Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Многие типы полиморфизма можно увидеть у насекомых отряда Lepidoptera . Полиморфизм - это появление форм или «морфов», различающихся по цвету и количеству признаков в пределах одного вида. [1] : 163 [2] У чешуекрылых полиморфизм можно увидеть не только между особями в популяции, но и между полами как половой диморфизм , между географически разделенными популяциями в географическом полиморфизме, а также между поколениями, летающими в разное время года. ( сезонный полиморфизм ). Также сюда входит феномен мимикрии.когда миметические морфы летают вместе с немиметическими морфами в популяции определенного вида. Полиморфизм возникает как на определенном уровне с наследственными вариациями в общей морфологической структуре особей, так и в определенных конкретных морфологических или физиологических признаках внутри вида. [1]

Генетический полиморфизм [ править ]

Callimorpha dominula morpha typica с расправленными крыльями: бабочка проявляется двумя гомозиготными морфами и одной гетерозиготной морфой.

Генетический полиморфизм возникает, когда морфы являются результатом только генетической детерминации. Крайний случай генетического полиморфизма является то , что в papilionid больших мормонов ( Papilio Мемнон ), где четыре мужских форм и целых двадцать шесть женских форм сообщаются. Этот вид и другие представители его рода были тщательно изучены для понимания генетической основы полиморфизма и мимикрии Бейтса . [3] [4] [5]

В случае алой тигровой бабочки Callimorpha ( Panaxia ) dominula (семейство Arctiidae ), дневной бабочки, которая встречается в континентальной Европе, Западной Азии и южной Англии, в Англии встречаются три формы: типичная гомозигота ; редкая гомозигота ( бимакула ) и гетерозигота ( медионигра ). Там его изучал Э.Б. Форд , а затем премьер-министр Шеппарди их коллеги на протяжении многих лет. Доступны данные с 1939 года по настоящее время, полученные обычным полевым методом "отлов-метка-выпуск-повторная поимка" и с помощью генетического анализа при разведении в неволе. Записи охватывают частоту генов и размер популяции на протяжении большей части двадцатого века. [6] В этом случае генетика кажется простой: два аллеля в одном локусе , производящие три фенотипа . Общее количество отловов за 26 лет с 1939 по 1964 год составило 15 784 гомозиготных доминанта (т. Е. Типика ), 1221 гетерозиготных медионигр и 28 гомозиготных бимакулов.. Теперь, предполагая равную жизнеспособность генотипов, можно было бы ожидать 1209 гетерозигот, поэтому полевые результаты не предполагают каких-либо гетерозиготных преимуществ. Шеппард обнаружил, что полиморфизм поддерживается путем выборочного спаривания: каждый генотип предпочтительно спаривается с другими морфами. [7] Этого достаточно для поддержания системы, несмотря на то, что в этом случае гетерозигота имеет несколько более низкую жизнеспособность. [8] Другим примером является генетический полиморфизм скорости развития личинок, наблюдаемый у Phengaris rebeli , в котором существуют медленно развивающиеся личинки (SDL) (75% от общей популяции личинок P. rebeli ) и быстроразвивающиеся личинки (FDL). (25% от общей популяции личинок P. rebeli ). [9]Медленно развивающиеся личинки не сильно растут в течение первого года, но быстро растут в начале второго лета и остаются в муравейниках на вторую зиму. С другой стороны, FDL завершают свой рост следующей весной после попадания в муравейник. [10]

Половой диморфизм [ править ]

Спаривание взрослых бабочек-мешочков ( Tinea ephemeraeformis )

Половой диморфизм - это проявление различий между самцами и самками у одного вида. У чешуекрылых половой диморфизм широко распространен и почти полностью определяется генетической детерминацией. [11] Половой диморфизм присутствует во всех семействах Papilionoidea и более заметен у Lycaenidae , Pieridae и некоторых таксонов Nymphalidae . Помимо цветовых вариаций, которые могут отличаться от незначительных до совершенно разных сочетаний цветовых узоров, также могут присутствовать вторичные половые признаки. [12] : 25 Различные генотипы, поддерживаемые естественным отбором, также могут экспрессироваться одновременно. [11]Полиморфные и / или миметические самки встречаются в случае некоторых таксонов у Papilionidae в первую очередь для того, чтобы получить уровень защиты, недоступный для самцов их вида.

Наиболее явным случаем полового диморфизма являются взрослые самки многих видов Psychidae, у которых есть только рудиментарные крылья, ноги и ротовой аппарат, по сравнению со взрослыми самцами, которые являются сильными летунами с хорошо развитыми крыльями и перистыми усиками. [13]

Географический полиморфизм [ править ]

Географический полиморфизм - это когда географическая изоляция вызывает дивергенцию вида в разные морфы. Хорошим примером является индийский белый адмирал ( Limenitis procris ) [ требуется пояснение ], который имеет пять форм, каждая из которых географически отделена от другой большими горными хребтами. [12] : 26 Еще более впечатляющим примером географического полиморфизма является бабочка Аполлон ( Parnassius apollo). Из-за того, что аполлоны живут небольшими локальными популяциями, не контактируя друг с другом, но из-за сильной стенотопии видов и слабой миграционной способности скрещивание между популяциями одного вида практически не происходит; они образуют более 600 различных морфов, размер пятен на крыльях которых сильно различается. [14]

Полиморфизм окружающей среды [ править ]

В Heliconius бабочки из тропиков Западного полушария являются классическая модель для мюллеровой мимикрии .
Сезонный полифенизм у Eurema hecabe
Форма влажного сезона

Полиморфизм окружающей среды, в котором генетическая наследственность не играет роли, часто называют полифенизмом . Полифенизм у чешуекрылых обычно проявляется в форме сезонных морфов, особенно в семействе бабочек Nymphalidae и Pieridae . Бабочка-бабочка Старого Света, обыкновенная травяно-желтая ( Eurema hecabe ), имеет более темную летнюю взрослую форму, вызываемую длинным днем, продолжительность которого превышает 13 часов, в то время как более короткий дневной период, составляющий 12 часов или меньше, вызывает более бледную форму в пост- муссонный период. [11] Полифенизм также встречается у гусениц, например, у пяденицы ( Biston betularia ). [15]

Мимикрия [ править ]

Бейтсовские и мюллеровские мимикрические комплексы обычно встречаются у чешуекрылых. Генетический полиморфизм и естественный отбор приводят к появлению съедобных видов (мимик), которые получают преимущество в выживании за счет сходства с несъедобными видами (модель). Такой комплекс мимикрии называется батезианским и наиболее широко известен по мимикрии лименитидиновой бабочкой-наместником несъедобного данаинового монарха . Более поздние исследования показали, что вице-король на самом деле более токсичен, чем монарх, и это сходство следует рассматривать как случай мимикрии Мюллера. [16]

В мюллеровской мимикрии несъедобные виды, обычно в рамках таксономического порядка, находят выгодным походить друг на друга, чтобы уменьшить частоту выборки хищниками, которым необходимо узнать о несъедобности насекомых. Таксоны токсичного рода Heliconius образуют один из наиболее известных мюллеровских комплексов. [17] Взрослые особи различных видов теперь настолько похожи друг на друга, что виды невозможно различить без тщательного морфологического наблюдения и, в некоторых случаях, вскрытия или генетического анализа.

См. Также [ править ]

  • Полиморфизм (биология)

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б Гуллан, П.Дж.; PS Крэнстон (13 сентября 2004 г.). «7» . Насекомые: очерк энтомологии (3-е изд.). Вили-Блэквелл. С.  198–199 . ISBN 978-1-4051-1113-3.
  2. Перейти ↑ Ford, EB (1965). Генетический полиморфизм . Издательство Оксфордского университета . п. 11. PMID 4379524 . 
  3. ^ Кларк, CA, PM Sheppard, IWB Thornton (1968). "Генетика миметической бабочки Papilio memnon L." Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 254 (791): 37–89. Bibcode : 1968RSPTB.254 ... 37С . DOI : 10,1098 / rstb.1968.0013 . JSTOR 2416804 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. Перейти ↑ Clarke, CA & PM Sheppard (1971). «Дальнейшие исследования генетики миметической бабочки Papilio memnon L» . Философские труды Королевского общества B: биологические науки . 263 (847): 35–70. Bibcode : 1971RSPTB.263 ... 35С . DOI : 10,1098 / rstb.1971.0109 . JSTOR 2417186 . 
  5. Перейти ↑ Clarke, CA & PM Sheppard (1973). «Генетика четырех новых форм миметической бабочки Papilio memnon L». Труды Королевского общества B: биологические науки . 184 (1074): 1–14. Bibcode : 1973RSPSB.184 .... 1C . DOI : 10,1098 / rspb.1973.0027 . JSTOR 76137 . S2CID 86397695 .  
  6. ^ Ford, EB 1971. Экологическая генетика . 3-е изд. Лондон 1971, глава 7.
  7. ^ Шеппард PM (1952). «Заметка о неслучайном спаривании бабочки Panaxia dominula (L.)» . Наследственность . 6 (2): 239–241. DOI : 10.1038 / hdy.1952.24 .
  8. ^ Шеппард PM и LM Кук (1962). «Многообразие эффектов гена medionigra в моли Panaxia dominula и поддержание полиморфизма» . Наследственность . 17 (3): 415–426. DOI : 10.1038 / hdy.1962.41 .
  9. ^ Томас, JA; Elmes GW; Wardlaw JC (1998). «Полиморфный рост личинок бабочки Maculinea rebeli, социального паразита колоний муравьев Myrmica» . Труды Королевского общества . 265 (1408): 1895–1901. DOI : 10,1098 / rspb.1998.0517 . PMC 1689376 . 
  10. ^ Ховестадт, Т; Mitesser O; Elmes GW; Thomas JA; Хохберг ME (2007). «Эволюционно стабильная стратегическая модель эволюции диморфного развития бабочки Maculinea rebeli, социального паразита колоний муравьев Myrmica» (PDF) . Американский натуралист . 169 (4): 466–480. DOI : 10.1086 / 512134 . JSTOR 10.1086 / 512134 . PMID 17269113 .   
  11. ^ a b c Гуллан и Крэнстон (2005). «Полиморфизм и полифенизм». С. 163–164. Отсутствует или пусто |title=( справка )
  12. ^ а б Кунте, Крушнамег (2000). Бабочки полуостровной Индии . Индия, пейзаж жизни. Хайдарабад, Индия: Universities Press. ISBN 978-8173713545.
  13. ^ "Psychidae в руководстве по ошибкам" . Государственный университет Айовы . Проверено 19 января 2010 года .
  14. ^ Айви И.Г., Моргун Д.В., Довгайло К.Е., Рубин Н.И., Солодовников И.А. "Дневные бабочки (Hesperioidea and Papilionoidea, Lepidoptera) Восточной Европы." Определитель CD, база данных и программный комплекс «Лисандра». Минск, Киев, Москва: 2005. На русском языке
  15. Перейти ↑ Noor MA, Parnell RS, Grant BS (2008). Хамфрис, Стюарт (ред.). «Обратимый цветной полифенизм у гусениц американской пяденицы ( Biston betularia cognataria )» . PLoS ONE . 3 (9): e3142. Bibcode : 2008PLoSO ... 3.3142N . DOI : 10.1371 / journal.pone.0003142 . PMC 2518955 . PMID 18769543 .  CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  16. ^ Ритланд, DB; Л. П. Брауэр (1991). «Бабочка наместника не имитирует Бейтса». Природа . 350 (6318): 497–498. Bibcode : 1991Natur.350..497R . DOI : 10.1038 / 350497a0 . S2CID 28667520 . Наместники так же неприятны, как монархи, и значительно более неприятны, чем королевы из репрезентативных популяций Флориды. 
  17. Перейти ↑ Meyer, A. (2006). «Повторяющиеся образцы мимикрии» . PLOS Биология . 4 (10): e341. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0040341 . PMC 1617347 . PMID 17048984 .