Μελέτη της βιο-οικολογίας και της συμπεριφοράς διαφορετικών πληθυσμών της μύγας της κερασιάς, Rhagoletis cerasi (Diptera: tephritidae)

Η ραγολέτιδα της κερασιάς, Rhagoletis cerasi (Diptera: Tephritudae), είναι ένα μονοκυκλικό, ολιγοφάγο είδος εντόμου που προσβάλει είδη του γένους Prunus spp. (Rosaceae; P. cerasus, P. avium, P. mahaleb) και Lonicera spp. (Caprifoliaceae; L. xylosteum and L. tartarica) και απαντάται στις εύκρατες περιοχές της Ευρώπης και Δυτικής Ασίας. Παρά την οικονομική σημασία του εντόμου για τις Ευρωπαϊκές χώρες και την Ελλάδα ειδικότερα, η γεωγραφική παραλλακτικότητα των βιολογικών χαρακτηριστικών και η παρουσία αναπαραγωγικής απομόνωσης μεταξύ των πληθυσμών του εντόμου δεν έχουν μελετηθεί Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, πραγματοποιήθηκε αρχικά συστηματική καταγραφή της παρουσίας των πληθυσμών του εντόμου στην Ελλάδα και επιβεβαιώθηκε η παρουσία του ενδοκυτταρικού βακτηρίου Wolbachia pipientis. Ειδικότερα, πληθυσμοί του εντόμου καταγράφηκαν σε όλες τις περιοχές της ηπειρωτικής και νησιώτικης χώρας όπου υπάρχουν καλλιεργούμενες ή αυτοφυείς κερασιές, βυσσινιές, άγριες κερασιές, φυτά μαχαλεπίου και άλλα είδη Prunus spp., όπως άγριες κορομηλιές. Ωστόσο, τα ποσοστά προσβολής των καρπών διέφεραν μεταξύ των περιοχών, φυτών-ξενιστών και ετών, ανεξάρτητα του χρόνου ωρίμανσης των καρπών (πρώιμες ή όψιμες ποικιλίες). Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας κυρίως ελληνικούς πληθυσμούς αλλά και δύο γερμανικούς με ποικίλα επίπεδα γονιδιακής ροής, μελετήθηκαν οι γενετικοί και περιβαλλοντικοί παράγοντες που καθορίζουν: α) την περάτωση της διάπαυσης και την έκφραση βιολογικών κύκλων μεγαλύτερων του ενός έτους, β) τη μεταδιαπαυτική ανάπτυξη των νυμφών, γ) τις δημογραφικές παραμέτρους των ενηλίκων και δ) την ανάπτυξη μηχανισμών προσυζευκτικής απομόνωσης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι νύμφες της ραγολέτιδας της κερασιάς μπορούν να περατώσουν τη διάπαυση μετά από έκθεση σε θερμοκρασίες έως 10oC αλλά η διάρκεια της διάπαυσης διαφέρει μεταξύ πληθυσμών που απαντώνται σε περιοχές με διαφορετική φαινολογία καρπών-ξενιστών, υποδεικνύοντας τοπική προσαρμογή. Όμως, η σύντομη διάρκεια έκθεσης ή οι σχετικά υψηλές θερμοκρασίες κατά την περίοδο διαχείμασης προκάλεσαν επιμήκυνση του βιολογικού κύκλου ορισμένων ατόμων ενός πληθυσμού μέσω της παρατεταμένης διάπαυσης των νυμφών. Από την άλλη πλευρά, η παρατεταμένη έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες (για διάστημα μεγαλύτερο από αυτό που απαιτείται για την περάτωση της διάπαυσης) προκάλεσε την ‘επιστροφή’ των νυμφών σε εποχική αδράνεια. Η δυνατότητα έκφρασης βιολογικών κύκλων μεγαλύτερων του έτους κατά το στάδιο της διάπαυσης των νυμφών αποτελεί μέρος των ‘bet-hedging’ στρατηγικών των πληθυσμών του εντόμου, ενώ η στρατηγική της ‘επιστροφής’ σε εποχική αδράνεια περιγράφεται για πρώτη φορά σε μονοκυκλικά είδη εντόμων. Η διάρκεια της μεταδιαπαυτικής περιόδου των νυμφών βρέθηκε να διαφέρει σημαντικά μεταξύ των ατόμων με διάπαυση ενός έτους που προέρχονταν είτε από όψιμους πληθυσμούς με χαμηλή γονιδιακή ροή είτε από πρώιμους πληθυσμούς με υψηλή γονιδιακή ροή. Επίσης, σημαντικές ήταν οι γεωγραφικές διαφορές στη μείωση της μεταδιαπαυτικής ανάπτυξης των νυμφών με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αντίθετα, δεν παρατηρήθηκε γεωγραφική παραλλακτικότητα στη μεταδιαπαυτική ανάπτυξη των νυμφών με παρατεταμένη διάπαυση που προέρχονταν από γενετικά απομονωμένους και οικολογικά διαφορετικούς πληθυσμούς. Επίσης, τα δημογραφικά χαρακτηριστικά και το μέγεθος σώματος των ενήλικων της ραγολέτιδας της κερασιάς που εξήλθαν κατά το πρώτο έτος της διάπαυσης των νυμφών διέφεραν μεταξύ των πληθυσμών που απαντώνται σε ενδιαιτήματα με διαφορετικά οικολογικά χαρακτηριστικά, ακόμα κι όταν οι πληθυσμοί συνδέονταν με υψηλά επίπεδα γονιδιακής ροής. Τα ενήλικα που εξήλθαν από νύμφες με παρατεταμένη διάπαυση είχαν μεγαλύτερο μέγεθος σώματος σε σχέση με τα άτομα που ενηλικιώθηκαν κατά το πρώτο έτος διάπαυσης. Παρότι η παρατεταμένη διάπαυση δεν επηρέασε τη διάρκεια ζωής των ενηλίκων, η μείωση στην ωοπαραγωγή ήταν σημαντική ενώ παράλληλα αυξήθηκε η διάρκεια της περιόδου μετά την ωοτοκία. Σχετικά με τη συμπεριφορά σύζευξης, δεν βρέθηκε να υπάρχει: α) γεωγραφική παραλλακτικότητα στον ημερήσιο ρυθμό σύζευξης και β) φυλετική απομόνωση μεταξύ πληθυσμών με χαμηλή γονιδιακή ροή ή πληθυσμών με διαφορετική φαινολογία ενηλίκων στον αγρό. Συνεπώς, συνδυάζοντας την τοπική προσαρμογή με τη φαινοτυπική πλαστικότητα, οι πληθυσμοί της ραγολέτιδας της κερασιάς είναι σε θέση να ανταποκρίνονται στην οικολογική ετερογένεια των ενδιαιτημάτων τους, καθώς και στις απρόβλεπτες μεταβολές των κλιματικών συνθηκών.