich mit der Reproduktionsbiologie neotropischer Bärenspinner (Arctiidae) beschäftigt. Sie ist in ein interdisziplinäres Forschungsprojekt eingebunden und schließt an Studien zur Biodiversität von Nachtfaltern an.

Die Datenaufnahme fand am Rande des Podocarpus-Nationalparks in Südecuador statt. Dazu wurden Bärenspinnerweibchen gefangen und zur Eiablage gebracht. Den aus deren Eiern geschlüpften Larven wurden unterschiedliche Pflanzen dargeboten, um die Nahrungspräferenzen zu erforschen. Während der Experimente wurden Daten zur Life-history aufgenommmen. Anhand von Photographien wurden Ei- und Larvengröße bestimmt. Schließlich wurden die reproduktionsbiologischen Parameter mit statistischen Methoden auf gegenseitige Abhängigkeiten überprüft.

Im Zeitraum von Oktober 2002 bis Februar 2003 wurden 314 Arctiidenweibchen (110 verschiedener Arten) gefangen, von denen 106 Weibchen (aus 41 Arten) unter den gegebenen Umständen Eier legten. Vermutlich sind die Arten, die zur Eiablage kamen, polyphag und dem Status der capital breeders zuzuordnen, wohingegen Arten mit ausgebliebener Eiablage (vor allem viele Ctenuchini-Arten) höhere Ressourcenansprüche haben könnten.

Im Vergleich der Life-history-Parameter von Arctiiden des Bergregenwaldes Südecuadors und deren Korrelationen mit denen von verwandten Arten anderer Biome überwiegen die Gemeinsamkeiten: es waren ähnliche Lebensdauern, Größe und Morphologie der Eier und Erstlarven, Gelegegrößen und ähnlich lange Ovipositionsperioden erkennbar. Das Eiablageverhalten infertiler Weibchen unterschied sich oft von dem fertiler Falter und war unberechenbarer Natur, was durch reproduktionsbiologische Interessen und physiologisch bedingt sein könnte. Die in vielen Fällen geringe realisierte Fekundität ist wahrscheinlich auf die gegebenen Haltungsbedingungen zurückzuführen und könnte unter natürlichen Umständen weit höher liegen. Darauf weisen auch einige beobachtete hoch fekunde Individuen hin. Die rein neuweltlichen Ctenuchini legten vergleichsweise wenige, dafür aber relativ große Eier, weshalb nicht auszuschließen ist, dass Vertreter dieser Arten allgemein weniger Oocyten zur Verfügung haben als die der beiden anderen Großtaxa, Lithosiinae und Phaegopterini. Weibchen der Gattung von Amastus (Phaegopterini) waren auffällig oft infertil, und auch bei etlichen Life-history- Parametern grenzten sich Falter dieser Arten – vor allem der nur durch infertile Weibchen vertretenen Art Amastus aconia – von den anderen getesteten neotropischen Arctiiden ab.

Die meisten Eiraupen starben innerhalb von fünf Tagen nach deren Schlupf. In einigen Fällen waren suboptimale Zuchtbedingungen der Grund. Ganz wesentlich wird aber die gebotene Pflanzenauswahl zur Mortalität der Larven beigetragen haben. Vier verschiedene, bisher nicht gezüchtete, neotropische Arten konnten bis zur Verpuppung herangezogen werden. Die Raupen der Art Amastus collaris akzeptierten neun verschiedene Pflanzenarten aus dem angebotenen Repertoire als Futter. Diese Nahrungspflanzen, die weitgehend auch von den Raupen der drei anderen Phaegopterini angenommen wurden, sind für alle gezüchteten Arten Neunachweise. Anhand der großen akzeptierten Bandbreite aus dem dargebotenen Repertoire und der Abundanz dieser Pflanzenarten in gestörten Habitaten kann für diese vier Arten die Vermutung bestätigt werden, dass viele neotropische Phaegopterini polyphag sind und in anthropogen gestörten Habitaten siedeln können.

 

Summary

The Andean montane rainforest is highly threatened by logging. At the same time, knowledge about the species which live there is still poor, even though a better understanding could increase the chances for conserving large areas of this ecosystem. This study contributes to that task by investigating the reproductive biology of Neotropical tiger and wasp moths (Arctiidae). It is part of an interdisciplinary research project and is a follow-up to studies on the biodiversity of moths.

Data collection took place at the margin of the Podocarpus National Park in southern Ecuador. Female arctiids were light-trapped and allowed to oviposit. Various abundant plants collected from anthropogenically disturbed habitat were offered to the larvae hatching in order to determine feeding preferences. During the experiments, data concerning life-history were recorded. Photographic documentation of each developmental stage made the determination of egg- and larva-size possible. Finally, various parameters concerning the reproductive biology were examined for correlations. Between October 2002 and February 2003, 314 female arctiids (representing 110 different species) were caught, of which 106 females (41 species) laid eggs under the given conditions. The egg-laying species are probably polyphagous and capital breeders, whereas species which did not lay eggs (most of all Ctenuchini-species) may have more specific host plant demands.

The life-history parameters of arctiids from the South-Ecuadorian montane rain forest (viz. lifespan, size and morphology of the eggs, size of first instar larvae, favourite clutch size, duration of oviposition period) are mostly similar to those of related species from other biomes. The egg-laying behaviour of infertile females was different to that of fertile females and was unpredictable, probably caused by different reproductive interests and physiological reasons. The low realized fecundity observed in many cases was probably due to the unsuitable laboratory environment. Fecundity might be in the same magnitude as in other Arctiidae under more suitable natural conditions, as indicated by the high egg number of a few females. All representatives of the exclusively New World tribe Ctenuchini laid comparatively few, but relatively big eggs. This might suggest that species of this group have fewer oocytes than those of the other two tribes. Females of Amastus spp. (Phaegopterini) were remarkably often infertile and differed in most life-history parameters from the other tested Neotropical arctiid moths.

Most first instar caterpillars died within five days after hatching. In some cases, this could be explained with sub-optimal breeding conditions. But surely, the offered plant material contributed essentially to the high mortality. Four different species could be reared until pupation for the first time. Caterpillars of Amastus collaris accepted on nine different plant species. These plants were also widely accepted by the caterpillars of the three other Phaegopterini, and all are new food plant records. These observations support the view that many Neotropical Phaegopterini species are polyphagous and are able to live in disturbed habitats.

 

Resumen

La existencia del bosque tropical de montaña esta amenazada por la tala y por la explotación de madera. Al mismo tiempo el conocimiento sobre las especies de plantas y animales habitando allí es muy escaso, aunque su complemento podría ser una gran ayuda en el esfuerzo de la protección de este ecosistema. El trabajo presentado se trata de la reproducción de los Arctiidae neotropicales y quiere contribuir en lograr este objetivo. Está integrado en un proyecto de investigación interdisciplinaria que agrega a otras investigaciones sobre la biodiversidad de mariposas nocturnas.

La toma de datos se realizó en el sur del Ecuador, junto al Parque Nacional Podocarpus. Para esto se capturó individuos femeninos de la familia de Arctiidae y se obtuvo los huevos de las mariposas. Los huevos fértiles eclosionaron luego de algunos días. A las larvas se les ofreció diferentes especies de plantas para investigar su preferencia alimenticia. Esta investigación tomó una serie de datos sobre el ciclo de vida de diferentes especies. Se realizo un seguimiento fotográfico de la evolución de los huevos desde su eclosión hasta la transformación en crisálidas. Este seguimiento permitió identificar las especies, conocer el tamaño de los huevos y de las larvas y observar el desarrollo de las larvas. Finalmente se investigó las dependencies entre los parámetros de la reproducción con métodos estadísticos.

En el periodo entre octubre del 2002 y febrero del 2003, se recolectaron 314 individuos femeninos de los Arctiidaes (110 especies diferentes) de los cuales 106 individuos (41 especies) pusieron huevos. Se piensa que las especies, de las que se lograron obtener larvas, son polífagas y pertenecen al grupo de los capital breeders. Otros especies que no pusieron huevos (especialmente especies de Ctenuchini) posiblemente tienen preferencias diferentes o elevadas a las que fueron ofrecidas en esta investigación.

Los parámetros del ciclo de vida de las especies que se reproducieron en esta investigación y sus correlaciones son en su mayoría comparables con los de especies emparentadas de otros ecosistemas: la duración, el tamaño y la morfología de los huevos y de las larvas recién nacidas, el tamaño de las puestas y la duración de la oviposición son similares. El comportamiento en la oviposición de los individuos femeninos infértiles fue imprevisible y muy distinto a lo de los fértiles. Esto puede ser por razones de los diferentes intereses en la reproducción y de la fisiología. La baja fecundidad realizada en muchos casos es debida probablemente a las malas condiciones para la reproducción en el laboratorio pero la fecundidad podría ser similar a los de otros Arctiidae en condiciones naturales. Esto señalaron unos individuos con alta fecundidad. Los Ctenuchini neotropicales pusieron menos huevos pero de mayor tamaño, comparado con otras especies, lo cual podría indicar que estas especies en general producen menos oocytos que las subfamilias, Lithosiinae y Phaegopterini. Los individuos de Amastus (Phaegopterini) fueron muy frecuentemente infértiles; muchos parámetros de su ciclo de vida se distinguieron de otros especies neotropicales investigadas, especialmente los de individuos de Amastus aconia de los cual todas fueron infértil.

Las larvas recién nacidas murieron dentro de cinco días. A veces por condiciones suboptimales en el laboratorio. El tipo de alimento ofrecido a las larvas es una condición esencial para la sobrevivencia de las larvas. Cuatro especies, que hasta ahora no se ha criado en el laboratorio, llegaron a transformarse en crisálida. Amastus collaris aceptó nueve diferentes especies de plantas como alimento. Estas plantas, en su mayoría también aceptadas por tres otros Phaegopterini, son compruebas nuevas para estas especies. Por aceptar muchas plantas de las ofrecidas como alimento y por la abundancia de esas plantas en el hábitat perturbado, se confirma la suposición para estas cuatro especies que también Phaegopterini neotropicales son polífagos y pueden vivir en un hábitat perturbado por el hombre.

Con la realización de esta tesis se lograron obtener nuevos datos sobre la familia de Arctiidae en Sudamérica. Pero también surgieron muchas nuevas preguntas. Así se hace evidente en el ejemplo de los Arctiidae que se requiere todavía un gran esfuerzo respecto a la investigación científica para poder entender las estructuras complejas del bosque tropical de montaña.