Austroplatypus incompertus - Austroplatypus incompertus

Austroplatypus incompertus
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Учебный класс:
Насекомое
Заказ:
Жесткокрылые
Семья:
Curculionidae
Род:
Австроплатип
Разновидность:
A. Incompertus
Биномиальное имя
Austroplatypus incompertus
Щедль, 1968 г.

Austroplatypus incompertus это разновидность жук-амброзия принадлежащий к настоящий долгоносик семья, уроженец Австралия, с проверенным распределением в Новый Южный Уэльс и Виктория.[1] Он образует колонии в сердцевина из Эвкалипт деревья и первый жук быть признанным эусоциальный насекомое.[2][3] Austroplatypus incompertus считается эусоциальным, потому что группы содержат одну оплодотворенную самку, которую защищает и о которой заботится небольшое количество неоплодотворенных самок, которые также выполняют большую часть работы.[4] Эти жуки, по-видимому, самые старые сельскохозяйственные существа, приручившие грибы почти 90 миллионов лет назад.[5] Вероятно, этот вид передавал культурные грибы другим долгоносикам.[6]

Описание и жизненный цикл

Яйцо A. Incompertus имеет длину около 0,7 мм и ширину 0,45 мм. Он развивается через пять возрастов Его голова вырастает примерно от 0,3 мм в ширину в первом возрасте до 0,9 мм в пятом возрасте. Тогда это окукливается и появляется взрослым - 6 мм в длину и 2 мм в ширину. Взрослый особь имеет удлиненное цилиндрическое тело, типичное для других утконосов, и половой диморфизм, при этом мужчины представляют собой пол значительно меньшего размера, что нетипично среди утконос жуки. У женщин есть наклон надкрылий адаптирован для уборки галерей и защиты. Кроме того, выставляются только самки. микангия.[7]

Среда обитания

Как и другие жуки-амброзии, A. Incompertus живет в питании симбиоз с грибы амброзии. Они роют туннели в живых деревьях, в которых выращивают грибные сады как единственный источник питания. Новые колонии основывают оплодотворенные самки, использующие особые конструкции, называемые микангия переносить грибки на новое дерево-хозяин.[8] Микангия A. Incompertus и специфический способ, которым вид приобретает грибковые споры для транспорта были изучены и сравнены с механизмами, используемыми другими жуками-амброзиями.[3] Осенью оплодотворенные самки начинают прокладывать туннели в деревьях, и им требуется около семи месяцев, чтобы проникнуть на глубину от 50 до 80 мм и отложить яйца.[2][3]

Хост-деревья

Оценка проведена Министерство сельского хозяйства США (USDA) на необработанных бревнах и щепе 18 видов древесных растений из Австралии. A. Incompertus в большинстве из них, в том числе: Eucalyptus baxteri, E. botryoides, E. Conceniana, E. delegatensis, E. eugenioides, E. fastigata, E. globoidea, Макроринча Е., E. muelleriana, E. obliqua, E. pilularis, E. radiata, E. scabra, E. sieberi, и Corymbia gummifera. В отличие от большинства жуков-амброзий, он поражает здоровые, неповрежденные деревья.[9]

Распределение

A. Incompertus является местным для Австралии, и было подтверждено, что его можно найти в различных местах вокруг Нового Южного Уэльса. Их ареал несколько ограничен и простирается от Омео в Виктории и Идена в Новом Южном Уэльсе на север до Дорриго и на запад до государственного леса реки Стикс в Северном Новом Южном Уэльсе.[10]

Поведение

Социальная структура

Оплодотворенная самка пытается создать новую колонию, зарываясь глубоко в самое сердце живого дерева, в конечном итоге разветвляясь и откладывая свои грибковые споры и личинки.[2] Когда эти личинки становятся взрослыми, самцы уходят на некоторое время раньше, чем самки, в среднем пять самок остаются позади, которые быстро теряют последние четыре. предплюсны сегменты на задних лапах.[3][11] Единственный вход в колонию вскоре будет закрыт деревом, окружающим колонию. Эта деформация и физический барьер заставляют женщин оставаться неоплодотворенными, и они участвуют в обслуживании, раскопках и защите галерей, пропагандируя поддержание социальной иерархии.[11]

Эусоциальность

A. Incompertus один из немногих организмов вне Перепончатокрылые (пчелы и муравьи) и Изоптера (термиты) выставлять эусоциальность. Эусоциальные насекомые развиваются большими размерами, передавая кооператив общества, которые помогают друг другу в воспитании молодняка, часто ценой жизни или репродуктивных способностей человека. Как результат, стерильный касты в колонии выполняют непродуктивную работу. Этот альтруизм Это объясняется тем, что эусоциальные насекомые выигрывают от отказа от репродуктивной способности многих особей, чтобы улучшить общую приспособленность близкородственного потомства.

Чтобы животное считалось эусоциальным, оно должно соответствовать трем критериям, определенным Э. О. Уилсон.[12] У вида должно быть репродуктивное разделение труда. A. Incompertus содержит единственную оплодотворенную самку, которую охраняет небольшое количество неоплодотворенных самок, которые также выполняют большую часть работы по раскопкам галерей в лесу, удовлетворяя первому критерию. Второй критерий требует, чтобы в группе было перекрывающиеся поколения, явление, обнаруженное в A. Incompertus. Ну наконец то, A. Incompertus проявляет кооперативную заботу о выводке, третий критерий эусоциальности.[13]

Гипотезы эволюции эусоциальности

Причины эволюции эусоциальности в этих долгоносики непонятны.[3][14] Преимущества альтруизма проявляются в двух экологических режимах: «страховщики жизни» и «защитники крепостей».[15] Большинство перепончатокрылых, подавляющее большинство социальных насекомых, являются страховщиками жизни, где эусоциальность адаптирована в качестве защиты от снижения продолжительности жизни потомства. Большинство термитов, как защитники крепостей, получают выгоду от совместной работы, чтобы наилучшим образом использовать ценный экологический ресурс.[15]

Из A. Incompertus' экология, защита крепости, вероятно, учитывая то, что они выкапывают деревянные галереи на деревьях-хозяевах с единственным входом. Защита крепости достаточна для развития эусоциальности при соблюдении трех критериев: еда, совпадающая с укрытием, выбор для защиты от злоумышленников и хищников и способность защищать такую ​​среду обитания.[16] Самка, которая начинает колонию, приносит долгоносикам источник пищи, его симбиотический грибы, чтобы отдохнуть в деревянных галереях, которые он раскапывает.[3] Это удовлетворяет первому критерию. У самок заметно выступающие шипы на надкрылья, а женщины - единственный пол, защищающий галереи, возможно удовлетворяющий второму критерию.[3] Третий критерий изучен и продемонстрирован недостаточно. Единственный вход потенциально мог показать способность защищаться, хотя несколько комменсалов и по крайней мере один хищник были обнаружены в колониях.[3]

Успешный эусоциальный A. Incompertus репродуктивная способность колоний выше, чем у их бесполезных собратьев.[3] Это могло бы последовать за возможностью «страховщика жизни» в том смысле, что выгоды для потомства родственного человека увеличили бы желание помочь этому человеку и имели бы больше шансов на размножение гена посредством родственного отбора. У перепончатокрылых, которые следуют таким образцам жизни, есть то преимущество, что рабочие сестры гаплоидны, что увеличивает их родство с будущим сестринским потомством. Этот гаплодиплоидия Согласно гипотезе, эусоциальность возникла потому, что диплоидные сестры больше связаны с будущими сестрами, чем со своим собственным потомством.[17] Эта гипотеза не подтверждается A. IncompertusОднако исследование генетических маркеров показало, что все взрослые, мужчины и женщины, репродуктивные или рабочие, являются диплоидами.[14]

Вполне возможно, что этот организм развил эусоциальность и альтруистическое поведение иначе, чем те, которые изучались у других видов, поскольку он является первым в отряде. Жесткокрылые чтобы показать такое поведение.[13] A. Incompertus Причиной такого поведения может быть проживание на живом дереве, а не на мертвом.[14] Успешность колоний у этого вида относительно низкая (12%[3]), потому что трудно занять живую ткань деревьев, и первоначальный успех оплодотворенной самки подвергается сомнению из-за сложной фазы подготовки. Это привело к гипотезе о том, что эусоциальность в колониях с единственной самкой способствует увеличению потомства родственной особи.[3] Однако родство рабочих женщин не установлено, и неясно, сможет ли эусоциальность развиваться просто из-за этого факта.[14] Дальнейшее расширение этой гипотезы состоит в том, что, учитывая трудности основания колонии, самки-помощники могут оставаться в надеждах на унаследование колонии.[3] Обитание на живом дереве может предложить долгоносику гораздо более обширную и устойчивую колонию, но для этого необходимо поддерживать галереи из враждебной исходной среды.[14] До сих пор неясно, достаточно ли вышеперечисленных причин для того, чтобы в первую очередь развить такое поведение, и открытие моногамии у этого вида может еще больше способствовать развитию этого вида. родственный отбор гипотеза.[14] Понимание социальности в этой группе имеет большое значение при изучении эволюции таких систем, учитывая их уникальную природу в далеком удаленном организме.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Департамент сельского хозяйства, рыболовства и лесного хозяйства Австралии». Ento.csiro.au. Получено 2010-10-31.
  2. ^ а б c «Наука: австралийский жук, который ведет себя как пчела». Новый ученый. 1992-05-09. Получено 2010-10-31.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Д. С. Кент и Дж. А. Симпсон (1992). «Эусоциальность в жуке Austroplatypus incompertus (Coleoptera: Curculionidae) ". Naturwissenschaften. 79 (2): 86–87. Bibcode:1992NW ..... 79 ... 86K. Дои:10.1007 / BF01131810.
  4. ^ "Общительные жуки". Природа. 356 (6365): 111. 1992. Bibcode:1992 Натур.356Р.111.. Дои:10.1038 / 356111c0.
  5. ^ Стоу, Адам Дж .; Boomsma, Jacobus J .; Kent, Deborah S .; Смит, Шеннон М. (июнь 2018 г.). «Моногамное хранение спермы и бесплодие постоянных рабочих у долгоживущего жука-амброзии». Природа Экология и эволюция. 2 (6): 1009–1018. Дои:10.1038 / s41559-018-0533-3. ISSN  2397-334X. PMID  29686233.
  6. ^ Вандерпул, Дэн; Bracewell, Ryan R .; Маккатчеон, Джон П. (2018). «Знай своего фермера: древнее происхождение и многочисленные независимые одомашнивания грибных сортов жука-амброзии». Молекулярная экология. 27 (8): 2077–2094. Дои:10.1111 / mec.14394. ISSN  1365–294X. PMID  29087025.
  7. ^ Кент, Д. С. (2010). «Внешняя морфология Austroplatypus incompertus (Schedl) (Coleoptera, Curculionidae, Platypodinae)». ZooKeys (56): 121–140. Дои:10.3897 / zookeys.56.521. ЧВК  3088331. PMID  21594175.
  8. ^ Кент, Дебора С. (2008). «Микангии жука-амброзии Austroplatypus incompertus (Schedl) (Coleoptera: Curculionidae: Platypodinae)». Австралийский журнал энтомологии. 47 (1): 9–12. Дои:10.1111 / j.1440-6055.2007.00612.x.
  9. ^ «Оценка фитосанитарного риска при импорте в Соединенные Штаты необработанных бревен и щепы восемнадцати видов эвкалиптов из Австралии, Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных продуктов, Общий технический отчет FPL-GTR-137» (PDF). Получено 2010-10-31.
  10. ^ Кент Д.С. (2008a) Распространение и записи о растениях-хозяевах Austroplatypus incompertus (Schedl) (Coleoptera: Curculionidae: Platypodinae). Австралийский энтомолог 35 (1): 1-6.
  11. ^ а б Кент, Д. (2002). «Биология жука-амброзии Austroplatypus incompertus (Schedl)». Австралийский журнал энтомологии. 41 (4): 378. Дои:10.1046 / j.1440-6055.2002.00314.x.
  12. ^ [Уилсон, Э. О. 1971: Общества насекомых. - Belknap Press, издательство Harvard University Press. Кембридж. Массачусетс.]
  13. ^ а б c "Общительные жуки". Природа. 356 (6365): 111. 1992. Bibcode:1992 Натур.356Р.111.. Дои:10.1038 / 356111c0.
  14. ^ а б c d е ж [Плоидность эусоциального жука Austroplatypus incompertus (Schedl) (Coleoptera, Curculionidae) и последствия для эволюции эусоциальности]
  15. ^ а б Родственный отбор и социальные насекомые
  16. ^ Три условия развития эусоциальности: достаточны ли они?
  17. ^ Гамильтон, В. Д. (июль 1964 г.). «Генетическая эволюция социального поведения II». Журнал теоретической биологии. 7 (1): 17–52. Дои:10.1016/0022-5193(64)90039-6. PMID  5875340.

внешняя ссылка