Reproductive partitioning in Vespula squamosa (Hymenoptera: Vespidae)

Abstract

The yellowjacket, Vespula squamosa, is the only eusocial wasp that commonly has two social forms (monogyne and polygyne nests), has annual and perennial nests, facultatively usurps the nests of conspecifics, and parasitizes other vespine species.  Thus, V. squamosa is ideally suited for examining various phenotypic and genetic variables as they relate to different social alternatives in the context of kin selection theory.  In this study we compared various metrics relating to reproduction for queens in monogyne versus polygyne nests including queen abdominal weight, fertility, egg number, eggs size and worker relatedness.  Monogyne nests (N = 7) and polygyne nests (N = 5) were collected from Georgia and Florida, USA.  Examination of nest comb material indicated all polygyne nests were perennial; the number of workers in the latter varied from approximately 700-36,379.  All monogyne nests were annuals and had less than 1,500 workers.  Single queens were more physogastric than their polygyne counterparts and had significantly more mature eggs per ovary.   Polygyne queens, however, had significantly larger eggs, but produced smaller workers.  Twelve percent of queens in polygyne nests were either devoid of sperm or did not have full spermathecae (N = 142), whereas the spermathecae of single queens (N = 7) were replete with spermatozoa.  Mean genetic relatedness among workers in perennial, polygyne nests suggests that these nests are primarily composed of multiple egg-laying queens.   

Key Words: southern yellowjacket; reproduction; polygyne

Resumen
La avispa chaqueta amarilla, Vespula squamosa (Drury) (Hymenoptera: Vespidae), es la unica avispa eusocial que normalmente tiene dos sistemas
sociales, monogyne (colonias con una reina) y polygyne (colonias con reinas múltiples), tiene avisperos anuales y perennes, es un parásito de avisperos de otras especies de chaquetas amarillas, y desplaza reinas de la misma especie por medio de usurpación. Por estas razones, V. squamosa es una especie apropiada e ideal para examinar variables genéticos y fenotípicos en relacion a diferentes alternativas sociales dentro de la teoria de selección de parentesco. En este estudio comparamos varias métricas en cuanto a la reproducción de reinas que provienen de avisperos con una o varias reinas incluyendo el peso del abdomen, la fertilidad, el número y tamaño de huevos y el parentesco de avispas obreras. Se recolectaron avisperos con una reina (N = 7) y con reinas multiples (N = 5) en los estados de Georgia y Florida, E.E.U.U. La examinación del material del avispero indicó que todos los nidos polygynes eran perennes; el número de trabajadores en estos últimos varió de aproximadamente 700 a 36.379. Todos
los nidos monogynes eran anuales y tenían menos de 1.500 trabajadores. Las reinas solas eran más físogástricas que sus contrapartes polygynes y tenían huevos significativamente más maduros por ovario. Las reinas polygynes, sin embargo, tenían huevos significativamente más grandes, pero produjeron trabajadores más pequeños. El doce por ciento de las reinas de los nidos polygynes estaban desprovistos de espermatozoides o no tenían espermatecas completas (n = 142), mientras que los espermatecas de reinas solas (n = 7) estaban repletos de espermatozoides. El promedio de la relación genética entre los trabajadores en los avisperos perennes, polygynes sugiere que estos nidos incluyen reinas múltiples que ponen huevos.

Palabras Clave: avispa chaqueta amarilla del sur; reproducción polygyne

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