摂食とダメージによって引き起こされる揮発性の合図は、カブトムシを分散させ、セージブッシュのダメージの分布をより均等にする

Feeding and damage-induced volatile cues make beetles disperse and produce a more even distribution of damage for sagebrush.

• Richard Karban
• Louie H Yang

抄録

草食に対する植物の誘導反応は一般的であり、誘導抵抗性のメカニズムと草食動物の行動への影響については多くのことを学んできた。しかし、草食動物の行動、特に被害の空間的なパターンへの影響についてはあまり知られていない。理論的なモデルでは、誘導された反応が被害のパターンを集合的、ランダム、あるいはさらにはランダムにすることができると予測されている。最近のモデルでは、情報を得た草食動物の動きと植物間のコミュニケーションが組み合わさることで、個々の植物内での被害がより均等になると予測していた。私たちは、この予測を、セージブッシュのアルテミシア・トリデンタタタを餌としている専門の甲虫 Trirhabda pilosa を用いて、フィールドで検証した。カブトムシと植物の両方がダメージ誘発性の揮発性の合図に反応することはよく知られている。カブトムシの幼虫は、損傷を受けた葉や近くの損傷を受けた葉から揮発性物質にさらされた葉から、損傷を受けていない対照葉に比べて移動する可能性が高かった。これまでの実験結果では，甲虫は損傷した葉や損傷の揮発性合図にさらされた葉に比べて，損傷していない葉を選択する傾向が強いことが示されていた。シーズン初期とカブトムシの給餌終了後の被害パターンを比較したところ、シーズンが進むにつれて枝間の被害のばらつきが減少していることが明らかになった。幼虫は植物の多くの葉を損傷したが，各葉からの組織の除去は比較的少なかった。草食動物の移動とそれによって生じる被害の空間的パターンは、植物の体力や他の個体群プロセスへの影響を決定する上で重要である。被害の分散は、植物-草食動物研究において、より多くの検討が必要である。

Induced plant responses to herbivory are common, and we have learned a lot about the mechanisms of induced resistance and their effects on herbivore performance. We know less about their effects on herbivore behaviour and especially on spatial patterns of damage. Theoretical models predict that induced responses can cause patterns of damage to become aggregated, random or even. A recent model predicted that informed herbivore movement coupled with communication between plants would make damage more even within individual plants. We tested these predictions in the field using a specialist beetle Trirhabda pilosa that feeds on sagebrush Artemisia tridentata. Both the beetle and the plant are well-documented to respond to damage-induced volatile cues. Beetle larvae were more likely to move from damaged leaves and leaves that had been exposed to volatiles from nearby damaged leaves compared to undamaged control leaves. Previous laboratory results indicated that beetles were more likely to choose undamaged leaves compared to damaged leaves or those exposed to volatile cues of damage. A comparison of damage patterns early in the season and after completion of beetle feeding revealed that variance in damage among branches decreased as the season progressed; that is, damage became more evenly distributed among the branches within a plant. Larvae damaged many leaves on a plant but removed relatively little tissue from each leaf. Herbivore movement and the spatial patterns of damage that it creates can be important in determining effects on plant fitness and other population processes. Dispersion of damage deserves more consideration in plant-herbivore studies.

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