Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Drosophila nigrospiracula
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Учебный класс:Насекомое
Заказ:Двукрылые
Семья:Drosophilidae
Род:Дрозофила
Разновидность:
D. nigrospiracula
Биномиальное имя
Drosophila nigrospiracula
Паттерсон и Уиллер, 1942 г. [1]

Drosophila nigrospiracula - это вид мух, обитающий в пустыне Сонора , в Аризоне, Калифорния, и в части Соноры , Мексика. D. nigrospiracula делит пустыню Сонора с тремя другими видами дрозофилы : D. pachea, D. mettleri и D. mojavensis . D. nigrospiracula не проявляют половой изоляции между другими видами. [2] Эта муха размножается на разлагающихся тканях двух видов кактусов, которые также являются эндемичными для этого региона: кардон (Pachycereus pringlei) и сагуаро (Carnegiea gigantea).

Таксономия [ править ]

D. nigrospiracula является частью комплекса видов D. anceps . [3] Этот вид классифицируется как часть подгруппы D. mulleri , одной из пяти подгрупп внутри группы Drosophila repleta рода Drosophila . [4] Четыре вида мух- дрозофил, населяющих пустыню Сонора, не особенно тесно связаны друг с другом, но, тем не менее, все они входят в группу реплета. Каждый вид поселился в этом регионе независимо, и у них разная доступность ресурсов. Таким образом, они независимо адаптировались к окружающей среде пустыни Сонора и стали использовать разные кактусы.виды в качестве хозяев. [5]

Хабитат [ править ]

Кактус кардон ( Pachycereus pringlei ) найден на полуострове Баха в пустыне Сонора.
Кактус сагуаро (Carnegiea gigantea) найден в пустыне Сонора.

D. nigrospiracula встречаются только в пустыне Сонора и особенно на кактусах кардон (Pachycereus pringlei) и сагуаро (Carnegiea gigantean) . [6] Кардон и сагуаро - высокие столбчатые кактусы с похожей морфологией , химическим составом и низким содержанием алкалоидов (их основной аллелохимический состав ). Сагуаро произрастает на большей части пустыни, тогда как вид кардон растет только на полуострове Баха. D. nigrospiracula ограничивается этими двумя формами кактусов, поскольку они выделяют алкалоиды гигантин и карнегин , которые D. nigrospiracula может метаболизировать. [7]Эти аллелохимические вещества обычно вредны для насекомых без соответствующих ферментов аллелохимической детоксикации, а именно системы цитохрома p450. [6] Как правило, гниение растений может происходить из-за повреждения или замораживания кактуса. Затем экссудат стекает по растению, создавая место для скопления D. nigrospiracula .

Механизм метаболизма растения-хозяина [ править ]

Система цитохрома p450 присутствует почти во всех формах жизни и отвечает за обработку феромонов и стероидов, а также за метаболизм инсектицидов, лекарств, мутагенов и канцерогенов . Система p450 позволяет дрозофиле метаболизировать и детоксифицировать вторичные соединения, которые используют кактусы в качестве функции защиты травоядных, чтобы жизнеспособно использовать растение в качестве хозяина. [6]

Домашний диапазон [ править ]

Типичная численность популяции колеблется от 361 до 3999 особей. [6] Эти мухи перемещаются к другим кактусам сагуаро в три раза быстрее, чем любые другие виды дрозофил ; они живут в недолговечных, но широко распространенных средах обитания, требуя постоянного переселения в поисках ресурсов. D. nigrospiracula перемещается на расстояние до 2 км в день в поисках ресурсов между кактусами с низкой плотностью. [8]

История жизни [ править ]

Яйца D. nigrospiracula образуются в фолликулах, которые состоят из 15 кормящих клеток, а парные яичники данной самки состоят из сотен фолликулов. [5] Хромосомы этих мух полиплоидны и активно транскрибируются в РНК, которая затем передается в ооциты, чтобы помочь в эмбриогенезе. На заключительных стадиях оогенеза клетки-кормилицы утилизируют свои ядерные компоненты в растущие ооциты, обеспечивая им ресурсы для эмбрионального развития.

Роль фосфора в формировании яиц [ править ]

D. nigrospiracula проявляет половой диморфизм из-за различного соотношения концентрации фосфора у взрослых самцов и самок. [5] У женщин в половых железах примерно в 3 раза больше фосфора, чем у мужчин. Это неравенство связано с важностью фосфора в синтезе нуклеиновых кислот во время оогенеза. Кактусы, на которых обитает D. nigrospiraculaпорода и корм имеют низкие концентрации фосфора, но исследования показали, что более высокая концентрация у самок происходит от фосфора, передаваемого от самца самке во время совокупления. Фосфор из мужского эякулята включается в женские яичники и отслеживается с помощью РНК и ДНК. Затем фосфор внутри самки используется для синтеза нуклеиновых кислот, необходимых для производства яиц. Пониженный уровень фосфора в рационе зрелых самок замедлил оогенез.

Спаривание [ править ]

Более крупные самцы, как правило, более успешны в спаривании, чем более мелкие самцы, поскольку они выигрывают в соревновании самцов и самок. [9] Самки подходят к самцам, чтобы спариться на территориях, не связанных с ресурсами, контролируемых самцом.

D. nigrospiracula имеет соотношение полов, которое благоприятствует самкам, поскольку самки могут спариваться несколько раз за одно утро. Кроме того, самки также готовы к спариванию через 3 дня после рождения, но самцы не достигают полового созревания, пока им не исполнится 9-10 дней. Эти два фактора значительно увеличивают рабочее соотношение полов в пользу женщин.

Ухаживание [ править ]

D. nigrospiracula демонстрируют различное брачное поведение. [3] Самцы сначала начинают ухаживание путем физического контакта с самками. Затем они демонстрируют крылья, вторгаясь в самку сзади, часто облетая самку несколько раз. Индикация крыла состояла из быстрого открытия, а затем закрытия одного или обоих крыльев, что создавало всплески звука. Самцы также облизывали женские гениталии, если самка перестала двигаться. Самки проявили готовность к спариванию, расправив крылья, в то время как незаинтересованные самки отошли от самца. Самцы D. nigrospiracula настойчивы в ухаживании, но не садятся на сопротивляющуюся самку.

Враги [ править ]

Macrocheles subbadius [ править ]

Macrocheles subbadius - это эктопаразит, который также обитает в североамериканском регионе пустыни Сонора, который населяет кактусы сагуаро и кардон. Размножается на влажной почве, фекалиях животных и гниющих тканях растений. Они получают питательные вещества, кусая покровы мух и поглощая гемолимфу, находящуюсяв полости тела мухи, используя ее в качестве питательных веществ. Этот паразит сокращает продолжительность жизни D. nigrospiracula пропорционально количеству паразитов, обнаруженных на теле. Снижение общего состояния здоровья происходит из-за физических травм, вызванных Macrocheles subbadius, а также из-за потери питательных веществ. Также было обнаружено, что этот паразит препятствует фертильности самок и развитию потомства. [10]

Влияние паразитизма на половое размножение [ править ]

Несмотря на большие затраты на ухаживание и спаривание, D. nigrospiracula увеличивала репродуктивную способность при воздействии паразитов. [10] Молодые самцы уделяли ухаживанию еще больше времени, когда на них попало больше паразитов. То же явление наблюдалось и в исследовании с участием самцов старшего возраста, которые были слегка поражены паразитами, но уровень ухаживания упал ниже контрольного уровня при сильном паразитировании. Исследователи связывают эту поведенческую характеристику D. nigrospiracula с эволюционным адаптивным преимуществом, поскольку мухи пытаются передать свои гены при обнаружении более низкой продолжительности жизни.

Однако, в то время как зараженные паразитами дрозофилы стремятся к спариванию с большей частотой, другое исследование показывает, что самцы и самки с меньшей вероятностью найдут себе пару. [11] Самцам еще труднее найти себе пару, чем самкам, даже если они заражены таким же количеством M. subbadius . Кроме того, интенсивность выбора самок прямо пропорциональна глубине паразитарного заражения. Исследователи связывают эти наблюдения со снижением конкурентоспособности мужчин и женщин, снижением энергии ухаживания и даже с физическим предотвращением совокупления.

Микробиом [ править ]

Как уже упоминалось, D. nigrospiracula использует некротические ткани кактуса сагуаро для спаривания, а также в качестве источника пищи. [3] Однако микробиота D. nigrospiracula значительно отличается от микробиоты кактусов кардон и сагуаро и на самом деле больше похожа на мух из разных кактусов из других регионов. Больше всего бактерий не происходит из пищи на кактусах. [7] Эти бактериальные колонии были колонизированы в результате передачи от хозяина к хозяину другими видами и в других условиях.

Конкуренция с Drosophila mettleri [ править ]

Этот вид имеет определенные сходства в поведении с Drosophila mettleri . Однако основное различие между этими двумя видами мух, которое ограничивает конкуренцию между ними при выборе места для гнездования, объясняется скорее генетически, чем поведенчески. D. mettleri содержит повышенную регуляцию гена CYP28A1 в семействе генов P450. Повышенная регуляция этого гена позволяет D. mettleri размножаться как в токсичной почве, окружающей гниющие кактусы, так и на тканях гниющих пятен кактусов. D. nigrospiracula,однако, у него отсутствует этот активированный ген, и он может гнездиться только на тканях гниющих пятен кактусов. Это конкретное генетическое различие позволяет обоим видам пустынных дрозофолидов использовать одних и тех же кактусов-хозяев в одном и том же географическом регионе без давления со стороны конкуренции.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Описание новых видов подродов Hirtodrosophila и Drosophila . Дж. Т. Паттерсон и М. Р. Уиллер, 1942 г.
  2. ^ Markow Т.А., Fogleman JC, Heed WB (май 1983). «Репродуктивная изоляция у дрозофилы пустыни Сонора». Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 37 (3): 649–652. DOI : 10.2307 / 2408281 . JSTOR  2408281 . PMID  28563318 .
  3. ^ a b c Алонсо-Пиментель Х, Спанглер Х. Г., Хид У. Б. (январь 1995 г.). «Звуки ухаживания и поведение двух дрозофил, размножающихся сагуаро, и их родственников» . Поведение животных . 50 (4): 1031–1039. DOI : 10.1016 / 0003-3472 (95) 80103-0 . S2CID 53176991 . 
  4. ^ Durando CM, Baker RH, Etges WJ, Heed WB, Wasserman M, DeSalle R (август 2000 г.). «Филогенетический анализ группы видов реплета рода Drosophila с использованием нескольких источников признаков». Молекулярная филогенетика и эволюция . 16 (2): 296–307. DOI : 10.1006 / mpev.2000.0824 . PMID 10942616 . S2CID 18039476 .  
  5. ^ a b c Фрэнк М. Р., Фоглеман Дж. К. (декабрь 1992 г.). «Участие цитохрома P450 в использовании растения-хозяина у Sonoran Desert Drosophila» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (24): 11998–2002. Bibcode : 1992PNAS ... 8911998F . DOI : 10.1073 / pnas.89.24.11998 . PMC 50685 . PMID 1465429 .  
  6. ^ a b c d Johnston JS, Heed WB (июль 1976 г.). "Распространение адаптированной к пустыне дрозофилы: размножение D. nigrospiracula сагуаро". Американский натуралист . 110 (974): 629–651. DOI : 10.1086 / 283095 .
  7. ^ a b Мартинсон В.Г., Карпинтейро-Понсе Дж., Моран Н.А., Марков Т.А. (декабрь 2017 г.). МакБейн AJ (ред.). «Отличительная и ограниченная хозяином кишечная микробиота в популяциях кактофильных видов дрозофилы» . Прикладная и экологическая микробиология . 83 (23): e01551–17, /aem/83/23/e01551–17.atom. DOI : 10,1128 / AEM.01551-17 . PMC 5691420 . PMID 28939605 .  
  8. ^ Уртадо Л.А., Эрез T, Castrezana S, Markow TA (июнь 2004). «Противопоставление популяционных генетических моделей и эволюционных историй среди симпатрических кактофилов пустыни Сонора». Молекулярная экология . 13 (6): 1365–75. DOI : 10.1111 / j.1365-294X.2004.02169.x . PMID 15140083 . 
  9. ^ Markow Т (1988-07-01). «Репродуктивное поведение Drosophila melanogaster и D. nigrospiracula в поле и в лаборатории» . Журнал сравнительной психологии . 102 (2): 169–73. DOI : 10.1037 / 0735-7036.102.2.169 . PMID 3135147 . 
  10. ^ a b Polak M, Starmer WT (ноябрь 1998 г.). «Риск смерти, вызванный паразитами, увеличивает репродуктивную способность самцов дрозофилы» . Ход работы. Биологические науки . 265 (1411): 2197–201. DOI : 10,1098 / rspb.1998.0559 . PMC 1689506 . PMID 9872007 .  
  11. ^ Полак M, Markow TA (август 1995). «Влияние эктопаразитарных клещей на половой отбор у плодовой мухи пустыни Сонора». Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 49 (4): 660–669. DOI : 10.2307 / 2410319 . JSTOR 2410319 . PMID 28565138 .  

Внешние ссылки [ править ]