Effects of Foliar Endophytic Fungi on the Preference and Performance of the Leaf Beetle Chelymorpha alternans in Panama

Authors


Corresponding author; e-mail: vanbaels@si.edu

ABSTRACT

Foliar endophytic fungi live inside healthy plant leaves, and in some cases they confer herbivore resistance to the host. All previous studies of endophyte–herbivore interactions have occurred in temperate areas, and many use correlations rather than experiments. In Panama, Glomerella cingulata is a common endophyte species found in healthy leaves, and Chelymorpha alternans is a common herbivore on Merremia umbellata, a tropical vine. We manipulated the abundance of G. cingulata in the leaves of M. umbellata. We then assessed the effects of high and low endophyte densities on the food choice, development, and reproductive success of the leaf beetle, C. alternans. In ‘choice’ experiments, adult females with a history of feeding on wild plants showed no preference when offered food plants with high and low endophyte densities. Further, in ‘no-choice’ experiments, C. alternans larvae that were fed high- or low-density endophyte leaves did not differ in development or survivorship. However, when larvae fed on leaves with low endophyte densities became adults, they produced 80 percent more offspring. This suggests high endophyte levels in hosts can have a negative effect on herbivore fecundity. Further experiments are necessary to understand whether the reproductive effects are due to feeding on low-density endophytes in the larval or adult stages, and whether changes in reproductive success are motivated by the adult's perception of food quality or by physiological constraint due to food quality.

RESUMEN

Los hongos endófitos foliares viven dentro de tejido sano de las hojas y en algunos casos le confieren resistencia contra herbivoría al hospedero. Todos los estudios previos sobre interacciones endófitos-herbívoros han ocurrido en zonas templadas y muchos utilizan correlaciones en lugar de experimentos. En PanamáGlomerella cingulata es una especie de endófito común que se encuentra dentro de tejido sano de las hojas y Chelymorpha alternans es un herbívoro común de la liana tropical Merremia umbellata. Manipulamos la abundancia de G. cingulata dentro de las hojas de M. umbellata. Luego determinamos los efectos de alta y baja densidad de endófitos sobre la escogencia de comida, desarrollo y éxito reproductivo del escarabajo de hoja C. alternans. En los experimentos de “escogencia”, hembras adultas que previamente se alimentaron con hojas silvestres, no mostraron preferencia cuando se les ofrecieron hojas con alta y baja densidad de endófitos. Sin embargo, larvas que se alimentaron con hojas de baja densidad produjeron 80% más descendientes una vez alcanzado su estado adulto. Esto sugiere que altos niveles de hongos endófitos en el hospedero puede tener un efecto negativo en la fecundidad de los herbívoros. Experimentos en el futuro son necesarios para entender si los efectos reproductivos se deben a la alimentación con baja densidad de endófitos en el estado larval o adulto, y si cambios en el éxito reproductivo son motivados por la percepción del adulto sobre la calidad de la comida o por limitaciones fisiológicas causadas por la calidad de la comida.

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