Friend or foe? The relative role of earwigs as pests versus biocontrol agents in citrus canopies

Abstract

Les tisoretes (Insecta: Dermaptera) són comunes en els sistemes agrícoles. La majoria d’estudis sobre aquest insecte han tingut lloc als EEUU, Oceania, i al nord i centre d’Europa, majoritàriament en cultius de pomes i peres, però hi ha poca informació publicada sobre les tisoretes en el Mediterrani i en conreus de cítrics. Les tisoretes són insectes clau en l’agricultura, ja que s’ha demostrat que són importants depredadores d’algunes plagues com els pugons, les arnes i els psyllids. No obstant això, com a omnívores, les tisoretes també poden tenir efectes negatius sobre les plantes ja que es poden alimentar de fulles, flors i fruits. En aquest context, l’objectiu principal d’aquesta tesis era estudiar el paper relatiu de les tisoretes com a plaga i com a agent de biocontrol de plagues en les capçades dels cítrics, i els objectius específics eren: (i) dissenyar un mètode per excloure diferencialment formigues i tisoretes de les capçades dels cítrics; (ii) estudiar l’abundància, la variació interanual i el potencial de les tisoretes com a depredador de plagues en les capçades dels cítrics; (iii) detectar la depredació de tisoretes sobre pugó utilitzant marcadors moleculars; (iv) estudiar el paper relatiu de les tisoretes com a plaga i com a depredador de plagues en les capçades d’un cultiu de cítrics ecològic al Mediterrani; i finalment (v) estudiar el paper de la tisoreta com a plaga i com a depredador en cítrics convencionals de Califòrnia. La tisoreta europea, Forficula auricularia L., va resultar tenir un període actiu més llarg al Mediterrani respecte altres regions més fredes, i també es va demostrar que aquesta espècie és un depredador important de pugó en les capçades dels cítrics. Es va observar una relació negativa entre l’abundància de pugó i la de tisoretes, el que suggereix un control de les tisoretes sobre el pugó. Aquest control probablement és el resultat de la pressió que exerceix la tisoreta sobre el pugó des del primer moment que la plaga arriba al cultiu, fet que tindria un efecte desproporcionat sobre la densitat final de pugó. L’altra espècie de tisoreta present a les capçades estudiades, Forficula pubescens Gené, és rarament citada en la literatura. Aquesta espècie aparentment no regula les poblacions de pugons, probablement degut a que arriba tard a les capçades. Per tal d’estudiar el paper relatiu de la tisoreta com a plaga i com a depredador, s’ha d’estudiar la contribució d’aquest insecte en la gestió de plagues així com definir el dany que pot causar sobre la producció. Els resultats mostren que les tisoretes són insectes beneficiosos en el cultiu ecològic de cítrics estudiat, ja que redueixen l’atac del pugó i no afecten la producció final de fruits. A més a més, quan es va oferir tant matèria animal com vegetal a les tisoretes en condicions d’hivernacle, van preferir alimentar-se del poll roig de Califòrnia abans que de fulles. Per tant, en ambdós casos el paper de les tisoretes com a insectívor sembla que va ser més important que com a herbívor, fet que coincideix amb altres estudis realitzats en mill i en pomeres. De totes maneres, les tisoretes no es poden considerar insectes beneficiosos com a norma, ja que com a omnívors, el seu estatus com a plaga o com a insecte beneficiós pot variar depenent de diversos factors. Per tant, el paper relatiu de la tisoretes com a plaga i com a depredador ha de ser mesurat en cada sistema agrícola abans d’utilitzar aquest insecte en programes de biocontrol. No obstant això, els hàbits omnívors de la tisoreta no haurien de menystenir la seva contribució en el control biològic de plagues.

Earwigs (Insecta: Dermaptera) are common in agro-ecosystems. Most studies on earwigs have been conducted in USA, Oceania, and North-Central Europe, and in apple and pear orchards, but very little is known of earwigs in Mediterranean citrus orchards. Earwigs are key insects in orchards because they have been proven effective predators of several pests such as aphids, leafrollers and psyllids. However, as omnivores, earwigs can also have negative effects on plants by feeding on leaves, flowers and soft fruits. In this context, the main objective of this thesis was to study the relative role of earwigs as pests versus biocontrol agents in citrus canopies, and the specific objectives were: (i) to design a method to differentially exclude ants and earwigs from citrus canopies; (ii) to study the abundance, the interannual variation and the potential pest predator role of earwigs in citrus canopies; (iii) to detect aphid predation by earwigs using molecular markers; (iv) to study the earwig’s relative role as pest versus predator in Mediterranean organic citrus trees; and (v) to study the earwig’s role as pest and as predator in conventional citrus orchards in California. The European earwig, Forficula auricularia L., had a longer active period in the Mediterranean than in other colder regions, and it was proven to be an important aphid predator in citrus canopies. A negative relationship between aphid and earwig abundance was observed, suggesting a top-down control of aphids by earwigs. This control was most likely a consequence of European earwig early seasonal pressure on aphids, which would have had a disproportionate effect on the final aphid density. Another species of earwigs was found in citrus canopies, Forficula pubescens Gené, which is seldom cited in the literature. This species apparently did not regulate aphid populations, probably due to its late appearance in canopies. To study the relative role of earwigs as pests versus biocontrol agents, earwig contribution to pest management was studied while defining earwig damage to yield. The results showed that earwigs were beneficial insects in the studied Mediterranean organic citrus orchard, as they reduced aphid attack but did not affect the final fruit yield. In addition, when adult earwigs were offered both plant and animal material in greenhouse conditions, they preferred to feed on California red scale rather than on leaves. Thus earwig role as an insectivore appeared to be more important than earwig role as an herbivore, what concurred with other studies in millet and in apple orchards. However, earwigs cannot be considered beneficial insects in orchards as a rule, because as omnivores, earwig status as a pest or as a predator can vary depending on several factors. Thus, the earwig’s relative role as pest versus predator needs to be measured in each particular agroecosystem before using earwigs in biocontrol programs. However, earwig omnivore habits should not undervalue earwig contribution to biological control.