Effects of large temperature fluctuations on hatching and subsequent development of the diamondback moth (Lepidoptera: Plutellidae)

Kun Xing, Chun-Sen Ma, Fei Zhao, Jv-Cai Han

Abstract


Temperature in habitats of organisms generally is not constant but changes spatially and temporally. When eggs of ectotherms are exposed to large temperature fluctuations, egg phenotypes and post-hatching traits may be altered, but little relevant information is available on insects. Hence, we simulated a set of natural diurnal temperature fluctuations each with the same mean temperature (25 ± 0, 25 ± 2, 25 ± 4, 25 ± 6, 25 ± 8, 25 ± 10 °C), to which we exposed the eggs of the diamondback moth, Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae), and assessed subsequent egg develop­ment, survival and post-hatching traits. Our results showed that there were no significant differences in these phenomena between the constant temperature treatment and the treatments with moderate temperature fluctuations. However, large temperature fluctuations slowed development and lowered hatching rate during the egg stage. In addition the effects of these large temperature fluctuations extended to the larval stage, but not to the pupal and adult stages. No apparent costs of compensatory responses, which occurred in the larval stage, were detected in the later stages. These findings indicate that fluctuating temperature effects are potentially important in predicting insect phenology and population dynamics. As an independent factor, the effects of temperature fluctuations on a stage in the life history must be factored into models for predicting insect develop­ment that are based on mean temperatures. The larger of the temperature fluctuations to which eggs of diamondback moth were exposed, affected development time, hatching rate, larval growth and pre-pupal mass.

 

Resumen

La temperatura en los hábitats de organismos generalmente no es constante, pero cambia espacialmente y temporalmente. Cuando los huevos de ectotermos están expuestos a grandes fluctuaciones de temperatura, los fenotipos de los huevos y sus caracteristicas pos-eclosión puede ser alterados, pero poca información pertinente en los insectos está disponible. Por lo tanto, se simuló un conjunto de fluctuaciones naturales de temperatura diurnas cada uno con el promedio de temperatura (25 ± 0, 25 ± 2, 25 ± 4, 25 ± 6, 25 ± 8, 25 ± 10 °C), a la que los huevos de la polilla dorso de diamante, Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) fueron expuestos, y se evaluó el desarrollo de los huevos, la sobrevivencia y sus caracteristicas pos-eclosión. Nuestros resultados mostraron que no hubo una diferencia significativa en estos fenómenos entre el tratamiento temperatura constante y los tratamientos temperaturas moderadas fluctuantes. Sin embargo, las temperaturas más ampliamente fluctuantes alargaron el desarrollo y bajaron la tasa de eclosión durante el estadio de huevo. Además, el efecto de estos grandes fluctuaciones de temperatura extendio el estadio larval, pero no a los estadios de pupa y adulto. No se detectaron costos aparentes de estas respuestas compensatorias, que se produjo en el estadio larval, pero no fueron detectados durante los estadios de la pupa y el adulto. Estos hallazgos indican que la fluctuación de efectos de la temperatura son po­tencialmente valiosos en la predicción de la fenología del insecto y la dinámica de la población. Como un factor independiente, las tem­peraturas fluctuantes durante un estadio en la historia de la vida deben ser considerados en el modelo de predicción de la desarrollo de insectos basados en el promedio de la temperatura. La mayor de las fluctuaciones de la temperatura a la que se expusieron los huevos de polilla dorso de diamante, el tiempo de desarrollo afectados, tasa de eclosión, el crecimiento de las larvas y la masa pre-pupal.

 

View this article in BioOne


Keywords


egg stage; diurnal temperature fluctuations; compensatory growth; Plutella xylostella

Full Text:

PDF