TY  - THES
A1  - Lehenberger, Maximilian
T1  - Ecology and Evolution of symbiotic microbial communities in fungus farming ambrosia beetles
T1  - Ökologie und Evolution von symbiotischen mikrobiellen Gemeinschaften in Pilzzüchtenden Ambrosiakäfern
N2  - Within my PhD project I gained several novel insights into the poorly investigated 
symbiotic world of fungus farming ambrosia beetles and their bark beetle ancestors, 
where I especially focused on physiological interactions and capabilities of 
associated fungal symbionts. Here, (i) I could confirm the association of mutualistic 
Phialophoropsis fungi with the ambrosia beetle genus Trypodendron and found hints 
for a possible new Phialophoropsis species in T. signatum and T. domesticum. 
Moreover, I could show that mutualistic fungi of Trypodendron ambrosia beetles are 
able to decompose major woody polysaccharides such as cellulose and xylan. 
Additionally, (ii) I provided the first images using micro-computed tomography (µCT) 
of the formerly unknown structure of the mycetangium of Trypodendron leave. (iii) I 
could confirm a general tolerance towards ethanol in mutualistic ambrosia beetle 
fungi, while antagonistic fungi as well as most examined fungal bark beetle 
associates (e.g. possibly tree-defense detoxifying species) were highly sensitive to 
even low concentrations of ethanol. Further, (iv) I found that natural galleries of 
ambrosia beetles are highly enriched with several biologically important elements 
(such as N, P, S, K, Mg) compared to the surrounding woody tissue and suggest that 
mutualistic fungi are translocating and concentrating elements from the immediate
surrounding xylem to the beetles galleries. Furthermore, (v) I could show that various 
fungi associated with bark and ambrosia beetles (mutualists, possibly beneficial 
symbionts) are emitting several volatile organic compounds mostly within aliphatic 
and aromatic alcohols and esters, while non-mutualistic and free living species were 
generally emitting a lower number and amount of volatiles. Finally, especially bark 
and ambrosia beetle fungi were found to incorporate several amino acids, from which 
some are especially important for the production of certain volatile organic
compounds. Amino acid content also indicated a higher nutritional value for certain 
species. Here, I propose that especially volatile organic compounds are widespread 
key players in maintaining various symbioses between fungi and beetles, as already 
proven by a recent study on the bark beetle Ips typographus (as well as for some 
other bark beetle-fungus symbioses, see summary in Kandasamy et al. 2016) and 
also suggested for ambrosia beetles.
N2  - Im Rahmen meiner Promotion konnte ich einige neue Einblicke in die symbiotische 
Welt von Pilz-züchtenden Ambrosiakäfern sowie ihren direkten Vorfahren den 
Borkenkäfern, mit speziellen Fokus auf physiologische Interaktionen und 
Besonderheiten der assoziierten Pilzen, erlangen. Hier konnte ich (i) die Assoziation 
der europäischen Trypodendron Arten mit mutualistischen Pilzen in der Gattung 
Phialophoropsis generell bestätigen und fand des weiteren Hinweise auf eine 
vermutlich neue Phialophoropsis Art in den beiden Ambrosiakäfern T. domesticum
und T. signatum. Außerdem konnte ich zeigen, dass mutualistische Pilze, welche mit 
Ambrosiakäfern der Gattung Trypodendron assoziiert sind, wesentliche 
Polysaccharide im Holz (Cellulose und Xylan) abbauen können. Zusätzlich war es 
mir möglich, (ii) erstmals die Pilzsporen übertragende Struktur „Mycetangium“ des 
Ambrosiakäfers Trypodendron laeve zu untersuchen und durch den Einsatz von 
Mikro-Computertomographie (µCT) somit die ersten detaillierten Aufnahmen bereit 
zu stellen. Außerdem bestätigten und ergänzten meine Studien, (iii) das Ethanol� Toleranz unter Ambrosiakäfer-Pilzen eine wohl sehr weit verbreitete Besonderheit ist, 
wohingegen für die Käfer bzw. für die Ambrosiapilze schädliche Pilze stark durch 
schon geringe Ethanol-Konzentrationen gehemmt werden. Interessanterweise 
wurden auch nahezu alle mit Borkenkäfern assoziierten Pilze stark durch Ethanol 
gehemmt. Des Weiteren konnte ich zeigen, (iv) das natürliche Brutsysteme von 
Ambrosiakäfern, im Gegensatz zu unbesiedeltem Splintholz, sehr stark mit 
verschiedenen essentiellen Elementen (wie etwa N, P, S, K und Mg) angereichert 
sind. Sehr wahrscheinlich ist es den Pilzsymbionten möglich, Elemente aus 
unmittelbar umliegendem Splintholz abzuziehen und diese in den Brutsystemen der 
Käfer entsprechend anzureichern. Außerdem konnte ich zeigen, (v) das nahezu alle 
untersuchten Borken- und Ambrosiakäfer-Pilze (Mutualisten sowie möglicherweise 
begünstigende Symbionten) eine Vielzahl an flüchtigen Inhaltsstoffen produzieren, 
welche sich hier vor allem in die Gruppe der aliphatischen und aromatischen 
Alkohole und Ester eingliedern. Nicht mutualistische Pilze sowie freilebende Arten 
produzierten im Vergleich eine geringere Anzahl an unterschiedlichen flüchtigen 
Inhaltsstoffen und emittierten zumeist geringere Mengen davon. Schließlich konnte 
ich zeigen, dass vor allem Pilze welche mit Borken- und Ambrosiakäfern assoziiert 
sind, größere Mengen an verschiedenen Aminosäuren in ihrer Biomasse einbauen, 
von welchen einige besonders wichtig sind um bestimmte flüchtige Inhaltsstoffe zu 
bilden. Dazu kann durch den Anteil der gefundenen Aminosäuren in der 
Pilzbiomasse auf den nährstoffreichen Charakter der Pilze geschlossen werden.
Diese flüchtigen Inhaltsstoffe haben mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit eine 
essenzielle Rolle innerhalb einer Vielzahl an Käfer-Pilz Symbiosen und sind 
vermutlich maßgeblich an dem Erfolg und Bestand solcher Symbiosen beteiligt. Dies 
wurde bereits in jüngster Vergangenheit bei dem Borkenkäfer Ips typographus mit 
seinen assoziierten Pilzen gezeigt (aber auch bei einigen weiteren Borkenkäfern, 
siehe Zusammenfassung von Kandasamy et al., 2016), während es bei 
Ambrosiakäfern bisher nur vermutet wurde.
KW  - Ambrosia beetles
KW  - Ambrosiakäfer
KW  - bark beetles
KW  - fungi
KW  - symbiosis
KW  - mutualism
KW  - Borkenkäfer
KW  - Pilze
KW  - Symbiose
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-241546
PB  - Fungal Ecology, Frontiers in Microbiology, Deutsche Gesellschaft für allgemeine und angewandte Entomologie
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Floren, Andreas
A1  - Krüger, Dirk
A1  - Müller, Tobias
A1  - Dittrich, Marcus
A1  - Rudloff, Renate
A1  - Hoppe, Björn
A1  - Linsenmair, Karl Eduard
T1  - Diversity and interactions of wood-inhabiting fungi and beetles after deadwood enrichment
JF  - PLoS ONE
N2  - Freshly cut beech deadwood was enriched in the canopy and on the ground in three cultural landscapes in Germany (Swabian Alb, Hainich-Dun, Schorfheide-Chorin) in order to analyse the diversity, distribution and interaction of wood-inhabiting fungi and beetles. After two years of wood decay 83 MOTUs (Molecular Operational Taxonomic Units) from 28 wood samples were identified. Flight Interception Traps (FITs) installed adjacent to the deadwood enrichments captured 29.465 beetles which were sorted to 566 species. Geographical 'region' was the main factor determining both beetle and fungal assemblages. The proportions of species occurring in all regions were low. Statistic models suggest that assemblages of both taxa differed between stratum and management praxis but their strength varied among regions. Fungal assemblages in Hainich-Dun, for which the data was most comprehensive, discriminated unmanaged from extensively managed and age-class forests (even-aged timber management) while canopy communities differed not from those near the ground. In contrast, the beetle assemblages at the same sites showed the opposite pattern. We pursued an approach in the search for fungus-beetle associations by computing cross correlations and visualize significant links in a network graph. These correlations can be used to formulate hypotheses on mutualistic relationships for example in respect to beetles acting as vectors of fungal spores.
KW  - european beech forests
KW  - bark beetles
KW  - management
KW  - decay
KW  - ecology
KW  - norway spruce
KW  - substrate quality
KW  - communities
KW  - rare
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-145129
VL  - 10
IS  - 11
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Cavaletto, Giacomo
A1  - Faccoli, Massimo
A1  - Marini, Lorenzo
A1  - Spaethe, Johannes
A1  - Magnani, Gianluca
A1  - Rassati, Davide
T1  - Effect of trap color on captures of bark- and wood-boring beetles (Coleoptera; Buprestidae and Scolytinae) and associated predators
JF  - Insects
N2  - Traps baited with attractive lures are increasingly used at entry-points and surrounding natural areas to intercept exotic wood-boring beetles accidentally introduced via international trade. Several trapping variables can affect the efficacy of this activity, including trap color. In this study, we tested whether species richness and abundance of jewel beetles (Buprestidae), bark and ambrosia beetles (Scolytinae), and their common predators (i.e., checkered beetles, Cleridae) can be modified using trap colors different to those currently used for surveillance of jewel beetles and bark and ambrosia beetles (i.e., green or black). We show that green and black traps are generally efficient, but also that many flower-visiting or dark-metallic colored jewel beetles and certain bark beetles are more attracted by other colors. In addition, we show that checkered beetles have color preferences similar to those of their Scolytinae preys, which limits using trap color to minimize their inadvertent removal. Overall, this study confirmed that understanding the color perception mechanisms in wood-boring beetles can lead to important improvements in trapping techniques and thereby increase the efficacy of surveillance programs.
KW  - ambrosia beetles
KW  - baited traps
KW  - bark beetles
KW  - biosecurity
KW  - checkered beetles
KW  - forest pests
KW  - insect vision
KW  - jewel beetles
KW  - surveillance
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216325
SN  - 2075-4450
VL  - 11
IS  - 11
ER  -