Aphidophagous lady beetles rely on multiple sources of food in their environment. Alfalfa fields provide both aphids and many alternate foods, such as other arthropod prey, pollen, and fungi. Alfalfa fields (Medicago sativa L.) in Utah have low aphid densities, which may require lady beetles to consume alternative sources of food. Many methods can be used to determine these diets; frass analysis is used here to compare the diets of the introduced species Coccinella septempunctata L. with two native species, C. transversoguttata richardsoni Brown and Hippodamia convergens Guérin-Méneville, that occur in the Utah alfalfa habitat. In initial laboratory experiments to examine the feasibility of frass analysis, 48 hours at 20oC was sufficient time for adult lady beetles to pass prey cuticle through their guts. When consumed by these adults, pea aphids (Acyrthosiphon pisum [Harris]), alfalfa weevil larvae (Hypera postica [Gyllenhall]), and C. septempunctata larvae produced distinctive fragments in the frass. Such fragments could also be distinguished in frass collected in a field experiment in which aphid densities in plots of alfalfa were manipulated. Furthermore, additional consumed foods could be distinguished in the field experiment, including pollen, fungi, and other types of arthropods. Frass analysis demonstrated higher use of aphid prey by C. septempunctata adults collected from high versus low aphid density plots during the field experiment. Use of other types of prey, such as alfalfa weevil larvae, other arthropods, pollen and fungi, was similar between plots with high and low aphid densities. A field census was performed over two years to track the diets of the three species of lady beetles during the first crop of alfalfa, when two sources of prey in particular were present, aphids and alfalfa weevil larvae. Comparisons of diets revealed that the three species utilized different types of prey to similar degree during both years. In general, however, higher percentages of C. septempunctata adults were found to have consumed aphids and weevils during both years. Also, C. septempunctata was found to produce more frass and consume larger quantities of prey than either native species during the second year.

During the 1990s, over a period of just a few years, the multi-colored Asian lady beetle, Harmonia axyridis (Pallas) invaded the entire area of northern Europe. In parallel with this invasion, a decline in native coccinellid species was recorded in Belgium, Britain, and Switzerland, affecting mainly one common species: the two-spot ladybird, Adalia bipunctata L. An impressive trait of H. axyridis, that could explain both its high invasiveness and the decline of native coccinellids, is its predation behaviour. Intraguild predation is a trophic interaction between species that share the same prey – in this case, aphids. In order to determine the precise impact of this predation on the native coccinellid species, the predation behaviour of H. axyridis larvae was observed in Petri dishes and on plants. The resistance of H. axyridis to predation was also studied by exposing it without dorsal spines to native predator larvae, in order to test whether or not the dorsal spines are a physical defence against intraguild predation. In addition to these laboratory experiments, an original method was developed and used to track predation under field conditions. This method is based on the gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) detection of exogenous alkaloids in H. axyridis, especially alkaloids from native coccinellids likely to be subject to intraguild predation. My results show that, in the absence of aphids, H. axyridis consumes both A. bipunctata eggs and all larval instars in Petri dishes. On plants, depending to aphid density, this interaction can change with regards to larvae but not eggs. In addition to intraguild predation, competitive exclusion can occur because of quite aggressive behaviour towards competitors. Dorsal spines significantly reduce the number of bites inflicted, and thereby complement the other defense mechanisms of H. axyridis that enable it to remain dominant in competition for food resources. In semi-natural conditions, predation on the native coccinellids Adalia spp. Calvia spp. Coccinella septempunctata L. and Propylea quatuordecimpunctata (L.) was detected. The number of sites where this predation was observed suggests that this interaction is frequent. It was also observed that an H. axyridis larva can ingest several native coccinellid species, confirming its status as a predator of coccinellids. We can therefore conclude that intraguild predation by H. axyridis leads, as does resource competition, to a decline in native coccinellids./Introduite pour la lutte biologique dans les années 90, la Coccinelle asiatique, Harmonia axyridis (Pallas), a envahi en quelques années toute l’Europe du Nord. Parallèlement à cette invasion, un déclin de plusieurs espèces de coccinelles indigènes dont la très commune Coccinelle à deux points, Adalia bipunctata L. a été observé dans différents biotopes en Belgique, en Angleterre ainsi qu’en Suisse. Un des traits remarquables de la Coccinelle asiatique est son comportement de prédateur intraguilde qui pourrait expliquer à la fois ce déclin mais aussi en partie son caractère hautement invasif. La prédation intraguilde est une interaction trophique entre des espèces qui se nourrissent d’une même proie, dans ce cas-ci les pucerons. Afin de mieux connaître l’impact de cette prédation sur les coccinelles indigènes, le comportement de prédation des larves d’H. axyridis a été décrit en boîtes de Petri et sur plantes. Sa résistance à la prédation a également été étudiée en exposant des larves dépourvues d’épines dorsales à un prédateur indigène, dans le but de tester le rôle de ces épines en tant que défense physique à l’égard d’un prédateur intraguilde. En plus de ces expériences de laboratoire, une méthode originale a été développée et utilisée pour suivre cette prédation en conditions semi-naturelles. Elle se base sur la détection, en GC-MS, des alcaloïdes exogènes chez H. axyridis et en particulier des alcaloïdes produits par d'autres espèces de coccinelles susceptibles de subir une prédation intraguilde. Mes résultats montrent qu'en l'absence de pucerons, H. axyridis a un comportement de prédation vis-à-vis des œufs et de tous les stades larvaires d’A. bipunctata. La présence de pucerons, suivant leur densité, peut modifier cette interaction à l’égard des larves indigènes mais pas des œufs. En plus de la prédation intraguilde, une compétition par exclusion peut être aussi suspectée et expliquée par le comportement très agressif d’H. axyridis à l’égard de ses concurrents. Quant aux épines dorsales, elles permettent de réduire significativement le nombre de morsures et complètent ainsi les autres lignes de défense utilisées par H. axyridis pour s’imposer dans des ressources déjà exploitées par d’autres prédateurs. En conditions semi-naturelles, cette prédation à l’égard des coccinelles indigènes a été confirmée vis-à-vis d’Adalia spp. Calvia spp. Coccinella septempunctata L. et Propylea quatuordecimpunctata (L.). Vu le nombre de sites où cette prédation a été détectée, elle peut être considérée comme une interaction fréquente. De plus, une même larve de coccinelle asiatique peut ingérer plusieurs espèces de coccinelles indigènes confirmant indéniablement son statut de prédateur de coccinelles. Ainsi, nous pouvons conclure que la prédation intraguilde par H. axyridis sur les coccinelles indigènes participe très certainement au déclin de celles-ci et ceci très probablement au même titre que des phénomènes de compétition pour les ressources. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished