Mirmecophile beetles - novi primjer predvidljivog razvoja • Alexander Khramov • Znanstvene vijesti o "Elementima" • Evolucija, Entomologija

Mirmecophile beetles – novi primjer predvidljivog razvoja

Sl. 1. – slobodni živi stafilinidi Aleocharinae, B – stafilinida-myrmecophiles Aleocharinaeparazitski na nomadskim mravima, C – stafilinida Ecitophya a njezin je vlasnik nomadska mrava Eciton (Peru), D – stafilinida Rosciszewskia a njezin je vlasnik nomadska mrava Aenictus (Malezija) E – stafilinida Beyeria a njezin je vlasnik nomadska mrava Neivamyrmex (Ekvador). Slika iz raspravljanog članka uTrenutna biologija

Molekularna filogenetska analiza provedena od strane znanstvenika iz Japana i Sjedinjenih Država pokazala je da slične promjene u morfologiji stafilinida Aleocharinaepovezane s nomadskim mravima, nastale su neovisno jedna od druge najmanje 12 puta. Slijedom toga, u ovom slučaju, evolucija je djelovala na predvidljiv način: da bi se živjeli s nomadskim mravima, nepovezani taksoni morali su se podići na isti standard.

Kada je do sredine 20. stoljeća postalo jasno da osim prirodne selekcije slučajna genetska varijabilnost igra važnu ulogu u evolucijskom procesu, teorijski biolozi počeli su govoriti o temeljnoj nepredvidljivosti tijeka evolucije. Tako je u svojoj knjizi "Nesreća i nužnost" (1971) francuski biokemičar i Nobelov laureat Jacques Monod napisao: "Čista šansa, apsolutno slobodna, ali slijepa,na samoj osnovi velike građevine evolucije: to je središnji položaj moderne biologije – više nije jedna od mogućih ili zamislivih hipoteza. Danas je to jedina moguća hipoteza. "Ili, kao što poznata izjava američkog paleontologa Stephena Jay Goulda kaže, ako vratimo evoluciju i ponovo ga pokrenemo, dobit ćemo organski svijet koji nije baš sličan onome što vidimo (vidi SJ Gould 1989. Prekrasni život: špilja u burgessu i priroda povijesti).

Međutim, posljednjih godina, različiti primjeri konvergencije pokazali su da se evolucija ne ponaša nepredvidivo kao što bi voljeli obožavatelje slučaja Njegovog Veličanstva. Na primjer, električni organi su se samostalno pojavljivali u šest različitih skupina riba – iu svim njima, izraz istih gena promijenio se na sličan način (vidi: Električni organi u različitim skupinama riba regulirani su sličnim genima, Elementy, 01.07.2014). Ispada da evolucija ne može ići po vašem izboru – početna organizacija tipa predaka omogućuje predvidjeti koje će se promjene dogoditi u njegovim potomcima postavljenim u određenim uvjetima. Autori studije o mimikafofnim stablima Stafilinidae došli su do sličnog zaključka.Mirmecophiles su organizmi koji su usko povezani s mravima i, u pravilu, žive na svom trošku.

Stafilinida (Staphylinidae) jedna je od najvećih obitelji životinjskog carstva, brojeći više od 60 tisuća vrsta u 32 podskupina, a među njima ima više Mirkekofila nego u kombinaciji svih drugih kukaca. Posebno su među mnogobrojnim mimikofilnim kornjašima Aleocharinae, najveća podfamilija Stafilinid (oko 16 tisuća vrsta). Među njima je i poznati Lomekhaus, koji bez mamaca hrane, uzimajući ih za svoje potomstvo. Međutim, u izgledu lomehusa i većine ostalih stafilinidnih mikromorfola iz ove podfamilije nema ništa zajedničko s mravima – oni izgledaju otprilike isto kao i tipični slobodni životi stafilinidi.

Ali postoji u Aleocharinae tri desetak genera, odraslih kukaca koji su vrlo slični njihovim domaćinima uslijed suženog trbuha nalik na stabljici mrava, izduženih udova i mravljeg antenskih polja s izduženim prvim segmentom (Slika 1). Ovi bube parazitizirati na nomadskim mravi Starog i Novog Svjetla.Neki su istraživači ujedinili sve te rodove u plemenu Dorylomimini, pod pretpostavkom da su svi potekli od jednog jedinog pretka koji je parazitirala pretka nomadskih mrava Dorylinae, Kako su nastale sve nove generacije nomadskih mrava, povećana je raznolikost Staphilinidae povezanih s njima (vidi C. H. Seevers, 1965. Sistematika, evolucija i zoogeografija staphylinidnih kukaca, povezanih s vojnim mravima (Coleoptera, Staphylinidae)).

Međutim, najnovija istraživanja znanstvenika iz Japana i Sjedinjenih Država pokazala su da to nije slučaj. Stafilinidae, koje nisu vezane uz bliske srodnosti, samostalno su se naselile nomadskim mravima, pri čemu je stekao isti mravlji izgled. Da bi to dokazali, znanstvenici su prikupili staphilinije povezane s 5 od 7 rodova nomadskih mrava Dorylinae, Nije bilo tako lako to učiniti – ponekad jedan mirmekofil broji 5.000 mrava, a kako bi je prepoznali u mravoj koloni u maršu, trebate oštro oko. Uspoređujući prikupljene staphilinije na nekoliko nuklearnih i mitohondrijskih gena s drugim rodovima podfamilije, autori članka otkrili su da je oblik mrava staphylinidi. Aleocharinae samostalno stekla najmanje 12 puta (slika 2)!

Sl. 2. Molekularni cladogram subfamilije stafilinidnih kukaca Aleocharinae, Brojčane i označene u narančastoj taxa koji su stekli mrav oblik, narančaste strelice upućuju na svoje mrave-domaćini. Slika iz raspravljanog članka u Trenutna biologija

Sudeći prema podacima molekularne filogenetske analize, posljednji zajednički predak Staphylinid-Mirmecophiles povezan s nomadskim mravima živio je prije 105 milijuna godina – otprilike u sredini razdoblja krede (Slika 3). Za usporedbu, posljednji predak miša i čovjeka postojao je prije 75 milijuna godina (vidi A. T. Chinwalla i sur., 2002.)). Sada zamislite da su neki štakori, macaques, lemurs i hrčci 12 puta zaredom, ne govore jedni s drugima, postali poput dvije kapi vode slične, recimo, na kornjaču. Ali upravo se to dogodilo s stafilinidamom Aleocharinae – svaki put iz sudara predstavnika ove podfamilije s nomadski mravi dobili su isti rezultat. Pa, kako ne govoriti o predvidljivosti evolucije?

Sl. 3, Procijenjeno vrijeme odstupanja taksona Stafilinida Aleocharinae, Brojčane i označene u narančastoj taxa koji su stekli mrav oblik. Ma je ​​prije milijun godina. Slika iz raspravljanog članka u Trenutna biologija

Možda je cijela točka da život u obiteljima nomadskih mrava podrazumijeva vrlo veliki stupanj integracije u svoj "život".Stafilinidi se moraju stalno kretati po svojim gospodarima, lizati i očistiti mrave, baš kao što mravi međusobno čine, konačno, staphylinidi, pod jednakim uvjetima s ostatkom obitelji, jedu plijen koji su donijeli krmeni. Ponekad, kada putuju na novo mjesto, prisiljavaju mrave da se same nose. Tako da mravi tijekom svih ovih manipulacija ne prepoznaju obmane dodirnim, moraju imitirati obrise tijela što je više moguće pod njihovim gospodarima.

Prema molekularnim podacima, pojava moderne genera stafilinid Aleocharinaepovezane s nomadskim mravima, dogodila u Paleocen i Eocene. U ovom trenutku, prema fosilnim zapisima, došlo je do oštrog povećanja broja mrava u ekosustavu. To se može pratiti, na primjer, uključivanjem u jantarno. Čak iu burmanskom jantaru, čija je dob za oko 100 milijuna godina (srednji Krede), nalazi mrava su rijetki. U baltičkom jantaru (kasno eocen), njihov se broj dramatično povećava. Pa, u miocenskom meksičkom i dominikanskom jantaru broj mrava već prelazi granicu.

Mnogi beskralježnjaci izgubljeni su od ove mravljeg ekspanzije, ali ne Stafilinidi. Aleocharinae – zahvaljujući prisustvu posebne tercumne žlijezde na kraju trbuha, naučili su manipulirati ponašanjem mrava, koja je otvorila pred njima uznemirujuće mogućnosti života myftocofilije – na sve spremno.

izvor: Munetoshi Maruyama, Joseph Parker. Deep-Time Convergence in Rove Beetle Simbionts vojnih mravica // Trenutna biologija, 2017. V. 27. P. 920-926.

Vidi također o ostalim šljunkovitim kukavicama koji se parazitariziraju na nomadskim mravima:
1) Beetle-beetle, "Elementi", 15.02.2017.

O predvidljivoj evoluciji:
1) Metode prilagodbe bakterija na različite temperature pokazale su se predvidljivima, "Elementi", od 03/16/2017.

Alexander Khramov


Like this post? Please share to your friends:

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