Acheta domesticus – świerszcz domowy – wpływ temperatury i rodzaju pokarmu na rozwój

Wpływ temperatury i rodzaju pokarmu na rozwój świerszcza domowego (Acheta domesticus)

 

STRESZCZENIE

Przeprowadzono dwuetapowe badania mające na celu określenie wpływu temperatury (I etap) oraz rodzaju pokarmu (II etap) na rozwój świerszcza domowego (Acheta domesticus). Badania prowadzono przez okres sześciu miesięcy (od 10 marca 2009 r. do 10 września 2009 r.).
W I etapie wykazano, że liczba wylinek, które A. domesticus przechodzi w swoim cyklu życiowym wzrasta wraz ze spadkiem temperatury otoczenia i wynosi od ośmiu w temperaturze 35°C do jedenastu w temperaturach 20°C i 25°C. Wykazano, że liczba jaj składanych przez jedną samicę A. domesticus w ciągu 10 dni wynosi od 9 w temperaturze 15°C do 130 w temperaturze 30°C. Tempo składania jaj wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, jednak do pewnej granicy, która jest zawarta w przedziale temperatur pomiędzy wartościami 25°C i 35°C; w temperaturze 35°C świerszcze już nie składają jaj. Czas rozwoju postembrionalnego wydłuża się wraz ze spadkiem temperatury i wynosi od 14 dni w temperaturze 35°C do 119 dni w temperaturze 20°C. W grupie kontrolnej (25°C) wynosił on 56 dni. Rozmiary osiągane przez świerszcze były porównywalne we wszystkich wartościach temperatur i wynosiły około 20 mm.
W II etapie badań wykazano, iż w przypadku podawania pokarmu roślinnego świerszcze wykazywały zachowania kanibalistyczne prowadzące do zmniejszenia liczebności. Można sądzić, że pokarm roślinny nie zaspokaja całkowitego zapotrzebowania świerszczy na białko. Świerszcze karmione pokarmem roślinnym w trakcie obserwacji rozwijały się dłużej o 2 dni i osiągały mniejszą o 1-2 mm długość ciała w porównaniu do świerszczy karmionych pokarmem wysokobiałkowym w grupie kontrolnej.
Oba etapy badań prowadzono jednocześnie.

WSTĘP

Świerszcz domowy jest gatunkiem należącym do rodziny Gryllidae. Obecnie jest rozprzestrzeniony prawie na całym świecie. Najprawdopodobniej jego rodzimym miejscem pochodzenia była południowo – zachodnia Azja. Jest to owad ciepłolubny. W Polsce można go spotkać w okolicach budynków gospodarczych latem, natomiast zimą jedynie wewnątrz pomieszczeń. Może tam odgrywać rolę szkodnika zjadającego produkty żywnościowe, takie jak mąka, czy zboże.

MATERIAŁ I METODY

Etap I

Do przeprowadzenia badań wykorzystano wyselekcjonowane dojrzałe płciowo osobniki świerszcza domowego (Acheta domesticus). Wyselekcjonowano osobniki o dużej wielkości (około 20 mm) oraz w przypadku samic takie osobniki, które posiadały prawidłowo wykształcone pokładełko umożliwiające składanie jaj (1). Przed selekcją świerszcze przebywały ze sobą przez trzy tygodnie w temperaturze 25° C, co umożliwiło zapłodnienie samic. Wyselekcjonowane osobniki zostały losowo rozmieszczone do terrariów stanowiących grupy badawcze (temperatura 15°C, 20°C, 30°C i 35°C). Przygotowano trzy terraria dla każdej wartości temperatury. Grupy kontrolne stanowiły terraria, w których panowała optymalna temperatura – 25° C. W każdym terrarium umieszczono po 10 samic oraz 5 samców. Każde terrarium było wyposażone w aparaturę (termometr, grzałka z termostatem, higrometr, nawilżacz powietrza, higrostat) utrzymującą stałą temperaturę i wilgotność wewnątrz terrariów. Wilgotność we wszystkich terrariach wynosiła 40 %.

Umieszczone w terrariach samice przez 10 dni składały jaja do specjalnie przeznaczonych do tego celu pojemników wypełnionych wilgotnym włóknem kokosowym. Świerszcze były karmione dwa razy dziennie zróżnicowanym, pełnowartościowym pokarmem składającym się z liści mniszka lekarskiego, płatków dla ryb akwariowych zawierających 51 % białka oraz jabłek i ogórków będących głównym źródłem wody. Świerszcze w trakcie badań miały zapewniony pełnowartościowy pokarm. Niezjedzone resztki usuwano.

Po 10 dniach usunięto dorosłe świerszcze, a jaja policzono. Następnie inkubowano jaja w niezmienionych warunkach aż do pojawienia się wylęgu. Wylęg karmiono drobno pokruszonymi płatkami dla ryb dostarczającymi podstawowego budulca białkowego oraz jabłkami i ogórkami. W miarę wzrostu larw (od 3 wylinki) dietę urozmaicono o liście mniszka lekarskiego.

Dokonano modyfikacji warunków doświadczenia w celu ustalenia przebiegu rozwoju świerszcza domowego (A. domesticus) w temperaturze 35°C. Pobrano jaja złożone w przeciągu kilku dni w optymalnej temperaturze 25°C, po czym umieszczono je w trzech terrariach, w których panowała temperatura 35°C. Obserwacje rozpoczęto w momencie, gdy pojawił się wylęg.

Etap II

W celu określenia wpływu pokarmu na rozwój świerszcza domowego utworzono po trzy grupy badawcze i kontrolne. W każdej znajdowało się po 50 osobników, będących w jednakowym wieku, jednakowej wielkości (około 1 cm) i w jednakowym stadium (7 wylinki). Grupa badawcza była karmiona pokarmem ubogim w białko, czyli liśćmi mniszka lekarskiego oraz jabłkami i ogórkami, natomiast grupa kontrolna pokarmem pełnowartościowym (płatki dla ryb, liście mniszka lekarskiego, jabłka i ogórki). W grupie badawczej i kontrolnej panowała jednakowa temperatura (25ºC) oraz wilgotność (40%).

W I i II etapie badań prowadzono dziennik obserwacji. I i II etap doświadczenia wykonano jednocześnie.

WYNIKI

Etap I

Ryc. 1 Wyniki obserwacji I etapu.

Temperatura	Liczba jaj złożonych w ciągu 10 dni przez jedną samicę*	Liczba dni od złożenia jaj do pojawienia się wylęgu	Liczba dni od pojawienia się wylęgu do osiągnięcia przez wylęg postaci imago	Liczba wylinek, które przeszły świerszcze od wylęgu do osiągnięcia postaci imago
15°C	9	Nie określono**	—	—
20°C	32	39 dni	119 dni	10 – 11
25°C	70	18 dni	56 dni	10 – 11
30°C	130	10 dni	36 dni	9 – 10
35°C	Nie składały jaj	—	—	—

*Uśredniono ilość jaj składanych przez jedną samicę.
**Nie określono, ponieważ wylęg nie pojawił się w trakcie obserwacji.

Stwierdzono, iż dorosłe osobniki we wszystkich temperaturach osiągały porównywalne wymiary ciała (około 20 mm). Ponadto na uwagę zasługuje fakt, iż świerszcze nie składały jaj w temperaturze 35°C.

Po dokonaniu modyfikacji doświadczenia otrzymano wyniki dotyczące przebiegu rozwoju A. domesticus w temperaturze 35°C. Wyniki przedstawia poniższa tabela.

Ryc. 2 Wyniki obserwacji rozwoju A. domesticus w temperaturze 35°C.

Liczba dni od pojawienia się wylęgu do osiągnięcia dorosłości przez świerszcze	14 dni
Liczba wylinek, które przeszły świerszcze od wylęgu do osiągnięcia dorosłości	8 – 9

Wnioski:

• Liczba wylinek, które przechodzi A. domesticus w swoim cyklu życiowym maleje wraz ze wzrostem temperatury otoczenia.
• Liczba jaj składanych przez A. domesticus wzrasta wraz ze wzrostem temperatury otoczenia, jednak do określonej wartości temperatury, która jest zawarta w przedziale od 25°C do 35°C. A. domesticus zaprzestaje składania jaj w przedziale temperatur od 30°C do 35°C. W temperaturze 35°C nie składa jaj.
• Czas rozwoju postembrionalnego znacząco skraca się wraz ze wzrostem temperatury.
• Przypuszcza się, że maksimum tolerancji temperatury dla rozmnażania A. domesticus znajduje się w przedziale temperatur od 30°C do 35°C.
• Temperatura otoczenia nie wpływa w znaczący sposób na osiągane przez A. domesticus wymiary ciała.

Etap II

Poniższa tabela przedstawia wyniki obserwacji drugiego etapu badań. Jest to porównanie rozwoju świerszczy w grupie badawczej karmionej pokarmem roślinnym (ubogim w białko) i kontrolnej karmionej pokarmem wysokobiałkowym.

Ryc. 3 Wyniki obserwacji II etapu.

Rodzaj obserwacji	Pokarm wysokobiałkowy (grupa kontrolna)	Pokarm ubogi w białko (grupa badawcza)
Liczba osobników na początku obserwcji	50	50
Liczba osobników, które dożyły końca obserwacji	46 (92 %)	34 (68 %)
Rozmiary osiągane przez świerszcze	20 mm	18 mm
Liczba wylinek od rozpoczęcia do zakończenia obserwacji	4	4
Czas od rozpoczęcia obserwacji do osiągnięcia postaci imago	22 dni	24 dni
Kanibalizm*	Nie występował	występował

* W grupie badawczej karmionej pokarmem roślinnym obserwowano osobniki, które posiadały ponadgryzane kończyny. Poza tym liczne były martwe ciała świerszczy, które były zjadane przez inne osobniki. Przypuszcza się, iż karmienie świerszczy pokarmem roślinnym spowodowało niedobór składnika białkowego. W wyniku niedoboru wystąpiły zachowania kanibalistyczne.

Wnioski:

• Podawanie pokarmu ubogiego w białko powoduje osiąganie przez świerszcze mniejszej długości ciała, niż w przypadku podawania pokarmu wysokobiałkowego.
• Świerszcze karmione pokarmem ubogim w białko osiągają dojrzałość w czasie o 4% dłuższym, niż świerszcze karmione pokarmem wysokobiałkowym.
• Pokarm ubogi w białko nie zaspokaja zapotrzebowania A. domesticus na białko.
• Karmienie świerszczy pokarmem ubogim w białko powoduje wystąpienie zjawiska kanibalizmu, które doprowadza do zmniejszenia liczebności A. domesticus.
• Rodzaj pokarmu nie wpływa znacząco na liczbę wylinek, które przechodzą świerszcze.

DYSKUSJA

I etap badań wykazał zależność czasu rozwoju świerszczy od wartości temperatury. Ta zależność polegała na skracaniu się czasu rozwoju w miarę wzrostu temperatury. Taką zależność potwierdza Biej-Bijenko (2) jako ogólną tendencję zwierząt zmiennocieplnych do przyspieszonego rozwoju w podwyższonej wartości temperatury.
Zauważono, że liczba wylinek, które przechodzi A. domesticus w swoim cyklu życiowym malała wraz ze wzrostem temperatury otoczenia. W temperaturze 20°C i 25°C liczba wylinek wynosiła 10-11, natomiast w temperaturze 35°C wynosiła już 8-9. Jura (3) podaje, iż występuje zależność liczby linień od temperatury otoczenia. Według niego, w wysokiej temperaturze mieszczącej się w granicy optimum dla danego gatunku, owad szybciej nabiera odpowiedniej masy, przez co przechodzi minimalną liczbę linień potrzebną do osiągnięcia formy dorosłej.

Liczba jaj składanych przez świerszcze wzrastała wraz ze wzrostem temperatury. W uśrednieniu na jedną samicę w ciągu 10 dni w temperaturze 15°C zostało złożonych 9 jaj, a w temperaturze 30°C zostało złożonych 130 jaj. W temperaturze o 5 stopni wyższej jaja już nie były składane. Wyniki dowodzą, że tempo składania jaj rosło wraz ze wzrostem temperatury, jednak do pewnej granicy, która była zawarta w przedziale temperatur od 25°C do 35°C. Temperatura, powyżej której świerszcze zaprzestawały składania jaj była zawarta w przedziale temperatur od 30°C do 35°C. Przypuszcza się, że temperatura 35°C przekracza maksimum tolerancji temperatury dla rozmnażania A. domesticus. Opisaną tendencję potwierdza Jura (4). Według niego tempo składania jaj przez owady najwyższe jest w temperaturze bliskiej górnej granicy dla rozmnażania i gwałtownie spada powyżej tej granicy.

Świerszcze osiągały podobne rozmiary form imago niezależnie od temperatury, jaka panowała w terrariach. Jura (5) podaje, że wielkość, którą osiągają owady jest zakodowana genetycznie i owady rosną do momentu, aż osiągną odpowiednią wielkość. Znalazło to potwierdzenie w przeprowadzonych badaniach.

Na podstawie wyników II etapu badań stwierdza się, że pokarm wysokobiałkowy korzystniej wpływa na rozwój A. domesticus, niż ubogi w białko pokarm roślinny. Obserwacje rozwoju świerszczy rozpoczęto, gdy te miały 1 cm długości i były w stadium 7 wylinki. Od czasu rozpoczęcia badań świerszcze karmione pokarmem ubogim w białko osiągnęły formę imago o 2 dni później oraz osiągnęły długość ciała mniejszą o 1-2 mm w porównaniu do świerszczy karmionych pokarmem wysokobiałkowym. Osobniki w grupach badawczych były karmione mniszkiem lekarskim (Taraxacum officinale). Ta roślina w suchej masie posiada zawartość białka wynoszącą 10%. Sądzi się, że zawartość białka w mniszku lekarskim nie pokrywała całkowitego zapotrzebowania A. domesticus na białko, czyli główny materiał budulcowy. Boczek (6) podaje, że przy niedostatku i pogarszaniu się pożywienia obserwuje przedłużanie się czasu rozwoju owada i zmniejszenie rozmiarów ciała. Znalazło to potwierdzenie w przeprowadzonych badaniach. A. domesticus podczas niedoboru składnika białkowego w pożywieniu osiągał mniejsze rozmiary ciała oraz wydłużył się jego rozwój. Ponadto przypuszcza się, iż pokarm roślinny doprowadził do wystąpienia niedoborów aminokwasów egzogennych w diecie, w wyniku czego były podejmowane przez A. domesticus zachowania kanibalistyczne, prowadzące do zmniejszenia liczebności osobników. Przeżywalność świerszczy karmionych pokarmem wysokobiałkowym była większa z powodu spełnienia zapotrzebowania na wszystkie składniki odżywcze, co tłumaczy brak zachowań kanibalistycznych w grupie kontrolnej.

Opracowanie i źródła informacji

Tomasz Lewczuk

PIŚMIENNICTWO

1. Biej-Bijenko G.J. (1976) Zarys entomologii – Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa (1), (2)
2. Boczek J., Brzeski M., Kropczyńska-Linkiewicz D., (2000) Wybrane działy zoologii – Wydawnictwo Naukowe PWN , Warszawa (6)
3. Jura Cz. (1988) Biologia rozwoju owadów – Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa (3), (4), (5)
4. Sander H. (1976) Owady – Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa
5. Stanek V.J. (1980) Wielki atlas owadów – Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa

Liczba wyświetleń: 6036