Forskningsintressen

Populationsekologi hos växtätande insekter.  Jag är framförallt intresserad av att förstå hur växtätande insekter påverkas av olika miljöförändringar, såsom ändrad markanvändning och varmare klimatförhållanden. I min forskning strävar jag efter att upptäcka och beskriva fenomen i  naturen som jag sen försöker förklara genom experimentella studier. Exempel på fenomen som jag är intresserad av att förklara är: Varför uppkommer ibland insektsutbrott? Varför producerar insekter ibland extra generationer per år?

Målet är att ta fram kunskap som kan användas inom skogs- och jordbruket för att utveckla långsiktigt och miljömässigt hållbart växtskydd mot skadegörande insekter. 

Projektbeskrivningar

Säsongsanpassningar hos växtätande insekter

Många växtätande insekter producerar normalt bara en generation per år på våra breddgrader men kan ibland producera extra generationer. Ett ökat antal insektsgenerationer kan leda till mer frekventa och dramatiska utbrott av skadegörare. Jag undersöker vilka faktorer och processer som styr generationsantalet (voltinismen) hos växtätande insekter.

Generationsantalet påverkas av relationen mellan två fundamentala motsättningar för insekterna: maximera tiden för reproduktion och utveckling under den gynnsamma perioden av året, samt minimera riskerna att utsätta känsliga livsstadier för köldstress, matbrist eller högt predationstryck under ogynnsamma perioder. Vid ändrade miljöbetingelser kan insekterna förändra detta förhållande, antingen genom genetiska anpassningar eller fenotypiska (plastiska) responser.

Voltinismen bestäms av det antal generationer som insekterna hinner med innan de går in i diapaus för övervintring. De flesta insekter som lever på våra breddgrader tillbringar vintern i diapaus; ett vilstadium som karaktäriseras av sänkt metabolism, ökad köldtålighet samt upphörd reproduktion. Många insekter som övervintrar som fullbildade adulter gör ett val under utvecklingen att antingen gå in i diapaus när de når adultstadiet (vänta med reproduktionen till nästa år), eller att fortskrida utvecklingen och bli reproduktivt aktiva som adulter och producera ytterligare en generation inom samma år.

Två processer som är viktiga för generationsantalet är: (1.) induceringen av diapaus, samt (2.) utvecklingshastigheten innan diapaus. Induceringen av diapaus styrs framförallt av dagslängd som är en viktig signal som insekterna använder för att veta hur mycket tid de har kvar av säsongen. Dagslängden är alltid den samma på en given breddgrad och tidpunkt på året. Därför finner man ofta att insekterna svarar på en specifik dagslängd för inducering av diapaus. Denna dagslängd kallas för kritisk dagslängd (CDL = critical day-length) och är en genetiskt styrd egenskap som beskriver den dagslängd då 50% av individerna i en population går in i diapaus. Förenklat kan man säga att insekterna kommer att producera en extra generation om utvecklingen fullbordas innan dagslängden sjunker under CDL. Om utvecklingen fullbordas senare väljer de istället att gå in i diapaus.

Voltinismen styrs därför till stor del av insekternas säsongsanpassning till dagslängd. Även andra faktorer, såsom temperatur och värdväxtförhållanden, kan också ha betydelse. Utvecklingshastigheten hos insekterna påverkas t.ex. av både temperatur och värdväxt och kan därför bestämma när på säsongen insekterna når det kritiska stadiet för diapaus inducering. Dessutom har det visats att insekternas diapaus inducering ibland kan förändras om temperatur- och värdväxtförhållanden ändras. Hur detta fungerar är är dock dåligt undersökt.

Jag studerar säsongsanpassningar framförallt hos bladbaggen Phratora vulgatissima, som är en viktig skadegörare i energiskogsodlingar av Salix.  Bladbaggen producerar normalt bara en generation per år i Sverige men kan ibland lägga en andra generation i odlingar av korgvide. Jag studerar olika faktorers inverkan på diapaus induceringen och utvecklingshastigheten hos P. vulgatissima och undersöker speciellt hur värdväxten påverkar dessa processer. Resultaten har potentialen att främja utvecklandet av ett effektivt och hållbart växtskydd, speciellt om det visar sig att man kan använda växtegenskaper för att begränsa generationsantalet hos skadegörande insekter. Resultaten förväntas även bidra till den grundläggande kunskapen om vad som styr voltinismen hos växtätande insekter. Projektet har finansieras med medel från Kungliga Skogs- och Lantbruksakademien (KSLA) och Carl Tryggers Stiftelse.

Tillsammans med Daniel W Bean och Tom L. Dudley (USA) studerar jag även säsongsanpassningar hos bladbaggen Diorhabda carinulata som har introducerats till USA från Asien för biologisk kontroll av ett ogräs (Tamarisk). Projektet bidrar bland annat med kunskap om insekters förmåga att anpassa livscykeln evolutionärt till nya miljöbetingelser. Jag är även inblandad i ett projekt om voltinism hos granbarkborren Ips typographus, som är en viktig skadegörare på gran i Sverige. Detta projekt leds av Martin Schroeder på Inst. Ekologi i Uppsala. 

Populationsdynamik hos växtätande insekter i monokulturer

Sedan 1999 har jag tillsammans med Christer Björkman följt populationer av bladbaggar i ett antal odlingar av Salix (s.k. energiskogsodlingar) och naturliga Salix-bestånd i ett landskap runt Uppsala i centrala Sverige. Bladbaggarna kan fluktuera dramatisk i antal över tiden och når ibland så pass höga populationstätheter att de kan kaläta hela bestånd. Sådana utbrott i energiskogsodlingar kan leda till kraftiga tillväxtförluster hos plantorna. Vår forskning har bl.a. visat att (1.) bladbaggarna fluktuerar mer i antal över tiden i odlade jämfört med naturliga bestånd, vilket innebär att utbrottsrisken är högre i odlingar, (2.) en riklig förekomst av naturliga fiender kan minska utbrottsrisken.

Inom ramen för ett doktorandprojekt studerar vi nu populationsdynamiken hos bladbaggarnas naturliga fiender. Projektet drivs framförallt av Anna-Sara Liman (doktorand) med Christer Björkman som huvudhandledare. Vår förhoppning är att forskningen ska leda fram till kunskap som kan användas för att gynna naturliga fiender i energiskogsodlingar.

Mer information om denna forskning kan hittas på bladbaggehemsidan (http://www2.ekol.slu.se/bladbaggar/)

Vetenskapliga publikationer

Dalin, P. & S. Nylin (Submitted) Host-plant quality adaptively affects the diapause threshold: evidence from leaf beetles in willow plantations.

Bean, D.W., P. Dalin & T.L. Dudley (2012) Evolution of critical day length for diapause induction enables range expansion of Diorhabda carinulata, a biological control agent against tamarisk (Tamarix spp.). Evolutionary Applications, in press.

Strudley, S. & P. Dalin (2012) Tamarix as invertebrate habitat. In: A. Sher & M. Quigley (eds.) Tamarix: A Case Study of Ecological Change in the American West. Oxford University Press.

Baffoe, K.O., P. Dalin, G. Nordlander & J.A. Stenberg (2012) Importance of temperature for the performance and biocontrol efficiency of the parasitoid Perilitus brevicollis (Hymenoptera: Braconidae) on Salix. BioControl, in press: http://dx.doi.org/10.1007/s10526-012-9443-5

Wang, X-P., Q-S. Yang, P. Dalin, X-M. Zhou, Z-W. Luo & C-L. Lei (2012) Geographic variation in photoperiodic diapause induction and diapause intensity in Sericius montelus (Lepidoptera: Papilionidae). Insect Science, in press: http://dx.doi.org/10.1111/j.1744-7917.2011.01473.x

Dalin, P. (2011) Diapause induction and termination in a commonly univoltine leaf beetle (Phratora vulgatissima). Insect Science 18: 443-450. http://dx.doi.org/10.1111/j.1744-7917.2011.01417.x

Dalin, P., T. Demoly, Md. F. Kabir & C. Björkman. (2011) Global land-use change and the importance of zoophytophagous bugs in biological control: coppicing willows as a timely example. Biological Control 59: 6-12. http://dx.doi.org/10.1016/j.biocontrol.2011.01.010

Dalin, P., D.W. Bean, T.L. Dudley, V.A. Carney, D. Eberts, K.T. Gardner, E.G. Hebertsson, E.N. Jones, D.J. Kazmer, G.J. Jr. Michels, S.A. O’Meara, & D. C. Thompson (2010) Seasonal adaptations to day-length in ecotypes of Diorhabda spp. (Coleoptera: Chrysomelidae) inform selection of agents against saltcedars (Tamarix spp.). Environmental Entomology 39: 1666-1675. http://dx.doi.org/10.1603/EN09270

Dalin, P., O. Kindvall & C. Björkman. (2009) Reduced population control of an insect pest in managed willow monocultures. PlosOne 4(5), e5487. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0005487

Dalin, P., M.J. O’Neal, T. Dudley & D.W. Bean. (2009) Host plant quality of Tamarix ramosissima and T. parviflora for three sibling species of the biocontrol insect Diorhabda elongata (Coleoptera: Chrysomelidae). Environmental Entomology 38: 1373-1378. http://dx.doi.org/10.1603/022.038.0504

Dalin, P., J. Ågren, C. Björkman, P. Huttunen & K. Kärkkäinen (2008) Leaf trichome formation and plant resistance to herbivory. In: A. Schaller (ed.) Induced Plant Resistance to Herbivory. Springer. pp. 89-105.

Björkman, C., P. Dalin  & K. Ahrne (2008) Leaf trichome responses to herbivory in willows: induction, relaxation and costs. New Phytologist 179: 176-184. http://dx.doi.org/10.1111/j.1469-8137.2008.02442.x

Dalin, P. (2006) Habitat difference in abundance of willow leaf beetle Phratora vulgatissima (Coleoptera: Chrysomelidae): plant quality or natural enemies? Bulletin of Entomological Research 96: 629-635. http://dx.doi.org/10.1079/BER2006465

Dalin, P., O. Kindvall & C. Björkman (2006) Predator foraging strategy influences prey population dynamics: arthropods predating a gregarious leaf beetle. Animal Behaviour 72: 1025-1034. http://dx.doi.org/10.1016/j.anbehav.2006.02.017

Dalin, P. & C. Björkman (2006) Native insects colonizing introduced tree species – patterns and potential risks. In: T. Paine (ed.) Invasive Forest Insects, Introduced Forest Trees, and Altered Ecosystems – Ecological Pest Management in Global Forests of a Changing World. Springer. pp. 63-77.

Dalin, P., C. Björkman & K. Eklund (2004) Leaf beetle grazing does not induce willow trichome defense in the coppicing willow Salix viminalis. Agricultural and Forest Entomology 6: 125-129. http://dx.doi.org/10.1111/j.1461-9555.2004.00211.x

Björkman, C., P. Dalin & K. Eklund (2004) Stink-bugs as predators on insect pests in willow plantations. Entomologisk Tidskrift 125: 13-19.

Björkman, C., P. Dalin & K. Eklund (2003) Generalist natural enemies of a willow leaf beetle (Phratora vulgatissima): abundance and feeding habits. Journal of Insect Behavior 16: 747-764. http://dx.doi.org/10.1023/B:JOIR.0000018318.37306.a8

Dalin, P. & C. Björkman (2003) Adult beetle grazing induces willow trichome defense against subsequent larval feeding. Oecologia 134: 112-118. http://dx.doi.org/10.1007/s00442-002-1093-3

Populärvetenskapliga publikationer

Dalin, P. (2009) Insekter på Salix och Populus i trädgårdar och parker. Faktablad om växtskydd – trädgård 162-T

Dalin, P. (2009) Stora svängningar i monokultur. Notiser från SLU 4:2009.

Länkar

CV