Photinus pyralis

Photinus pyralis , известный под общими именами распространены восточные светлячками [3] и большая рукоять светлячка , [4] является наиболее распространенными видами светлячков в Северной Америке . [5] P. pyralis - это летающий и светоносный жук с легким органом на вентральной стороне брюшка. Этот организм иногда ошибочно классифицируют как Photuris pyralis , что, вероятно, является результатом ошибочного принятия схожего по звучанию рода Photuris .

Обыкновенный восточный светлячок
Photinus pyralis Firefly 3.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство: Animalia
Тип: Членистоногие
Класс: Насекомое
Заказ: Жесткокрылые
Семья: Lampyridae
Племя: Фотинини
Род: Фотин
Разновидность:
P. pyralis
Биномиальное имя
Photinus pyralis
"> Файл: Светлячок обыкновенный восточный (Photinus pyralis) в США. WebmВоспроизвести медиа
Светлячок обыкновенный восточный ( Photinus pyralis )

Photuris самка может также заманить Photinus pyralis быть съеден , чтобы получить паук-репеллента стероидов , называемых « lucibufagins ». [6] У самцов световой орган покрывает всю вентральную поверхность трех самых задних сегментов, а у самок он покрывает только часть третьего заднего сегмента. [7] Эти светлячки наиболее заметны в сумерках, в начале вечера и парят близко к земле. [8] Общее название вида относится к характерному полету самца, который летит по J-образной траектории, загораясь при взлете. [9] Во время полета J-образная схема полета используется в сочетании с патрулирующими вспышками при поиске помощника. [10] Их вспышки стимулируются условиями освещения, а не ритмическими импульсами, как первоначально предполагалось. [8]

Геном Photinus pyralis секвенировали в 2018 г. [11]

Самцы Photinus pyralis находят самок серией световых вспышек, на которые самки реагируют кодированной задержкой. Световой орган P. pyralis состоит из двух слоев; слой преломляющих клеток на дорсальной стороне и фотический слой со светообразующими клетками на вентральной стороне. [12] Световой орган (в частности, фотогенный слой) снабжен многочисленными трахеальными ветвями, которые, как считается, обеспечивают необходимый кислород для производства света. [12] Светопродуцирующий фермент люцифераза находится в клетках фонаря. [13] Люциферазам необходим кислород, люциферин и аденозинтрифосфат (АТФ), чтобы катализировать химическую реакцию, которая вызывает биолюминесценцию у этих насекомых. [14] Было показано, что свечение не контролируется концевыми клетками трахеи (которые, как предполагалось, содержат клапаны) или центральными нервными импульсами, было показано в исследованиях с низким содержанием кислорода. [15] Куколки этих жуков имеют другие органы света, чем взрослые. У них нет характерных концевых клеток трахеи мигающих взрослых особей, и в то время как взрослые особи излучают яркие вспышки, куколки излучают свет низкой интенсивности. [15]

Известно, что жуки семейства Lampyridae используют определенные средства защиты, такие как неприятный запах и выделение липкого вещества, чтобы избежать нападения хищников. [16] Выделение неприятной жидкости из областей вдоль надкрылий и переднеспинки является результатом тактильной стимуляции и называется рефлекторным кровотечением. [17] Это рефлекторное кровотечение является защитной функцией P.pyralis , так как оно может заставить некоторых хищников запутаться в липком веществе (например, муравьев) или вызвать отвращение у других при нападении хищников. [17] Выделение содержит люцибуфагины , стероиды, обнаруженные в P. pyralis, которые делают их неприятными для некоторых хищных птиц. [18] В то время как взмах взрослых особей используется для передачи сигналов самкам, считается, что свечение куколок является апосематическим индикатором для ночных хищников. [19]

В связи с этим, самцы вида Photinus становятся добычей самок другого рода, Photuris . Самки Photuris фактически имитируют эффекты световых сигналов самцов Photinus, и этим самки заманивают самцов Photinus. Самцы естественным образом вырабатывают стероид люцибуфагин, и причина, по которой самки охотятся на этих самцов, заключается в получении этого стероида. Как только самки охотятся на самцов Photinus , самки получают стероид люцибуфагин, который используется для защиты от прыгающих пауков . Было проведено исследование, в котором самки Photuris были взяты из природы и вынуждены рефлекторно кровоточить, которое содержит стероид люцибуфагин. Было обнаружено, что когда самок заставляли рефлекторно кровотечение, образцы, взятые у каждой самки, содержали разное количество стероида в каждой пробе. Поэтому после того, как были проведены эксперименты, чтобы увидеть, каких самок съедят пауки-прыгуны, было решено, что пауки-прыгуны с большей вероятностью будут есть самок с меньшим количеством люцибуфагина внутри своего тела, а самки с большим количеством пауков постоянно отвергаются пауками, поэтому они защищают себя от хищничество. [20]

Самцы первыми начинают серию патрульных вспышек, необходимых для обнаружения самки и спаривания с ней. Самцы будут активно летать во время мигания, а самки сидят. [21] Они будут мигать каждые 6 секунд и будут ждать ответной вспышки от самки, которая появляется после задержки в 1-2 секунды. [10] Было показано, что самки реагируют только на своих сородичей ; идентифицируя их по цвету их желтой биолюминесцентной вспышки в сочетании с временной структурой, продолжительностью и интенсивностью мужской вспышки. [22] Самки поворачивают брюшко в сторону самцов, показывая свою собственную вспышку самцам. Можно наблюдать за самцами, летящими почти вертикально; их усики вытянуты вперед и жесткие, а ноги прижаты к телу во время патрулирования. [10] Они также показывают очевидный сдвиг взгляда в сторону последней вспышки самки и продолжают двигаться к ней, пока самка светлячка не вспыхнет снова. [10] Вспышки продолжаются, пока самец не достигнет самки. Самцы собираются большими массами, и наиболее вероятно, что одну и ту же самку встретят несколько человек; в этом случае самцы P. pyralis проявляют агрессию по отношению друг к другу, находясь вне полета. [23]

На стадии «агрессии» предпочтение отдается самцам с меньшими надкрыльями и меньшими фонариками; тогда как во время сигнальной фазы предпочтение отдается самцам с более длинными надкрыльями и более крупными фонариками. [23] Самцы с более крупными фонарями предпочитают сигнальные фазы ухаживания, потому что их радиосигналы могут быть замечены самками, находящимися дальше, также предполагается, что из-за более длинных надкрылий у этих самцов может быть преимущество в том, что они быстрее находят самок. . [24] Светлячки Photinus не питаются во взрослом возрасте [21], и поэтому самцы лучше привлекают самок, предлагая брачную пищу в виде сперматофоров, которые самки могут использовать для обеспечения своих яиц питательными веществами. [25]

  1. ↑ A. 2021. Photinus pyralis. Красный список видов, находящихся под угрозой исчезновения МСОП, 2021 г .: e.T164046430A166771623. https://dx.doi.org/10.2305/IUCN.UK.2021-1.RLTS.T164046430A166771623.en. Загружено 06 апреля 2021 года.
  2. ^ " Photinus pyralis " . Интегрированная система таксономической информации .
  3. ^ Архив изображений животных
  4. ^ «Светлячок-компаньон и письмо зима 1993-1994» (PDF) . Архивировано из оригинального ( PDF ) 30 июня 2007 года . Проверено 12 января 2009 года .
  5. ^ Государственные символы США: насекомое штата Теннесси
  6. ^ Роджер Сегелкен Заманили и уничтожили доверчивых самцов светлячков, снабжающих «роковых женщин» спасительным химическим веществом Cornell Chronicle 1 сентября 1997 года. Получено 22 ноября 2012 года.
  7. ↑ Mast, SO 1912. Поведение светлячков (Photinus pyralis) со специальными ссылками на проблему ориентации. 256-272
  8. ^ а б Рау, П. (1932). «Ритмичная периодичность и синхронное мигание светлячка Photinus pyralis с примечаниями на Photurus pennsylvacicus». Экологическое общество Америки . 13 : 7–11. DOI : 10.2307 / 1932487 .
  9. ^ Мэлони, Бренна; Смоллвуд, Джеймс (10 июля 2009 г.). «Как эти жуки создают свет» . Вашингтон Пост . Проверено 19 июля 2009 года .
  10. ^ а б в г Кейс, JF (2004). «Летные исследования светочувствительности светлячка Photinus pyralis» . Интегративная и сравнительная биология . 44 : 250–258. DOI : 10.1093 / ICB / 44.3.250 .
  11. ^ Фэллон, Тимоти Р.; Нижний, Сара Э; Чанг, Чинг-Хо; Бесшо-Уэхара, Манабу; Мартин, Гэвин Дж; Бьюик, Адам Дж; Берингер, Меган; Дебат, Умберто Дж; Вонг, Исаак; День, Джон К.; Суворов, Антон; Сильва, Кристиан Дж; Стангер-Холл, Катрин Ф; Холл, Дэвид В; Шмитц, Роберт Дж; Нельсон, Дэвид Р.; Льюис, Сара М; Сигенобу, Сюдзи; Биби, Сет М; Ларракуенте, Аманда М; Оба, Юичи; Вэн, Цзин-Кэ (2018). «Геномы светлячков проливают свет на параллельное происхождение биолюминесценции у жуков» . eLife . 7 . DOI : 10.7554 / eLife.36495 . ISSN  2050-084X . PMC  6191289 . PMID  30324905 .
  12. ^ a b Beams, HW и Anderson, E. 1955. Исследования светового и электронного микроскопа светового органа светлячка ( Photinus pyralis ). Биологический бюллетень, 375-393
  13. ^ Келлер, Джорджия; Gould, S .; Deluca, M .; Субрамани, С. (1987). «Люцифераза светлячка нацелена на пероксисомы в клетках млекопитающих» . Труды Национальной академии наук . 84 : 3264–3268. DOI : 10.1073 / pnas.84.10.3264 . PMC  304849 . PMID  3554235 .
  14. ^ [1] [ неработающая ссылка ]
  15. ^ a b Гастингс, Дж. У. и Бак, Дж. 1965. Псевдевспышка светлячков в отношении фотогеничного контроля. Биологический бюллетень, 101-113
  16. ^ Уильямс, FX (1917). "Заметки об истории жизни некоторых североамериканских лампририд". Журнал Нью-Йоркского общества энтомологов . 25 : 11–33.
  17. ^ а б Блюм, М .; Саннаси, А. (1973). «Рефлекторное кровотечение у лампирида Photinus pyralis: защитная функция». Журнал физиологии насекомых . 20 : 451–660. DOI : 10.1016 / 0022-1910 (74) 90153-X .
  18. ^ Meinwald, J .; Wiemer, DF; Эйснер, Т. (1979). «Люцибуфагины. 2. Сложные эфиры 12-оксо-2p, 5p, 11 a-тригидроксибуфалина, основных защитных стероидов светлячка Photinus pyralis (Coleoptera: Lampyridae)». Журнал Американского химического общества . 101 (11): 3055–3060. DOI : 10.1021 / ja00505a037 .
  19. ^ Андервуд, TJ; Таллами, DW; Песек, JD (1997). «Bioluminescebce в личинках светлячков: проверка гипотезы апосематического дисплея (Coleoptera: Lampyridae)». Журнал поведения насекомых . 10 : 365–370. DOI : 10.1007 / bf02765604 .
  20. ^ Эйснер, Т. (1997). Роковые женщины-светлячки «получают защитные стероиды (люцибуфагины) от своей добычи» . Proc. Natl. Акад. Sci. 94 (18): 9723–9728. DOI : 10.1073 / pnas.94.18.9723 . PMC  23257 . PMID  9275191 .
  21. ^ a b Ллойд, Дж. Э. 1966. Исследования системы мгновенной связи у светлячков Photinus. Музей зоологии, Мичиганский университет, Анн-Арбор
  22. ^ Lall, AB; Уорти, К.М. (2000). «Спектры реакции самки светлячка Photinus pyralis (Coleoptera: Lampyridae): свидетельство ахроматического обнаружения биолюминесцентного оптического сигнала». Журнал физиологии насекомых . 46 : 965–968. DOI : 10.1016 / s0022-1910 (99) 00206-1 .
  23. ^ а б Венцл, Ф.В. (2004). «Аллометрия и ближайшие механизмы полового отбора у светлячков Photinus и некоторых других жуков» . Интегративная и сравнительная биология . 44 : 242–249. DOI : 10.1093 / ICB / 44.3.242 .
  24. ^ Vencl, FV; Карлсон, Д. (1998). «Примерные механизмы полового отбора у светлячка Photinus pryalis (Coleoptera: Lampyridae)». Журнал поведения насекомых . 11 : 191–207.
  25. ^ Льюис, С.М.; Cratsley, CK; Демари, К. (2004). «Распознавание и выбор партнера у светлячков Photinus». Annales Zoologici Fennici . 41 : 809–821.

  • BugGuide с подробной информацией о Photinus pyralis