Effect of crayfish kairomones on life history traits of Ischnura elegans damselfly larvae

Predators can affect their prey in various indirect ways. An example of such an influence is the production of kairomones, i.e. chemical substances that can be detected by a potential prey and induce defensive reactions in it. The study of this type of threat perception in the predator-prey system is interesting in the context of the growing problem of alien invasive species and climate warming, which often favors their invasion. The aim of this study was to investigate the effect of kairomones and temperature on the life history traits of Ischnura elegans damselfly larvae. The measured parameter was the growth rate of the larvae which is an important feature shaping damselflies’ fitness.According to naïve prey hypothesis, the lack of a shared evolutionary history between a new predator and its prey may result in ineffective defensive responses in that prey (or not response at all). Development of larvae in the presence of a predator may accelerate (strategy to reach adulthood quickly and escape the threat) or slow down (strategy to forage less to avoid encountering the threat). An experiment was carried out in a crossover system: I. elegans larvae were treated independently with the kairomones of two different predators – the native noble crayfish (Astacus astacus) and the alien invasive signal crayfish (Pacifastacus leniusculus) and two different temperatures: 20°C – the current average temperature of the reservoirs and 24°C – the expected temperature until 2100.The effect of kairomones on the growth rate of I.elegans larvae was not demonstrated. These results are different than expected. Individuals experiencing a temperature of 24°C grew faster than those at 20°C. Climate warming is likely to accelerate the development of damselfly larvae, which may result in, for example, more generations per season. Further consideration of predator-prey systems should include field research, allowing observations of relationships occurring in the natural environment. It may also be decisive to know the chemical structure of kairomones, allowing to determine their concentration and source of origin. This will only be possible with an interdisciplinary approach to this subject.

Drapieżniki mogą wpływać na swoje ofiary na różne pośrednie sposoby. Jednym z przykładów takiego wpływ jest produkowanie kairomonów, czyli substancji chemicznych, które mogą zostać odebrane przez potencjalną ofiarę i indukować w niej reakcje obronne. Badanie tego typu percepcji zagrożenia w układzie drapieżnik-ofiara jest interesujące w kontekście wzrastającego problemu obcych gatunków inwazyjnych oraz ocieplenia klimatu, które często sprzyja ich inwazji. Celem niniejszej pracy było sprawdzenie wpływu kairomonów oraz temperatury na cechy historii życiowych larw ważki tężnicy wytwornej (Ischnura elegans). Mierzonym parametrem było tempo wzrostu larw, które stanowi ważną cechę kształtującą dostosowanie ważek.Według naïve prey hypothesis, brak wspólnej historii ewolucyjnej pomiędzy nowym w środowisku drapieżnikiem a jego ofiarą może powodować nieskuteczne reakcje obronne (lub ich brak) u ofiary. Rozwój larw w obecności drapieżnika może przyspieszyć (strategia w kierunku szybkiego osiągnięcia dorosłości i ucieczki od zagrożenia) bądź spowolnić (strategia mniejszego żerowania w celu uniknięcia spotkań z zagrożeniem). Przeprowadzono eksperyment w układzie krzyżowym: larwy tężnicy wytwornej poddawano niezależnie kairomonom dwóch różnych drapieżników – rodzimego raka szlachetnego (Astacus astacus) oraz obcego inwazyjnego raka sygnałowego (Pacifastacus leniusculus) w dwóch różnych temperaturach: 20°C – obecna średnia temperatura zbiorników oraz 24°C – przewidywana temperatura do 2100 r.Nie wykazano wpływu kairomonów na tempo wzrostu larw tężnicy wytwornej. Wyniki te są zatem inne niż przewidywano. Osobniki doświadczające temperatury 24°C rosły szybciej od osobników w 20°C. Ocieplenie klimatu najprawdopodobniej przyspieszy rozwój larw ważek, czego skutkiem może być na przykład większa liczba pokoleń w sezonie. Dalsze rozważania dotyczące układów drapieżnik-ofiara powinny uwzględniać badania terenowe, pozwalające na obserwację zależności występujących w środowisku naturalnym. Rozstrzygające może okazać się także poznanie struktury chemicznej kairomonów, co pozwoli wyznaczyć ich stężenia oraz źródło pochodzenia. Możliwe będzie to tylko przy interdyscyplinarnym podejściu do tej tematyki.