Reproduction, progenesis, and embryogenesis of thrips (Thysanoptera, Insecta)

Abstract

Die derzeit ungefähr 5500 beschriebenen Thripsarten sind weltweit verbreitet mit einer Dominanz in den tropischen und subtropischen Regionen sowie den gemäßigten Breiten. Einige Arten sind als Schaderreger und alleinige Überträger von Tospoviren bekannt. Innerhalb der Ordnung gibt es solitär bis hin zu eusozial lebende Arten und die Parthenogenesetypen reichen von Arrhenotokie über Deutero- bis Thelytokie. Die vorliegende Arbeit präsentiert Ergebnisse zu verschiedenen Aspekten der Biologie einschließlich Morphologie und Entwicklung von Thripsen. Ziel war es durch die Einbeziehung verschiedener Methoden, die unterschiedlichen Möglichkeiten und Fähigkeiten verschiedener Thripsarten hinsichtlich Reproduktion und Embryogenese und der zugrundeliegenden morphologischen und entwicklungsbiologischen Mechanismen darzustellen. Hierbei wurden Daten zum Geschlechterverhältnis verschiedener Thripsarten der beiden Unterordnungen der Thysanoptera (Terebrantia und Tubulifera) und dessen Beeinflussung durch unterschiedliche Parameter, zum Kopulations- und Ovipositionsverhalten und zur Morphologie der äußeren und inneren Geschlechtsorgane ermittelt. Außerdem wurden Lifetables der beiden Schaderregerarten Frankliniella occidentalis und Echinothrips americanus erstellt und Daten der tospo-virusübertragenden Thripsarten Frankliniella fusca und F. occidentalis ermittelt. Auf der Grundlage von histologischen Untersuchungen wurde die Entwicklung der Geschlechtsorgane von F. occidentalis, E. americanus und Suocerathrips linguis dargestellt. Zur Beschreibung der Embryogenese von F. occidentalis und S. linguis wurden Daten zur Eimorphologie, Entwicklungsdauer und Mortalitätsrate erfasst und die Embryogenese der beiden Vertreter der Terebrantia und Tubulifera mittels histologischer Untersuchungen und Videodokumentation vergleichend dargestellt. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern Bausteine für die Beantwortung von Fragen, die im Zusammenhang mit der Entwicklung von Thripsen als Schaderreger, der zunehmenden Entwicklung von Resistenzen gegenüber Insektiziden und damit auch der Entwicklung von geeigneten Bekämpfungsmethoden stehen. Wissen zur Morphologie und Entwicklung und der daraus resultierenden Anpassungen und Verhaltensweisen hilft darüber hinaus bei der Klärung der Fragen, warum verschiedene Thripsarten so eng an ihre Wirtspflanzen angepasst sind, andere ein breites Wirtsspektrum besitzen, wieso nur einige wenige Arten als Virusüberträger fungieren und welches die Grundlagen für die Entwicklung verschiedener sozialer Formen innerhalb der Ordnung Thysanoptera sind.

Currently about 5500 thrips species are described worldwide. A few of them are known as serious crop pests and vectors of bacterial, fungal, and viral diseases. Thrips species show different lifestyles ranging from solitary forms to eusocial species. Reproduction mode is either arrhenotoky or thelytoky. This study represents results on different aspects of thrips biology including morphological and developmental investigations. The aim was to describe (with the help of different methods) the thrips species process of reproduction and to outline the underlying morphological and developmental mechanisms. Data on the sex ratio of different thrips species, copulation and oviposition behaviour, and morphology of the genital organs were collected from Frankliniella occidentalis, Echinothrips americanus, and Suocerathrips linguis. Life tables were determined for F. occidentalis and E. americanus and data on the tospovirus-transmitting thrips species Frankliniella fusca and F. occidentalis were also included. The progenesis of thrips describes the differentiation of the genital organs during the larval and metamorphic stages of F. occidentalis, E. americanus, and S. linguis. Embryogenesis data on egg morphology, duration of embryogenesis, and mortality rate of F. occidentalis and S. linguis were collected and histological techniques and video documentation were used to describe the embryogenesis of both species as representatives of the two suborders Terebrantia and Tubulifera. The results of this study represent useful information to answer questions, which are connected with the development of thrips as pests, the growing progress of resistance of these species against insecticides, and the development of suitable pest management strategies. Knowledge about morphology and developmental processes as well as the resulting behaviour and adaptations help to clarify, why some species are highly adapted to their host plant and while others show a broad host plant spectrum, why only a few thrips species act as tospovirus-transmitters, and which are the basics of the development of different social lifestyles within the order Thysanoptera.