IDENTIFICATION OF INVASIVE PESTS TROPHIC ASSOCIATIONS ON THE BASIS OF THE COLLECTION OF THE ARBORETUM “SOUTHERN CULTURES”

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

More than 50 invasive insect species have appeared on the Black Sea coast of Russia in the last two decades. The study of trophic interactions of alien insects is of great importance for understanding the invasive processes. Dendrological collections of parks and botanical gardens play an important role in this case. The purpose of this study was to clarify the trophic associations of invasive pest species - the cypress jewel beetle Lamprodila festiva (Linnaeus, 1767) (Coleoptera: Buprestidae) and the frosted moth-bug Metcalfa pruinosa (Say, 1830) (Homoptera: Flatidae) in ornamental plantations of the dendrological park “Yuzhnye Kultury” and to determine their role in the drying out of woody plants. The studies were carried out in 2020-2021 on the territory of the mentioned above dendrological park (Russia, the federal territory of Sirius). The botanical collection of this park is represented by 665 species, varieties and garden forms. For the cypress jewel beetle Lamprodila festiva 13 taxa (species, varieties and garden forms) from Cupressaceae were identified as host plants, of which Cupressus lusitanica and Juniperus squamata were noted as novel hosts. Only Cupressus sempervirens var. pyramidalis and Juniperus communis originate from the pest’s primary range, - the Mediterranean region and North Africa (15.4 % of all plant species examined). Cypress jewel beetle commonly kills its hosts within 1-7 years. Metcalfa pruinosa was detected on 25 species of woody plants, of which only 4 species have North American origin (as well as M. pruinosa ): Torreya californica , Magnolia grandiflora , Catalpa bignonioides and Celastrus scandens (16 % of the all plant species examined). Eleven plant species from the genera Torreya, Magnolia, Eurya, Euonymus, Cotoneaster, Citharexylum, Ilex, Schinus, Pterocarya, Sorbus, Celastrus and families Taxaceae, Magnoliaceae, Pentaphylacaceae, Celastraceae, Rosaceae, Verbenaceae, Aquifoliaceae, Anacardiaceae, Juglandaceae turned to be the novel hosts of the insect on the Black Sea coast of Russia. The frosted moth-bug does not notably affect its host plants, but reduces their decorative effect.

About the authors

N. N. Karpun

Federal Research Centre the Subtropical Scientific Centre, Russian Academy of Sciences

Email: nkolem@mail.ru
Sochi, Russian Federation

E. I. Shoshina

Federal Research Centre the Subtropical Scientific Centre, Russian Academy of Sciences

Email: haska6767@mail.ru
Sochi, Russian Federation

A. A. Plotnikov

Caucasian State Natural Biosphere Reserve named after H. G. Shaposhnikov

Email: kgpbz@mail.ru
Sochi, Russian Federation

S. G. Shevelev

Caucasian State Natural Biosphere Reserve named after H. G. Shaposhnikov

Author for correspondence.
Email: kgpbz@mail.ru
Sochi, Russian Federation

N. I. Kirichenko

V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Federal Research Center Krasnoyarsk Scientific Center, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch

Email: nkirichenko@yahoo.com

A. V. Selikhovkin

S. M. Kirov St. Petersburg State University of Forest Engineering

Email: a.selikhovkin@mail.ru

References

  1. Гниненко Ю. И., Ширяева Н. В., Щуров В. И. Самшитовая огневка - новый инвазивный организм в лесах Российского Кавказа // Карантин растений. Наука и практика. 2014. № 1 (7). С. 32-36.
  2. Драполюк И. С. Полужесткокрылые хвойных пород Центрального ботанического сада НАН Азербайджана // Изучение и сохранение биоразнообразия в ботанических садах и других интродукционных центрах: материалылы науч. конф. Донецк, 2019. С. 122-124.
  3. Журавлева Е. Н., Карпун Н. Н., Шошина Е. И., Мусолин Д. Л. Новые виды растительноядных клопов (Hemiptera: Heteroptera) во влажных субтропиках России // XVI съезд Русского энтомологического общества: тез. докл. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2022. С. 130.
  4. Зайцев В. Ф., Резник С. Я. Биометод и биоразнообразие // Биологические инвазии в водных и наземных экосистемах. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2004. С. 44-53.
  5. Зыков И. Е. Ревизия златок рода Palmar Schaefer (Coleoptera, Buprestidae) фауны СНГ и сопредельных стран. I. Обзор видов // Энтомол. обозрение. 1999. Т. 78. Вып. 1. С. 101-121.
  6. Ижевский С. С. Чужеземные насекомые как биозагрязнители // Экология. 1995. № 2. С. 119-123.
  7. Ижевский С. С. Инвазии: неизбежность и контроль // Экологическая безопасность и инвазии чужеродных организмов: сб. материалов кругл. стола Всерос. конф. по экол. безопасности России. М.: Ин-т пробл. экол. и эвол. им. А. Н. Северцева, 2002. С. 49-61.
  8. Камаев И. О., Карпун Н. Н. Новые сведения о паутинных клещей (Acari: Trombidiformes: Tetranychidae), населяющих декоративные растения Черноморского побережья Краснодарского края, Россия // Кавказ. энтомол. бюл. 2020. Т. 16 (2). С. 295-298.
  9. Карпун Н. Н. Структура комплексов вредных организмов древесных растений во влажных субтропиках России и биологическое обоснование мер защиты: дис. … д-ра биол. наук: 06.01.07. Сочи: ВНИИ цветовод. и субтроп. культур, 2018. 399 с.
  10. Кириченко Н. И. Трофические связи и закономерности инвазий дендрофильных молей-пестрянок (Lepidoptera: Gracillariidae) в Азиатской части России: дис. … д-ра биол. наук: 03.02.08. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2020. 460 с.
  11. Кириченко Н. И., Скворцова М. В., Петько В. М., Пономаренко М. Г., Лопез-Ваамонде К. Насекомые, минирующие листья растений семейства Ивовых (Salicaceae) в Сибири: распространение, трофические связи и вредоносность // Сиб. экол. журн. 2018. Т. 25. № 6. С. 677-699.
  12. Козаржевская Е. Ф., Каштанова О. А. Инвазии чужеземных видов насекомых при интродукции древесных растений // Проблемы современной дендрологии: Материалы междунар. науч. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР П. И. Лапина. М., 2009. С. 763-768.
  13. Кузнецов В. Н., Стороженко С. Ю. Инвазии насекомых в наземные экосистемы Дальнего Востока России // Рос. журн. биол. инваз. 2010. Т. 3. № 1. С. 12-18.
  14. Масляков В. Ю., Ижевский С. С. Инвазии растительноядных насекомых в Европейскую часть России. М.: Ин-т геогр. РАН, 2011. 272 с.
  15. Постановление Правительства РФ от 09.12.2020 № 2047 «Об утверждении Правил санитарной безопасности в лесах». М.: Правительство, 2020.
  16. Поушкова С. В., Левченко И. С. Материалы к фауне трипсов (Insecta: Thysanoptera) Донецкого ботанического сада // Изучение и сохранение биоразнообразия в ботанических садах и других интродукционных центрах: Материалы науч. конф. с международ. участием, посвящ. 55-летию Донецкого бот. сада. Донецк, 2019. С. 339-343.
  17. Рихтер А. А. Златки (Buprestidae). Ч. 4. Фауна СССР. Насекомые жесткокрылые. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1952. Т. 13. Вып. 4. 234 с.
  18. Солтани Г. А., Анненкова И. В., Карпун Ю. Н., Кувайцев М. В. Растения дендропарка «Южные культуры»: аннотированный каталог. Сочи: Сочи. нац. парк, 2014. 60 с.
  19. Стрюкова Н. М., Стрюков А. А. Новые данные об инвазивных насекомых в Республике Крым // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2020. № 4 (157). С. 56-66.
  20. Ширяева Н. В. Новые виды вредителей древесных и кустарниковых растений в сочинском парке «Дендрарий» // Изв. СПбЛТА. 2015. Вып. 211. С. 243-253.
  21. Ширяева Н. В. Редкие и уникальные коллекционные растения сочинского дендропарка «Южные культуры», их состояние и пути сохранения // Субтроп. и декоратив. садоводство. 2019. Вып. 70. С. 211-222.
  22. Щуров В. И., Бондаренко А. С., Скворцов М. М., Щурова А. В. Чужеродные насекомые - вредители леса, выявленные на Северо-Западном Кавказе в 2010-2016 годах, и последствия их неконтролируемого расселения // Изв. СПбЛТА. 2017. Вып. 220. C. 212-228.
  23. Augustin S., Boonham N., De Kogel W. J., Donner P., Faccoli M., Lees D. C., Marini L., Mori N., Toffolo E. P., Quilici S., Roques A., Yart A., Battisti A. A review of pest surveillance techniques for detecting quarantine pests in Europe // EPPO/OEPP Bull. 2012. V. 42. N. 3. P. 515-551.
  24. Aukema J. E., McCullough D. G., von Holle B., Liebhold A., Britton K., Frankel S. J. Historical accumulation of non-indigenous forest pests in the continental United States // BioScience. 2010. V. 60. Iss. 11. P. 886-897.
  25. Bílý S. Summary of the bionomy of the Buprestid beetles of Central Europe (Coleoptera: Buprestidae) // Acta Entomol. Musei Nat. Pragae. Suppl. 2003. V. 10. Р. 1-104.
  26. Bradshaw C. J., Leroy B., Bellard C., Roiz D., Albert C., Fournier A., Barbet-Massin M., Salles J.-M., Simard F., Courchamp F. Massive yet grossly underestimated global costs of invasive insects // Nat.Comm. 2016. V. 7. Article 12986. P. 1-8.
  27. Britton K. O., White P., Kramer A., Hudler G. A new approach to stopping the spread of invasive insects and pathogens: early detection and rapid response via a global network of sentinel plantings // New Zeal. J. For. 2010. V. 40. P. 109-114.
  28. Fauna Europaea: Database / Funded by EU BON. Berlin, 2023. https://fauna-eu.org
  29. Gnezdilov V. M., Sugonyaev E. S. First record of Metcalfa pruinosa (Homoptera: Fulgoroidea: Flatidae) from Russia // Zoosyst. Ros. 2009. V. 18. N. 2. P. 260-261.
  30. Karpun N. N., Zhuravleva E. N., Shoshina E. I., Kirichenko N. I. First record of the alien cotton leaf roller Haritalodes derogata (Lepidoptera: Crambidae) on the Black sea cost of Russia // Far East. Entomol. 2022. N. 465. P. 12-21.
  31. Kenis M., Rabitsch W., Auger-Rozenberg M.-A., Roques A. How can alien species inventories and interception data help us prevent insect invasions? // Bull. Entomol. Res. 2007. V. 97. N. 5. P. 489-502.
  32. Kirichenko N., Kenis M. Using a botanical garden to assess factors influencing the colonization of exotic woody plants by phyllophagous insects // Oecologia. 2016. V. 182. N. 1. P. 243-252.
  33. Kirichenko N. I., Skvortsova M. V., Pet’ko V. M., Ponomarenko M. G., Lopez-Vaamonde C. Salicaceae-feeding leaf-mining insects in Siberia: Distribution, trophic specialization, and pest status // Contemp. Probl. Ecol. 2018. V. 11. N. P. 576-593 (Original Rus. text © N. I. Kirichenko, M. V. Skvortsova, V. M. Pet’ko, M. G. Ponomarenko, C. Lopez-Vaamonde, 2018, publ. in Sib. Ekol. Zhurn. 2018. N. 6. P. 677-699).
  34. Kirichenko N., Triberti P., Ohshima I., Haran J., Byun B.-K., Li H., Augustin S., Roques A., Lopez-Vaamonde C. From east to west across the Palearctic: Phylogeography of the invasive lime leaf miner Phyllonorycter issikii (Lepidoptera: Gracillariidae) and discovery of a putative new cryptic species in East Asia // PLOS ONE. 2017. V. 12. N. 2. Article e0171104. P. 1-22.
  35. Kuznetsov V. N., Storozhenko S. Yu. Insect invasions into terrestrial ecosystems of the Russian Far East // Rus. J. Biol. Invas. 2010. V. 1. N. 2. P. 102-105 (Original Rus. text © V. N. Kuznetsov, S. Yu. Storozhenko, 2009, publ. in Ros. Zhurn. Biol. Invas. 2009. N. 1. P. 11-18).
  36. Metcalf Z. P. General Catalogue of the Hemiptera. Fascicle IV. Fulgoroidea. Part 13. Flatidae and Hypochthonellidae. Raleigh: North Carolina St. Coll., 1957. 565 p.
  37. Nitzu E., Dobrin I., Dumbravă M., Gutue M. The range expansion of Ovalisia festiva (Linnaeus, 1767) (Coleoptera: Buprestidae) in Eastern Europe and its damaging potential for Cupressaceae // Travaux du Muséum Nat. d’Histoire Nat. “Grigore Antipa”. 2016. V. 58. Iss. 1-2. P. 51-57.
  38. Pimentel D., McNair S., Janecka J., Wightman J., Simmonds C., O’Connell C., Wong E., Russel L., Zern J., Aquino T., Tsomondo T. Economic and environmental threats of alien plant, animal, and microbe invasions // Agr. Ecosyst. Environ. 2001. V. 84. N. 1. P. 1-20.
  39. Richardson D. M. Fifty years of invasion ecology: The legacy of Charles Elton. Southern Gate, Chichester: Blackwell Publ. Ltd, Atrium, 2011. 459 p.
  40. Roques A., Fan J. T., Courtial B., Zhang Y. Z., Yart A., Auger-Rozenberg M.-A., Denux O., Kenis M., Baker R., Sun J.-H. Planting sentinel European trees in eastern Asia as a novel method to identify potential insect pest invaders // PLOS ONE. 2015. V. 10. N. 5. Article e0120864. P. 1-19.
  41. Schmidt G., Diószegi M. S., Szabó V., Hrotkó K. Cypress borer (Lamprodila festiva), a new urban pest in Hungary // Plants in Urban Areas and Landscape: Proc.Int. Simp., 14-15 May, 2014. Nitra, Slovakia, 2014. P. 32-34.
  42. Seebens H., Blackburn T. M., Dyer E. E., Genovesi P., Hulme P. E., Jeschke J. M., Pagad S., Pyšek P., van Kleunen M., Winter M., Ansong M., Arianoutsou M., Bacher S., Blasius B., Brockerhoff E. G., Brundu G., Capinha C., Causton C. E., Celesti-Grapow L., Dawson W., Dullinger S., Economo E. P., Fuentes N., Guénard B., Jäger H., Kartesz J., Kenis M., Kühn I., Lenzner B., Liebhold A. M., Mosena A., Moser D., Nentwig W., Nishino M., Pearman D., Pergl J., Rabitsch W., Rojas-Sandoval J., Roques A., Rorke S., Rossinelli S., Roy H. E., Scalera R., Schindler S., Štajerová K., Tokarska-Guzik B., Walker K., Ward D. F., Yamanaka T., Essl F. Global rise in emerging alien species results from increased accessibility of new source pools // PNAS. 2018. V. 115. Iss. 10. P. 1-10.
  43. WFO Plant List: Database / WFO Taxonomic Working Group. Kew, 2023. https://wfoplantlist.org/plant-list

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».