Трофаллаксис
Трофаллаксис ( / ˌ t r oʊ f ə ˈ l æ k s ɪ s / ) — передача пищи или других жидкостей между членами сообщества посредством изо рта в рот ( стомодеал ) или из ануса в рот ( проктодеал кормления ). . Наряду с питательными веществами трофаллаксис может включать в себя передачу молекул, таких как феромоны, организмам, таким как симбионты , и информации, которая служит формой общения. [1] Трофаллаксис используется некоторыми птицами , серыми волками , летучими мышами-вампирами и наиболее развит у эусоциальных насекомых, таких как муравьи , осы , пчелы и термиты .
Этимология
[ редактировать ]Трофо- (приставка или суффикс) происходит от греческого трофе, что означает «питание». Греческое слово «аллаксис» означает «обмен». [2] Это слово было введено энтомологом Уильямом Мортоном Уилером в 1918 году. [3]
Эволюционное значение
[ редактировать ]Трофаллаксис использовался в прошлом для поддержки теорий происхождения социальности у насекомых. [4] [5] Швейцарский психолог и энтомолог Огюст Форель также считал, что совместное питание является ключом к муравьиному обществу, и использовал эту иллюстрацию в качестве фронтисписа своей книги «Социальный мир муравьев по сравнению с миром человека» . [6] Проктодеальный трофаллаксис позволил термитам переносить целлюлозолитические жгутиконосцы, что сделало возможным и эффективным переваривание древесины. [7] Помимо социальности, трофаллаксис развился у многих видов как метод питания взрослых и/или молодых особей. [8] выживание родственников, [8] перенос симбионтов, [9] передача иммунитета, [10] признание колонии [11] и налаживание связи. [12] У некоторых видов трофаллаксис даже превратился в паразитическую стратегию получения пищи от хозяина. [13] Трофаллаксис также может привести к распространению химических веществ, таких как феромоны , по всей колонии, что важно для социального функционирования колонии. [14]
У видов развилась анатомия, позволяющая им участвовать в трофаллаксисе, например, в преджелудке муравьев Formica fusca . [14] Эта структура действует как клапан, увеличивающий емкость хранения продуктов. [14] Точно так же медоносная пчела Apis mellifera способна высовывать хоботок и пить нектар из открытых челюстей пчелы-донора. [12] Определенные механизмы также развились, чтобы инициировать разделение пищи, например, стратегия сенсорной эксплуатации, которая развилась у обычных паразитов выводка кукушек. [15] У этих птиц развились ярко окрашенные зева, которые стимулируют хозяина передавать пищу. [15]
Беспозвоночные
[ редактировать ]
Трофаллаксис — форма социального питания у многих насекомых, способствующая формированию социальных связей. [5] Трофаллаксис служит средством общения , по крайней мере , у пчел , таких как M. genalis , [16] и муравьи. [17] Трофаллаксис у M. genalis является частью системы социального обмена, в которой доминирующие пчелы обычно являются получателями пищи. [16] Это увеличивает продолжительность жизни пчел, которые имеют меньший доступ к пище, и снижает агрессию между товарищами по гнезду. [16] У красного огненного муравья члены колонии запасают пищу в своих посевах и регулярно обмениваются ею с другими членами колонии и личинками, образуя своего рода «общий желудок» колонии. [17] Это также верно для некоторых видов Lasioglossum , таких как потная пчела Lasioglossum hemicalceum . L. hemicalceum часто обменивается пищей с другими членами независимо от того, являются ли они соседями по гнезду или нет. [18] Это связано с тем, что сотрудничество между лицами, не являющимися родственниками, приносит группе больше выгод, чем затрат. [18]
Многие осы, такие как Protopolybia exigua и Belonogaster petiolata , демонстрируют поведение при поиске пищи, при котором взрослые особи выполняют трофаллаксис со взрослыми особями, а также между взрослыми особями и личинками. [19] [8] P. exigua переносит в своем урожае нектар, древесную массу и мацерированную добычу с поля в гнездо для передачи; для выживания личинок они несут с собой количество добычи, пропорциональное количеству личинок в гнезде. [19] Добровольный трофаллаксис у пчел Xylocopa pubescens привел к поведению по охране гнезда, которым известен этот вид. [20] Этот вид пчел позволяет одной взрослой особи добывать корм и приносить нектар для остальной части населения гнезда, что позволяет постоянно защищать гнездо, одновременно получая питательные вещества для всех членов колонии. [20]
У термитов, [9] кишечника проктодеальный трофаллаксис имеет решающее значение для замены эндосимбионтов , которые теряются после каждой линьки. Кишечные симбионты также передаются посредством анального трофаллаксиса у лесоядных термитов и тараканов. [21] Перенос кишечных симбионтов у этих видов необходим для переваривания древесины как источника пищи. Муравьи-плотники передают иммунитет посредством трофаллаксиса путем прямой передачи противомикробных веществ, повышая устойчивость к болезням и социальный иммунитет семьи. [10] [20]
У некоторых видов муравьев он может играть роль в распространении запаха колонии, идентифицирующего ее членов. [22]
Медоносные пчелы-собиратели используют трофаллаксис в ассоциативном обучении для формирования долговременной обонятельной памяти, чтобы научить товарищей по гнезду поведению при поиске пищи и тому, где искать еду. [12]
Кроме того, осы Vespula austriaca также участвуют в трофаллаксисе как форме паразитизма со своим хозяином для получения питательных веществ. [23] V. austriaca - облигатный вид паразита, который проникает в гнезда видов-хозяев и добывает пищу, удерживая хозяина ногами и вызывая трофаллаксис. [23]
Позвоночные животные
[ редактировать ]
Позвоночные животные, такие как некоторые виды птиц, серые волки и летучие мыши-вампиры, также кормят своих детенышей посредством срыгивания пищи в качестве формы трофаллаксиса. Совместное использование пищи у позвоночных — это форма взаимности, которую демонстрируют многие социальные позвоночные. [24]
Дикие волки переносят пищу в желудке детенышам и/или размножающимся самкам и делятся ею посредством срыгивания, что является формой трофаллаксиса. [25] Волки-реципиенты часто облизывают или нюхают морду волка-донора, чтобы активировать срыгивание и получить питательные вещества. [25] Летучие мыши-вампиры делятся кровью с родственниками путем срыгивания, чтобы повысить свою приспособленность посредством родственного отбора. [24]
Птицы отрыгивают пищу и непосредственно передают ее в рот своему потомству в рамках родительской заботы, например, « молоко урожая », которое голуби-матери переносят в рот своих детенышей. [26] Паразит выводка кукушки — еще один вид птиц, занимающийся трофаллаксисом. Птица-кукушка использует мимикрию, например, имитирует цвет яичной скорлупы и узор яиц хозяина, чтобы поместить своих детенышей в гнездо вида-хозяина, где они будут кормиться и выращиваться без каких-либо затрат со стороны матери-кукушки. [15] Молодые кукушки часто могут имитировать призывы к попрошайничеству всего гнезда детенышей вида-хозяина и у них развились ярко окрашенные зева ; оба из них действуют как сверхъестественные стимулы , побуждая птицу-хозяина доставлять ей пищу вместо собственного птенца посредством трофаллаксиса. [15]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Э., Суарес, Марк; Л., Торн, Барбара (1 января 2000 г.). «Скорость, количество и характер распределения переноса пищевой жидкости через трофаллаксис у трех видов термитов (Isoptera: Rhinotermitidae, Termopsidae)». Анналы Энтомологического общества Америки . 93 (1): 145. doi : 10.1603/0013-8746(2000)093[0145:RAADPO]2.0.CO;2 . ISSN 0013-8746 . S2CID 85794841 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ «трофаллаксис | Определение трофаллаксиса в американском английском согласно Оксфордским словарям» . Оксфордские словари | Английский . Архивировано из оригинала 23 марта 2018 года . Проверено 22 марта 2018 г.
- ^ Уиллер, WM (1918). «Изучение некоторых личинок муравьев с учетом происхождения и значения социальных привычек насекомых». Учеб. Являюсь. Филос. Соц. 57 (4): 293–343. JSTOR 983940 .
- ^ Рубо, Э. (1916). «Биологические исследования одиночных и социальных ос Африки. Генезис социальной жизни и эволюция материнского инстинкта у веспид». Энн Ски Нат (на французском языке). 1 :1–160.
- ^ Jump up to: а б Всисло, WT; Гонсалес, В.Х. (1 мая 2006 г.). «Социальный и экологический контекст трофаллаксиса у факультативно социальных потовых пчел, Megalopta genalis и M. ecuadoria (Hymenoptera, Halictidae)». Общество насекомых . 53 (2): 220–225. дои : 10.1007/s00040-005-0861-6 . ISSN 0020-1812 . S2CID 30106024 .
- ^ Сани, Шарлотта (2002). «О дивные новые миры: Трофаллаксис и происхождение общества в начале двадцатого века». Журнал истории поведенческих наук . 38 (2): 133–156. дои : 10.1002/jhbs.10033 . ПМИД 11954038 .
- ^ Брюн, Андреас; Дитрих, Карстен (15 октября 2015 г.). «Кишечная микробиота термитов: изучение разнообразия в свете экологии и эволюции» . Ежегодный обзор микробиологии . 69 (1): 145–166. doi : 10.1146/annurev-micro-092412-155715 . ISSN 0066-4227 . ПМИД 26195303 .
- ^ Jump up to: а б с Хранение, Малкольм Г. (1 марта 1997 г.). «Социальное поведение и снижение потомства в колониях Belonogaster petiolata (Degeer) (Hymenoptera: Vespidae) репродуктивной фазы». Журнал поведения насекомых . 10 (2): 265–278. Бибкод : 1997JIBeh..10..265K . дои : 10.1007/BF02765559 . ISSN 0892-7553 . S2CID 41829420 .
- ^ Jump up to: а б Китаде, Осаму (2004). «Сравнение симбиотической фауны жгутиковых термитов и древесного таракана рода Cryptocercus ». Микробы и окружающая среда . 19 (3): 215–220. дои : 10.1264/jsme2.19.215 . ISSN 1342-6311 .
- ^ Jump up to: а б Гамильтон, Кейси; Лежен, Брайан Т.; Розенгаус, Ребека Б. (23 февраля 2011 г.). «Трофаллаксис и профилактика: социальный иммунитет у муравья-плотника Camponotus pennsylvanicus» . Письма по биологии . 7 (1): 89–92. дои : 10.1098/rsbl.2010.0466 . ПМК 3030872 . ПМИД 20591850 .
- ^ Дахби, Абдалла; Хефец, Авраам; Серда, Зим; Ленуар, Ален (1 июля 1999 г.). «Трофаллаксис обеспечивает однородность запаха колонии муравьев Cataglyphis iberica (Hymenoptera, Formicidae)». Журнал поведения насекомых . 12 (4): 559–567. дои : 10.1023/A:1020975009450 . ISSN 0892-7553 . S2CID 24571599 .
- ^ Jump up to: а б с Гил, Мариана; Марко, Родриго Х. Де (15 февраля 2005 г.). «Обучение обонянию посредством трофаллаксиса у Apis mellifera» . Журнал экспериментальной биологии . 208 (4): 671–680. дои : 10.1242/jeb.01474 . ISSN 0022-0949 . ПМИД 15695759 .
- ^ Рид, ХК; Акре, РД (1 сентября 1983 г.). «Колониальное поведение облигатного социального паразита Vespula austriaca (Panzer) (Hymenoptera: Vespidae)». Общество насекомых . 30 (3): 259–273. дои : 10.1007/BF02223984 . ISSN 0020-1812 . S2CID 29667161 .
- ^ Jump up to: а б с Чепмен, РФ (2013). Строение и функции насекомых . Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. п. 42. ИСБН 978-0-521-11389-2 .
- ^ Jump up to: а б с д Стивенс, Мартин (21 октября 2013 г.). «Паразитизм птичьего выводка» . Современная биология . 23 (20): Р909–Р913. Бибкод : 2013CBio...23.R909S . дои : 10.1016/j.cub.2013.08.025 . ISSN 0960-9822 . ПМИД 24156805 .
- ^ Jump up to: а б с Всисло, WT; Гонсалес, В.Х. (1 мая 2006 г.). «Социальный и экологический контекст трофаллаксиса у факультативно социальных потовых пчел, Megalopta genalis и M. ecuadoria (Hymenoptera, Halictidae)». Общество насекомых . 53 (2): 220–225. дои : 10.1007/s00040-005-0861-6 . ISSN 0020-1812 . S2CID 30106024 .
- ^ Jump up to: а б Кассилл, Деби Ли; Чинкель, Уолтер Р. (1 января 1995 г.). «Выделение жидкой пищи личинкам посредством трофаллаксиса в колониях огненного муравья Solenopsis invicta». Поведение животных . 50 (3): 801–813. CiteSeerX 10.1.1.737.1879 . дои : 10.1016/0003-3472(95)80140-5 . ISSN 0003-3472 . S2CID 18395869 .
- ^ Jump up to: а б Кукук, ПФ; Сейдж, ГК (1 декабря 1994 г.). «Репродуктивность и родство коммунальной галиктиновой пчелы Lasioglossum (Chilalictus) hemicalceum». Общество насекомых . 41 (4): 443–455. дои : 10.1007/BF01240647 . ISSN 0020-1812 . S2CID 26041482 .
- ^ Jump up to: а б Роча, Агда; Джаннотти, Эдильберто; Бичара-Фильо, Карлос (1 января 2009 г.). «Ресурсы, доставленные в гнездо Protopolybia exigua (Hymenoptera, Vespidae) на разных стадиях колониального цикла в районе реки Медио-Сан-Франциско, Баия, Бразилия» . Социобиология . 54 : 439–456.
- ^ Jump up to: а б с ван дер Блом, Январь (1988). «Социальное поведение пчелы-плотника Xylocopa pubescens (Spinola)». Этология Международный журнал поведенческой биологии . 79 (4): 281–294. дои : 10.1111/j.1439-0310.1988.tb00717.x .
- ^ Класс, Клаус-Дитер; Налепа, Кристина; Ло, Натан (март 2008 г.). «Древесные тараканы как модели эволюции термитов (Insecta: Dictyoptera): Cryptocercus против Parasphaeria boleiriana». Молекулярная филогенетика и эволюция . 46 (3): 809–817. дои : 10.1016/j.ympev.2007.11.028 . ISSN 1055-7903 . ПМИД 18226554 .
- ^ Даби, А.; Хефец, А.; Серда, X.; Ленуар, А. (1999). «Трофаллаксис обеспечивает однородность запаха колонии муравьев Cataglyphis iberica (Hymenoptera, Formicidae)». Журнал поведения насекомых . 12 (4): 559–567. дои : 10.1023/A:1020975009450 . S2CID 24571599 .
- ^ Jump up to: а б Рид, ХК; Акре, РД (1983). «Колониальное поведение облигатной социальной Vespula austriaca (Panzer) (Hymenoptera: Vespidae)». Общество насекомых . 30 (3): 259–273. дои : 10.1007/bf02223984 . S2CID 29667161 .
- ^ Jump up to: а б Картер, Джеральд; Уилкинсон, Джеральд (1 ноября 2013 г.). «Демонстрирует ли обмен едой у летучих мышей-вампиров взаимность?» . Коммуникативная и интегративная биология . 6 (6): e25783. дои : 10.4161/cib.25783 . ПМЦ 3913674 . ПМИД 24505498 .
- ^ Jump up to: а б Мех, Л. Дэвид; Вольф, Пол С; Паккард, Джейн М. (1 ноября 1999 г.). «Регургитационная передача пищи среди диких волков» . Канадский журнал зоологии . 77 (8): 1192–1195. дои : 10.1139/z99-097 . ISSN 0008-4301 . S2CID 85746335 .
- ^ Лерман, Дэниел С. (1 января 1955 г.). «Физиологические основы пищевого поведения родителей кольцевидного голубя (Streptopelia Risoria)». Поведение . 7 (1): 241–285. дои : 10.1163/156853955X00094 . ISSN 1568-539X .
