Kruszynki (Trichogramma) – błonkówki pasożytujące w jajach owadów. Poznaj te fascynujące stworzenia

Kruszynki to najmniejsze owady na świecie, stosowane w ekologicznej ochronie roślin od XIX w.

W jakim miejscu znajdziemy kruszynki w świecie organizmów żywych (taksonomii)?

Pasożytnicze błonkówki rodzaju Trichogramma zwane potocznie kruszynkami (z uwagi na malutkie rozmiary) należą do: królestwa Zwierzęta (Animalia), typu Stawonogi (Arthropoda), gromady Owady (Insecta), rzędu Błonkówki (Hymenoptera), podrzędu Trzonówki/Stylikowce (Apocrita), nadrodziny Bleskotki (Chalcidoidea) i rodziny Kruszynkowate (Trichogrammatidae).

Rodzina Trichogrammatidae jak wskazuje literatura obejmuje 84 rodzaje, do których należy około 800 gatunków. Dla leśnictwa, rolnictwa i ogrodnictwa niezmiernie ważny jest rodzaj Kruszynek (Trichogramma), który na ten moment obejmuje 230 gatunków. Rodzaj ten został po raz pierwszy opisany przez Johna Obadiaha Westwooda w 1833 roku. Wspomniany entomolog wiele uwagi poświęcił gatunkowi Trichogramma evanescens czyli tzw. kruszynkowi zmiennemu, który był w tamtych czasach gatunkiem typowym w Anglii, a warto wiedzieć, że jest on także obecny w Polsce w środowisku naturalnym.

Kruszynki występują we wszystkich głównych obszarach biogeograficznych i siedliskach lądowych. Niektóre gatunki są szeroko rozpowszechnione, a inne jak np. Trichogramma carverae endemicznie występują ograniczając swój zasięg do południowo-wschodniej Australii i będąc przystosowanym do pasożytowania na lokalnych gatunkach z rzędu motyli. Działalność człowieka, a w szczególności międzynarodowy handel środkami biologicznymi, zwiększa ich potencjał rozprzestrzeniania, co jednak budzi obawy dotyczące związane z biobezpieczeństwem gdy nowy gatunek kruszynka w nowym środowisku wymknie się spod jakiejkolwiek kontroli.

Gatunki kruszynka powszechnie używane w biologicznej ochronie roślin

Spośród opisanych gatunków kruszynków, ponad 20 z nich jest masowo hodowana jako biopreparaty, które później masowo uwalnia się na daną uprawę (tzw. uwalnianie zalewowe) celem ograniczania określonych szkodników roślin. Pierwsze praktyczne zastosowanie kruszynków jako biologicznych środków ochrony roślin rozpoczęło się pod koniec XIX wieku, a pierwsza międzynarodowa wymiana kruszynkiem dla potrzeb ochrony upraw miała miejsce w 1882 roku ze Stanów Zjednoczonych do Kanady w celu zwalczania szkodników.

Gatunki błonkówek z rodzaju Kruszynek (Trichogramma) to pasożyty jaj o szerokim spektrum żywicieli, ale zasiedlające przede wszystkim jaja motyli nocnych i dziennych (Lepidoptera), choć niektóre pasożytują również na jajach niektórych chrząszczy (Coleoptera). Literatura wskazuje, że jest około 200 gatunków żywicieli dla kruszynków.

Na największą skalę są stosowane na świecie następujące gatunki kruszynka:

• Trichogramma pretiosum – pochodzący z Ameryki gatunek jest szeroko stosowany w programach biologicznej ochrony roślin przed szkodnikami z rzędu motyli, zwłaszcza z rodziny sówkowate (Noctuidae), w tym Spodoptera spp., czy tez Helicoverpa zea.
• Trichogramma carverae – pochodzi z Australii i jest wykorzystywany do ograniczania tam populacji zwłaszcza Epiphyas postvittana i Helicoverpa punctigera.
• Trichogramma japonicum – jest stosowany w Azji do ograniczania m.in. szkodników ryżu, w tym Scirpophaga incertulas.
• Trichogramma chilonis - jest wykorzystywany w regionach tropikalnych przeciwko szkodnikom ryżu, czy też trzciny cukrowej z rzędu motyli np. przeciwko Chilo sacchariphagus.
• Trichogramma brassicae - jest powszechnie stosowany w Europie do zwalczania szkodników z rzędu motyli roślin kapustowatych (bielinki, piętnówki itp.) ale i omacnicy prosowianki w zasiewach kukurydzy.

Wybór konkretnego gatunku błonkówek z rodzaju Trichogramma do zwalczania biologicznego musi uwzględniać specyficzność żywiciela w celu zminimalizowania wpływu zastosowanego kruszynka na obszary niebędące celem biologicznego zwalczania. Taki gatunek kruszynka musi dać się hodować na skalę masową, w tym cechować wysoką reprodukcją oraz dobrą adaptacją do lokalnego klimatu w celu utrzymania wysokiej skuteczności w warunkach polowych.

Możesz wesprzeć działalność edukacyjną DIONP

Twoja pomoc pozwola rozwijać stronę

Jeżeli doceniasz publikowane na portalu DIONP treści, to zawsze możesz podziękować Autorom poprzez kupienie im symbolicznej kawy. Za każdą kawę z góry dziękujemy.

Postaw nam kawę :)

Dużo czynników ma wpływ na pasożytowanie jaj szkodników przez kruszynki

Problemy związane ze zmienną skutecznością działania kruszynków wypuszczonych w uprawach wynikają głównie z krótkiej żywotności błonkówek, co ogranicza pasożytnictwo jaj szkodników. Są także bardzo podatne na niekorzystne warunki pogodowe, jeżeli takowe się pojawią po ich uwolnieniu na uprawy. Jeżeli samice kruszynka są w najaktywniejszej fazie składania jaj, a w tym czasie załamie się pogoda (silne deszcze, wichury, chłód, gradobicia, ekstremalna susza i upał) to może dojść do poważnego zaburzenia w wytwarzaniu nowych jaj, przez co skuteczność ochrony gwałtowanie spadnie.

Nieodpowiedni termin uwolnienia błonkówek na uprawy, bez sprawdzenia jak w danym roku zachowuje się szkodnik, przeciwko któremu są stosowane to kolejny kluczowy czynnik wpływający na skuteczność jajobójczą kruszynka, gdyż należy mieć świadomość, że najchętniej samice pasożytują jaja świeże, nie starsze niż 12 godzin od złożenia.

Kruszynki mają także słabą zdolność do rozprzestrzeniania się, co dodatkowo ogranicza ich zasięg, jeżeli biopreparaty nie zostały równomiernie rozłożone. Wskazuje się, że błonkówki kruszynka z uwagi na małe rozmiary nie są dobrymi lotnikami, stad też latają na krótkie dystanse. Stwierdzono choćby, że bez wspomagania wiatrem mogą latać na odległość 15 metrów od miejsca wyłożenia biopreparatu. Gdy pojawia się wiatr to są w stanie przebyć dystans nawet 50 i więcej metrów. Należy jednak mieć świadomość, że bardzo silne wiatry w okresie licznego lotu błonkówek kruszynka mogą je wywiewać z pola na bardzo duże odległości z których już nie powrócą do miejsca skąd wyleciały. Wywiewanie kruszynka z pól to oczywiście niepożądane zjawisko, tak samo jak deszcze nawalne czy gradobicia mogące pojawiać się w tym samym czasie.

Pojawiać się też może hiperpasożytnictwo ze strony pasożytów wtórnych, takich jak niektóre błonkówki z rodziny Siercinkowate (Pteromalidae) czy też z rodziny Wiechońkowate (Eulophidae) mogące obniżać populacje uwolnionych kruszynków. Bardzo ważnym czynnikiem ograniczającym pasożytnictwo kruszynków jest także wysoka ich wrażliwość na insektycydy, w tym kontaktowe, takie jak deltametryna i spinosad.

Opisane w dużym skrócie czynniki te przyczyniają się do zmiennej skuteczności polowej działania kruszynków, przy czym redukcja szkodników z ich wykorzystaniem waha się od 20% do 80% w zależności od rodzaju uprawy, czasu uwolnienia i warunków środowiskowych.

Jak wyglądją kruszynki?

Błonkówki z rodzaju Kruszynek należą do najmniejszych owadów poznanych przez człowieka. Ubarwienie różni się w zależności od gatunku , ale ogólnie waha się od jasnożółtego do brązowego, często z czerwonawymi odcieniami oczu, które są wypukłe i dobrze widoczne, ale zarazem ułatwiają owadom wyszukiwanie żywicieli. Złożone oczy służą do wykrywania jaj żywicieli, zazwyczaj z odległości 1–2 cm. Oczy wykazują wrażliwość na ultrafiolet (UV) i zielone długości fal, umożliwiając błonkówkom dostrzeganie kontrastów między jajami żywicieli a liśćmi. Badania pokazują preferencje błonkówek do zasiedlania białych i żółtawo-białych jaj aniżeli jaj żywicieli w ciemniejszej kolorystyce.

Osobniki dorosłe mierzą zazwyczaj od 0,2 do 1,5 mm długości ciała, a rozpiętość skrzydeł sięga 1 mm. Z jednej strony tak małe rozmiary czynią je podatnymi na mniej niekorzystne zjawiska choćby pogodowe, ale z drugiej strony dzięki nim łatwiej jest im wyszukiwać i zasiedlać maleńkie jaja swoich żywicieli, bez wykrycia przez większe drapieżniki. W budowie zewnętrznej daje się zauważyć dymorfizm płciowy, czyli różnice wizualne pomiędzy samcami a samicami. Samice są zazwyczaj nieco większe od samców, co sprzyja większej płodności i zdolności do radzenia sobie z żywicielem. Ponadto samice charakteryzują się dłuższymi czułkami wyposażonymi w wyspecjalizowane struktury sensoryczne, służące do wykrywania sygnałów chemicznych np. kairomonów ze strony żywiciela, podczas, gdy samce mają bardziej zwarte ciała i czułki zoptymalizowane głównie pod kątem lokalizacji samicy. Specjalne struktury sensoryczne są także na odnóżach, ale i na pokładełku.

Nie tylko malutkie rozmiary, ale i sama budowa ciała kruszynków jest dostosowana do pasożytnictwa w jajach innych owadów. Choć ich ciało jest zwarte i kruche, to charakteryzuje się silnie zesklerotyzowanym pancerzykiem, który pełni funkcję usztywniającą i wzmacniającą co się przydaje podczas składania jaj, kiedy błonkówka musi przebić się przez twarde osłonki jaj żywicieli (tzw. chorion).

Poza tym daje się zauważyć zmniejszone unerwienie skrzydeł , zwłaszcza drugiej pary, co ma na celu zminimalizowania ciężaru ciała, ale i oporu powietrza podczas krótkich, lotów. Same skrzydła są błoniaste, przezroczyste i pokryte drobnymi włoskami, które odgrywają rolę stabilizatorów lotu. Odnóża są cienkie i przystosowane do chodzenia po liściach i powierzchni jaj żywicieli.

Kruszynki nie posiadają na końcu odwłoka żądła, ale zamiast tego samice posiadają wysuwane pokładełko, którego funkcją jest przebijanie chorionu jaj żywicieli i składanie za jego pomocą własnych jaj do wnętrza. Samo pokładełko, choć jest nieco krótsze od czułków, jest wzmocnione, co chroni je przed naprężeniami mechanicznymi jakie powstają podczas przebijania osłonek jajowych żywicieli.

Larwy są beznożne lub mają bardzo krótkie odnóża, które nie służą im do przemieszczania się. Ciało ich zwykle jest przeźroczysto-białawe.

Poczwarki początkowo przypominają bezkształtny worek, ale w raz z postępującą metamorfozą uwidaczniają się kształty ciała przyszłej błonkówki. Mogą mieć już wyraźnie zaznaczone czerwone oczy.

Cykl rozojowy kruszynków w jajach żywicieli

Błonkówki kruszynków przechodzą przeobrażenie zupełne. W ich rozwoju obserwuje się odrębne stadia rozwojowe, którymi są: jajo, larwa, poczwarka i osobnik dorosły.

Warto wiedzieć, że samice kruszynka swoje jaja zaczynają składać do jaj żywiciela tylko wtedy, gdy warunki pogodowe będą dla nich sprzyjające. Szczególnie ważna jest tu temperatura, bo kruszynek jak pokazały badania może składać jaja w zakresie temperatur od 15 do 32 stopni Celsjusza. Co ciekawe, to wykazano także, że samice mogą składać jaja zarówno przy świetle i w ciemności, ale to w świetle proces ten jest najaktywniejszy i wiązał się ze składaniem większej liczby jaj. Jest to o tyle także ważne, bo wykazano, że największa płodność samic jest w pierwszych dniach ich życia po czym spada.

Cykl rozwojowy rozpoczyna się z chwilą, gdy samica kruszynka składa jedno lub więcej swoich jaj do świeżo złożonego jaja żywiciela np. z rzędu motyli, przebijając pokładełkiem jego chorion. W zależności od warunków środowiskowych w ciągu kilku godzin lub dni wylęgają się z nich beznogie larwy, które przechodzą przez trzy stadia larwalne. W tym czasie pasożyt zjada żółtko z tarczką zarodka, co prowadzi do natychmiastowej śmierci embrionu żywiciela, a w późniejszym czasie zjadane jest białko. W międzyczasie dochodzi do melanizacji spasożytowanego jaja, czyli zmiany jego barwy na ciemniejszą.

Pod koniec ostatniego stadium larwalnego, larwa kruszynka wchodzi w fazę przedpoczwarkową, wytwarzając wokół siebie kokon i jednocześnie wydalając smółkę, czyli zwartą masę ciemnego kału wewnątrz jaja żywiciela. Przedpoczwarka linieje i całkowicie się przeobraża w owada dorosłego. W tym to czasie jajo żywiciela jest już niemal czarnego koloru.

Z chwilą zakończenia procesu przepoczwarczania, młoda błonkówka aparatem gębowym przegryza/przeżuwa osłonę jaja żywiciela i wydostaje się na zewnątrz. Tu rozpościera błoniaste skrzydła, które szybko obsychają po czym rozpoczyna się pierwszy lot osobnika dorosłego nowego pokolenia.

Rozwój jednego pokolenia kruszynka jest bardzo mocno powiązany z przebiegiem warunków środowiska (głównie temperatury), ale także zależy gatunku kruszynka oraz gatunku jaja żywiciela, w którym się rozwija.

Kruszynek jest w stanie się rozwijać w zakresie temperatur od około 15 do ok. 35°C, ale najlepsze warunki ma w temperaturach 25–30°C. Jest to tzw. optimum termiczne, w którym rozwój jednego pokolenia trwa zaledwie 7-10 dni (od momentu złożenia jaj przez samicę do jaja żywiciela do chwili wylotu z niego błonkówek nowego pokolenia). Przy niższych temperaturach okres ten wydłuża się np. do 10-21 dni. Ekstremalnie niskie lub ekstremalnie wysokie temperatury poza tymi w jakich kruszynek jest w stanie się rozwijać mogą wydłużać jego rozwój bądź go całkowicie zatrzymać.

Niektóre gatunki kruszynka wchodzą w diapauzę (spoczynek w rozwoju np. związany z zimowaniem) w stadium przedpoczwarkowym, w warunkach dnia krótkiego lub w niskich temperaturach.

Rozmnażanie kruszynków odbywa się głównie na drodze partenogenezy arrhenotokicznej (arrenotokia). Polega ona na tym, że z niezapłodnionych jaj rozwijają się haploidalne samce, czyli mające jeden zestaw chromosomów (jak trutnie u pszczoły miodnej), a z zapłodnionych jaj diploidalne samice.

Samice zazwyczaj łączą się z samcami w pary jednorazowo zaraz po wylocie z jaj żywiciela. Dochodzi do bardzo szybkiej kopulacji, która czasami trwa tylko 15-60 sekund. To powinno wystarczyć, aby samica zgromadziła w specjalnym zbiorniczku (tzw. spermatece) plemniki samca, które wykorzystuje doi zapładniania swoich komórek jajowych wytwarzanych w ciągu jej życia. Oczywiście, samica jak ma „ochotę” lub „zapotrzebowanie” może odbyć więcej niż jeden akt płciowy.

Długość życia błonkówek wynosi 7–15 dni. W tym krótkim okresie samica w zależności od gatunku kruszynka, swojej kondycji, ale i przebiegu warunków środowiska składa od 20 do 300 jaj. Jaja może składać pojedynczo do jaja żywiciela, ale równie dobrze może być ich po kilka, kilkanaście a czasami może to być i 20 sztuk.

Chociaż jedno jajo żywiciela może być siedliskiem wielu larw kruszynków to zazwyczaj samica składa 1-4 jaja, a jak jest ich więcej to nie zawsze każda wylęgła z nich larwa przeżywa. Konkurencja o pokarm między rodzeństwem zmniejsza ogólną kondycję i liczebność potomstwa. W naturalnych warunkach terenowych wskaźniki pasożytnictwa Trichogramma wahają się od 5% do 50-80% i zależą od takich czynników, jak typ siedliska , zagęszczenie jaj żywicieli i warunki środowiskowe.

Szczególnie atrakcyjne dla błonkówek są świeżo złożone jaja żywiciela, młodsze niż 24 godziny i je najchętniej pasożytują. Jak rozpoczął się już rozwój embrionów żywiciela kruszynek albo mniej jaj do nich składa albo je całkowicie pomija. Samice przed złożeniem swoich jaj często wstrzykując specjalny jad w celu zahamowania lub zatrzymania rozwoju embrionu żywiciela. Toksyny te służą także do sterylizacji środowiska poprzez ograniczanie rozwoju patogenów i ewentualnego odstraszenia drapieżników, które chciałyby takim spasożytowanym jajem się pożywić.

Aby zapobiec superpasożytnictwu (czyli zasiedlaniu już spasożytowanych jaj żywiciela przez jaja innych kruszynków), samica pozostawia feromon znakujący żywiciela na zewnętrznej powierzchni jaja. Zapach ten inne samice wykrywają czułkami i unikają danego miejsca jako przyszłego „domu” dla ich własnych larw.

Uproszczony cykl rozwojowy kruszynka

Na poniższym schemacie zaprezentowano uproszczony cykl rozwojowy kruszynka w Polsce.

Uwolnione z biopreparatu błonkówki niemal natychmiast przystępują do kopulacji i zapłodnione samice zaczynają składać pierwsze jaja. W zależności od temperatury (im cieplej tym rozwój kruszynka może ulec przyśpieszeniu) pierwsze wylęgi larw kruszynka w jaju żywiciela zaczynają się nawet po kilku godzinach od momentu ich złożenia przez samicę. Zazwyczaj dzieje się to w ciągu 1 dnia, ale gdy jest chłodniej to może zająć 2-3 dni.

Larwy kruszynka zaraz po wylęgu zaczynają wyjadać treść jaja żywiciela niszcząc je tym samym, a w międzyczasie przechodzą przez 3 stadia larwalne. Długość okresu larwalnego również mocno uzależniona jest od temperatury stąd wynosi ok. 3-6 dni.

W ostatnim stadium larwalnym w jaju żywiciela odkładany jest pigment melaninowy, który nadaje im charakterystyczną ciemną barwę. Z chwilą osiągnięcia dojrzałości, larwy kruszynka przepoczwarczają się w jaju żywiciela. Stadium poczwarki może trwać ok. 4-6 dni, po czym wychodzącą z nich osobniki dorosłe nowego pokolenia. Wycinają one w osłonce (tzw. chorionie) jaja żywiciela otworek, przez który wylatuje nowe, liczniejsze pokolenie błonkówek, które po zregenerowaniu sił będzie poszukiwało kolejnych jaj żywicieli.

W umiarkowanym klimacie Polski, rozwój jednego pokolenia kruszynka w miesiącach czerwiec-sierpień w zależności od warunków pogodowych (głównie temperatury) teoretycznie może trwać zaledwie 7-8 dni, ale raczej należy brać pod uwagę zmienność pogodową, która skutkuje tym, że cykl rozwojowy wynosi około 12-16 dni, choć w chłodne lata może się przeciągnąć nawet na 21 dni. Obserwacja pogody po wypuszczeniu kruszynka to bardzo ważna czynność, która pozwala wstępnie oszacować jaki może być jego rozwój.

Polecamy naszą najnowszą książkę

Miejski ogród. Uprawa warzyw i ziół na balkonach i tarasach.

Marzysz o warzywach z własnej uprawy, ale nie masz ogrodu? Mieszkasz w bloku i wydaje ci się, że nie możesz uprawiać ziół? Autorzy tej książki udowadniają, że warzywa i zioła można uprawiać prawie wszędzie! Dodatkowo pokażą Ci, jak zamienić balkony, tarasy i parapety w ogródki! Ten poradnik wprowadzi Cię w tajniki miejskiego ogrodnictwa.

Kup teraz

Kruszynki (Trichogramma) - rodzaj błonkówek wykorzystywany w biologicznej ochronie roślin

18 zdjęć

Współwłaściciel portalu DIONP

dr hab. inż. Paweł K. Bereś

Opracowano na podstawie własnego doświadczenia i literatury. Wszelkie treści zamieszczone na tej stronie internetowej (teksty, zdjęcia itp.) podlegają ochronie prawnej na podstawie przepisów ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych (Dz.U. z 2019, poz. 1231 z późn. zm.). DIONP wyraża zgodę na wykorzystanie całości lub części powyższej informacji, pod warunkiem podania źródła i odnośnika do adresu strony internetowej www.dionp.pl

Współpraca Postaw kawę