Karpun N. N., Shoshina E. I., Plotnikov А. А., Shevelev S. G. Identification of Invasive Pests Trophic Associations on the Basis of the Collection of the Arboretum «Southern Cultures»
1 Fed. Res. Center «Subtropical Sci. Center», Rus. Acad. Sci.
Yana Fabritsiusa str., 2/28, Sochi, Krasnodar Krai, 354002 Russian Federation
2 Caucas. St. Biosphere Nat. Res. named after Kh. G. Shaposhnikov
Karl Marks str., 8, Sochi, Krasnodar Krai, 354340 Russian Federation
E-mail: nkolem@mail.ru, haska6767@mail.ru, kgpbz@mail.ru
Abstract
UDC 632.7:591.524.23
How to cite: Karpun N. N.1, Shoshina E. I.1, Plotnikov А. А.2, Shevelev S. G.2 Identification of invasive pests trophic associations on the basis of the collection of the arboretum «Southern cultures» // Sibirskij Lesnoj Zurnal (Sib. J. For. Sci.). 2023. N. 5. P. 60–67 (in Russian with English abstract and references).
DOI: 10.15372/SJFS20230508
© Karpun N. N., Shoshina E. I., Plotnikov А. А., Shevelev S. G., 2023
More than 50 invasive insect species have appeared on the Black Sea coast of Russia in the last two decades. The study of trophic interactions of alien insects is of great importance for understanding the invasive processes. Dendrological collections of parks and botanical gardens play an important role in this case. The purpose of this study was to clarify the trophic associations of invasive pest species – the cypress jewel beetle Lamprodila festiva (Linnaeus, 1767) (Coleoptera : Buprestidae) and the frosted moth-bug Metcalfa pruinosa (Say, 1830) (Homoptera : Flatidae) in ornamental plantations of the dendrological park "Yuzhnye Kultury" and to determine their role in the drying out of woody plants. The studies were carried out in 2020-2021 on the territory of the mentioned above dendrological park (Russia, the federal territory of Sirius). The botanical collection of this park is represented by 665 species, varieties and garden forms. For the cypress jewel beetle Lamprodila festiva 13 taxa (species, varieties and garden forms) from Cupressaceae were identified as host plants, of which Cupressus lusitanica and Juniperus squamata were noted as novel hosts. Only Cupressus sempervirens var. pyramidalis and Juniperus communis originate from the pest’s primary range, – the Mediterranean region and North Africa (15.4 % of all plant species examined). Cypress jewel beetle commonly kills its hosts within 1-7 years. Metcalfa pruinosa was detected on 25 species of woody plants, of which only 4 species have North American origin (as well as M. pruinosa): Torreya californica, Magnolia grandiflora, Catalpa bignonioides and Celastrus scandens (16 % of the all plant species examined). Eleven plant species from the genera Torreya, Magnolia, Eurya, Euonymus, Cotoneaster, Citharexylum, Ilex, Schinus, Pterocarya, Sorbus, Celastrus and families Taxaceae, Magnoliaceae, Pentaphylacaceae, Celastraceae, Rosaceae, Verbenaceae, Aquifoliaceae, Anacardiaceae, Juglandaceae turned to be the novel hosts of the insect on the Black Sea coast of Russia. The frosted moth-bug does not notably affect its host plants, but reduces their decorative effect.
Article
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (REFERENCES)
Гниненко Ю. И., Ширяева Н. В., Щуров В. И. Самшитовая огневка – новый инвазивный организм в лесах Российского Кавказа // Карантин растений. Наука и практика. 2014. № 1 (7). С. 32–36 [Gninenko Yu. I., Shiryaeva N. V., Shchurov V. I. Samshitovaya ognevka – novy invazivny organizm v lesakh Rossiyskogo Kavkaza (Box tree moth – a new invasive organism in the forests of the Russian Caucasus) // Karantin rast. Nauka i prakt. (Plant quarantine. Sci. & Pract.). 2014. N. 1 (7). P. 32–36 (in Russian with English abstract)].
Драполюк И. С. Полужесткокрылые хвойных пород Центрального ботанического сада НАН Азербайджана // Изучение и сохранение биоразнообразия в ботанических садах и других интродукционных центрах: мат-лы науч. конф. Донецк, 2019. С. 122–124 [Drapolyuk I. S. Poluzhestkokrylye khvoynykh porod Tsentral’nogo botanicheskogo sada NAN Azerbaydzhana (Hemiptera on conifers of the Central Botanical Garden of the National Academy of Sciences of Azerbaijan) // Izuchenie i sokhranenie bioraznoobraziya v botanicheskikh sadakh i drugikh introduktsionnykh tsentrakh: mat-ly nauch. konf. (Study and conservation of biodiversity in botanical gardens and other introduction centers: Proc. Sci. Conf.). Donetsk, 2019. P. 122–124 (in Russian with English abstract)].
Журавлева Е. Н., Карпун Н. Н., Шошина Е. И., Мусолин Д. Л. Новые виды растительноядных клопов (Hemiptera: Heteroptera) во влажных субтропиках России // XVI съезд рус. энтомол. об-ва: тез. докл. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2022. С. 130 [Zhuravleva E. N., Karpun N. N., Shoshina E. I., Musolin D. L. Novye vidy rastitel’noyadnykh klopov (Hemiptera: Heteroptera) vo vlazhnykh subtropikakh Rossii (New species of herbivorous bugs (Hemiptera: Heteroptera) in the humid subtropics of Russia) // XVI s’ezd rus. entomol. obshch-va: tez. dokl. (XVI Congr. Rus. Entomol. Soc.): Abstr. Moscow: Tov-vo nauch. izd. KMK (Partnership Sci. Publ. KMK), 2022. P. 130 (in Russian)].
Зайцев В. Ф., Резник С. Я. Биометод и биоразнообразие В кн.: Биол. инвазии в водных и наземных экосистемах. М.: Тов-во науч. изд. КМК, 2004. С. 44–53 [Zaytsev V. F., Reznik S. Ya. Biometod i bioraznoobrazie (Biomethod and biodiversity) In: Biol. invazii v vodnykh i nazemnykh ekosistemah (Biological invasions in aquatic and terrestrial ecosystems). Moscow: Tov-vo nauch. izd. KMK (Partnership Sci. Publ. KMK), 2004. P. 44–53 (in Russian)].
Зыков И. Е. Ревизия златок рода Palmar Schaefer (Coleoptera, Buprestidae) фауны СНГ и сопредельных стран. I. Обзор видов // Энтомол. обозрение. 1999. Т. 78. Вып. 1. С. 101–121 [Zykov I. E. Reviziya zlatok roda Palmar Schaefer (Coleoptera, Buprestidae) fauny SNG i sopredel’nykh stran. I. Obzor vidov (Revision of borers of the genus Palmar Schaefer (Coleoptera, Buprestidae) of the fauna of the CIS and neighboring countries. I. Overview of species) // Entomol. obozrenie (Entomol. Rev.). 1999. V. 78. Iss. 1. P. 101–121 (in Russian with English abstract)].
Ижевский С. С. Чужеземные насекомые как биозагрязнители // Экология. 1995. № 2. С. 119–123 [Izhevskiy S. S. Chuzhezemnye nasekomye kak biozagryazniteli (Alien insects as biocontaminants) // Ekologiya (Ecology). 1995. N. 2. P. 119–123 (in Russian with English abstract)].
Ижевский С. С. Инвазии: неизбежность и контроль // Экол. безопасность и инвазии чужеродных организмов: сб. мат-лов кругл. стола Всерос. конф. по экол. безопасности России. М.: Ин-т пробл. экол. и эвол. им. А. Н. Северцева, 2002. С. 49–61 [Izhevskiy S. S. Invazii: neizbezhnost’ i kontrol’ (Invasions: inevitability and control) // Ekol. bezopasnost’ i invazii chuzherodnykh organizmov: sb. mat-lov krugl. stola Vseros. konf. po ekol. bezopasnosti Rossii (Ecological safety and invasion of alien organisms: Proc. round table All-Rus. Conf. Ecol. Safety Rus.). Moscow: Severtsov Inst. Probl. Ecol. Evolut. Rus. Acad. Sci.), 2002. P. 49–61 (in Russian)].
Камаев И. О., Карпун Н. Н. Сведения о видах паутинных клещей (Acari: Trombidiformes: Tetranychidae), населяющих декоративные растения Черноморского побережья Краснодарского края, Россия // Кавказ. энтомол. бюл. 2020. Т. 16 (2). С. 295–298 [Kamaev I. O., Karpun N. N. Svedeniya o vidakh pautinnykh kleshchey (Acari: Trombidiformes: Tetranychidae), naselyayushchikh dekorativnye rasteniya Chernomorskogo poberezh’ya Krasnodarskogo kraya, Rossiya (Information about the species of spider mites (Acari: Trombidiformes: Tetranychidae) inhabiting ornamental plants of the Black Sea coast of Krasnodar Krai, Russia) // Kavkaz. entomol. byul. (Caucas. Entomol. Bull.). 2020. V. 16 (2). P. 295–298 (in Russian with English abstract)].
Карпун Н. Н. Структура комплексов вредных организмов древесных растений во влажных субтропиках России и биологическое обоснование мер защиты: дис. … д-ра биол. наук: 06.01.07. Сочи: ВНИИ цветовод. и субтроп. культур, 2018. 399 с. [Karpun N. N. Struktura kompleksov vrednykh organizmov drevesnykh rasteniy vo vlazhnykh subtropikakh Rossii i biologicheskoe obosnovanie mer zashchity (The structure of pest complexes of woody plants in the humid subtropics of Russia and the biological substantiation of protection measures): dis. … d-ra biol. nauk (Dis. Dr. Biol. Sci. (DRs, Plant protect.)). Sochi: VNII tsvetodod. i subtrop. kul’tur (All-Rus. Sci. Res. Inst. Floricult. & Subtropical Crops), 2018. 399 p. (in Russian)].
Кириченко Н. И. Трофические связи и закономерности инвазий дендрофильных молей-пестрянок (Lepidoptera: Gracillariidae) в азиатской части России: дис. … д-ра биол. наук: 03.02.08. Красноярск: ИЛ СО РАН, 2020. 460 с. [Kirichenko N. I. Troficheskie svyazi i zakonomernosti invaziy dendrofil’nykh moley-pestryanok (Lepidoptera: Gracillariidae) v aziatskoy chasti Rossii (Trophic relationships and regularities of invasions of dendrophilic moths-parsleys (Lepidoptera: Gracillariidae) in the Asian part of Russia): dis. … d-ra biol. nauk (Dis. Dr. Biol. Sci. (DSc, Ecol. (Biol.))). Krasnoyarsk: In-t lesa im. V. N. Sukacheva SO RAN (V. N. Sukachev Inst. For. Sib. Br. Rus. Acad. Sci.), 2020. 460 p. (in Russian)].
Кириченко Н. И., Скворцова М. В., Петько В. М., Пономаренко М. Г., Лопез-Ваамонде К. Насекомые, минирующие листья растений семейства Ивовых (Salicaceae) в Сибири: распространение, трофические связи и вредоносность // Сиб. экол. журн. 2018. Т. 25. № 6. С. 677–699 [Kirichenko N. I., Skvortsova M. V., Pet’ko V. M., Ponomarenko M. G., Lopez-Vaamonde K. Nasekomye, miniruyushchie list’ya rasteniy semeystva Ivovykh (Salicaceae) v Sibiri: rasprostranenie, troficheskie svyazi i vredonosnost’ (Insects mining leaves of plants of the willow family (Salicaceae) in Siberia: distribution, trophic relationships, and harmfulness) // Sib. ekol. zhurn. (Sib. Ecol. J.). 2018. V. 25. N. 6. P. 677–699 (in Russian with English abstract)].
Козаржевская Е. Ф., Каштанова О. А. Инвазии чужеземных видов насекомых при интродукции древесных растений // Пробл. совр. дендрол.: Мат-лы междунар. науч. конф. М., 2009. С. 763–768 [Kozarzhevskaya E. F., Kashtanova O. A. Invazii chuzhezemnykh vidov nasekomykh pri introduktsii drevesnykh rasteniy (Invasions of alien species of insects during the introduction of woody plants) // Probl. sovr. dendrol.: Mat-ly mezhdunar. nauch. konf. (Probl. Contemp. Dendrol.: Proc. Int. Sci. Conf.). Moscow, 2009. P. 763–768 (in Russian with English abstract)].
Кузнецов В. Н., Стороженко С. Ю. Инвазии насекомых в наземные экосистемы Дальнего Востока России // Рос. журн. биол. инваз. 2010. Т. 3. № 1. С. 12–18 [Kuznetsov V. N., Storozhenko S. Yu. Invazii nasekomykh v nazemnye ekosistemy Dal’nego Vostoka Rossii (Insect invasions in terrestrial ecosystems of the Russian Far East) // Ros. zhurn. biol. invaz. (Rus. J. Biol. Invas.). 2010. V. 3. N. 1. P. 12–18 (in Russian with English abstract)].
Масляков В. Ю., Ижевский С. С. Инвазии растительноядных насекомых в европейскую часть России. М.: Ин-т геогр. РАН, 2011. 272 с. [Maslyakov V. Yu., Izhevskiy S. S. Invazii rastitel’noyadnykh nasekomykh v evropeyskuyu chast’ Rossii (Invasions of herbivorous insects in the European part of Russia). Moscow: In-t geogr. RAN (Inst. Geogr. Rus. Acad. Sci.), 2011. 272 p. (in Russian)].
Поушкова С. В., Левченко И. С. Материалы к фауне трипсов (Insecta: Thysanoptera) Донецкого ботанического сада // Изучение и сохранение биоразнообразия в ботанических садах и других интродукционных центрах: Мат-лы науч. конф. Донецк, 2019. С. 339–343 [Poushkova S. V., Levchenko I. S. Materialy k faune tripsov (Insecta: Thysanoptera) Donetskogo botanicheskogo sada (Materials for the fauna of thrips (Insecta: Thysanoptera) of the Donetsk Botanical Garden) // Izuchenie i sokhranenie bioraznoobraziya v botanicheskikh sadakh i drugikh introduktsionnykh tsentrakh (Study and conservation of biodiversity in botanical gardens and other introduction centers: Proc. Sci. Conf.). Donetsk, 2019. P. 339–343 (in Russian with English abstract)].
Рихтер А. А. Златки (Buprestidae). Ч. 4. Фауна СССР. Насекомые жесткокрылые. Т. 13. Вып. 4. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1952. 234 с. [Rikhter A. A. Zlatki (Buprestidae). V. 4. Fauna SSSR. Nasekomye zhestkokrylye (Buprestidae). Part 4. Fauna of the USSR (Coleoptera insects.). V. 13. Iss. 4. Moscow-Leningrad: Izd-vo AN SSSR (USSR Acad. Sci. Publ.), 1952. 234 p. (in Russian)].
Солтани Г. А., Анненкова И. В., Карпун Ю. Н. Кувайцев М. В. Растения дендропарка «Южные культуры»: аннотированный каталог. Сочи: Сочи. нац. парк, 2014. 60 с. [Soltani G. A., Annenkova I. V., Karpun Yu. N. Kuvaytsev M. V. Rasteniya dendroparka «Yuzhnye kul’tury»: annotirovanny katalog (Plants of the arboretum «Yuzhnye kul’tury»: an annotated catalog). Sochi: Sochi Nat. Park, 2014. 60 p. (in Russian)].
Стрюкова Н. М., Стрюков А. А. Новые данные об инвазивных насекомых в Республике Крым // Биол. раст. и садоводство: теор., иннов. 2020. № 4 (157). С. 56–66 [Stryukova N. M., Stryukov A. A. Novye dannye ob invazivnykh nasekomykh v Respublike Krym (New data on invasive insects in the Republic of Crimea) // Biol. rast. i sadovodstvo: teor., innov. (Plant boil. and horticulture: theory, innovation). 2020. N. 4 (157). P. 56–66 (in Russian with English abstract)].
Ширяева Н. В. Новые виды вредителей древесных и кустарниковых растений в сочинском парке «Дендрарий» // Изв. СПбЛТА. 2015. Вып. 211. С. 243–253 [Shiryaeva N. V. Novye vidy vrediteley drevesnykh i kustarnikovykh rasteniy v sochinskom parke «Dendrariy» (New species of pests of trees and shrubs in the Sochi park «Dendrarium») // Izv. SPbLTA (Proc. St. Petersburg St. For. Engineer. Acad.). 2015. Iss. 211. P. 243–253 (in Russian with English abstract)].
Ширяева Н. В. Редкие и уникальные коллекционные растения сочинского дендропарка «Южные культуры», их состояние и пути сохранения // Субтропическое и декоративное садоводство. 2019. Вып. 70. С. 211–222 [Shiryaeva N. V. Redkie i unikal’nye kollektsionnye rasteniya sochinskogo dendroparka «Yuzhnye kul’tury», ikh sostoyanie i puti sokhraneniya (Rare and unique collection plants of the Sochi arboretum «Southern crops», their condition and ways of conservation) // Subtropicheskoe i dekorativnoe sadovodstvo (Subtropical and ornamental horticulture). 2019. Iss. 70. P. 211–222 (in Russian with English abstract)].
Щуров В. И., Бондаренко А. С., Скворцов М. М., Щурова А. В. Чужеродные насекомые – вредители леса, выявленные на Северо-Западном Кавказе в 2010-2016 годах, и последствия их неконтролируемого расселения // Изв. СПбЛТА. 2017. Вып. 220. C. 212–228 [Shchurov V. I., Bondarenko A. S., Skvortsov M. M., Shchurova A. V. Chuzherodnye nasekomye – vrediteli lesa, vyyavlennye na Severo-Zapadnom Kavkaze v 2010-2016 godakh, i posledstviya ikh nekontroliruemogo rasseleniya (Alien insects - pests of the forest, identified in the North-Western Caucasus in 2010-2016, and the consequences of their uncontrolled resettlement) // Izv. SPbLTA (Proc. St. Petersburg St. For. Engineer. Acad.). 2017. Iss. 220. P. 212–228 (in Russian with English abstract)].
Augustin S., Boonham N., De Kogel W. J., Donner P., Faccoli M., Lees D. C., Marini L., Mori N., Toffolo E. P., Quilici S., Roques A., Yart A., Battisti A. A review of pest surveillance techniques for detecting quarantine pests in Europe // EPPO/OEPP Bull. 2012. V. 42. N. 3. P. 515–551.
Aukema J. E., McCullough D. G., von Holle B., Liebhold A., Britton K., Frankel S. J. Historical accumulation of non-indigenous forest pests in the continental United States // BioScience. 2010. V. 60. Iss. 11. P. 886–897.
Bílý S. Summary of the bionomy of the Buprestid beetles of Central Europe (Coleoptera: Buprestidae) // Acta Entomol. Musei Nat. Pragae. Suppl. 2003. V. 10. Р. 1–104.
Bradshaw C. J., Leroy B., Bellard C., Roiz D., Albert C., Fournier A., Barbet-Massin M., Salles J. M., Simard F., Courchamp F. Massive yet grossly underestimated global costs of invasive insects // Nat. Comm. 2016. V. 7. Article 12986. P. 1–8.
Britton K. O., White P., Kramer A., Hudler G. A new approach to stopping the spread of invasive insects and pathogens: early detection and rapid response via a global network of sentinel plantings // New Zeal. J. For. 2010. V. 40. P. 109–114.
Fauna Europaea: Database / Funded by EU BON. Berlin, 2023. https://fauna-eu.org.
Gnezdilov V. M., Sugonyaev E. S. First record of Metcalfa pruinosa (Homoptera: Fulgoroidea: Flatidae) from Russia // Zoosyst. Ros. 2009. V. 18. N. 2. P. 260–261.
Karpun N. N., Zhuravleva E. N., Shoshina E. I., Kirichenko N. I. First record of the alien cotton leaf roller Haritalodes derogata (Lepidoptera: Crambidae) on the Black sea cost of Russia // Far East. Entomol. 2022. N. 465. P. 12–21.
Kenis M., Rabitsch W., Auger-Rozenberg M.-A., Roques A. How can alien species inventories and interception data help us prevent insect invasions? // Bull. Entomol. Res. 2007. V. 97. P. 489–502.
Kirichenko N., Kenis M. Using a botanical garden to assess factors influencing the colonization of exotic woody plants by phyllophagous insects // Oecologia. 2016. V. 182. N. 1. P. 243–252.
Kirichenko N. I., Skvortsova M. V., Pet’ko V. M., Ponomarenko M. G., Lopez-Vaamonde C. Salicaceae-feeding leaf-mining insects in Siberia: Distribution, trophic specialization, and pest status // Contemp. Probl. Ecol. 2018. V. 11. N. P. 576–593 (Original Rus. text © N. I. Kirichenko, M. V. Skvortsova, V. M. Pet’ko, M. G. Ponomarenko, C. Lopez-Vaamonde, 2018, publ. in Sib. Ekol. Zhurn. 2018. N. 6. P. 677–699).
Kirichenko N., Triberti P., Ohshima I., Haran J., Byun B.-K., Li H., Augustin S., Roques A., Lopez-Vaamonde C. From east to west across the Palearctic: Phylogeography of the invasive lime leaf miner Phyllonorycter issikii (Lepidoptera: Gracillariidae) and discovery of a putative new cryptic species in East Asia // PLOS ONE. 2017. V. 12. N. 2. Article e0171104. P. 1–22.
Kuznetsov V. N., Storozhenko S. Yu. Insect invasions into terrestrial ecosystems of the Russian Far East // Rus. J. Biol. Invas. 2010. V. 1. N. 2. P. 102–105 (Original Rus. text © V. N. Kuznetsov, S. Yu. Storozhenko, 2009, publ. in Ros. Zhurn. Biol. Invas. 2009. N. 1. P. 11–18).
Metcalf Z. P. General Catalogue of the Hemiptera. Fascicle IV. Fulgoroidea. Part 13. Flatidae and Hypochthonellidae. Raleigh: North Carolina St. Coll., 1957. 565 p.
Nitzu E., Dobrin I., Dumbravă M., Gutue M. The range expansion of Ovalisia festiva (Linnaeus, 1767) (Coleoptera: Buprestidae) in Eastern Europe and its damaging potential for Cupressaceae // Travaux du Muséum Nat. d’Histoire Nat. “Grigore Antipa”. 2016. V. 58. Iss. 1–2. P. 51–57.
Pimentel D., McNair S., Janecka J., Wightman J., Simmonds C., O’Connell C., Wong E., Russel L., Zern J., Aquino T., Tsomondo T. Economic and environmental threats of alien plant, animal, and microbe invasions // Agr. Ecosyst. Environ. 2001. V. 84. N. 1. P. 1–20.
Richardson D. M. Fifty years of invasion ecology: The legacy of Charles Elton. Southern Gate, Chichester: Blackwell Publ. Ltd, Atrium, 2011. 459 p.
Roques A., Fan J. T., Courtial B., Zhang Y. Z., Yart A., Auger-Rozenberg M.-A., Denux O., Kenis M., Baker R., Sun J.-H. Planting sentinel European trees in eastern Asia as a novel method to identify potential insect pest invaders // PLOS ONE. 2015. V. 10. N. 5. Article e0120864. P. 1–19.
Schmidt G., Diószegi M. S., Szabó V., Hrotkó K. Cypress borer (Lamprodila festiva), a new urban pest in Hungary // Plants in Urban Areas and Landscape: Proc. Int. Simp., 14-15 May, 2014. Nitra, Slovakia, 2014. P. 32–34.
Seebens H., Blackburn T. M., Dyer E. E., Genovesi P., Hulme P. E., Jeschke J. M., Pagad S., Pyšek P., van Kleunen M., Winter M., Ansong M., Arianoutsou M., Bacher S., Blasius B., Brockerhoff E. G., Brundu G., Capinha C., Causton C. E., Celesti-Grapow L., Dawson W., Dullinger S., Economo E. P., Fuentes N., Guénard B., Jäger H., Kartesz J., Kenis M., Kühn I., Lenzner B., Liebhold A. M., Mosena A., Moser D., Nentwig W., Nishino M., Pearman D., Pergl J., Rabitsch W., Rojas-Sandoval J., Roques A., Rorke S., Rossinelli S., Roy H. E., Scalera R., Schindler S., Štajerová K., Tokarska-Guzik B., Walker K., Ward D. F., Yamanaka T., Essl F. The global rise in emerging alien species results from increased accessibility of new source pools // PNAS. 2018. V. 115. Iss. 10. P. 1–10.
WFO Plant List: Database / WFO Taxonomic Working Group. Kew, 2023. https://wfoplantlist.org/plant-list
