Host volume measurement by the parasitoid wasp Trichogramma minutum: The roles of curvature and surface area
Authors: Schmidt J. M. , Smith J. J. B. 
Published: April 2011

The number of eggs laid into its insect‐egg host by Trichogramma minutum Riley (Hymenoptera: Chalcidoidea: Trichogrammatidae) depends on the volume of its lepidopterous host. The wasps allocated fewer progeny into Manduca sexta (L.) (Sphingidae) egg hosts partially embedded in the substrate than into fully exposed hosts, both in daylight and in total darkness. Since the hosts are of identical diameter and surface chemistry, the mechanism of volume determination is neither chemical nor visual, but essentially mechanosensory, based on accessible surface area. Before oviposition, the wasp examines the host surface by walking over it, turning at the edge, and ‘drumming’ with its antennae. The number of edge turns (Nt) made by wasps when they examined glass beads presented as model hosts was inversely dependent on surface area, but independent of diameter. Conversely, the examination time (Te) was directly dependent on diameter, but independent of surface area.

A mechanism is proposed for host volume measurement. While the wasp examines a potential host, the relative curvature (and hence diameter) is measured, possibly by antennal angle. If this measure is within an acceptable range, the wasp initiates its drumming walk. The measure is also used to set Te and to establish an estimate of a maximum possible volume (and hence progeny number) to the host object. With Te fixed, the value for Nt depends on accessible surface area, the wasp turning more often on restricted surfaces. Nt allows the wasp to correct the estimate of host volume such that an appropriate number of eggs is laid in non‐spherical hosts. The use of curvature to set Te increases the accuracy of the wasp's measure of Nt, while also improving its coverage of the surface. The use of curvature and surface area allows Trichogramma to optimize its progeny allocation for a variety of host sizes and shapes.

Die Bestimmung des Wirtsvolumen durch die parasitische Wespe Trichogramma minutum: Die Rolle von Krümmung und Oberfläche

Bei dem Insekten‐Eiparasiten Trichogramma minutum (Hymenoptera: Trichogrammatidae) hängt die Anzahl der abgelegten Eier vom Volumen der Wirtseier ab. Es wurden Untersuchungen zur Bestimmung der sensorischen Grundlagen dieses Verhaltens unternommen. Die Wespe weist sowohl im Tageslicht, als auch in totaler Dunkelheit jenen Manduca sexta (L.) (Lepidoptera: Sphingidae) Eiwirten (Diameter c. 1.3 mm) weniger eigene Eier zu, die teils (30%) in Substrat eingebettet sind, als solchen, die ganz herausragen. Da die Wirte einen identischen Radius und gleichen Oberflächengeruch haben, kann der Mechanismus der Volumenbestimmung weder chemisch noch optisch sein, sondern ist dem Wesen nach mechanosensorisch, und von der zugänglichen Oberfläche abhängig. Vor de Eiablage untersucht die Wespe die Wirtsoberfläche, indem sie darüber läuft, an den Ecken umkehrt und mit ihren Antennen ‘trommelt’. In Experimenten mit Glaskugelmodellen war die Anzahl der von der Wespe gemachten Wendungen an den Ecken (Nt) umgekehrt proportional zur Oberfläche, aber unabhängig vom Radius. Im Gegensatz dazu, war die Untersuchungszeit (Te) direkt proportional zum Radius, aber unabhängig von der Oberfläche.

Ein Mechanismus für die Volumenmessung wird vorgeschlagen. Gleich beim Besteigen des potentialen Wirtes wird die relative Kurve (und infolgedessen der Radius), wahrscheinlich durch den Antennenwinkel gemessen. Wenn diese Messung innerhalb einer bestimmten Spanne liegt, beginnt die Wespe ihren Trommelgang. Die Messung wird auch dazu benutzt, ein maximales Volumen (und folglich die Anzahl der Nachkommen) des Wirtes und eine maximale Untersuchungzeit (Te) zu erzielen. Wird Te konstantgehalten, hängt die Anzahl der Wendungen (Nt) von der zugänglichen Oberfläche ab, wobei die Wespe öfter bei kleineren Oberflächen wendet. Die Anzahl der Wendungen gestattet der Wespe, die ursprüngliche Einschätzung des Wirtsvolumens so zu verändern, daß eine angemessene Anzahl von Eiern in nicht kugelige Wirte gelegt wird. Die Anwendung von kurvenund oberflächenabhängigen Messungen ermöglicht eine optimale Zuweisung von Nachkommen für eine Anzahl von unterschiedlichen Wirtsgrössen und ‐formen. Die Oberflächenmessung gestattet eine bessere Volumenbestimmung von nicht‐kugeligen Objekten. Die gezeigte Abhängigkeit von der Oberfläche ist wahrscheinlich auch eine Anpassung an Wirte, die ihre Eier in Gruppen ablegen. Unter solchen Bedingungen von grosser Wirtsdichte ist es günstiger für die Wespe, weniger Eier in jeden Wirt der Gruppe zu legen, weil diese Verteilung zu grösseren, fruchtbareren Nachkommen führt.