Telostylinus angusticollis - Telostylinus angusticollis

Telostylinus angusticollis
Научная классификация
Королевство:
Animalia
Тип:
Членистоногие
Учебный класс:
Насекомое
Заказ:
Двукрылые
Семья:
Neriidae
Род:
Телостилинус
Разновидность:
Т. angusticollis
Биномиальное имя
Telostylinus angusticollis

Telostylinus angusticollis является мухой семейства Neriidae из отряда насекомых Diptera. Обычно они встречаются на восточном побережье Австралии рядом с гниющей растительностью. Агрегация на гниющей коре деревьев, таких как Акация длиннолистная и другие деревья в Новый Южный Уэльс и южный Квинсленд.[1] Т. angusticollis мухи, обитающие в дикой природе, имеют более высокие темпы развития и возрастную смертность по сравнению с мухами в неволе.

Одной из характеристик мух-нериидов является то, что они демонстрируют половой диморфизм. У самцов крупнее телосложение, а также преувеличенные физические характеристики, такие как более широкая голова и более длинные конечности. Определенные фенотипические характеристики зависят от диеты родителей.

Т. angusticollis практики полиандрический брачное поведение. Самцы участвуют в практике охраны самок, когда они используют свои ноги, чтобы удерживать самку во время совокупления и отталкивать конкурирующих самцов. У этой мухи можно найти сексуальный конфликт, поскольку самки свернулись. яйцеводы что приводит к их сперматека. Для того, чтобы самец достиг сперматеки для депонирования своей спермы, произошла антагонистическая коэволюция самцов, имеющих гибкий эдеагус.

Описание

Как и другие мухи в составе Neriidae, Т. angusticollis имеет характерные дорсоцентральные щетинки, расположенные по большей части на их груди, как опознавательный маркер.[2] Количество пар щетинок варьирует в пределах рода; Т. angusticollis обычно имеет две пары вместо одной.[3] Изменения наблюдались на других частях тела, кроме грудной клетки. У некоторых мух щетина отсутствовала или ее было меньше, чем в среднем, из-за генетических факторов и факторов окружающей среды, таких как качество рациона.[2]

Половой диморфизм

Т. angusticollis мухи продемонстрировали половой диморфизм при этом самцы часто выглядят крупнее и с более выраженными чертами, чем самки.[3] Самцы, в частности, имеют удлиненные головы, усики и ноги, чем их коллеги-самки.[4] Степень диморфизма зависит от генетики, а также от диеты родителей, как описано ниже. Такой диморфизм, возможно, развился у мужчин, поскольку преувеличенные черты - это те, на которые мужчины полагались в боях между мужчинами.[4]

Рацион питания

Рацион мух состоит из гниющей растительности, коры, плесени и сока.[5] Одно конкретное исследование показало, что диета, богатая питательными веществами, для этой мухи предполагает более высокое содержание белков и углеводов.[6] В частности, было обнаружено, что качество рациона родителей влияет на фенотип потомства. Было обнаружено, что матери с богатым питательными веществами рационом откладывают яйца большего размера, которые также быстрее развиваются.[5] Точно так же отцы, которые были воспитаны на диете с высоким содержанием питательных веществ, имели более крупное взрослое потомство, что улучшало общую физическую форму потомства.[5][7]

Исследователи продемонстрировали, что ранние различия в содержании питательных веществ могут повлиять на Т. angusticollisспособность успешно стареть.[8] На состояние самцов в раннем возрасте манипулировали путем варьирования содержания питательных веществ в рационе личинок, и взаимодействия взрослых самцов с другими взрослыми самцами в дальнейшем также преднамеренно контролировались и изменялись в эксперименте. Самцы, которых кормили высокими уровнями питательных веществ в качестве личинок, смогли развиваться быстрее и раньше достигли своего репродуктивного пика.[8] Самцы с богатой питательными веществами диетой также испытали более быстрое репродуктивное старение и в конечном итоге умерли раньше, чем их плохо питающиеся сверстники.[8] Высокое содержание питательных веществ в раннем возрасте связано с быстрым старением даже при отсутствии конфликтов между мужчинами и женщинами, которые ухудшают продолжительность жизни.[8]

Влияние качества пищи на физическую форму мужчин зависит от рациона их развития. Где мужчина Т. angusticollis у мух, выращенных на диетах с низким содержанием питательных веществ, будут развиваться меньшие семенники и дополнительные железы, в то время как у тех, которые уже были взрослыми особями на богатой диете, не было никаких эффектов.[9] Количество белка, а также возраст взрослого мужчины также могут влиять на жизнеспособность их потомства. В то время как молодые люди мужского пола с меньшим количеством белка в рационе имели менее жизнеспособное потомство, но по мере взросления жизнеспособность их потомства возрастала.[10]

Спаривание

Т. angusticollis практиковать полиандрическое брачное поведение.[11] Возможность негенетического механизма наследования была исследована у этого вида. Исследователи исследовали Т. angusticollis искать доказательства телегония, что предполагает, что предыдущие партнеры могли влиять на черты потомства, выращенного последующими самцами, спаривающимися с той же самкой.[11] Самцы способны передавать экологические условия через отцовское воздействие на размер тела потомства. Экспериментально было показано, что эти эффекты исходят от предыдущего самца, с которым спарилась самка, а не от генетического отца потомства.[11] Присутствие телегонии наблюдалось только тогда, когда самки подвергались воздействию первого самца после спаривания, подразумевая, что этот механизм зависит от спермы и не коррелирует с механизмами выбора самок.[11]

Морфология

Мужской

Мужские гениталии состоят из двух основных компонентов: эдеагус и эпандрий. Эпандрий, который находится на дистальном конце брюшка непосредственно перед эдеагусом, - это структура, используемая самцами для подъема самок. овискейп чтобы получить доступ к репродуктивному протоку и облегчить введение эдеагуса. Эдеагус самца состоит из трех частей: базального, среднего и дистального отделов. Базальная и средняя части соединены шарниром, что позволяет эдеагусу быть гибким. Его гибкость, в свою очередь, дает самцам возможность развернуть свой эдеагус, оказавшись внутри самки, маневрировать через спиральные протоки самок, чтобы добраться до места, где находится сперматека, и выпустить свою сперму. В сравнении с T.lineolatus мухи, Т. angusticollis имеют более крупный жесткий шип на конце их дистальной части. Когда гениталии втянуты, гибкость дистального отдела позволяет сворачивать его спиралью у основания эпандрия.[3]

женский

Анатомия женской репродуктивной системы состоит из трех основных компонентов: яйцевода, копулятивной сумки и сперматеки. Когда копуляция не используется для копуляции, копулятрикс изогнутой в форме буквы S вместо прямой. Т. angusticollis у самок три сперматеки, окруженные мышцами, имеют сферическую форму: одна в переднем протоке, а две другие - в заднем. Протоки, которые ведут к этим сперматекам, месту, где хранится сперма, скручиваются и скручиваются, что, в свою очередь, привело к примеру антагонистическая коэволюция у самцов в свою очередь развился гибкий эдеагус.[3]

Сексуальное соревнование

Борьба

Было обнаружено, что самцы участвуют в боях за территорию, в частности, за места скопления самок в изобилии. Доминирующий самец, который побеждает, продолжит защищать территорию после окончания боя, в то время как подчиненный самец переместится в менее густонаселенную область. Соревнование между самцами начинается с оценки размера своего противника, и решение о том, бросать ли вызов противнику, зависит от его размера.[7] Только если мухи будут одинакового размера, они будут сражаться. По сравнению с другими мухами того же семейства, T.angusticollis было обнаружено, что они избегают драки с самцами, которые крупнее их самих.[3] Таким образом, если выполняется условие, что противник аналогичного размера или меньше, самец бросает вызов своему сопернику, поднимая переднюю часть его тела и передние ноги под крутым углом. В бою самцы будут использовать свою голову, антенны и передние лапы против своего противника.[4]

Ухаживание и охрана супруга

Спаривание вызвано актом, когда самец садится на самку сзади.[3] Однако исследователи заметили, что эта муха принимает участие в охране самки, при которой самец использует свои ноги, чтобы удерживать самку, а также передние ноги, чтобы не дать другим самцам приблизиться к самке во время совокупления.[12]

Сексуальный конфликт

Было замечено, что самки сопротивляются спариванию с самцом как до, так и во время совокупления. Перед совокуплением самка может сопротивляться, убегая, не приподнимая яйцеклетку (тем самым предотвращая доступ самца к ее репродуктивным путям), или используя задние ноги, чтобы пнуть самцов, которые пытаются сесть на нее. Если самец все еще может садиться на него и вступать в совокупление, самки могут продолжать сопротивляться, используя свои ноги, чтобы отбросить самца. Еще одно средство сексуального конфликта - это загадочный женский выбор, в котором свертывание женского репродуктивного тракта коэволюционировало таким образом, что успешными будут те мужчины, которые способны маневрировать такими спиралями, чтобы их сперма достигла сперматеки.[3]

Социальное поведение

Самки менее активны и проводят большую часть своего времени в одном и том же месте, пьют сок поврежденных деревьев.[13] Самки могут собираться в одном и том же месте откладки яиц, а также действовать более агрессивно с другими. Их агрессивное поведение отличается от поведения самцов, например, взмахи крыльями или использование передних лап для борьбы с другими самками.[14] Напротив, самцы более активны в перемещении по местам агрегации, соревнуясь, в поисках и совокупляясь с партнером. Некоторые утверждали, что это более активное поведение увеличивает их видимость и вероятность контакта с хищниками.[13]

Химическая сигнализация

Т. angusticollis используют химическую сигнализацию уровня кутикулярных углеводородов (CHC) во время своих социальных взаимодействий. Было замечено, что оба пола изменяют уровни CHC в зависимости от того, где они попадают в социальную иерархию доминирования. Подчиненные демонстрируют схожие модели у разных полов, в то время как у доминирующих мух разные уровни ХГС.[14]

Враги

Основным хищником, который атакует этот вид, является сцинки (Eulamprus Tenuis). В дикой природе хищник подкрадывается к мухам снизу. Во время некоторых исследований, которые требовали идентификации мух по маркерам, высказывались опасения, что маркеры увеличивают риск нападения хищников, поскольку маркеры прикреплялись к брюшной полости, чтобы они были видны сверху. Однако из-за того, что хищники крадутся к своей добыче снизу, исследователи предположили, что идентификационные маркеры на верхней части мух, используемые в наблюдениях, могут не сделать их более заметными, поскольку линия обзора сцинков ограничена нижней половиной мух. летать.[13]

Продолжительность жизни в неволе по сравнению с дикой природой

В исследовании, в котором сравнивались дикие и неволи Т. angusticollis мух, исследователи наблюдали различия как в скорости развития, так и в возрасте смертности. В то время как Т. angusticollis было замечено, что в дикой природе мухи развиваются быстрее и не живут так долго, как в неволе. Вероятно, это связано с изменяющимися условиями окружающей среды от суровых температур до риска нападения хищников, в отличие от контролируемых условий, которыми манипулируют в лаборатории.[13]

Рекомендации

  1. ^ Кэссиди Э.Дж., Бат Э, Ченовет С.Ф., Бондурианский Р. (февраль 2014 г.). «Половые модели морфологической диверсификации: эволюция норм реакции и статической аллометрии у нериидных мух». Эволюция; Международный журнал органической эволюции. 68 (2): 368–83. Дои:10.1111 / evo.12276. PMID  24111624.
  2. ^ а б Бондурианский Р. (апрель 2009 г.). «Зависимость от состояния стабильности развития у половодиморфной мухи Telostylinus angusticollis (Diptera: Neriidae)». Журнал эволюционной биологии. 22 (4): 861–72. Дои:10.1111 / j.1420-9101.2009.01686.x. PMID  19220651.
  3. ^ а б c d е ж грамм Баня Е, Татарник Н, Бондурианский Р. (2012-12-01). «Асимметричная репродуктивная изоляция и вмешательство в нереидных мух: роль морфологии и поведения гениталий». Поведение животных. 84 (6): 1331–1339. Дои:10.1016 / j.anbehav.2012.08.025. ISSN  0003-3472.
  4. ^ а б c Бондурианский Р (январь 2007 г.). «Эволюция зависимого от состояния полового диморфизма». Американский натуралист. 169 (1): 9–19. Дои:10.1086/510214. PMID  17206580.
  5. ^ а б c Бондурианский Р., Заведующий М (ноябрь 2007 г.). «Влияние материнского и отцовского состояния на фенотип потомства у Telostylinus angusticollis (Diptera: Neriidae)». Журнал эволюционной биологии. 20 (6): 2379–88. Дои:10.1111 / j.1420-9101.2007.01419.x. PMID  17956399.
  6. ^ Runagall-McNaull A, Bonduriansky R, Crean AJ (июнь 2015 г.). «Диетический белок и продолжительность жизни через границу метаморфизма: ограниченные белком личинки развиваются в недолговечных взрослых особей». Научные отчеты. 5: 11783. Bibcode:2015НатСР ... 511783Р. Дои:10.1038 / srep11783. ЧВК  4484247. PMID  26119686.
  7. ^ а б Адлер М.И., Бондурианский Р. (2012). «Влияние отца на приспособленность потомства отражает социальную среду отца». Эволюционная биология. 40 (2): 288–292. Дои:10.1007 / s11692-012-9211-6.
  8. ^ а б c d Хупер А.К., Спагопулу Ф., Уайлд З., Маклаков А.А., Бондурианский Р. (март 2017 г.). «Онтогенетический выбор времени как признак жизненного цикла, зависящий от состояния: самцы в хорошем состоянии развиваются быстро, рано достигают пика и быстро стареют». Эволюция; Международный журнал органической эволюции. 71 (3): 671–685. Дои:10.1111 / evo.13172. PMID  28067402.
  9. ^ Macartney, Erin L .; Nicovich, Philip R .; Бондурянский, Рассел; Крин, Анджела Дж. (2018). «Диета, связанная с развитием, необратимо формирует мужские пост-копулятивные черты у нериидной мухи Telostylinus angusticollis». Журнал эволюционной биологии. 31 (12): 1894–1902. Дои:10.1111 / jeb.13384. ISSN  1420-9101. PMID  30267554.
  10. ^ Macartney, E.L .; Crean, A.J .; Бондурианский, Р. (2017). «Диетический белок взрослых имеет возрастные и зависимые от контекста эффекты на пост-копулятивные способности мужчин». Журнал эволюционной биологии. 30 (9): 1633–1643. Дои:10.1111 / jeb.13087. ISSN  1420-9101. PMID  28386961.
  11. ^ а б c d Crean AJ, Kopps AM, Bonduriansky R (декабрь 2014 г.). «Возвращаясь к телегонии: потомство наследует приобретенную характеристику предыдущего партнера своей матери». Письма об экологии. 17 (12): 1545–52. Дои:10.1111 / ele.12373. ЧВК  4282758. PMID  25270393.
  12. ^ Бондурианский Р. (май 2006 г.). «Конвергентная эволюция диморфизма половой формы двукрылых». Журнал морфологии. 267 (5): 602–11. Дои:10.1002 / jmor.10426. PMID  16477603.
  13. ^ а б c d Кавасаки Н., Бразилия CE, Брукс Р.С., Бондурианский Р. (сентябрь 2008 г.). «Влияние окружающей среды на выражение продолжительности жизни и старения: резкий контраст между дикими и содержащимися в неволе когортами Telostylinus angusticollis (Diptera: Neriidae)». Американский натуралист. 172 (3): 346–57. Дои:10.1086/589519. PMID  18710341.
  14. ^ а б Уайлд, Захария; Адлер, Льюис; Крин, Анджела; Бондурианский, Рассел (2019-12-01). «Воспринимаемый статус доминирования влияет на химическую передачу сигналов у мухи-нериды Telostylinus angusticollis». Поведение животных. 158: 161–174. Дои:10.1016 / j.anbehav.2019.10.013. ISSN  0003-3472.