Supercooling in the Redbay Ambrosia Beetle (Coleoptera: Curculionidae)

John P. Formby, Natraj Krishnan, John J. Riggins

Abstract


The redbay ambrosia beetle, Xyleborus glabratus Eichoff, (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) is a severe pest of North American trees and shrubs in the family Lauraceae. Supercooling point (SCP) is an important physiological baseline for cold tolerance studies and could provide useful insights into the invasive potential of X. glabratus in northern latitudes of North America. The supercooling point (SCP) of X. glabratus was experimentally determined on field-collected and artificially cold hardened specimens. Field-collected beetles were captured in Jackson County, Mississippi using Lindgren funnel traps baited with manuka oil lures. Testing was conducted from June through August 2011. The mean SCP for field-collected X. glabratus was -21.7 ± 0.5 °C (± SE). A significant negative trend in the SCPs of field-collected beetles occurred over the summer testing period. Xyleborus glabratus specimens were reared from redbay (Persea borbonia (L.) Sprengel bolts in June 2012 and artificially cold hardened in a low temperature incubator at a thermo-photoperiod of 7 °C:2 °C (10:14 h L:D) for 31 days. Artificially cold hardened X. glabratus supercooled to a mean temperature of -23.9 ± 0.4 °C (± SE), which was significantly lower than that of field-collected beetles. Biometric indices of beetles (size, weight, and size x weight interaction) had no effect on the mean supercooling SCPs of either field-collected or artificially cold hardened beetles. Results from environmentally conditioned beetles suggest that X. glabratus has a high degree of thermal plasticity. Based on the artificially cold hardened mean SCP, X. glabratus and laurel wilt disease have the possibility to impact sassafras and northern spicebush throughout eastern North America. The data, although preliminary, suggests that a previous spatio-temporal model based on climate match data may have substantially underestimated the geographical area that may be affected by X. glabratus. This study will help form the basis of building and validating models to better predict the North American invasion potential of X. glabratus.

 

El escarabajo ambrosia, Xyleborus glabratus Eichoff, (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae) es una plaga severa de árboles y arbustos de la familia Lauraceae en Norteamerica. El punto del sobre-enfriamiento (PSF) es una línea de base fisiológica importante para los estudios de tolerancia al frio y puede proveer una pista relevante del potencial de invasión de X. glabratus en Norteamerica. Por lo tanto, se determinó el punto de sobre-enfriamiento (PSF) de X. glabratus experimentalmente utilizando especímenes recolectadas en el campo y endurecidas por el frio artificialmente. Escarabajos recogidos en el campo fueron capturados en el condado de Jackson, Mississippi utilizando trampas de embudo Lindgren cebados con un señuelo de aceite de manuka. Se realizó la prueba entre junio y agosto del 2011. El promedio del PSF para los X. glabratus recolectados de campo fue de -21.7 ± 0.5 °C (± SE). Una tendencia negativa significante en el PSF de los escarabajos recolectados en el campo sucedió durante en el transcurso del período de prueba el verano de 2011, lo que posiblemente indica un aumento en la tolerancia al frío. Especímenes del Xyleborus glabratus fueron criados sobre pernos del laurel rojo (Persea borbonia (L.) Sprengel en junio 2012 y artificialmente endurecidos por al frío en una incubadora de baja temperatura a un termofotoperiodo de 7 °C: 2 °C (10:14 h L:D) por 31 días. El PSF de los X. glabratus artificialmente endurecidos por el frío y sobre-enfriados a un promedio de temperatura de -23.9 ± 0.4 °C (± SE) fue significativamente más bajo que el de los escarabajos recogidos en el campo. El tamaño y el peso de los escarabajos no tuvo ningún efecto sobre el promedio del punto de sobre-enfriamiento (PSF) de los escarabajos recolectados en el campo o los endurecidos artificialmente por el frio. Los resultados sugieren que X. glabratus es capaz de ajustarse rápidamente a bajas temperaturas, independientemente de la exposición previa, o sea los endurecidos por el frio rápidamente. Basado sobre el promedio de PSF, X. glabratus y la marchitez del laurel tienen la posibilidad de impactar los sasafrás por todo la región este de América del Norte. Esto sugiere que un modelo espacio-temporal hecho anteriormente basado en los datos de compatibilidad del clima puede haber subestimado sustancialmente el área geográfica que puede ser afectada por X. glabratus. Este estudio ayudará a formar una base para construir y validar modelos para predecir mejor el potencial de invasión de X. glabratus en Norteamerica.

 

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Keywords


cold tolerance; invasion potential; laurel wilt; supercooling point; Xyleborus glabratus

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