Mycocepurus smithii - Mycocepurus smithii

Mycocepurus smithii
Mycocepurus smithii CASENT0173989 1.jpg
Образец Mycocepurus smithii
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Класс:
Насекомое
Заказ:
Перепончатокрылые
Подотряд:
Апокрита
Надсемейство:
Веспоидея
Семья:
Formicidae
Подсемейство:
Myrmicinae
Племя:
Аттини
Род:
Mycocepurus
Разновидность:
М. smithii
Биномиальное имя
Mycocepurus smithii
(Форель, 1893)
Mycocepurus smithii distribution.svg
Распространение Mycocepurus smithii

Mycocepurus smithii это разновидность грибоводство муравей из Латинская Америка. Этот вид широко распространен географически и встречается в Мексика на севере к Аргентина на юге, а также на некоторых Карибский бассейн Острова.[1][2][3] Он обитает в различных лесных средах обитания и связанных с ними открытых территориях.[2]Два исследования, опубликованные в 2009 г., показали, что некоторые популяции этого вида состоят исключительно из самок, которые размножаются Thelytokous партеногенез.[4][5] Подробное исследование обнаружило доказательства полового размножения у некоторых популяций бразильской Амазонки.[3] Соответственно, М. smithii состоит из мозаики популяций, размножающихся половым и бесполым путем.[3] В бесполых популяциях все муравьи в одной колонии - самки. клоны из Королева.[3] Внутри колонии муравьи выращивают сад грибок выращены из кусков мертвого растительного материала, мертвых насекомых и их помета.[6][7]

Описание

Mycocepurus smithii тарелка
Крупным планом головы Mycocepurus smithii

Муравьи из рода Mycocepurus отчетливо узнаваемы по коронковидному скоплению шипов на их промезонотуме, сросшихся мезонотум и переднеспинка на передней части их мезосома или мидель. Mycocepurus smithii имеет острые, выступающие проподеальные (задние части туловища) шипы в отличие от М. obsoletus чьи проподеальные шипы тупые. У рабочих также не было развитого мезонотального шипа в центре макушки, который разделяет М. smithii из М. goeldii и подобные виды.[1][2]

Размножение

Первоначально, М. smithii считалось, что они могут размножаться только бесполым путем, потому что не было обнаружено никаких доказательств наличия мужчин. Это привело к М. smithii признаны первым видом муравьев, выращивающих грибы, размножающегося посредством телитокозного партеногенеза, при котором самки, рабочие и репродуктивные королевы производятся бесполым путем.[5][4] Цитогенетический механизм thelytoky либо апомиксис (митотический партеногенез) или автомиксис с центральным сращиванием и низким рекомбинация ставки.[3] Автомиксис с центральной сваркой - это цитогенетический механизм, который был зарегистрирован у других бесполых видов муравьев.[8]Гнезда с несколькими заключенный часто встречаются королевы, что позволяет предположить, что М. smithii это полигинный виды.[5][6][7] Похоже, что это вторичная полигиния, и королевы могут быть дочерьми основательницы.[6]

Детальное изучение многих М. smithii населения по всему географическому ареалу (от Мексики до Аргентины) показали, что некоторые М. smithii населения в Бразилии Amazon размножаются половым путем. Это было продемонстрировано с использованием очень изменчивых генетические маркеры. Сперма также был найден хранящимся в сперматеки королев. Половое размножение было предложено как механизм для поддержания генетическое разнообразие видел у этого вида.[3] В итоге, М. smithii не является чисто асексуальным, а состоит из «мозаики» сексуальных и асексуальных популяций. Филогенетический Реконструкции и биология вида предполагают, что эти половые популяции привели к бесполым.[3] Механизм перехода к асексуальности до сих пор неизвестен. Однако, антибиотик анализы и генетический скрининг предполагаю, что это не эндосимбионт такие как Вольбахия вызывая асексуальность.[4] Фактически сравнительный анализ показал, что Вольбахия эндосимбионты, похоже, не вызывают асексуальности у муравьев в целом.[8]

Архитектура гнезда

Гнезда и колонии М. smithii были детально изучены в Пуэрто-Рико и Бразилия.[6][7][5] На поверхности, М. smithii Гнезда можно узнать по их насыпям, состоящим из выкопанной почвы и глины. Вход в гнездо диаметром примерно 1,2 мм расположен в центре каждого гнезда. Большой М. smithii Гнезда, которые предположительно старше, могут содержать до 7 или около того камер.[5][6][7] Некоторые очаги грибов неглубокие, тогда как другие можно найти на большой глубине, до 2 метров.[7] Заброшенные камеры используются для хранения отходов грибного сада и рыхлой почвы от камерных построек. Количество гнездовых камер имеет тенденцию к увеличению по мере взросления колоний.[7] Потому что М. smithii королевы способны к бесполому размножению, считается, что колонии также могут расти за счет бутонизации [7] в дополнение к основанию независимой колонии.[5] Колонии, которые растут за счет бутонизации, могут образовывать большие сети колоний.[7]

Работники М. smithii муравьи поддерживают узкие туннели (диаметром 1,3 мм), которые не позволяют двум муравьям проходить друг через друга в туннеле (размер головы около 0,7 мм для рабочих и 0,9 мм для цариц). Туннели также имеют несколько участков немного большего размера (диаметром около 3,6 мм), которые позволяют проходить, а также облегчают обмен информацией. Предположительно, узкие туннели легче (с точки зрения энергетики) построить, и они также могут помочь в выравнивании влажности или температуры в колонии или предотвращении хищных вторжений.[6][7] В общем, М. smithii колонии меньше, чем колонии М. goeldii.[5][7]

Выращивание грибов

Смотрите также: Муравьиный гриб мутуализм

При основании новой колонии молодые королевы либо пролить крылья перед раскопками гнезда или просто внутри. Затем они вырывают туннель на глубину примерно 10 см (4 дюйма) и создают первичную камеру. Дальатная, или бескрылая, королева затем переносит крылья в первичную камеру и вставляет их в потолок камеры, где поверхность крыльев используется в качестве платформы для выращивания зарождающегося сада грибов. Она также будет собирать у входа в гнездо помет гусениц, чтобы кормить грибной сад. Женские передние крылья всех так называемых Paleoattini (родов Mycocepurus, Аптеростигма, и Мирмикокрипта ) имеют пятно в форме полумесяца без каких-либо прожилок, волосков и пигментации, и считается, что это «удобная для очистки» платформа для грибного сада.[6] Королевы социально паразитический разновидность Кастратор Mycocepurus не находят свои колонии самостоятельно, и на их крыльях отсутствует светлое пятно.[9] Это косвенно подтверждает идею о том, что пятно на крыле выполняет функцию во время раннего основания колонии и стадии выращивания грибов при независимом основании. Mycocepurus королевы.[9]По мере созревания колонии рабочие развиваются, а затем ухаживают за грибным садом, подкармливая его сухими листьями, пометом гусениц и другим мусором из листовой подстилки.[6][7]

Одна черта М. smithii Культивирование заключается в том, что, в отличие от высших растений, они используют в своих садах большое разнообразие грибковых линий.[10][11]Родословные М. smithii с течением времени претерпели множество смен сортов. Предполагается, что эта тенденция к смене сортов является механизмом, помогающим компенсировать некоторые издержки асексуальности.[12]Также в отличие от других грибных муравьев. М. smithii имеет микробиом это отличается от окружающей почвы.[13]Бразильское население М. smithii имеет грибной сорт с гонгилидии -подобные структуры. Это необычно, потому что гонгилидии - это богатые питательными веществами пищевые тела, производимые грибами муравьи-листорезы - муравьи-листорезы - довольно дальние родственники Mycocepurus.[14]

Рекомендации

  1. ^ а б Кемпф, В. (1963). «Обзор муравьев рода Mycocepurus Forel, 1893 (Hymenoptera: Formicidae)». Studia Entomologica.
  2. ^ а б c Mackay, William P .; Маес, Жан-Мишель; Фернандес, Патрисия Рохас; Луна, Глэдис (2004-08-24). «Муравьи Северной и Центральной Америки: род Mycocepurus (Hymenoptera: Formicidae)». Журнал науки о насекомых. 4: 27. Дои:10.1093 / jis / 4.1.27. ISSN  1536-2442. ЧВК  1081568. PMID  15861242. Получено 2016-07-07.
  3. ^ а б c d е ж грамм Рабелинг, Кристиан; Гонзалес, Омар; Шульц, Тед Р .; Баччи, Маурисио; Гарсия, Маркос В. Б.; Верхаг, Манфред; Ishak, Heather D .; Мюллер, Ульрих Г. (14 июня 2011 г.). «Скрытые половые популяции объясняют генетическое разнообразие и экологический успех широко распространенного бесполого муравья, выращивающего гриб». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (30): 12366–12371. Дои:10.1073 / pnas.1105467108. ЧВК  3145723. PMID  21768368. Получено 2016-07-07.
  4. ^ а б c Himler AG, Caldera EJ, Baer BC, Fernández-Marín H, Mueller UG (2009). «Никакого пола у муравьев, выращивающих грибы, и у их сельскохозяйственных культур». Труды Королевского общества B. 276 (1667): 2611–6. Дои:10.1098 / rspb.2009.0313. ЧВК  2686657. PMID  19369264. Сложить резюме – Новости BBC (2009-04-15).
  5. ^ а б c d е ж грамм Rabeling, C; Лино-Нето, Дж; Cappellari, SC; Дос-Сантос, ИА; Мюллер, UG (2009). «Телитокозный партеногенез у грибного муравья Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)». PLOS One. 4 (8): 12366–12371. Дои:10.1371 / journal.pone.0006781. ЧВК  2728836. PMID  19707513.
  6. ^ а б c d е ж грамм час Fernandez-Marin, H .; Циммерман, Дж. К .; Wcislo, W. T .; Ренер, С. А. (2005). «Основание колонии, архитектура гнезда и демография базального грибкового муравья Mycocepurus smithii (Hymenoptera, Formicidae)» (PDF). Журнал естественной истории. 39 (20): 1735–1743. Дои:10.1080/00222930400027462. Получено 2016-07-07.
  7. ^ а б c d е ж грамм час я j k Rabeling, C; Verhaagh, M; Энгельс, W (2007). «Сравнительное исследование архитектуры гнезд и структуры колоний грибовидных муравьев Mycocepurus goeldii и M. smithii». Журнал науки о насекомых. 7 (40): 1–13. Дои:10.1673/031.007.4001. ЧВК  2999435. PMID  20331400.
  8. ^ а б Rabeling, C; Кронауэр, DJC (2013). «Телитокозный партеногенез у Eusocial Hympenoptera». Ежегодный обзор энтомологии. 58: 273–292. Дои:10.1146 / annurev-ento-120811-153710. PMID  23072461.
  9. ^ а б Рабелинг, Кристиан; Баччи-младший, Маурисио (июль 2010 г.). «Новый инквилин без рабочих в Нижнем Аттини (Hymenoptera: Formicidae), с обсуждением социального паразитизма у грибных муравьев». Систематическая энтомология. 35 (3): 379–392. Дои:10.1111 / j.1365-3113.2010.00533.x.
  10. ^ Mueller, UG; Rehner, SA; Шульц, Т.Д. (1998). «Эволюция земледелия у муравьев». Наука. 281 (5385): 2034–2038. Дои:10.1126 / science.281.5385.2034. PMID  9748164.
  11. ^ Рабелинг, К. (2004). Нестер, Streueintrag и симбионты Pilze amazonischer Ameisen der Gruppe ursprünglicher Attini. Diplomarbeit. Universität Tübingen. 86п.
  12. ^ Келлнер, К; Fernandez-Marin, H; Ishak, H; Sen, R; Linksvayer, TA; Мюллер, У.Г. (2013). "Коэволюционные закономерности и диверсификация ассоциаций муравьев-грибов у бесполых грибов-фермеров. Mycocepurus smithii в Панаме ". Журнал эволюционной биологии. 26 (6): 1352–1362. Дои:10.1111 / jeb.12140. PMID  23639137.
  13. ^ Келлнер, К; Исхак, HD; Linksvayer, TA; Мюллер, UG (2015). «Состав бактериального сообщества и разнообразие в симбиозе предкового муравьиного гриба». FEMS Microbiology Ecology. 91 (7): fiv073. Дои:10.1093 / фемсек / fiv073. PMID  26113689.
  14. ^ Masiulionis, VE; Rabeling, C; Де Файн Лихт, HH; Шульц, Т; Баччи, М-младший (2014). "Бразильская популяция бесполых грибовидных муравьев Mycocepurus smithii (Formicidae, Myrmicinae, Attini) культивирует грибных симбионтов с структурами, подобными гонгилидиям ». PLOS One. 9 (8): e103800. Дои:10.1371 / journal.pone.0103800. ЧВК  4125159. PMID  25101899.

внешняя ссылка