Overwintering in the Bamboo Mosquito Tripteroides bambusa (Diptera: Culicidae) during a warm, but unpredictably changing, winter

Abstract

The bamboo mosquito, Tripteroides bambusa (Yamada) (Diptera: Culicidae), is a common insect across forested landscapes in Japan. Several studies have reported its overwintering as larvae and eggs, in both natural and artificial water containers. Nevertheless, it is unclear how sensitive this mosquito species is to changes in weather patterns associated with global warming. The El Niño event of 2015 through 2016 was one of the strongest on record and provided an ideal scenario for observations on the overwintering of the bamboo mosquito during a winter predicted to be unusually warm. Thus, we set oviposition traps in mid October 2015 and made weekly observations, from December 2015 to May 2016, on bamboo mosquito larval recruitment and pupation in Nagasaki, Japan. We found that larvae were pupating as late as the first week of January (prior records from the study site indicated mosquito pupation ended by mid-late October) and that pupation resumed in mid April (one month earlier than previous records at the study site). We also found that fourth instar larvae were able to survive in frozen oviposition traps following an extremely unusual snowstorm and cold spell and that recruitment of larvae from eggs happened after this unusual event. Our analysis suggested that overwintering and metamorphosis of the bamboo mosquito is sensitive to average and extreme temperatures, the latter measured by temperature kurtosis. Our results highlight the need to better understand changes in overwintering strategies in insects, and associated trade-offs and impacts on population dynamics, in light of climate change.

El mosquito del bambú, Tripteroides bambusa (Yamada) (Diptera: Culicidae), es un insecto común en los paisajes forestales de Japón. Varios estudios han informado de su hibernación en forma de larvas y huevos, tanto en contenedores de agua naturales como artificiales. Sin embargo, no está claro hasta qué punto es sensible esta especie de mosquito a los cambios climático asociado al calentamiento global. El evento de El Niño de 2015 a 2016 fue uno de los más fuertes registrados y proporcionó un escenario ideal para las observaciones sobre la hibernación del mosquito del bambú durante un invierno predicho como inusualmente cálido. Así, colocamos trampas de oviposición a mediados de octubre de 2015 y realizamos observaciones semanales desde diciembre de 2015 hasta mayo de 2016, sobre el reclutamiento de larvas y la pupación del mosquito del bambú en Nagasaki, Japón. Se descubrió que las larvas pupaban hasta la primera semana de enero (los registros anteriores del lugar de estudio indicaban que la pupación de los mosquitos finalizaba a mediados de octubre) y que la pupación se reanudaba a mediados de abril (un mes antes que que los registros anteriores en el lugar de estudio). También descubrimos que las larvas de cuarto estadio fueron capaces de sobrevivir en trampas de oviposición congeladas tras una tormenta de nieve y una ola de frío extremadamente inusuales y que el reclutamiento de larvas a partir de los huevos se produjo después de este evento inusual. Nuestro análisis sugiere que la hibernación y la metamorfosis del mosquito del bambú es sensible a las temperaturas medias y extremas, esta última medida por la curtosis de la temperatura. Nuestros resultados ponen de relieve la necesidad de comprender mejor los cambios en las estrategias de hibernación de los insectos, y las compensaciones e impactos asociados en la dinámica de la población, a la luz del cambio climático.