dc.contributor.author
Steiner, Sven
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:12:25Z
dc.date.available
2007-02-05T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2203
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6404
dc.description
Title page and Table of Contents
1\. General Introduction and Thesis Outline 1
2\. Female Sex Pheromone in Immature Insect Males: A Case of Pre-Emergence
Chemical Mimicry? 19
3\. Courtship Pheromones in Parasitic Wasps: Comparison of Bioactive and
Inactive Hydrocarbon Profiles by Multivariate Statistical Methods 41
4\. Mating with Sperm-Depleted Males Does Not Increase Female Mating
Frequency in the Parasitoid Lariophagus distinguendus 61
5\. Characterisation of a Female-Produced Courtship Pheromone in the
Parasitoid Nasonia vitripennis 75
6\. A Male Sex Pheromone in a Parasitic Wasp and Control of the Olfactory
Response by the Female Mating Status 97
7\. Host-Associated Kairomones Used for Host and Mate Finding in the
Parasitoid Lariophagus distinguendus 111
8\. Host Habitat Assessment by a Parasitoid Using Fungal Volatiles 125
9\. General Discussion 143
10\. Summary 165
11\. Zusammenfassung 171
Acknowledgements
dc.description.abstract
The general objective of this PhD thesis was the chemical and functional
characterisation of natural products functioning as pheromones or host-
associated kairomones in the mate and host finding process of parasitic
Hymenoptera.
Compounds stimulating the male courtship behaviour of the pteromalid species
Lariophagus distinguendus and Nasonia vitripennis were chemically
characterised by GC-MS analyses of whole body extracts. It was shown that the
two species use cuticular hydrocarbons (CH) as courtship pheromones.
Interestingly, in L. distinguendus both females and males produce the active
compounds during pupal development but in males the chemicals wear off soon
after emergence. It was discussed whether the phenomenon of immature males
having the female courtship pheromone might be beneficial and thus, would be a
novel case of pre-emergence chemical mimicry. Multivariate statistical methods
revealed that in L. distinguendus a series of CH correlates with the pheromone
activity and thus was not found in inactive extracts of older males. By
contrast, in N. vitripennis, where pupae and freshly emerged males show no
pheromone activity, most of the CH occurred both in inactive male and active
female extracts. However, the relative abundances of the individual CH were
often substantially different between the sexes.
Additionally, the identification of the first male sex pheromone in parasitic
Hymenoptera was reported in this thesis. Female response to the male-specific
compounds of N. vitripennis identified as a mixture of (4R,5R)- and
(4R,5S)-5-hydroxy-4-decanolide (HDL) was controlled by their mating status.
While unmated females were strongly attracted by the male pheromone in a
static four-chamber olfactometer, mated females avoided the HDL-mixture a few
minutes after copulation. A neutral response was shown by mated females after
24 hours and still after they had been allowed to oviposit for 6 days.
Further studies of this thesis demonstrated that males of L. distinguendus
innately rely on the same host-associated volatiles for mate finding as
females do for host finding. Olfactometer experiments showed that both male
and female parasitoids were attracted to volatile compounds emitted by the
larval faeces of their host Sitophilus granarius. By using host-associated
volatiles, L. distinguendus males can be arrested in the vicinity of foraging
females and thus, increase the probability of finding further mating
opportunities.
Finally, the potential role of fungal volatiles as indicators for suboptimal
host patch quality was investigated. Results demonstrated that chemical
orientation, host recognition behaviour and reproductive success of L.
distinguendus females are affected by intense mould infestation of the host
cultures. However, females were shown to be able to assess host habitat
quality by using the common fungal volatile 1-octen-3-ol and avoid negative
fitness consequences due to secondary mould infestation.
de
dc.description.abstract
Gegenstand dieser Dissertation war die chemische und funktionelle
Charakterisierung von Naturstoffen, die als Pheromone und wirtsassoziierte
Kairomone eine Rolle bei der Partner- und Wirtsfindung von parasitischen
Hymenopteren spielen.
Verbindungen, die das Balzverhalten von Männchen der beiden Pteromaliden-Arten
Lariophagus distinguendus und Nasonia vitripennis auslösen, wurden mittels GC-
MS Analyse von Ganzkörperextrakten chemisch charakterisiert. Es zeigte sich,
dass beide Arten kutikuläre Kohlenwasserstoffe (CH) als Balzpheromone
verwenden. Interessanterweise produzieren sowohl Weibchen als auch Männchen
von L. distinguendus in der Entwicklungsphase die verhaltensauslösenden
Verbindungen, allerdings verlieren die Männchen die Komponenten kurz nach dem
Schlupf. Es wurde diskutiert, ob sich die Abgabe des weiblichen Sexpheromons
vorteilhaft für die sich entwickelnden Männchen auswirkt und es sich deshalb
um einen bisher unbekannten Fall von chemischer Mimikry bei parasitischen
Wespen handelt. Mit Hilfe multivariater statistischer Methoden konnte gezeigt
werden, dass bei L. distinguendus eine Gruppe von CH stark mit der
Pheromonaktivität korreliert und dementsprechend in inaktiven Extrakten
älterer Männchen fehlt. In N. vitripennis konnte weder in Puppen noch in
frisch geschlüpften Männchen Pheromonaktivität festgestellt werden. Die
Mehrheit der identifizierten CH wurde sowohl in weiblichen als auch männlichen
Extrakten nachgewiesen. Allerdings waren in den meisten Fällen die relativen
Mengen der einzelnen CH bei den Geschlechtern sehr unterschiedlich.
Zudem wurde im Rahmen dieser Dissertation die Identifizierung des ersten
männchenbürtigen Sexualpheromons bei parasitischen Hymenopteren beschrieben.
Die Reaktion der weiblichen Parasitoide auf die männchenspezifischen
Verbindungen, ein Diastereomeren-Gemisch aus (4R,5R)- und
(4R,5S)-5-Hydroxy-4-decanolid (HDL), war abhängig von ihrem Paarungszustand.
Experimente im statischen Vierfelder-Olfaktometer zeigten, dass das
Sexualpheromon eine stark attraktive Wirkung auf unverpaarte Weibchen aufwies.
Wenige Minute nach einer Kopulation hingegen mieden die Weibchen das HDL-
Gemisch. Eine neutrale Reaktion zeigten verpaarte Parasitoide nach 24 Stunden
bzw. nach 6 Tagen, in denen sie zusätzlich die Möglichkeit zur Eiablage
hatten.
Weitere Untersuchungen dieser Arbeit zeigten, dass Männchen von L.
distinguendus auf die gleichen wirtsassoziierten Duftstoffe bei der
Partnerfindung zurückgreifen wie Weibchen bei der Wirtslokalisierung.
Experimente im Olfaktometer ergaben, dass sowohl männliche als auch weibliche
Parasitoide von volatilen Verbindungen im Larvalkot ihres Wirtes Sitophilus
granarius angezogen werden. Durch die Nutzung der flüchtigen Inhaltsstoffe des
Wirtskots werden die Männchen im Wirtshabitat der Weibchen arretiert und
erhöhen auf diese Weise die Wahrscheinlichkeit, auf mögliche
Sexualpartnerinnen zu treffen.
Abschließend wurde die Rolle von Pilzduftstoffen als Indikator für suboptimale
Wirtshabitat-Qualität untersucht. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass
die chemische Orientierung, das Wirtserkennungsverhalten sowie der
Reproduktionserfolg von L. distinguendus-Weibchen durch das intensive
Auftreten von Schimmelpilzen im Wirtshabitat beeinflusst wird. Es konnte
allerdings gezeigt werden, dass Weibchen durch die Wahrnehmung der bei
zahlreichen Pilzen vorkommenden Verbindung 1-Octen-3-ol in der Lage sind, die
Qualität des Wirtshabitates richtig einzuschätzen und dadurch negative
Fitnesskonsequenzen durch starken Schimmelpilzbefall zu vermeiden.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Lariophagus distinguendus
dc.subject
Nasonia vitripennis
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Chemically Mediated Mate and Host Finding in Parasitic Wasps
dc.contributor.firstReferee
PD Dr. Joachim Ruther
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Monika Hilker
dc.date.accepted
2006-12-20
dc.date.embargoEnd
2007-02-08
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000002686-2
dc.title.translated
Chemisch vermittelte Partner- und Wirtsfindung bei parasitischen Wespen
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000002686
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2007/91/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000002686
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free
dcterms.accessRights.openaire
open access