Forschung

Die Winterdormanz ist eine Periode eingeschränkter Entwicklung, die es Insekten erlaubt ungünstige Umweltbedingungen zu überstehen. Sie kann als unmittelbare Reaktion auf schädliche Bedingungen erfolgen (Quieszenz), oder in Form eines komplexeren und dynamischen Prozesses, der Diapause. Die fakultative Diapause wird durch spezifische Umweltreize ausgelöst die typischerweise ungünstigen Bedingungen vorangehen, vor allem eine abnehmende Photoperiode. Die obligate Diapause ist genetisch fixiert und tritt unabhängig von äußeren Bedingungen auf. Winterdormanz ist dabei stets mit reduzierter Aktivität und metabolischen Anpassungen verbunden. Die oligophage, koinobionte und endoparasitische Brackwespe Glyptapanteles liparidis zählt zu den bedeutendsten natürlichen Gegenspielern des Schwammspinners, Lymantria dispar, einem wichtigen laubfressenden Schädling in Eichenwäldern. Trotz einer langen Forschungsgeschichte in diesem Wirt-Parasitoid-System, ist die Frage der Überwinterungsbiologie von G. liparidis bis heute nur unzureichend geklärt. Eier oder Larven des ersten Stadiums der Wespe überwintern im Inneren einer Wirtsraupe. Nachdem der univoltine Schwammspinner im Ei überwintert, ist die multivoltine Brackwespe auf andere Schmetterlingsarten als Alternativwirte angewiesen, die im Raupenstadium überwintern. Ein möglicher Überwinterungswirt ist der Eichenspinner, Lasiocampa quercus, eine weitverbreitete Art in Eichenwäldern mit breiter ökologischer Amplitude. Hier überwintern junge bis mittlere Raupenstadien, wobei auch die Überwinterungsbiologie des Eichenspinners bisher nur unzureichend untersucht ist. Unser Ziel ist die Untersuchung der Überwinterungsstrategie der parasitischen Wespe und ihres potenziellen Überwinterungswirtes. Weiter soll geklärt werden, ob sich verändernde Umweltbedingungen zu einer Asynchronität in der Entwicklung von Parasitoid und Wirt führen können. Die Induktion, Dauer und Intensität der Winterdormanz von G. liparidis und L. quercus wird in Labor- und Semi-Freiland-Experimenten untersucht. Verschiedene Entwicklungsstadien der Versuchstiere werden dabei unterschiedlichen Photoperioden und Temperaturen ausgesetzt. Parasitierte Wirtsraupen werden in regelmäßigen Abständen seziert, um den Entwicklungsfortschritt der Wespenlarven im Inneren des Wirtes zu dokumentieren. Metabolische Anpassungen wie Futterkonsumation und Kotabgabe, Atmungsaktivität, Unterkühlungsfähigkeit und die Konzentration bestimmter Metaboliten wie Glykogen, Trehalose, mehrwertiger Alkohole, Aminosäuren und Proteine in der Hämolymphe werden gemessen.

Ahorn-Arten (Acer spp.), Weißtanne (Abies alba), Kiefern-Arten (Pinus spp.) und Eichenarten (Quercus spp.) gelten als Zukunftsbäume, weil sie im Gegensatz zu anderen Baumarten, vor allem Fichte (Picea abies), besser an Trockenstress und steigende Temperaturen angepasst sind. Allerdings können auch diese Bäume von neu auftretenden Krankheitserregern und Schädlingen geschädigt werden, von denen einige, wie das vergangene Jahrzehnt gezeigt hat, bereits heute an Bedeutung zunehmen. Dieses Waldfonds-Projekt verfolgt das Ziel, die Ursachen neu auftretender Krankheiten zu klären sowie das Wissen über die Verbreitung, Biologie und Ökologie ausgewählter Krankheitserreger an den genannten Baumarten zu erweitern und zu vertiefen. Das Projekt gliedert sich in folgende fünf Arbeitspakete (AP): • AP 1: Ahornkrankheiten • AP 2: Schadorganismen an Tanne • AP 3: Nadelkrankheiten an Kiefern-Arten • AP 4: Eichensterben • AP 5: Wissenstransfer Das Projekt wird vom Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft (BFW), dem Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien und der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) gemeinsam in enger Zusammenarbeit durchgeführt.

Die aus Nordamerika stammende Eichennetzwanze Corythucha arcuata (Hemiptera: Tingidae) hat in den vergangenen Jahren bereits Millionen Hektar Wald in Europa, Asien und Russland besiedelt und expandiert weiter Richtung Mittel- und Westeuropa. Nymphen und erwachsene Tiere saugen an den Blättern und verursachen bei starkem Befall der Bäume Vergilbungen und vorzeitigen Blattfall. Ziel des Projekts ist es die Ausbreitung dieser invasiven Art zu dokumentieren und den aktuellen Befall von Eichenwäldern in Österreich und Bulgarien zu erheben. Die Daten werden durch Laborexperimente zur Biologie und Ökologie der Eichennetzwanze ergänzt, insbesondere werden die Generationsentwicklung bei unterschiedlichen Temperaturen sowie die Sterblichkeitsraten der überwinternden Imagines untersucht. Diese Informationen sind entscheidend für Prognosen künftiger Schadentwicklung. Zusätzlich werden Tiere aus dem Freiland auf das Vorkommen von Parasitoiden und Krankheitserregern untersucht, die wesentlich die Populationsentwicklung des Schädlings dämpfen können. Ein zentraler Aspekt des Projekts ist der gegenseitige Informations- und Erfahrungsaustausch der Forschergruppen beider Länder, der es ermöglicht, Wissenslücken über die Regulation der Populationsdynamik dieser invasiven Art durch abiotische (z.B. Temperatur) und biotische Faktoren (z.B. natürliche Gegenspieler) zu schließen.