Koruzni hrošč: ličinke ob koreninah in odrasli na koruzni svili

Rumeno zelen hrošč s temnimi pokrovkami

Odrasli je rumeno zelen s temnimi vzdolžnimi deli na pokrovkah. Pri samici je temna proga praviloma ožja, pri samcu se razširi in lahko prekriva večji del pokrovk. Samci imajo daljše tipalke, samice pa večji zadek. Velikost obeh spolov je približno štiri do sedem milimetrov. Oba spola imata zelenkasto rumen nadvratni ščit. Pri prepoznavanju zato primerjamo več znakov hkrati in upoštevamo, da sta samec in samica lahko precej različno temna.

Ličinka je podolgovata in svetla, z rjavo glavo ter temnejšo liso na zadnjem delu telesa. Ima tri pare drobnih nog, ki jih brez povečave težje opazimo. Takšna ličinka se močno razlikuje od odraslega hrošča, ki ima utrjeni pokrovki in leti. Buba je svetla, v osnovni obliki že podobna odraslemu osebku, vendar miruje v tleh. Ko na koruzi opazujemo hrošča, gledamo torej samo eno stopnjo žuželke, ki je prej več tednov živela pod površjem.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Western corn rootworm, revizija 1362930817 · Modic, Š.; Zemljič-Urbančič, M. (2022): Koruzni hrošč, IVR

Zakaj so korenine glavno mesto škode

Pravkar izležene ličinke poiščejo korenine in se najprej hranijo na drobnih delih, nato pa večje ličinke objedajo in poškodujejo tudi močnejše korenine. Lahko vrtajo v njihovo notranjost. Zaradi izgube korenin ima rastlina manjšo oporo in slabšo zmožnost oskrbe z vodo ter mineralnimi hranili. Pri močnem napadu je koreninski sistem občutno zmanjšan. Poškodovani podzemni del se tako odrazi tudi na rasti in pridelku nad tlemi.

Najopaznejša posledica je poleganje koruze. Rastlina z oslabljenimi koreninami težje ostane pokončna, kar oteži tudi spravilo pridelka. Za razumevanje takšne poškodbe je pomembno mesto hranjenja: koruzni hrošč ni samo žuželka, ki pušča luknjice na listu. Njegova ličinka vpliva na celoten koreninski sistem. Ker se hrani v zemlji, velikosti poškodbe ne moremo oceniti zgolj po številu trenutno vidnih hroščev na svili storžev.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Western corn rootworm, revizija 1362930817

Cvetni prah, listi in svila storža

Odrasli imajo širši izbor prehranjevalnih mest kot ličinke. Na koruzi uporabljajo cvetni prah, svilo in izpostavljena zrna na vrhu storža, lahko pa objedo tudi listno površino. Ko cvetni deli še niso na voljo, na listih postrgajo zeleno tkivo, zaradi česar ostanejo svetlejša, okencem podobna mesta. Ko sta dostopna cvetni prah in sveža svila, se hranjenje pogosto preusmeri nanju. Prehrana odraslih se zato spreminja skupaj z razvojem posevka.

Svila so dolge brazde ženskih cvetov, po katerih po oprašitvi poteka rast pelodne cevi proti semenski zasnovi. Če jo hrošči med sproščanjem cvetnega prahu močno skrajšajo, je oplodnja lahko ovirana in storž slabše ozrnjen. To je drugačen vzrok zmanjšanega pridelka od spomladanskega oziroma zgodnjepoletnega objedenja korenin. Pri pregledu rastline zato ločujemo poškodbe listov, stanje svile in koreninsko oporo, čeprav jih lahko povzroča isti življenjski krog žuželke.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Western corn rootworm, revizija 1362930817

Zima v jajčecu in trije ličinkini stadiji

Koruzni hrošč ima en rod na leto. Samica jajčeca odlaga v zemljo, kjer preživijo hladni del leta in razvojni premor, imenovan diapavza. Spomladi se iz njih izležejo ličinke, ki morajo najti primerno hrano. Med rastjo preidejo tri ličinkine stopnje, nato pa se zabubijo v zemlji. Iz bube nastane odrasli hrošč. Ta zaporednost povezuje jajčeca iz prejšnjega leta s poškodovanimi koreninami v novi sezoni.

Čas izleganja ni vsako leto enak, saj nanj vplivajo temperatura in krajevne razmere. Tudi odrasli ne izletijo vsi isti dan; pojavljanje se lahko raztegne prek več tednov. Samci začnejo izletati pred samicami. Po parjenju samica potrebuje hranjenje in čas, preden začne odlagati jajčeca. V severnoameriških bioloških opisih je navedeno približno dvotedensko obdobje, na katero vplivata kakovost hrane in temperatura. To je razvojni razpon, ne natančen napovednik za vsako slovensko njivo.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Western corn rootworm, revizija 1362930817

Prve najdbe leta 2003 in spremljanje leta 2005

Hummel, Modic in Urek v raziskovalnem prispevku iz leta 2006 prve slovenske najdbe navajajo za leto 2003: na zahodu blizu italijanske meje in na vzhodu v Prekmurju. Spremljanje leta 2005 je pokazalo izrazito rast vzhodne populacije. Pri treh spremljanih naseljih je bil vrh leta hroščev v prvem tednu avgusta. Ulove so spremljali z občutljivimi lepljivimi pastmi s spolnim feromonom. Ti podatki dokumentirajo zgodnjo fazo pojavljanja vrste pri nas.

Viri: Hummel, H. E.; Modic, Š.; Urek, G. (2006): Diabrotica virgifera virgifera in eastern Slovenia: increasing population trend 2005

Severnoameriški izvor in več prihodov v Evropo

Koruzni hrošč izvira iz Severne Amerike, kjer je povezan z obsežnimi območji pridelave koruze. V Evropi so zahodnega koruznega hrošča prvič opazili leta 1992 v okolici Beograda. Sledilo je širjenje po srednji in jugovzhodni Evropi, nastajala pa so tudi prostorsko ločena žarišča. Genetske raziskave, povzete v biološkem pregledu, so pokazale, da evropska naselitev ni bila posledica samo enega prihoda iz Severne Amerike. Več vnosov je ustvarilo različna izhodišča za nadaljnje širjenje.

Takšna razširitev združuje postopno premikanje skozi povezana območja in posamezne preskoke na večje razdalje. Žarišče daleč od glavnega območja zato ni nujno dokaz enakomernega pomikanja meje leto za letom. Za Slovenijo zgodnji podatki o najdbah na vzhodu in zahodu kažejo, zakaj je bilo pomembno spremljati več ločenih območij. Posamezna evropska žarišča so bila po raziskavah genetsko povezana z novimi čezatlantskimi vnosi, druga pa z razširjanjem že naseljene evropske populacije.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Western corn rootworm, revizija 1362930817 · Hummel, H. E.; Modic, Š.; Urek, G. (2006): Diabrotica virgifera virgifera in eastern Slovenia: increasing population trend 2005

Menjava posevka prekine povezavo z jajčeci

Kolobar izkorišča prehranske zahteve ličink in dejstvo, da jajčeca ostanejo v zemlji. Če naslednje leto na isti njivi ni koruze, tam izležene ličinke težje najdejo ustrezno hrano. Njihova sposobnost premikanja do oddaljenega posevka je majhna v primerjavi z letom odraslega. Zato menjava poljščine spremeni razmere prav za podzemni, najbolj škodljivi stadij. To je biološko drugačen pristop od odstranjevanja trenutno vidnih odraslih hroščev z rastlin.

V biologiji koruznih hroščev obstajajo tudi posebnosti, pomembne za razumevanje takšnih ukrepov. Pri zahodnem koruznem hrošču so v delu ZDA opisali vedenjsko različico, pri kateri samice odlagajo jajčeca tudi v soji. Ko na takšno njivo naslednje leto pride koruza, lahko tam izležene ličinke najdejo hrano. To je severnoameriški primer prilagoditve; ni dokaz, da je enako vedenje značilno za slovensko populacijo. Poleg tega ne smemo pripisati vsake posebnosti sorodnih koruznih hroščev isti vrsti.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Western corn rootworm, revizija 1362930817

Ali beljakovine gliv lahko zavrejo prebavo

Toepfer in sodelavci so leta 2024 objavili laboratorijsko raziskavo beljakovin iz višjih gliv. Zanimali so jih zaviralci proteaz, torej snovi, ki omejujejo delovanje encimov za razgradnjo beljakovin. Koruzni hrošč pri prebavi uporablja več skupin takšnih encimov. Raziskovalci so najprej preizkusili delovanje izbranih beljakovin na črevesnih izvlečkih ličink in odraslih. Pri nekaterih encimskih dejavnostih so res ugotovili zaviranje. To je bil obetaven biokemični rezultat, vendar še ni pokazal učinka na celo žival.

Nato so opravili biološke preizkuse na ličinkah, odraslih in jajčecih. Izbrane snovi so nanesli na umetno hrano, jajčeca pa so preizkušali ločeno. Pri uporabljenih odmerkih niso ugotovili večjega praktičnega učinka na preživetje ali zastoj rasti koruznega hrošča. Učinek na izolirani encim zato ni pomenil, da bo žival prenehala uspešno rasti. Raziskava je pomembna prav zaradi tega razlikovanja: razvoj novega pristopa zahteva preverjanje celotnega organizma, ne samo ene reakcije v črevesnem izvlečku.

Viri: Toepfer, S.; Toth, S.; Zupan, T.; Bogataj, U.; Žnidaršič, N.; Ladanyi, M.; Sabotič, J. (2024): Diabrotica v. virgifera Seems Not Affected by Entomotoxic Protease Inhibitors from Higher Fungi

Prebavilo kot prilagodljiv del rastlinojedega hrošča

V raziskavi so z mikroskopom primerjali tudi zgradbo srednjega črevesa koruznega in koloradskega hrošča. Prehranjujeta se z različnimi deli rastlin, zato je zanimivo, kako se njuno prebavilo odziva na enake snovi. Na površini črevesnih celic so drobni izrastki, mikroresice, ki povečujejo površino za vsrkavanje. Med vsebino črevesa in celicami je zaščitna peritrofična matrica. Ta ne pomeni neprepustne stene, temveč del vmesnika med zaužito hrano in telesom.

Preučevani vrsti sta si bili po opazovani osnovni zgradbi podobni, po občutljivosti na zaviralce pa ne. Avtorji kot možno razlago predlagajo učinkovito prilagajanje nabora prebavnih encimov pri koruznem hrošču. Sestave zaščitne matrice pri tem niso raziskali, zato natančen mehanizem ni dokončno pojasnjen. Takšen rezultat pokaže, da sorodnost dveh listnih hroščev sama po sebi ne zagotavlja enakega odziva na biološko aktivno snov. Posebnost vrste se lahko skriva v delovanju prebavila, ne le v videzu ali gostiteljski rastlini.

Viri: Toepfer, S.; Toth, S.; Zupan, T.; Bogataj, U.; Žnidaršič, N.; Ladanyi, M.; Sabotič, J. (2024): Diabrotica v. virgifera Seems Not Affected by Entomotoxic Protease Inhibitors from Higher Fungi

Nekatere preizkušene beljakovine so prebavo prestale

Raziskovalci so preverili tudi, ali koruzni hrošč zaviralce preprosto razgradi. Več preizkušenih beljakovin je v črevesnih izvlečkih ostalo nerazgrajenih štiriindvajset ur, ena pa se je razgradila že po približno štirih urah. Odpornost hrošča zato ni bila pojasnjena samo s hitrim uničenjem vseh zaužitih zaviralcev. Avtorji predlagajo, da lahko sodeluje več prebavnih encimov, med njimi taki, ki so za določeni zaviralec manj občutljivi. To ostaja razlaga, ki jo je treba razlikovati od neposredno izmerjene stabilnosti beljakovin. Pri odraslih so ločeno spremljali še hranjenje.

Viri: Toepfer, S.; Toth, S.; Zupan, T.; Bogataj, U.; Žnidaršič, N.; Ladanyi, M.; Sabotič, J. (2024): Diabrotica v. virgifera Seems Not Affected by Entomotoxic Protease Inhibitors from Higher Fungi

Pregled odraslih povežemo s stanjem rastline

Pri opazovanju odraslih so uporabni listi, metlica, storž in svila. Njihova izbira mesta je povezana z razpoložljivo hrano, zato lahko pogled na samo en del rastline spregleda velik del dejavnosti. Ličinke iščemo drugače, v zemlji in pri koreninah. Slovenska strokovna predstavitev zato ločuje pregled talnih vzorcev od pregledovanja rastlin oziroma ulovov na plošče. Metodi ne merita iste razvojne stopnje in ju je treba razlagati skupaj s časom pregleda.

Pomemben podatek je tudi zgodovina posevka. Jajčeca v tleh, rast korenin in poznejši odrasli hrošči sestavljajo zaporedje, ki presega en sam poletni obisk njive. Pri beleženju je zato koristno povezati opažene stadije s prejšnjo in sedanjo poljščino. Če opazimo samo odrasle na cvetnem prahu, še ne vidimo celotnega obsega podzemnega razvoja. Enako lahko oslabljene korenine ostanejo skrite, dokler se posledice ne pokažejo pri opori rastline ali v njeni rasti.

Viri: Sodelavci Wikipedije: Western corn rootworm, revizija 1362930817 · Modic, Š.; Zemljič-Urbančič, M. (2022): Koruzni hrošč, IVR