Nasonia vitripennis - Nasonia vitripennis

Nasonia vitripennis
Nasoniavit.jpg
Самка Nasonia vitripennis.
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Класс:
Насекомое
Порядок:
Перепончатокрылые
Надсемейство:
Chalcidoidea
Семья:
Pteromalidae
Подсемейство:
Птеромалины
Род:
Насония
Виды:
N. vitripennis
Биномиальное имя
Nasonia vitripennis

Nasonia vitripennis является одним из четырех известных видов рода Насония - маленький паразитоид осы поражающие личинок паразитических мух-падалок, таких как мясные мухи и мясные мухи, которые сами паразитируют по отношению к птенцам. Это наиболее известный и наиболее широко изученный из паразитоидных ос, и их изучение составляет важную часть информации, используемой для описания отряда перепончатокрылых, наряду с информацией, полученной от пчел и муравьев. Такое паразитоидное поведение делает осы интересными для развития биопестицид и биологические системы для борьбы с нежелательными насекомыми.[1][2]

Биосинтетические пути половых феромонов у перепончатокрылых, определение пола в развитии и многие сравнения белков и генных продуктов с другими насекомыми были изучены с использованием N. vitripennis (чаще всего противопоставляется Западная медоносная пчела, Apis mellifera).[3]

N. vitripennis также содержит большое количество разнообразных белков, которые были обнаружены для яда и обнаружения запахов и имеют повторяющуюся ДНК;[4] Эта информация была облегчена для изучения после полного секвенирования и раскрытия генома N. vitripennis в 2010 году.[5]

Физиология

Как и в других Насония осы N. vitripennis является гаплодиплоид, имеющий гаплоидных самцов и диплоидных самок, и имеет размеры от 2 до 3 мм в длину, с более крупными и более темными самками, чем самцы. Эти осы, как и большинство других насекомых, демонстрируют значительный половой диморфизм, и самок, как правило, труднее отличить по видам, чем самцов. N. vitripennis у самок прямая стигмальная жилка (короткая ветвь от рыльца переднего крыла) по сравнению с различной кривизной у трех сестринских видов. Самцов обычно различают по форме антенн и крыльев. мужчина N. vitripennis у ос есть веретенообразный скапус (нижняя половина антенны), что означает, что он шире в середине, чем на любом из концов суставов. (Это по сравнению с «угловатой» формой на N. giraulti и N. oneida, или цилиндрическую форму Н. longicornis). Жгутик усиков также короче и шире, чем у трех других видов. Насония. мужчина N. vitripennis имеют маленькие передние крылья по сравнению с другими Насония родные.[6]

Феромоны и сексуальное поведение

мужчина N. vitripennis осы производят феромоны от сосочки внутри ректального пузырька и высвобождают феромоны через задний проход. У самок ос нет подобного органа для высвобождения феромонов. Предыдущие исследования указали на ректальные сосочки (внутри ректального пузырька) с целью резорбции воды и электролитов, поскольку взрослые самцы ос редко питаются; однако методы локализации, данные биосинтеза феромонов и наблюдения за поведением ос (постукивание животом по земле, оставление следов феромона) - все указывает на то, что эти органы используются в сексуальном общении.[3]

Головные феромоны также присутствуют в N. vitripennis, исходящий изо рта самцов во время ухаживания, когда самки контактируют со своими антеннами, сигнализируя о своей восприимчивости к спариванию. Характерная химическая смесь в мужских феромонах сильно привлекает девственных женщин; спарившиеся самки (и самки, просто подвергавшиеся воздействию мужских феромонов) экспериментально почти не проявляли влечения.

После спаривания самки затем обращают свое внимание на поиск личинки-хозяина, в которой можно откладывать яйца - поведение, которое перенаправляет потраченное впустую время, которое будет потрачено на чрезмерное спаривание, на поиск подходящего хозяина. Считается, что этот поведенческий «переключатель» вызывается только феромонами, а не передачей спермы, как, по-видимому, имеет место у других насекомых.[7] Кладка яиц в N. vitripennis происходит таким же образом у всех известных видов Насония, где спаривающаяся самка сверлит и откладывает свои яйца под куколкой личинок мух.

Определение пола без участия CSD

Перепончатокрылые в основном воспроизводятся посредством факультативных партеногенез, где гаплоидные самцы развиваются из неоплодотворенных яиц (арренотоки ) и диплоидные самки развиваются из оплодотворенных яиц.[8]

Половая решимость во всем Насония было показано, что это связано в основном со статусом оплодотворения (оплодотворено или неоплодотворено, как яйцо), а также с числом хромосом. Насония и другие Халкидные осы используют другую систему определения пола, чем большая часть перепончатокрылых (включая Медоносные пчелы ), которые используют CSD (дополнительное определение пола), где пол определяется гомозиготным или гетерозиготным аллели Самая последняя принятая модель для этой системы, не относящейся к CSD, называется материнским эффектом геномного импринтинга определения пола (MEGISD). Эта модель включает ген маскулинизирующего / вирилизирующего материнского эффекта, который «отпечатывается» на цитоплазматическом компоненте ооцитов, и «незапечатанный» отцовский вклад (у потомства женского пола), который обеспечивает противодействующий эффект для вирилизация и позволяет женскому развитию происходить. Выдвинутый акцент, каким бы сложным он ни был, заключается в том, что самка является полом по умолчанию, а самцы возникают посредством молчания по материнской линии.[9]

Вольбахия

Вольбахия наследуются по материнской линии и существуют у нескольких видов насекомых. Множественные штаммы Вольбахия были отмечены даже в отдельных штаммах Насония. Эти бактерии очень хорошо документированы. эндосимбионт (возможно, паразит) ос, которые могут иметь последствия для фертильности при изменении их присутствия.[6][10]Было высказано предположение, что Вольбахия помогли с генетической дивергенцией за счет накопления мутаций и отбора компенсаторных механизмов, что привело к более быстрому появлению новых штаммов. Это происходит с помощью модели «митохондриального движения», когда Вольбахия переносят митохондрии от одной популяции хозяина к другой.[10][11]

использованная литература

  1. ^ Чжан, Чжун; Е, Гун-инь; Цай, июнь; Хуа, Цуй (2005). «Сравнительная токсичность яда между Pteromalus puparum и Nasonia vitripennis (Hymenoptera: Pteromalidae) по отношению к гемоцитам их естественных хозяев, нецелевым насекомым и культивируемым клеткам насекомых». Токсикон. 46 (3): 337–349. Дои:10.1016 / j.toxicon.2005.05.005. PMID  16026808.
  2. ^ Нойес, Дж. (2015). Универсальная база данных Chalcidoidea. [Электронное издание в Интернете]. Полученное из: http://www.nhm.ac.uk/our-science/data/chalcidoids/
  3. ^ а б Абдель-Латиф, Мохатмед; Garbe, Leif A .; Кох, Маркус; Рутер, Иоахим (2008). «Эпоксидгидролаза, участвующая в биосинтезе полового аттрактанта насекомых и его использование для локализации места производства». PNAS. 105 (26): 8914–8919. Дои:10.1073 / pnas.0801559105. ЧВК  2449339. PMID  18579785.
  4. ^ Вурм, Янник; Келлер, Лоран (2010). «Осы-паразитоиды: от естествознания к геномным исследованиям». Текущая биология. 20 (5): R242 – R244. Дои:10.1016 / j.cub.2010.01.027. PMID  20219176.
  5. ^ «Модельные организмы». INsecTIME. Архивировано из оригинал 26 марта 2017 г.
  6. ^ а б Raychoudhury, R; Desjardins, C.A; Buellesbach, J; Loehlin, DW; Grillenberger, BK; Beukeboom, L; Шмитт, Т; Веррен, Дж. Х (2010). «Поведенческие и генетические характеристики нового вида Nasonia». Наследственность. 104 (3): 278–288. Дои:10.1038 / hdy.2009.147. ЧВК  3533498. PMID  20087394.
  7. ^ Рутер, Иоахим; Хаммерл, Тереза ​​(2014). «Оральный феромон ухаживания за мужчиной прекращает реакцию самок Nasonia vitripennis на сексуальный аттрактант, производимый самцами». Журнал химической экологии. 40 (1): 56–62. Дои:10.1007 / s10886-013-0372-2. PMID  24369389.
  8. ^ Heimpel, George E .; де Бур, Джетске Г. (2008). «Определение пола у перепончатокрылых». Ежегодный обзор энтомологии. 53: 209–230. Дои:10.1146 / annurev.ento.53.103106.093441. PMID  17803453.
  9. ^ Beukeboom, Leo W .; Кампинг, Альберт; ван де Занде, Луи (2007). «Определение пола у гаплодиплоидной осы Nasonia vitripennis (Hymenoptera: Chalcidoidea): критическое рассмотрение моделей и доказательств» (PDF). Семинары по клеточной биологии и биологии развития. 18 (3): 371–378. Дои:10.1016 / j.semcdb.2006.12.015. PMID  17292644.
  10. ^ а б Oliveira, Deodoro C. S. G .; Райчоудхури, Ритобан; Лавров, Денис В .; Веррен, Джон Х. (2008). «Быстро развивающийся митохондриальный геном и направленный отбор в митохондриальных генах паразитической осы Nasonia (Hymenoptera: Pteromalidae)». Молекулярная биология и эволюция. 25 (10): 2167–2180. Дои:10.1093 / молбев / msn159. ЧВК  2727384. PMID  18653734.
  11. ^ van Opijnen, T .; Baudry, E .; Baldo, L .; Bartos, J .; Веррен, Дж. (9 ноября 2005 г.). «Генетическая изменчивость в трех геномах Nasonia: ядерном, митохондриальном и Wolbachia». Молекулярная биология насекомых. 14 (6): 653–663. Дои:10.1111 / j.1365-2583.2005.00595.x. PMID  16313565.

внешние ссылки