Termal stresin Galleria mellonella ve Achroia grisella (Lepidoptera: pyralidae) ile ektoparazitoit Bracon Hebetor (Hymenoptera: Braconidae)’un biyolojisi, bağışıklık sistemi

Abstract

İklim değişikliğine bağlı sıcaklık farklılıkları ektotermik canlılar olan böcekler için etkili bir stres faktörüdür. Tez kapsamında, sabit ve değişken ısı şoku şeklinde uygulanan termal stresin balmumu güveleri, Galleria mellonella ve Achroia grisella’nın biyolojisi, bağışıklık sistemi, antioksidan ve fenoloksidaz enzimleri ile konak-parazitoit ilişkisi içerisinde ektoparazitoit, Bracon hebetor’un biyolojisini nasıl etkilediği araştırıldı. Sabit ısı şokuna dokuz farklı sıcaklıkta maruz kalan G. mellonella ve A. grisella’nın sırasıyla 40-50 °C ve 34-50 °C’lerde öldükleri belirlendi. Mortalite sonuçları G. mellonella’nın A. grisella’ya göre termal strese daha dayanıklı olduğunu gösterdi. Sabit ısı şokunda G. mellonella’nın gelişimi için optimum sıcaklık aralığı 30-38 °C iken A. grisella’da 30-34 °C oldu. Uygulama sıcaklıkları ve maruz kalma süresi arttıkça son evre larvaların ölüm oranları artarken yaşam sürelerinin de kısaldığı belirlendi. Sıcaklığın zamana bağlı etkisini incelediğimiz bağışıklık ve enzim aktivitesi deneylerinde özellikle 34 ve 40 °C’lerde her iki güvenin de toplam hemosit sayısı, mitotik indeks, güçlü enkapsülasyon, malondialdehit ve fenoloksidaz düzeyleri belirgin şekilde yükseldi. Ayrıca, G. mellonella’da süperoksit dismutaz ve A. grisella’da katalaz aktivitesinin de arttığı görüldü. Nitekim sabit ısı şokunda erginleşmeden önceki ilk ölümün G. mellonella’da 40 °C’de, A. grisella’da ise 34 °C’de olması bu sıcaklıkların gelişimsel ve fizyolojik açıdan kritik sıcaklıklar olduğunu gösterdi. Termal stresin G. mellonella-B. hebetor ilişkisindeki en belirgin etkisi 36 °C’de oldu; dişi başına düşen ortalama 24 yumurtadan %95’i erginleşti ve ergin yaşam süresi uzadı. Öte yandan hem sabit hem değişken ısı şokunda sıcaklık arttıkça konağın larval dönemi kısaldığı için konak-parazioit ilişkisinin de bozulabileceği görüldü. Bulgularımız küresel ısınmanın böcekleri karmaşık ve beklenmedik şekilde etkileyebileceğini vurgulamaktadır.

Temperature differences due to climate change are an effective stress factor for ectothermic insects. The thesis investigated the effects of thermal stress, applied as constant and variable heat shock, on the biology, immune system, antioxidant and phenoloxidase enzymes of the wax moths, Galleria mellonella and Achroia grisella, and the biology of the ectoparasitoid, Bracon hebetor, in the host-parasitoid relationship. G. mellonella and A. grisella exposed to constant heat shock at nine different temperatures were found to die at 40-50 °C and 34-50 °C, respectively. The mortality results showed that G. mellonella was more resistant to thermal stress than A. grisella. The optimum temperature range under constant heat shock was 30-38 °C for G. mellonella growth and 30-34 °C for A. grisella. As the exposure temperatures and application time increased, the mortality rates of last instars increased, and their life span shortened. In the immunity and enzyme activity experiments examining the time-dependent effect of temperature, total hemocyte count, mitotic index, strong-encapsulation, malondialdehyde, and phenoloxidase levels of both moths increased noticeably, especially at 34 and 40 °C. Furthermore, superoxide dismutase activity in G. mellonella and catalase activity in A. grisella were also elevated. Thus, the first pre-adult emergence mortality under constant heat shock occurred at 40 °C for G. mellonella and at 34 °C for A. grisella indicating these temperatures were developmentally and physiologically critical. The most prominent effect of thermal stress on G. mellonella-B. hebetor relationship was at 36 °C; 95% of the average 24 eggs per female reached the adult stage and adult longevity was prolonged. However, host parasitoid relationship may also be disrupted as the larval period of the host shortens with increasing temperature in both constant and variable heat shock. Our findings emphasize that global warming may affect insects in complex and unexpected ways.