Necrophagous beetles (Coleoptera) are very interesting and diverse ecological group of species with an immense impact on a natural nutrient cycle. Their main food source and breeding ground are carrions of vertebrates, human remains included. This relationship is often used in various ways by forensic entomology, but its potential was not jet fully reached, because our knowledge of biology and ecology of these beetles is very much incomplete. In this thesis I would like to explore geographic distribution, ecological requirements and developmental biology of several Central European necrophagous beetles as an outcome of their ecological and evolution strategies. For that I raised three broad research questions. Which factors are determining the local abundance of carrion beetles (Coleoptera: Silphidae)? How the current geographical distribution of open-landscape carrion beetles looks like in the Czech Republic? How the temperature affects the development of Sciodrepoides watsoni (Spence, 1813)? We found out that soil type can have significant effect on abundance of carrion beetles. They showed preference for chernozem -- Nicrophorus antennatus (Reitter), N. germanicus (Linnaeus), N. interruptus (Stephens), N. sepultor (Charpentier), Silpha obscura obscura (Herbst), T. sinuatus (Fabricius) or for fluvisol as did N. humator (Gleditsch). These findings support our hypothesis that soil type could be an important factor determining the occurrence of necrophagous European carrion beetles. To collect novel data of the current geographical distribution of carrion beetles we used 420 baited pitfall traps at 84 localities, and we collected 71 234 specimens of 15 silphid species. Among them, three endangered carrion beetle species listed on the Czech Red List of Invertebrates, were found. Two are vulnerable thermophilic species of open landscapes, Nicrophorus antennatus (Reitter, 1884) (collected around Louny and Židlochovice) and Nicrophorus germanicus (Linnaeus, 1758) (Louny, Zábřeh and Židlochovice). The third is the near threatened species, Nicrophorus sepultor Charpentier, 1825 (collected around Louny, Kutná Hora, Zábřeh and Židlochovice), which also prefers open landscapes. We studied development of common Holarctic beetle Sciodrepoides watsoni under five constant temperature regimes in laboratory (15, 18, 21, 25 and 28°C). Parameters of thermal summation models and their standard errors were calculated for each developmental stage (egg, three larval instars and pupae). We also find a new character for larval instar determination (head width) and proposed novel approach for future studies of size-based characters in instar determination.

No description available.

Ips typographus est le principal ravageur de l'épicéa en Europe, s’attaquant en masse aux arbres vivants en période d’épidémie, par le biais d’une communication chimique. Comme de nombreuses autres espèces de scolytes « agressives », le typographe se reproduit uniquement sur des arbres affaiblis ou des chablis en périodes d’endémie, quand les densités de population ne sont pas suffisantes pour surmonter les défenses des arbres vivants. Ces ressources sont en général présentées dans la littérature comme étant dispersées et imprédictibles dans le temps et l’espace. De plus, ces ressources affaiblies sont sans doute disponibles pour de nombreuses espèces compétitrices. Ces caractéristiques imposent des contraintes importantes sur la dynamique de population et l’écologie du typographe et principalement sur sa stratégie de prospection. Cela dit, cette espèce et ces questions sont très peu étudiées en période d’endémie.Durant ma thèse de doctorat, je me suis attelé à tout d’abord caractériser les facteurs déterminant la distribution spatio-temporelle des chablis, qui va influencer l’évolution des stratégies de dispersion. Cet aspect s’est prolongé par l’étude de la « durée de vie » des chablis, c’est-à-dire la période durant laquelle ils sont colonisables par les scolytes après déracinement. Cet aspect a été mis en parallèle avec les capacités de défenses de ces mêmes arbres et leurs effets sur la sélection de l’hôte et le succès des scolytes. Enfin, les données obtenues par ces études ont été intégrées à un modèle spatialement explicite visant à valider les hypothèses comportementales relatives à la prospection pour les ressources chez le typographe, à savoir une dispersion aléatoire à grande distance suivie d’un recrutement au niveau des ressources nouvellement trouvées.Les résultats obtenus au cours de cette thèse confirment l’importance de la prospection sociale et de l’agrégation dans la découverte et l’exploitation de ressources dispersées, dont la dégradation intrinsèque représente une faible contrainte temporelle. Ces comportements ont sans doute été développés chez des insectes saproxyliques en raison de l’avantage qu’ils apportent en termes de découverte de ressources. Dans un second temps, ces comportements auraient pu permettre l'attaque d‘arbres vivants, notamment en réponse à une pression de compétition inter-spécifique importante sur des ressources peu défendues. / Option Biologie des organismes du Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les termites représentent une part importante de la macrofaune du sol en zone tropicale. Ils peuvent jouer un rôle structurant dans les écosystèmes et servir d'indicateurs de leur santé écologique. Le miombo (forêt claire) se caractérise par la présence de grands dômes de Macrotermitinae. S'il est bien connu que ces structures abritent une flore particulière, on sait en revanche très peu de chose sur leur importance pour la biodiversité des arthropodes du sol. L’objectif principal de cette étude était d'analyser, dans un miombo du sud-ouest du Burundi, le rôle structurant éventuel des grandes termitières sur le sol et sa faune. Nous avons étudié la composition et la distribution de l'ensemble de la communauté de termites elle-même. Nous avons aussi cherché à savoir si les hautes termitières influençaient la diversité d'un autre groupe important d'arthropodes du sol, les araignées. Nous avons également caractérisé les modifications apportées par les hautes termitières aux propriétés physico-chimiques du sol. Enfin, nous avons cherché à déterminer quels facteurs, notamment édaphiques, influençaient la présence d'un termite humivore constructeur de petits nids épigés, Cubitermes pallidiceps. Vingt-cinq espèces de termites, dont 13 Apicotermitinae sans soldats, ont ainsi été recensées dans notre zone d’étude, et presque toutes se rencontrent dans les grandes termitières. Ces dernières sont érigées par Pseudacanthotermes et Odontotermes à partir de particules fines du sol, notamment du limon et de l’argile, indépendamment du pH local. Le nid érigé semble garder un taux de matière organique constant aussi longtemps qu’il est en vie. Grâce à cette teneur particulière en argile et en matière organique, les grandes termitières semblent attirer les Termitinae et Cubitermitinae. C. pallidiceps fréquente effectivement les zones du miombo où le sol est riche en argile et elle évite les sommets où le sol est généralement caillouteux et lessivé et donc pauvre en particules fines. Bien que les grandes termitières paraissent jouer un rôle important pour la diversité de la communauté de termites, ces structures semblent peu influencer la distribution des araignées. Toutefois les grandes termitières abriteraient des ressources alimentaires dont certaines espèces particulières auraient besoin.Les résultats de cette étude, une première sur la taxonomie et l’écologie des termites dans un miombo du Burundi, constituent une contribution importante dans l’enrichissement de la base de données sur les termites de l’écosystème miombo très mal connus comme dans beaucoup d’écosystèmes d’Afrique. Nos résultats pourront aussi servir de guide à l’autorité locale dans la planification de la conservation de la biodiversité dans cette région où un manque criant des données de base sur la plupart des taxons d'invertébrés reste un défi sérieux. / Termites are an important component of soil macrofauna in the tropics. They can play a structural role in ecosystems and serve as indicators of ecological health. In eastern and southern Africa, the miombo ecosystem (woodland) is characterized by the presence of large domes of fungus-growing termites (Macrotermitinae). While it is well known that these high mounds harbor a particular flora, we know very little about their importance for the biodiversity of soil arthropods.The main goal of this study was to analyse, in a miombo woodland of southwestern Burundi, the possible structuring role of large termitaria on the soil and its fauna. First, we studied the composition and distribution of the entire community of termites itself, largely unknown in the miombo as in many African ecosystems. We also investigated whether the high mounds influenced the diversity of another important group of soil arthropods, spiders. We also characterized variations in the physico-chemical properties of the soil between the high termitaria and the surrounding matrix. Finally, we tried to determine what factors, including edaphic ones, influenced the occurrence of a species of soil-feeding termite which builds small epigeous domes, Cubitermes pallidiceps.Twenty-five species, including 13 Apicotermitinae without soldiers, have been identified in our study area, and nearly all of them were present in the large mounds. These mounds are constructed by Pseudacanthotermes spiniger and Odontotermes sp. which utilize fine particles of soil, particularly silt and clay, independently of the local pH. The erected nest seems to retain a constant proportion of organic matter as long as it is alive. Due to this particular content of clay and organic matter, large termite mounds seem to be more attractive to Termitinae and Cubitermitinae. Cubitermes pallidiceps (Cubitermitinae) is effectively observed in areas of miombo where the soil is rich in clay; it avoids the peaks where the soil is stony and generally leached and therefore poor in fine particles. Even though large termite mounds appear to play an important role in the diversity of the termite community, these structures appear to have little influence on the distribution of spiders but they may harbor food resources needed by specialist species.The results of this study, the first one on the taxonomy and ecology of termites in a miombo of Burundi, is an important contribution improving of the database of termites of the miombo ecosystem in general. They can also serve as a guide to the local authorities in planning for biodiversity conservation in this region where a lack of data on most invertebrate taxa remains a serious challenge. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Depuis plusieurs décennies, les activités humaines ont impacté les ressources florales exploitables par les bourdons en diminuant leur qualité (usage de pesticide), leur quantité (agriculture intensive, fragmentation des habitats), voir leur phénologie (réchauffement climatique). Ce travail explore les variations dans les ressources en pollen des bourdons et l’influence des nutriments constitutifs du pollen (protéines, acides aminés et stérols) sur le développement des colonies.La première partie est consacrée à l’influence de la modification de l’offre pollinique dans le paysage d’Europe du Nord-Ouest (entre 1950 et 2005) sur le comportement de récolte des bourdons et le développement de leur colonie. Nous avons pu montrer que certaines espèces ont un comportement opportuniste en ciblant le pollen des espèces végétales plus abondantes alors que d’autres semblent fidèles à leurs ressources, et ce, malgré des ressources avec des profils chimiques variables.Dans la deuxième partie, nous évaluons l’importance de la diversité en ressources dans deux contextes environnementaux différents :un habitat semi-naturel préservé et un habitat modifié par la présence d’une espèce exotique envahissante, Impatiens glandulifera. Les résultats nous ont permis de souligner le rôle joué par la composition nutritive et de relayer au second plan la diversité en pollen d’une diète. Parallèlement à cela, nous avons pu mettre en avant le rôle potentiellement favorable de la présence d’I. glandulifera sur les populations de B. pascuorum.La troisième partie nous a permis de mesurer l’influence des propriétés nutritionnelles de diètes mono florales sur le développement de colonies de différentes espèces de bourdons. Nous avons analysé les relations entre la composition nutritive d’une ressource et son influence sur le développement des colonies de B. terrestris. Les hauts rendements des colonies de B. terrestris ont également été comparés à ceux des colonies de B. hypnorum et B. pratorum dont les individus semblent avoir des besoins nutritifs propres.Cette thèse souligne l’importance des nutriments (acides aminés, stérols et protéines) dans l’évaluation du profil diététique d’une ressource en pollen et dans le développement des colonies de bourdons. Surpassant le rôle joué par une diète diversifiée, la présence de certains nutriments (acides aminés, stérols) semble plus importante pour le développement des colonies de bourdons. Ce travail a aussi démontré les différences interspécifiques dans l’exploitation des ressources, en pointant certaines espèces opportunistes, et les besoins nutritifs potentiellement propres à chaque espèce. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le comportement d'agrégation est considéré par la majorité comme le premier pas vers des niveaux de socialité supérieurs. La compréhension des facteurs clés permettant l’émergence des décisions collectives chez les groupes composés d’individus simples (ayant une connaissance limitée de leur environnement) est fondamentale pour étudier l’évolution de la socialité. A l'heure actuelle, la majorité des études se sont focalisées sur les espèces les plus sociales et notamment celles formant des groupes monospécifiques. Les larves nécrophages de Diptères (asticots) forment sur un même cadavre des agrégats hétérospécifiques pouvant contenir des milliers d'individus leur offrant de nombreux bénéfices (production de chaleur, d’enzymes). De part ces observations in natura, ces insectes sont un bon modèle biologique dans un contexte évolutif de l'étude des comportements collectifs. Ce travail de thèse s'est attaché à mettre en évidence et quantifier les agrégations des larves de Lucilia sericata (Diptera: Calliphoridae) et les mécanismes qui sous-tendent ces regroupements. Après une description des groupes hétérospécifiques chez les arthropodes, nous avons mis en évidence pour la première fois l'existence d'un comportement d’agrégation actif des larves. Nous avons démontré l'effet d'attraction/rétention sur les larves d'un composé cuticulaire déposé au sol et reconnu par leurs congénères. Ce signal est selon nous un bon candidat comme étant l'un des vecteurs d'agrégation chez cette espèce. Cette reconnaissance se fait via l'utilisation d'un comportement exploratoire caractéristique que nous avons décrit, quantifié et nommé le scanning. Puis, nous avons mis en évidence la capacité des larves de deux espèces proches phylogénétiquement, L. sericata et Calliphora vomitoria, à faire un choix collectif pour un site de nourriture à la fois en groupe monospécifique et en hétérospécifique. Ces résultats démontrent l'existence d'une reconnaissance interspécifique des vecteurs d'agrégation (e.g. le signal larvaire) et notamment les effets d'attraction et de rétention du groupe. Enfin, nous avons mis en évidence l'existence de préférendum thermique chez ces espèces et leur capacité à sélectionner collectivement cette température préférentielle. Dans son ensemble ce travail offre des connaissances inédites sur la vie de ces groupes et notamment sur notre compréhension des phénomènes de coopération-compétition chez ces insectes d'importance en entomologie forensique (i.e. datation du décès). / Gregarism is often considered by scientists as the first step toward the most integrated societies. The understanding of the key factors that permit the emergence of collective decision in large groups composed of simple individual (having a limited knowledge of their close environment) is fundamental to decipher the evolution of sociality. Up to now, most studies are focused on highly social species and especially on those forming monospecific groups. Necrophagous larvae of Diptera (maggots) form mixed-species groups on a same decaying cadaver that can contain thousands individuals offering several benefits (heat and enzymes production). Regarding these observation in nature, these insects are an interesting biological model in the context of the study of collective behaviour. This work aimed to highlight and quantify aggregations of Lucilia sericata larvae (Diptera: Calliphoridae) and underlying mechanisms of such gathering. After an extensive review of mixed-species groups in arthropods, we highlighted for the first time an active aggregation behaviour of larvae. We demonstrated the existence of an attractive/retentive effect of a larval signal (cuticular secretion) deposit on the ground and recognize by congeners. This signal is for us a good candidate to be one of the aggregation vectors in this species. The signal recognition is made by a characteristic exploratory behaviour that we described, quantified and name scanning. Then, we demonstrated a communal collective decision-making in two related larvae species, L. sericata and Calliphora vomitoria, for one food-spot in both monospecific and heterospecific groups. These results highlighted the existence of an interspecific recognition of aggregation vectors (e.g. larval signal) especially the attraction and retention effects of the group. Finally, we demonstrated the existence of thermic preferendum species-dependent and abilities for larvae to collectively choose such temperature. This thesis work allow us new knowledges on group life of such species especially on our comprehension of cooperation-competition phenomenon in these forensically important insects (e.g. datation of the death).

Les réponses comportementales des insectes restent peu connues dès lors qu'on s'éloigne de leur optimum thermique. Les conditions plus extrêmes et variables de température projetées pour les prochaines décennies devraient pousser les organismes à la limite de leur capacité de fonctionnement, dans la mesure où ils ne s'adaptent pas rapidement aux changements. Les réponses comportementales à la température peuvent être kinétiques (résultant de l'accélération/ralentissement des réactions chimiques de l'organisme en fonction de la température) ou intégrées (résultant de l'intégration des informations thermo-sensorielles par le système nerveux central de l'insecte), adaptatives ou contraintes. Distinguer entre ces différents types de réponse permettra de mieux comprendre et prédire la réponse des individus aux nouvelles conditions provoquées par les changements climatiques. Les réponses individuelles pourront alors permettent d’anticiper les conséquences sur les populations. Dans cette thèse, plusieurs comportements d'Anaphes listronoti, un parasitoïde des oeufs du charançon de la carotte (Listronotus oregonensis) ont été observés, à l’intérieur de la fenêtre thermique permettant ses activités. Dans un premier temps, il a été montré que le comportement de marche des femelles A. listronoti ne découlait pas simplement d'une réponse kinétique à la température, mais correspondait à une réponse intégrée telle que l'évitement des conditions thermiques froides et la conservation de l'énergie aux températures élevées. Dans un second temps, l'exploitation d'agrégats d’hôtes a été comparée à différentes températures. La stratégie d'exploitation ne variait pas avec la température, mais des contraintes liées à la manipulation de l'hôte et à la détection des messages chimiques à haute température ont été révélées. Ensuite, le comportement de cour et d'accouplement a été observé en fonction de la température. Les températures suboptimales diminuaient le succès d'accouplement, mais pas le transfert de spermatozoïdes lors d’un accouplement. Des contraintes de reconnaissance entre les partenaires sexuels ont également été observées à températures infra- et supra-optimales. Enfin, un modèle de simulation dynamique intégrant le développement des différents stades de l’insecte et les comportements précédemment étudiés a été conceptualisé. Ce modèle permet de combiner les effets de la température sur les comportements d’un individu et les conséquences sur la population de parasitoïdes, ainsi que sur la population de l’hôte. L’ajout des comportements dans les modèles populationnels n’apporte pas forcément de valeur ajoutée, mais il reste essentiel de les considérer, en particulier dans le cadre des changements climatiques. En effet, si les réponses physiologiques telles que celles associées au développement augmentent jusqu'à un maximum d’environ 35°C, la plupart des comportements deviennent sub-optimaux à partir de 30°C, et cessent presque complètement à 35°C. Dans un contexte de changements climatiques, ces résultats permettent de mieux comprendre et potentiellement prédire les réponses individuelles et populationnelles des insectes aux différentes conditions thermiques. / The behavioural responses of insects remain poorly understood once they move away from their thermal optimum. The more extreme and variable temperature conditions projected for the coming decades should, to the extent that insects do not adapt quickly to changes, push organisms to the limit of their ability to function. Behavioural responses to temperature may be kinetic (resulting from the acceleration/slowing down of the organism's chemical reactions as a function of temperature) or integrated (resulting from the integration of thermo-sensory information by the insect's central nervous system), adaptive or constrained. Distinguishing between these different types of response will help to better understand and predict the response of individuals to new conditions caused by climate change. Individual responses can then be used to infer the consequences on populations. In this thesis, several behaviours of Anaphes listronoti, a parasitoid of the carrot weevil (Listronotus oregonensis) eggs, were observed, depending on the thermal window allowing its activities. Firstly, it was shown that the walking behaviour of A. listronoti females was not simply a kinetic response to temperature, but also corresponded to an integrated response such as avoidance of cold thermal conditions and conservation of energy at high temperatures. In a second step, the exploitation of host patches was compared at different temperatures. The exploitation strategy did not vary with temperature, but constraints related to host handling and detection of chemical cues at high temperatures were revealed. Next, courtship and mating behaviour was observed as a function of temperature. Sub-optimal temperatures decreased mating success, but not sperm transfer during mating. Recognition constraints between sexual partners were also observed at infra- and supra-optimal temperatures. Finally, a model integrating the development of the different stages of the insect and the previously studied behaviours was conceptualized. This model makes it possible to combine the effects of temperature on the behaviour of an individual and the consequences on the parasitoid population, as well as the host population. Adding behaviors to population models does not necessarily add value, but it remains essential to consider them, particularly in the context of climate change. Indeed, while physiological responses such as development increase to a maximum of about 35°C, most behaviours become suboptimal from 30°C onwards, and cease almost completely at 35°C. In a context of climate change, these results allow to better understand and potentially predict the individual and population responses of insects to different thermal conditions.

Les terres noires (Histosol) du Sud du Québec représentent une ressource agricole non-renouvelable où l’on produit la majorité des laitues (Lactuca sativa L.) au Canada. Les paillis de seigle font partie des pratiques culturales durables proposées pour les protéger. Les impacts de ces paillis sur l’agroécosystème demeurent méconnus. Cette étude visait à mesurer les impacts des paillis de seigle sur la chaîne trophique associée au puceron de la laitue, Nasonovia ribisnigri (Mosley, 1841), un ravageur important. Au cours d’une saison de croissance et avec deux transplants, les impacts des paillis de seigle ont été examinés in situ. Dépistages visuels et pièges-bols jaunes ont mesuré la colonisation des plants par N. ribisnigri, ses ennemis naturels et leurs proies alternatives. En cages d’exclusion, la valeur adaptative et la croissance des populations de pucerons ont été mesurées. Ex situ, les effets résiduels des paillis dans le sol sur le fitness et la croissance des populations de N. ribisnigri ont été mesurés. In situ, les paillis de seigle ont limité la colonisation des laitues par N. ribisnigri et ont recruté d’avantage d’ennemis naturels et de proies alternative sur un des transplants. Le paillis a réduit le fitness des pucerons ainsi que la concentration en acides aminés foliaires et le poids des laitues en début de saison. Ex situ, des effets résiduels du paillis de seigle furent détectés sur la composition du microbiote du sol mais pas sur le fitness des pucerons. Ces résultats démontrent le potentiel des paillis de seigle comme pratique culturale contre N. ribisnigri mais n’éclaircissent pas les mécanismes à l’œuvre et soulignent un risque quant au rendement de la laitue. / Southern Quebec cultivated peatland (Histosols) are a non-renewable resource producing most Canadian lettuce (Lactuca sativa L.). Rye mulches are one of the conservation practices proposed to reach sustainable production, but their impacts on the agroecosystem are still poorly studied. We aimed to assess impacts of rye mulches on the trophic chain around the lettuce aphid Nasonovia ribisnigri (Mosley 1841), an economically significant pest. Through one growing season and two successive transplants, we monitored impacts of rye mulches in situ. Visual scouting and yellow pan traps assessed plant colonization by N. ribisnigri, its natural enemies and alternative preys. Exclusion cage experiments measured aphid fitness and population growth. Ex situ, we attempted to detect if lingering effects of the rye mulch within the soil affected lettuce plants, N. ribisnigri and soil microbiota. In situ experiments showed that rye mulch had the potential to inhibit N. ribisnigri field colonization and recruited natural enemies and alternative preys in one transplant. Mulch reduced aphid fitness as well as lettuce foliar amino acids concentration and weight at the beginning of the season. Ex situ experiments detected lasting effect of rye mulch on microbiota composition but not on aphid nor lettuce fitness after mulch removal. This study highlights the potential of rye mulches as a cultural practice against N. ribisnigri but does not reveal mechanisms at play while underlining agronomic challenges concerning lettuce yields.

In der Promotionsarbeit werden die aasbesiedelnden Käferarten Thanatophilus sinuatus (Fabricius, 1775), Trivialname Gerippter Totenfreund und Dermestes ater (De Geer, 1774), Trivialname Schwarzer Speckkäfer, auf die Möglichkeit hin untersucht, nach langen Leichenliegezeiten die Medikamente Methadon und Diphenhydramin nachzuweisen. Dazu wurden verschiedene Stadien der Käfer mittels LC-MS untersucht. Als Extraktionsmethode kam unter anderem die QuEChERS-Methode zum Einsatz. Es zeigte sich, dass in allen Stadien ein Nachweis möglich ist. Zudem gibt es starke Hinweise auf eine käfereigene Metabolisierung der Stoffe.:I. Inhaltsverzeichnis I II. Abkürzungsverzeichnis IV III. Tabellenverzeichnis VI IV. Diagrammverzeichnis VII 1. Aufgabenstellung 1 2. Einführung 3 3. Methodischer Teil 5 3.1. Grundannahme 5 3.2. Stand der Forschung 5 3.3. Auswahl der Käferarten 7 3.3.1. Thanatophilus sinuatus – Der gerippte Totenfreund 8 3.3.2. Dermestes ater – Der schwarze Speckkäfer 9 3.3.3. Vorbereitung der Käfer 9 3.4. Auswahl der Noxen 11 3.4.1. Diphenhydramin 11 3.4.2. Methadon 12 3.5. Versuchsaufbau und Ablauf 13 3.5.1. Probenmaterial 13 3.5.2. Zeitlicher Versuchsablauf 14 3.5.3. Geräte und Material 16 3.5.4. Software 16 3.6. Toxikologische Analytik 17 3.6.1. Externe Kalibrierung und Bestimmung der LOD’s und LOQ’s 17 3.6.2. Extraktion 18 3.6.3. Problemstellung der Mitextraktion von Lipiden 19 3.6.4. Verbesserung der Aufarbeitung durch Probenvorbereitung mittels QuEChERS 19 3.6.5. UPLC-TOF-MS 20 II 4. Ergebnisse 22 4.1. Methodenentwicklung 22 4.1.1. Angewandte Methodik im Hauptversuch 22 4.1.2. Optimierung der Methodik und Erweiterung mit QuEChERS 22 4.1.3. Identifizierung von Methadon und seiner Metabolite 24 4.1.4. Identifizierung von Diphenhydramin und seiner Metabolite 25 4.1.5. Forensische Durchführbarkeit 25 4.2. Ergebnisse der Auswertung 26 4.2.1. Entwicklung von Thanatophilus sinuatus in einer Methadonprobe 26 4.2.2. Entwicklung von Thantophilus sinuatus in einer Diphenhydraminprobe 27 4.2.3. Vergleich der Methadon-, Diphenhydramin- und Kontrollproben bei Thanatophilus sinuatus 28 4.2.4. Festgestellte Probleme in den Thanatophilus sinuatus Zuchten 29 4.2.5. Entwicklung von Dermestes ater in einer Methadonprobe 29 4.2.6. Entwicklung von Dermestes ater in einer Diphenhydraminprobe 30 4.2.7. Probleme und Vorteile der Dermestes ater Zuchten 31 4.2.8. Nachweis von Methadon und seinen Metaboliten in der Thanatophilus sinuatus Zucht 31 4.2.9. Nachweis von Diphenhydramin und seinen Metaboliten in der Thanatophilus sinuatus Zucht 34 4.2.10. Nachweis von Methadon und seinen Metaboliten in der Dermestes ater Zucht 35 4.2.11. Nachweis von Diphenhydramin und seinen Metaboliten in der Dermestes ater Zucht 38 4.2.12. Messung und Quantifizierung mittels optimierter QuEChERS-Extraktion bei Dermestes ater 41 5. Diskussion 43 5.1. Methodendiskussion 43 5.2. Ergebnisdiskussion 45 5.2.1. Ergebnisse von Thanatophilus sinuatus 45 5.2.2. Probleme mit Thanatophilus sinuatus im Vergleich zu Dermestes ater 46 5.2.3. Ergebnisse von Dermestes ater 47 5.2.4. Metabolite bei Diphenhydramin 49 5.2.5. Die Bedeutung von QuEChERS für die forensische Entomotoxikologie 50 5.3. Kritische Betrachtung der forensischen Entomotoxikologie 50 III 6. Zusammenfassung & Ausblick 53 7. Literaturverzeichnis 56 8. Danksagung 69 9. Lebenslauf 70 10. Ehrenwörtliche Erklärung 74

Comme presque tous les êtres vivants, les insectes et autres arthropodes terrestres évoluent dans des environnements dynamiques et hétérogènes relativement à de multiples facteurs abiotiques incluant le rayonnement ultraviolet (UV). L’absorption de ces photons peut affecter le fitness des individus à travers différents types d’effets physiologiques et comportementaux. Certaines stratégies de lutte intégrée manipulent l’exposition au rayonnement UV en contexte agricole de façon à prendre avantage de son aspect attractif pour de nombreux ravageurs et de leur susceptibilité aux photodommages qu’il induit. Considérant le manque de connaissances sur les conséquences potentielles de telles approches sur les ennemis naturels, j’ai étudié dans cette thèse l’influence du rayonnement UV au fil du cycle de vie de deux espèces de guêpes parasitoïdes d’œufs, Telenomus podisi Ashmead, 1893 et Trissolcus utahensis Ashmead, 1893 (Hymenoptera : Scelionidae), et d’une de leurs punaises hôtes, Podisus maculiventris (Say, 1832) (Hemiptera : Pentatomidae), une espèce prédatrice qui pond des œufs de différents niveaux de pigmentation photoprotectrice. De façon à examiner divers paramètres d’histoire de vie de ces associations hôtes-parasitoïdes ainsi que certains des comportements liés à la recherche et à l’exploitation d’hôtes chez les parasitoïdes, j’ai réalisé une série d’expériences sous exposition naturelle et artificielle au rayonnement UV à l’aide de matériaux transmettant ou absorbant ces photons. Je démontre qu’une exposition réaliste au rayonnement UV peut entraîner des conséquences négatives sur le fitness des punaises et de leurs parasitoïdes d’œufs, et ce qu’ils y soient exposés durant leur développement ou comme adultes. L’exposition soutenue à un rayonnement UV-A de faible intensité a réduit la survie et la longévité des parasitoïdes adultes, tandis que chez les punaises, elle a induit des effets reportés négatifs sur la survie des nymphes jusqu’au stade adulte. Les conséquences immédiates et ultérieures de l’exposition des œufs de P. maculiventris au rayonnement UV ont été atténuées avec l’augmentation de leur niveau de pigmentation, et ce tant pour l’hôte que son parasitoïde. Au niveau comportemental, j’ai décrit comment les microhabitats exposés au rayonnement UV attirent les femelles parasitoïdes tout en réduisant leur activité locomotrice. Néanmoins, un taux de parasitisme élevé a été observé à diverses intensités d’exposition au rayonnement UV sur des plants de soya en cages de terrain, révélant que l’atténuation de ces signaux ne réduit pas nécessairement la performance de mes parasitoïdes. Dans l’ensemble, ces différentes études expérimentales ont révélé des effets similaires du rayonnement UV chez les trois espèces testées. Elles fournissent d’importantes réponses quant aux interactions complexes entre des insectes bénéfiques et un facteur abiotique associé aux changements climatiques et qui agit simultanément comme source de stress et d’information relativement à l’environnement. / Like most living things, insects and other terrestrial arthropods navigate environments that are dynamic and heterogenous with regards to various abiotic factors including ultraviolet (UV) radiation. Absorbing those photons can affect arthropod fitness via different types of physiological and behavioural effects. Some integrated pest management strategies manipulate UV exposure in agricultural settings to take advantage of its attractiveness to pests and of their susceptibility to UV damage. Considering the lack of knowledge on how such techniques could affect natural enemies, I studied the influence of UV radiation throughout the lifecycles of two egg parasitoid species, Telenomus podisi Ashmead, 1893 and Trissolcus utahensis Ashmead, 1893 (Hymenoptera: Scelionidae), and one of their potential stink bug hosts, Podisus maculiventris (Say, 1832) (Hemiptera: Pentatomidae), a predatory species that lays eggs of different photoprotective qualities. To examine various life history parameters in these host-parasitoid associations as well as some of the parasitoids’ host location and exploitation behaviours, I conducted a series of experiments under natural and artificial UV exposure, using UV-transmitting and UV-absorbing materials. I showed that realistic doses of UV radiation can have negative consequences for the fitness of stink bugs and their egg parasitoids, whether they were exposed during their development or their adult stage. Long-term exposure to mild UV-A intensities reduced parasitoid emergence and longevity, while inducing negative carryover effects on stink bug nymph survival to adulthood. Immediate or delayed consequences of exposing P. maculiventris eggs to UV radiation lessened with increasing egg pigmentation levels, both for the hosts and their parasitoids. As for behavioural responses to UV radiation, UV-exposed microhabitats were attractive to foraging female parasitoids but also reduced their walking activity. Nonetheless, high parasitism rates were observed under different intensities of UV exposure on soybean plants in field cages, revealing that UV attenuation does not necessarily impede these parasitoids’ performance. Together, these different experimental studies revealed similar effects of UV radiation on the three species tested. They provide important insight on the complex interactions between beneficial insects and an abiotic factor that is involved in climate change and that can act both as an environmental hazard and a visual cue.