Медные щиты
Медные щиты | |
---|---|
![]() | |
Медный воспламенитель Protaetia | |
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | животное |
Тип: | Членистоногие |
Сорт: | Насекомое |
Заказ: | Жесткокрылые |
Семья: | Скарабеиды |
Род: | Протея |
Разновидность: | П. купрея |
Биномиальное имя | |
Медные щиты ( Фабрициус , 1775 г.) | |
Синонимы [1] | |
|

Protaetia cuprea известная как медный хрукин , является разновидностью хруща , семейства также Scarabaeidae . [2] Этот вид также известен как розовый хрейн и имеет широкое географическое распространение, простирающееся от Канарских островов , Португалии и Испании на запад до Владивостока на Дальнем Востоке России , Монголии и Северного Китая . [3] Этот вид собирает пыльцу с цветов и фруктов, таких как яблоки, с деревьев. Однако, поскольку весной и зимой фруктов мало, они переходят с диеты из пыльцы на диету из фруктов только летом. [4] Поскольку пыльца богаче белками и липидами, чем углеводами, а фрукты богаче углеводами, на фруктовой диете они могут путешествовать дольше; это связано с их повышенной аэробной производительностью при использовании высокого содержания углеводов . [4]
Этот жук хорошо известен своей способностью к полету, навыком, который поддерживает его поведение при поиске пищи. Он обладает быстрой маневренностью и высокой точностью при посадке на цветы и растения; он способен на это благодаря эластичности и механизмам, которыми обладают крылья этого жука. [5]
Географический диапазон
[ редактировать ]Вид жука P. cuprea имеет обширное географическое распространение в различных регионах, что демонстрирует его адаптивность и разнообразные предпочтения в среде обитания. P. cuprea встречается по всей Европе и Азии . От Канарских островов , Португалии и Испании ареал жука простирается на восток до Владивостока на Дальнем Востоке России и далее охватывает Монголию и Северный Китай . его присутствие на Ближнем Востоке Примечательно : население проживает в Турции , Леванте , северном Египте и Иране . Кроме того, этот вид также зарегистрирован в Южной Азии , особенно в Пакистане и Непале . [3]

Разнообразие подвидов P. cuprea подчеркивает его эволюционную сложность и географическое распространение. Подвид Protaetia cuprea obscura отсутствует в Германии , но встречается в Центральной и Восточной Европе , включая Чехию , Словакию , Австрию (низменность), Венгрию , Италию (около Венеции ), Боснию и Герцеговину , Хорватию , Румынию , Болгарию и Греция . [6] Известно, что этот подвид гибридизуется с P. cuprea Metallica в Словакии и Румынии , что указывает на богатое межвидовое взаимодействие. Распространение P. cuprea bourgini , а также близкородственного P. cuprea brancoi в Испании, разделенных естественным барьером в виде Пиренейских гор , демонстрирует влияние географических особенностей на распространение видов. [6]
Подвид P. cuprea Metallica присутствует в Северной Европе , имеются данные из Норвегии , Швеции , северной Англии и южной Шотландии . [6] В юго-восточных регионах, охватывающих территории от Турции до Кавказа , обнаружены новые подвиды, в том числе obscura , cuprina , ignicollis , caucasica и hieroglyphica , что еще больше обогащает профиль распространения этого вида. [6]
среда обитания
[ редактировать ]Экологическая адаптивность Protaetia cuprea столь же замечательна, как и ее географическое распространение. Этот вид процветает в различных средах: от густых лесов до более открытых и засушливых степей, что указывает на его широкую экологическую толерантность. Такая адаптивность распространяется на широкий диапазон высот: популяции P. cuprea обитают от береговой линии на уровне моря до более сложных условий на высоте до 2000 метров. Этот диапазон высот охватывает различные условия окружающей среды, подчеркивая способность вида адаптироваться и процветать в различных климатических и географических ландшафтах. [3]
Пищевые ресурсы
[ редактировать ]Исследования показывают, что P. cuprea в основном питается разлагающимися органическими веществами, такими как фрукты, цветы и растительные остатки. Исследования, посвященные питанию личинок, показали, что они преимущественно потребляют гниющую древесину и растительный материал. [7] Кроме того, известно, что взрослые жуки питаются спелыми фруктами и соками поврежденных деревьев.
Кроме того, , что P. cuprea было замечено демонстрирует оппортунистическое пищевое поведение, потребляя широкий спектр органических материалов в зависимости от их наличия в их среде обитания. Эта адаптивность в пищевых предпочтениях предполагает универсальную стратегию питания, которая может способствовать его экологическому успеху в различных средах обитания.
Родительская забота
[ редактировать ]Родительская забота в первую очередь касается обеспечения и защиты потомства на личиночной стадии. Самки P. cuprea откладывают яйца в разлагающиеся органические вещества, такие как компост, навоз или гниющая древесина, что является идеальной средой, влияющей на выживание и развитие личинок. [7] После вылупления самки жуков демонстрируют материнскую заботу, активно ухаживая за личинками, обеспечивая им доступ к подходящим пищевым ресурсам и защиту от хищников, паразитов и стрессовых факторов окружающей среды.
История жизни
[ редактировать ]Жизненный цикл
[ редактировать ]Жизненный цикл Protaetia cuprea обычно составляет один год. Однако при определенных условиях этот жук может развиваться быстрее, вырастая во взрослых особей в том же году, когда родительское поколение отложило яйца. [3]
На личиночной стадии P. cuprea преимущественно сапро-ксилофаг. Они имеют особую привязанность к лиственным деревьям, причем дубы ( Quercus spp. ) являются их излюбленной средой обитания. Несмотря на такое предпочтение, личинки также могут переходить к чистой сапрофагии , о чем свидетельствуют сообщения о том, что личинки развиваются в компостных кучах или образуют ассоциации с колониями муравьев. [3]
Морфология
[ редактировать ]Видовой комплекс Protaetia cuprea обладает высокой морфологической изменчивостью. Число хромосом в роде Protaetia , включая P. cuprea , постоянно составляет 2n = 20. Несмотря на эту генетическую стабильность, среди некоторых подвидов наблюдались незначительные различия в морфологии Х-хромосомы. [3]

Обширная морфологическая изменчивость не соответствует филогенетическим данным исследований митохондриальной ДНК. Морфологические признаки, традиционно используемые для таксономической классификации, такие как окраска, строение тела и форма репродуктивных органов, демонстрируют значительные различия, которые не коррелируют четко с генетическими отношениями. Такие черты, как дистальная скульптура надкрылий и белые отметины на «коленах», оказались специфичными для клады, но их таксономическое значение остается неоднозначным. Геометрическая морфометрия показала, что вариации определенных морфологических признаков в комплексе более постепенные, чем дискретные, что еще больше усложняет взаимосвязь между морфологией и генетическими данными. [3]
Наблюдаемая высокая цветовая вариация внутри видового комплекса также не отражает структуру митохондриальной ДНК (мтДНК). Это предполагает, что на цветовой полиморфизм могут влиять факторы, выходящие за рамки генетики, такие как условия окружающей среды и биотические взаимодействия, включая мимикрию и апосематизм. Это подразумевает многогранную регуляцию морфологического разнообразия в комплексе P. cuprea с генетическими, экологическими и, возможно, другими биотическими факторами, способствующими фенотипической пластичности вида. [3]
Крылья
[ редактировать ]Крылья Protaetia cuprea имеют сложную структуру, позволяющую адаптироваться к механизмам полета. Сообщается, что средняя длина крыла этого вида составляет примерно 2,08 см. Значимого полового диморфизма в отношении отклонения крыльев под действием аналогичных сил не выявлено. [5] [8]
Как и у большинства насекомых, крылья характеризуются тонкой перепончатой структурой, поддерживаемой более толстыми и жесткими жилками. Эти жилы в основном сосредоточены в направлении передней кромки и основания крыла, увеличивая жесткость на изгиб в этих областях. Такая конструкция конструкции способствует увеличению изгибной жесткости как по длине, так и по хорде, что имеет решающее значение для достижения поворота и развала крыла, необходимых для полета, что облегчает сложные аэродинамические характеристики крыльев. [5]
Жесткость крыльев зависит от размера: большие крылья имеют тенденцию быть более жесткими. Количественно, размах крыла масштабируется с кубической степенью для отклонений по размаху и квадратной силой хорды крыла для отклонений по хорде. С другой стороны, аэродинамическая сила увеличивается с увеличением размера крыла из-за нагрузки на крыло, что влияет на динамику полета. [5]
Кроме того, крылья Protaetia cuprea также характеризуются наличием резилина в соединениях между некоторыми жилками. Резилин — это резиноподобный белок, который способствует упругой деформации крыльев во время полета, повышая их аэродинамическую эффективность и адаптируемость к различным условиям полета. [8]
Эластичность
[ редактировать ]Несмотря на отсутствие внутренней мускулатуры для активного управления формой во время полета, крылья насекомых подвергаются значительным упругим деформациям, которые играют решающую роль в динамике полета. Деформации крыльев насекомых, особенно скручиванию и выпуклости во время цикла взмахов, способствуют в первую очередь их механические свойства и эластичная структура, а не прямое действие мышц. Эта эластичность позволяет крылу поворачиваться в обоих направлениях, создавая подъемную силу как при движении вверх, так и при движении вниз. Кроме того, эти адаптации помогают управлять углом атаки по размаху крыла, улучшать присоединение потока, увеличивать подъемную силу и задерживать отрыв потока во время динамических движений, что важно для аэродинамической эффективности. При полете на малых скоростях крылья испытывают выраженные упругие деформации по хордам, особенно вблизи проксимальной задней кромки, что способствует значительным перекручиваниям и усилению развала. [5] [8]
Генетика
[ редактировать ]Филогенетическая сложность группы видов Protaetia cuprea подчеркивается ее высокой степенью полиморфизма и обширным ареалом распространения. В проведенных недавних исследованиях использовались два маркера митохондриальной ДНК (COI и CytB) наряду с анализом морфологии, окраски и географического распределения для оценки дивергенции популяций внутри этого видового комплекса. Этот многогранный подход был направлен на выяснение таксономического статуса нескольких клад комплекса P. cuprea , включая P. cuprea Metallica и сицилийскую P. Hypocrita . [3] Несмотря на различные подходы разных групп к исследованию комплекса P. cuprea , таксономическое разрешение этих клад остается неоднозначным, а результаты разных исследований противоречивы. [3] [9]
Подвиды
[ редактировать ]
Protaetia cuprea включает следующие подвиды: [1]
- Protaetia cuprea subsp. Адельхайд Миттер, 2017 г.
- Protaetia cuprea subsp. алайнилерестифи (Монтрей и Легран, 2010)
- Protaetia cuprea subsp. Алжир Мочульский, 1849 г.
- Protaetia cuprea subsp. Бурджини Рутер, 1967 год.
- Protaetia cuprea subsp. бранкой Баро, 1992 г.
- Protaetia cuprea subsp. Курея
- Protaetia cuprea subsp. даурика (Мочульский, 1860)
- Protaetia cuprea subsp. Ferreriesensis (Compte-Sart & Carreras-Torrent, 2013)
- Protaetia cuprea subsp. гесперика (Мочульский, 1849)
- Protaetia cuprea subsp. лицемер (Рагуза, 1905)
- Protaetia cuprea subsp. ignicollis (Gory & Percheron, 1833)
- Protaetia cuprea subsp. икономови (Миксич, 1958)
- Protaetia cuprea subsp. левантина (Шацмайр, 1936)
- Protaetia cuprea subsp. мехрабии (Монтрей и Легран, 2008)
- Protaetia cuprea subsp. металлика (Хербст, 1782 г.)
- Protaetia cuprea subsp. обскура (Андерш, 1797)
- Protaetia cuprea subsp. оливковая (Мулсант, 1842 г.)
- Protaetia cuprea subsp. виридиаурата (Фуэнте, 1897 г.)
- Protaetia cuprea subsp. volhyniensis (Гори и Першерон, 1833)
Физиология
[ редактировать ]Полет
[ редактировать ]Protaetia cuprea , одновременно опылитель и сельскохозяйственный вредитель, демонстрирует замечательный механизм полета, который поддерживает ее повседневную добывающую деятельность. Эти жуки умеют точно маневрировать и точно приземляться на цветы и фрукты, что важно для их питания. [4] [5]
Влияние размера тела
[ редактировать ]Внутри вида Protaetia cuprea наблюдалась значительная внутривидовая изменчивость массы тела взрослых особей: у особей наблюдалась более чем трехкратная разница в массе в пределах от 0,38 до 1,29 грамма. Эта значительная разница в массе тела требует адаптации структурных свойств крыльев, чтобы адекватно выдерживать вес жука во время полета. [5]
У Protaetia cuprea более крупные жуки демонстрируют пониженную частоту взмахов крыльев, однако основная кинематика взмахов крыльями одинакова для всех размеров. Исследование Мересмана и Рибака (2017) показало, что отклонение крыла варьируется: больше у проксимального края, чем у дистального края, как во время хода вниз, так и вверх. Этот шаблон, масштабируемый хордой крыла в степени 1,0, указывает на постоянный поворот и развал крыла независимо от размера тела или крыла, что предполагает регулировку жесткости крыла для сохранения этих аэродинамических характеристик. Несмотря на первоначальные гипотезы, предсказывающие более значительное увеличение развала крыльев с увеличением размера жука, фактические отклонения менее резко коррелируют с массой тела. Установлено, что крыло увеличивает жесткость у более крупных жуков. Эта жесткость обеспечивает постоянный развал крыла при различной массе тела, при этом соотношение сторон крыла остается неизменным, что указывает на изометрический рост площади крыла. Эта адаптация позволяет P. cuprea поддерживать эффективную динамику полета у особей разного размера. [5]
Динамика маневрирования
[ редактировать ]При анализе динамики полета этих жуков наблюдения показывают, что средняя скорость полета составляет около 0,41 м/с при средней частоте взмахов крыльев 110 Гц. Примечательно, что скорость кончиков крыльев во время взмахов достигала в среднем 9,13 м/с, что значительно превосходило трехмерную скорость полета жуков. Кроме того, вертикальная составляющая их скорости полета была относительно низкой, составляя в среднем всего 0,1 м/с. Что касается маневренности, то жуки продемонстрировали способность вращаться вокруг своей оси в среднем на 39 градусов при скорости поворота примерно 1429 градусов в секунду. [8]
Метаболические затраты
[ редактировать ]Одно исследование показало, что P. cuprea преобразует химическую (метаболическую) энергию в механическую энергию полета со средней эффективностью 10,4%. Более крупные жуки имеют более высокую эффективность преобразования энергии. Сезонные изменения в рационе — от пыльцы в начале лета к фруктам позже — влияют на их энергетический баланс для добывания пищи. Интересное наблюдение заключалось в том, что голодные жуки увеличивали массу тела на 6% после двухчасового питания яблоками, обеспечивая достаточно энергии для полета на 630 метров, при условии эффективности усвоения углеводов 90%. Пыльца с низким содержанием воды и углеводов, но с высоким содержанием белков и липидов обеспечивает более высокую калорийность и различные процессы ассимиляции для преобразования пищи в энергию полета. Энергозатратное пищевое поведение P. cuprea компенсируется длительным кормлением после короткого полета, обеспечивая энергетическую эффективность воздушного передвижения. [4]
Взаимодействие с людьми и домашними животными
[ редактировать ]Сельскохозяйственное использование
[ редактировать ]Исследование Babarabie et al. (2018) подчеркивает возможные сельскохозяйственные преимущества использования личинок P. cuprea для компостирования органических материалов, включая кухонные отходы и различные типы листьев. В частности, в нем рассматривается, как компост, произведенный личинками P. cuprea, сравнивается с традиционным биогумусом с точки зрения содержания питательных веществ и физических свойств. Результаты показывают, что компост, полученный из кухонных отходов, обработанных этими личинками, содержит более высокие уровни необходимых питательных веществ, таких как азот, калий и фосфор. Компост из скошенной травы также показал улучшенный уровень pH и однородность, что имеет решающее значение для использования в сельском хозяйстве. Это указывает на потенциал личинок P. cuprea улучшать качество и удобство использования компоста, тем самым поддерживая более устойчивые методы ведения сельского хозяйства. [10]
Пешт
[ редактировать ]Взрослая особь P. cuprea оказывает губительное воздействие на плодовые деревья и декоративные растения, питаясь репродуктивными частями и созревающими плодами. Применение инсектицидов ограничивается на таких этапах, как цветение и непосредственно перед сбором урожая, чтобы защитить полезных насекомых, таких как медоносные пчелы , и избежать опасностей для здоровья. В качестве альтернативы в качестве эффективной стратегии борьбы с вредителями предлагается массовый отлов, при условии наличия эффективной системы отлова. В настоящее время ведется разработка селективных ловушек с цветочными аттрактантами, нацеленных на P. cuprea , что открывает потенциальные решения для борьбы с ними. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б « Протеция купреа » . Глобальный информационный фонд по биоразнообразию . Проверено 8 ноября 2021 г.
- ^ Гражданские научные наблюдения за Protaetia cuprea на iNaturalist.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Вондрачек, Доминик; Фуксова, Анета; Аренс, Дирк; Крал, Дэвид; Шипек, Петр (20 февраля 2018 г.). «Филогеография и определение видов на основе ДНК дают представление о таксономии полиморфного комплекса видов розового хруца Protaetia (Potosia) cuprea (Coleoptera: Scarabaeidae: Cetoniinae) в Западной Палеарктике» . ПЛОС ОДИН . 13 (2): e0192349. Бибкод : 2018PLoSO..1392349V . дои : 10.1371/journal.pone.0192349 . ISSN 1932-6203 . ПМЦ 5819786 . ПМИД 29462164 .
- ^ Jump up to: а б с д Урка, Томер; Левин, Эран; Рыбак, Гал (2022). «Метаболические затраты на полет и аэробная эффективность у розового хруща Protaetia cuprea (Cetoniinae)» . Наука о насекомых . 29 (5): 1361–1372. дои : 10.1111/1744-7917.13011 . ISSN 1672-9609 . ПМЦ 9790465 . ПМИД 35142427 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Мересман, Йонатан; Рыбак, Гал (2017). «Аллометрия поворота и изгиба крыльев цветочного хрейнца во время свободного полета: как деформации крыльев зависят от размера тела?» . Королевское общество открытой науки . 4 (10). дои : 10.1098/rsos.171152 . ПМК 5666286 .
- ^ Jump up to: а б с д Рэтклифф, Бретт К.; Салтин, Йохен-П. (2013). «Скарабеи». Информационный бюллетень «Скарабеи» (72). ISSN 1937-8351 .
- ^ Jump up to: а б Кояма, Масахито; Ивата, Рютаро; Ямане, Акиоми; Катасэ, Такао; Уэда, Шинго (2003). «Потребление питательных веществ личинками третьего возраста Anomala cuprea и Protaetia orientalis submarmorea (Coleoptera: Scarabaeidae) из смеси коровьего навоза и древесной щепы: результаты анализа стабильных изотопов азота и углерода» . Прикладная энтомология и зоология . 38 (3): 305–311. дои : 10.1303/aez.2003.305 .
- ^ Jump up to: а б с д Мересман, Йонатан; Рыбак, Гал (2020). «Упругие деформации крыльев смягчают асимметрию взмахов во время маневров у розовых хрипов (protaetia cuprea)» . Журнал экспериментальной биологии . 223 (24). дои : 10.1242/jeb.225599 . ПМЦ 7774887 . ПМИД 33168594 .
- ^ Сир Лукас; Привет, Дельфина; Дебрюйн, Режис; Ноблкур, Тьерри; Солдати, Фабьен; Барнуэн, Томас; Пармейн, Гильем; Буже, Кристоф; Лопес-Ваамонде, Карлос; Ружери, Родольф (2019). «Проблема штрих-кодирования ДНК сапроксильных жуков в коллекциях естественной истории — исследование потенциала параллельного мультиплексного секвенирования с помощью Illumina MiSeq» . Границы экологии и эволюции . 7 . дои : 10.3389/fevo.2019.00495 .
- ^ Бабараби, Мехрдад; Зарей, Хосейн; Язданян, Мохсен (2018). «Исследовать возможность преобразования части органического материала в компост в виде гранул личинками Potosia cuprea и сравнить их содержание с биогумусом». Прикладная биология . 31 (3): 89–90. дои : 10.22051/jab.2017.10935.1079 .
- ^ Вуц, Дж.; Барич, Б.; Разов Ю.; Тошова, Т.Б.; Субчев, М.; Средков И.; Табилио, Р.; Ди Франко, Ф.; Тот, М. (2010). «Эффективность и селективность ловушек с цветочными аттрактантами, нацеленных на цетонииновых скарабеев (Coleoptera: Scarabaeidae) в Центральной и Южной Европе». Защита урожая . 29 (10): 1177–1183. дои : 10.1016/j.cropro.2010.05.007 .