diverzitet i filogenetski odnosi

Parazitske ose, biljne vaši i eriofidne

grinje: diverzitet i filogenetski odnosi

rukovodilac: prof dr Ţeljko Tomanović

143006B

Ministarstvo za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije

Uvod

• Biljne vaši, parazitske ose i eriofidne grinje čine značajan deotrofičkih kompleksa u prirodnim i agroekosistemima.

• Osim brojnosti, odlikuju se i velikim ekonomskim značajem, kaoštetočine gajenih biljaka (vaši), biološki agensi invazivnih vrstakorova (grinje) ili regulatori brojnosti fitofagnih insekata (parazitskeose).

• Veliki floristički i ekosistemski diverzitet Balkanskog poluostrva iprostorno-istorijske veze sa susednim područjima uslovljavajuveliku raznovrsnost ovih organizama, na specijskom ipopulacionom nivou, kao i sloţenost njihovih trofičkih odnosa.

Uvod

• Biljne vaši su značajan ograničavajući faktor u proizvodnji gajenih

biljaka. Usled pojave rezistentnosti vašiju na insekticide, kao i

negativnog uticaja ovih materija na zdravlje ljudi i ţivotnu sredinu,

poslednjih dvadesetak godina su intenzivirana istraţivanja

biologije njihovih prirodnih neprijatelja kao bioloških kontrolnih

agenata

• Najznačajniji prirodni neprijatelji biljnih

vašiju su solitarne osice iz podfamilije

Aphidiinae (Hymenoptera: Braconidae)

koju čine najmanje 400 vrsta

endoparazita

Predispozicije za biološku kontrolu:

• Visoka specifičnost prema domaćinima.

• Efikasnost u pronalaţenju domaćina.

• Visok reproduktivni potencijal.

Uvod

• Poznavanje biologije, ekologije i specifičnosti parazitskih osa kao

potencijalnih bioloških agenata je značajna za tzv. ecologically-

friendly management agro- i prirodnih ekosistema i redukciju

primene hemijskih mera u suzbijanju vaši.

Ključni problem kod njih je što se morfološki teško mogu

razlikovati i najčešće se klasifikuju u komplekse vrsta. Obzirom na

veliki ekonomski značaj i za dalju primenu u biološkoj kontroli,

neophodno je objediniti morfološka, bionomijska i molekularna

istraţivanja u rešavanju taksonomskog statusa blisko srodnih vrsta.

Uvod

• Multidisciplinaran pristup koji obuhvata fundamentalna i

aplikativna istraţivanja

• Angaţovani istraţivači su iz institucija:

1. Biološki fakultet Beograd

2. Prirodno-matematički fakultet Novi Sad

3. Prirodno-matematički fakultet Kragujevac

4. Poljoprivredni fakultet Zemun

5. Institut za zaštitu bilja i životnu sredinu Beograd – Dr Milana

Mitrović, Dr Jelena Jović (Odsek za štetočine bilja)

Ciljevi istraţivanja

1. Istraţivanje diverziteta, rasprostranjenja, populacione strukture i biosistematike taksona

2. Karakterizacija biotičkih interakcija istraţivanih taksona u okviruprirodnih i agroekosistema, uključujući specifičnosti premadomaćinima.

3. UtvrĎivanje novih trofičkih kompleksa, procena njihovog mogućegpotencijala za biološku kontrolu, uključujući evaluaciju različitihbiljnih vrsta kao rezervoara značajnih parazitoida u agro-ekosistemima.

4. Definisanje filogenetskih odnosa i rasvetljavanje koevolutivnih odnosa prirodnih neprijatelja sa domaćinima i porekla odreĎenih bionomijskih i morfoloških adaptacija kod parazitoida.

Faze istraţivanja

1. Detekcija novih vrsta, podvrsta i/ili biotipova, razrada i usavršavanje ključeva za identifikaciju i taksonomske revizije

2. Analize unutar- i meĎugrupnih filogenetskih odnosa

3. Faunistička inventarizacija i utvrĎivanje biogeografskih i ekoloških pravilnosti u distribuciji

4. Analiza različitih aspekata trofičkih i drugih biotičkih odnosa (stepen trofičke specijalizacije, morfo-fiziološke prilagoĎenosti i populacioni trendovi ključnih vrsta/grupa i njihov efekat na domaćina, struktura cenotičkih kompleksa i njihova ekološka i filogenetska uslovljenost)

5. Potencijal lokalnih populacija parazitoida za biološku kontrolu

Metodologija

Laboratorijske analize:

a) populacioni, specijski i trofički diverzitet taksona

b) diverzitet trofičkih kompleksa u prirodnim ekosistemima

i agroekosistema

c) testiranje preference parazitoida prema vrsti i uzrasnim stupnjevimaafidnog domaćina (ponašanje pri ovipoziciji, podesnost domaćina,reproduktivni potencijal).

d) testiranje specifičnosti eriofida prema korovskim biljkama.

e) izolacija specifičnih gena za potrebe filogenetske analize

f) filogenetska analiza koja obuhvata morfološke karaktere, binomijske

karakteristike i različite gene.

Terenska istraživanja

Rezultati

• Tokom istraţivanja članovi projekta 143006 su postigli veomaznačajne rezultate, što je rezultat multidiscplinarnog pristupa uistraţivanjima svih nivoa biološke raznovrsnosti.

• Do sada je detektovano i opisano za nauku 15 novih taksona(parazitoida, grinja, biljnih vašiju) od kojih su neki veoma značajni saaspekta biološke kontrole ekonomski štetnih vrsta insekata i korova.

• MeĎu novootkrivenim taksonima, nekoliko ih je endemično za Srbijui Balkansko poluostrvo i predstavljaju jedinstven biološki nacionalniresurs.

• Publikovani su ključevi za identifikaciju većeg broja taksona, što jeod fundamentalnog značaja za bilo kakva dalja istraţivanja- odekoloških do primenjenih.

Rezultati

• Morfološka i biološka karakterizacija taksona koji su objekatistraţivanja je uslovljen poznavanjem njihovih unutar i meĎugrupnihfilogenetskih odnosa.

• Filogenetske analize su uraĎene na osnovu morfoloških ibinomijskih karakteristika, kao i na molekularnom nivou.

• Proučavane su interakcije parazitoida i njihovih afidnih domaćina uagroekosistemima, meĎu različitim agroekosistemima i što jeposebno značajno, izmeĎu agroekosistema i auutohtone flore. Naovaj način je moguće sagledati rezervoarski značaj pojedinihautohtonih biljaka i njihov značaj u primeni integralnih mera zaštitebilja i drugih ekološki kompatibilnih metoda, čija primena doprinosiodrţivoj poljoprivrednoj proizvodnji.

Publikacije

Areopraon lepelleyi – nova vrstaparazitske ose na biljnim vašimaiz podfamilije Eriosomatinae sailustrovanim morfološkim

karakterima

Acta entomologica Serbica 2009, 14(1)

• Areopraon chaitophori - nova vrsta koja parazitira vaši Chaitophorus

leucomelas

• UraĎen je ključ za determinaciju evropskih vrsta osa iz roda Areopraon

Ann. soc. entomol. Fr. 2009, 45 (2)

• Parazitoidi lisnih vašiju na topoli i vrbi

• Tritrofičke interakcije

• Opis 2 nove vrste

• Izrada ključa za identifikaciju parazitoida u

asocijaciji sa vašima na topoli i vrbi

Acta Zoologica Academiae Scientiarum Hungaricae 53 (3), 2007

Journal of Natural History, 2006; 40(17–18)

• Revizija roda Aphidius Nees s opisom novih vrsta

• Sastavljen je ključ za 14 vrsta sa detaljnim ilustracijama morfoloških razlika

Canadian Entomologist; 2007; 139, 3;

• Filogenetski odnosi izmeĎu rodova Aphidius i Lysaphidus

• Opis nove vrste Aphidius iranicus sp. nov

• Sve publikacije su rezultat meĎunarodne saradnje sa istraţivačima iz Grčke,

Češke, Slovenije, Irana, Engleske i Švajcarske

• Metodološki i konceptualno, proučavanja filogenetskih odnosa, biotičkih

interakcija i ekosistemskih funkcija u pojedinim aspektima je obuhvatio širi

geografski prostor, problemski okvir, kao i širi opseg taksona I prirodnih

neprijatelja kao potencijalnih bioloških agenata

- Rhinusa antirrhini - kompleks kriptičkih vrsta u

asocijaciji sa različitim biljkama domaćinima

- novi metodološki koncept – za sveobuhvatnu

i uspešnu ocenu potencijala jednog insekta

za biološku kontrolu korova neophodno je, u

već standardizovanu metodologiju testiranja,

uvesti komparativne molekularne i morfološke

analize populacija sa različitih biljaka domaćina,

kako bi se jasnodefinisao taksonomski status

vrsta.

Hernańdez-Vera G, Mitrović M., Jović J., Toševski I., Caldara R., Gassmann A., Emerson B.C. (2010):

Host-associated genetic differentiation in a seed parasitic weevil Rhinusa antirrhini (Coleptera:

Curculionidae) revealed by mitochondrial and nuclear sequence data. Molecular Ecology 19(11), 2286-

2300.