Protein Deficient Diets: Cascade Effects on a Lepidopteran Pest and Its Parasitoid Wasp

Abstract The nutritional quality of herbivorous insects' food can not only directly affect the herbivorous insects themselves, but can also indirectly affect their parasitoids. To investigate these cascading, multi-trophic effects, we reared cabbage looper, Trichoplusia ni (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae), on artificial diets (8.1, 11.5, 16.75, 25.5, 34.25, and 43 g protein/liter diet) to assess how diet protein content affected the development of this common pest and its suitability as a host for the gregarious parasitoid, Cotesia vanessae (Reinhard) (Hymenoptera: Braconidae). Nonparasitized caterpillars experienced increased mortality when reared on 8.1 g protein/liter diet, and slower development and reduced pupal mass when reared on ≤16.75 g protein/liter diet. Host diet did not affect the percentage of hosts with parasitoid emergence nor the mass of individual parasitoids. However, parasitoid broods emerging from caterpillars reared on ≤25.5 g protein/liter diet were smaller and those reared on ≤16.75 g protein/liter diet exhibited prolonged development. The consequences of host diet on these latter F1 parasitoids did not affect their reproductive fitness. Caterpillars compensated for nutrient stress, induced by either low quality diet or parasitism, by increasing the amount of diet that they consumed. These collective results demonstrate the plasticity of host-parasitoid systems. Compensatory feeding allows the host caterpillar to moderate the consequences of low quality diets, which may subsequently affect the F1 parasitoids developing within the host, but not necessarily affect the F2 parasitoid generation. Résumé La qualité nutritionnelle de la nourriture des insectes herbivores peu non seulement affecter directement les insecte herbivores mais aussi indirectement les parasitoïdes des insectes herbivores. Pour examiner ces effets multitrophiques, nous avons élevé des larves de la fausse-arpenteuse du chou, Trichoplusia ni (Hübner) (Lepidoptera: Noctuidae), sur des milieux nutritif artificiel (8,1; 11,5; 16,75; 25,5; 34,25 et 43 g de protéine par litre) pour évaluer comment le taux de protéine du milieu nutritif affectait le développement de ce ravageur commun et sa qualité en tant qu'hôte pour le parasitoïde grégaire Cotesia vanessae (Reinhard) (Hymenoptera: Braconidae). Pour les chenilles non-parasitées, un accroissement de mortalité a été observé pour celles élevées sur le milieu nutritif contenant 8,1 g de protéines par litre, et un accroissement du temps de développement et une réduction de la masse des chrysalides ont été observé pour celles élevées sur les milieux nutritifs contenant au plus 16,75 g de protéines par litre. Le taux de protéines dans l'alimentation des chenilles n'a pas influencé le pourcentage de chenilles parasitées qui ont produits des parasitoïdes, ni la masse individuelle des parasitoïdes. Cependant, les chenilles parasitées élevées sur les milieux nutritifs contenant au plus 25,5 g de protéines par litre ont produit moins de parasitoïdes par chenilles, et celles élevées sur les milieux nutritifs contenant au plus 16,75 g de protéines par litre ont produit des parasitoïdes qui se sont développés plus lentement. Aucun effet du taux de protéine dans l'alimentation des chenilles n'a été détecté sur la seconde génération de parasitoïdes. Les chenilles ont compensé le stress nutritif, induit par de faible taux de protéine dans leur alimentation ou par les parasitoïdes, en accroissant la quantité de nourriture consommée. Ces résultats démontrent la plasticité des systèmes hôtes/parasitoïdes. En ajustant leur consommation de nourriture, les chenilles ont pu mitiger les effets négatifs des milieux nutritifs pauvre en protéine, et ces effets peuvent avoir des répercussions sur le développement des parasitoïdes à l'intérieur des chenilles, mais pas forcément sur la génération suivante de parasitoïdes.