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Population variability and persistence of three aphid pests of potatoes over 60 years

Published online by Cambridge University Press:  03 January 2012

Robert J. Lamb*
Affiliation:
Department of Entomology, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada R3T 2N2
Patricia A. MacKay
Affiliation:
Department of Entomology, University of Manitoba, Winnipeg, Manitoba, Canada R3T 2N2
Andrei Alyokhin
Affiliation:
School of Biology and Ecology, University of Maine, 5722 Deering Hall, Orono, ME 04469, United States of America
*
1Corresponding author (e-mail: lambmack@mts.net).

Abstract

Abundance, persistence, and variability of populations of Macrosiphum euphorbiae (Thomas), Myzus persicae (Sulzer), and Aphis nasturtii Kaltenbach (Hemiptera: Aphididae) in potato plots for intervals of 58 years (n = 1), 29 years (n = 2), 19–20 years (n = 3), and 9–10 years (n = 6) were compared. The abundance of M. euphorbiae showed no trend among decades and varied 2.4-fold, whereas that of M. persicae and A. nasturtii declined and showed 54-fold and 3700-fold variation, respectively. All three aphid species persisted through the first five decades and M. euphorbiae also persisted through the sixth (last) decade, but M. persicae and A. nasturtii failed to persist for 1 and 3 years of the last decade, respectively. Population variability (a proportion between 0 and 1) measured over a 58-year interval was high: 0.585 for M. euphorbiae, 0.771 for M. persicae, and 0.830 for A. nasturtii. During the first three but not the last three decades, population variability increased with sampling interval, owing to dramatic declines in abundance for M. persicae and A. nasturtii and one stable decade for M. euphorbiae, but no evidence of a more-time — more-variation effect was detected. Persistence was not related to population variability, but declined with abundance. Populations did not reach equilibrium, because of declining abundance for M. persicae and A. nasturtii and changes in population variability from decade to decade for M. euphorbiae. Populations of M. persicae and A. nasturtii from this crop monoculture were less stable than previously studied natural populations of a native aphid species. In contrast, the population of M. euphorbiae, a native species, had variability in a potato crop similar to that of the previously studied native species. The high population variability of M. persicae and A. nasturtii may be associated with their status as introduced species. The dynamic and species-specific characteristics of population variability require that interspecific comparisons be considered cautiously.

Résumé

Nous avons comparé l'abondance, la persistance et la variabilité chez des populations de Macrosiphum euphorbiae (Thomas), de Myzus persicae (Sulzer) et d'Aphis nasturtii Kaltenbach (Hemiptera : Aphididae) dans des parcelles de culture de pommes de terre sur des intervalles de 58 ans (n = 1), 29 ans (n = 2), 19–20 ans (n = 3) et 9–10 ans (n = 6). L'abondance de M. euphorbiae ne montre aucune tendance particulière au cours des décennies et varie par un facteur de 2,4, alors que celles de M. persicae et d'A. nasturtii affichent un déclin et varient respectivement par un facteur de 54 et de 3700. Les trois pucerons ont persisté durant les cinq premières décennies et M. euphorbiae s'est maintenue aussi pendant la sixième décennie, mais M. persicae et A. nasturtii n'ont pas réussi à se maintenir respectivement durant 1 et 3 ans de la dernière décennie. La variabilité démographique (une proportion entre 0 et 1) est élevée sur l'intervalle de 58 ans, 0,585 chez M. euphorbiae, 0,771 chez M. persicae et 0,830 chez A. nasturtii. Durant les trois premières décennies, mais pas durant les trois dernières, la variabilité démographique augmente en fonction de l'intervalle d'échantillonnage, à cause de déclins spectaculaires de l'abondance chez M. persicae et A. nasturtii et d'une décennie stable chez M. euphorbiae; il n'y a cependant pas d'indication d'un effet de l'augmentation de la variation en fonction du temps. La persistance n'est pas reliée à la variabilité démographique, mais elle décline en fonction de l'abondance. Les populations n'atteignent pas l'équilibre, ou bien à cause de l'abondance déclinante de M. persicae et d'A. nasturtii ou alors à cause des changements dans la variabilité démographique d'une décennie à une autre chez M. euphorbiae. Les populations de M. persicae et d'A. nasturtii de cette monoculture agricole sont moins stables que les populations naturelles d'une espèce indigène de puceron étudiées précédemment. En revanche, la population de M. euphorbiae, une espèce indigène, présente un niveau de variabilité démographique dans cette culture de pommes de terre semblable à celui d'autres espèces indigènes de pucerons étudiées auparavant. La forte variabilité démographique chez M. persicae et A. nasturtii peut être reliée à leur statut d'espèces introduites. La dynamique et les caractéristiques spécifiques à l'espèce de la variabilité démographique font que les comparaisons entre les espèces doivent se faire avec prudence.

[Traduit par la Rédaction]

Type
Articles
Copyright
Copyright © Entomological Society of Canada 2011

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References

Akçakaya, H.R., Halley, J.M., and Inchausti, P. 2003. Population-level mechanisms for reddened spectra in ecological time series. Journal of Animal Ecology, 72: 698702. doi:10.1046/j.1365-2656.2003.00738.x.CrossRefGoogle Scholar
Alyokhin, A., Drummond, F.A., and Sewell, G. 2005. Density-dependent regulation in populations of potato-colonizing aphids. Population Ecology, 47: 257266. doi:10.1007/s10144-005-0232-1.CrossRefGoogle Scholar
Blackman, R.L., and Eastop, V.F. 1984. Aphids on the world's crops. John Wiley & Sons, Chichester, United Kingdom.Google Scholar
Cappuccino, N. 1987. Comparative population dynamics of two goldenrod aphids: spatial patterns and temporal constancy. Ecology, 68: 16341646. doi:10.2307/1939856.CrossRefGoogle ScholarPubMed
Connell, J.H., and Sousa, W.P. 1983. On the evidence needed to judge ecological stability or persistence. The American Naturalist, 121: 789824. doi:10.1086/284105.CrossRefGoogle Scholar
Glazier, D.S. 1986. Temporal variability of abundance and the distribution of species. Oikos, 47: 309314. doi:10.2307/3565442.CrossRefGoogle Scholar
Grimm, V., and Wissel, C. 1997. Babel, or the ecological stability discussions: an inventory and analysis of terminology and a guide for avoiding confusion. Oecologia, 109: 323334. doi:10.1007/s004420050090.CrossRefGoogle ScholarPubMed
Heath, J.P. 2006. Quantifying temporal variability in population abundances. Oikos, 115: 573581. doi:10.1111/j.2006.0030-1299.15067.x.CrossRefGoogle Scholar
Inchausti, P., and Halley, J. 2002. The long-term temporal variability and spectral colour of animal populations. Evolutionary Ecology Research, 4: 10331048.Google Scholar
Inchausti, P., and Halley, J. 2003. On the relation between temporal variability and persistence time in animal populations. Journal of Animal Ecology, 72: 899908. doi:10.1046/j.1365-2656.2003.00767.x.CrossRefGoogle Scholar
Lamb, R.J., and MacKay, P.A. 2010. Stability of natural populations of an aphid, Uroleucon rudbeckiae, at three spatial scales. The Canadian Entomologist, 142: 3651. doi:10.4039/n09-058.CrossRefGoogle Scholar
Lawton, J.H. 1988. More time means more variation. Nature (London), 334: 563. doi:10.1038/334563a0.CrossRefGoogle Scholar
McArdle, B.H., Gaston, K.J., and Lawton, J.H. 1990. Variation in the size of animal populations: patterns, problems and artefacts. Journal of Animal Ecology, 59: 439454. doi:10.2307/4873.CrossRefGoogle Scholar
Pimm, S.L., and Redfearn, A. 1988. The variability of population densities. Nature (London), 334: 613614. doi:10.1038/334613a0.CrossRefGoogle Scholar
Sokal, R.R., and Rohlf, F.J. 1981. Biometry. W.H. Freeman and Company, New York.Google Scholar
Solomon, M.E. 1949. The natural control of animal populations. Journal of Animal Ecology, 18: 135. doi:10.2307/1578.CrossRefGoogle Scholar
Turchin, P. 1995. Population regulation: old arguments and a new synthesis. In Population dynamics. Edited by Cappuccino, N.. Academic Press, Inc., New York. pp. 1939.CrossRefGoogle Scholar
Turchin, P., and Taylor, A.D. 1992. Complex dynamics in ecological time series. Ecology, 73: 289305. doi:10.2307/1938740.CrossRefGoogle Scholar
Williamson, M. 1984. The measurement of population variability. Ecological Entomology, 9: 239241. doi:10.1111/j.1365-2311.1984.tb00719.x.CrossRefGoogle Scholar
Woiwood, I.P., and Hanski, I. 1992. Patterns of density dependence in moths and aphids. Journal of Animal Ecology, 61: 619629. doi:10.2307/5617.CrossRefGoogle Scholar