Study the effect of the host on the survival and energy budget of Habrobracon hebetor (Hym., Braconidae)

مقدمه

با توجه به اثرات سوء استفاده از آفت­کش­ها مانند افزایش جمعیت­های مقاوم به آفت­کش­ها، از بین رفتن حشرات مفید، شیوع آفات ثانویه، آلودگی مواد غذایی گیاهی و دامی و همچنین آلودگی منابع آب و محیط زیست لزوم استفاده از روش­های سازگار با محیط زیست برای مدیریت آفات ضروری است که در نتیجه آن، علاقه به روش کنترل بیولوژیک در مدیریت تلفیقی آفات به­طور قابل توجهی افزایش یافته است (Farag et al., 2015)در این بین یافتن میزبان مناسب برای پرورش انبوه عوامل بیولوژیک بسیار حائز اهمیت می­باشد، در واقع افراد ماده بسته به شرایط فیزیولوژیکی و محیطی می­توانند از مواد غذایی برای تخم­گذاری و افزایش توان تولید مثلی استفاده کنند. فراهم نمودن میزبان مناسب در رشد و نمو، افزایش طول عمر، تولید مثل و افزایش پارازیتیسم افراد بالغ نقش مهمی دارد (Aliabadi et al., 2019 ؛Jeffrey et al., 2016). از میان عوامل کنترل بیولوژیک می­توان به زنبور پارازیتوئید خارجی Habrobracon hebetor Say (Hym.: Braconidae) اشاره کرد که می­تواند لارو گونه­های مختلفی از آفات راسته Lepidoptera را پارازیته کند. همچنین گزارش­های بسیاری مبنی بر حمله این پارازیتوئید به آفات انباری و زراعی وجود دارد (Hadidi et al., 2023 ؛Saadat et al., 2014). زنبور پارازیتوئید با نیش زدن لارو میزبان، سمی را به بدن لارو تزریق می­کند و لارو میزبان را فلج می­کند که بلافاصله تغذیه و حرکت آن متوقف می­‌شود. پس از آن، تخم­ها در قسمت بیرونی لارو میزبان گذاشته می­شوند که فلج باقی می­ماند. لارو زنبور پس از خروج از تخم، از میزبان خود تغذیه می­کند و در نهایت آن را می­کشد (Lettmann et al., 2021).

 عوامل متعددی در میزبان پارازیتوئیدها از جمله شرایط فیزیولوژیکی، نوع گونه­های میزبان و همچنین نوع رژیم غذایی میزبان می­تواند بر پارامترهای بیولوژیکی و فیزیولوژیکی پارازیتوئید­ها تاثیر گذار باشد (Hadidid et al., 2023). بنابراین، لازم است اطلاعات مربوط به روابط پارازیتوئید-میزبان با واسطه فیزیولوژیکی و بیولوژیکی برای تولید موفق عوامل کنترل زیستی پیدا شود (Saadat et al., 2014). جدول زندگی یکی از ابزارهایی است که در تجزیه و تحلیل کمی و برآورد جمعیت مورد استفاده قرار می­گیرد (Farag et al., 2015) که ادغام آن با برآورد­های فیزیولوژیک از جمله ارزیابی میزان ذخیره انرژی در بندپایان به ویژه حشرات پارازیتوئید و شکارگر به استفاده بهینه از آن­ها کمک شایانی می­کند. از سوی دیگر جابه­جایی­ انرژی در اکولوژی بسیار حائز اهمیت است زیرا به ما اجازه می­‌دهد تا نتایج تعاملات بین افراد و یا جمعیت­‌ها و همچنین تأثیر آن‌­ها بر جوامع را پیش­بینی کنیم. علاوه­بر این، دانش انرژی در خصوص یک فرد یا یک 

جمعیت به ما این امکان را می­دهد تا اطلاعاتی در مورد کارایی، استراتژی­های جستجو و تکامل به­دست آوریم (Gao et al., 2010). همواره یک ارتباط متابولیکی بین وزن بدن حشره و اندوخته غذایی آن وجود دارد که در نهایت میزان کلی ذخایر پروتئینی، چربی و کربوهیدراتی را تعیین می­کند که مجموع آن­ها بقا حشره را تضمین خواهد کرد (Briegel et al., 2001). به­طور کلی حشرات انرژی را به شکل گلیکوژن، کربوهیدرات، لیپید و پروتئین ذخیره می­کنند. ذخایر انرژی منابع اصلی برای تقویت فعالیت بندپایان هستند و منابع پروتئینی و کربوهیدرات­ها ممکن است فعالیت حشرات را برانگیزند (Moeini & Tahmasebi, 2018). متابولیسم لیپید برای رشد و تولیدمثل ضروری است و انرژی مورد نیاز را در طول دوره­های طولانی بدون تغذیه فراهم می­کند (Arrese & Soulges, 2010). بنابراین هدف از انجام این پژوهش در وهله اول ارزیابی فراسنجه­های جدول زندگی زنبور پارازیتوئید H. hebetor بر روی دو آفت انباری E. kuehniella و P. interpunctella و سپس ارزیابی استفاده از طیف وسیعی از تکنیک­های اسپکتوفتومتری برای تعیین کمیت منابع انرژی شامل پروتئین، کربوهیدرات، لیپید و گلیکوژن در مراحل مختلف زیستی زنبور پارازیتوئید بوده. در نهایت هدف این پژوهش بیان ارتباط بین ویژگی­های فیزیولوژیک و فراسنجه­های زیستی بوده است.

مواد و روش­ها

پرورش حشرات. کلونی اولیه شب­پره E. kuehniella از انسکتاریوم مرکز تحقیقات کشاورزی شهرستان همدان تهییه شد و سپس در ظروف پلاستیکی حاوی آرد گندم و سبوس به نسبت 1:4 و 5 درصد مخمر در انکوباتور با دمای 1±25 درجه سلسیوس، رطوبت نسبی 5±65 درصد و دوره نوری 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی پرورش یافت(Abroun et al., 2013)کلونی اولیه شب­پره P. interpunctella از انبارهای گردو آلوده به این آفت از شهرستان تویسرکان استان همدان تهییه شد و سپس در ظروف پلاستیکی حاوی رژیم غذایی 800گرم سبوس گندم، 160 گرم مخمر، 200 میلی لیتر گلیسرول و 200 میلی لیتر عسل در انکوباتور با شرایط ذکر شده در بالا پرورش یافت (Silhacek & Miller, 1972). برای شروع آزمون­های اصلی زنبور H. hebetor به­مدت سه نسل روی لاروهای سنین آخر هر دو شب­پره درون پتری دیش­هایی به قطر 10 سانتی متر در انکوباتور با شرایط ذکر شده در بالا پرورش یافت.

جدول زندگی. برای شروع مطالعات، زنبورهای پارازیتوئید به مدت سه نسل روی هر یک از آفات پرورش یافتند. برای مطالعات جدول زندگی زنبور پارازیتوئید H. hebetor هر یک از حشرات ماده تازه ظهور کرده با یک حشره نر جفت شده و سپس به ماده­های جفت شده اجازه داده شد تا لاروهای E. kuehniella و P. interpunctella را به مدت 24 ساعت پارازیته کنند. پس از آن فقط یک تخم روی هر لارو نگه داشته شد. بنابراین آزمایش با 50 تخم به­عنوان کوهورت اولیه آغاز شد. به­منظور انجام آزمایش از پتری دیش­هایی به قطر 10 سانتی­متر که در آن­ها با توری پوشانده شده بود استفاده شد. سپس هر لارو به­طور روزانه تا مرحله شفیرگی و ظهور بالغین و یا مرگ آن­ها بررسی شد. پس از ظهور حشرات بالغ، براساس شکل ظاهری زنبورهای نر و ماده جفت شده و روزانه چهار لارو سن چهار از شب­پره­های ذکر شده در اختیار آن­ها قرار گرفت و مشاهده روزانه برای تعیین طول عمر و میزان تخم­ریزی آن­ها تا زمان مرگ آخرین فرد انجام شد. آزمایش در شرایط نوری 16:8 روشنایی تاریکی، دمای 1±25 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 5±65 درصد انجام شد.

اندازه­گیری ذخایر انرژی. پروتئین براساس روش توصیه شده توسط(1976) Bradford اندازه­گیری شد. بدین صورت که ابتدا مراحل زیستی مختلف زنبور پارازیتوئید شامل (تخم، لارو سن سوم، شفیره و حشرات کامل نر و ماده) به­طور جداگانه همراه با 180 میکرولیتر بافر فسفات (100 میلی­مولار مونوپتاسیم فسفات، یک میلی­مولار اتیلن دی آمین اتر استیک اسید و یک میلی­مولارتی تیوتریتول، با pH 4/7) با هموژنایزر دستی به­ خوبی همگن شدند و سپس محلول حاصل به درون میکروتیوب­های 2 میکرولیتری منتقل گردید. میکروتیوب­های حاوی حشرات همگن شده با دور g180 و در دمای 4 درجه سلسیوس به مدت 15 دقیقه سانتریفیوژ شدند. برای سنجش میزان پروتئین 10 میکرولیتر از رونشین حاصل درون میکروتیوب­های جداگانه ریخته شد و سپس 500 میکرولیتر معرف بردفورد به هر یک از میکروتیوب­ها اضافه شد. پس از انکوبه کردن نمونه­ها در دمای اتاق جذب با دستگاه اسپکتوفتومتری در طول موج 595 نانومتر قرائت شد. برای رسم منحنی استاندارد پروتئین از سرم آلبومین گاوی استفاده گردید.

برای حل کردن تمام کربوهیدرات­ها، 20 میکرولیتر محلول 20 درصد سولفات سدیم و 10 میکرولیتر محلول بافر فسفات به رونشین باقی­مانده از مرحله قبل اضافه شد تا حجم نهایی به 2/0 میلی­لیتر و غلظت سولفات سدیم به 2 درصد برسد. پس از آن 500 میکرولیتر کلروفرم و 1000 میکرولیتر متانول به این مخلوط اضافه گردید. پس از ورتکس شدید نمونه­ها به مدت 15 دقیقه، با دور g180 و در دمای 4 درجه سلسیوس سانتریفیوژ گشته تا گلیکوژن ته­نشین شود و برای آنالیز بعدی آماده گردد. رونشین حاصل که حاوی کربوهیدرات­های محلول و لیپیدهای کل بود به میکروتیوب­های جدید انتقال یافت. از هر میکروتیوب 150 میکرولیتر محلول رونشین درون میکروتیوب­های جدید ریخته شد و پس از انکوبه کردن نمونه­ها به مدت 30 دقیقه در دمای اتاق و رسیدن حجم آن­ها به 10 میکرولیتر به هر یک از میکروتیوب­ها 240 میکرولیتر معرف آنترون اضافه شد و میکروتیوب­ها با دقت بسته شده و سپس به مدت 15 دقیقه در حمام بن­ماری و در دمای 90 درجه سلسیوس قرار گرفتند. پس از خنک شدن، جذب نمونه­های کربوهیدرات در طول موج 625 نانومتر قرائت شد.

 برای سنجش میزان گلیکوژن ته­نشین حاصل از سانتریفیوژ نمونه­ها که حاوی سولفات سدیم و گلیکوژن بود دوبار توسط 400 میکرولیتر متانول 80 درصد شسته شد. مرحله شست­و­شو شامل ورتکس شدید و به دنبال آن سانتریفیوژ به مدت 5 دقیقه در دور g1600 و دمای 4 درجه سلسیوس بود. رونشین حاصل با میکروپیپت برداشته و دور ریخته شد، پس از آن یک میلی­لیتر معرف آنترون به ته­نشین اضافه گردید و نمونه­ها به مدت 15 دقیقه در دمای 90 درجه سلسیوس انکوبه شدند. پس از سرد شدن نمونه­ها روی یخ و توقف واکنش، نمونه­ها به کمک سرنگ فیلتر­دار فیلتر شدند. در نهایت جذب نمونه­ها در طول موج 625 نانومتر قرائت شد. برای رسم منحنی استاندارد کربوهیدرات و گلیکوژن از گلوکز استفاده گردید.

برای اندازه­گیری میزان لیپید کل 100 میکرولیتر از رونشین حاصل در میکروتیوب­های جدید ریخته شد و در دمای 90 درجه سلسیوس حرارت داده شد تا حلال آن به­طور کامل تبخیر گردد. پس از تبخیر 10 میکرولیتر اسید سولفوریک 98 درصد به هر یک از میکروتیوب­ها اضافه گردید و نمونه­ها در حمام آبی در دمای 90 درجه سلسیوس حرارت داده شدند. پس از خنک شدن میکروتیوب­ها روی یخ 190 میکرولیتر معرف وانیلین به هر یک از نمونه­ها اضافه شد. در نهایت میکروتیوب­ها به مدت 15 دقیقه در دمای اتاق نگهداری شدند و سپس میزان جذب نمونه­ها در طول موج 525 نانومتر قرائت شد. برای رسم منحنی استاندراد از کلسترول استفاده گردید ( Van Handel, 1985b؛ Van Handel, 1985a؛Van Handel, 1965).

تجزیه و تحلیل آماری. اطلاعات به­دست آمده از فراسنجه­های زیستی و بقا، براساس جدول زندگی دوجنسی سن_مرحله رشدی با استفاده از نرم افزار TWOSEX- MSChart تجزیه شد (Chi et al., 2023). میانگین و خطاهای استاندارد آماره­های جدول زندگی با استفاده از روش بوت استرپ با 100000 تکرار محاسبه شده و جهت مقایسه تیمارها از Paired bootstrap در سطح احتمال 5 درصد موجود در این برنامه استفاده شد. برای رسم نمودارها از نرم افزار SigmaPlot 15.0 استفاده شد. داده­های ذخایر انرژی با آزمون تجزیه واریانس دوطرفه (ANOVA Tow-Way) آنالیز شد این آزمون امکان بررسی هم‌زمان اثر عوامل مستقل شامل «مرحله‌ی رشدی» و «نوع میزبان» و نیز برهم‌کنش میان آن‌ها را بر میزان هر یک از ترکیبات انرژی‌زا فراهم ساخت و نمودار های این بخش با نرم افزار Excel 19 رسم شدند.

نتایج

ویژگی­های زیستی. میانگین طول مراحل زیستی مختلف زنبور H. hebetor در جدول 1 نشان داده شده است. نتایج حاصل از این ارزیابی نشان داد که طول مراحل زیستی این زنبور به­طور قابل توجهی تحت تأثیر نوع میزبان قرار می­گیرد. همچنین نتایج نشان داد که طول دوره پیش از بلوغ در زنبورهای پارازیتوئید پرورش یافته روی E. kuehniella به‌طور معنی­‌داری کمتر از زنبورهای پارازیتوئید پرورش یافته روی P. interpunctella بود (p < 0.05). همچنین، طول عمر زنبورهای نر و ماده روی این میزبان به‌طور معنی­‌داری بیشتر بود. به­علاوه دوره شفیرگی و مرحله لاروی زنبورهای پارازیتوئید پرورش یافته روی میزبان P. interpunctella طولانی­‌تر بود، که بیانگر تفاوت­‌های رشدی بین این دو گونه است.

در جدول 2 میانگین فراسنجه­های زیستی زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی میزبان­های E. kuehniella و P. interpunctella مشاهده می­شود. این نتایج نشان می­دهد که فراسنجه­های زیستی زنبور پارازیتوئید H. hebetor به­طور قابل توجهی تحت تأثیر نوع میزبان قرار می­گیرند. نتایج این پژوهش نشان می‌­دهد که بیشترین مقدار نرخ ذاتی افزایش جمعیت (r)، نرخ متناهی افزایش جمعیت (λ)، نرخ خالص تولید مثل (R₀) و نرخ ناخالص تولید مثل (GRR) روی میزبان E. kuehniella است و این میزبان یک میزبان برتر برای H. hebetor محسوب می­‌شود و نرخ ذاتی رشد (r) و نرخ خالص تولید مثل (R₀) زنبور پارازیتوئید بین دو میزبان دارای اختلاف معنی­دار است. در طول مدت زمان یک نسل (T) اما اختلاف معنی­داری بین دو میزبان مشاهده نشد. طول دوره قبل از تخم­ریزی حشرات کامل (APOP)، طول دوره کل قبل از تخم­ریزی (TPOP)، میانگین تعداد تخم گذاشته شده در روز و میزان باروری کل حشرات ماده در جدول 3 نشان داده شده است. طول دوره قبل از تخم­ریزی زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی این دو میزبان تفاوت معنی­دار نشان نداد اما سه پارامتر دیگر دارای تفاوت معنی­دار بودند. دوره قبل از تخم­ریزی و کل دوره قبل از تخم­ریزی روی میزبان E. kuehnilla کمتر بود ولی میزان باروری و میانگین تعداد تخم گذاشته در روز بیشتر از میزبان دیگر بود. نرخ زنده­مانی ویژه سن-مرحله زیستی (s_xj) زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی دو میزبان مورد مطالعه در شکل 1 نشان داده شده است که احتمال زنده ماندن تخم تا سن x در حالی­که در مرحله سنی j است را نشان می­دهد و علاوه بر توصیف نرخ زنده­مانی، روند تغییرات نرخ رشد و نمو در میان افراد مختلف را نیز توصیف می­کند. بالاترین مقدار s_xj بر روی E. kuehniella و P. interpunctella برای پارازیتوئیدهای ماده به ترتیب 54/0 و 52/0 و برای پارازیتوئیدهای نر 34/0 و 36/0 محاسبه شد. کمترین میزان مرگ و میر قبل از بلوغ روی طعمه  E. kuehniella مشاهده شد.

شاخص ارزش تولید مثلی ویژه سن-مرحله­ای (v_xj) زنبور پارازیتوئید به­معنای سهم یک فرد در سن x و مرحله رشدی j بر روی میزبان مشخص در ایجاد نسل بعدی می­باشد که در شکل 2 نشان داده شده است و این میزان به طور معنی­داری وقتی تولید مثل شروع می­شود افزایش می­یابد. اوج مقدار ارزش تولید مثلی زنبور پارازیتوئید با تغذیه از E. kuehniella در روز نوزدهم، 71/73 بود و زنبور از روز هفتم شروع به تخم­ریزی کرده است در مقابل با تغذیه از P. interpunctella بیشترین ارزش تولید مثلی در روز نوزدهم، 11/77 بود و شروع تخم­ریزی از روز دهم بعد از بلوغ می­باشد. نرخ زنده­مانی ویژه سنی (l_x) و باروری ویژه سنی (m_x) در شکل 3 نشان داده شده است، نتایج نرخ زنده­مانی نشان داد که مرگ آخرین فرد روی طعمه P. interpunctella (روز 39) و روی میزبان E. kuehniella (روز 45) اتفاق افتاده است. همچنین باروری ویژه سنی نشان داد که میانگین تعداد تخم گذاشته شده توسط هر فرد بر روی E. kuehniella 48/11 تخم در روز 21 و روی P. interpunctella 36/11 و در روز 22 مشاهده شده است. تعداد تخم‌­های گذاشته ‌شده توسط زنبورهای پرورش‌یافته رویE. kuehniella  به‌طور معنی­‌داری بیشتر از زنبورهای پرورش‌یافته روی P. interpunctella بود.

ذخایر انرژی. میانگین ذخایر انرژی (پروتئین، چربی، کربوهیدرات و گلیکوژن) مراحل زیستی مختلف زنبور پارازیتوئید H. hebetor بر روی دو شب­پره مورد مطالعه در شکل 4 نشان داده شده است. بررسی میزان ذخایر انرژی در مراحل مختلف زیستی نشان داد که مقدار پروتئین، لیپید، کربوهیدرات و گلیکوژن در مراحل مختلف زندگی زنبور روی این دو گونه تفاوت­‌های معنی­‌داری دارند. یافته­‌ها نشان داد که میزان پروتئین زنبور پارازیتوئید بسته به مرحله زیستی روی این دو میزبان متفاوت است. مقدار پروتئین در مراحل شفیرگی(M= 19.93, 95% CI: 17.70-22.17 and M= 10.72, 95% CI: 8.48- 12.95)  حشرات بالغ ماده(M= 20.34, 95% CI: 18.10-22.57 and M= 13.54, 95% CI: 11.30-15.77) و حشرات بالغ نر (M= 10.31, 95% CI: 8.07- 12.54 & M=7.46, 95% CI: 5.23- 9.69) که به ­ترتیب بر روی دو میزبان E. kuehniella و P. interpunctella پرورش یافتند دارای تفاوت معنی­دار بود که ممکن است به دلیل تفاوت­‌های متابولیکی و نیازهای فیزیولوژیکی در مراحل رشد و تکامل باشد. اما در مراحل تخم (M= 1.64, 95% CI: -0.59-0.3.87) (M= 1.64, 95% CI: -0.59- 3.87) و لارو (M=18.44, 95% CI: 16.55- 21.02) (M= 18.78, 95% CI: 16.20- 60.67) تفاوت معنی­داری مشاهده نشد. در بررسی اثر متقابل تاثیر میزبان بر میزان پروتئین زنبورهای پارازیتوئید دارای اختلاف معنی­دار بود (F= 29.91, p˂0.001).

شکل 1: نرخ زنده­مانی ویژه سن-مرحله زیستی (s_xj) زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی A) E. kuehniella و B) P. interpunctell

Fig. 1: Age-stage-specific survival rate (s_xj) of H. hebetor on A) E. kuehniella and B) P. interpunctella

شکل 2: ارزش تولید مثلی زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی A) E. kuehniella و B) P. interpunctella

Fig. 2: Reproductive value of H. hebetor on A) E. kuehniella and B) P. interpunctella

شکل3: نرخ زنده­مانی ویژه سنی (l_x) و باروری ویژه سنی (m_x) زنبور پارازیتوئید H. hebetor روی A) E. kuehniella و B) P. interpunctella

Fig. 3: Age-specific survival rate (l_x) and age-specific fecundity (m_x) of H. hebetor on A) E. kuehniella and B) P. interpunctella

میزان لیپید در لارو زنبورهای پرورش یافته بر روی E. kuehniella به­طور معنی­‌داری (M= 16.65, 95% IC: 15.09- 18.20) بیشتر از لارو زنبورهای پرورش یافته روی P. interpunctella (M= 12.64, 95% CI: 11.09- 14.19) بود، همچنین در مراحل شفیرگی (M= 7.35, 95% CI: 5.79- 8.90 & M= 4.58, 95% CI: 3.03-6.13) و ماده­های بالغ (M=11.93, 95% CI:10.38-13.48 & M= 5.27, 95% CI: 3.70- 6.80) تفاوت معنی­دار مشاهده شد. اما در مراحل تخم (M= 0.89, 95% CI: -6.62- 2.42 & M= 0.199, 95% CI: -1.35- 1.75) و بالغین نر (M= 2.86, 95% CI: 1.31- 4.41 & M= 1.15, 95% CI: -0.39- 2.70) تفاوت معنی­‌داری دیده نشد. تاثیر میزبان بر روی میزان چربی در زنبورهای پارازیتوئید دارای اختلاف معنی­دار (F= 45.35, p˂0.001) بود. در مقابل میزان کربوهیدرات و گلیکوژن در تمامی مراحل زیستی زنبور (به­جز بالغین نر) روی میزبان P. interpunctella بیشتر بود. میزان کربوهیدرات در مرحله لاروی (M= 29.62 95% CI: 27.28- 31.97 & M= 27.24, 95% CI: 24.89- 29.58)، شفیرگی (M= 23.38, 95% CI: 21.03- 25.72 & M= 17.83, 95% CI: 15.49- 20.17)، بالغ ماده (M= 28.14, 95% CI: 25.80- 30.49 & M= 12.18, 95% CI: 9.83- 14.52) و بالغ نر (M= 13.67, 95% CI: 11.33-16.02 & M= 17.2, 95% CI: 14.85-19.54) که به ترتیب روی P. interpunctella و E. kuehniella پرورش یافتند دارای تفاوت معنی­داری بود اما در مرحله تخم پارازیتوئید تفاوت معنی­داری بین دو میزبان مشاهده نشد. همچنین بیشترین میزان کربوهیدرات در مراحل لاروی (42/27-62/29) و ماده­های بالغ (18/12-14/28) مشاهده شد.

 در میزان گلیکوژن زنبور پارازیتوئید بین دو میزبان در مرحله شفیرگی (M= 18.39, 95% CI: 13.98- 22.80 & M= 13.02, 95% CI: 7.93- 18.11)، بالغ ماده (M= 14.19, 95% CI: 9.09- 19.28 & M= 9.51, 95% CI: 4.42- 14.60) و بالغ نر (M= 9.27, 95% CI: 4.18- 14.36 & M= 5.52, 95% CI= 0.43- 10.61) تفاوت معنی­دار بود اما در مراحل تخم (M= 2.34, 95% CI= -3.89- 8.58 & M= 1.91, 95% CI= -3.18- 7) و مرحله لاروی (M= 27.48, 95% CI= 22.39- 35.57 & M= 27.60, 95% CI: 22.51- 32.69) تفاوت معنی­دار نبود. تاثیر میزبان بر کربوهیدرات (F= 32.88, p˂ 0.001) معنی­دار بوده در صورتی­که بر گلیکوژن معنی­دار نبود (F=3.26, p˃0.086).

بحث و نتیجه گیری

نتایج این پژوهش نشان داد که زنبور پارازیتوئید H. hebetor می­تواند لارو هر دو میزبان را پارازیت کرده و چرخه زندگی خود را کامل کند اما E. kuehniella میزبان بهتری برای H. hebetor محسوب می­‌شود، زیرا رشد و تکامل زنبور را تسریع کرده و طول عمر آن را افزایش می­‌دهد همچنین بالاتر بودن نرخ خالص و ناخالص تولید مثل، نرخ رشد ذاتی و نرخ متناهی افزایش جمعیت و نرخ زنده­مانی ویژه سن-مرحله زیستی بیانگر ظرفیت بالا­تر تولیدمثلی زنبور پارازیتوئید روی این میزبان است. از سوی دیگر، متوسط مدت زمان یک نسل (T) در زنبورهای پرورش یافته روی P. interpunctella بیشتر بود، که می­‌تواند نشان‌دهنده طولانی­‌تر بودن چرخه زندگی این گونه باشد. وجود تفاوت در مرگ­و­میر پیش از دوران بلوغ در پژوهش­های مختلف می­تواند به­دلیل تفاوت در جنس و گونه میزبان و شرایط پرورش زنبور پارازیتوئید باشد (Amir- Maafi & Chi, 2006). استفاده از رژیم­های غذایی در پرورش انبوه حشرات می­تواند در تولید تخم، باروری و اندازه جثه آن­ها تاثیر­گذار باشد. نتایج حاصل از فراسنجه­‌های زیستی نیز تأیید کرد که E. kuehniella میزبان مناسبی برای پرورش انبوه H. hebetor محسوب می­‌شود. نرخ رشد ذاتی(r) ، نرخ خالص تولید مثل (R₀) و میزان باروری در زنبورهای تغذیه‌شده با این میزبان بیشتر بود. بالاتر بودن این فراسنجه­ها نشان دهنده اثر مثبت میزبان می­باشد. این یافته­‌ها با مطالعات قبلی هم­خوانی دارند که نشان داده­‌اند میزبان­‌های با کیفیت غذایی بالاتر منجر به افزایش ظرفیت تولیدمثلی و موفقیت تولیدمثلی بیشتر در زنبورهای پارازیتوئید می­‌شوند (Vinson & Iwantsch, 1980).

 مقادیر r و R₀ زنبور پارازیتوئید H. hebetor در نسل اول روی E. kuehniella توسط (2006) Amir-Maafi & Chi به ترتیب برابر با 1375/0 و 9/11 بودند. (2008) Eliopoulos & Stathas, نیز نرخ ذاتی رشد H. hebetor را در تراکم­های 1، 5، 15 و 30 عدد لارو E. kuehniella به ترتیب 121/0، 163/0، 191/0 و 185/0 گزارش کردند. همچنین مقدار R₀ را برای این تراکم­ها به ترتیب 59/11، 33/30، 70/44 و 81/88 بدست آورند. بیشتر بودن مقادیر فراسنجه­های زیستی در این مطالعه نسبت به پژوهش­های پیشین نشان دهنده مرگ و میر پایین­تر در مراحل پیش از بلوغ، طول عمر بیشتر بالغین و باروری بیشتر زنبور پارازیتوئید در مطالعه حاضر بوده است. همچنین، بررسی طول مراحل زیستی نشان داد که زنبورهای پرورش‌یافته روی E. Kuehniella دوره پیش از بلوغ کوتاه‌­تری داشتند و سریع‌­تر به مرحله بلوغ رسیدند. این امر نشان می­‌دهد که این میزبان شرایط بهینه­‌تری برای رشد و تکامل H. hebetor فراهم می‌­کند. در مقابل، زنبورهای پرورش‌یافته روی P. interpunctella دوره لاروی و شفیرگی طولانی­‌تری داشتند، که نشان‌دهنده محدودیت‌­های تغذیه­‌ای یا نیاز به صرف زمان بیشتر برای رشد است (Ahmed et al., 2019).  (2015) Farag et al. طول دوره تخم این پارازیتوئید را با پرورش بر روی میزبان­های مختلف گزارش نمودند. طول دوره تخم این زنبور با تغذیه از E. kuehniella برابر با 55/1 روز بود همچنین طول دوره پیش از بلوغ را 73/8 روز گزارش کردند که با نتایج بدست آمده از این تحقیق هم­پوشانی دارد. در مطالعه دیگری طول دوره پیش از بلوغ زنبور H. hebetor پارازیتوئید بر روی شب­پره P. interpunctella، 16/13روز محاسبه شد که همسو با نتایج تحقیق حاضر است (Eolipoulos & Stathas, 2008). همچنین (Muslim et al., 2017) طول دوره­های تخم، لارو، شفیره و پیش از بلوغ زنبور پارازیتوئید پرورش یافته روی شب­پره هندی را به ترتیب 47/1، 74/3، 87/6 و 07/12 روز بیان کردند. (2015) Farag et al.  گزارش کردند که زنبور H. hebetor روی E. kuehniella به­طور روزانه 45/9 عدد تخم می­گذارد که خیلی کمتر از تعداد تخم روزانه در مطالعه حاضر بود توجیه احتمالی این اختلاف می­تواند به­علت کوتاهی طول عمر حشرات ماده در مطالعات دیگر نسبت به مطالعه حاضر باشد. (2006) Amir- Maaffi & Chi,  طول دوره کل قبل از تخم­ریزی را روی دو میزبان E. kuehniella و G. mellonella به ترتیب 22/12 و 13 روز محاسبه کردند. همچنین مشخص شد که میزان باروری پارازیتوئید تحت تاثیر رژیم غذایی است، (2015) Farag et al.  میزان باروری زنبور را روی G. mellonela، E. kuehniella و Corcyra cephalonica به ترتیب 11/395، 5/93 و 56 و تعداد تخم­های گذاشته شده روزانه توسط زنبور را به ترتیب 31/19، 9/6 و 8/5 تخم گزارش کردند که نشان دهنده تاثیر میزبان می­باشد. مطالعات نشان داده­‌اند که میزان ذخایر انرژی (لیپیدها، پروتئین و گلیکوژن) نقش کلیدی در تعیین باروری و طول عمر حشرات پارازیتوئید دارند (Brown et al., 2018). بالا بودن تولید مثل روی شب­پره آرد نشان دهنده ترکیب متناسب پروتئین، چربی و کربوهیدرات در بدن زنبورهای ماده مرتبط است که برای توسعه تخمدان و افزایش باروری ضروری است. این موضوع به­ویژه در زنبورهای پارازیتوئید که اغلب به­عنوان عوامل مهم کنترل بیولوژیکی آفات کشاورزی محسوب می­شوند اهمیت دارد (Jeffrry et al., 2016). اما باید توجه کرد مهم­ترین فاکتور در رژیم­های غذایی به­منظور رشد مناسب متعادل بودن مواد غذایی می­باشد (Wäckers, 2001). در این پژوهش نیز مشاهده شد که E. kuehniella موجب افزایش میزان پروتئین و چربی در بدن زنبورهای ماده شده و در مقابل میزان کربوهیدرات و گلیکوژن نیز در زنبورهای پرورش‌یافته روی P. interpunctella بیشتر بوده است. این نتایج نشان‌دهنده تفاوت­‌های متابولیکی و استراتژی­‌های زیستی مختلف در این دو گونه است، که می­‌تواند بر توانایی تولیدمثلی و میزان بقا تأثیر بگذارد اما در نهایت ترکیب متناسب تمام منابع انرژی است که نیازهای حشرات را برآورده می­ کند.

شکل 4: میانگین ذخایر انرژی اندازه گیری شده زنبور پارازیتوئید .H. hebetor (A: پروتئین، B: لیپید، C: کربوهیدرات، D: گلیکوژن. میکروگرم بر حشره)

Fig. 4: Average measured energy reserves of H. hebetor (A: protein, B: lipid, C: carbohydrate, D: glycogen. micrograms per insect)

این یافته نشان می­‌دهد که بسته به نوع میزبان، الگوی متابولیکی زنبور می­‌تواند متفاوت باشد، اما به­نظر می­‌رسد که افزایش پروتئین و چربی تأثیر بیشتری بر باروری دارد، زیرا این ترکیبات برای رشد و توسعه تخمک‌­ها ضروری هستند. نتایج این مطالعه نشان داد که میزان ذخایر انرژی (پروتئین، لیپید، کربوهیدرات و گلیکوژن) در مراحل مختلف زندگی دو گونه‌ی E. kuehniella و P. interpunctella تفاوت معنی­‌داری دارند. این تفاوت­‌ها احتمالاً تحت تأثیر فاکتورهای متعددی از جمله تفاوت‌­های متابولیکی، نیازهای فیزیولوژیکی در مراحل مختلف رشد و کیفیت غذایی میزبان‌­ها قرار دارند ( Toprak, 2020؛Rivero et al., 2010). در مطالعه حاضر میزان پروتئین در مراحل شفیرگی و حشرات بالغ نر و ماده بسته به میزبان متفاوت بود، که احتمالاً به دلیل ترکیب غذایی متفاوت لاروهای این دو میزبان و نقش آن در سنتز پروتئین طی فرآیند دگردیسی است (Chapman, 2013). همچنین این تفاوت ممکن است به­دلیل کیفیت تغذیه‌­ای بهتر E. kuehniella، فراهم بودن اسیدهای آمینه ضروری، و کارایی بالاتر در سنتز پروتئین باشد در مقابل، در مرحله تخم و لارو تفاوت معنی­‌داری مشاهده نشد که احتمالاً این امر ناشی از ذخیره‌سازی اولیه پروتئین در تخم­‌ها و کارایی یکسان در استفاده از منابع پروتئینی در مراحل ابتدایی رشد است (Chapman, 2013) همچنین ممکن است به­دلیل مشابهت در ذخیره‌سازی اولیه پروتئین در تخم­‌ها و مراحل اولیه زیستی باشد. این یافته­‌ها با نتایج مطالعات قبلی در مورد حشرات پارازیتوئید هم­خوانی دارد که نشان می­دهد اختلاف در ترکیب پروتئینی بیشتر در مراحل بعدی زندگی و در هنگام بلوغ مشخص می­‌شود (Huang et al., 2020). علاوه­براین، تفاوت در میزان پروتئین می­‌تواند به میزان دسترسی به اسیدهای آمینه ضروری و کارایی هضم و جذب مواد مغذی در بدن لاروها مرتبط باشد. در کنار پروتئین، تغییرات در میزان ذخایر لیپید نیز قابل توجه است.

لیپیدها در بندپایان نقش مهمی در تولیدمثل، ذخیره انرژی و مقاومت در برابر تنش­‌های محیطی دارند (Arrese & Soulages, 2010). تفاوت در مقدار لیپید بین این دو گونه ممکن است نشان‌دهنده استراتژی­‌های متابولیکی متفاوت برای بقا و تولیدمثل در شرایط محیطی متنوع باشد. به‌عنوان مثال، گونه­‌هایی که روی میزبان­‌هایی با محتوای غذایی پایین­‌تر رشد می­کنند، ممکن است مکانیسم­‌های جبرانی مانند افزایش ذخیره ‌سازی لیپیدها در مراحل لاروی را به کار گیرند تا بقای خود را در مراحل بعدی زندگی تضمین کنند این یافته­‌ها نشان می‌­دهد که زنبورهایی که روی E. kuehniella پرورش یافته‌اند، ذخیره لیپیدی بیشتری برای مراحل بعدی زندگی فراهم می‌­کنند. این موضوع می­‌تواند نشان‌دهنده‌ی بالاتر بودن کیفیت تغذیه­‌ای E. kuehniella یا کارایی بیشتر زنبورها در استخراج و ذخیره چربی از این میزبان باشد (Joanisse & Storey, 1996). از سوی دیگر، در مرحله تخم و نرهای بالغ تفاوت معنی‌­داری مشاهده نشد، که می­‌تواند نشان‌دهنده استراتژی­‌های اختصاصی تخصیص منابع در مراحل مختلف زیستی باشد. افزایش میزان پروتئین و لیپید در زنبورهای تغذیه‌­کننده از E. kuehniella می‌تواند دلیل رشد سریع­‌تر و افزایش نرخ بقا در این گروه باشد. ذخایر کربوهیدرات و گلیکوژن نیز بسته به مرحله زیستی و میزبان متفاوت بودند. این تفاوت احتمالاً به دلیل تفاوت در متابولیسم این دو میزبان و ترکیب غذایی آن­‌ها است (Gäde et al., 1997). این ترکیبات به‌عنوان منابع انرژی کوتاه‌مدت در حشرات عمل کرده و در فرآیندهایی مانند فعالیت‌­های حرکتی، تولیدمثل و مقاومت در برابر گرسنگی نقش کلیدی دارند (Gäde et al., 1997). مقادیر بالاتر گلیکوژن در حشرات بالغ ماده‌ی پرورش‌یافته روی E. kuehniella نسبت به P. interpunctella، احتمالاً نشان‌­دهنده­‌ی سطح فعالیت بالاتر یا نیازهای انرژی بیشتر برای تخم‌­گذاری و تولیدمثل در این شرایط است (Beenakkers et al., 1984). از آنجایی­که کربوهیدرات­‌ها منبع اصلی انرژی برای فعالیت­‌های حرکتی، تولیدمثل و بقای طولانی‌مدت هستند، احتمالاً زنبورهایی که از P. interpunctella تغذیه کرده­‌اند، وابستگی بیشتری به کربوهیدرات‌­ها به‌عنوان منبع انرژی دارند (Beenakkers et al., 1984). مطالعات پیشین نشان داده‌­اند که افزایش سطح پروتئین در رژیم غذایی میزبان، تأثیر مثبتی بر رشد، باروری و طول عمر زنبورهای پارازیتوئید دارد (Brown et al., 2018). در مقابل، میزان بالاتر کربوهیدرات و گلیکوژن در زنبورهای پرورش‌یافته روی P. interpunctella نشان می­‌دهد که این زنبورها انرژی بیشتری ذخیره می­‌کنند که ممکن است به‌عنوان یک راهبرد جبرانی در برابر رشد کندتر و کاهش نرخ باروری عمل کند  (Garcia et al., 2017). همچنین، مشخص شده است که ترکیب غذایی میزبان بر میزان موفقیت تخم‌­گذاری پارازیتوئیدها تأثیر دارد، به‌طوری که کیفیت بالاتر تغذیه­‌ای منجر به افزایش تخم‌­گذاری می­‌شود که با مطالعه حاضر و تخم­ریزی بیشتر روی میزبان E. kuehniella مطابقت دارد.

این نتایج نشان می‌­دهد که نوع میزبان، ترکیب غذایی میزبان­‌ها و نیازهای متابولیکی زنبور پارازیتوئید بسته به مرحله‌ی زیستی می­تواند بر میزان ذخایر انرژی و ویژگی­های زیستی پارازیتوئیدها اثر بگذارد. بررسی دقیق­‌تر این تفاوت‌­ها می‌­تواند به درک بهتر ساز و کارهای تنظیم متابولیک در حشرات و استراتژی‌­های بقا و تولیدمثل آن­‌ها در شرایط مختلف اکولوژیکی کمک کند و این موضوع می­‌تواند در برنامه­‌های کنترل بیولوژیک و پرورش انبوه زنبورهای پارازیتوئید مورد توجه قرار گیرد. این ویژگی‌­ها باعث می­‌شود که E. kuehniella گزینه­‌ای ایده‌آل برای پرورش انبوه H. hebetor در برنامه­‌های کنترل زیستی آفات انباری باشد. پیشنهاد می­‌شود که مطالعات آینده به بررسی تأثیر عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، و رژیم غذایی مکمل بر تغییرات متابولیکی و فیزیلوژیکی این گونه­‌ها بپردازند.