Μελέτη της βιολογίας και της καταπολέμησης του Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) μέσω δημογραφικής προσέγγισης
Authors: Σκούρτη Άννα-Νικολέττα 
Published: October 2022

Το κόκκινο σκαθάρι των αλεύρων, Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae) είναι ένας σοβαρός εχθρός των αποθηκευμένων προϊόντων. Η επίδραση της θερμοκρασίας στην ανάπτυξη και την επιβίωση του εντόμου προσδιορίστηκε σε πέντε σταθερές θερμοκρασίες (20, 25, 30, 32,5 και 35 °C) εργαστηριακώς. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ανάπτυξη του T. castaneum εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Τα δεδομένα προσαρμόστηκαν στο μη γραμμικό μοντέλο Briere, το οποίο υπολόγισε για τη συνολική περίοδο της εμφάνισης των ατελών σταδίων το κατώτερο αναπτυξιακό όριο στους 20,2 °C, το ανώτερο αναπτυξιακό όριο στους 35,3 °C και τη θερμοκρασία για τον μέγιστο ρυθμό ανάπτυξης στους 31,2 °C. Το γραμμικό μοντέλο Ikemoto και Takai έδειξε ότι χρειάζονταν 659,7 βαθμο-ημέρες πάνω από το όριο των 16,9 °C ώστε να ολοκληρωθεί η ανάπτυξη από το ωό έως την εμφάνιση των τελείων ατόμων. Η επιβίωση των ατελών σταδίων διέφερε σημαντικά μεταξύ των θερμοκρασιών και περιγράφηκε επαρκώς από μια συνάρτηση ακραίας τιμής. Το πρότυπο έδειξε ότι η υψηλότερη επιβίωση (73,0%) υπολογίστηκε στους 27,4 °C. Η καμπύλη δείχνει ένα λοξό κωδονοειδές σχήμα, υποδεικνύοντας ότι η επιβίωση μειώνεται στα δύο άκρα του εύρους της θερμοκρασίας.Επιπλέον μελέτη σχετικά με την επίδραση της θερμοκρασίας στο T. castaneum πραγματοποιήθηκε γνωρίζοντας πως δεν υπάρχουν συγκριτικά στοιχεία για τις δημογραφικές παραμέτρους (δηλαδή τον καθαρό αναπαραγωγικό ρυθμό, τον ενδογενή ρυθμό αύξησης, τον πεπερασμένο ρυθμό αύξησης, τη μέση διάρκεια γενεάς και τον χρόνο διπλασιασμού), οι οποίες επιτρέπουν την εις βάθος διερεύνηση της επιβίωσης του είδους καθώς και τα χαρακτηριστικά της θνησιμότητας και της αναπαραγωγής του. Έτσι, η ανάπτυξη από το ωό στο τέλειο άτομο, η θνησιμότητα των τελείων ατόμων και η γονιμότητα των θηλέων αξιολογήθηκαν στους 20, 25, 30 και 32,5 °C σε αλεύρι λευκού μαλακού σίτου. Ο καθαρός αναπαραγωγικός ρυθμός αυξήθηκε από 0,08 θήλεα/θήλυ στους 20 °C σε 11,77 θήλεα/θήλυ στους 25 °C και 102,07 θήλεα/θήλυ στους 30 °C, ακολουθούμενο από μείωση σε 10,73 θήλεα/θήλυ στους 32,5 °C. Οι χαμηλότερες τιμές του ενδογενούς ρυθμού αύξησης και του πεπερασμένου ρυθμού αύξησης παρατηρήθηκαν στους 20 °C (- 0,0105 θήλεα/θήλυ/ημέρα και 0,9895, αντιστοίχως) και οι υψηλότερες στους 30 °C (0,0348 θήλεα/θήλυ/ημέρα και 1,0354, αντιστοίχως). Ενώ η μέση διάρκεια γενεάς δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ των 20 και των 25 °C (249,9 και 225,5 ημέρες, αντιστοίχως), μειώθηκε στις 132,8 και τις 115,1 ημέρες στους 30 και τους 32,5 °C, αντιστοίχως. Η τιμή του χρόνου διπλασιασμού ήταν αρνητική στους 20 °C (- 67,5 ημέρες) ενώ αυξήθηκε σε 19,9, 34,0 και 63,9 ημέρες στους 30, 32,5 και 25 °C, αντιστοίχως. Χρησιμοποιώντας το μη γραμμικό μοντέλο Briere, το κατώτερο θερμοκρασιακό όριο για την αύξηση του πληθυσμού του T. castaneum υπολογίστηκε στους 22,2 °C, το ανώτερο όριο στους 33,2 °C και η θερμοκρασία για τον μέγιστο ρυθμό ανάπτυξης παρουσιάστηκε στους 30,1 °C. Η ανάλυση επιβίωσης έδειξε ότι η θερμοκρασία επηρέασε επίσης τον κίνδυνο θνησιμότητας του T. castaneum. Ο μέσος χρόνος επιβίωσης αυξήθηκε από 112,1 ημέρες στους 20 °C σε 462,4 ημέρες στους 25 °C, ακολουθούμενος από μείωση σε 206,5 και 64,5 ημέρες στους 30 και 32,5 °C, αντιστοίχως.Στην επόμενη μελέτη διερευνήθηκε η καταλληλότητα του σιμιγδαλιού, του σπασμένου σίτου και του σπασμένου αραβοσίτου ως τροφές για την ανάπτυξη του T. castaneum. Το έντομο ολοκλήρωσε την ανάπτυξή του σε όλες τις εξετασθείσες τροφές. Ο χρόνος ανάπτυξης των προνυμφών ήταν χαμηλότερος στο σπασμένο σιτάρι (59,6 ημέρες) και τον σπασμένο αραβόσιτο (54,6 ημέρες) σε σύγκριση με το σιμιγδάλι (72,8 ημέρες). Ο χρόνος ανάπτυξης των νυμφών δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ των εξετασθεισών τροφών, παρουσιάζοντας τιμές που κυμαίνονταν από 6,2 έως 6,6 ημέρες. Η διάρκεια ζωής των θηλέων και των αρρένων ατόμων ήταν 70,9 και 77,1 ημέρες, 92,2 και 77,9 ημέρες και 177,0 και 183,7 ημέρες, όταν το T. castaneum εξετράφη με το σιμιγδάλι, τον σπασμένο σιτάρι και τον σπασμένο αραβόσιτο, αντιστοίχως. Η υψηλότερη γονιμότητα (28,7 ωά/θήλυ) καταγράφηκε όταν το T. castaneum εξετράφη με το σιμιγδάλι, ακολουθούμενο από τον σπασμένο σιτάρι (2,7 ωά/θήλυ) και τον σπασμένο αραβόσιτο (1,2 ωά/θήλυ). Η παρατεταμένη διάρκεια ζωής των τελείων ατόμων η οποία παρατηρήθηκε στον σπασμένο αραβόσιτο μπορεί να αποδοθεί στην απουσία της επιβάρυνσης της αναπαραγωγής λόγω της χαμηλής γονιμότητας σε τούτο το προϊόν. Οι τιμές του ενδογενούς ρυθμού αύξησης ήταν 0,014 και -0,021 θήλεα/θήλυ/ημέρα όταν η διατροφή εγένετο με σιμιγδάλι και σπασμένο σιτάρι, αντιστοίχως, ενώ δεν πραγματοποιήθηκε δημογραφική ανάλυση για τον σπασμένο αραβόσιτο λόγω της υψηλής πρώιμης θνησιμότητας των προνυμφών και της χαμηλής γονιμότητας. Ο καθαρός αναπαραγωγικός ρυθμός και η μέση διάρκεια γενεάς ήταν 6,19 θήλεα/θήλυ και 127,5 ημέρες και 0,16 θήλεα/θήλυ και 91,9 ημέρες, όταν εξετράφησαν με το σιμιγδάλι και το σπασμένο σιτάρι, αντιστοίχως. Με βάση τη δημογραφική ανάλυση, η αύξηση του πληθυσμού του T. castaneum ευνοείται μόνο στο σιμιγδάλι. Αναμένεται ότι το σιμιγδάλι θα λειτουργήσει ως κατάλληλο προϊόν για το T. castaneum, ενώ το σπασμένο σιτάρι και ο σπασμένος αραβόσιτος επιτρέπουν μόνο την επιβίωσή του ενεργώντας ως εναλλακτικά προϊόντα.Οι επεμβάσεις με εντομοκτόνα σκευάσματα είναι μια κοινή πρακτική για τον έλεγχο των εχθρών των αποθηκευμένων προϊόντων. Οι περισσότερες μελέτες επικεντρώνονται στις άμεσες επιδράσεις των εντομοκτόνων στα έντομα στόχους ενώ δεν υπάρχουν δεδομένα για τις έμμεσες επιδράσεις στα τέλεια άτομα όσον αφορά την φυσική κατάσταση των απογόνων τους. Κατά συνέπεια, διερευνήθηκε η επίδραση του pirimiphos-methyl σε τέλεια άτομα T. castaneum και το κόστος του χρόνου έκθεσής τους στην φυσική κατάσταση των απογόνων τους. Για το σκοπό αυτό, τα θηλυκά τέλεια άτομα του T. castaneum εξετέθησαν για 1, 3, 8, 16, 24 και 72 ώρες στο pirimiphos-methyl και υπολογίστηκαν τα ποσοστά γέννησης ή θνησιμότητας των απογόνων τους. Η γονιμότητα και η επιβίωση των απογόνων τους επηρεάστηκε από την έκθεση των μητρικών ατόμων στο εντομοκτόνο. Όταν τα μητρικά άτομα εξετέθησαν επί 1 και 3 ώρες στο pirimiphos-methyl, ο καθαρός αναπαραγωγικός ρυθμός των απογόνων τους ήταν 4,1 και 4,3 θήλεα/θήλυ, αντιστοίχως ενώ δε διέφεραν σημαντικά σε σχέση με τους απογόνους του μάρτυρα (6,3 θήλεα/θήλυ). Ο περαιτέρω χρόνος έκθεσης στο pirimiphos-methyl επηρέασε σημαντικά τον καθαρό αναπαραγωγικό ρυθμό των απογόνων όπου η χαμηλότερη τιμή παρατηρήθηκε στο χρόνο έκθεσης των 72 ωρών (0,97 θήλεα/θήλυ). Ο ενδογενής ρυθμός αύξησης και ο πεπερασμένος ρυθμός αύξησης δεν διέφεραν σημαντικά μεταξύ των απογόνων του μάρτυρα (0,029 θήλεα/θήλυ/ημέρα και 1,029, αντιστοίχως) και των απογόνων των εκτεθέντων θηλυκών ατόμων επί 1 ώρα (0,021 θήλεα/θήλυ/ημέρα και 1,021, αντιστοίχως) ή 3 ώρες (0,023 θήλεα/θήλυ/ημέρα και 1,023, αντιστοίχως). Με την αύξηση του χρόνου έκθεσης στο pirimiphos-methyl παρατηρήθηκε επιζήμια επίδραση στην φυσική κατάσταση των απογόνων με βάση τις τιμές του ενδογενούς ρυθμού αύξησης και του πεπερασμένου ρυθμού αύξησης. Οι χαμηλότερες τιμές των παραμέτρων παρατηρήθηκαν στο χρόνο έκθεσης των 72 ωρών (0,001 θήλεα/θήλυ/ημέρα και 1,000, αντιστοίχως). Η ίδια τάση παρατηρήθηκε στις τιμές του χρόνου διπλασιασμού. Αντίθετα, η μέση διάρκεια γενεάς δεν διέφερε σημαντικά μεταξύ του μαρτύρα και όλων των εκθέσεων. Το γεγονός ότι η έκθεση των τελείων θηλυκών ατόμων T. castaneum στο pirimiphos-methyl επηρεάζει αρνητικά τις δημογραφικές παραμέτρους της παραγωγής των απογόνων τους θα πρέπει να λαμβάνεται υπ’ όψιν όταν εφαρμόζονται στρατηγικές διαχείρισης ενάντια στο T. castaneum καθώς θα μπορούσε να μειώσει τις επαναλαμβανόμενες εντομοκτόνες εφαρμογές στις εγκαταστάσεις αποθήκευσης.Ομοίως, δεν υπάρχουν δεδομένα για τις επιπτώσεις των εντομοκτόνων στην φυσική κατάσταση του πληθυσμού του T. castaneum. Η επίδραση του chlorfenapyr στο T. castaneum διερευνήθηκε ως προς το κόστος της έκθεσης των διαφορετικών αναπτυξιακών σταδίων του στην φυσική κατάσταση του πληθυσμού του χρησιμοποιώντας τον πίνακα ζωής και την μέθοδο ανάλυσης επιβίωσης. Για το σκοπό αυτό, τα ωά, οι προνύμφες και τα γονικά τέλεια θηλυκά άτομα του T. castaneum εξετέθησαν στο chlorfenapyr με τα ποσοστά των γεννήσεων ή του θανάτου τους να υπολογίζονται καθημερινώς. Η έκθεση των ωών και των προνυμφών στο chlorfenapyr ήταν επιζήμια για το T. castaneum και δεν ολοκληρώθηκε η ανάπτυξή τους. Όταν τα θηλυκά τέλεια άτομα εξετέθησαν στο chlorfenapyr, η καμπύλη επιβίωσης των απογόνων τους, τα βιολογικά χαρακτηριστικά τους και οι παράμετροι του πίνακα ζωής δεν διέφεραν σημαντικά σε σύγκριση με τον μάρτυρα. Έτσι, οι περίοδοι ανάπτυξης των ωών, των προνυμφών και των νυμφών, η διάρκεια της ζωής των θήλεων και των αρρένων για τον μάρτυρα και οι απόγονοι των θηλέων ατόμων τα οποία εξετέθησαν στο chlorfenapyr ήταν 4,66 και 4,76 ημέρες, 25,85 και 25,71 ημέρες, 5,00 και 5,26 ημέρες, 87,33 και 104,22 ημέρες, και 76,87 και 91,87 ημέρες, αντιστοίχως. Επιπλέον, οι μέσες τιμές του καθαρού αναπαραγωγικού ρυθμού, του ενδογενούς ρυθμού αύξησης, της μέσης διάρκειας γενεάς και του χρόνου διπλασιασμού για τον μάρτυρα και τους απογόνους των θηλυκών τελείων ατόμων, τα οποία εξετέθησαν στο chlorfenapyr, ήταν 14,3 και 9,3 θήλεα/θήλυ, 0,038 και 0,028 θήλεα/θήλυ/ημέρα, 1,039 και 1,029, 70,0 και 76,9 ημέρες και 18,5 και 24,9 ημέρες, αντιστοίχως.Όπως προαναφέρθηκε, ενώ οι άμεσες επιδράσεις πολλών φυτοφαρμάκων έχουν αξιολογηθεί κατά του T. castaneum, λίγα είναι γνωστά για τις έμμεσες επιδράσεις τους όσον αφορά την ικανότητα των απογόνων τους. Συνεπώς διερευνήθηκε η επίδραση του spinosad σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα έκθεσης των θηλυκών τελείων ατόμων T. castaneum, υπολογίζοντας τις παραμέτρους του πίνακα ζωής των απογόνων τους. Για το σκοπό αυτό, θηλυκά τέλεια άτομα T. castaneum εξετέθησαν επί 5, 10 και 20 λεπτά σε spinosad και υπολογίστηκαν τα ποσοστά γέννησης ή θανάτου των απογόνων τους. Ως μάρτυρας χρησιμοποιήθηκε το ύδωρ. Οι μέσες τιμές του καθαρού αναπαραγωγικού ρυθμού, του ενδογενούς ρυθμούς αύξησης, του πεπερασμένου ρυθμού αύξησης, της μέσης διάρκειας γενεάς και του χρόνου διπλασιασμού του μάρτυρα ήταν 6,3 θήλεα/θήλυ, 0,029 θήλεα/θήλυ/ημέρα, 1,029, 63,6 ημέρες και 24,1 ημέρες, αντιστοίχως, που είναι ενδεικτικά της πιθανής πληθυσμιακής αύξησης του T. castaneum. Όταν η έκθεση των μητρικών ατόμων στο spinosad ήταν 5, 10 και 20 λεπτά, οι αντίστοιχες τιμές ήταν 0,073, 0,135 και 0,097 θήλεα/θήλυ, -0,045, -0,031 και -0,048 θήλεα/θήλυ/ημέρα, 0,956, 0,970 και 0,953, 60,6, 67,7, και 50,3 ημέρες, -15,9, -23,3 και -14,8 ημέρες, αντιστοίχως, υποδηλώνοντας την μείωση του πληθυσμού του εντόμου. Ωστόσο, με βάση το κριτήριο των διαστημάτων εμπιστοσύνης 95%, τα διαφορετικά διαστήματα έκθεσης των θηλυκών ατόμων T. castaneum στο spinosad δεν επηρέασαν την φυσική κατάσταση των απογόνων τους.