Doftdiversitet: Dofter i mångfaldens skog styr insekter

Semiochemical Diversity: a new dimension of biodiversity

Diversitet i ekosystem anses främja stabilitet och bristen på biodiversitet förklarar förekomsten av skadedjur i monokulturer. Vi föreslår en ny mekanism för teorin om stabilitet-diversitet  som vi kallar doftdiversitet.

Avsaknaden av doftdiversitet i monokulturer gör det enkelt för växtatande insekter att finna sina värdväxter med sitt känsliga doftsinne. Mångfalden av dofter från icke-värdväxter (non-host volatiles, NHV) stör växtätande insekters födosök i blandade biotoper t.ex. i blandskogar.

Vi har visat den höga fysiologiska känsligheten, det distinkta beteendesvaret och effekten över yta av specifika dofter från icke-värdväxter hos bark- och vedborrar. Förekomsten av två fjärilar på tall i kanter mot lövskog visar på en störning från "fel" växtdoft. Hos tallprocessionsspinnaren har vi visat effekt av en molekyl från björk på beståndsskala. De likartade mönstren hos två grupper av skalbaggar och två fjärilar gör att vi föreslår att signaler från icke-värdväxter har en generell betydelse för växtätande insekters ekologi.

Analys av NHV-signaler med kemiska och sinnesfysiologiska metoder och beteendeförsök används. Naturligt förekommande halter jämförs med fysiologiska tröskelvärden. Monokulturer av barrträd manipuleras till syntetisk "doftblandskog".

Målet för forskningen på repellerande icke-värdväxtdofter (NHV) för växtätare på barrträd är att ge:

1. en ökad kunskap om hur "biotopdofter" påverkar insekters beteende och fördelning.
2. en kunskapsbas för riktlinjer om hur och med vilka lövträd skogen kan långsiktigt skyddas genom doftdiversitet.
3. akutinsatser med NHV mot härjningarna av granbarkborren i Småland

Diverse habitats have been assumed to have higher stability, the "stability-diversity" paradigm. We propose a supplemental mechanism underpinning this ecological paradigm: The "Semiochemical diversity-stability hypothesis" stating that mixed habitats with high biodiversity are more stable due to the abundance of non-host volatiles (NHV).

The deficit of semiochemical diversity in monocultures makes it simple for herbivore insects to find suitable host plants by their sensitive antennae. In mixed habitats, however, the NHV interfere with host location by pheromones and kairomones.

Specifically, we focus on the NHV present in angiosperm dominated habitats affecting conifer insects. We will attack the problem by the tools of chemical ecology; converting a pure conifer forest to a "semiochemically mixed forest" and the chemical analysis (GC-MS), the electrophysiological analyses at antennal (GC-EAD) and sensillum (GC-SSR) levels, and behavioural assays.

The project is expected to deliver

1. knowledge of the mechanisms operating in the semiochemically-based diversity-stability
2. guidance on the design of a scientific policy for development of mixed forests (mixed stands or mosaics of pure stands of different species) on the full scale of a production forest landscape.
3. a knowledge base for short term population control by synthetic NHV-dispensers of Ips typographus following storm fellings in Småland

Medarbetare
Martin Andersson, Elisabeth Marling,  Rikard Unelius, Christian Schiebe, Fredrik Schlyter

Finansiärer
FORMAS, Såg i Syd

Coworkers
Martin Andersson, Elisabeth Marling,  Rikard Unelius, Christian Schiebe, Fredrik Schlyter

Funding
FORMAS, Såg i Syd

Project is part of and is provided   infrastructure from: 

Insect Chemical Ecology, Ethology, and Evolution
Chemical Ecology, Plant Protection Biology, SLU Alnarp