Mirmecophile beetles - et nytt eksempel på forutsigbar utvikling • Alexander Khramov • Vitenskapsnyheter om "Elementene" • Evolusjon, Entomologi

Mirmecophile beetles – et nytt eksempel på forutsigbar utvikling

Fig. 1. En – frittstående stafilinida biller småkortvinger, B – stafilinida-myrmecophiles småkortvingerparasittisk på nomadiske maur, C – stafilinida Ecitophya og eieren er en nomadisk myr Eciton (Peru), D – stafilinida Rosciszewskia og eieren er en nomadisk myr aenictinae (Malaysia) E – stafilinida Beyeria og eieren er en nomadisk myr Neivamyrmex (Ecuador). Figur fra diskutert artikkel iNåværende biologi

Molekylær fylogenetisk analyse utført av forskere fra Japan og USA viste at lignende endringer i morfologien til stafilinider småkortvingerforbundet med nomadiske myrer, har oppstått uavhengig av hverandre minst 12 ganger. Følgelig handlet evolusjonen på en forutsigbar måte: For å samarbeide med nomadiske myrer måtte ikke-relaterte taxa heve seg til samme standard.

Når det var midt i det 20. århundre, ble det klart at bortsett fra naturlig utvalg spiller tilfeldig genetisk variabilitet en viktig rolle i den evolusjonære prosessen, begynte teoretiske biologer å snakke om evolusjonens fundamentale uforutsigbarhet. Så, i sin bok "Ulykke og nødvendighet" (1971) skrev den franske biokjemisten og Nobelprisvinneren Jacques Monod: "Ren sjanse, helt fri, men blind,på grunnlag av den store evolutionsbygningen: Dette er den sentrale posisjonen til moderne biologi – ikke lenger en av de mulige eller tenkelige hypotesene. I dag er dette den eneste mulige hypotesen. "Eller, som den berømte uttalelsen fra den amerikanske paleontologen Stephen Jay Gould sier, hvis vi" spolar "evolusjonen tilbake og starter den igjen, vil vi få en organisk verden som ikke ligner det vi ser nå. (se SJ Gould 1989. Fantastisk liv: Burgess-skifer og historiens natur).

Men i de senere år har ulike eksempler på konvergens vist at utviklingen ikke oppfører seg så uforutsigbart som fansen av Hans Majestet saken vil. For eksempel forekom elektriske organer uavhengig av hverandre i seks forskjellige grupper av fisk – og i alle disse endret seg uttrykkene for de samme genene på samme måte (se: Elektriske organer i ulike grupper av fisk er regulert av lignende gener, Elementy, 01.07.2014). Det viser seg at evolusjonen ikke kan gå som du vil – den første organisasjonen av den forfedre typen gjør at man kan forutsi hvilke endringer som vil forekomme i hans etterkommere satt under visse forhold. Forfatterne av en studie på de myrmecophilous billene Stafilinidae kom til en lignende konklusjon.Mirmecophiles er organismer som er nært relatert til maur og som regel bor på deres bekostning.

Stafilinida (Staphylinidae) er en av de største familier i dyreriket, som nummererer mer enn 60 tusen arter i 32 underfamilier, og det er flere Myrmecophiles blant dem enn blant alle de andre insektene kombinert. Spesielt mange myrmecophilous biller er blant småkortvinger, den største underfamilien Stafilinid (ca. 16 tusen arter). Blant dem er det berømte Lomekhaus, som intetanende myrer fôrer, tar dem for sine avkom. Men i utseendet til lomehuz og de fleste andre stafilinid-myrmecophiles fra denne subfamilien er det ingenting som er felles med maur – de ser omtrent det samme som typiske frittstående stafilinider.

Men det er i småkortvinger tre dusin slektninger, hvorav voksne vokser er veldig lik deres verter på grunn av en trangt underliv som ligner en myrstang, langstrakte lemmer og formiske antennearrayer med et langstrakt første segment (figur 1). Disse feilene parasiterer på nomadiske maur i Gamle og Nye Verdener.Noen forskere har forent alle disse slektene i stammen Dorylomimini, forutsatt at de alle stammer fra en enkelt forfader som parasitiserte forfederen til nomadiske myrer cerapachyinae. Etter hvert som alle nye generasjoner av nomadiske myrer ble dannet, økte mangfoldet av Staphilinidae forbundet med dem (se C. H. Seevers 1965. Systematikken, evolusjonen og zoogeografien av stafylinidbilleer forbundet med hæremyr (Coleoptera, Staphylinidae)).

Den nyeste forskningen fra forskere fra Japan og USA viste imidlertid at dette ikke var tilfelle. Stafilinidae, som ikke er relatert av nært slektskap, selvstendig avgjort til nomadiske myrene, samtidig som de oppnådde samme myrlignende utseende. For å bevise dette har forskere samlet staphilinider assosiert med 5 av 7 genera av nomadiske maur cerapachyinae. Det var ikke så lett å gjøre dette – noen ganger står en mirmekofil for 5000 myrer, og for å kunne gjenkjenne den i en myrkolonne på mars, trenger du et godt øye. Ved å sammenligne de samlede staphilinidene på flere kjernefysiske og mitokondrie-gener med andre slektninger av underfamilien, oppdaget artikkelens forfattere at myrformen er stafylinider. småkortvinger uavhengig oppnådd minst 12 ganger (figur 2)!

Fig. 2. Molekylært kladogram av subfamilien av stafilinidbagler småkortvinger. Nummerert og merket i oransje taxa som har kjøpt maveform, oransje piler pek på deres vertsmyrer. Figur fra diskutert artikkel i Nåværende biologi

Dømmer etter dataene fra molekylær fylogenetisk analyse, levde den siste vanlige forfederen til Staphylinid-Mirmecophiles forbundet med nomadiske myrer for 105 millioner år siden – omtrent midt i krittperioden (figur 3). Til sammenligning eksisterte den siste forfaren til musen og mannen for 75 millioner år siden (se A. T. Chinwalla et al., 2002.)). Forestill deg nå at noen rotter, makaques, lemurer og hamstere 12 ganger på rad, ikke snakker med hverandre, ble som to dråper vann ligner på en skilpadde. Men dette er akkurat det som skjedde med stafilinidami Aleocharinae – hver gang fra kollisjonen av representanter for denne underfamilien med de nomadiske myrene fikk samme resultat. Vel, hvordan ikke å snakke om forutsigbarheten av evolusjonen?

Fig. 3. Estimert tidspunkt for divergens av taxoner av stafilinider småkortvinger. Nummerert og merket i oransje taxa som har kjøpt maveform. Ma er en million år siden. Figur fra diskutert artikkel i Nåværende biologi

Kanskje hele poenget er at livet i familiene til nomadiske myrer innebærer en meget stor grad av integrasjon i deres "liv".Stafilinider må hele tiden bevege seg etter sine mestere, slikke og rense myrene, akkurat som myrene gjør med hverandre, til slutt, tar stafylinidene på samme vilkår som resten av familien, et bytte som er tatt av foragere. Noen ganger når de reiser til et nytt sted, tvinger de maur til å bære seg selv. Slik at maurene under alle disse manipulasjonene ikke kjenner igjen bedragerne, må de imitere kroppens konturer så mye som mulig under sine mestere.

Dømme ved molekylære data, fremveksten av moderne slekt stafilinid småkortvingerforbundet med nomadiske myrer, oppstod i Paleocene og Eocene. Det er på denne tiden, ifølge fossilspillet, det har vært en kraftig økning i antall maur i økosystemene. Dette kan spores, for eksempel ved å inkludere i rav. Selv i den burmesiske rav, hvis alder er ca 100 millioner år (midt i krittet), er myrdene sjeldne. I baltisk amber (sen eocene) øker antallet deres dramatisk. Vel, i Miocene meksikanske og dominikanske gult, overstiger antall maur allerede grensen.

Mange hvirvelløse dyr mistet fra denne myr-ekspansjonen, men ikke Stafilinidene. småkortvinger – takket være tilstedeværelsen av en spesiell tergalkjertel i slutten av magen, lærte de å manipulere myrdets oppførsel, som åpnet for dem de fristende mulighetene til myrmekofili – livet på alt klart.

kilde: Munetoshi Maruyama, Joseph Parker. Deep-Time Convergence i Rove Beetle Symbionts of the Army Ants // Nåværende biologi. 2017. V. 27. P. 920-926.

Se også om andre myrmecophile biller som parasiterer på nomadiske myrer:
1) Beetle-beetle, "Elements", 02/15/2017.

Om forutsigbar utvikling:
1) Metoder for tilpasning av bakterier til forskjellige temperaturer viste seg å være forutsigbare, "Elements", 03/16/2017.

Alexander Khramov


Like this post? Please share to your friends:
Legg att eit svar

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