 |
Stimuli used in communication of beetles of hidden development – pests of forestry and agriculture
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
104294 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Imrei, Zoltán |
| Title in Hungarian |
Ingerek a rejtett életmódú bogarak kommunikációjában - erdészeti és mezőgazdasági kártevők |
| Title in English |
Stimuli used in communication of beetles of hidden development – pests of forestry and agriculture |
| Keywords in Hungarian |
kémiai kommunikáció, kártevő bogár, rejtett életmód, ormányosbogár, eszelény, cincér, díszbogár |
| Keywords in English |
chemical communication, pest beetle, hidden development, Curculionidae, Attelabidae, Cerambycidae, Buprestidae |
| Discipline |
| Applied zoology, entomology (Council of Complex Environmental Sciences) | 85 % | | Environmental biology, ecotoxicology (Council of Complex Environmental Sciences) | 10 % | | Ortelius classification: Ecology | | Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences) | 5 % | | Ortelius classification: Organic chemistry |
|
| Panel |
Complex agricultural sciences |
| Department or equivalent |
Plant Protection Institute (Centre for Agricultural Research) |
| Participants |
Lohonyai, Zsófia
Orgován, Edit
Tóth, Miklós
|
| Starting date |
2012-09-01 |
| Closing date |
2017-01-31 |
| Funding (in million HUF) |
36.924 |
| FTE (full time equivalent) |
8.99 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A jelen pályázat a 2011-es évben beadott, szakmailag elfogadott anyag naprakész változata, amelyre azt az ígéretet kaptuk, hogy a pályázati keret növekedése esetén a szerződés megköthető.
Az elmúlt két évtizedben komplex ismeretanyag gyűlt össze a cserebogarak, pattanóbogarak és földibolhák kémiai kommunikációjával kapcsolatban, míg más családoknál egyáltalán nincsenek ismereteink vagy csak egyes fajokra korlátozódnak.
A naprakész irodalomra és a szakértelmünkre támaszkodva teljesebb ismeretanyagot szeretnénk szerezni a fent felsoroltaktól eltérő bogár családoknál (Curculionidae, Attelabidae, Cerambycidae, Buprestidae) és teljesen „fehér területek” megismerését is célul tűzzük ki. Munkánk teljesen új eredményeket hozhat, köztük új kommunikációs stratégiákat, amelyek eddig ismeretlen viselkedési mintákon, új kémiai szerkezeteken illetve vizuális ingereken alapulnak. Egyes bogár taxonoknál a kémiai ingerek szerepe kevéssé hangsúlyos, és más, esetleg komplexebb kommunikáció létezik, amely vizuális ingereket, hangokat és vibrációt is magában foglalhat. Az a tény, hogy mindez idáig nem halmozódott fel elegendő információ a bogár fajok intraspecifikus vizuális kommunikációjával kapcsolatban, valószínűleg hátráltatja az egyes fajok teljes kommunikációs rendszerének a megismerését és ezen keresztül a hatékony monitorozásukat. A különböző ingerek egymáshoz viszonyított relatív fontosságának a meghatározása szintén elemi fontosságú lehet.
Túl a tudományos újdonságokon az eredményeink gyakorlati alkalmazása új módszerekkel gazdagíthatja eszköztárunk, amely a kártevő populációk hatásosabb szabályozásához vezethet.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Milyen viselkedési sémák segítségével kommunikálnak az ormányosbogarak, eszelények, cincérek és díszbogarak fajai, különös tekintettel a kártevőkre?
Ezek a viselkedési sémák milyen kémiai-, vizuális- illetve hangingerekhez köthetőek?
Milyen mesterséges módszerekkel tudjuk lemásolni az ingereket és a természeteshez hasonló választ kiváltani? - Annak érdekében, hogy bebizonyítsuk, hogy a hipotézisünk helyes.
Milyen gyakorlati alkalmazása lehetséges az alapkutatásban megszerzett ismereteknek?
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A különböző bogárcsoportok kommunikációjával, tájékozódásával kapcsolatban egy egyre színesebb kép rajzolódik elénk amelyben rendszert kell találni annak érdekében, hogy a különböző taxononok különböző érzékszervekkel érzékelt ingereiket a maguk súlya szerint értékelhessük, és így egy komplex kép alakulhasson ki a kutatás fókuszában álló fajok kommunikációjáról. Ez a munka megkívánja a különböző ingerek új, biológiai szempontú rendszerezését és az egyes taxonok közötti különbségek felismerését az érzékelésükben megjelenő alapvető különbségek alapján.
A kártevő bogarak kommunikációjának és tájékozódásának a mélyebb ismerete lehetőséget biztosít a számunkra, hogy szelektív módon csak a célfajjal illetve céltaxonnal dolgozzunk, kizárva a nem-cél fajokat, amelyek a gyakorlati alkalmazás szempontjából torzítanák az új módszerekkel való felvételezést illetve olyan egyedeket pusztítanának el amelyek a növényvédelmi célkitűzés szempontjából nem relevánsak. Ráadásul a jelen munka olyan bogárcsoportokat céloz meg, amelyek rejtett életmódjuk miatt nehezen felvételezhetőek és nehezen szabályozhatóak.
A felhasználás és gyakorlati alkalmazás lehetőségei túlmutatnak a ma ismert, hétköznapinak mondható módszereken (csapdázás, légtértelítés), mert az ismeretek fent említett rendszerezése és új alkalmazási ötletek jó eséllyel vezethetnek majd kifinomultabb eddig ismeretlen metódusok fejlesztéséhez.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A föld egyik fajokban leggazdagabb csoportja a bogaraké, amely számos olyan csoportból áll, amely léte nem vagy csak ritkán érzékelhető, mégis alapvető hatással lehet az életminőségünkre. Az ember és a kedvező időjárási körülmények a káros bogárfajok számára lehetővé tehetik, hogy minőségében rontsák, mennyiségében csökkentsék vagy akár el is pusztíthassák a tápnövényül szolgáló termesztett növény számunkra értékes részeit (a termést). Rossz esetben, az újonnan betelepült, úgynevezett invázív bogárfajok esetében akár egyes, számunkra hasznos növényfajok kipusztulását is okozhatják a lakóhelyünkön, vagy tágabb környezetünkben.
A Tudomány feladata, hogy olyan módszereket találjon, amely a legkisebb beavatkozás mellett többé-kevésbé harmónikus együttélést tesz lehetővé a természettel, segítse, hogy észrevegyük az elszaporodó, esetleg újonnan megjelenő bogárfajokat és a mélyebb ismeretek révén elősegítse a káros fajok egyedszámának a szabályozását.
A jelen alapkutatás célja, hogy megismerjük, hogy hogyan tájékozódnak, találják meg a tápnövényüket vagy fajtársaikat az egyes rejtőzködő életmódú, nehezen megfigyelhető károsító bogárfajok, és megismerjük, hogy hogyan kommunikálnak a fajtársak egymással. Az ilyen, kifinomult ismeretek segítségével olyan eszközöket fejleszthetünk majd, amelyek segítenek észlelni a káros fajokat, amikor még csak kisebb egyedszámban jelentek meg, illetve szelektív módon pusztíthatjuk el a veszélyt jelentő egyedeket, anélkül, hogy felesleges kockázatot jelentsen más, nem káros fajokra a környezetben vagy ránk, emberekre.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The present work is the updated version of the application submitted in 2011, which was accepted by the scientific committee, and promised to be funded in case of an increase of the budget available.
In the last two decades at the Plant Protection Institute a complex knowledge has been gained on the chemical communication of chafer beetles, click beetles and flea beetles, while in other families the studies were limited to none or a few species only.
Based on the up-to-date literature and our expertise we plan to reach a more complete knowledge in other beetle families (Curculionidae, Attelabidae, Cerambycidae, Buprestidae) and we wish to „explore completely white areas”. Our work may bring completely novel results including up-to-now unknown communication strategies based on new behavioral patterns and novel chemical structures or visual stimuli. In some beetle taxa there is less emphasis on chemical cues and a different or more complex communication exists, which includes visual cues and may include sounds or vibration. The fact that not so much information was gained up to now on intraspecific visual communication of pest beetles may impede the discovery of complex communication systems of species by species and the solution for their monitoring. The determination of the relative importance of the different cues would be also essential.
Apart from scientific novelties the practical application of our results may bring new methods to the sampling of the studied pest species, which may promote a more effective control.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
What type of behavioral schemata describe the communcation of weevils, attelabids, longicorn beetles or jewel beetles?
To what stimuli (chemical, visual, sounds) could one link the described behaviors?
How can we artificially copy those stimuli and elicit similar responses? - In order to prove that our hypothesis is true.
What are the possible practical application methods of our findings in fundamental research?
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
In the orientation and communication of different beetle groups a more and more colorful picture is appearing in front of the researcher's eyes, which requires classification to weight the different stimuli percieved by different organs aiming a complex knowledge of the beetle species in focus. This work requires the classification of the stimuli from a new, biological point of view and the identification of the typical pattern within a taxon and differences between taxa based on perception.
The deeper knowledge in beetle orientation and communication gives us the possibility to work with the target species or target taxon selectively excluding the non-target groups, which would distort the sampling method or reduce the number of non-target specimens. Above this the present work aims species which are hard-to sample and control because of their hidden development.
The options of a practical application are significantly beyond the methods well known in practice at present (trapping, air permeation), since the well classified knowledge and new ideas may lead to the development of more sofisticated, completely new technologies.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
One of the richest groups of living organisms is beetles, which cosists of a great number of spieces the existence of which is hardly if detectable for an ordinary person, although they may have a fundamental effect on the life quality of ours. Among them the noxious species may cause worse quality, yield reductuion or even destroy the yield of their grown host plants under favorable climatic and human made conditions. In a negative scenario some useful plant species might extinct in our living area or in our wider environment, because of some newly inhabiting, invasive beetle species.
The aim of Science is to provide tools, which can secure the living together with nature with a minimal interference in a relative harmony. Those methods makes the early discovery of mass reproduction or appearence of new beetle species possible and may provide a tool for the control through a deeper knowledge.
The present research aims the study of the beetle orientation in the direction of their hostplant and conspecifics especially focusing on the noxious species which are hard to observe because of their hidden development, and study how the beetles communicate with the conspecifics. With such a sofisticated knowledge one can develop tools which help to detect the noxious species, when they are present in smaller numbers only and one can reduce their numbers with selective methods without unnecessary risk to other, non-target species or the human.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Imrei Z, Millar JG, Janik G, Tóth M: Field screening of known pheromone components of longhorned beetles in the subfamily Cerambycinae (Coleoptera: Cerambycidae) in Hungary, Z. Naturforsch., 2013 | | Domingue MJ, Imrei Z, Lelito JP, Muskovits J, Janik G, Csóka Gy, Mastro VC, Baker TC: Trapping of European buprestid beetles in oak forests using visual and olfactory cues, Entomologia Experimentalis et Applicata, 2013 | | Imrei Z, Vuts J, Tóth M: Bogárferomonok a környezetkímélő növényvédelemért, Természet Világa, 2013 | | Imrei Z, Tóth M: A kártevőészlelés és a védekezéssel kapcsolatos döntéshozatal illatanyagos csapdákra alapozott legújabb lehetőségei szántóföldön, Kleffmann Gazdanapló, 2013 | | Imrei Z, Tóth M: A review of different trapping methods and purposes for Diabrotica virgifera virgifera LeConte, International Conference on the German Diabrotica Research Program, Berlin, 14-16 November, 2012, 2012 | | Imrei Z, Millar J, Janik G, Tóth M: Field screening of known pheromone components of longhorned beetles in the subfamily Cerambycinae (Coleoptera: Cerambycidae) in Hungary, 1-5 October 2012, Bursa, IOBC/WPRS working group „Pheromones and other semio-chemicals in integrated production”, 2012 | | Imrei Z, Tóth M: CINCÉR FAJOK KÉMIAI ÖKOLÓGIÁJA: MIT TUDUNK ÉS MIT SZERETNÉNK TUDNI?, Növényvédelmi Tudományos Napok, 2012 | | Imrei Z, Vuts J, Woodcock CM, Pickett JA, Birkett MA, Tóth M: Evidence of a female produced pheromone in a cetoniin chafer, Epicometis hirta (Coleoptera, Scarabaeidae), 28th ISCE Annual Meeting in Vilnius, Lithuania, 22-26 July 2012, 2012 | | Vuts J, Imrei Z, Birkett MA, Pickett JA, Woodcock CM, Tóth M: Semiochemistry of the Scarabaeoidea, 40:190–210, 2014 | | Domingue MJ, Lakhtakia A, Pulsifer DP, Hall LP, Badding JV, Bischof JL, Martín-Palma RJ, Imrei Z, Janik G, Mastro VC, Hazen M, Baker TC: Bioreplicated visual features of nanofabricated buprestid beetle decoys evoke stereotypical male mating flights, Early edition online, 2014 | | Imrei Z, Millar J, Csonka EB, Janik G, Csóka Gy, Orgován E, Domingue M, Tóth M: Prey pheromone as a kairomone in a beetle complex of a Hungarian oak forest (Coleoptera: Cerambycidae and Cleridae), ISCE-CSIV Conference 8-14 July 2014, Urbana-Champaign, USA, 2014 | | Zoltán Imrei, Lesley Smart, Christine Woodcock, József Vuts, Keith Chamberlain, Vasiliy Abaev, Zsófia Lohonyai, Edit Orgován, Mike Birkett, John Pickett, Miklós Tóth: Identification of an aggregation pheromone component of Sitona humeralis Stephens based on increased pheromone production induced by synthetic juvenile hormone III, ISCE 2015, Stockholm, 2015 | | ORGOVÁN EDIT, LOHONYAI ZSÓFIA, BÁLINTNÉ CSONKA ÉVA, VÉTEK GÁBOR, TÓTH MIKLÓS, IMREI ZOLTÁN: A SAPERDA POPULNEA (COLEOPTERA: CERAMBYCIDAE) INTRASPECIFIKUS KOMMUNIKÁCIÓJÁNAK TANULMÁNYOZÁSÁRA TETT ELSŐ LÉPÉSEK, Növényvédelmi Tudományos Napok 2015, 2015 | | LOHONYAI ZSÓFIA, ORGOVÁN EDIT, VUTS JÓZSEF, FAIL JÓZSEF, TÓTH MIKLÓS, IMREI ZOLTÁN: A SITONA HUMERALIS (COLEOPTERA: CURCULIONIDAE) ÚJ ATTRAKTÁNSÁNAK FELFEDEZÉSE, Növényvédelmi Tudományos Napok 2015, 2015 | | IMREI ZOLTÁN, ORGOVÁN EDIT, JANIK GERGELY, VÉTEK GÁBOR, MUSKOVITS JÓZSEF, MICHAEL J. DOMINGUE, TÓTH MIKLÓS: A DÍSZBOGARAK (COLEOPTERA: BUPRESTIDAE) KOMMUNIKÁCIÓJÁVAL KAPCSOLATOS ISMERETEINK RÖVID ÁTTEKINTÉSE, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A HAZAI FAUNA VONATKOZÁSAIRA, Növényvédelmi Tudományos Napok 2015, 2015 | | Tóth Miklós, Imrei Zoltán: A rovarkommunikáció kutatásának új irányai, XXV. Keszthelyi Fórum, 2015 | | Zoltán IMREI, Zsófia KOVÁTS, Teodora B. TOSHOVA, Mitko SUBCHEV, Krisztina HARMINCZ, István SZARUKÁN, Michael J. DOMINGUE, Miklós TÓTH: Development of a trap combining visual and chemical cues for the alfalfa longhorn beetle, Plagionotus floralis, Bulletin of Insectology 67 (2): 161-166, 2014 | | Domingue MJ, Lelito JP, Myrick AJ, Csóka Gy, Szőcs L, Imrei Z, Baker TC: Differences in spectral selectivity between stages of visually guided mating approaches in a buprestid beetle., Journal of Experimental Biology, 2016 | | Teodora B. TOSHOVA, Mitko SUBCHEV, Vasiliy ABAEV, József VUTS, Zoltán IMREI, Koczor S., Galli Zs., Miklós TÓTH: Responses of Pseudovadonia livida (Cerambycidae: Lepturinae) adults to visual and olfactory cues., Bulletin of Insectology, 2016 | | Orgován Edit, Imrei Zoltán, Larry Hanks, Lohonyai Zsófia, Jocelyn G. Millar, Vétek Gábor, Judy Mongold-Diers, Tóth Miklós: Cincér fajok többkomponensű feromoncsalétkes felvételezése kétféle csapdával, Növényvédelmi Tudományos Napok 2016, 2016 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
