Ormia ochracea - Ormia ochracea

Ormia ochracea
Ormia ochracea (беременная самка) .jpg
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Учебный класс:
Насекомое
Заказ:
Двукрылые
Семья:
Тахиниды
Род:
Ормия
Разновидность:
O. ochracea
Биномиальное имя
Ormia ochracea
Синонимы
  • Phasiopteryx montana Таунсенд, 1912 год.
  • Pyrrosia ochracea Фанат, 1889 год.

Ormia ochracea маленький желтый ночной образ жизни летать в семье Тахиниды. Он отличается паразитизмом сверчки и его исключительно острый направленный слух. Самку привлекает пение сверчка-самца, и она откладывает личинки на нем или вокруг него, как было обнаружено в 1975 году зоологом. Уильям Х. Кейд.[1]

Ormia ochracea это модельный организм в звуковая локализация эксперименты из-за его уникальных "ушей", которые представляют собой сложные структуры внутри мухи переднегрудь у оснований передних ног. Муха слишком мала для того, чтобы разница во времени прихода звука в два уха могла быть рассчитана обычным способом, но она может определять направление источников звука с исключительной точностью. В барабанные перепонки противоположных ушей соединяются напрямую механически, что позволяет разрешать разницу во времени наносекунд[2][3] и требует новой стратегии нейронного кодирования. Различные исследовательские группы разработали малошумящие дифференциальные микрофоны, вдохновленные O. ochraceaСлуховой аппарат, чувствительный к направлению.

Распределение

Ormia ochracea родом из юго-востока США, включая такие штаты, как Техас и Флорида.[4] O. ochracea также встречается в Северной Америке, Южной Америке и Карибском бассейне,[5] хотя его точный диапазон неизвестен.

История жизни

Ormia ochracea имеет полный жизненный цикл яйца, личинки, куколки и взрослой особи. Как только самка находит подходящего хозяина, она откладывает планидию (сначала возраст личинки), которые затем быстро зарываются в хозяина.[6] В планидия Развиваются в теле хозяина полевого сверчка, сначала внедряясь в мышцы, а затем перемещаются в брюшную полость.[7] Личинки линяют в брюшной полости хозяина и питаются главным образом мышцами и жиром хозяина. O. ochracea личинки обычно завершают развитие и появляются примерно через 7 дней, что впоследствии убивает хозяина. Личинки окукливаются и появляются взрослыми мухами примерно через 2 недели после выхода из хозяина.[6]

полевой крикет является обычным хозяином для O. ochracea

Продовольственные ресурсы

O. ochracea это паразитоид известно, что они охотятся на несколько видов Gryllus полевые сверчки, в том числе Gryllus целое число, Gryllus rubens, Gryllus texensis, и Gryllus firmus.[5] Было замечено, что мухи реагируют на различные песни крикета, но, похоже, ограничиваются семьей. Gryllidae. Естественный хозяин мухи может варьироваться в зависимости от местоположения. Личинки O. ochracea демонстрируют самую высокую выживаемость в своем естественном хозяине и ограниченную выживаемость в других потенциальных видах хозяина.[8]

Поиск хозяина

В 1975 г. Уильям Х. Кейд экспериментально продемонстрировал, что Ormia ochracea использует брачный зов полевого сверчка как средство обнаружения его хозяина. Кейд поместил мертвых сверчков поверх динамиков, играющих песни о крикете и различные контрольные звуки, и записал количество времени, которое муха потратила на контрольную или тестовую колонку. Он обнаружил, что мухи проводят больше времени на громкоговорителях, играющих песни крикета, и заметил, что мухи всегда откладывают личинки на громкоговоритель, который играет песни крикета, и вокруг него.[1]

Учусь

O. ochracea было показано, что они изменяют свои предпочтения к песням хозяина после ознакомления с разными песнями в лаборатории. В исследовании 2011 года мухи, которые ранее подвергались воздействию G. lineaticeps песня выбрала G. lineaticeps песня над G. целое число песня, и наоборот.[9] Это предпочтение было очень краткосрочным. O. ochracea 'Возможности гибкого обучения могли сыграть решающую роль в расширении своего хозяина и географического диапазона.

Влияние заражения на поведение хозяина

O. ochracea Было показано, что заражение влияет на поведение и воспроизводство полевых сверчков-хозяев.[7][10] В начале периода заражения нерепродуктивное поведение в значительной степени не нарушается, поскольку паразитические личинки не потребляют пищеварительную систему или центральную нервную систему хозяина.[7] После миграции личинок в брюшную полость хозяина его способность к спариванию, откладыванию яиц и боевым действиям снижается, скорее всего, из-за повреждения тканей, вызванного личинками.[7] Кроме того, заражение самок сверчков изменяет их брачные предпочтения. Gryllus lineaticeps самки обычно предпочитают реагировать на мужские песни с промежуточной частотой щебетания, чем на песни с медленным щебетанием, но самки, паразитирующие O. ochracea не показывают предпочтения между показателями дробления.[10] Сниженная избирательность у зараженных самок G. lineaticeps может быть адаптивным, так как самка может иметь больше шансов на размножение до того, как будет убита паразитоидами, если они будут менее избирательными.

Защита хоста

Некоторые виды крикет которые паразитируют O. ochracea разработали методы предотвращения заражения. Например, некоторые представители хищного сверчка Teleogryllus oceanicus имеют мутацию под названием плоское крыло, при которой стираются звуковые структуры передних крыльев самцов.[11] Плоское крыло впервые было замечено в 2003 г. Гавайский остров Кауаи, а также был найден на соседних Оаху два года спустя. Генетические исследования сверчков с каждого острова показывают, что мутации возникли в результате различных геномных вариаций.

Враги

Потому что по ночам обыкновенно поют полевые сверчки, O. ochracea подвержены хищничеству летучие мыши. Исследования показали, что O. ochracea развил акустическую реакцию вздрагивания на ультразвук, похожий на летучую мышь, реакцию, очень похожую на реакцию самок сверчков.[12] O. ochracea также было показано, что он демонстрирует резкую границу отклика между частотами песни сверчка и ультразвуком летучей мыши.[12]

Физиология

Направленное слушание

Чтобы животное могло локализовать звук, оно должно уметь обнаруживать мельчайшие различия в интенсивности и времени между поступлением звука в ухо, находящееся ближе к источнику, и ухо, находящееся дальше от источника. O. ochracea демонстрирует замечательную способность локализовать звук, несмотря на невероятно малое расстояние (450-520 мкм) между его акустическими органами чувств.[13] Его способность локализовать звук обеспечивается кутикулярной структурой, которая соединяется с ушами, механически связывая их движения и увеличивая межуральные различия примерно в 20 раз.[13] До O. ochracea подобный механизм слуховой локализации не описан.

Научное значение

Несколько исследователей сообщили о создании микрофонов, вдохновленных слуховой системой O. ochracea. В 2009 году Р. Miles et. все разработали и создали малошумящий дифференциальный микрофон, вдохновленный уникальной слуховой системой O. ochracea, для использования в слуховых аппаратах. Конструкция их микрофонной диафрагмы размером 1 x 2 мм.2, основан на механически связанных ушах O. ochracea. Было обнаружено, что их микрофон имеет более низкий уровень шума, чем имеющиеся в продаже микрофоны для слуховых аппаратов, при минимальном расстоянии между датчиками.[14] В апреле 2015 года группа из Стратклайдский университет а MRC / CSO Институт исследований слуха (IHR) объявил, что они создали микрофон на основе O. ochracea 'слуховой аппарат, и получил грант в размере 430 000 фунтов стерлингов от Великобритании. Совет по инженерным и физическим наукам построить и протестировать слуховой аппарат за три года.[15]

Рекомендации

  1. ^ а б Кейд, В. Х. 1975. Акустически ориентированные паразитоиды: фонотаксис мух к песне сверчка. Наука 190: 1312-1313.
  2. ^ Майлз Р.Н., Роберт Д., Хой Р.Р. Механически соединенные уши для направленного слуха у паразитоидной мухи Ormia ochracea. J Acoust Soc Am. 1995 декабрь; 98 (6): 3059-70. PMID  8550933 Дои:10.1121/1.413830
  3. ^ Роберт Д., Майлз Р.Н., Хой Р.Р. Направленный слух за счет механического сцепления у паразитоидной мухи Ormia ochracea. J Comp Physiol [A]. 1996;179(1):29-44. PMID  8965258 Дои:10.1007 / BF00193432
  4. ^ Саброски, C.W. (1953). «Таксономия и отношения хозяев трибы Ormiini в Западном полушарии (Diptera, Larvaevoridae)». Труды энтомологического общества Вашингтона. 55: 167–183.
  5. ^ а б Lehmann, Gerlind U.C. (Январь 2003 г.). «Обзор биогеографии, ареала хозяев и эволюции акустической охоты на Ormiini (Insecta, Diptera, Tachinidae), паразитоидов ночных кузнечиков и сверчков (Insecta, Orthoptera, Ensifera)». Zoologischer Anzeiger - журнал сравнительной зоологии. 242 (2): 107–120. Дои:10.1078/0044-5231-00091. ISSN  0044-5231.
  6. ^ а б Wineriter, S.A .; Уокер, Т. Дж. (Декабрь 1990 г.). «Разведение фонотаксических мух-паразитов [Diptera: Tachinidae, ormiini, ormia spp.]». Энтомофага. 35 (4): 621–632. Дои:10.1007 / bf02375096. ISSN  0013-8959.
  7. ^ а б c d Adamo, S.A .; Роберт, Д .; Хой, Р.Р. (март 1995 г.). «Влияние тахинидного паразитоида Ormia ochracea на поведение и воспроизводство самцов и самок полевых сверчков-хозяев (Gryllus spp)». Журнал физиологии насекомых. 41 (3): 269–277. Дои:10.1016 / 0022-1910 (94) 00095-х. ISSN  0022-1910.
  8. ^ Томсон, Ян Р .; Винсент, Кристал М .; Бертрам, Сьюзан М. (март 2012 г.). «Успех паразитоида FlyOrmia ochracea (Diptera: Tachinidae) на естественных и неестественных хозяевах сверчков». Флоридский энтомолог. 95 (1): 43–48. Дои:10.1653/024.095.0108. ISSN  0015-4040.
  9. ^ Паур, Дженнифер; Грей, Дэвид А. (октябрь 2011 г.). «Индивидуальная последовательность, обучение и память у паразитоидной мухи Ormia ochracea». Поведение животных. 82 (4): 825–830. Дои:10.1016 / j.anbehav.2011.07.017. ISSN  0003-3472.
  10. ^ а б Бекерс, Оливер М .; Вагнер, Уильям Э. (апрель 2013 г.). «Паразитоидная инвазия меняет предпочтения самок при спаривании». Поведение животных. 85 (4): 791–796. Дои:10.1016 / j.anbehav.2013.01.025. ISSN  0003-3472. PMID  24347669.
  11. ^ Паскоал С., Сезард Т., Эйк-Нес А. Гарби К., Маевска Дж., Пейн Э., Ричи М. Г., Бейли Н. В. Быстрая конвергентная эволюция диких сверчков. Текущая биология, Дои:10.1016 / j.cub.2014.04.053
  12. ^ а б Rosen, M. J .; Левин, Э. С .; Хой, Р. Р. (27 ноября 2009 г.). «Стоимость предположения об истории жизни хозяина: акустический испуг у паразитоидной мухи Ormia ochracea». Журнал экспериментальной биологии. 212 (24): 4056–4064. Дои:10.1242 / jeb.033183. ISSN  0022-0949. ЧВК  2784737. PMID  19946084.
  13. ^ а б Miles, R.N .; Роберт, Д .; Хой, Р. Р. (декабрь 1995 г.). «Механически соединенные уши для направленного слуха у паразитоидной мухи Ormia ochracea». Журнал акустического общества Америки. 98 (6): 3059–3070. Дои:10.1121/1.413830. ISSN  0001-4966. PMID  8550933.
  14. ^ Майлз, Р. Су, К. Цуй, В. Шетье, М. Дегертекин, Ф. Бисен, Б. Гарсия, К. Джонс, С. Холл, Н. (апрель 2009 г.). Малошумящий дифференциальный микрофон, вдохновленный ушами паразитоидной мухи Ormia ochracea. Акустическое общество Америки. OCLC  678236270.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  15. ^ Мухи-паразиты могут вызвать революцию в слуховых аппаратах

внешняя ссылка