Population consequences of diapause in a model system: the European corn borer

Abstract

The diapause biology of the European corn borer (ECB), Ostrinia nubilalis (Hübn.), is described based on natural and controlled environment studies of feral and lab‐reared ECB's in North Carolina (NC). The diapause response is described as a function of photophase (h of light/day) as well as a function of larval age (instar) at onset of diapause‐inducing conditions. A critical photophase of 14.4 h and a critical mean larval instar of 3.3 is found in the lab studies and supported by three years of insectary studies. Seven years of black light trapping of ECB moths in Goldsboro, NC, revealed the likelihood of up to four moth flights/year. Information about the diapause biology of this insect is used to explain both the number of flights and the relative magnitude of the final moth flights. On average, the majority of ECB lineages pass through three generations/year with early maturing ECB's producing a significant and predictable fourth generation. The timing and magnitude of the fourth flight can be partly explained on the basis of the critical photophase and the timing and age structure of previous ECB generations. In most years, the fourth flight is smaller than the third due to the majority of the fourth generation's predisposition towards diapause. However, in at least one case (1977), the fourth flight was unusually large and could be predicted by slight temporal shifts in the previous three flights resulting in the majority of the fourth generation larvae averting diapause. The value of the ECB‐diapause interaction as a model system for the explanation and prediction of dynamic phenological events is discussed. Les conséquences populationelles de la diapause sur le modèle biologique: Ostrinia nubilalis La diapause d'O. nubilalis Hubn. est décrite d'après des études en conditions naturelles et programmées de souches sauvages ou élevées au laboratoire en Caroline du Nord. La diapause est décrite comme une fonction de la photophase (heures de jour/24 heures) et du stade larvaire au début des conditions inductrices de la diapause. Une photophase critique de 14,4 h et un stade critique larvaire de 3,3 ont été établis au laboratoire après 3 ans d'études en insectarium. 7 ans de piégeage à la lumière noire à Goldsboro, ont montré la vraisemblance de l'existence de 4 vols par an. Les données sur la diapause de cet insecte sont utilisées pour expliquer tant le nombre de vols que l'importance relative des derniers vols. En moyenne, la majorité des lignées ont 3 générations par an, O. nubilalis précoces produisant une quatrième génération conséquente et prédictible. La date et l'importance du 4ème vol peuvent être partiellement expliquées d'après la photophase critique, et la date et la structure en âge des générations précédentes. La plupart des années, le 4ème vol est moins important que le 3ème par suite de la prédisposition à la diapause de la majorité de la 4ème génération. Cependant, dans un cas au moins, en 1977, le 4ème était anormalement important et pouvait être prédit par de faibles changements temporels dans les 3 précédents vols, détournant de la diapause la majorité des chenilles de 4ème génération. La discussion porte sur la valeur du modèle fourni par la diapause de O. nubilalis pour expliquer et prédire la dynamique des événements phénologiques. 1989 The Netherlands Entomological Society