Mirmecofilu vaboli - jauns prognozējamas evolūcijas piemērs. • Aleksandrs Khramovs • Zinātnes jaunumi par "Elementiem" • Evolūcija, entomoloģija

Mirmekofailu vaboles – jauns prognozējamas evolūcijas piemērs

Zīm. 1. A – brīvās dzīves stafilinida vaboles Aleocharinae, B – stafilinida-myrmecophiles Aleocharinaeparazītisks uz nomadu skudras C – stafilinida Ecitophya un tā īpašnieks ir nomadu ant Eciton (Peru) D – stafilinida Rosciszewskia un tā īpašnieks ir nomadu ant Aenictus (Malaizija) E – stafilinida Beirija un tā īpašnieks ir nomadu ant Neivamyrmex (Ekvadora). Attēls no apspriežamā rakstaPašreizējā bioloģija

Molekulārā filoģenētiskā analīze, ko veica zinātnieki no Japānas un Amerikas Savienotajām Valstīm, parādīja, ka līdzīgas izmaiņas stafilinīdu morfoloģijā Aleocharinaekas saistītas ar nomadu skudras, vismaz 12 reizes ir radušās neatkarīgi viens no otra. Līdz ar to šajā gadījumā evolūcija rīkojās paredzamā veidā: lai dzīvotu kopā ar nomadu skudriem, nesaistītiem taksoniem vajadzēja paaugstināties līdz tādam pašam standartam.

Kad līdz 20. gadsimta vidum kļuva skaidrs, ka neatkarīgi no dabiskās atlases evolucionārajā procesā būtiska loma ir izlases ģenētiskajai mainīgumam, teorētiskie biologi sāka runāt par evolūcijas pamatnes neprognozējamību. Tātad savā grāmatā "Negadījums un nepieciešamība" (1971) franču bioķīmiķis un Nobela prēmijas laureāts Jacques Monod rakstīja: "Pilnīga iespēja, absolūti brīva, bet aklapašā lielā evolūcijas ēkā: šī ir mūsdienu bioloģijas centrālā pozīcija, vairs nav viena no iespējamām vai iedomājamām hipotēzēm. Šodien tā ir vienīgā iespējamā hipotēze. "Vai nu kā slavenais ASV paleontologs Stephen Jay Gould apgalvo, ka, ja mēs" atlaidīsim "evolūciju un atkārtoti uzsāksim to, mēs iegūsim bioloģisku pasauli, kas nav ļoti līdzīga tai, ko mēs tagad redzam (sk. SJ Gould 1989. gadā. brīnišķīgā dzīve: zelta burgess un vēstures daba).

Tomēr pēdējos gados dažādi konverģences piemēri ir parādījuši, ka evolūcija nedarbojas tikpat neprognozējama kā Viņa Majestātes gadījumā. Piemēram, elektriskie orgāni neatkarīgi parādījās sešās dažādās zivju grupās – un visos šajos pašos gēnos izmainījās līdzīgi (sk. Elektriskos orgānus dažādās zivju grupās regulē līdzīgi gēni, Elementy, 2014. gada 1. jūlijs). Izrādās, ka evolūcija nevar notikt, kā jūs, lūdzu, – sākotnējā orķestra veida organizācija ļauj prognozēt, kādas pārmaiņas notiks viņa pēcnācējiem, kas noteikti noteiktos apstākļos. Līdzīgu secinājumu nonāca pētījumu autori par myrmecophilous vabuļiem Stafilinidae.Mirmecofili ir organismi, kas ir cieši saistīti ar skudras un parasti dzīvo uz viņu rēķina.

Stafilinida (Staphylinidae) ir viena no lielākajām dzīvnieku karalim, kurā ietilpst vairāk nekā 60 tūkstoši sugu 32 apakšfamilēs, un starp tām ir vairāk Myrmecophiles nekā starp visiem pārējiem kukaiņiem kopā. Īpaši daudzi ir mirekofilu vaboles Aleocharinae, lielākais subfamilā Stafilinīds (aptuveni 16 tūkstoši sugu). Starp tiem ir slavenais Lomekhaus, kurš rūpējas par skudras skudras barību, uzņemot to pēcnācējiem. Tomēr, ņemot vērā lomehuz un vairumu citu stafilinīdu-myrmecophiles no šīs apakšfimilā nav nekā kopīga ar skudras – tie izskatās aptuveni tāds pats kā tipisks brīvs-live stafilinids.

Bet tur ir Aleocharinae trīs duci ģintīm, kuru pieaugušie vaboles ir ļoti līdzīgi viņu saimniekiem sakarā ar sašaurinātu vēderu, kas atgādina skudru kātu, izaugušās ekstremitātes un skudru antenu masīvus ar izstieptu pirmo segmentu (1. att.). Šīs kļūdas parazitē par Vecās un Jaunās pasaules nomadu skudras.Daži pētnieki ir apvienojuši visas šīs cilts cilts ģints Dorylomimini, pieņemot, ka viņi visi atnākuši no viena senča, kurš parazitē mušatkāju skudras priekšteci Dorylinae. Tā kā visas jaunpienācēju dzimtas skudru sugas tika izveidotas, palielinājās ar tām saistīto Staphilinidae daudzveidība (skat. C. H. Seevers 1965. gadā. Stafilinīdu vaboļu sistematizācija, evolūcija un zoogeogrāfija, kas saistīta ar armijas skudru (Coleoptera, Staphylinidae)).

Tomēr jaunākie Japānas un ASV zinātnieku pētījumi parādīja, ka tas tā nav. Stafilinidae, kas nav saistīti ar ciešu radniecību, patstāvīgi nokļuva uz nomadu skudras, vienlaikus iegūstot tādu pašu ant-veida izskatu. Lai to pierādītu, zinātnieki ir savākuši stafilinīdus, kas saistīti ar 5 no septiņām nomadu skudru ģintīm Dorylinae. Tas nebija tik viegli izdarāms – reizēm vienā mirmekofilā ir 5000 ērkšķu, un, lai to atpazītos marta kolonnā, kas notiks gājienā, jums vajag lielu aci. Salīdzinot savāktos stafilinīdus ar vairākiem kodola un mitohondriju gēniem ar citām apakšgrupas ģinēm, raksta autori uzzināja, ka ant formas ir stafilinīdi. Aleocharinae neatkarīgi iegādājies vismaz 12 reizes (2. attēls)!

Zīm. 2 Stafilinīdu vaboļu apakšsadaļu molekulārā kladogramma Aleocharinae. Numurēti un marķēti oranžā krāsā taksoni, kas ieguvuši ant formu, oranžas bultiņas norādiet uz viņu saimniekiem-skudras. Attēls no apspriežamā raksta Pašreizējā bioloģija

Spriežot pēc datiem par molekulārās phylogenetic analīzi, pēdējais kopējais sencis Staphylinid-Mirmecophiles saistīts ar nomadu skudras dzīvoja dzīvoja pirms 105 miljoniem gadu – aptuveni Kreta perioda vidū (3. att.). Salīdzinājumam, pēdējais peles un cilvēka priekštelis pastāvēja pirms 75 miljoniem gadu (skat. A. T. Chinwalla et al., 2002).). Tagad iedomājieties, ka dažas žurkas, makaki, lemuurs un kāmji 12 reizes pēc kārtas, nevis runājot ar otru, kļuva kā divi pilieni ūdens, līdzīgi, piemēram, bruņurupucis. Bet tieši tā tas notika ar stafilinidām Aleocharinae – katru reizi no šīs apakšfaktas pārstāvju sadursmes ar kvadrātveida skudras iegūst tādu pašu rezultātu. Nu, kā ne runāt par evolūcijas prognozējamību?

Zīm. 3. Paredzamais Stafilinīdu taksonu novirzes laiks Aleocharinae. Numurēti un marķēti oranžā krāsā taksoni, kas ieguvuši ant formu. Ma ir pirms miljoniem gadu. Attēls no apspriežamā raksta Pašreizējā bioloģija

Iespējams, ka viss ir tas, ka māšu nomadu skudru ģimenes dzīvē ir ļoti liela integrācija savā "dzīvē".Stafilīniem jābūt pastāvīgi jāpārvietojas pēc viņu meistariem, tie laiž un notīra skudras, tāpat kā skudras veic ar otru, visbeidzot, stafilinīdi, līdzīgi kā ar pārējo ģimenes locekļu, ēd barību, ko cēlušās pļaujmašīnas. Reizēm, ceļojot uz jaunu vietu, viņi sargā skudras, lai tās pārnestu. Tā, ka skudras visās šajās manipulācijās neatpazīst menkinātājus ar pieskārienu, viņiem pēc iespējas jāatspēlē ķermeņa kontūras.

Spriežot pēc molekulārajiem datiem, rodas mūsdienu ģints stafilinīds Aleocharinaekas saistīts ar nomadu skudras, notika Paleocēna un Eoēna. Šajā laikā saskaņā ar fosilā ieraksta datiem skuju skaita pieaugums ekosistēmās ir ievērojami palielinājies. To var izsekot, piemēram, iekļaujot dzintarā. Pat Birmas dzintara, kura vecums ir aptuveni 100 miljoni gadu (viduslīnijas krīta), ant atradumi ir reti. Baltijas dzintara (vēlā eoēna) skaits ievērojami palielinās. Nu, miocēna meksikāņu un dominikāņu dzintara skudru skaits jau pārsniedz limitu.

Daudzi bezmugurkaulnieki, kas pazuduši no šīs mutes izplešanās, bet ne stafilīni. Aleocharinae – pateicoties tam, ka vēdera galā bija īpašs šķēršļu dziedzeris, viņi iemācījās manipulēt ar skudras izturēšanos, kas viņiem pavēra mierekofilijas vilinošās iespējas – dzīvi visam gatavajam.

Avots: Munetoshi Maruyama, Joseph Parker. Dziļās laika konverģence armijas vaboļu simbiontos no armijas ants // Pašreizējā bioloģija. 2017. V. 27. P. 920-926.

Skaties arī par citām mitroskāblēmām, kas parazitē par nomadu skudras:
1) vaboles vaboles, "elementi", 15.02.2017.

Par prognozējamu attīstību:
1) Baktēriju adaptācijas metodes dažādām temperatūrām izrādījās paredzamas, "Elements", 2012. gada 13. marts.

Aleksandrs Khramovs


Like this post? Please share to your friends:
Atbildēt

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