Genus: Argiope

The ability to spread and build quality webs is crucial to spider survival. These abilities may differ in response to dietary adjustments and changes in assemblages of tissue-resident bacteria, including vertically transmitted endosymbiotic taxa, particularly when expanding outside the native ranges. We measured the physical and behavioral parameters of the invasive wasp spider Argiope bruennichi subjected to four types of diets, including protein-rich and lipid-rich diets. We used 16S rDNA sequencing to evaluate vertically and horizontally transmitted tissue-resident bacteria, including endosymbionts, in the cephalothorax and legs of the tested spiders. The diet composition affected the body weight and carapace length as well as the locomotor parameters but not the orb-weaving abilities. Dietary treatments led to changes in the diversity and operational taxonomic unit (OTU) richness of facultative and obligate tissue endosymbionts, with Wolbachia and Rickettsia having higher relative abundance in spiders fed a lipid-rich diet. The higher OTU richness of facultative and obligate endosymbionts was associated with better locomotor performance. The other tissue-resident microbes were dominated by Firmicutes; the dominance and diversity of tissue-resident microbiomes also differed among spiders treated with different diets. The highest alpha diversity of tissue-resident microbes was present in spiders fed the standard diet, whereas all other diets led to a decrease in alpha diversity and various changes at the level of individual genera and OTUs. In conclusion, the tissues of Argiope bruennichi host tremendously diverse assemblages of bacteria, including obligate or facultative endosymbionts, which are sensitive to differences in diet composition and affect the locomotion of their hosts.

Poměr proteinů a lipidů v potravě je klíčovým parametrem přijímané potravy. Kvalita diety může ovlivnit celou řadu životních projevů organismu. Takovými projevy může být u pavouků například chování vedoucí k migraci nebo architektura lapací sítě. Nutričně nedostatečná potrava může být v prvním případě impulsem pro vyhledávání úživnějšího prostředí, v případě druhém pro modifikaci lapací sítě za účelem ulovení nutričně vhodnější kořisti. Cílem mé bakalářské práce bylo zjistit, má-li rozdílná strava vliv na architekturu upředených kolových sítí. K tomuto účelu byl proveden experiment s pavouky druhu Argiope bruennichi rozdělených do čtyř skupin. Každá ze skupin byla krmena kořistí octomilkami druhu Drosophila melanogaster s různým zastoupením makroživin. Jedna skupina jedinců byla chována na octomilkách bohatých na proteiny, druhá na octomilkách bohatých na lipidy, třetí skupina na octomilkách živených základním médiem a čtvrtá skupina byla bez stravy. Poté byly srovnávány vybrané parametry sítí a velikosti těla mezi těmito čtyřmi skupinami, např. architektura kolových sítí (např. rozměry, souměrnost, počet paprsků, rozestupy spirály, přítomnost stabilimenta). Z výsledků experimentu vyplývá, že dieta měla signifikantní vliv na počet radiálních vláken, pavouci krmení kořistí bohaté na proteiny měli tendenci ke tvorbě vyššího počtu radiálních vláken než pavouci krmení na kořisti živené základním médiem. Dieta měla také vliv na tvorbu stabilimenta u skupiny pavouků chovaných bez stravy, na zapředení středu sítě však vliv neměla. Velikost pavouka neměla vliv na přítomnost stabilimenta nebo zapředení ve střední části pavučiny. Větší frekvence tvorby stabilimenta u hladových jedinců by mohla dokumentovat funkci stabilimenta jako prvku lákajícího hmyz.

Poměr proteinů a lipidů v potravě je klíčovým parametrem přijímané potravy. Kvalita diety může ovlivnit celou řadu životních projevů organismu. Takovými projevy může být u pavouků například chování vedoucí k migraci nebo architektura lapací sítě. Nutričně nedostatečná potrava může být v prvním případě impulsem pro vyhledávání úživnějšího prostředí, v případě druhém pro modifikaci lapací sítě za účelem ulovení nutričně vhodnější kořisti. Cílem mé bakalářské práce bylo zjistit, má-li rozdílná strava vliv na architekturu upředených kolových sítí. K tomuto účelu byl proveden experiment s pavouky druhu Argiope bruennichi rozdělených do čtyř skupin. Každá ze skupin byla krmena kořistí octomilkami druhu Drosophila melanogaster s různým zastoupením makroživin. Jedna skupina jedinců byla chována na octomilkách bohatých na proteiny, druhá na octomilkách bohatých na lipidy, třetí skupina na octomilkách živených základním médiem a čtvrtá skupina byla bez stravy. Poté byly srovnávány vybrané parametry sítí a velikosti těla mezi těmito čtyřmi skupinami, např. architektura kolových sítí (např. rozměry, souměrnost, počet paprsků, rozestupy spirály, přítomnost stabilimenta). Z výsledků experimentu vyplývá, že dieta měla signifikantní vliv na počet radiálních vláken, pavouci krmení kořistí bohaté na proteiny měli tendenci ke tvorbě vyššího počtu radiálních vláken než pavouci krmení na kořisti živené základním médiem. Dieta měla také vliv na tvorbu stabilimenta u skupiny pavouků chovaných bez stravy, na zapředení středu sítě však vliv neměla. Velikost pavouka neměla vliv na přítomnost stabilimenta nebo zapředení ve střední části pavučiny. Větší frekvence tvorby stabilimenta u hladových jedinců by mohla dokumentovat funkci stabilimenta jako prvku lákajícího hmyz.

Background: Dispersal and reproduction are key life-history traits that jointly determine species’ potential to expand their distribution, for instance in light of ongoing climate change. These life-history traits are known to be under selection by changing local environmental conditions, but they may also evolve by spatial sorting. While local natural selection and spatial sorting are mainly studied in model organisms, we do not know the degree to which these processes are relevant in the wild, despite their importance to a comprehensive understanding of species’ resistance and tolerance to climate change.

Methods: The wasp spider Argiope bruennichi has undergone a natural range expansion - from the Mediterranean to Northern Europe during the recent decades. Using reciprocal common garden experiments in the laboratory, we studied differences in crucial traits between replicated core (Southern France) and edge (Baltic States) populations. We tested theoretical predictions of enhanced dispersal (ballooning behaviour) and reproductive performance (fecundity and winter survival) at the expansion front due to spatial sorting and local environmental conditions.

Results: Dispersal rates were not consistently higher at the northern expansion front, but were impacted by the overwintering climatic conditions experienced, such that dispersal was higher when spiderlings had experienced winter conditions as occur in their region. Hatching success and winter survival were lower at the range border. In agreement with theoretical predictions, spiders from the northern leading edge invested more in reproduction for their given body size.

Conclusions: We found no evidence for spatial sorting leading to higher dispersal in northern range edge populations of Argiope bruennichi. However, reproductive investment and overwintering survival between core and edge populations differed. These life-history traits that directly affect species’ expansion rates seem to have diverged during the recent range expansion of Argiope bruennichi. We discuss the observed changes with respect to the species’ natural history and the ecological drivers associated with range expansion to northern latitudes.