Induction of extrafloral nectar depends on herbivore type in invasive and native Chinese tallow seedlings

Although induced defenses are widespread in nature, and a potentially important strategy used by invasive plants, it is unclear how induced defenses vary among populations and whether the intensity and duration of induced defenses depends on herbivore type. For invasive plants, low herbivore loads in their introduced ranges can lead to differences in herbivore defense compared to their native ranges, but we currently know little about how induced defenses vary among native and invasive populations. We conducted a greenhouse experiment to examine variation in one type of induced defense, extrafloral nectar (EFN) production, among native and invasive populations of Chinese tallow tree, Triadica sebifera. We experimentally manipulated herbivory from an exotic generalist scale insect, a native generalist caterpillar, both herbivores, or neither and then examined EFN production by Triadica. Damage from leaf-chewing caterpillars resulted in strongly induced EFN in both native and invasive populations while damage from phloem-feeding scales did not. Extrafloral nectar production and dissolved solute content peaked 4 days after caterpillar herbivory for both native and invasive populations. Number and proportion of leaves producing EFN, EFN volume and concentration of dissolved solutes were similar among native and invasive populations. These results suggest that selection for indirect defenses may be different than selection for other defenses in the introduced ranges of invasive plants, as constitutive and induced EFN production is retained in invasive populations.

ZusammenfassungObwohl induzierte Abwehr in der Natur weit verbreitet ist und eine potentiell wichtige Strategie von invasiven Arten darstellt, ist unklar, wie induzierte Abwehr zwischen Populationen variiert und ob die Intensität und Dauer der induzierten Abwehr von der Art des Herbivoren abhängen. Bei invasiven Arten kann geringe Belastung durch Herbivoren im Einwanderungsgebiet zu Unterschieden in der Herbivorenabwehr verglichen mit dem Ursprungsgebiet führen, aber wir wissen gegenwärtig wenig darüber, wie induzierte Abwehr zwischen einheimischen und invasiven Populationen variiert. Wir führten ein Gewächshausexperiment durch, um die Variation bei einer Art der induzierten Abwehr, der Produktion extrafloraler Nektarien (EFN), bei einheimischen und invasiven Populationen des Chinesischen Talgbaumes, Triadica sebifera, zu untersuchen. Wir ließen den Befall durch eine exotische, generalistische Schildlaus, eine einheimische, generalistische Schmetterlingsraupe, beide Herbivoren oder keinen zu und untersuchten dann die EFN-Bildung. Beschädigung durch die blattfressenden Raupen induzierte sowohl bei den einheimischen als auch bei den invasiven Populationen eine starke EFN-Bildung, während dies beim Befall durch Schildläuse nicht der Fall war. Die Bildung von EFN und der Gehalt gelöster Inhaltsstoffe erreichten vier Tage nach dem Raupenbefall einen Spitzenwert bei einheimischen und invasiven Populationen. Auch die Anzahl und der Anteil EFN-produzierender Blätter, das Nektarvolumen und die Konzentration der Inhaltsstoffe waren bei einheimischen und invasiven Populationen ähnlich. Diese Ergebnisse legen nahe, dass sich die Selektion auf die indirekte Abwehr im Invasionsgebiet von der Selektion auf andere Abwehrformen unterscheiden könnte, da konstitutive und induzierte EFN-Bildung in den invasiven Populationen erhalten bleibt.