Studies of ambrosia beetles in their native ranges help predict invasion impact

Jiri Hulcr, Adam Black, Kirsten M Prior, Chi-Yu Chen, Hou-Feng Li

Abstract


Ambrosia beetles frequently invade non-native regions but are typically of no concern because most species live in dead trees and culture nonpathogenic
symbiotic fungal gardens. Recently, however, several ambrosia beetle–fungus complexes have invaded non-native regions and killed large numbers of host trees. Such tree-killing invasions have occurred unexpectedly, and the  mechanism of the ecological switch from dead trees to live trees has been left unexplained, or termed an “evolutionary mismatch.”We demonstrate that the most destructive invasive ambrosia beetle, Xyleborus glabratus, is able to colonize live trees, and its symbiotic fungus acts as a pathogen, also in their native range. We also synthesized recent literature and unpublished observations about several other invasive fungus-associated beetles (Euwallacea fornicatus, Platypus quercivorus, bark beetle Pityophthorus juglandis) and suggest that most ambrosia species that have impacted non-native regions share the capacity to colonize living tree tissues already in their native habitats. Furthermore, their fungi are typically mild to strong pathogens. The natural ability to colonize living tree tissues occurs in very few ambrosia beetle species, but those species predictably act as pests in invaded regions. Thus, simple screening of ambrosia beetles and fungi for this particular ecological trait in their native habitats could help discriminate future candidate tree-killing invasive pests from the majority of species which will likely remain harmless.

Key Words: fungus farming; Scolytinae; invasive; pathogen

Resumen

Los escarabajos descortezadores frecuentemente invaden las regiones no nativas, pero normalmente no son motivo de preocupación porque la mayoría
de las especies viven en árboles muertos y cultivan hongos simbióticos no patógenos. Recientemente, sin embargo, varios complejos escarabajo
descortezador-hongo han invadido regiones no nativas y han matado un gran número de árboles hospederos. Tales invasiones que matan árboles han
ocurrido inesperadamente, y el mecanismo del cambio ecológico de árboles muertos a los árboles vivos se ha dejado inexplicado, o denominado un
“desajuste evolutivo”. Demostramos que la hipótesis de desajuste no es apoyada en el escarabajo descortezador de aquacatillo, Xyleborus glabratus Eichhoff (Coleoptera: Curculionidae), porque este escarabajo es capaz de colonizar árboles vivos también en su área de distribución nativa y su hongo simbiótico actúa como patógeno en algunos hospederos nativos. Además, se sintetizaron los hallazgos de la literatura reciente y observaciones no publicadas sobre varios otros escarabajos invasores asociados a hongos como Euwallacea fornicatus (Eggers) (Coleoptera: Curculionidae), Platypus quercivorus Murayama (Coleoptera: Curculionidae) y Pityophthorus juglandis Blackman (Coleoptera: Curculionidae) para presentar una alternativaa la hipótesis del “desajuste evolutivo”. La hipótesis revisada es que la mayoría de las especies de escarabajos descortezadores destructivos que han invadido nuevas regiones ya son capaces de colonizar tejidos de árboles vivos en sus hábitats nativos. Además, los hongos asociados son típicamente leve a fuertemente patogénicos para especies de árboles hospederos nativos. Existe una predisposición a colonizar los tejidos de los árboles vivos en muy pocas especies de escarabajos descortezadores, pero estas especies actúan como plagas en regiones invadidas. Por lo tanto, la simple selección de pares de escarabajos descortezadores-hongo para esta caracteristica ecológica particular — colonización de tejidos de árboles vivos —en sus hábitats nativos podría ayudar a discriminar plagas invasoras que matan árboles de la mayoría de especies que probablemente permanecerán no
dañinas en el futuro.

Palabras Clave: cultivo de hongos; Scolytinae; invasor; patógeno

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Keywords


Fungus farming; scolytinae; invasive; pathogen

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