Mirmekofilni hrošči - nov primer predvidljivega razvoja • Alexander Khramov • Znanost Novice o "Elementih" • Evolucija, entomologija

Mirmekofilni hrošči – nov primer predvidljivega razvoja

Sl. 1. A – prostoživeči stafilinidni hrošči Aleocharinae, B – stafilinida-mirmekofili Aleocharinaeparazitski na nomadskih mravah, C – stafilinida Ecitophya in njen lastnik je nomadski mravljinec Eciton (Peru) D – stafilinida Rosciszewskia in njen lastnik je nomadski mravljinec Aenictus (Malezija), E – stafilinida Beyeria in njen lastnik je nomadski mravljinec Neivamyrmex (Ekvador). Slika iz obravnavanega članka vTrenutna biologija

Molekularna filogenetska analiza, ki so jo izvedli znanstveniki iz Japonske in ZDA, je pokazala, da podobne spremembe v morfologiji stafilinidov Aleocharinaepovezani z nomadskimi mravljicami, so nastali neodvisno drug od drugega vsaj dvakrat. Posledično je v tem primeru evolucija delovala na predvidljiv način: da bi se skupaj z nomadskimi mravami neobdavčeni taksoni morali dvigniti na isti standard.

Ko je do sredine 20. stoletja postalo jasno, da poleg naključne genetske variacije igra pomembno vlogo v evolucijskem procesu, so teoretični biologi začeli govoriti o temeljni nepredvidljivosti gibanja. Torej je v svoji knjigi "Nesreča in nujnost" (1971) francoski biokemik in dobitnik Nobelove nagrade Jacques Monod napisal: "Čista priložnost, absolutno svobodna, a slepa,na samem temelju velike zgradbe evolucije: to je osrednji položaj sodobne biologije – ne več kot ena možnih ali domiselnih hipotez. Danes je to edina možna hipoteza. «Ali pa, kot pravi slavna izjava ameriškega paleontologa Stephena Jay Goulda, če bomo" evolucijo "ponovno prevzeli in jo znova sprožili, bomo dobili organski svet, ki ni zelo podoben temu, kar zdaj vidimo (glej SJ Gould 1989. Čudovito življenje: burgess skrilavec in narava zgodovine).

Vendar pa so v zadnjih letih različni primeri konvergence pokazali, da evolucija ne deluje tako nepredvidljivo, kot bi radi navdušenci primera Njegovega Veličanstva. Na primer, električni organi so se neodvisno pojavili v šestih različnih skupinah rib – in v vseh njih se je podobno spremenilo izražanje enakih genov (glej: Električni organi v različnih skupinah rib urejajo podobni geni, Elementy, 01.07.2014). Izkazalo se je, da evolucija ne more iti, kot bi si želel – začetna organizacija vrste prednikov omogoča, da napove, kakšne spremembe se bodo pojavile pri njegovih potomcih, določenih v določenih pogojih. Podobno je prišlo do zaključka avtorjev študije o miromekofilnih hroščih Stafilinidae.Mirmekofili so organizmi, ki so tesno povezani z mravми in praviloma živijo na svoje stroške.

Stafilinida (Staphylinidae) je ena največjih družin živalskega kraljestva, ki ima več kot 60 tisoč vrst v 32 poddružinah, med njimi je več Myrmecophiles kot med vsemi ostalimi žuželkami. Med njimi so še posebej številni mirekofilični hrošči Aleocharinae, največja poddružina Stafilinid (približno 16 tisoč vrst). Med njimi je znameniti Lomekhaus, ki se hrani nič hudega mravelj in ga vzame za svoje potomce. Vendar pa pri videzu lomehuza in večine drugih stafilinidnih-miromefofilov iz tega podkomilija ni nič skupnega z mravljicami – so videti enako kot tipični prostoživeči stafilinidi.

Ampak tam je Aleocharinae trije ducat rodov, odrasli hrošči so zelo podobni svojim gostiteljem zaradi zoženega trebuha, ki spominja na steblo mravelj, podolgovatih okončin in formične antene s podaljšanim prvim segmentom (slika 1). Te bugs parazitizirajo na nomadskih mravljih v starem in novem svetu.Nekateri raziskovalci so združili vse te rodove v plemenu Dorylomimini, ob predpostavki, da so vsi spustili iz enega samega prednika, ki je parazitiral prednika nomadskih mravelj Dorylinae. Ker so nastale vse nove generacije nomadskih mrav, se je povečala raznolikost stafilinidov, povezanih z njimi (glej C. H. Seevers 1965. Sistematika, evolucija in zoogeografija stafilinidnih hroščev, povezanih z vojskovalci (Coleoptera, Staphylinidae)).

Vendar najnovejše raziskave znanstvenikov iz Japonske in Združenih držav kažejo, da to ni bilo tako. Stafilinidae, ki niso povezani s tesnim sorodstvom, so se samostojno naselili na nomadske mravlje, medtem ko so dobili enako podobno podobo. Da bi to dokazali, so znanstveniki zbirali stafilinide, povezane s 5 od 7 rodov nomadskih mravelj Dorylinae. To ni bilo tako enostavno storiti – včasih je en mirmekofil 5.000 mrav, in da bi ga prepoznali v mravljinčku v marcu, potrebujete močno oko. S primerjanjem zbranih stafilinidov na več jedrskih in mitohondrijskih genov z drugimi rodovi poddružine so avtorji prispevka ugotovili, da je mravljina oblika stafilinidov. Aleocharinae samostojno pridobili najmanj 12-krat (slika 2)!

Sl. 2 Molekularni cladogram poddelov stafilinidnih hroščev Aleocharinae. Oštevilčene in označene v oranžni barvi taksoni, ki so pridobili ant formo, oranžne puščice opozarjajo na svoje mravlje. Slika iz obravnavanega članka v Trenutna biologija

Sodeč po podatkih molekularne filogenetske analize je zadnji prednik Stafilinid-Mirmekofilov, povezan z nomadskimi mravlje, živel pred 105 milijoni let – približno sredi kredne dobe (slika 3). Za primerjavo, zadnji prednik miši in moškega je obstajal pred 75 milijoni leti (glej A. T. Chinwalla et al., 2002)). Zdaj si predstavljamo, da so se nekatere podgane, makaki, lemurji in hrčki dvakrat zaporedoma, ne pa med seboj pogovarjale, postale kot dve kapljici vode, podobne, recimo, želvi. Toda ravno to se je zgodilo s stafilinidami Aleocharinae – vsakič od trčenja predstavnikov tega podskupina z nomadski mravi so dobili isti rezultat. No, kako ne bi govorili o predvidljivosti evolucije?

Sl. 3. Ocenjeni čas razhajanj taksonov stafilinidov Aleocharinae. Oštevilčene in označene v oranžni barvi taksoni, ki so pridobili mravljinčenje. Ma je ​​pred milijon leti. Slika iz obravnavanega članka v Trenutna biologija

Morda je celotna točka, da življenje v družinah nomadskih mrav pomeni zelo veliko stopnjo vključevanja v njihovo "življenje".Stafilinidi se morajo nenehno premikati po svojih mojstrih, politi in čiščiti mravlje, prav tako kot mravi med seboj, končno pa stafilinidi, pod enakimi pogoji kot ostali družini, jedo plen, ki so ga prinesli žrebci. Včasih, ko potujejo na novo mesto, silijo mravlje, da se nosijo. Tako, da mravlje med vsemi manipulacijami ne zaznavajo prevajalnikov z dotikom, morajo imeti čim bolj podobne črtice telesa pod njihovimi mojstri.

Sodeč po molekularnih podatkih, nastanek sodobnih rodov stafilinid Aleocharinaepovezana z nomadskimi mravi, se je zgodila v paleocenu in eocenu. V tem času se po fosilnem zapisu močno poveča število mrav v ekosistemih. To je mogoče izslediti, na primer z vključitvijo v oranžni barvi. Tudi v burmanskem jantarju, katere starost je približno 100 milijonov let (sredi kredne), so najdbe mrav redke. V Baltskem jantarju (pozni eocen) se njihovo število dramatično povečuje. No, v miocenskih mehiških in dominikanskih jantarjih število mrav je že preseglo mejo.

Mnogi nevretenčarji so izgubili iz tega mravljinčenja, ne pa tudi Stafilinidov. Aleocharinae – zahvaljujoč prisotnosti posebne tergalne žleze na koncu trebuha, so se naučili manipulirati z obnašanjem mrav, ki so jim odpirali skušnjave možnosti miromekofilije – življenje na vsem, kar je pripravljeno.

Vir: Munetoshi Maruyama, Joseph Parker. Globokočasovna konvergenca v Rove Bubble Symbionts vojske mravlje // Trenutna biologija. 2017. V. 27. P. 920-926.

Glej tudi druge marmelofilne hrošče, ki parazitirajo na nomadskih mravljiščih:
1) Beetle-hoodle, "Elements", 15.02.2017.

O predvidljivem razvoju:
1) Metode prilagoditve bakterij na različne temperature so se izkazale za predvidljive, "Elementi", 16.03.2017.

Alexander Khramov


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: