Trichonephila clavipes - Википедия - Trichonephila clavipes

Trichonephila clavipes
Золотой шелковый паук-шарлатан Nephila clavipes) female.jpg
Женский, Ямайка
Золотистый шелковый паук-ткач Nephila clavipes) самец.jpg
Мужской, Ямайка
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Подтип:Хелицерата
Учебный класс:Арахнида
Заказ:Araneae
Инфразаказ:Araneomorphae
Семья:Araneidae
Род:Трихонефила
Разновидность:
Т. clavipes
Биномиальное имя
Trichonephila clavipes
Синонимы
  • Аранея клавская
  • Aranea spinimobilis
  • Аранея лонгимана
  • Epeira clavipes
  • Перчатки Epeira
  • Нефила Уайлдери
  • Нефила Вистариана
  • Нефила конколор
  • Nephila thomensis
  • Нефила клавипес

Trichonephila clavipes (ранее известный как Нефила клавипес), широко известный как золотой шелкопрядчик, золотой шелковый паук, или же банановый паук, является паук, плетущий сферы виды, которые населяют леса и лесные массивы, начиная от юг США к Аргентина.[2] Фактически, это единственный вид рода Трихонефила коренной к континентальному север и Южная Америка. Известные золотистым цветом шелка, большими размерами женщин и характерной красно-коричневой и желтой окраской, Т. clavipes строить большие асимметричные круглые сети, прикрепленные к деревьям и невысоким кустарникам в лесу, чтобы ловить летучую добычу малого и среднего размера, в основном насекомых. Они превосходные веб-конструкторы, производящие и использующие семь различных типов шелк,[3] и они покоряют свою добычу, вводя ей яд, в отличие от родственных видов, которые обездвиживают свою добычу, сначала оборачивая ее шелком. Они не известны своей агрессивностью по отношению к людям, кусаются только из соображений самообороны при прикосновении, а их относительно безвредный яд имеет низкий токсичность, что не представляет особой опасности для здоровья здоровых взрослых людей. Из-за их преобладания в лесах, Т. clavipes могут встретиться путешественники.

Как и многие виды ткачей кругов, Т. clavipes показывает половой диморфизм, причем самки имеют как более крупные размеры, так и более сложную и заметную окраску. Самцы этого вида не страдают от сексуального каннибализма или калечащих операций на гениталиях в той же степени, что и самцы других родственных видов в подсемействе. Нефилины делать, делая Т. clavipes В центре внимания исследования брачного поведения пауков. Вид показывает как моногинное, так и полигинное спаривание, с предпочтением полигинии в большинстве условий спаривания.

Т. clavipes - хорошо изученный вид, имеющий высокую признанную ценность для людей из-за их полезности в паучий шелк исследование. Анализ генома этого вида, первого из пауков-кругопряд, которые были полностью аннотированы, выявил 28 уникальных генов для белки состоящий из паучьего шелка, известного как спидроины. Кроме того, шелк Т. clavipes потенциально может помочь при хирургических вмешательствах на нервной системе, что было продемонстрировано в прошлых экспериментальных исследованиях.

Описание

Как и большинство ткачей кругов, вид имеет пометку половой диморфизм как по размеру, так и по цвету. Т. clavipes самки - одни из самых крупных пауков-пауков Северной Америки, не являющихся птицеедами, их длина в полностью развитом состоянии составляет от 24 до 40 мм. Не исключено, что они даже являются крупнейшими коренными жителями Соединенных Штатов видами кругоплетчиков. Самки также имеют очень четкую окраску, что позволяет легко распознать этот вид. У них серебристо-белый головогрудь и более длинное оранжево-коричневое брюшко с двумя рядами небольших бело-желтых пятен. Брюшко меняет цвет по мере взросления паука. Их ноги состоят из темно-желтых и коричневых полос, а первая, вторая и четвертая пары ног также содержат черные щеткообразные пучки волос возле суставов.

Между тем, самцы намного меньше, примерно от одной трети до четверти размера самок и имеют длину примерно 6 мм, а также имеют более стройное телосложение. Их масса составляет примерно от 1/30 до 1/70 массы крупной самки. Между тем окраска самцов гораздо менее сложна и состоит из темно-коричневого тела и ног. Ноги самцов имеют черную полосу около конца большеберцового сегмента, в той же области, где были бы черные пучки волос у самок.

Женская вентральная сторона

Т. clavipes походить на своего сородича Трихонефилы перья в том, что обе женщины обладают скоплением жестких волос на ногах. Однако волосы T. plumipes расположены ближе друг к другу, чем у Т. clavipes.[4]

Этимология научного названия

Специфический эпитет клавипы происходит из латинский: клава, что может означать «клуб» или «узловатый посох»; и пес, что означает «относящийся к ступне или относящийся к ней».[5] В целом название означает «косолапый». Линней, который назвал вид в 1767 году, вероятно, имел в виду заметные пучки волос на ногах самок, придававшие им вид клубков или узлов.

Структура популяции, видообразование и филогения

Филогения

По мнению некоторых ученых, Trichonephila clavipes принадлежит к семейству пауков Nephilidae, или пауков, плетущих золотые круги.[6] Однако другие исследователи покончили с семейством Nephilidae, вместо этого отнесли всех пауков, плетущих золотые сферы, к подсемейству Нефилины, в семье Araneidae. После последних филогенетических исследований подсемейство Nephilinae теперь включает роды Нефила, которому Т. clavipes изначально принадлежал, и Трихонефила, его текущее назначение. Из всех родов Nephilinae, Трихонефила самый богатый видами род.[6]

Распределение и транспортировка

Т. clavipes чаще всего встречается в Антильские острова И в Центральная Америка из Мексика на севере через Панама на юге. Реже встречается южнее Аргентина а на севере это встречается в некоторых частях южных штатов континентальной части США. В зависимости от сезона он может варьироваться в более широком диапазоне; летом его можно найти как далеко на север, так и ниже Восточная Канада. За пределами 40 ° северной широты эти пауки редко переживают зиму.

Т. clavipes также могут быть найдены в колониях или рядом с ними Metepeira incrassata, мексиканский колониальный паук-кругопряд, который обычно образует большие группы, от нескольких сотен до тысяч отдельных пауков.[7]

Поскольку люди непреднамеренно перевозят пауков в качестве пассажиров в грузовых контейнерах, питомники растений акции и тому подобное, Т. clavipes обычно происходит очень неравномерно на больших площадях; Часто участки с высокой локальной плотностью встречаются вдали от других популяций. Случайный перенос этого вида людьми заметно увеличивается в конце августа - начале сентября, когда размножение пауков находится на пике.

Спаривание

Поиск партнера

В Т. clavipes, самцы переходят из паутины в паутину, пытаясь спариться с веб-владельцами женского пола.[8] Самцы рискуют умереть с каждым переходом в новую сеть, в основном из-за хищничества, и это смертность риск увеличивается по мере развития сезона размножения, поэтому риск ниже на ранних стадиях сезона и максимален на его поздних стадиях. В результате самцы более разборчивы в начале сезона, чем в конце.

Женский / мужской взаимодействия

Количество товарищей

Т. clavipes самцы могут спариваться только один раз, моногинно, но также способны к полигинному спариванию.[8] У многих видов паукообразных, в том числе у Нефила рода, самцы пауков могут спариваться только один раз из-за такого поведения, как сексуальный каннибализм и калечащие операции на половых органах во время совокупления. Таким образом, эти пауки демонстрируют моногинную систему спаривания. Однако, что необычно, самцы Т. clavipes редко сталкиваются с сексуальным каннибализмом или калечащими операциями на половых органах и, таким образом, способны к размножению. Однако моногиния все еще может возникать у многих мужчин из-за таких факторов, как способность сталкиваться с женскими паутинами и способность успешно конкурировать с другими мужчинами. Другой, менее заметный фактор, способствующий моногинии, заключается в том, что, как и у многих видов пауков, Т. clavipes мужчины производят ограниченное количество спермы в течение своей жизни.[9] Таким образом, иногда у самца достаточно спермы только для одного спаривания, что заставляет самца вкладывать деньги в моногинные отношения, а не искать новых партнеров.

Есть несколько факторов, которые влияют на общее количество партнеров самца, но способность Т. clavipes Размножение самцов для спаривания позволяет самцам любого размера иметь эквивалентный успех спаривания. Считается, что в результате выбор мужского размера в Т. clavipes и другие подобные виды.[8]

Ограничение мужской спермы

Т. clavipes самцы имеют ограниченное количество сперматозоидов, доступных им на протяжении всей жизни, и поэтому могут оплодотворить не более нескольких самок перед смертью.[9] Успех множественных спариваний зависит от первой самки, с которой они выбирают спариваться: когда самцы спариваются с девственными, только что линяющими самками, они полностью истощают запас спермы, тогда как когда они спариваются со старшими, не девственными самками, они могут сохранять некоторые их спермы для будущих спариваний. Кроме того, самцы могут продолжать брачное поведение, даже если у них нет сперматозоидов для передачи самке, хотя брачное поведение заметно менее интенсивно.[9] Эта неспособность самца к оплодотворению других самок может объяснить, почему самец Т. clavipes спарившиеся с девственными самками часто остаются в сети самок и охраняют ее, а не покидают сеть в поисках будущих партнеров.

Успешное спаривание с девственницами и не девственницами

Спаривание с девственник самки могут рассматриваться как ситуация с высоким риском и высокой наградой для самцов этого вида.[8] В ситуациях, когда мужчина Т. clavipes ограничены моногинией в своей среде, спаривание с девственными самками дает наиболее репродуктивную выгоду. Следовательно, мужчина израсходует все свои запасы спермы, спариваясь с девственницей; это позволяет самцу максимизировать свой потенциальный репродуктивный успех с этой единственной самкой. Тем не мение, Т. clavipes самки действительно различаются по качеству спаривания, и девственные самки оказываются наиболее активными в период времени, когда риск смертности самок до того, как она откладывает оплодотворенные яйца, наиболее высок. Таким образом, спаривание один раз с девственной самкой и никогда больше не спаривается, хотя и предлагает более высокие потенциальные выгоды, но также представляет большие риски и высокую вариабельность репродуктивного успеха. Фактически, спаривание с двумя или более девственными самками обычно так же успешно для самцов, как и моногинное спаривание с девственницей, и, учитывая, что риски, связанные с спариванием недевственных самок, ниже, вполне вероятно, что Т. clavipes мужчины предпочитают многоженство моногинии.[8]

Охрана товарища

Охрана товарища Т. clavipes самцы зависят от размера.[8] Поскольку более мелкие самцы менее успешны в физическом соревновании с другими самцами, они должны тратить гораздо больше времени на успешное спаривание с самкой в ​​ее сети. В результате для самца больше выгоднее искать новую сеть, чем тратить еще больше времени на текущую паутину, охраняя самку, с которой он только что спарился. И наоборот, более крупные самцы имеют больше шансов получить доступ к самке в новой паутине и, таким образом, могут позволить себе тратить время на охрану партнера перед поиском нового партнера. Компромисс заключается в том, что усиление защиты партнера обычно приводит к более низкому количеству партнеров, поэтому самцы воспринимают выгоду в более высоком количестве партнеров, а уровень защиты обычно снижается.[8]

Размер - лишь один из факторов, влияющих на охранное поведение самцов. Другие факторы, такие как выбор девственной партнерши женского пола и истощение сперматозоидов, также могут повысить вероятность сторожевого поведения, поскольку самец не может участвовать в дальнейших спариваниях и больше не испытывает компромисса между охраной и поиском партнера.[9]

Сети

Тип сети

Т. clavipes самки строят большие асимметричные круглые (в форме «шара») сети. Главный сеть взрослой самки может составлять от 1 до 2 метров в диаметре, не считая основных волокон, закрепляющих паутину между деревьями; такие анкерные нити могут иметь длину 2–3 метра. Желтый пигмент в шелке придает ему богатое золотое сияние при подходящем освещении.

Физиология

Железы и токсины

Шелковые железы

У пауков, плетущих сферы, существует семь различных типов шелковых желез, каждая из которых производит свой собственный тип шелка, и Т. clavipes самки обладают всеми семью этими шелковыми железами.[3] Это железы: (i) большая ампульная, (ii) малая ампульная, (iii) грушевидная, (iv) ациниформная, (v) канальцевидная, (vi) жгутиковидная и (vii) совокупность. Основной ампульный шелк демонстрирует высокую прочность на разрыв и поэтому используется в конструкциях, требующих устойчивости, таких как драглайны, мосты и радиусы перемычек. Незначительный ампульный шелк используется в качестве строительных лесов в процессе создания паутины, в то время как грушевидный шелк используется как цемент, связывающий волокна друг с другом и другими структурами. Ациниформный шелк также силен, как шелк больших ампул, но также является гибким, что позволяет использовать его для обертывания добычи и изоляции яиц. Трубчатый шелк образует прочную внешнюю оболочку яиц, а жгутиковые и совокупные шелки используются при захвате добычи из-за их растяжимости и липкости. Эти шелка отличаются специфическим фиброином пауков, или «спидроином», белками, из которых они состоят.[3]

Единственная нить якорного шелка имеет предел прочности из 4 × 109 N / м2, что превосходит стали в восемь раз (предел прочности стали 500х106 N / м2). Исследования в Университете штата Айова показали, что Т. clavipes шелк, особенно в драглайнах, имеет исключительно высокую теплопроводность, превосходящую большинство металлов.[10]

Укусы людей и животных

Паук не агрессивен и кусается только при грубом обращении; яд относительно безвреден и редко вызывает больше, чем легкое покраснение и временную локализованную боль.[11]

Значение для людей

Полезность в исследовании пауков

Т. clavipes был невероятно полезен при изучении спидроины; его спидроины были охарактеризованы первыми, а его геном был первым из пауков, плетущих сферы, которые были аннотированы и содержали информацию о 28 уникальных спидроинах.[3] Кроме того, Т. clavipes был выбран из-за его сильно асимметричной перепонки и удлиненной формы тела для эксперимента в МКС чтобы проверить влияние невесомости на поведение в сети.[12]

Полезность в медицине

Шелк Т. clavipes недавно было исследовано, чтобы оценить его полезность для хирургического улучшения млекопитающее нейронный регенерация. В пробирке эксперименты показали, что нить из шелка может вести оторванный нейрон через тело к месту, от которого он был оторван. Шелк не вызывает реакции со стороны иммунная система, и тем самым избегает отторжения со стороны основного тела.[13]

Рекомендации

  1. ^ "Детали таксона Trichonephila clavipes (Линней, 1767 г.) ". Мировой каталог пауков. Музей естественной истории Берн. Получено 2017-05-14.
  2. ^ Weems, Jr., H.V .; Эдвардс-младший, Г. Б. (январь 2020 г.). «Золотой шелковый паук, Trichonephila clavipes (Linnaeus) (Arachnida: Araneae: Tetragnathidae)» (PDF). Отделение энтомологии и нематологии, Расширение УФ / МФСА.
  3. ^ а б c d Babb, Paul L .; Lahens, Николас Ф .; Correa-Garhwal, Sandra M .; Николсон, Дэвид Н .; Ким, Ын Джи; Hogenesch, Джон Б.; Кунтнер, Матяж; Хиггинс, Линден; Хаяси, Шерил Й .; Агнарссон, Инги; Войт, Бенджамин Ф. (июнь 2017 г.). «Геном Nephila clavipes подчеркивает разнообразие генов паучьего шелка и их сложную экспрессию». Природа Генетика. 49 (6): 895–903. Дои:10,1038 / нг.3852. ISSN  1546-1718.
  4. ^ Уайлдер, Берт Грин, На Нефила Плюмпес: или шелковый паук Южной Каролины, 32, стр. 3–8
  5. ^ Джегер, Эдмунд Кэрролл (1959). Справочник биологических названий и терминов. Спрингфилд, штат Иллинойс: Томас. ISBN  978-0-398-06179-1.
  6. ^ а б Турок, Ева; Чандек, Клемен; Краль ‐ Фишер, Симона; Кунтнер, Матяж (2020). «Биогеографическая история золотых ткачей: хронология мирового завоевания». Журнал биогеографии. 47 (6): 1333–1344. Дои:10.1111 / jbi.13838. ISSN  1365-2699.
  7. ^ Ходж, Маргарет А .; Уэц, Джордж У. (сентябрь 1996 г.). «Кормовые преимущества ассоциации смешанных видов между одиночными и колониальными пауками, плетущими сферы». Oecologia. 107 (4): 578–587. Дои:10.1007 / BF00333951. ISSN  0029-8549.
  8. ^ а б c d е ж грамм Rittschof, Clare C .; Hilber, Samantha A .; Тюдор, М. Скарлетт; Сент-Мэри, Колетт М. (01.01.2012). «Моделирование репродуктивных стратегий самцов и оптимальное количество партнеров в паучьей паутине». Поведенческая экология. 23 (1): 1–10. Дои:10.1093 / beheco / arr142. ISSN  1045-2249.
  9. ^ а б c d Кристенсон, Терри (1989). "Истощение сперматозоидов у плетущего кругом паука Nephila clavipes (Araneae, Araneidae)". Журнал арахнологии. 17 (1): 115–118. ISSN  0161-8202.
  10. ^ Сяопэн Хуан, Гуоцин Лю, Синьвэй Ван. «Новые секреты паучьего шелка: исключительно высокая теплопроводность и ее аномальные изменения при растяжении». Современные материалы, Март 2012 (онлайн)
  11. ^ Уимс Х. В. мл. И Эдвардс Г. Б. мл. 2001 г. (редакция 2004 г.). "Золотой шелковый паук ", в UF / МФСА Сайт избранных существ
  12. ^ Zschokke, Самуэль; Земляк, Стефани; Кушинг, Паула Э. (февраль 2021 г.). «Пауки в космосе - поведение, связанное с шаровой паутиной, в невесомости». Наука о природе. 108 (1): 1-10. Дои:10.1007 / s00114-020-01708-8.
  13. ^ Allmeling, C .; Jokuszies, A .; Reimers, K .; Калл, С. и Фогт (2006). "Использование волокон паучьего шелка в качестве инновационного материала в биосовместимом искусственном нервном канале. ". J. Cell. Мол. Med. 10(3): pp 770-777.

дальнейшее чтение

  • Боррор, Д. Дж. (1960). Словарь корней слов и комбинированных форм. Издательство Mayfield Publishing Company, 134 стр.
  • Кэмерон, Х. Д. (2005). «Этимологический словарь названий родов североамериканских пауков», глава 73, стр. 73 в Убик Д., Пакуин П., Кушинг П. Э. и Рот В. (ред.) Пауки Северной Америки: руководство по идентификации. Американское арахнологическое общество, Кин (Нью-Гэмпшир).

внешняя ссылка