Diuraphis noxia

Von Najma Salah; Kassie Sopher; Ashley Sowder

Geografische Reichweite

Die russische Weizenblattlaus,Diuraphis Noxia, ist einer der invasiven landwirtschaftlichen Schädlinge weltweit. Sie ist in Asien beheimatet und hat ihren Ursprung in Südrussland, Zentralasien und dem Nahen Osten. Beginnend in den frühen 1900er Jahren begann es sich durch windunterstützte Ausbreitung schnell von seinem ursprünglichen Ursprung in Asien in andere Länder auszubreiten. Infolgedessen sind diese Blattläuse heute auf allen Kontinenten außer Australien und der Antarktis zu finden. Zuletzt ist die Russische Weizenblattlaus in Kanada und den USA eingedrungen.(Dolatti et al., 2005; Michaud J. P. und Sloderbeck, 2005; Zhang et al., 2012)

  • Biogeografische Regionen
  • Nearktisch
    • eingeführt
  • Paläarktis
    • einheimisch
  • orientalisch
    • eingeführt
  • äthiopisch
    • eingeführt
  • neotropisch
    • eingeführt
  • Andere geografische Begriffe
  • holarktisch

Lebensraum

Russische Weizenblattläuse können aufgrund ihrer Fähigkeit, einem breiten Temperaturbereich standzuhalten, in einer Vielzahl von Lebensräumen überleben. Im Gegensatz zu anderen Blattläusen, die im Laufe des Jahres in verholzte Gebiete ziehen, leben die russischen Weizenblattläuse das ganze Jahr über in den gerollten Blättern von Getreide und Gräsern. Von diesen Getreidearten sind Weizen und Gerste die am häufigsten befallenen PflanzenDiuraphis noxia. Andere Gräser der kühlen Jahreszeit, wie beispielsweise Weizengras mit Haube, Weizenzwischengräser und Wildroggen, dienen als Wirtspflanzen, wenn die bevorzugten Getreidekulturen nicht verfügbar sind. Diese Gräser der kühlen Jahreszeit sind für das Überleben der russischen Weizenblattlaus während der warmen Jahreszeiten zwischen der Weizenernte und dem Weizenauflauf unerlässlich.(Dolatti et al., 2005; Hodgson und Karren, 2008; Michaud J. P. und Sloderbeck, 2005)



  • Lebensraumregionen
  • gemäßigt
  • terrestrisch
  • Terrestrische Biome
  • Savanne oder Grasland
  • Andere Lebensraumfunktionen
  • landwirtschaftlich

Physische Beschreibung

Russische Weizenblattläuse sind grün und relativ klein, mit einer Länge von 1,6 bis 2,1 mm. Der Körper der Blattläuse ist spindelförmig, erscheint in der Mitte breiter und verjüngt sich an jedem Ende. Russische Weizenblattläuse haben kurze Fühler und einen stechend-saugenden Mandrin auf dem Kopf. Wenn die Blattlaus vom hinteren Ende aus betrachtet wird, bilden die Seiten etwas, das wie ein Doppelschwanz aussieht. Russische Weizenblattläuse haben reduzierte kegelförmige Hornhäute mit ihren Flügeln, die wie Schulterpolster erscheinen.(Hodgson und Karren, 2008; Michaud J. P. und Sloderbeck, 2005; Hein et al., 1989; Hodgson und Karren, 2008; Michaud J. P. und Sloderbeck, 2005)



  • Andere physikalische Merkmale
  • ektotherm
  • heterothermisch
  • bilaterale Symmetrie
  • Sexualdimorphismus
  • gleichgeschlechtlich
  • Durchschnittliche Länge
    1,6-2,1 mm
    in

Entwicklung

Der Lebenszyklus der russischen Weizenblattlaus beginnt in einem parthenogenetischen Weibchen, in dem die Entwicklung ohne Befruchtung stattfindet. Diese Weibchen bringen lebende, genetisch identische Töchter zur Welt. Junge Nymphen ähneln der erwachsenen Blattlaus, sind jedoch mit einem weißen wachsartigen Filament bedeckt. Die Reifung vonDiuraphis noxiahängt von der Temperatur ihrer Umgebung ab. Wenn die Temperatur in ihrer Umgebung unter 25 Grad Celsius liegt, reifen sie langsam. Dagegen wächst eine Blattlaus, die in einer Umgebung mit einer Temperatur von oder über 25 Grad Celsius lebt, viel schneller. Im Durchschnitt brauchen russische Weizenblattläuse neun bis 55 Tage, um eine ausgewachsene Blattlaus zu werden. In einigen Populationen findet die sexuelle Fortpflanzung zwischen Männchen und Weibchen kurz vor dem Winter statt. Das Weibchen legt Eier, die überwintern und im Frühjahr wieder schlüpfen.(Händler, 2014; Michaud J. P. und Sloderbeck, 2005; Sutherland, 2006)

  • Entwicklung - Lebenszyklus
  • Metamorphose

Reproduktion

Die Russische Weizenblattlaus kann sich sowohl sexuell als auch ungeschlechtlich vermehren. Die nordamerikanischen Populationen bestehen ausschließlich aus Weibchen, sodass sie sich zu keinem Zeitpunkt ihres Lebens paaren. Andere nicht-nordamerikanische Populationen paaren sich im Herbst, obwohl nur wenige zusätzliche Informationen verfügbar sind.(Hodgson und Karren, 2008; Kaufmann, 2014)



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Die Russische Weizenblattlaus kann sich sexuell und ungeschlechtlich vermehren. Während der ungeschlechtlichen Fortpflanzung legen weibliche Blattläuse keine Eier, sondern bringen im Laufe von 60 bis 80 Tagen lebende genetisch identische Töchter zur Welt. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung führt zu einem massiven Wachstum der Bevölkerung. In nordamerikanischen Populationen gibt es keine Spuren von männlichen Blattläusen. Infolgedessen sind die weiblichen Blattläuse nicht in der Lage, sich sexuell zu vermehren und verlassen sich ausschließlich auf die asexuelle Fortpflanzung, um ihre Nachkommen zu produzieren.

Diuraphis noxiareproduziert sich in großer Zahl und bildet Kolonien, die seinem Überleben zugute kommen. Im Durchschnitt brauchen russische Weizenblattläuse 9 bis 55 Tage, um reif zu werden und sich zu vermehren. Die Temperatur, die am besten zum Fortpflanzungszyklus der Blattläuse passt, reicht von 15 bis 21 Grad Celsius. Obwohl russische Weizenblattläuse bei einer Vielzahl von Temperaturen überleben können, stoppt eine Temperatur unter 4 Grad Celsius die Vermehrung von Blattläusen. Im Durchschnitt kann eine ausgewachsene russische Weizenblattlaus bei Temperaturen zwischen 15 und 21 Grad Celsius über einen Monat bis zu 1,5 Tochternymphen pro Tag produzieren. In einigen Fällen können Weibchen an einem einzigen Tag bis zu vier Nymphen reproduzieren.

In nicht-nordamerikanischen Populationen kann die sexuelle Fortpflanzung im Herbst stattfinden, wo sich die Weibchen paaren und dann Eier legen, die überwintern.(Hein et al., 1989; Hodgson und Karren, 2008; Merchant, 2014; Michaud J. P. und Sloderbeck, 2005)



  • Wichtige reproduktive Funktionen
  • Saisonale Zucht
  • gonochorisch / gonochoristisch / zweihäusig (Geschlecht getrennt)
  • sexuell
  • asexuell
  • Düngung
    • intern
  • lebendgebärend
  • ovipar
  • Brutintervall
    Russische Weizenblattläuse brüten einmal im Jahr.
  • Brutzeit
    Diuraphis noxiareproduziert sich im Herbst.
  • Altersbereich bei Geschlechts- oder Fortpflanzungsreife (weiblich)
    9 bis 55 Tage
  • Altersbereich bei sexueller oder reproduktiver Reife (männlich)
    9 bis 55 Tage

Die meistenDiuraphis noxiaWeibchen bringen lebende Junge zur Welt, was ihrerseits wahrscheinlich eine erhebliche Energieinvestition darstellt. In einigen Populationen werden Eier durch sexuelle Fortpflanzung produziert, und diese Eier enthalten die Nahrung, die vom weiblichen Elternteil bereitgestellt wird, damit die Eier den Winter überleben können. Nach der Geburt oder nach der Eiablage erfolgt keine weitere Interaktion oder Betreuung durch die Eltern.(Hodgson und Karren, 2008; Kaufmann, 2014)

  • Investition der Eltern
  • Vorschlüpfen/Geburt
    • Bereitstellung
      • weiblich

Lebensdauer/Langlebigkeit

Die Lebensdauer vonD. Noxiabeträgt etwa drei Monate. Die Umgebungstemperatur hat einen großen Einfluss auf ihre Lebensdauer. Ihre Lebensdauer verkürzt sich, wenn die Blattläuse längere Zeit bei Temperaturen unter 0° C verbringen.(Merrill und Holtzer, 2010; Merrill, et al., 2009)

  • Durchschnittliche Lebensdauer
    Status: wild
    3 Monate

Verhalten

Diuraphis noxia, wie die meisten Blattläuse, lebt in großen Kolonien. Jedes Jahr werden mehrere Generationen von geflügelten Blattläusen produziert. Blattläuse sind im Allgemeinen schlechte Flieger und hängen stark vom Wind ab, um sie auf der Suche nach neuen Wirtspflanzen von Gebiet zu Gebiet zu bewegen. Der Rest der Blattläuse sind flügellos.



Das Alltagsverhalten der russischen Weizenblattläuse kann anhand ihrer Fressaktivität in Phasen eingeteilt werden. In der ersten Phase finden die Blattläuse eine potenzielle Nahrungspflanze. Dies ist ein zufälliger Vorgang, der als Pre-Alighting-Verhalten bezeichnet wird. In der zweiten Phase beginnen die Blattläuse, die Blätter der Pflanze zu untersuchen und zu erforschen, um nach einer Stelle zu suchen, an der sie sich ernähren können. Diese Phase wird als Erkundung der Pflanzenoberfläche und des unmittelbaren subepidermalen Gewebes bezeichnet. Die dritte und vierte Phase sind verbundene Phasen. In diesen Phasen suchen die Blattläuse nach den Teilen der Pflanze, die Nahrungsgewebe sind, und beginnen zu fressen. Die Blattläuse ernähren sich vom Phloem in den Blättern. Wenn eine Blattlaus die Nährstoffe aufgenommen hat, die sie braucht, wandert sie zu einer neuen potentiellen Pflanze weiter.(Caillaud et al., 1995; Hodgson und Karren, 2008; Merchant, 2014)

  • Wichtige Verhaltensweisen
  • fliegt
  • beweglich
  • sesshaft
  • kolonial

Heimbereich

Alate russische Weizenblattläuse fliegen zu Pflanzen in neuen Gebieten, um neue Kolonien zu gründen. Da Blattläuse schlechte Flieger sind, ist es unwahrscheinlich, dass sie weite Strecken zurücklegen, es sei denn bei einer besonders starken Windströmung. Flügellose Blattläuse und Nymphen sind sesshaft und bleiben im gleichen allgemeinen Bereich.(Hodgson und Karren, 2008; Kaufmann, 2014)



Kommunikation und Wahrnehmung

Russische Weizenblattläuse kommunizieren miteinander, indem sie ein Alarmpheromon produzieren. Das Alarmpheromon wird von den Hornhäuten am Ende des Abdomens abgesondert. Das Alarmpheromon hilft, eine andere Blattlaus oder ein Raubtier in ihrer Nähe zu erkennen. Wenn ein Raubtier in der Nähe ist, reagieren sie, indem sie die Wirtspflanze absetzen.(Becker, 2000)

  • Kommunikationskanäle
  • chemisch
  • Andere Kommunikationsmodi
  • Pheromone
  • Wahrnehmungskanäle
  • chemisch

Essgewohnheiten

Russische Weizenblattläuse ernähren sich von Phloem von Pflanzen und verwenden ihre Mandrin-Mundwerkzeuge, um das Pflanzenmaterial zu durchbohren. Sie sind das ganze Jahr über in kleinen Getreidefeldern oder Gräsern zu finden. Sie bevorzugen hauptsächlich Weizen und Gerste und stellen in der kalten Jahreszeit ihre Ernährung auf Weizengras, Intermediate Weizengras und Kanada-Wildroggen um. Sie beginnen an der Oberseite oder am Rand der Pflanze zu fressen und verbrauchen die Pflanzennährstoffe. Sobald die Pflanze ihre Nährstoffe verliert und sich eine große Kolonie zu bilden beginnt, beginnt sich das Blatt schnell nach innen zu rollen und schützt die Blattläuse vor Gefahren wie natürlichen Feinden und insektiziden Sprays.

Während des Fütterungsprozesses der russischen Weizenblattlaus setzen sie Giftstoffe frei, die zu einer Verfärbung der Pflanzen, von denen sie sich ernähren, führen. Das in den Pflanzen freigesetzte Toxin führt dazu, dass sich die Pflanzen verfärben und mit bloßem Auge weiß, violett und gelb erscheinen können. Bei der Fütterung von sich entwickelnden Pflanzen können sie verhindern, dass sich der Kopf der Pflanze öffnet, wodurch die Pflanzenentwicklung gehemmt wird. In einigen Fällen führt die russische Weizenblattlaus dazu, dass die Ränder der Weizenkörner gebleicht werden, was die Kornentwicklung stoppt.

Hunderinde klingt heiser

Die Essgewohnheiten vonDiuraphis noxiawerden stark von jahreszeitlichen Veränderungen beeinflusst. Während der Herbstsaison wandern sie von den Pflanzenblättern in das Innere der gekräuselten Blätter, um vor kalten Temperaturen geschützt zu sein. In wärmeren Jahreszeiten erscheinen russische Weizenblattläuse an den Blatträndern, wo sie sich ernähren.(Hein et al., 1989; Michaud J.P. und Sloderbeck, 2005)

  • Primäre Ernährung
  • Pflanzenfresser
    • isst Saft oder andere pflanzliche Lebensmittel
  • Pflanzliche Lebensmittel
  • Saft oder andere Pflanzenflüssigkeiten

Prädation

Zu den natürlichen Feinden der russischen Weizenblattläuse gehört der konvergente Marienkäfer (Hippodamia konvergiert), der Siebenfleckige Marienkäfer (Coccinella sepempuncata), der MarienkäferHippodamia variegata, Blattlauswespen (Blattläuse), Schwebfliegen (Diptera: Syrphidae),SymnusKäfer, Florfliegen (Chrysopidae), Laufkäfer (Staphylinidae) und Spinnen (Araneae). Die russische Weizenblattlaus versteckt sich in den gekräuselten Blättern einer Weizenpflanze und macht es größeren Raubtieren schwer, sie zu erreichen. Konvergente Marienkäfer, Siebenfleckige Marienkäfer und Scymnuskäfer sind klein genug, um in den gekräuselten Teil der Blätter zu kriechen und sich von den Blattläusen zu ernähren. Sie geben auch ihre Wirtspflanzen ab, wenn ein Raubtier in der Nähe ist, und warnen die Kolonie mit einem Alarmpheromon auf die Anwesenheit eines Raubtiers.(Adisu et al., 2003; Knutson et al., 1997; Michaud J.P. und Sloderbeck, 2005)

Ökosystemrollen

Als eine der invasivsten landwirtschaftlichen Arten der Welt haben russische Weizenblattläuse einen weitreichenden Einfluss auf die Ökosysteme, in die sie eindringen. Während sich ihr Lebensraum in neue Regionen ausdehnt, zerstören russische Weizenblattläuse ständig die Pflanzen, von denen sie sich ernähren, zu denen eine Vielzahl von Getreidekörnern wie Weizen und Gerste gehören. Bei der Fütterung überträgt die Russische Weizenblattlaus ein Gift, das zu extremen Verfärbungen führt. Pflanzen, die stark mit dem Toxin befallen sind, haben Blätter mit erkennbaren violetten, weißen oder gelben Streifen. Starke Fütterungen vonDiuraphis noxiakann auch die normale Bildung und Verzerrung von Kornköpfen und Blättern verhindern. In einigen Fällen verhindert ihre Fütterung das richtige Abrollen der Blätter und verursacht die Bildung von gebleichten Köpfen mit schlecht geformten Körnern. Dadurch wird die Getreideproduktion und -qualität drastisch reduziert.

Wie alle BlattlausartenDiuraphis noxiahat ein endosymbiotisches Bakterium,Buchneraspp. Dies ist für beide Organismen eine obligatorische Beziehung, daBuchnerakann außerhalb von Blattläusen überleben. Im Gegenzug,Buchneraproduziert essentielle Aminosäuren, die russische Weizenblattläuse zum Überleben brauchen und nicht über ihre Pflanzenphloemdiät aufnehmen.

Russische Weizenblattläuse werden auch von vielen parasitoiden Wespenarten parasitiert. Die Wespen legen ein Ei in den Körper der Blattlaus, was schließlich zur Mumifizierung und zum Tod der Blattlaus führt. Diese Wespen werden oft als natürliche biologische Bekämpfungsmethoden verwendet, um einen Befall von . zu verhindernDiuraphis noxia. Parasitoide Wespenarten für russische Weizenblattläuse umfassenBlattläuseArten wie zBlattlaus colemani,BraconidWespen,Aphelinus albipodus, undLysiphlebus testaceipes.(Adisu, et al., 2003; Hodgson und Karren, 2008; Lai, et al., 1996; Michaud J.P. und Sloderbeck, 2005; Turanli, et al., 2012)

Als Wirt verwendete Arten
  • Weizen,Triticumspp.
  • gerade noch,Hordeum
  • Weizengrass,Triticum aestivum
  • mittleres Weizengras,Thinopyrum intermedium
  • Kanada wilder Roggen,Elymus canadensis
Mutualistische Arten
  • Bakterien,Buchnera
Kommensale/parasitäre Arten

Wirtschaftliche Bedeutung für den Menschen: Positiv

Es sind keine positiven Wirkungen von bekanntDiuraphis noxiaauf den Menschen.

Wirtschaftliche Bedeutung für den Menschen: Negativ

In den Vereinigten Staaten hat die russische Weizenblattlaus viele erhebliche wirtschaftliche Verluste verursacht. Seit ihrer Entdeckung in Texas im März 1986 haben die Vereinigten Staaten bei der Weizen- und Gersteproduktion Millionen von Dollar verloren. Zusätzlich zur Erschöpfung der Getreideernten wurden Millionen von Dollar für Pestizidbehandlungen ausgegeben, um die Art unter Quarantäne zu stellen. 1988 erreichten die jährlichen Ertragsverluste mit 274 Millionen US-Dollar ihren Höchststand, sanken jedoch in späteren Jahren auf 10 Millionen US-Dollar. Während in den letzten Jahren das Auftreten der russischen Weizenblattlaus zurückgegangen ist, tritt die Art immer noch gelegentlich in den High Plains in Nebraska, Wyoming, Colorado, Kansas und New Mexico auf.(Hein et al., 1989; Michaud J.P. und Sloderbeck, 2005)

  • Negative Auswirkungen
  • Pflanzenschädling

Erhaltungsstatus

Als invasive Art,Diuraphis noxiahat keinen besonderen Erhaltungsstatus. Stattdessen gelten russische Weizenblattläuse als einer der invasiven Schädlinge für kleine Körner weltweit, und es gibt viele Bemühungen, ihre Populationen zu kontrollieren.(Turanli et al., 2012)

Mitwirkende

Najma Salah (Autorin), Grand View University, Kassie Sopher (Autorin), Grand View University, Ashley Sowder (Autorin), Grand View University, Felicitas Avendano (Herausgeberin), Grand View University, Dan Chibnall (Herausgeberin), Grand View University, Angela Miner (Herausgeberin), Mitarbeiterin der Tieragenten.