Browsing by Subject "Lepidoptera"

While there is no current consensus on what characterizes a heathy gut microbiome, there are evidence supporting the association of high microbial diversity with health stability in the host species. A growing literature suggests that microbial communities can withstand short-term anthropogenic changes with resilience, however enduring long-term changes might have a negative impact on the natural composition of host microbiome. Parasitism and anthropogenic disturbances resulting in habitat degradation might represent two of such long-term challenges to the invisible diversity of microbial communities, with consequences for the fitness of their host species. In this study, I tested whether parasitism by a specialist parasitoid and ecological changes due to anthropogenic habitat degradation affected the microbial community associated with the diapausing larvae of the Glanville Fritillary butterfly (Melitaea cinxia). The larval samples were collected in September 2012 from seven different communes across the Åland islands, from two extreme types of habitat patches (i.e., highly human-impacted habitats versus natural meadows). The parasitoid wasp Hyposoter horticola naturally parasitize approximately a third of the M. cinxia larvae in Åland, giving an opportunity to further investigate how parasitism might affect the larvae-associated bacterial community in this system. The DNA from the gut of each larva was extracted, and the bacterial V5-V6 region of the 16S gene was amplified and sequenced at the Finnish Institute for Molecular Medicine. The sequencing data was prepared for analysis by processing it through Mothur and QIIME2 data cleaning protocols. According to alpha- and beta-diversity metrics analyses, anthropogenic degradation of the habitat did not cause significant changes in the bacterial composition of the microbiota associated with diapausing larvae of M. cinxia, however, parasitism with the parasitoid wasp has a significant negative effect on the beta diversity of the microbial communities associated with the diapausing larvae.

Luonnon monimuotoisuus köyhtyy hälyttävää tahtia. Viimeaikaiset hyönteiskantojen vähenemiseen viittaavat tulokset ovat huolestuttavia, sillä hyönteiset ovat keskeisessä osassa useissa tärkeissä ekosysteemiprosesseissa. Hyönteiset ovat mm. tärkeitä pölyttäjiä, ravinteiden kierrättäjiä ja petoeläinten ravintoa. Tämänhetkisen tutkimuskirjallisuuden perusteella hyönteisten kokonaisrunsaus ja –biomassa vaikuttaa olevan laskussa, mutta tuloksissa on myös paljon vaihtelevuutta mm. alueittain ja eliöryhmittäin. Useat tutkimukset raportoivat kokonaisrunsauden tai –biomassan muutoksesta, mutta harva tutkimus on suoraan paneutunut siihen, kuinka suuresti nämä kaksi muuttujaa korreloivat. Jos esimerkiksi yhteisön suurikokoiset lajit vähenevät, tämä voi vaikuttaa paljon kokonaisbiomassaan, vaikka yksilömäärissä ei tapahtuisi muutosta. Tällä taas voi olla suurta merkitystä eliöille, jotka käyttävät hyönteisiä ravintonaan. Sekä kokonaisyksilömäärän että –runsauden kehitystä tutkittaessa tärkeässä roolissa ovat pitkän aikavälin seuranta-aineistot, joiden pohjalta voidaan luotettavasti estimoida trendejä. Pro gradu –työssäni tutkin yöperhosten kokonaisrunsauden ja –biomassan kehityskulkuja kansallisen yöperhosseurannan (Nocturna) aineistoa hyödyntäen. Käytössäni oli 24 vuoden aineisto vuosilta (1993-2016). Päätavoitteeni oli selvittää, onko runsaudessa ja biomassassa tapahtunut muutosta kyseisellä ajanjaksolla. Yöperhosseurannan aineistossa on tietoja lajikohtaisista yksilömääristä, mikä on tyypillistä hyönteisten seuranta-aineistoille. Jotta pystyin tutkimaan biomassaa, loin mallin, jolla muunsin aineiston yksilömääriä biomassaksi. Tämä malli perustui lajin keskimääräiseen siipikärkiväliin ja kehon rotevuuteen. Tarvitsin empiiristä aineistoa yöperhosten kuivapanoista kyseisen mallin sovittamiseen. Punnitsin tähän tarkoitukseen Suomessa yleisten perhoslajien museokokoelmiin säilöttyjä yksilöitä. Tutkielmassani tarkastelin myös, miten kasvukauden ja talven aikaiset lämpötila- ja sateisuusolosuhteet suhteutuvat yksilömäärien vuosien väliseen vaihteluun. Kokonaisrunsauden ja –biomassan kehityskulut koostuvat viime kädessä yksittäisten lajien kannankehityksistä, minkä vuoksi tarkastelin myös lajikohtaisten elinkiertopiirteiden (kuten siipikärkiväli, voltinismi, talvehtimismuoto) suhdetta lajitrendeihin. Tulosteni perusteella yöperhosten kokonaisrunsaudessa ja –biomassassa ei tapahtunut pitkän aikavälin muutosta tarkastellulla aikavälillä. Kokonaisrunsaus ja –biomassa korreloivat hyvin vahvasti (r > 0.9) aineistossani. Kokonaisrunsauden ja –biomassan vuosien välisessä vaihtelussa ilmeni (vähintään näennäistä) jaksollisuutta, jossa oli kolme huippuvuotta noin kymmenen vuoden välein. Aikasarjan pidentyessä nähdään, onko kyse todella säännönmukaisesta jaksollisuudesta. Paikalliset sääolosuhteet olivat hyvin heikosti yhteydessä runsauden vaihteluun, joten kyseisen tuloksen taustatekijät jäivät avoimiksi. Lajipiirteiden osalta havaitsin, että jäkälänsyönti ja vuotuinen monisukupolvisuus olivat yhteydessä runsastuvaan kannankehitykseen. Tämä yhteys on havaittu jo aikaisemmissa tutkimuksissa. Kokonaisrunsauden ja –biomassan välisen suhteen kannalta erityisen kiinnostava muuttuja on siipikärkiväli (joka edustaa ruumiin kokoa). Siipikärkiväli ei ollut yhteydessä lajitrendeihin, mikä sopii hyvin yhteen sen havainnon kanssa, että biomassa ja runsaus olivat hyvin korreloituneita keskenään. Yöperhosten kokonaisrunsauden –ja biomassan kehitys boreaalisella vyöhykkeellä vaikuttaa poikkeavan Länsi-Euroopan vastaavista kehityskuluista. Hyönteisten runsaus- ja biomassatrendien taustatekijöissä on vielä perustavanlaatuista epäselvyyttä, joten lisätutkimusta tarvitaan muutenkin kuin seurantamielessä. Kehittämäni menetelmä runsauden muuntamiseen biomassaksi voi olla apuna aihepiirin tutkimisessa.