4.1 Ảnh hưởng của thức ăn đến tuối thọ ong D. insulare
Trong mối quan hệ trực tiếp của việc kiểm soát sinh học đối với côn trùng gây hại, hầu hết những nghiên cứu chỉ tập trung vào ký chủ của ký sinh. Tuy nhiên, ký chủ không phải là nguồn duy nhất để ong ký sinh cần cho quá trình sinh sản. Các nhu cầu khác như sự ẩn nau và thức ăn cũng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động duy trì noi giống. Ong ký sinh tìm kiếm ky chủ và thức ăn dé tạo nguồn năng lượng duy trì vận động, hoạt động sinh sản và kéo dài tuổi thọ.
Dé duy trì thành công ở mức cao trong quá trình sinh sản, ong ký sinh phải giảm thiểu khoảng thời gian giữa những lần ký sinh. Vì vậy, phần lớn thời gian và năng lượng của cơ thé, ong ký sinh dùng dé tìm kiếm ký chủ. Jervis va Kidd (1986) cho rằng, ở một vài loài ong ký sinh, nguồn thức ăn chính là chất dịch ngọt từ ký chủ nhưng đa số nguồn thức ăn chính là mật hoa hay phấn hoa. Nhiều nghiên cứu về thức ăn cho ong ký sinh bắt đầu từ những năm 1910 (Johnston, 1913) nhưng chỉ giới hạn ở khía cạnh lý thuyết. Đã có những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về những loại thức ăn khác nhau dé kéo dai tuổi thọ và khả năng sinh sản của ong ký sinh. Ở một vài loài, nguồn thức ăn đóng vai trò quan trọng cho việc hình thành cơ quan sinh dục (Jervis và Kidd, 1986). Tuy nhiên, hiểu biết về việc ong ký sinh tìm kiếm thức ăn như thế nào, đến nay, vẫn còn giới hạn.
Dé tìm hiểu nguồn thức ăn phù hop, rẽ tiền, đồng thời đáp ứng nhu cầu thức ăn cho ong ký sinh trong quá trình nhân sinh khối trong phòng thí nghiệm, ong ký sinh được nuôi đề theo dõi khả năng sống trong ba môi trường thí nghiệm: mật ong pha loãng ở nồng độ 30%, chỉ bằng nước lã và hoàn toàn không cho ăn gì.
24
Ảnh hưởng của nguồn thức ăn cung cấp đã có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (df = 2, P < 0,01) ở cả hai điều kiện nhiệt độ khác nhau (Bảng 4.1). Ở điều kiện nhiệt độ 23 °C, khi được cung cấp mật ong 30%, một ong cái sống trung bình 15,1 ngày. Nếu chỉ được cung cấp nước lã, thời gian sống của ong giảm còn 3,2 ngày. Và nếu hoàn toàn không có thức ăn, tuổi thọ chỉ còn 2,8 ngày. Cùng điều kiện nhiệt độ này, ong đực khi được nuôi bằng mật ong 30%, thời gian sống trung bình 11,3 ngày. Nếu không cung cấp thức ăn hoặc chỉ cung cấp nước lã, ong đực chỉ sông được từ 2,6 — 2,9 ngày. Khi nuôi trong môi trường 28 °C, ong cái sống trung bình 7,7 ngày nếu được cho ăn mật 30% và chỉ sống từ 2,4 — 3,2 ngày, nếu không được cho ăn hay chỉ được cung cấp nước lã. Ở nhiệt độ tương tự, ong đực sống được 7,0 ngày khi cho ăn mật và cũng chỉ sống từ 2,3 — 2,8 ngày nếu không được ăn
gì hoặc chỉ được dùng nước lã.
Nhìn chung, trong cùng một điều kiện nhiệt độ, tuôi thọ ong đực luôn ngắn hơn so với ong cái (Bảng 4.3). Điều này có thể do ong đực chỉ có nhiệm vụ giao phối. Trong khi đó, ong cái phải có nhiệm vụ duy trì cho các thế hệ tiếp theo, vì vậy, cần thời gian dai hơn cho các hoạt động ký sinh. Ngoài ra, từ thí nghiệm cũng
cho thấy, ở điều kiện nhiệt thấp hơn, tuổi thọ của ong dài hơn so với ở điều kiện nhiệt độ cao (Bảng 4.2). Kết quả này phù hợp với thực tế, đó là, hau hết vòng đời các loài côn trùng thường kéo dài hơn ở điều kiện nhiệt độ thấp.
Bang 4.1: Ảnh hưởng của thức ăn đến tuôi thọ ong D. insulare Số cá thể Tuổi thọ ong cái Tuổi thọ ong đực
Thức ăn theo doi (ngày) (ngày)
(con) 23°C 28°C 23°C 28 °C Mat ong (30%) 30 15,1+0,la 7,740,7a 11,3+0,la 7,0+0,9a Nước 1a 30 3,2+0,7b 3,2+0,4b 2,9+0,7b 2,8+0,2b Không ăn 30 2,8+0,8c 2,4+0,4c 26+0,7c 2,3+0,Ic
(Số liệu trên cùng một cột có mẫu tự theo sau khác nhau thì có sự khác biệt về mặt thông kê; P < 0,01; LSD)
25
Bảng 4.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến tuôi thọ ong ký sinh Số cá thể
Tuổi thọ ongcái Tuổi thọ ong đực
Nhiệtđộ theo dõi
(ngày) (ngày)
(con)
23 ủ_ 30 15,1+0,1a 113+0,1a 28 °C 30 7,7 + 0,7b 7,0 +0,9b
(Số liệu trên cùng một cột có mẫu tự theo sau khác nhau thì có sự khác biệt về mặt thống kê; P < 0,01; t-Test).
Bảng 4.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến tuôi thọ ong đực và ong cái
. 2 Nhiệt độ So cá thê theo dõi
Ký sinh 23 °C 28 °C (con) l l
(ngày) (ngày)
Ong cái 30 15,1+0,la 7,7+0,7a Ong duc 30 11,3 +0,1b 7,0 + 0,9b
(Số liệu trên cùng một cột có mẫu tự theo sau khác nhau thì có sự khác biệt về mặt thống kê; P < 0,01; t-Test).
Kết quả thí nghiệm cho thấy sự cần thiết của việc duy trì nguồn thức ăn cho D. insulare. Khi được cung cấp thức ăn từ mật ong, cả thành trùng đực và cái đều có thể kéo đài sự sống trên mười ngày. Đây là khoảng thời gian đủ để ong có thể duy trì nòi giống cho các thế hệ tiếp theo. Trong khi, ở điều kiện chỉ có nước lã và hoàn toàn không có thức ăn, tuổi thọ của ong chỉ kéo dai trong vài ngày. Vì vậy, ở điều kiện tự nhiên, cần có những nghiên cứu về nguồn thức ăn phù hợp cho ong như các loại hoa dai để duy tri sự sống cũng như khả năng sinh sản cho ong ký sinh. 7.
insulare cũng có thể dùng chất dịch ngọt từ những loài rệp (aphids) thuộc bộ Homoptera. Tuy nhiên, mật từ phấn hoa vẫn tốt hơn chất dịch từ các loại côn trùng (Lee và ctv, 2004). Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy, ở điều kiện nhiệt độ 23 °C là phù hợp đề tiến hành nhân nuôi ong trong phòng thí nghiệm.
26
4.2 Ảnh hưởng của tuổi ký chủ đến hoạt động ký sinh ong D. insulare
Giai đoạn sinh trưởng của ký chủ là những thay đổi sinh thái quan trọng, có thê ảnh hưởng đến sự sống sót của các giai đoạn ấu trùng, tốc độ phát triển, tỷ lệ giới tính, quy mô và khả năng đẻ nhiều của ong ký sinh (Godfray, 1994). Trong quá trình tìm kiếm, ong ký sinh thường bắt gặp những giai đoạn của ký chủ khác nhau trong phạm vi nhỏ và vì các giai đoạn khác nhau này ảnh hưởng đến khả năng sinh
sản (Alphen va Jervis, 1996), nên một ong cái buộc phải chọn những ký chủ phù
hợp để ký sinh và bỏ qua những ký chủ không thích hợp (Rivero, 2000). Những loài ký sinh đã có được sự tiễn hóa về mặt hành vi, sinh thái và sự thích nghĩ về mặt sinh lý, giúp có thể phân biệt được giai đoạn ký chủ thích hợp trong quần thể ký chủ
(Karamaona và Copland, 2000a). Tính chọn lọc ký chủ khi ký sinh cũng liên quan
đến tần số xuất hiện của ấu trùng ký chủ (Karamaona và Copland, 2000b). Một vài nghiên cứu đã cho rằng, ong ký sinh còn dựa vào tinh trạng sinh lý của các âu trùng ký chủ dé đẻ trứng (Powell va Poppy, 2001).
Hầu hết ong ký sinh thuộc bộ Hymenoptera, thành trùng đực phát triển do
sinh sản đơn tính từ những trứng không thụ tính. Trong khi, thành trùng cái phát
triển từ những trứng được thụ tinh. Một ong cái đẻ trứng khi bắt gặp ấu trùng ký chủ và cũng buộc phải quyết định giới tính cho mỗi thé hệ tiếp theo (Godfray, 1994). Nhìn chung, ong ký sinh khi xác định chất lượng ký chủ, thì dựa vào kích thước, độ lớn của ký chủ, mà chúng tin rang sẽ là nguồn dinh dưỡng dồi dao hơn so với những ký chủ có kích thước nhỏ. Mối quan hệ giữa kích cỡ một ong ký sinh và kích cỡ ký chủ mà nó phát triển bên trong và mối quan hệ kích cỡ cơ thể ký chủ có ảnh hưởng đến giới tính, những ký sinh cái sẽ chọn lựa từ những ký chủ phù hợp dé sản sinh ra giới tính phù hợp cho thé hệ kế tiếp (Godfray, 1994). Đa số, những trứng ong đực được đẻ trong những ký chủ có kích cỡ nhỏ và chất lượng kém, trong khi, trứng ong cái lại được đẻ trong những ký chủ có kích cỡ và chất lượng tốt hơn (Murdorch và ctv, 1992). Tuy nhiên, sự phân phối giới tính khác nhau cũng phụ thuộc mối liên quan của việc phân bổ những kích cỡ của ký chủ (Bernal và ctv,
1998).
27
Nhằm tìm hiểu tuôi ấu trùng sâu tơ phù hợp đối với ong D. insulare, lượng ấu trùng sâu tơ cung cấp lần lượt ở các ngày tuổi thứ 2, 4, 6, 8 và 10. Mỗi giai đoạn, cho 10 ấu trùng sâu tơ tiếp xúc với một ong cái, đã được giao phối trước đó, trong khoảng 15 giờ. Giữa các ngày tuổi, tỷ lệ sâu bị ký sinh khác biệt có ý nghĩa về phương diện thống kê (df = 4, P < 0,01). Ngoại trừ ấu trùng sâu tơ ở giai đoạn 10 ngày tuổi, D. insulare đều ký sinh ở các giai đoạn còn lại (Bang 4.4). Sâu tơ ở 4 ngày tuôi bị ký sinh cao nhất, 70,0 + 0,4%. Tỷ lệ ký sinh thấp nhất ở giai đoạn sâu tơ 8 ngày tuổi, 8,0 + 0,8%.
Tỷ lệ giới tính của các kén ong vũ hóa cũng khác biệt có ý nghĩa giữa các
nghiệm thức (df = 4, P < 0,01). Tỷ lệ ong cái vũ hóa thấp từ những ấu trùng sâu tơ quá non. Âu trùng sâu tơ càng gần giai đoạn nhộng, khi bị ký sinh, tỷ lệ ong cái vũ hóa giảm dan và đến giai đoạn sâu tơ 8 ngày tuôi, toàn bộ lượng ong vũ hóa chỉ là ong đực (tỷ lệ ong cái 0%). Tương ứng với tuổi sâu tơ bị ký sinh nhiều nhất, tỷ lệ ong cái cũng đạt cao nhất ở sâu tơ 4 ngày tudi, 25,7 + 0,3%.
Bảng 4.4: Anh hưởng của tuổi ký chủ đến hiệu quả ký sinh của D. insulare Tuổi ký chủ Số lượng sâu ký chủ Tỷ lệ ký sinh Tỷ lệ ong cái
(ngày) (ấu trùng) (%) (%)
2 10 35,5 + 0,4c 20,0 + 0,2b 4 10 70,0 + 0,4a 25,7 + 0,3a 6 10 55,0 + 0,4b 16,4 + 0,2c 8 10 8,0 + 0,2d 0,0 + 0,0d 10 10 0,0 + 0,0e 0,0 + 0,0d
(Số liệu trên cùng một cột có mẫu tự theo sau khác nhau thì có sự khác biệt về mặt thông kê; P < 0,01; LSD).
Mặc dù một ong ký sinh có thể ký sinh sâu non ở nhiều độ tuổi khác nhau nhưng hiệu quả cũng thay đổi ở các giai đoạn của ký chủ. Những ký chủ, đặc biệt là ấu trùng thuộc bộ Lepidoptera, không phải là không thé tự bảo vệ trước những thiên địch. Một trong những cách tự vệ pho biến nhất khi bị tan công là uốn vặn thân mình và đi chuyển mạnh mẽ, đủ đề đánh bật ong ký sinh trở ra hay ngăn chặn sự đẻ
28
trứng (Gofray, 1994). Một cách phòng thủ khác, khi ký chủ bị kích động do ký sinh,
sẽ có gắng tiêu diệt kẻ tan công, phổ biến nhất là những biéu hiện de dọa (Potting và ctv, 1999). Bởi vì khả năng xoay xo của sâu hạn chế, ong cái dựa vào tốc độ tìm kiếm ky chủ, sự đặc trưng của sâu ký chủ mà nó ký sinh dé xác định số lượng và giới tính cho những trứng mà nó sinh sản. Sự đặc trưng của ký chủ ảnh hưởng đến ba mối tương quan đối với ong ký sinh: sự sống sót, thời gian phát triển và kích cỡ thành trùng ong ký sinh. Nhiều nghiên cứu cho thấy, kích cỡ của ký chủ tác động đến tuổi thọ, khả năng sinh sản và khả năng tìm kiếm ký chủ của ong ký sinh (Hemerik và Harvey, 1999). Kích cỡ và tuổi của ký chủ càng tăng, không nhất thiết cải thiện thêm chất lượng của ký chủ (Pandey và Singh, 1999). Những ký chủ được chọn có thể không tương ứng với chất lượng nhưng sẽ được căn cứ trên đánh giá tỷ lệ phát triển, nguồn dưỡng chất cho ấu trùng ong phát triển (Rivero, 2000).
Đối với ong cái, do chức năng sinh san và dé hình thành cơ quan sinh dục, ấu trùng cần có thời gian phát triển bên trong ký chủ đủ dai và nguồn dinh dưỡng đầy đủ (Jervis và Kidd, 1996). Vì vậy, ký chủ quá non hay ở giai đoạn chuẩn bị vào nhộng, không còn phù hợp dé au trùng ong cái phát triển. Thí nghiệm cho thấy, sâu non ở ngày tuổi thứ tám vẫn bị ký sinh nhưng hoàn toàn không có ấu trùng ký sinh nào vũ hóa thành ong cái. Đối với sâu 10 ngày tudi, hoàn toàn không bị ký sinh, do giai đoạn này sâu bat đầu ngừng ăn dé chuẩn bị vào nhộng, nên khoảng thời gian để trứng và ấu trùng ong phát triển bên trong không được đảm bảo. Vì vậy, có thể do tính chọn lọc ký chủ, thành trùng ong cái sẽ không chọn đề đẻ trứng.
Như vậy, đối với D. insulare, tuổi sâu phù hợp nhất khi ấu trùng sâu tơ ký chủ ở 4 ngày tuổi. Đối với sâu tơ ở những ngày tuổi lớn hon ít còn phù hợp cho ong ký sinh còn do kha năng tự bảo vệ thông qua hệ thống miễn dịch tốt hơn sâu tuổi nhỏ (Godfay, 1994) và khả năng tự vệ tốt hơn khi bị ong ký sinh đến gần. Việc tìm ra tui sâu thích hợp cho sự ký sinh của D. insulare đóng vai trò quan trọng trong nhân sinh khối, giúp đạt hiệu quả cao nhất về tỷ lệ ký sinh và tỷ lệ ong cái, đồng thời chọn đúng thời điểm phù hợp dé phóng thích ra ngoài đồng ruộng dé đạt được hiệu quả ký sinh cao nhất. Tuy nhiên, kết quả cho thấy, với tỷ lệ 70,0 + 0,4% thì khả
29
năng ký sinh của ong D. insulare trong điều kiện thí nghiệm là khá cao nhưng với tỷ lệ ong cái vũ hóa chỉ gần 25,7% số kén vũ hóa thành công thì khả năng nhân sinh khối đối với loài này không được thuận lợi.
4.3 Đánh giá hiệu quả ky sinh của D. insulare
Đề duy trì cho những thế hệ tiếp theo, ong ký sinh phải tìm sâu ký chủ để đẻ trứng (Powell và Poppy, 2001). Ở những vùng chỉ có duy nhất một loài ký sinh, thường có mối liên kết trực tiếp giữa tỉ lệ của sự bắt gặp ký chủ và đời sống sinh sản của ký sinh. Bởi vậy, hiệu quả tìm kiếm (khả năng tìm và ký sinh ký chủ) của ong cái rat quan trong trong điều chỉnh quan thé ký chủ (Vet, 2001). Sự tìm kiếm hiệu quả của một ong ký sinh anh hưởng bởi (i) phan ứng chức năng và (ii) phản ứng số
lượng (Hassell và Rogers, 1972).
4.3.1 Phản ứng chức năng
Hassell và Rogers (1972) cho rằng, khoảng thời gian giữa hai lần ký sinh chắc chắn sẽ giảm dần. Vì vậy, lượng sâu ký chủ càng dễ bị phát hiện nếu mật số của chúng càng nhiêu.
Khi lượng ký chủ tăng dần từ 10, 20, 30, 40 và 50 au trùng 4 ngày tuổi, cho một ong cái ký sinh trong khoảng 15 giờ, giữa hai mật số 20 và 30 ký chủ không có sự khác biệt tỷ lệ sâu bị ký sinh và có sự khác biệt so với các mật số sâu còn lại (df
=4,P<0,01). Với lượng ký chủ này, tỷ lệ ký sinh đạt cao nhất, từ 69,3 + 0,7% đến 71,0 + 0,3%. Khi lượng ký chủ tăng 100% (từ 10 lên 20 ký chủ) so với ban đầu, tỷ lệ ký sinh cũng gia tăng thêm 5% (từ 66,0% lên 71,0%). Tiếp tục gia tăng 50%
lượng ký chủ (từ 20 lên 30 ký chủ), tỷ lệ ký sinh giảm 2,3% (từ 71,0% xuống 69,3%). Tuy nhiên sự sụt giảm này van chưa có sự khác biệt về phương diện thông kê. Nếu tiếp tục gia tăng lượng ký chủ thêm 33,3% (từ 30 lên 40 ký chủ), tỷ lệ ký sinh tiếp tục giảm thêm 5,3% (từ 69,3% xuống 64,0%). Và khi tăng thêm 25%
lượng ký chủ (từ 40 lên 50 ký chủ), tỷ lệ ký sinh giảm 7,2% (từ 64,0% xuống 57,2%). Như vậy, hiệu quả ký sinh cao nhất đối với một ong cái trong lần ký sinh đầu tiên là với khoảng 20 — 30 sâu ký chủ. Khi lượng ký chủ vượt ngưỡng 30, tỷ lệ ký sinh bắt đầu giảm dan. Tỷ lệ ký sinh đạt thấp nhất, 57 + 0,6%, ở mật số 50 ký
30
chủ (Bảng 4.5). Điều này phù hợp với mô hình tương quan giữa lượng sâu bị ký sinh và tỷ lệ sâu bị ký sinh, hàm số y = 1,21592x “993428 (r = 0,96536). Với tham số b<0(b= -9,98628), khi trị số x (sâu ký chủ) càng tăng, hàm số phụ thuộc y (ty lệ ký sinh) giảm. Như vậy, nếu lượng sâu ký chủ gia tăng trong phạm vi giới hạn lượng ong ký sinh thì tỷ lệ ký sinh sẽ giảm (Đồ thị 4.1). Điều này phản ánh đúng thực tế khả năng ký sinh bị giới hạn đối với một cá thể ong ký sinh. Kết quả trên cho thay, đối với một cá thé 7. insulare trong điều kiện không có sự cạnh tranh ký sinh, thời gian đầu tiên sau khi vũ hóa, hiệu quả ký sinh tốt nhất ở ngưỡng từ 20 đến 30 au trùng sâu non.
Số kén thu được từ các nghiệm thức 20 ký chủ và 50 ký chủ có tỷ lệ vũ hóa không khác biệt về mặt thống kê, 87,3 + 0,5% và 86,4 + 0,9% (df = 4, P < 0,01).
Giữa hai nghiệm thức này và các nghiệm thức còn lại khác biệt có ý nghĩa. Tỷ lệ vũ
hóa thấp nhất đối với trường hợp một cá thể ong khi ký sinh 10 sâu ký chủ là 77,3 + 0,4%. Kết quả ong vũ hóa từ các nghiệm thức cho thấy, không có mối tương quan giữa số lượng ký chủ và tỷ lệ ong vũ hóa.
Khi lượng ký chủ tăng dần từ 10 đến 50 ấu trùng, tỷ lệ ong cái vũ hóa cao nhất khi một ong cái ký sinh với 10 ký chủ, đạt 43,1 + 0,7%. Giữa số lượng ký chủ này và các số lượng ký chủ còn lại có sự khác biệt ý nghĩa (df = 4, P < 0,01). Với số lượng 40 và 50 ký chủ, tỷ lệ ong cái vũ hóa không có sự khác biệt, đạt tỷ lệ thấp nhất trong khoảng 5,1 + 0,5% đến 7,4 + 0,8%. Kết qua trên cho thấy, trong không gian càng có ít ký chủ, tỷ lệ ong cái vũ hóa càng cao. Điều này có thé là do bản năng duy trì cho các thế hệ ong D. insulare tiép theo được hiệu quả hon. Boi vi, khi điều kiện duy trì nòi giống càng bat lợi thì đòi hỏi thế hệ tiếp theo cần nhiều cá thé cái để tăng khả năng phát tán tìm nguồn ký chủ mới và tăng tần suất sinh sản nhằm tránh cho quần thể có nguy cơ tuyệt chủng. Khi lượng sâu ký chủ vượt ngưỡng 10 ấu trùng, tỷ lệ ong vũ hóa có khuynh hướng giảm dần.
Cùng với sự gia tăng ký chủ, sau khi cho ký sinh, ty lệ sâu chết cũng có sự gia tăng (Bảng 4.5). Tỷ lệ cao nhất, đạt 30,8 + 0,9%, khi mật số tăng lên 50 au trùng ký chủ và có sự khác biệt với các nghiệm thức còn lại (df = 4, P < 0,01). Với sé
31