Host-parasite interactions in the Phengaris (Maculinea) nausithous-Myrmica rubra system - [kumulative Dissertation]

Abstract

Phengaris (Maculinea)-Schmetterlinge sind abhängig von Ameisenwirten, um ihren Lebenszyklus zu vollenden. P. nausithous ist hochspezifisch und nur an eine Wirtsart Myrmica rubra angepasst und eine der am stärksten bedrohten Phengaris-Schmetterlingsarten. Diese Untersuchung dieser sehr engen Wirt-Parasitanpassung ist nicht nur für den Schutz von Phengaris hilfreich sondern auch besonders geeignet als Modell für das Verständnis der Koevolution von Wirt und Parasit. Diese Disseration erfasst, ob die Beziehungen zwischen Wirt und Parasit eng genug sind, um ein ko-evolutives Wettrüsten anzuheizen. Hierzu musste ein multidisziplinärer Ansatz verfolgt werden, der sowohl die chemische- und die Verhaltensökologie aber auch die Populationsgenetik von Wirt und Parasit beinhaltete. Die Ergebnisse zeigen, dass P. nausithous Signale der Ameisenbrut nutzt, um M. rubra Sammlerinnen aufmerksam zu machen. Der Befall ist häufiger in Populationen mit polygynen Kolonien und Monogynie führt zu einer temporären Resistenz gegen P. nausithous Parasitisierung. Monogamie in der Wirtspopulation kann das lokale Aussterben der P. nausithous erleichtern. Die Abwesenheit des Parasiten erlaubt der Wirtspopulation Wachstum, die dadurch vermehrt polygyne Kolonien aufbaut. Die Polygynie fördert nun widerum die Parasitierung, was ein oszillierendes Gleichgewicht von Wirt und Parasit zur Folge hat.

Phengaris (Maculinea) butterflies are obligatorily dependent on ant hosts to complete their life cycle. P. nausithous is the most specific and the most threatened Phengaris butterfly, making this species a good model for studying host-parasite co-adaptation and Phengaris conservation. Therefore P. nausithous was chosen as target species of this research to understand if the host-parasite interaction between the larvae of this parasitic butterfly and M. rubra host may be tight enough to fuel a co-evolutionary arms race. To address this perspective a multidisciplinary approach had to be chosen included chemical-behavioural ecology and population genetics. Results show that P. nausithous mimics ant brood signals to alert M. rubra foragers. The infestation is more frequent in populations with polygynous colonies. Monogyny resulted in a form of resistence selected during a period of P. nausithous parasitism. Monogyny in the host population may therefore facilitate the local extinction of P. nausithous. However after a period of parasite absence, the host population growth and polygyny may be promoted again rendering the host population susceptible to new infestations resulting in stable host parasite oscillations.