Original paper

Body Size and Phenology of the Grasshopper species Chorthippus brunneus with Variable Numbers of Female Instars (Orthoptera: Acrididae)

[Körpergröße und Phänologie der Grashüpfer -Art Chorthippus brunneus mit variabler Anzahl von Larvenstadien bei Weibchen (Orthoptera: Acrididae)]

Cherrill, Andrew

Entomologia Generalis Volume 28 Number 3 (2005), p. 219 - 231

24 references

published: Dec 1, 2005

DOI: 10.1127/entom.gen/28/2005/219

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Abstract

The present study describes bi-modal size-frequency distributions in females (FF) of the grasshopper Chorthippus brunneus (Thunberg 1815) in a population in which FF develop through either four or five instars. The average size of FF developing through five instars is greater than for FF with four instars only. However, overlaps between size-frequency distributions are such that size per se is not a reliable means of distinguishing between individuals with four- and five-stage histories in the adult, and penultimate and final nymphal stages. Variation in number of antennal segments was therefore used as a size-independent criterion to identify FF inserting an additional instar early in development. The phenology of development of four- and five-stage FF was investigated to determine whether the tendency to insert an additional instar varied through the summer. It was found that FF developing early in the summer (from early-hatching eggs) were more likely to insert an additional instar than those developing later in the season. This observation is interpreted as a response to deteriorating conditions for juvenile growth and survival as the summer progresses, along with a reduced window of opportunity for reproduction, faced by FF maturing late in the season. The results are discussed in light of life-history trade-offs between adult size and the duration of development. Thus, later in the season FF typically develop through fewer instars to reach the adult stage more rapidly (albeit at a smaller size). An interesting aspect of the present study is the recognition of parallel trends related to seasonality within and between populations of C brunneus. Within the study population early and late FF have developmental strategies that parallel those exhibited by FF in southern and northern populations respectively.

Kurzfassung

In der vorliegenden Untersuchung werden bimodale Größenfrequenz-Verteilungen bei Weibchen (FF) des Braunen Grashüpfers Chorthippus brunneus (Thunberg 1815) anhand einer Population dargelegt, in der FF entweder vier oder fünf Larvenstadien durchlaufen. Die Durchschnittsgröße von FF, die fünf Larvenstadien durchlaufen, ist größer als bei FF mit nur vier Larvenstadien. Das Überlappen von Größenfrequenz-Verteilungen ist jedoch so verbreitet, daß Größe per se kein zuverlässiges Mittel zur Unterscheidung von Individuen mit Lebenszyklen von vier bzw fünf Larvenstadien bei adulten Tieren oder in den vorletzten und endgültigen Nymphenstadien ist. Variation in der Anzahl von Antennensegmenten wurde daher als größenabhängiges Kriterium verwendet, um FF zu identifizieren, die im frühen Entwicklungsstadium ein zusätzliches Larvenstadium durchlaufen. Die Phänologie der Entwicklung von FF mit vier bzw fünf Stadien wurde untersucht, um festzustellen, ob die Tendenz zum Durchlaufen eines zusätzlichen Larvenstadiums im Laufe des Sommers variierte. Es wurde ermittelt, dass FF, die sich (bei frühem Ausschlüpfen) zu Beginn der Brutzeit entwickeln, eher dazu neigten, ein zusätzliches Larvenstadium zu durchlaufen als FF, die sich zur späteren Brutzeit entwickelten. Diese Beobachtung wird als Reaktion auf die sich verschlechternden Bedingungen für das Wachstum von Jungtieren und die Überlebenschancen sowie die nachlassenden Reproduktionschancen interpretiert, denen FF konfrontiert sind, die zur späteren Brutzeit geschlechtsreif werden. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf das Gleichgewicht zwischen Adultgröße und Entwicklungsdauer im Lebenszyklus erörtert. Demzufolge entwickeln sich zur späteren Brutzeit schlüpfende FF gewöhnlich dadurch, daß sie weniger Larvenstadien durchlaufen und das Adultstadium (allerdings bei geringerer Körpergröße) schneller erreichen. Ein interessanter Aspekt der vorliegenden Untersuchung ist die Ermittlung paralleler Trends in Bezug auf Saisonalität sowohl innerhalb von als auch zwischen verschiedenen Populationen von C brunneus. Innerhalb der studierten Population wenden früh und spät geschlüpfte FF Entwicklungsstrategien an, die sich zu den bei südlichen bzw nördlichen Populationen beobachteten Strategien parallel verhalten.

Keywords

Chorthippus brunneus (Thunberg 1815)developmentlife-historyontogenyseasonalitytrade-offEntwicklungLebenszyklusOntogenieSaisonalitätGleichgewicht