Mirmecophile biller - et nyt eksempel på forudsigelig udvikling • Alexander Khramov • Videnskabsnyheder om "Elementerne" • Evolution, Entomology

Mirmecophile biller – et nyt eksempel på forudsigelig udvikling

Fig. 1. En – frie levende stafilinida biller Aleocharinae, B – stafilinida-myrmecophiles Aleocharinaeparasitisk på nomadiske myrer, C – stafilinida Ecitophya og dens ejer er en nomadisk myr Eciton (Peru), D – stafilinida Rosciszewskia og dens ejer er en nomadisk myr Aenictus (Malaysia) E – stafilinida Beyeria og dens ejer er en nomadisk myr Neivamyrmex (Ecuador). Figur fra den diskuterede artikel iNuværende biologi

Molekylær fylogenetisk analyse udført af forskere fra Japan og USA viste, at lignende ændringer i stafilinidernes morfologi Aleocharinaeforbundet med nomadiske myrer, er opstået uafhængigt af hinanden mindst 12 gange. Følgelig handlede evolutionen på en forudsigelig måde: For at kunne bo sammen med nomadiske myrer måtte unrelated taxa hæve sig til samme standard.

Da det ved midten af ​​det 20. århundrede blev det klart, at tilfældig genetisk variabilitet udover naturlig udvælgelse spiller en vigtig rolle i den evolutionære proces, begyndte teoretiske biologer at tale om den grundlæggende uforudsigelighed i løbet af evolutionen. Så skrev den franske biokemist og nobelpristageren Jacques Monod i sin bog "Ulykke og nødvendighed" (1971): "Ren chance, helt fri, men blind,i selve fundamentet af evolutionens store bygning: Dette er den centrale position for moderne biologi – ikke længere en af ​​de mulige eller tænkelige hypoteser. I dag er dette den eneste mulige hypotese. "Eller som den berømte udsagn fra den amerikanske paleontolog Stephen Jay Gould siger, at hvis vi" spole "evolutionen tilbage og starte den igen, vil vi få en organisk verden, der ikke ligner det, vi ser nu. (se SJ Gould 1989. Vidunderligt liv: Burgess-skifer og historiens natur).

Men i de senere år har forskellige eksempler på konvergens vist, at udviklingen ikke opfører sig som uforudsigeligt, som fans af hans majestæt sagen vil have. For eksempel forekom elektriske organer uafhængigt af seks forskellige fiskegrupper – og i dem ændrede ekspressionen af ​​de samme gener på tilsvarende måde (se: Elektriske organer i forskellige grupper af fisk reguleres af lignende gener, Elementy, 01.07.2014). Det viser sig, at evolutionen ikke kan gå som du vil – den oprindelige organisering af forfædre typen giver mulighed for at forudsige, hvilke ændringer der vil ske i hans efterkommere, der er sat under visse forhold. Forfatterne af en undersøgelse af de myrmecophilous biller Stafilinidae kom til en lignende konklusion.Mirmecophiles er organismer, der er tæt forbundet med myrer og som regel bor på deres bekostning.

Stafilinida (Staphylinidae) er en af ​​de største familier i dyreriget, der nummererer mere end 60 tusind arter i 32 underfamilier, og der er flere Myrmecophiles blandt dem end blandt alle de andre insekter kombineret. Især mange myrmecophilous biller er blandt Aleocharinae, den største underfamilie Stafilinid (ca. 16 tusind arter). Blandt dem er det berømte Lomekhaus, som intetanende myrer foder op, tager det til deres afkom. Men i udseendet af lomehuz og de fleste andre stafilinid-myrmecophiles fra denne underfamilie er der intet til fælles med myrer – de ser på det samme som typiske frie levende stafilinider.

Men der er i Aleocharinae tre dusin slægter, hvoraf voksne hvalpe meget ligner deres værter på grund af en indsnævret mave, der ligner en malkestænger, langstrakte lemmer og formiske antennearrayer med et langstrakt første segment (figur 1). Disse bugs parasiterer på nomadiske myrer fra de gamle og nye verdener.Nogle forskere har forenet alle disse slægter i stamme Dorylomimini, idet man antager, at de alle stammer fra en enkelt forfader, der parasitiserede forfædrene til nomadiske myrer Dorylinae. Efterhånden som alle nye generationer af nomadiske myrer blev dannet, voksede mangfoldigheden af ​​staphilinider i forbindelse med dem (se C. H. Seevers 1965. Systematikken, evolutionen og zoogeografien af ​​stafylinidbille, der er forbundet med hærmyrer (Coleoptera, Staphylinidae)).

Den seneste forskning fra forskere fra Japan og USA viste imidlertid, at dette ikke var tilfældet. Stafilinidae, der ikke er relateret af nært slægtskab, er selvstændigt afgjort til de nomadiske myrer, mens de erhverver det samme myrlignende udseende. For at bevise dette har forskere samlet staphilinider forbundet med 5 af 7 genera af nomadiske myrer Dorylinae. Det var ikke så nemt at gøre dette – nogle gange tegner en mirmekofil for 5.000 myrer, og for at genkende det i en myrkolonne på marchen, har du brug for et kæmpe øje. Ved at sammenligne de indsamlede staphilinider på adskillige nukleare og mitokondrie gener med anden slekt af subfamilien, fandt artiklens forfattere ud af, at antformen er staphylinider. Aleocharinae selvstændigt erhvervet mindst 12 gange (figur 2)!

Fig. 2. Molekylkladogram af stafylinidbagles subfamilie Aleocharinae. Nummeret og markeret i orange taxa, der har erhvervet maveform, orange pile pege på deres værtsmyrer. Figur fra den diskuterede artikel i Nuværende biologi

At dømme efter data om molekylær fylogenetisk analyse levede den sidste fælles forfader for Staphylinid-Mirmecophilus forbundet med nomadiske myrer for 105 millioner år siden – ca. midt i kridtperioden (figur 3). Til sammenligning eksisterede den sidste forfader for musen og manden for 75 millioner år siden (se A. T. Chinwalla et al., 2002.)). Forestil dig nu, at nogle rotter, macaques, lemurer og hamstere 12 gange i træk ikke taler med hinanden, blev som to dråber vand ligner en skildpadde. Men det er præcis hvad der skete med stafilinidami Aleocharinae – hver gang fra kollisionen af ​​repræsentanter for denne underfamilie med de nomadiske myrer fik samme resultat. Nå, hvordan ikke at tale om forudsigeligheden af ​​evolutionen?

Fig. 3. Estimeret tidspunkt for afvigelse af taxoner af stafilinider Aleocharinae. Nummeret og markeret i orange taxa, der har erhvervet maveform. Ma er en million år siden. Figur fra den diskuterede artikel i Nuværende biologi

Måske er det hele meningen, at livet i familierne til nomadiske myrer indebærer en meget stor grad af integration i deres "liv".Stafilinider skal konstant bevæge sig efter deres herrer, de slikker og renser myrerne, ligesom myrerne gør med hinanden. Endelig spiser staphyliniderne på lige fod med resten af ​​familien et bytte fra foragerne. Nogle gange, når de rejser til et nyt sted, tvinges myrer til at bære sig selv. For at myrene under alle disse manipulationer ikke genkender bedragerne ved berøring, skal de efterligne kroppens konturer så meget som muligt under deres herrer.

At dømme efter molekylære data, fremkomsten af ​​moderne slægtsparilidinid Aleocharinaeforbundet med nomadiske myrer, forekom i Paleocene og Eocene. Det er på nuværende tidspunkt ifølge den fossile rekord, at der er sket en kraftig stigning i antallet af myrer i økosystemerne. Dette kan spores, for eksempel ved optagelse i rav. Selv i den burmesiske rav, hvis alder er omkring 100 millioner år (midten af ​​kridt), er myrdets fundet sjældne. I baltisk amber (sen eocene) stiger deres antal dramatisk. Nå, i Miocene Mexicanske og Dominikanske Amber, overstiger antallet af myrer allerede grænsen.

Mange hvirvelløse dyr tabt fra denne maveudvidelse, men ikke stafiliniderne. Aleocharinae – Takket være tilstedeværelsen af ​​en speciel tergalkirtel i slutningen af ​​maven, lærte de at manipulere myrdets opførsel, som åbnet for dem de fristende muligheder for myrmecophilia – livet på alt, der var klar.

Kilde: Munetoshi Maruyama, Joseph Parker. Deep-time konvergens i Rove Beetle Symbionts af hærens myrer // Nuværende biologi. 2017. V. 27. P. 920-926.

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

Om forudsigelig udvikling:
1) Metoderne til tilpasning af bakterier til forskellige temperaturer viste sig at være forudsigelige, "Elements", 03/16/2017.

Alexander Khramov


Like this post? Please share to your friends:
Skriv et svar

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