Diapauze bij insecten

Soorten diapauze en omgevingsfactoren die het veroorzaken

De cinnabermot is een voorbeeld van een insect met verplichte diapauze. Flickr-gebruiker David Elliott ( CC-licentie )

Diapauze is een periode van onderbroken of gestopte ontwikkeling tijdens de levenscyclus van een insect. Diapauze bij insecten wordt meestal veroorzaakt door omgevingsfactoren, zoals veranderingen in daglicht, temperatuur of voedselbeschikbaarheid. Diapauze kan optreden in elk stadium van de levenscyclus - embryonaal, larvale, pop of volwassen - afhankelijk van de insectensoort.

Insecten bewonen elk continent op aarde, van het bevroren Antarctica tot de zwoele tropen. Ze leven op bergtoppen, in woestijnen en zelfs in de oceanen. Zij koude winters overleven en zomerdroogte. Veel insecten overleven dergelijke extreme omgevingsomstandigheden door middel van diapauze. Als het moeilijk wordt, nemen ze een pauze.

Diapauze is een vooraf bepaalde rustperiode, wat betekent dat het genetisch geprogrammeerd is en adaptieve fysiologische veranderingen met zich meebrengt. Omgevingssignalen zijn niet de oorzaak van diapauze, maar ze kunnen bepalen wanneer diapauze begint en eindigt. Rust daarentegen is een periode van vertraagde ontwikkeling die direct wordt veroorzaakt door omgevingscondities en die eindigt wanneer gunstige omstandigheden terugkeren.

Soorten diapauze

Diapauze kan verplicht of facultatief zijn:

• Insecten met verplichte diapauze zullen deze periode van stilstaande ontwikkeling ondergaan op het vooraf bepaalde punt in hun levenscyclus, ongeacht de omgevingsomstandigheden. Diapauze komt in elke generatie voor. Verplichte diapauze wordt meestal geassocieerd met univoltiene insecten, wat betekent dat insecten één generatie per jaar hebben.
• Insecten met facultatieve diapauze alleen een periode van onderbroken ontwikkeling ondergaan wanneer de omstandigheden dit vereisen om te overleven. Facultatieve diapauze wordt gevonden bij de meeste insecten en wordt geassocieerd met bivoltiene (twee generaties per jaar) of multivoltiene insecten (meer dan twee generaties per jaar).

Bovendien ondergaan sommige insecten een reproductieve diapauze , wat een opschorting is van reproductieve functies bij volwassen insecten. Het beste voorbeeld van reproductieve diapauze is de monarchvlinder in Noord-Amerika. De migrantengeneratie van de late zomer en herfst gaat in een staat van reproductieve diapauze ter voorbereiding op de lange reis naar Mexico.

Omgevingsfactoren

Diapauze bij insecten wordt geïnduceerd of beëindigd als reactie op signalen uit de omgeving. Deze signalen kunnen veranderingen in de lengte van het daglicht, temperatuur, voedselkwaliteit en -beschikbaarheid, vocht, pH en andere factoren omvatten. Geen enkele cue bepaalt alleen het begin of einde van de diapauze. Hun gecombineerde invloed, samen met geprogrammeerde genetische factoren, controleert de diapauze.

Fotoperiode:Een fotoperiode is de afwisselende fase van licht en donker in de dag. Seizoensveranderingen in de fotoperiode (zoals kortere dagen als de winter nadert) vormen voor veel insecten het begin of einde van de diapauze. Fotoperiode is het belangrijkste. Temperatuur:Samen met de fotoperiode kunnen veranderingen in temperatuur (zoals een extreme koudegolf) het begin of einde van de diapauze beïnvloeden. De thermoperiode, afwisselende fasen van koelere en warmere temperaturen, beïnvloedt ook de diapauze. Sommige insecten hebben specifieke thermische signalen nodig om de diapauzefase te beëindigen. Bijvoorbeeld de wolharige beer rups moet een periode van afkoeling doorstaan ​​om het einde van de diapauze en voortzetting van de levenscyclus te veroorzaken. Voedsel:Naarmate het groeiseizoen eindigt, kan de afnemende kwaliteit van hun voedselbronnen een diapauze-fase bij een insectensoort helpen veroorzaken. Als aardappelplanten en andere gastheren bijvoorbeeld bruin en droog worden, komen de volwassen Coloradokever in een staat van diapauze.

bronnen

• Blackcap, John L., (red.) Encyclopedie van de entomologie . 2e druk, Springer, 2008, New York.
• Gilbert, Scott F. Ontwikkelingsbiologie . 10e editie, Sinauer Associates, 2013, Oxford, VK.
• Gullan, P.J., en Cranston, P.S. De insecten: een overzicht van entomologie. Wiley, 2004, Hoboken, NJ
• Johnson, Norman F. en Triplehorn, Charles A. Borror en DeLong's inleiding tot de studie van insecten . 7e editie, Thomson Brooks/Cole, 2005, Belmont, Californië.
• Khanna, DR. Biologie van geleedpotigen. Discovery Publishing, 2004, New Delhi.