Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Callosobruchus maculatus
Callosobruchus maculatus (самка на листе) (обрезано) .jpg
Самка Callosobruchus maculatus
Виброметрическая регистрация питания Callosobruchus maculatus внутри семени.
Научная классификация редактировать
Царство:Animalia
Тип:Членистоногие
Класс:Насекомое
Приказ:Жесткокрылые
Семья:Chrysomelidae
Род:Каллозобрухус
Разновидность:
C. maculatus
Биномиальное имя
Callosobruchus maculatus
( Фабрициус , 1775 г.)
Синонимы
  • Bruchus ambiguus Gyllenhal, 1839 г.
  • Калькулятор Бруха Волластон, 1867 г.
  • Bruchus maculatus Fabricius, 1775 г.
  • Bruchus millingeni Pic, 1900 год.
  • Bruchus ornatus Boheman, 1829 г.
  • Bruchus quadrimaculatus Fabricius, 1792 г.
  • Bruchus sinuatus Fåhraeus, 1839 г.
  • Bruchus trabuti Caillol, 1919 год.
  • Bruchus vicinus Gyllenhal, 1833 г.

Callosobruchus maculatus - это вид жуков, широко известный как вейный долгоносик или коровий семенной жук . [1] Это представитель семейства листоедов Chrysomelidae , а не настоящий долгоносик . Этот распространенный вредитель хранимых бобовых культур имеет космополитическое распространение на всех континентах, кроме Антарктиды . [2] Жук, скорее всего, возник в Западной Африке и распространился по всему миру, торгуя бобовыми и другими культурами. [1]Поскольку лишь небольшое количество особей, вероятно, присутствовало в бобовых культурах, принесенных людьми в отдаленные места, популяции, которые вторглись в различные части земного шара, вероятно, прошли через несколько узких мест . Несмотря на эти узкие места и последующие раунды инбридинга , эти популяции сохраняются. Эта способность противостоять высокой степени инбридинга, вероятно, способствовала распространению этого вида как вредителя. [1]

Он используется в качестве модельного организма как для исследований, так и для обучения из-за его быстрого образования , полового диморфизма и простоты обслуживания. [3]

Описание [ править ]

Женщина

У вигнового долгоносика отсутствует «морда», как у настоящего долгоносика. По форме он более вытянут, чем другие представители семейства листоедов. В целом он красновато-коричневый, с черными и серыми надкрыльями, отмеченными двумя центральными черными пятнами. Последний сегмент брюшка выходит из-под коротких надкрылий и также имеет два черных пятна. [4]

Жук половой диморфизм, самцы легко отличимы от самок. Самки иногда крупнее самцов, но это верно не для всех линий. Самки в целом темнее, а самцы коричневые. Пластинка, покрывающая конец брюшка, большая и темного цвета по бокам у самок и меньше, без темных участков у самцов. [5]

Есть два морфы из C. тасиШиза , формы нелетающей и формы летающей. Летучая форма чаще встречается у жуков, развившихся в условиях высокой плотности личинок и высоких температур. Летучая форма имеет более длительную продолжительность жизни и более низкую плодовитость , а полы менее диморфны, и их труднее отличить. [5]

Яйцо прозрачное, блестящее, от овального до веретенообразного, длиной около 0,75 миллиметра. [5] личинка беловатый цвет. [4]

Жизненный цикл [ править ]

Яйца на вигновом горохе и адзуки

Взрослая самка может отложить более ста яиц, и большинство из них вылупятся. Она откладывает яйцо на поверхности фасоли, и когда личинка появляется через 4-8 дней, она зарывается в фасоль. [6] Во время развития личинка питается внутренней частью фасоли, поедая ткань непосредственно под поверхностью, оставляя очень тонкий слой, через который она выйдет, когда созреет. [4] Он появляется после личиночного периода от 3 до 7 недель, в зависимости от условий. [5] В более холодном климате период вынашивания обычно длится дольше, от 4 до 13 недель до появления всходов.

Скученность личинок может происходить, когда до 8 или 10 личинок питаются и растут в одном бобе. Скученность ограничивает ресурсы для каждой особи, что приводит к более длительному времени развития, более высокой смертности, меньшему размеру взрослых особей и более низкой плодовитости. [5]

После того, как жук вырастет во взрослую жизнь, для полного созревания может потребоваться от 24 до 36 часов. Продолжительность жизни от 10 до 14 дней. Однако в более холодном климате продолжительность жизни обычно составляет от трех до четырех недель. Взрослому человеку не нужна ни еда, ни вода, но если ему предложить воду, подслащенную воду или дрожжи, он может их съесть. Самка, получившая питательные вещества, может отложить больше яиц. [6]

Жук хорошо переносит различные температуры и влажность , что позволяет ему адаптироваться к климатическим условиям по всему миру. Время его развития зависит от таких факторов, как влажность, температура, тип бобовых, скученность и уровни инбридинга в популяции. [5] [7] В слишком сухих бобах личинка не сможет проникнуть в них, а во влажных бобах может образоваться грибок . В экспериментах приемлемый диапазон влажности от 25% до 80% с разными оптимальными уровнями на каждом этапе жизни. Наибольшее количество яиц вылупилось при влажности от 44% до 63%, и 44% дали самую высокую выживаемость. Взрослый человек живет дольше - от 81% до 90%. [8]В другом эксперименте температура 17 ° C (63 ° F) и 37 ° C (99 ° F) с постоянной влажностью вызывала стресс у жука, и идеальный диапазон температур составлял от 24 ° C (75 ° F) до 28 ° C ( 82 ° F). [7]

Возраст самки при откладывании яиц влияет на развитие и выживаемость потомства. Яйца более старых самок с меньшей вероятностью вылупятся, личинкам требуется больше времени для развития, и меньшее количество личинок доживают до взрослого возраста. [9]

Воспроизведение [ править ]

Callosobruchus maculatus пенис

Спаривание вредно для самки. У мужчины шипы полового членакоторые повреждают женские половые пути. Самка может сильно пнуть самца во время совокупления, прекращая спаривание. Возможно, что самец может выиграть от причинения вреда самке, потому что травма может снизить количество спариваний или успех спаривания с другими самцами или увеличить ее яйценоскость. Когда самке экспериментально запрещают пинать самца (путем удаления задних ног), спаривания продолжались дольше, чем обычно, и травмы увеличивались. Однако время до того, как она снова стала восприимчивой, и скорость откладки яиц не изменились. Это говорит о том, что шипы полового члена не увеличивают репродуктивный успех мужчин, и есть подозрение, что шипы не увеличивают репродуктивный успех для обоих полов и могут не иметь адаптивного значения. [10]

После спаривания самка приклеивает к бобу отдельные яйца. [5] Самка обычно откладывает меньше яиц, чем меньше хозяев. В эксперименте самки, представленные тремя крупными бобами, отложили больше яиц, чем самки, представленные тремя маленькими бобами. Иногда самки откладывают много яиц на нежизнеспособные поверхности, особенно если хозяев мало или совсем нет. Это приводит к более высокому уровню смертности яиц и потенциальных личинок, но также может привести к увеличению числа хозяев в долгосрочной перспективе. [11]

Среда обитания [ править ]

Температура и влажность в местах хранения бобовых относительно постоянны, а плотность корма высока. [11] Самка откладывает яйца на бобовые в поле или на складе. [4] Инбридинг чаще встречается в лабораторных условиях, когда жуку разрешено размножаться непрерывно; разведение в поле более ограничено. [9]

Жук известен тем, что нападает на вигну ( Vigna unguiculata ), но он легко нападает на другие бобы и горох, такие как маш ( Vigna radiata ) и фасоль адзуки ( Vigna angularis ). [4] [12] Взрослые особи с большей вероятностью будут искать бобовые растения, в которых они развились как личинки, но если они недоступны или встречаются реже, жук будет использовать другой тип. [13]

Поведение [ править ]

Мужской

Женщины чаще, чем мужчины, используют сахарную воду или другие ресурсы. В эксперименте по проверке гипотезы о том, что доступ к питательным ресурсам повлияет на частоту вторых спариваний, самки с доступом к сахару с меньшей вероятностью будут спариваться более одного раза. Доступная еда делает самку менее восприимчивой к ухаживаниям самцов, которые преподносят брачный подарок как часть ухаживания. [14] Подарок представляет собой сперматофор , питательные вещества, смешанные с его эякулятом , упаковка, которая может составлять до 20% от веса его тела. [5] Самки с другими пищевыми ресурсами могут позволить себе отказаться от спаривания. [14]

Самка без дополнительного источника питательных веществ менее разборчива в процессе спаривания. Она не отказывается даже от вязок с близкими родственниками, например братьями. [15] Этот вид действительно страдает от инбридинговой депрессии , но, похоже, не предпринимает поведенческих действий, чтобы избежать этого. [7] [9]

Кроме того, известно, что бобовые жуки проявляют гомосексуальное поведение. Самцы садятся как на самок, так и на других самцов. Это потенциально может принести пользу мужчине в фитнесе, поскольку мужчина не тратит время на определение того, является ли его партнер мужчиной или женщиной. Иногда быстрее проверить физически, чем пытаться определить другими методами.

Самка обычно откладывает яйца на гладкой стороне фасоли, а не на шероховатой, и избегает бобов без гладких поверхностей. [16] Он также имеет способ распределения яиц между мелкими и крупными бобовыми, так что каждая личинка имеет доступ примерно к одинаковому количеству питательных веществ; его оценка бобовых основана на массе, а не на площади поверхности, а также на количестве уже имеющихся яиц. [11]

Готовясь к окукливанию , личинка роет в бобе ячейку и выстилает ее фекалиями. Если он встречает в бобе другую личинку, они отступают и создают стенки фекалий. Если стену убрать, две личинки сражаются насмерть. Такое поведение не совсем понятно. [17]

Предпочтения хоста [ изменить ]

Бобовый жук Callosobruchus maculatus откладывает яйца на вигновой фасоли. Виды , которые являются наиболее распространенным для жука откладывают яйца на являются черными глазами горох , маш и фасоль адзуки . [12] Если доступно более одного хозяина, жук выберет своего хозяина в зависимости от разновидности и размера бобов, а также текстуры кожуры. [18] Одно исследование показало, что жуки выбирают своего хозяина в зависимости от географического региона, в котором они живут. [19] Также было обнаружено, что жук часто переключает хосты, если им становится доступен новый хост. [20]Со временем жуки начнут специализироваться на новом хозяине и потеряют предпочтение в отношении предкового хозяина. [20]

Личинки жуков растут внутри фасоли, пока не станут взрослыми. [12] Время, необходимое личинкам для развития, варьируется в зависимости от хозяина, с более длительным временем развития на менее подходящих хозяевах. [12] Было обнаружено, что жуки, которые предпочитают откладывать яйца на черноглазом горохе, имеют более короткое время развития, что позволяет предположить, что черноглазый горох является более подходящим хозяином. [19] температура и относительная влажность оказывают влияние на время развития , а также; более высокие температуры и диапазон относительной влажности 40% -60% сокращают время развития. [12]

Вылупившиеся взрослые жуки спариваются ассортативно , что означает, что они спариваются с другими, развившимися на том же бобе-хозяине. [20] Если гибриды популяции менее приспособлены, ассортативное спаривание может привести к видообразованию . [20] Одно исследование рассматривало это и показало, что видообразование начало происходить в ранних поколениях, но поскольку не было отбора против гибридов , рекомбинация разрушила любую связь, которая образовалась между предпочтениями хозяина и спаривания, что не позволяло завершить видообразование . [20]

Хищничество [ править ]

К хищникам C. maculatus относятся несколько ос-паразитоидов . Осы Anisopteromalus calandrae , Uscana mukerjii и Dinarmus специально нацелены на виды Callosobruchus . [21] [22] [23] Dinarmus basalis паразитирует на мелких личинках и останавливает их развитие. Это ограничивает ущерб, который они могут нанести бобам, но их присутствие по-прежнему делает бобы непригодными для потребления человеком и, как правило, также делает их непригодными для посева. [21] Uscana mukerjii - яичный паразит, который предотвращает вылупление яйца, тем самым предотвращая повреждение бобовых культур. [23]

Контроль [ править ]

Повреждение черноглазого гороха

Жук считается «безвредным с медицинской точки зрения» для человека. [4] Это вредный сельскохозяйственный вредитель.

В развивающихся странах мелкие фермеры смешивают измельченные листья Cassia occidentalis с бобовыми, чтобы отпугнуть жука. [24] Другие кассии тоже полезны. Порошкообразные листья эффективны, а экстракт теплой воды и эфирное масло семян лучше. [24] [25] Масло семян не останавливает откладывание яиц, но увеличивает смертность яиц и личинок первого возраста . [24] Экстракт теплой воды удерживает взрослую самку от яйцекладки. [25]

Другие ботанические биологической борьбы с вредителями агенты испытанные включают nishinda ( Витекс Negundo ), Тасмании синяя резинка ( эвкалипт шаровидный ), bankalmi ( ипомеи sepiaria ), нима ( ним ), сафлор ( Carthamus tinctorius ), кунжутное ( Sesamum indicum ) и гуммиарабик ( Acacia nilotica ( син. Acacia arabica ). [26]

Технологии герметичного хранения, такие как пакеты Purdue Improved Cowpea Storage, также доказали свою эффективность в борьбе с C. maculatus . Эти технологии работают, отделяя среду контейнера от окружающего воздуха и заставляя насекомых внутри истощать доступный кислород внутри контейнера [27]. Это не только в конечном итоге убивает насекомых, но также снижает уровень ущерба, который они наносят при активном кормлении. прекращается ниже определенного порога кислорода [28]

К животным агентам биологической борьбы относятся паразитоидные осы, нацеленные на жука. В лабораторных испытаниях D. basalis полностью уничтожил жука. [23] A. calandrae и U. mukerjii также могут оказаться полезными. [22] [23]

Заморозка всей площади хранения также позволит контролировать C. maculatus . Период от шести до 24 часов при -18 ° C убивает всех взрослых особей и личинок. Если охлаждение медленное, жук может акклиматизироваться, поэтому требуется более длительное замораживание. [29]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Тран, BMD и PF Credland. (1995). Последствия инбридинга для короеда- семечка Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Bruchidae). Биологический журнал Линнеевского общества 56 483-503.
  2. ^ Вигновый долгоносик ( Callosobruchus maculatus (Fabricius, 1775)). PaDIL.
  3. ^ Bean Beetles: Образцовый организм для исследовательских лабораторий бакалавриата. beanbeetles.org, Университет Эмори и Колледж Морхаус.
  4. ^ a b c d e f Воровий долгоносик. Архивировано 14 ноября 2012 г. на Wayback Machine Texas A&M AgriLife Extension.
  5. ^ a b c d e f g h Справочник по бобовым жукам , Callosobruchus maculatus . beanbeetles.org, Университет Эмори и Колледж Морхаус.
  6. ^ a b Райна, AK (1970). Callosobruchus spp. заражение хранимых зернобобовых (зернобобовых культур) в Индии и сравнительное изучение их биологии. Индийский журнал энтомологии 32 (4), 303-10.
  7. ^ a b c Фокс, CW и DH Рид. (2011). Инбридинговая депрессия усиливается при стрессе окружающей среды: экспериментальное исследование и метаанализ. Evolution 65 (1), 246-58.
  8. ^ Schoof, HF (1941). Влияние различной относительной влажности на жизненные процессы южного вигнового долгоносика Callosobruchus maculatus (Fabr.) При 30 ° C, +/- 0,8 ° C. Экология 22 (3), 297-305.
  9. ^ a b c Фокс, CW и DH Рид. (2010). Инбридинговая депрессия усиливается с возрастом матери у жуков-семеноводов. Исследования эволюционной экологии 12 (8), 961-72.
  10. ^ Эдвардссон, М. и Т. Трегенца. (2005). Почему самцы Callosobruchus maculatus вредят своим партнерам? Архивировано 8 января 2013 г.в Archive-It Behavioral Ecology 16 (4), 788-93.
  11. ^ a b c Коуп, JM и CW Fox. (2003). Решения об откладке яиц у семенного жука Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae): влияние размера семян на суперпаразитизм. Журнал исследований хранимых продуктов 39 (4), 355-65.
  12. ^ а б в г д Бек, CW, Блумер, Л.С. (2013). Жизненный цикл бобовых жуков, Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Chrysomelidae)
  13. Перейти ↑ Messina, FJ (2004). Насколько лабильны предпочтения жуков-семенных к яйцекладке? Архивировано 4 марта 2016 года в Wayback Machine Ecological Entomology 29 (3), 318-26.
  14. ^ a b Фокс, CW и Дж. Мойя-Лараньо. (2009). Диета влияет на брачное поведение самок жука-семечка. Физиологическая энтомология 34 (4), 370-78.
  15. ^ Эдвардссон, М., и др. (2008). Нет доказательств того, что самки жуков- брухидей Callosobruchus maculatus используют рематинг для снижения затрат на инбридинг. Поведение животных 75 (4), 1519-24.
  16. ^ Nwanze, KF, et al. (1975). Доказательства предпочтения в кладке яиц Callosobruchus maculatus разновидностям вигны. Экологическая энтомология 4 (3), 409-12.
  17. ^ Мано, Х. и Y. Toquenaga. (2008). Строение стен у Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae). Анналы Энтомологического общества Америки 101 (2), 449-55.
  18. ^ Boeke, SJ, Дикк, М., ван Huis, А. и ван Луны, JJA (2004) Хост предпочтение Callosobruchus тасиШиза : сравнение истории жизни характерного для трех штаммов жука на два сортов вигны. ЙЕН , 28, 390-396
  19. ^ a b Кавецки, Т.Дж. и Мери, Ф. (2003). Эволюционный консерватизм географической изменчивости предпочтений хозяев у Callosobruchus maculatus . Эволюционная энтомология , 28, 449-456.
  20. ^ a b c d e Rova, E. и Björklund M. (2011) Может ли предпочтение мест для откладки яиц инициировать репродуктивную изоляцию Callosobruchus maculatus ? PLoS ONE 6, 1-6.
  21. ^ a b Саундараджан, Р.П. и др. 2012. Биологическая борьба с брухидеями Callosobruchus maculatus (F.) в blackgram. Журнал биопестицидов . 5 (дополнительный): 192-95.
  22. ^ a b Bull, JC, et al. (2006). Форма среды обитания, процессы метапопуляции и динамика многовидовых взаимодействий хищник – жертва. Журнал экологии животных 75 (4), 899-907.
  23. ^ a b c d Kapila, R. и HC Agarwal. (1995). Биология яичного паразита Callosobruchus maculatus (Fab.) (Coleoptera: Bruchidae). Журнал исследований хранимых продуктов 31 (4), 335-41.
  24. ^ a b c Lienard, V., et al. (1993). Биологическая активность Cassia occidentalis L. против Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Bruchidae). Журнал исследований хранимых продуктов 29 (4), 311-18.
  25. ^ a b Kestenholz, C., et al. (2007). Сравнительное исследование полевых и лабораторных оценок биоактивности этноботанической Cassia sophera L. (Leguminosae) против вредных организмов хранения Callosobruchus maculatus (F.) (Coleoptera: Bruchidae) и Sitophilus oryzae (L.) (Coleoptera: Curculionidae). Журнал исследований хранимых продуктов 43 (1), 79-86.
  26. ^ Рахман, А. и Ф.А. Талукдер. (2006). Биоэффективность некоторых производных растений, защищающих зерно от бобового жука Callosobruchus maculatus . Журнал насекомых 6, 3.
  27. ^ (Мердок, Л.Л., Бауа, И.Б. 2014. О технологии Purdue Improved Cowpea Storage (PICS): Предпосылки, способ действия, перспективы на будущее, Журнал исследований хранимых продуктов. В печати).
  28. ^ Мердок, Л.Л. Маргам, В., Бауа, И., Балф, С., Шейд, RE 2012. Смерть от высыхания: эффекты герметичного хранения на брухиде вигны. Журнал исследований хранимых продуктов, 49: 166-170.
  29. ^ Джонсон, JA и KA Валеро. Борьба с вигновым долгоносиком Callosobruchus maculatus с использованием отрицательных температур. [ постоянная мертвая ссылка ] В: Материалы ежегодной международной научно-исследовательской конференции по альтернативам бромистого метила и сокращению выбросов . Орландо, Флорида. 6–9 ноября 2000 г. С. 90–91.