Effect of host plant and changing seasonal development on consumption rates, utilization efficiencies and survival of Melasoma 20‐punctata (Scop.) (Col., Chrysomelidae)

In Central Europe, Melasoma 20‐punctata is obligatory univoltine. Adults enter diapause beginning in July. In the region investigated, this leaf beetle feeds and oviposits on 4 different Salix ‐species: S. fragilis, S. alba, S. viminalis and S. caprea. All these willows enable development to the adult stage. Larval development was the same on all host plants at the same time of the season; however, weight gain during the larval and during the pre‐diapause feeding periods of the adults was influenced by the N‐concentration of the host plants. Furthermore, mortality rates during larval development and to an even greater extent more pronounced during the prediapause feeding period and following aestivohibernation were different on the various host plants. Feeding on foliage of S. fragilis resulted in the highest survival rates. Adults became adapted to declining food quality and compensated sublethal plant defence by more per capita damage on plants. Further experimental evidence shows S. fragilis to be the primary host plant. The efficiency of conversion of ingested food to body substance was always highest when feeding on foliage of S. viminalis. Survival rate during hibernation, however, never reached the level achieved when S. fragilis foliage was consumed. S. viminalis seems to be suitable for maintaining M. 20‐punctata populations. By feeding on foliage of S. alba and S. caprea , mortality of adults during hibernation was extremely high. Populations feeding on these willows cannot persist for successive years. Nevertheless, in the field most individuals were found on S. alba trees. Discrepancies between observed distribution pattern and developmental success according to host plants are discussed. Zusammenfassung Wirkungen von Wirtspflanze und Jahreszeit auf Entwicklung, Konsumrate, Verwertungsrate und Überlebensdauer von Melasoma 20‐punctata (Scop.) (Col., Chrysomelidae) Melasoma 20‐punctata ist in Mitteleuropa obligatorisch univoltin. Nach Beendigung der Prae‐Imaginalentwicklung wurde bei den Adulten Anfang Juli eine Diapause induziert. Die Aestivo‐Hibernation dauerte 9–10 Monate. Im April verließen die Imagines ihr Winterlager und besiedelten verschiedene Wirtspflanzen. Im Untersuchungsgebiet waren dies Salix fragilis, S. alba, S. viminalis und S. caprea. Auf alien Wirtspflanzen war eine Entwicklung vom Ei bis zur Imago möglich. Die Entwicklungsdauer der Larven wurde innerhalb derselben Jahreszeit nicht durch die Nahrungsqualität der Wirtspflanzen beeinflußt. Jedoch ergab sich eine positive Korrelation zwischen der N‐Konzentration in den Blättern einer Wirtspflanze (z. B. S. fragilis ) und der Gewichtszunahme der Larven (p < 0,01). Darüber hinaus wurden die Mortalitätsraten während der Larvalentwicklung und des Prae‐Diapausefraßes besonders aber während der Überwinterung durch die Wirtspflanze beeinflußt. Die höchsten Überlebensraten traten bei S. fragilis als Wirtspflanze auf. Außerdem ließen die Nahrungsindices, wenn Blätter von S. fragilis angeboten wurden, einen homeostatischen Kompensationseffekt erkennen. Denn die sich im Jahresgang verschlechternde Nahrungsqualität führte bei M. 20‐punctata einerseits zur abnehmenden Fähigkeit, die aufgenommene Nahrung in körpereigene Substanz umzuwandeln (= E.C.I.), andererseits aber zu einer erhöhten Nahrungsaufnahme (= C.I.). Dieser Kompensationseffekt war bei Imagines mit Prae‐Diapausefraß nur bis Ende Juli wirksam. Imagines, die zu einem späteren Zeitpunkt mit der Nahrungsaufnahme begannen, konnten nicht überleben. S. fragilis dürfte die Hauptwirtspflanze von M. 20‐punctata sein. Die Ergiebigkeit der Nahrung (= E.C.I.) war immer am höchsten, wenn Blätter von S. viminalis als Nahrung angeboten wurden. Im Gegensatz zu alien anderen Wirtspflanzen nahm die Nahrungs‐qualität der Blätter bei S. viminalis mit fortschreitender Jahreszeit zu. Aber die Überlebensrate während der Überwinterung, wenn M. 20‐punctata an dieser Wirtspflanze fraß, erreichte niemals vergleichbar hohe Werte wie beim Fraß an S. fragilis. Die Korbweide scheint geeignet zu sein, um die Populationsdichte von M. 20‐punctata aufrechtzuerhalten. Wurden Blätter von S. alba oder S. caprea als Nahrung angeboten, so waren Unterschiede zu den anderen Wirtspflanzen hinsichtlich der Konsumtionsindices nicht erkennbar. Deutlich verschieden aber waren die Mortalitätsraten während der Prae‐Imaginalentwicklung und/oder während der Überwinterung der Imagines. Populationen, die in aufeinanderfolgenden Jahren auf diese Wirtspflanzen angewiesen sind, brechen zusammen. Im Freiland besiedelten die meisten Käfer S. alba (ca. 70%), obwohl diese Wirtspflanze für M. 20‐punctata deutlich schlechtere Entwicklungsmöglichkeiten bot als z. B. S. fragilis. Die Widersprüche zwischen dem beobachteten Verteilungsmuster im Freiland und der nach Zuchtserien zu erwarteten Wirtswahl werden diskutiert.