Diapauze in insecten

Diapauze is een periode van uitgestelde of gearresteerde ontwikkeling tijdens de levenscyclus van een insect. Diapauze van insecten wordt meestal veroorzaakt door signalen uit de omgeving, zoals veranderingen in daglicht, temperatuur of voedselbeschikbaarheid. Diapauze kan in elke levensfase voorkomen - embryonaal, larven, poppen of volwassenen - afhankelijk van de insectensoort.

Insecten bewonen elk continent op aarde, van de bevroren Antarctica tot de zwoele tropen. Ze leven op bergtoppen, in woestijnen en zelfs in de oceanen. Ze overleven koude winters en zomerdroogten. Veel insecten overleven zulke extreme omgevingscondities door diapauze. Als het moeilijk wordt, nemen ze een pauze.

Diapauze is een vooraf bepaalde periode van rust, wat betekent dat het genetisch is geprogrammeerd en adaptieve fysiologische veranderingen met zich meebrengt. Omgevingsredenen zijn niet de oorzaak van diapauze, maar ze kunnen wel bepalen wanneer de diapauze begint en eindigt. Rust is daarentegen een periode van vertraagde ontwikkeling die rechtstreeks wordt veroorzaakt door omgevingsomstandigheden en die eindigt wanneer gunstige omstandigheden terugkeren.

Soorten Diapauze

Diapauze kan verplicht of facultatief zijn:

• Insecten met verplichte diapauze zullen deze periode van gearresteerde ontwikkeling ondergaan op het vooraf bepaalde punt in hun levenscyclus, ongeacht de omgevingsomstandigheden. Diapauze komt bij elke generatie voor. Verplichte diapauze wordt meestal geassocieerd met univoltine insecten, wat betekent dat insecten een generatie per jaar hebben.
• Insecten met facultatieve diapauze alleen een periode van opgeschorte ontwikkeling ondergaan wanneer de omstandigheden dit vereisen om te overleven. Facultatieve diapauze wordt bij de meeste insecten aangetroffen en wordt geassocieerd met bivoltine (twee generaties per jaar) of multivoltine insecten (meer dan twee generaties per jaar).

Bovendien ondergaan sommige insecten reproductieve diapauze, dat is een suspensie van reproductieve functies bij volwassen insecten. Het beste voorbeeld van reproductieve diapauze is de monarchvlinder in Noord-Amerika. De migrantengeneratie van de late zomer en herfst gaat in een staat van reproductieve diapauze als voorbereiding op de lange reis naar Mexico.

Omgevingsfactoren

Diapauze bij insecten wordt geïnduceerd of beëindigd in reactie op signalen uit de omgeving. Deze signalen kunnen veranderingen in de lengte van daglicht, temperatuur, voedselkwaliteit en beschikbaarheid, vocht, pH en andere factoren omvatten. Geen enkele cue bepaalt alleen het begin of einde van de diapauze. Hun gecombineerde invloed, samen met geprogrammeerde genetische factoren, regelt diapauze.

• fotoperiode: Een fotoperiode is de afwisselende fasen van licht en donker op de dag. Seizoensgebonden veranderingen in de fotoperiode (zoals kortere dagen als de winter nadert) geven voor veel insecten het begin of einde van de diapauze. Fotoperiode is het belangrijkste.
• Temperatuur: Samen met de fotoperiode kunnen veranderingen in temperatuur (zoals een extreme koude periode) het begin of einde van de diapauze beïnvloeden. De thermoperiode, afwisselende fasen van koelere en warmere temperaturen, beïnvloedt ook diapauze. Sommige insecten hebben specifieke thermische signalen nodig om de diapauze-fase te beëindigen. De wollige berenrups moet bijvoorbeeld een periode van koeling doorstaan ​​om het einde van de diapauze en de voortzetting van de levenscyclus te activeren.
• Voedsel: Naarmate het groeiseizoen eindigt, kan de afnemende kwaliteit van hun voedselbronnen een diapauze in een insectensoort veroorzaken. Terwijl aardappelplanten en andere gastheren bruin en droog worden, komen volwassenen met coloradokever in Colorado bijvoorbeeld in een diapauze.

 bronnen

• Capinera, John L., (ed.) Encyclopedia of Entomology. 2e editie, Springer, 2008, New York.
• Gilbert, Scott F. Ontwikkelingsbiologie. 10e editie, Sinauer Associates, 2013, Oxford, Verenigd Koninkrijk.
• Gullan, P.J. en Cranston, P.S. The Insects: An Outline of Entomology. Wiley, 2004, Hoboken, N.J..
• Johnson, Norman F. en Triplehorn, Charles A. Borror en DeLong's introductie tot de studie van insecten. 7e editie, Thomson Brooks / Cole, 2005, Belmont, Calif.
• Khanna, D.R. Biologie van Arthropoda. Discovery Publishing, 2004, New Delhi.