Dispersal, its influence on reproduction and host-plant finding in the alpine leaf beetle Oreina cacaliae

La chrysomèle alpine Oreina cacaliae passe les hivers soit dans le sol proche de la plante-hôte principale, Adenostyles alliariae, soit à une certaine distance de cet hôte après un vol. Au printemps, les coléoptères quittent les sites où ils ont passé l'hiver et ils s'envolent vers les fleurs de Petasites paradoxus où ils mangent jusqu'à l'émergence de la plante-hôte principale. Cet hôte, A. alliariae contient des alkaloides pyrrilizidiques (PAs) qui sont séquestrés par les coléoptères pour leur défense. On a trouvé le même PA (seneciphylline) dans les fleurs de P. paradoxus que dans les feuilles d'A. alliariae . Le polymorphisme de vol observé chez O. cacaliae pourrait indiquer des coûts associés au vol. En effet, la survie et la reproduction sont diminués chez les coléoptères qui ont volé et qui n'avaient pas de nourriture après leur vol. Des observations sur le terrain ont indiqué que O. cacaliae localise les plantes-hôtes en marchant après un atterrissage par hasard dans la végétation plutôt qu'en atterrissant directement sur la plante. Les coléoptères sont attirés par des odeurs émises par leurs plantes-hôtes et distinguent celles des plantes non-hôtes dans le tunnel de vol. Des plantes-hôtes attaquées, par les larves ou les adultes d'O. cacaliae ou artificiellement avec une lame de rasoir, sont plus attractives que des plantes non-attaquées. Au printemps, P. paradoxus attaqué pendant la nuit avant l'expérience a montré une attractivité plus grande. Pour les A. alliariae, les plantes attaquées une demi-heure avant l'expérience sont plus attractives que les plantes-hôtes non-attaquées. Les analyses des odeurs émises par ces plantes par chromatographie gazeuse ont montré des différences quantitatives et qualitatives. Des coléoptères relâchés à un endroit entouré d'A. alliariae se dirigent toujours contre le vent vers ces plantes-hôtes, indépendamment de la direction du vent. Toutes les expériences réalisées, sur le terrain et dans le tunnel de vol, indiquent qu'O. cacaliae localise ses plantes-hôtes par olfaction., The alpine leaf beetle Oreina cacaliae was observed to overwinter either in the ground close to their main host plant Adenostyles alliariae or, after flight, at distinct overwintering sites away from that host. In spring, beetles flew from overwintering sites to flowering Petasites paradoxus on which they fed until the emergence of their main host. This host, A. alliariae, contains pyrrolizidine alkaloids (PAs) which the beetles sequester for thier own defence. In the flowers of P. paradoxus we found the same PA (seneciphylline) as in A. alliariae, leaves. The observed dispersal polymorphism in O. cacaliae might indicate costs associated with flight. Indeed, survivoship of the flyer group was reduced compared to the beetles which did not fly. Without access to food after flight, flying beetles which were smaller in size than non-flyers, larviposited significantly less than non-flyers. Field observations indicated that O. cacaliae locate host plants by walking after a random landing in the vegetation, rather than by landing directly on a plant. In windtunnel experiments the beetles were attracted by olfactory cues emitted by their host plants, and distinguished them from non-host. Infested host plants, no matter if caused by adult conspecifics, O. cacaliae larvae, or artificially with a razor blade, were more attractive than healty plants. The time that had passed between infestation and experiment was crucial to elicit an enhanced response in O. cacaliae. In the spring host P. paradoxus, an infestation caused during the night before the experiment increased the attractiveness, whereas in A. alliariae only plants that were infested half an hour before the experiment were more attractive than healty plants. Analysis of volatiles emitted by these plants using gas chromatography yielded quantitative and qualitative differences. Moreover, beetles released at a site surrounded by A. alliariae moved to their host plants in upwind directions independent of the wind direction. All experiments performed in both, the field and the windtunnel strongly indicated that O. cacaliae localises its host plants by olfaction.

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel, 2000 ; 1506