Factors affecting offspring body size in the solitary bee Osmia bicornis (Hymenoptera, Megachilidae)

Abstract

Body size is related to fitness in many insects. In solitary bees offspring body size is largely determined by maternal provisions and microclimate. We studied the effect of quantity and quality of provisions and rearing temperatures (20, 25 and 30 °C) on body size in the Red Mason bee, Osmia bicornis. Cocoon weight increased with provision weight and decreased with increasing temperature. High temperature (30 °C) led to high mortality of larvae and smaller body size, partly due to incomplete consumption of the provisions. Diversity of pollen in the provisions was low, and most provisions primarily consisted of mainly oak and maple pollen. Pollen diversity did not affect cocoon weight and males provided with pure oak or pure maple pollen showed similar adult size. Our results suggest that the quantity of provisions and temperature, but not pollen quality influence the development of O. bicornis progeny and might affect population dynamics of this abundant European pollinator.

Zusammenfassung

Die Körpergröße hat bei vielen Insekten Auswirkungen auf die Fitness. Bei solitären Bienen wird die Größe des Nachwuchses hauptsächlich durch den von der Mutter zur Verfügung gestellten Proviant und das Mikroklima bestimmt. Wir untersuchten den Einfluss von Quantität und Qualität (insbesondere Pollendiversität) des Larvenproviants und verschiedener konstanter Aufzuchtstemperaturen (20, 25 und 30 °C) auf die Körpergröße der Roten Mauerbiene Osmia bicornis, einer wichtigen Europäischen Bestäuberart. Wir separierten Brutzellen mit Eiern oder jungen Larven aus Styrodur®-Nisthilfen, entnahmen Pollenproben und verteilten die Brutzellen zufällig auf drei Gruppen, die sich bei verschiedenen Temperaturen in dunklen Brutschränken entwickelten. Nach abgeschlossener Metamorphose wurden die Kokons und Pollenreste gewogen sowie das Geschlecht der Bienen bestimmt. Der Pollen in den entnommenen Proben wurde bis auf die Ebene der Pflanzenfamilie bestimmt und für jede Brutzelle wurde ein Diversitäts-Index berechnet.

Generell war die Pollendiversität in den Brutzellen gering. Die Pollenkuchen bestanden hauptsächlich aus Pollen von ein oder zwei Familien, meist Ahorn und Eiche. Die Pollendiversität zeigte keinen Einfluss auf das Kokongewicht. Männchen, die als Larvenproviant fast reinen Ahornoder Eichenpollen zur Verfügung hatten, erreichten eine ähnliche dultgröße. Im Gegensatz dazu hatten das Geschlecht, die Pollenmenge und die Aufzuchtstemperatur signifikante Auswirkungen auf das Kokongewicht: Weibchen waren schwerer/größer als Männchen und das Kokongewicht stieg mit zunehmender Proviantmenge und sank mit zunehmender Aufzuchtstemperatur (Abb. 1 und 2). Bei einer Entwicklungstemperatur von 30 °C wurde in den meisten Brutzellen der Proviant nicht vollständig konsumiert (75 %, siehe auch Abb. 3) und die Mortalität war sehr hoch. Demzufolge könnten moderat hohe Temperaturen die Entwicklung von O. bicornis negativ beeinflussen.

Während sich ein Mischnahrung von mehreren Pflanzenarten bei einigen Herbivoren und anderen Bienenarten als vorteilhaft erwiesen hat, deuten das Fehlen eines Effekts der Pollendiversität auf das Kokongewicht sowie die starke Präferenz der Bienenweibchen für wenige Pflanzenarten mit hoher Blütendichte darauf hin, dass die Pollendiversität weniger relevant für das Larvenwachstum bei O. bicornis ist. Die Pollenmenge scheint hingegen die Hauptrolle in der Determination der Körpergröße der Nachkommen zu spielen und könnte somit auch deren Fitness beeinflussen. Daraus folgern wir, dass für O.bicornis-Populationen in einem Habitat wenige Pflanzenarten mit einem hohen Pollenangebot wichtiger sind als ein diverses Pflanzenspektrum.