Rainbow af lyse lyn vinger

Rainbow af lyse lyn vinger

Julia Black
videnskabelig journalist
"Trinity Option" №20 (239), 10. oktober 2017

Julia Black

I august i Novosibirsk bestået XV kongres russisk Entomological Society, en af ​​de ældste videnskabelige selskaber i Rusland (grundlagt i 1859). Kongresser i det russiske entomologiske samfund arrangeres hvert femte år. Og for første gang passerer kongressen øst for Uralbjergene. På møderne i Kongressen i år featured præsentationer af førende forskere fra Moskva, St. Petersburg, Novosibirsk, Jekaterinburg, Tomsk, Vladivostok, Magadan, samt specialister fra 14 andre lande (herunder USA, Storbritannien, Danmark, Kina, Iran , Mongoliet, Mexico). Forskere gav præsentationer om emner af interesse, ikke kun for smalle entomologiske specialister.

Insekter er utvivlsomt de mest succesrige dyr på jorden. Specielt dømme efter deres tal og taksonomiske mangfoldighed. Ifølge de seneste data lever mere end en million insektarter på vores planet (dette er 2/3 af den samlede taxonomiske diversitet af dyr). Alexander Rasnitsyn, Dr. biol. Videnskab, Hoved. laboratorium leddyr (arthropods) paleontologiske institut.Borisyak RAS forsøgte i sin plenarmøde at forstå årsagerne til en så imponerende succes.

Kun winged insekter har nået en stor mangfoldighed af arter. Primært vingeløse prale ikke noget særligt: ​​bare lidt mere end tusinde arter, som kan sammenlignes med arten mangfoldighed af træ lus. "Det handler kun om vingerne!"- Taleren fortroligt siger. Insekter var de første dyr til at lykkes med at beherske luftelementet."De er faktisk i virkeligheden ude af konkurrence.– forklarer Alexander Rasnitsyn. – Insekter kom ind i et meget godt "dimensionelt vindue": mindre størrelser gør en flyvning til en rejse med helt forskellige hastighedsegenskaber og andre energikostnader. Med store størrelser (en nis, som hvirveldyr tog meget senere), bliver en flapping flyvning hurtigt (fra en vægt på 10 kg) ineffektiv og erstattes af stigende, et spil med stigende strømme“.

Storfysisk peristhocis (Acrotrichis grandicollis)

At finde flyvningen gav insekterne ikke kun store fordele, men skabte også problemer. De bevingede og vingeløse stadier lever i helt forskellige forhold, hvilket betyder, at de skal have et andet sæt tilpasninger. Problemet er, at omstrukturering (metamorfose) er en meget energiintensiv proces. Evolutionær denne modsigelse blev løst på forskellige måder og med varierende grad af effektivitet.

Den største succes (den maksimale mangfoldighed af arter) nåede fire selskaber-superkæmpe: biller (ca. 392,5 tusinde kendte arter.), Sommerfugl (mere end 158,5 tusind arter.), Diptera, herunder myg og fluer (ca. 160,5 tusind .), og hymenopterans (155.5 tusind) – alle insekter med fuld transformation. De er kun lidt ringere end Hemiptera (lidt over 104 tusind.), Og Orthoptera (ca. 25 ths.) – de insekter med ufuldstændig forvandling.

Således den mest succesfulde var, de insekter, der først skaber en bot, den mest tilpasset de særlige betingelser, passerer så den fase af metamorfose, når kroppen er genopbygget helt kasseres larve tilpasning og at bygge et nyt legeme, der er indrettet til de nye betingelser, nye omgivelser. Alle fire grupper af supergigant gik på denne måde kompromisløst. Men måske den mest radikale – Diptera, dyr med fantastiske evner flyvning til voksen stadie og evnen til at leve i larvestadiet i stort set alle miljøer, herunder olie.

Den evolutionære succes sommerfugle skyldes ikke kun til succes for phytophagy (planteædere) i larvestadiet, men også strukturen af ​​skalaen dækning hos voksne.Dette dækning giver et hurtigt svar, og camouflage og beskyttelse fra internettet (sommerfugle mister kun, hvordan skalaer, klæber til nettet) og termoregulering.

Bjælkerne gik den anden vej: Ved at satse på sikkerhed mistede de lidt (sammenlignet med andre grupper) i flyveevner. Billerne af biller lever ofte i samme omgivelser som larverne, og de er ofte ens selv i udseende. Denne gruppe forsøgte at "gemme" på metamorfosen.

En anden sti valgte Hymenoptera. De stolede også på besparelser, men de valgte en meget usædvanlig måde. Deres larve ligner meget embryoet.

rytter Anaphes flavipes

Sandt nok var de nødt til at blive parasitter. "Og her er der en direkte analogi med pattedyr.– sikker højttaler – I pattedyr parasiterer de unge på deres egen mor, men parasiterer også"Denne type parasitisme er en meget vanskelig tilpasning, og derfor var det ifølge Alexander Rasnitsyn, der måtte blive næsten så klog som pattedyr. Nogle ryttere forlod faktisk metamorfosefasen.

Professor i RAS fra Moskva State University. M. V. Lomonosov Aleksey Polilov studerer ikke kun insekter, men de mindste af dem – perkrylok (peristryokrylo) biller og hymenoptera mimarid,hvis størrelse er fraktioner af en millimeter (male rider mimarid Dicopomorpha echmepterygis og i alt kun 0,139 mm i længden, dvs. mindre end en enkeltcellet infusoria). Entomologerne fra Moskva State University forsøger at finde ud af, hvordan størrelsen og funktionerne i forskellige kropssystemer ændrer sig i miniaturiseringsprocessen. Som vi ved fra værkerne om miniatyrisering af hvirvelløse dyr, i de fleste organismer med et stærkt fald i størrelse fortsætter udviklingen langs vejen for reduktion af forskellige organer og funktioner.

De fleste af mimarid larverne gik virkelig ned ad denne vej: de er berøvet bevægelse, syn, lugt. Individuelle voksne insekter viser også betydelige forenklinger, for eksempel den allerede nævnte mand D. echmepterygis lever uden mad, flyvning og syn. Men mærkeligt nok er dette undtagelsen snarere end reglen. De fleste af disse meget små insekter flyver endda med en betydelig relativ luftviskositet. For dem var løsningen poulloptery – erstattet vingen med en bluser af børstehår, strukturen ligner noget på fjer i fugle.

Med et fald i størrelse gør kapillærkræfterne det umuligt for hæmolymmen at cirkulere effektivt gennem insektets krop, så hjertet er fraværende i den tristale fløj og mimariden reduceres. Hæmolympen er forskudt af den fede krop.Manglen på et transportsystem kompenseres af høj diffusionseffektiviteten med så små dimensioner.

Ifølge Alexei Polilov, "de fleste systemer af insektorganer viser enorme muligheder for skalering, samtidig med at de opretholder konstante proportioner med gentagne ændringer i kropsstørrelse. Orgelsystemer bevarer organisationen, og nogle endog det samme relative volumen, på trods af gentagne reduktioner i størrelse“.

Metaboliske systemer, indre væv og tracheal system reduceres i forhold til reduktionen i kropsstørrelse. Men det relative volumen af ​​reproduktive og nervesystemer stiger tværtimod mange gange.

Sammenligning med amoeba og infusoria

Indtil for nylig blev det antaget, at en af ​​begrænsningerne ved miniaturisering kunne være størrelsen af ​​kernen i neuroner. Faktisk bestemmes effektiviteten af ​​nervesystemet af antallet af celler og antallet af kontakter mellem dem, så det er meget svært at reducere størrelsen i forhold til kroppens størrelse. Selv de mindste insekter, størrelsen af ​​en amoeba, i hjernen mere end 4 tusinde celler. Hvordan lykkedes det at finde professor Polilov,i små insekter fungerer nukleare frie neuroner ganske godt.

Hoved. Laboratoriet for Insektbiopharmacology and Immunology, St. Petersburg State University; -korr. RAS, Dr. biol. Sergei Chernysh helligede sin plenarmøde til ny type stoffer – et emne, der tilsyneladende ikke havde noget at gøre med entomologi.

Efter at have forladt havet omkring 400 millioner år siden, opnåede insekter fantastisk succes i mastering af jord og blev den mest talrige gruppe af levende organismer. Deres immunsystem er meget forskelligt fra vores, men ikke mindre effektive.– forklarede højttaleren. – De genkender hurtigt mikrobielle celler ved hjælp af receptormolekyler og syntetiserer beskyttende peptider som reaktion. Så disse skabninger er en uudtømmelig kilde til fremtidige lægemidler. Du skal bare lære at bruge den.“.

Før opfindelsen af ​​antibiotika spillede insekter en vigtig rolle i medicin. Selv i 2. verdenskrig brugte de calliphoid fluer til rengøring af purulente sår. Men generelt har antibiotika ifølge opfindelsen afkølet noget officielt. Det syntes at være forbi med bakterielle infektioner.Men det var netop antibiotika, eller snarere bakteriens modstand for dem, der gjorde forskere og læger opmærksom på insekter igen.

Laboratoriet, ledet af Sergey Ivanovich, studerede immunsystemet af mere end 200 arter. Men entomologer var særlig opmærksomme på larverne fra den blå kødfluga. Calliphora vicina (Larver). "Synantropiske arter (økologisk relateret til menneskelige bosættelser) har direkte kontakt med menneskelig mikroflora: de og vi har en fælles bakteriel fjende. Desuden lever saprophagous i et miljø mest mættet med alle former for mikroflora: lig, fæces, sår. I et ord er det alle forhold, hvor bakterier udgør en trussel mod livet, herunder larverne af dipterans. Så sidstnævnte havde et stærkt immunforsvar.", – forklarer valget af objektet Sergey Chernysh.

Gennem nålens øje

Vi er vant til at bekæmpe smitsomme sygdomme med monoterapi: en bakterie – et antibiotikum. Insekter bruger ikke ét stof, men hele komplekset på én gang. Maggots larver syntetiserer fire grupper af forbindelser (defensiner, cecropiner, diptericiner og prolinrige peptider) inden for flere timer efter kontakt med bakterier.Al denne blanding akkumuleres i hæmolymph, der danner et enkelt kompleks. Desuden er dets egenskaber ikke reduceret til egenskaberne ved de enkelte komponenter. Slående og manglende modstand mod komplekset i bakterier: "Uanset hvor meget vi påvirker peptidkomplekset på en bakterie, for eksempel E. coli eller beslægtede enterobakterier, er der ingen ændring i dets modstandsdygtighed over for det. Hvis mikroorganismer var følsomme over for lægemidlet på et bestemt niveau, fortsætter denne modtagelighed, uanset antallet af generationer. Vi har testet i 250 generationer – dette er et solidt segment i evolutionære og historiske termer.", – Sergei Ivanovich overraskede lytterne. Den næste højttaler rejste et lige så vigtigt emne for økonomien. Akademiker fra det russiske videnskabsakademi, direktør for det russiske forskningsinstitut for plantebeskyttelse Vladimir Pavlyushin fortalte publikum om skadedyrs insekter og deres kontrol. Ifølge ham er Rusland i dag på grund af problemer med Fytosanitær sikkerhed taber omkring 200 millioner rubler i udbytte. Selvfølgelig er ikke alle fejlen forbundet med insekter, for eksempel mister vi ca. 30% af høsten under opbevaring på grund af fytopatogene svampe.

I de senere år er der blevet registreret en ændring i dominerende insekt skadedyr. For tyve år siden, i Krasnodar-territoriet, var den japanske drue ikke vigtig, og i dag er den en af ​​de farligste arter for vinstokken. I løbet af et par år har kassen ild næsten fuldstændig ødelagt plantningen af ​​en kasse på Sortehavskysten og truer reliktskovene. Parallelt med dette blev der registreret ændringer i den cykliske karakter af udvidelsen af ​​fordelingsområderne for insekts dominerende arter.

Med årsagerne til udbrud i hvert tilfælde skal forskere behandle individuelt. For eksempel er en bomuldsskovl en bred polyphage. Ikke så længe siden blev det beskrevet som en art, der truer plantningen af ​​bomuld og tobak. Men i løbet af de sidste 20-30 år er det blevet et alvorligt problem for andre afgrøder, herunder majs, tomat, kikærter og alfalfa. I laboratoriet for landbrugs entomologi fandt de ud af, at en af ​​årsagerne er, at bomuldsmøllen dvælger og reproducerer godt i forladte områder. Ifølge statistikker er der i vores land 20 millioner hektar af sådanne områder.

Locusten tabte cykliske udbrud af befolkningstilvæksten. For få årtier siden blev massefremstilling klart observeret en gang hver 8-10 år. Nu for samme art registreres blinker en gang om året, to, tre. Højttaleren forbinder dette med manglende overholdelse af jordbrudsnormer, forenkling af tilgangen til beskyttelsesforanstaltninger, brugen af ​​mindre effektive, men billigere kamp metoder. "Den mest effektive brug af narkotika mod larverne i første og anden alder og inden for reservation. I andre tilfælde får vi minimumsresultatet, spild af penge og stof- og miljøforurening.“.

I alt deltog omkring 700 specialister og entomologiske entusiaster i kongressen. Kongressen omfattede 12 sektioner: om generel entomologi, insektfysiologi, økologi og biokemi af leddyr, blodsugende insekter, skov og landbrugs entomologi, molekylær systematik og genetik af leddyr, paleontologi, systematik og fylogeni af insekter. Inden for rammerne af det videnskabelige forum blev skolen af ​​unge forskere "Økologi og Insekt Parasitologi" afholdt.

2017 Kongressen blev arrangeret af det russiske entomologiske samfund, Novosibirsk statsuniversitet, russiske videnskabsakademi, Institut for Systematik og Økologi af Dyr, Sibirisk Gren af ​​Det Russiske Videnskabsakademi, Zoologisk Museum for Det Russiske Akademi for Videnskab, Undervisningsministeriet, Videnskab og Innovationspolitik i Novosibirsk-regionen.

Billeder høflighed af A. Polilov


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: :???: :?: :!: