Phenotypic plasticity of the Cydalima perspectalis Walker life cycle stages development in the Crimea

The box tree moth ( Cydalima perspectalis Walker) is an invasive insect that has rapidly colonized the vast area of the European continent, damaging tonatural and ornamental box trees. In order to develop effective phytophagous control measures there are features of the local populations seasonal development that have been studied in the Crimea. It is determined that during the growing season in the green spaces of the Crimean parks there is a temporary overlapping of both development stages and generations of the C. perspectalis populations. An important seasonal adaptation of C. perspectalis to the habitat’s conditions is thermal sensitivity reduction and development acceleration of all life cycle stages in the second summer generation under the influence of photoperiod. This flexibility of ontogenetic requirements for the transition to diapause provides higher phenological variability in populations. There is identified the temperature and photoperiod impact to development rate of larvae and the influence of relative humidity to development rate of pupae. With identical thermal reaction norms for development of the overwintered larvae, for complete of life cycle of the one generation life cycle in the Southern coast of the Crimea conditions needed the sum of growing degrees-days are 80 °С higher than in the Foothill Crimea. It is identified relative constancy of growing degrees-days needed for complete of the second summer generation of C. perspectalis . It allows considering them as a tool for determining the timing of effective treatment of third-generation larvae before they cause severe damage. For the comparability of the research results with the available publications, it was proposed to use the temperature threshold of 9.5 °С when calculating the growing degrees-days.

1. Бугаева Л.Н., Игнатьева Т.Н., Кашутина Е.В. Самшитовая огневка - причина экологического бедствия // Вестник защиты растений. 2015. Вып. 4 (86). С. 52-53.

2. Гниненко Ю.И., Пономарев В.Л., Нестеренкова А.Э., Сергеева Ю.А., Ширяева Н.В., Лянгузов М.Е. Самшитовая огневка Neoglyphodes perspectalis Walker - новый опасный вредитель самшита на юге европейской части России. Пушкино: ВНИИЛМ, 2018. 36 с.

3. Карпун Н.Н., Пономарёв В.Л., Нестеренкова А.Э., Проценко В.Е. Основные факторы, влияющие на численность популяции самшитовой огневки на Черноморском побережье России // Мониторинг древесных растений и биологические методыконтроля вредителей и патогенов: от теории к практике. Матер. Второй Всероссийской конф. с международным участием (Москва, 22-26 апреля 2019 г.). Москва - Красноярск, 2019. С. 87-88.

4. Лопатина Е.Б., Гусев И.А. Новая форма фенотипической пластичности температурных норм развития у клопа Graphosoma lineatum (L.) (Heteroptera, Pentatomidae) // Энтомологическоеобозрение. 2019. Т. 98, № 2. С. 255-280. DOI: 10.1134/S0367144519020035

5. Мешкова В. Л. Сезонное развитие хвое-листогрызущих насекомых. Харьков: Планета-принт, 2008. 396 с.

6. Нестеренкова А.Э., Пономарев В.Л., Карпун Н.Н. Особенности развития самшитовой огневки Cydalima perspectalis Walker в лабораторной культуре // Лесной вестник. 2017. Т. 21, № 3. С. 61-69. DOI: 10.18698/2542-1468-2017-3-61-69

7. Плугатарь Ю.В., Шармагий А.К., Балыкина Е.Б. Биологические особенности самшитовой огневки Cydalima perspectalis (Lepidoptera: Crambidae) в Крыму // Вестник защиты растений. 2020. Т. 103. № 4. С. 247-254. DOI: 10.31993/2308-6459-2020-103-4-13348

8. Погода в 243 странах мира [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://rp5.ru. (дата обращения: 5.06.2021)

9. Трикоз Н.Н., Халилова З.Э. Самшитовая огнёвка в Никитском ботаническом саду // Сборник научных трудов ГНБС. 2016. Том 142. С. 69-75.

10. Шармагий А.К. Перспективы использования энтомофагов для регулирования численности самшитов ой огневки Cydalima perspectalis (Walker, 1859) в условиях Южного берега Крыма // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2019. № 4 (153). С. 58-67. DOI: 10.36305/2019-4-153-58-67.

11. Щуров В.И., Замотайлов А.С., Щурова А.В. Влияние климата и рельефа на популяции чужеродных видов насекомых-фитофагов (Insecta: Lepidoptera, Heteroptera) в горах северо-западного Кавказа // Биологическое разнообразие Кавказа и юга России. Матер. XXII междунар. науч. конференции (Махачкала, 2020). С. 399-408.

12. Angilletta M. J. Thermal Adaptation: A Theoretical and Empirical Synthesis. New York: Oxford University Press, Inc. 2009. 304 p.

13. Leuthardt F.L.G., Glauser G., Baur B. Composition of alkaloids in different box tree varieties and their uptake by the box tree moth Cydalimaperspectalis // Chemoecology. 2013. Vol. 23 (4). P. 203-212. DOI: 10.1007/s00049-013-0134-1

14. Maruyama T., Shinkaji N. Studies on the life cycle of the box-tree pyralid, Glyphodes perspectalis (Walker) (Lepidoptera: Pyralidae). I. Seasonal adult emergence and developmental velocity // Japanese Journal of Applied Entomology and Zoology. 1987. Vol. 31(3). P. 226-232. DOI: 10.1303/jjaez.31.226

15. Nacambo S., Leuthardt F.L.G., Wan H., Li H., Haye T., Baur B., Weiss R.M., Kenis M. Development characteristics of the box-tree moth Cydalima perspectalis and its potential distribution in Europe // Journal of Applied Entomology. 2014. Vol. 138. P. 14-26. DOI: 10.1111/jen.12078

16. Poitou L., Bras A., Pineau P., Lorme P., Roques A., Rousselet J., Auger-Rozenberg M.-A., Laparie M. Diapause Regulation in Newly Invaded Environments: Termination Timing Allows Matching Novel Climatic Constraints in the Box Tree Moth, Cydalima perspectalis (Lepidoptera: Crambidae) // Insects. 2020. Vol. 11 (9). P. 629. DOI: 10.3390/insects11090629

17. Rebaudo F., Rabhi V.-B. Modeling temperature-dependent development rate and phenology in insects: review of major developments, challenges, and future directions // Entomologia Experimentaliset Applicata. 2018. Vol. 166. P. 607-617. DOI: 10.1111/eea.12693

18. Sharmagiy A.K., Balykina E.B., Trikoz N.N., Korzh D.A., Yatskova E.V. Dynamics of phytophage invasions and peculiarities of their phenology in the parks of the south coast of the Crimea // E3S Web of Conferences 254, 06005 (2021). DOI: 10.1051/e3sconf/202125406005

19. Suppo C., Bras A., Robinet C. A temperature and photoperiod driven model reveals complex temporal population dynamics of the invasive box tree moth in Europe // Ecological Modelling. 2020. Vol. 432. DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2020.109229