Онтофаг телец
| Онтофаг телец | |
|---|---|
| |
| Онтофаг телец . Музейный экземпляр | |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | Жесткокрылые |
| Семья: | Скарабеиды |
| Род: | Онтофаг |
| Разновидность: | О. Телец
|
| Биномиальное имя | |
| Онтофаг телец ( Шребер , 1759 г.)
| |
Onthophagus taurus , телец-скарабей — вид навозных жуков из рода Onthophagus и семейства Scarabaeidae . [ 1 ] Этот вид, также известный как навозный жук с бычьей головой, специализируется на навозе крупного рогатого скота и широко используется для поддержания чистоты пастбищ , что делает его ценным с точки зрения сельского хозяйства. Размер этих жуков обычно составляет 8–10 миллиметров (0,31–0,39 дюйма). [ 2 ] Самцы этого вида обладают отличительными характеристиками: крупные «большие» самцы обладают длинными, широкими, изогнутыми рогами, напоминающими рога длиннорогого быка, а маленькие «второстепенные» самцы имеют крошечные рога, выступающие вверх из затылка. У самок же рогов нет. Эти небольшие жуки имеют овальную форму, цвет обычно черный или красновато-коричневый. Иногда переднеспинка имеет слабый металлический блеск. [ 3 ]
среда обитания
[ редактировать ]
Onthophagus taurus присутствует в Австралии, Европе, Марокко, Алжире, Тунисе, Сирии, Ираке, Закавказье, Малой Азии, Иране, Афганистане, Средней Азии и Соединенных Штатах Америки. [ 4 ] Этот вид, первоначально населявший районы со средиземноморским климатом , является родным для Центральной и Южной Европы, а также Малой Азии, от Испании до Марокко, Турции и Ирана. [ 5 ] Он был завезен в США и Австралию в конце 1960-х - начале 1970-х годов, чтобы помочь в уборке коровьего навоза. Это введение было направлено на вытеснение навоза с пастбищ крупного рогатого скота под землю, тем самым способствуя оздоровлению почвы и борьбе с вредителями. Они наиболее многочисленны на пастбищах, поскольку здесь обитают коровы.
Onthophagus taurus был случайно завезен на восток США . Первоначально его заметили во Флориде в 1971 году, а затем на северо-востоке США. Учитывая размер популяции и характер распространения, предполагается, что O. taurus , вероятно, проник в Соединенные Штаты из прибрежной зоны Флориды. Впоследствии Министерство сельского хозяйства США намеренно выпустило O. taurus в различных местах, включая Калифорнию, Техас и Нью-Джерси, что привело к значительному увеличению ареала по сравнению с местом, где он был впервые завезен. [ 6 ]
O. taurus наиболее оптимально развивается при температуре от 16 до 23 °C. В результате его репродуктивный успех ограничен в чрезвычайно холодных регионах, что ограничивает его распространение там. [ 5 ] В 1974 году Onthophagus taurus был завезен в Австралию и собран у популяций Испании, Греции и Турции. он быстро стал самым распространенным экзотическим За два года после интродукции видом на юго-западе Австралии. Он даже вытеснил O. binodis Thunberg , когда он первоначально прибыл, обогнав этот ранее завезенный вид навозных жуков по всей Австралии. [ 5 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]Поведение выводкового кома
[ редактировать ]Самки Onthophagus taurus летают к свежим навозным площадкам и используют свои челюсти , чтобы выкапывать туннели в почве внизу. Эти жуки целыми днями перебирают навоз и раскладывают его по туннелю. Затем самка тщательно строит выводковую камеру, используя свою слюну. Затем они перемещают навоз к концам туннеля, где упаковывают его в овальные шарики для выводка и катят их в выкопанную выводковую камеру. В этом месте гнездования находится несколько выводковых комков примерно на 10–15 см ниже поверхности. [ 2 ] Внутри каждого выводкового комка откладывается одно яйцо, где личинки завершают свое развитие внутри этих закопанных комков навоза. Храня навоз под землей, он остается свежим и защищает развивающихся личинок от хищников и паразитов. Взрослые самцы заходят в навозную площадку, чтобы питаться и спариваться. [ 7 ] И самцы, и самки помогают в обеспечении потомства. Основная роль самца - транспортировать навоз с поверхности и доставлять его самке в выводковую камеру, а основная роль самки - включать этот помет в выводковые шарики. [ 8 ]
Цикл роста
[ редактировать ]Вся молодая часть жизненного цикла жука происходит в выводковом клубке. После того, как личинка вылупляется из яйца, она обычно съедает 40–55% навозного шарика по мере развития и роста. [ 9 ] После этого личинки окукливаются внутри камеры окукливания, состоящей из фекалий поздних личинок и остатков материала выводковых шариков, внутри остатков выводкового шарика. После завершения стадии куколки жук становится полностью развитой взрослой особью. На заключительной фазе жизненного цикла навозного жука взрослые особи готовы переселиться на свежую навозную площадку, чтобы снова начать цикл. Затем они должны найти партнера для создания пары и начать процесс подготовки новой среды для гнездования. [ 7 ]
Полифенизм у мужчин
[ редактировать ]Самцы Onthophagus taurus демонстрируют две различные морфы: когда самцы превышают критический размер тела, у них на голове появляется пара длинных изогнутых рогов, также известных как большие «большие» самцы. Самцы меньшего размера остаются безрогими — их называют «второстепенными» самцами. [ 10 ] Хотя размер рогов этих жуков не может сильно передаваться по наследству, количество пищи, которую родители поставляют своим личинкам, существенно влияет на морфологию жуков. Предыдущие исследования показали, что размер потомства и длина рогов в первую очередь определяются количеством навоза, выделяемого развивающимся личинкам. [ 10 ] Более того, изолированные группы O. taurus продемонстрировали различия в форме передних голеней - признак, связанный с плотностью почвы и глубиной, на которой они роют и гнездятся. [ 5 ]
Это пример полифенизма — явления, при котором организмы с одинаковым генетическим составом проявляют разные физические черты в ответ на факторы окружающей среды. В случае O. taurus , если личинка вырастает до размеров выше или ниже генетически обусловленного порога, ее развитие меняется. Точнее говоря, рост рогов увеличивается или уменьшается соответственно в ответ на это перепрограммирование окружающей среды. [ 11 ]
Спаривание
[ редактировать ]Половой отбор у самцов
[ редактировать ]Половой отбор в первую очередь включает конкуренцию среди самцов, которая сосредоточена вокруг методов получения доступа к туннелям. Рогатые и безрогие самцы демонстрируют разные стратегии спаривания. Самцы с рогами используют их как оружие в агрессивных столкновениях с другими самцами, особенно когда конкурируют за доступ к самкам. [ 12 ] Они часто охраняют входы в туннели, в которых находятся самки, и участвуют в драках с конкурентами-самцами, полагаясь на размер своего тела и длину рогов, чтобы обеспечить возможность спаривания. Напротив, считается, что безрогие самцы ведут себя неагрессивно, когда сталкиваются с физически превосходящими рогатыми самцами. Подобный диморфизм у самцов обнаружен и у некоторых других видов ( Ageopsis nigicollis , Podischnus agenor ). [ 13 ] Такое поведение требует, чтобы жук был очень проворным, чтобы добраться до самок и спариться с ними, избегая при этом обнаружения охраняющим самцом. [ 12 ] Кроме того, более мелкие самцы с рогами компенсируют отсутствие рогов наличием более крупных яичек, что увеличивает их шансы оплодотворить самку. [ 14 ] Мочек и Эмлен (2000) предполагают, что наличие более длинных рогов снижает маневренность самцов внутри туннелей и вредно для скрытного поведения. Таким образом, наличие рогов дает преимущество самцам, использующим агрессивное поведение для доступа к самкам, в то время как отсутствие рогов предпочтительнее для самцов, которые ведут скрытный образ жизни.
Крупные самцы часто делят родительские обязанности по обеспечению пропитания и изготовлению выводковых клубков с самками, хитрые второстепенные самцы редко это делают. Следовательно, когда в популяции больше мелких самцов, крупные самцы будут тратить меньше времени на выполнение своих родительских обязанностей и больше на спаривание и охрану самки. [ 15 ]
Рога Onthophagus taurus не имеют явной гомологии с другими признаками насекомых. Следовательно, они известны как эволюционная новинка, даже в самом строгом определении этого термина. Эволюция и разнообразие рогов этого вида коренятся в сложном переплетении внешних и внутренних механизмов. [ 16 ] это включает в себя родительские эффекты, пластичность развития, множественные внутренние пути, контролируемые двойного пола (dsx). экспрессией гена [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] , гена ежа экспрессия [ 20 ] а также путь инсулин/инсулин-фактор роста (IGF), [ 21 ] среди множества других элементов.
Характерной особенностью системы спаривания O taurus является конкуренция за оплодотворение самок между самцами, испытывающими силу за обладание туннелями для размножения. Ионизирующее излучение , примененное к O. taurus, самцам вызвало мутации , которые уменьшили проявление таких прекопулятивных половых признаков, связанных с силой. [ 22 ] Однако полового отбора самок в течение двух поколений было достаточно, чтобы удалить такие мутации из потомства. [ 22 ]
Половой отбор у самок
[ редактировать ]Самки Onthophagus taurus также конкурируют между собой за доступ к навозу, который является ресурсом, имеющим решающее значение для воспроизводства самок. Они используют навоз для создания выводковых комков, которые служат пищей для их потомства. Самки O. taurus не могут размножаться, если у них нет доступа к навозу. [ 23 ] Есть свидетельства внутривидового выводкового паразитизма среди самок, который происходит, когда представители одного и того же вида используют усилия по родительской заботе другого, при этом самки заменяют существующие яйца родителей своими собственными. Было замечено, что самки жуков O. taurus использовали выводковые шарики, созданные другими самками, в качестве пищи для своего потомства. Скорость высыхания навоза, по-видимому, влияет на вероятность паразитизма выводков. Самки, которым был предоставлен быстро высыхающий навоз, значительно чаще искали и использовали выводковые шарики, сделанные другими самками того же вида. Чтобы не допустить кражи выводковых шариков, самки часами засыпали туннели почвой или песком, выкопанными ранее. Такое поведение помогает снизить риск паразитизма , поскольку другим самкам становится труднее найти выводковые яйца под землей. [ 23 ]
Сельскохозяйственное значение
[ редактировать ]Навозные жуки могут внести больше азота в почву, закапывая навоз в землю, образуя свои туннели. Onthophagus taurus известны как туннелеры. Они создают туннели под навозными комочками, куда складывают навозные шарики. Это создает каналы для движения воды и воздуха. При этом они также улучшают почву и помогают ей поглощать и удерживать больше воды, тем самым поддерживая более здоровый рост сельскохозяйственных культур. Кроме того, смешивание почвы и навоза туннельными жуками улучшает обработку почвы, что означает физическое состояние почвы для роста растений. Роя туннели, эти жуки также подталкивают почву к навозной куче, что еще больше способствует включению органических веществ в почву и одновременно увеличивает рециркуляцию питательных веществ обратно в почву. Наконец, рытье этих нор увеличивает проницаемость почвы и снижает риск эрозии почвы и поверхностного стока. В результате меньшее загрязнение азотом приведет к затоплению фермерских полей из-за повышенной способности почвы удерживать воду. Это впоследствии предотвращает образование мертвых зон, вызванных избыточным стоком азота. Кроме того, навозные жуки могут играть решающую роль в нарушении жизненного цикла навозных мух. Собирая и распределяя фекалии под землей, они уничтожают наземную среду обитания этих вредителей, предотвращая откладку яиц и размножение. Это также снижает привлекательность других вредных вредителей, таких как черви, тем самым принося пользу животноводству и сельскохозяйственной продукции. [ 24 ]
Навозные жуки использовались для разложения навоза на овцеводческих и молочных фермах по всему миру. [ 25 ]
В сентябре 2013 года O. taurus был впервые выпущен в Новую Зеландию , в округе Гор в Саутленде . [ 26 ] Эти жуки втягивают навоз в землю, чтобы создать выводковые шарики, которые они используют в качестве камер для яиц.
Это увеличивает пастбищные площади для крупного рогатого скота, уменьшает среду обитания мух и бактерий и снижает потребность в химических удобрениях. [ 27 ]
Дополнительные примечания
[ редактировать ]Onthophagus taurus может тянуть вес, в 1141 раз превышающий его собственную массу тела, и считается самым сильным животным на Земле по соотношению массы тела к подъемной силе. [ 14 ] Хотя точная масса тела этого жука неизвестна, мы знаем, что это сильный вид!
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Onthophagus taurus Schreber, 1759 . Получено через Временный реестр морских и неморских видов , 20 января 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Onthophagus taurus (представлено)» (PDF) . Мясо и животноводство Австралии .
- ^ Эмлен, Дуглас Дж.; Маранджело, Дженнифер; Болл, Бернард; Каннингем, Клиффорд В. (1 мая 2005 г.). «Разнообразие средств полового отбора: эволюция рогов у жуков рода Onthophagus (coleoptera: Scarabaeidae)». Эволюция . 59 (5): 1060–1084. CiteSeerX 10.1.1.133.7557 . дои : 10.1111/j.0014-3820.2005.tb01044.x . ISSN 1558-5646 . ПМИД 16136805 . S2CID 221736269 .
- ^ Каталог жизни
- ^ Jump up to: а б с д Мин Р., Похрел; Стюарт К., Кэрнс; Найджел Р., Эндрю (сентябрь 2020 г.). «Интродукция видов навозных жуков: когда поставщик экосистемных услуг превращается в инвазивный вид» . ПерДж . 8 : е9872. дои : 10.7717/peerj.9872 . ПМЦ 7531351 . ПМИД 33062417 .
- ^ Кауфман, Филипп Э; Вуд, Лоис А. (март 2012 г.). «Местные и экзотические навозные жуки (Coleoptera: Scarabaeidae и Geotrupidae), собранные на пастбищах для крупного рогатого скота Флориды» . Анналы Энтомологического общества Америки . 105 (2): 225–231. дои : 10.1603/an11121 .
- ^ Jump up to: а б Эстес, Энн М.; Хирн, Дэвид Дж.; Снелл-Руд, Эмили К.; Файндлер, Мишель; Физер, Карла; Абебе, Целотие; Даннинг Хотопп, Джули С.; Мочек, Армин П. (2013). «Передача членов микробиома, опосредованная выводковыми шариками, у навозного жука Onthophagus taurus (Coleoptera: Scarabaeidae)» . ПЛОС ОДИН . 64 (1): 65–75. Бибкод : 2013PLoSO...879061E . дои : 10.1371/journal.pone.0079061 . ПМК 3815100 . ПМИД 24223880 .
- ^ Хант, Джон; Симмонс, Ли В. (2002). «Поведенческая динамика ухода за двумя родителями у навозного жука Onthophagus taurus». Поведение животных . 64 : 65–75. дои : 10.1006/anbe.2002.3036 . S2CID 6912264 .
- ^ «Исследование популяции навозных жуков на ферме по выпасу говядины, исследовательская станция Университета Висконсина в Арлингтоне» (PDF) .
- ^ Jump up to: а б Хант, Джон; Симмонс, Ли В. (июнь 2000 г.). «Материнское и отцовское влияние на фенотип потомства у навозного жука Onthophagus taurus». Эволюция . 54 (3): 936–941. дои : 10.1111/j.0014-3820.2000.tb00093.x . ПМИД 10937266 .
- ^ Мочек; Эмлен (январь 1999 г.). «Приблизительное определение диморфизма мужских рогов у жука Onthophagus taurus (Coleoptera: Scarabaeidae)». Журнал эволюционной биологии . 12 (1): 27–37. дои : 10.1046/j.1420-9101.1999.00004.x .
- ^ Jump up to: а б Мочек, Армин П.; Дуглас Дж., Эмлен (февраль 2000 г.). «Диморфизм мужских рогов жука-скарабея Onthophagus taurus: способствуют ли альтернативные репродуктивные тактики альтернативным фенотипам?». Поведение животных . 59 (2): 459–466. дои : 10.1006/anbe.1999.1342 . ПМИД 10675268 . S2CID 19801679 .
- ^ Эберхард, В. Г. Диморфизм рогов жуков: извлечь максимум пользы из плохой доли, Американский натуралист. — 1982. — Том. 119, № 3. — С. 420-426.
- ^ Jump up to: а б ABC Наука
- ^ Хаус, Кларисса М.; Симмонс, Ли В. (2006). «Роль наступательной и защитной конкуренции сперматозоидов у навозного жука Onthophagus taurus (Coleoptera: Scarabaeidae)». Поведенческая экология и социобиология . 60 (2): 131–136. дои : 10.1007/s00265-005-0149-x . S2CID 12085701 .
- ^ Беккерс, Оливер М.; Андерсон, Венди; Мочек, Армин П. (март 2015 г.). «Сочетание пластичности развития, родительских эффектов и генетической дифференциации опосредует различия в особенностях жизненного цикла между популяциями навозных жуков». Эволюция и развитие . 17 (2): 148–159. дои : 10.1111/ede.12117 . ISSN 1525-142X . ПМИД 25801222 . S2CID 30295437 .
- ^ Киджимото, Тейя; Мочек, Армин П.; Эндрюс, Джастен (11 декабря 2012 г.). «Диверсификация двуполой функции лежит в основе морфо-, пол- и видоспецифического развития рогов жуков» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (50): 20526–20531. Бибкод : 2012PNAS..10920526K . дои : 10.1073/pnas.1118589109 . ISSN 1091-6490 . ПМЦ 3528601 . ПМИД 23184999 .
- ^ Ледон-Реттиг, CC; Заттара, Э.Э.; Мочек, АП (27 февраля 2017 г.). «Асимметричные взаимодействия между двойным полом и генами-мишенями, специфичными для тканей и пола, опосредуют половой диморфизм у жуков» . Природные коммуникации . 8 : нкоммс14593. Бибкод : 2017NatCo...814593L . дои : 10.1038/ncomms14593 . ПМЦ 5333360 . ПМИД 28239147 .
- ^ Ито, Земля; Харигай, Аяне; Наката, Мо; Хосоя, Тадацугу; Арайя, Кунио; Оба, Юичи; Ито, Акинори; Оде, Такахиро; Ягинума, Тошинобу (июнь 2013 г.). «Роль двойного пола в эволюции увеличенных рогов у японского жука-носорога» . Отчеты ЭМБО . 14 (6): 561–567. дои : 10.1038/embor.2013.50 . ISSN 1469-3178 . ПМЦ 3674438 . ПМИД 23609854 .
- ^ Киджимото, Тейя; Мочек, Армин П. (24 мая 2016 г.). «Передача сигналов ежей позволяет ингибировать альтернативную морфу у полифенического жука, реагируя на питание» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (21): 5982–5987. Бибкод : 2016PNAS..113.5982K . дои : 10.1073/pnas.1601505113 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 4889385 . ПМИД 27162357 .
- ^ Эмлен, Дуглас Дж.; Уоррен, Ян А.; Джонс, Анника; Дворкин, Ян; Лавин, Лаура Корли (17 августа 2012 г.). «Механизм экстремального роста и надежная передача сигналов в украшениях и оружии, выбранных половым путем» . Наука . 337 (6096): 860–864. Бибкод : 2012Sci...337..860E . дои : 10.1126/science.1224286 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 22837386 . S2CID 31828080 .
- ^ Jump up to: а б Альмбро М., Симмонс Л.В. Половой отбор может устранить экспериментально вызванную мутационную нагрузку. Эволюция. Январь 2014 г.;68(1):295–300. дои: 10.1111/evo.12238. Epub, 6 сентября 2013 г. PMID 24372608.
- ^ Jump up to: а б Мочек, Армин П.; Кокрейн, Джеффри (июль 2006 г.). «Внутривидовой паразитизм женского расплода у навозного жука Onthophagus taurus». Экологическая энтомология . 31 (4): 316–321. Бибкод : 2006EcoEn..31..316M . дои : 10.1111/j.1365-2311.2006.00773.x .
- ^ «Навозные жуки: скрытый помощник органического/альтернативного фермера» . 18 января 2023 г.
- ^ Лоузи, Джон Э.; Воган, Мейс (2006). «Экономическая ценность экологических услуг, оказываемых насекомыми» . Бионаука . 56 (4): 311–323. doi : 10.1641/0006-3568(2006)56[311:TEVOES]2.0.CO;2 .
- ^ СМИ-релиз
- ^ Нельсон, Фрэнк (21 октября 2011 г.). «Новая Зеландия импортирует иностранных рабочих: навозных жуков» . Тихоокеанский стандарт . Проверено 27 декабря 2012 г.