Стебельчатая муха
Стебельчатые мухи Временной диапазон:
| |
---|---|
![]() | |
Диопсис штукенберги | |
Научная классификация ![]() | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | животное |
Тип: | Членистоногие |
Сорт: | Насекомое |
Заказ: | двукрылые |
(без рейтинга): | Циклорафа |
Раздел: | Шизофора |
Суперсемейство: | Диопсоид |
Семья: | Диопсиды Биллберг, 1820 г. |
Подсемейства | |
Синонимы | |
|
Стебельчатые мухи — насекомые мух семейства Diopsidae . Семейство отличается от большинства других мух тем, что у большинства членов семейства есть «стебельки»: выступы по бокам головы с глазами на конце. Некоторые виды мух из других семейств, таких как Drosophilidae , Platystomatidae , Richardiidae и Tephritidae , имеют схожие головы, но уникальной особенностью Diopsidae является то, что их усики расположены на ножке, а не в середине головы, как у всех других мух. . Глаза на черешках присутствуют у всех представителей подсемейства Diopsinae, но отсутствуют у Centrioncinae, которые сохраняют глаза без стебельков, как и у других мух. [ 2 ] Глаза на ножках обычно имеют половой диморфизм , стебельки имеются, но у самок они короче. [ 3 ]
Стебелькоглазые мухи имеют длину до сантиметра и питаются как разлагающимися растениями, так и животными. Их уникальная морфология вдохновила на исследование того, как этот признак мог возникнуть под действием полового и естественного отбора . Исследования поведения Diopsidae дали важную информацию о развитии полового орнамента, генетических факторах, поддерживающих такую морфологическую особенность, половом отборе и принципе инвалидности .
Распространение и среда обитания
[ редактировать ]
Известно более 100 видов Diopsidae, наибольшее разнообразие встречается в тропиках Старого Света . [ 4 ] Они распространены по всему региону, причем наиболее известные виды происходят из Юго-Восточной Азии и Южной Африки . Кроме того, два вида были описаны в Северной Америке , а европейский вид недавно был обнаружен в Венгрии. [ 5 ]
Взрослые диопсиды обычно встречаются на низменной растительности во влажных районах, часто возле ручьев и рек, где они питаются грибами и бактериями, которые собирают из разлагающейся растительности. Личинки являются сапрофагами или фитофагами , питаясь гниющими и свежими растительными веществами. Diopsis macrophthalma Dalman, 1817 — вредитель риса и сорго в тропической Африке.
Своеобразная морфология стеблеглазых мух позволяет легко идентифицировать их окаменелости (например, в янтаре ); один ископаемый род - Prosphyracephala , известный из эоценовой эпохи балтийского янтаря . [ 6 ] Этот род имеет стебельчатые глаза и является самым ранним расходящимся представителем Diopsinae. [ 3 ]
Морфология
[ редактировать ]Diopsidae — это мухи малого и среднего размера, длиной от примерно 4,0 до примерно 12,0 мм. Головы у них подтреугольные, с поперечными глазными ножками у всех родов, кроме африканского рода Centrioncus и Teloglabrus . Голова обычно редко опушена, вибриссы (усы) отсутствуют. [ 7 ]
мухи Задняя часть заднегруди , или щитик , имеет пару толстых отростков, и часто латеротергит (один из нескольких боковых фланцев) постнотума ( небольшой дорсальный склерит на грудной клетке насекомого позади нотума ) имеет куполообразная припухлость или шиповидный отросток. Передние бедра ног толстые, с вентральными шипами. Взрослые самцы потеряли седьмой и восьмой тергиты , а седьмой стернит образует полную вентральную полосу. [ 7 ]
Стебельчатые мухи, как следует из названия, обычно обладают стебельками (у всех родов, кроме двух, перечисленных выше). Их глаза расположены на выступах по бокам головы, а усики расположены на глазных стеблях, в отличие от стебельчатых мух других семейств. Хотя стебли глаз есть и у самцов, и у самок большинства видов, у самцов они намного длиннее; считается, что половой диморфизм обусловлен половым отбором . [ 8 ] Весьма примечательной особенностью стебелькоглазых мух является их способность вскоре после выхода из куколки заглатывать воздух через ротовую полость и перекачивать его по протокам головы к кончикам глазных стебельков, тем самым удлиняя их в процессе нахождения. все еще мягкий и прозрачный. [ 9 ]
Таксономия
[ редактировать ]Настоящие стебелькоглазые мухи относятся к семейству Diopsidae, впервые описанному Фотергиллом . [ 10 ] с родом Diopsis, названным Карлом Линнеем в 1775 году. [ 11 ] Семейство Diopsidae входит в отряд Diptera и подотряд Cyclorrhapha ; [ 12 ] делится на два подсемейства:
- Центрионкус Спейзер, 1910 г.
- Телологабрус Фейен, 1983 г.
Африканский род Centrioncus (когда-то помещенный в Sepsidae , но затем перенесенный в Diopsidae) когда-то рекомендовалось рассматривать как отдельное семейство Centrioncidae, сестринскую группу диопсидов. [ 13 ] но с тех пор эту линию обычно рассматривают как подсемейство. [ 14 ]
Диопсины
[ редактировать ]

Глобальный информационный фонд по биоразнообразию включает в себя: [ 15 ]
- Кладодиопсис Сеги, 1949 г.
- Кобиопсис Фейен, 1989 г.
- Циртодиопсис Фрей, 1928 г.
- Диасемопсис Рондани, 1875 г.
- Диопсина Карран, 1928 год.
- Диопсис Линней, 1775 г.
- Эосиопсис Фейен, 2008 г.
- Эвридиопсис Фрей, 1928 г.
- Мадагопсина Фейен, Фейен и Фейен, 2017 г.
- Мегалабопс Фрей, 1928 год.
- Псевдодиопсис Гендель, 1917 г.
- Синодиопсис Фейен, 1989 г.
- Сфирацефала Сэй, 1828 г.
- Телеопсис Рондани, 1875 г.
- † Просфирацефала Хенниг, 1965 г.
Зрение
[ редактировать ]Несмотря на необычную морфологию глаза, каждый сложный глаз видит область пространства, простирающуюся более чем на полушарие во всех направлениях. Таким образом, происходит обширное бинокулярное перекрытие: около 70% омматидий каждого глаза имеют бинокулярный партнерский омматидий в противоположном глазу, который смотрит в том же направлении. [ 16 ] [ 17 ] Бинокулярное поле наиболее обширно в лобно-вентральном квадранте, где оно достигает более 135°, и наименьшее в дорсальной области. Поведение стебельчатых мух во многом определяется зрением. В течение дня временные территории могут защищаться угрожающим поведением. В сумерках животные собираются небольшими группами на избранных нитевидных конструкциях, каждый день возвращаясь на одно и то же место. Когда самцы примерно одинакового размера встречаются друг с другом внутри такой группы, они могут вступать в ритуальные бои (а иногда и в контактные бои). Конкурентов отгоняет доминирующий самец. Представители сородичей с наибольшей вероятностью вызовут угрозу или реакцию бегства, когда они находятся на расстоянии около 50 мм, а реакции на модельных мух и отражения в зеркале также происходят примерно на этом расстоянии. [ 16 ]
Спаривание
[ редактировать ]Стебельчатые мухи ночуют на волосках корней, свисающих с ручьёв. Спаривание обычно происходит ранним утром недалеко от места их ночевки. Самки отдают предпочтение ночлегу и спариванию с самцами с более длинными стебельками глаз, а самцы соревнуются друг с другом за контроль над скоплениями токов посредством ритуальных состязаний. В этом соревновании самцы смотрят друг на друга и сравнивают относительный размах глаз, часто с раздвинутыми передними ногами, возможно, чтобы подчеркнуть длину стебельков глаз. [ 18 ] Самцы стеблеглазых мух с длинными стебельками получают преимущества при спаривании как благодаря выбору самки, так и потому, что они лучше конкурируют с конкурирующими самцами. [ 4 ] [ 19 ]
Половой отбор
[ редактировать ]Хотя эволюция преувеличенных мужских качеств в результате выбора самки в какой-то момент вызывала споры, сейчас Diopsidae считаются классическим примером животных, демонстрирующих признаки, выбранные половым путем. [ 8 ] [ 20 ] [ 21 ] Согласно одной точке зрения, мужские украшения развиваются одновременно с женскими предпочтениями. Выбор орнаментированного партнера приводит к тому, что гены, влияющие на выражение выбранного мужского признака, и гены, кодирующие предпочтение самки к этому признаку, передаются потомству. [ 22 ] [ 23 ] Этот процесс создает неравновесие по сцеплению между выбранными аллелями , при этом величина результирующих генетических корреляций влияет на результаты эволюции. Если генетическая корреляция высока по сравнению с наследственностью мужского орнамента, то может произойти неконтролируемый процесс, ведущий к экстремальным признакам, выбранным половым путем, таким как невероятный размах глаз, наблюдаемый у самцов стебельчатых мух. В противном случае признак и предпочтение признака возрастают до тех пор, пока естественный отбор против дальнейшего развития признака не уравновесит половой отбор . [ 22 ]

Экстремальная морфология, демонстрируемая стеблеглазыми мухами (особенно самцами), была изучена с целью поддержать гипотезу о том, что преувеличенные мужские черты могут развиваться в результате выбора самки и что выбор мужских украшений должен вызывать коррелированную реакцию в предпочтениях самок. Исследователи отметили, что мухи обитали вдоль берегов ручьев на полуострове Малайзия и что самцов с самым большим размахом глаз сопровождало больше самок, чем самцов с более коротким размахом глаз. С января по октябрь исследователи подсчитали самцов и самок на 40 корневых волосках на одном 200-метровом участке берега ручья, чтобы подтвердить это наблюдение. [ 24 ]
Эксперименты по половому отбору
[ редактировать ]Исследователи собирали стеблеглазых мух и наблюдали за их поведением в лабораторных условиях. В лаборатории у каждой особи оценивали размах глаз, длину тела, возраст и плодовитость . [ 25 ] Наблюдения за парами самцов, различающихся размахом глаз, но одинаковой длиной тела, проводились для количественной оценки выбора партнера при наличии и отсутствии взаимодействия самцов. Испытуемые самцы с самым длинным или самым коротким соотношением размаха глаз к длине тела были скрещены с 25 случайно выбранными самками. Затем Уилкинсон и Рейлло проверили выбор самок в присутствии и отсутствии конкуренции самцов, а также в присутствии самцов с аномально длинными и аномально короткими промежутками глаз. [ 24 ]
Самцы рассредоточились, а самки скопились в определенных участках клетки. Как было замечено до начала исследования, исследователи обнаружили, что среднее количество самок на одного самца увеличивается с увеличением длины глаз самцов в скоплениях стебельчатых мух, собранных в полевых условиях. В лабораторных условиях исследователи обнаружили, что предпочтения женщин в отношении мужских характеристик меняются по мере изменения половых характеристик мужчин. После 13 поколений искусственного отбора они обнаружили, что самки мужской линии с длинной размахом глаз (т.е. самки, чьи отцы имели длинный размах глаз) предпочитали длинный размах глаз как у отобранных самцов, так и у самцов, которые не были выведены посредством искусственного отбора, тогда как короткоглазые Самки мужской линии с размахом размаха глаз (т.е. самки, чьи отцы имели короткую размах глаз) находили короткую размах глаз наиболее привлекательными, даже по сравнению с самцами с длинной размахом глаз. Поскольку исследователи держали самок отдельно от самцов до выбора партнера, это открытие подтвердило гипотезу о том, что изменение в выборе партнера у самок было генетически обусловлено, а не приобретено. Таким образом, стеблеглазые мухи смогли развить у самцов половой признак, который напрямую соответствует признакам, влияющим на выбор спаривания, сделанный самками. [ 24 ]
Выбор гандикапа
[ редактировать ]Однако эволюция экстремальной морфологии самцов мух и соответствующая эволюция предпочтения самками этих характеристик в результате полового отбора — это лишь половина картины. [ 26 ] Модели полового отбора с ограниченными возможностями предсказывают, что мужские сексуальные украшения имеют сильное выражение, зависящее от состояния, и это позволяет женщинам оценивать генетическое качество самцов. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]
Генетические вариации лежат в основе реакции на стресс окружающей среды, такой как переменное качество пищи, мужских сексуальных украшений, таких как увеличение промежутка глаз у стебельчатой мухи. [ 26 ] У некоторых мужских генотипов размах глаз увеличивается при любых условиях, тогда как у других генотипов пролет глаз постепенно уменьшается по мере ухудшения условий окружающей среды. Некоторые несексуальные признаки, включая размах глаз самок и длину крыльев самцов и самок, также проявляются в зависимости от состояния, но их генетический ответ полностью объясняется изменением размера тела. В отличие от этих характеристик, размах глаз мужчин по-прежнему обнаруживает генетические вариации в ответ на стресс окружающей среды с учетом различий в размерах тела. Таким образом, можно сделать вывод, что эти результаты убедительно подтверждают вывод о том, что выбор самки партнера дает генетические преимущества для потомства, поскольку длина глаз служит правдивым индикатором приспособленности самца . Таким образом, размах глаз выбирается не только на основе привлекательности, но и потому, что он демонстрирует хорошие гены у партнеров. [ 26 ]
Более того, некоторые популяции самок стебельчатых мух несут на своих Х-хромосомах ген мейотического влечения в пользу самок , который вызывает предвзятое соотношение полов . [ 32 ] В этих популяциях самцы, несущие ген, подавляющий мейотическое влечение Х-хромосомы, имеют более длинные стебли глаз. Таким образом, самки, спаривающиеся с этими самцами, получают прямую генетическую выгоду, производя потомство мужского пола в популяции, ориентированной на самок. Другими словами, ген длинных глазных стебельков связан с геном, который заставляет самцов производить больше потомства мужского пола. [ 33 ] С другой стороны, длинные стебли могут сигнализировать о плодовитости, возможно, побуждая самок использовать сперму самца с длинными стеблями, чтобы произвести на свет более плодовитых сыновей. [ 33 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фейен, Ханс Р. (1983). «Систематика и филогения Centrioncidae, нового афромонтантного семейства двукрылых (Schizophora)» . Зоологические трактаты . 202 : 1–137 . Проверено 30 октября 2016 г.
- ^ Котрба, Мэрион; Балке, Майкл (март 2006 г.). «Систематическое положение Cladodiopsis Séguy, 1949 и происхождение полового диморфизма у стебельчатых мух (Diptera: Diopsidae), выведенное на основе данных о последовательностях ДНК» . Молекулярная филогенетика и эволюция . 38 (3): 843–847. дои : 10.1016/j.ympev.2005.11.009 . ISSN 1055-7903 . ПМИД 16406820 .
- ^ Jump up to: а б Котрба, М (13 декабря 2004 г.). «Окаменелости балтийского янтаря демонстрируют раннюю эволюцию полового диморфизма у стебельчатых мух (Diptera: Diopsidae)» . Разнообразие и эволюция организмов . 4 (4): 265–275. дои : 10.1016/j.ode.2004.02.005 .
- ^ Jump up to: а б Г. С. Уилкинсон и Г. Н. Додсон (1997). «Функция и эволюция рогов и глазных стебельков у мух». В Дж. Чо и Б. Креспи (ред.). Эволюция систем спаривания у насекомых и паукообразных . Кембридж: Издательство Кембриджского университета . стр. 310–327. ISBN 978-0-521-58976-5 .
- ^ Л. Папп, М. Фёльдвари и П. Паулович (1997). « Sphyracephala europaea sp. n. (Diptera: Diopsidae) из Венгрии представляет новое для Европы семейство» (PDF) . Folia Entomologica Hungarica . 58 : 137–146.
- ^ Шуман, Х (1994). «Диопсиды из саксонского янтаря (Diptera, Diopsidae)». Немецкий энтомологический журнал . 41 (1): 141–145. дои : 10.1002/mmnd.19940410111 .
- ^ Jump up to: а б Петерсон, Б.В. (1987). «Диопсиды». В Макэлпайн, Дж. Ф., Б. В. Петерсон, Г. Е. Шервелл, Х. Дж. Теки, Дж. Р. Вокерорт и Д. М. Вуд (шнуры). Руководство по неарктическим двукрылым . Том. 2: 785–789.
- ^ Jump up to: а б Дэвис Н., Кребс Дж. и Уэст С. (2012). Введение в поведенческую экологию, 4-е изд. Уайли-Блэквелл; Оксфорд: стр. 196–198.
- ^ Бушбек, Э.К., Рузвельт, Дж.Л. и Хой, Р.Р. (2001). Глазные стебли или их отсутствие: структурное сравнение развития куколки стебельчатой мухи Cyrtodiopsis и дрозофилы . Дж. Комп. Нейрол., 433: 486–498.
- ^ Шиллито, Дж. (1976). Фотергилл и Линней: История De Bigis Insectorum, 1775. Биол. Дж. Линн. Соц. , 8; 75-86.
- ^ Шиллито, Дж. (1976). Библиография Diopsidae-II. Журнал Общества библиографии естественной истории. Том 8, страницы 65-73.
- ^ Аллаби, М. (1999). «Диопсиды». Зоологический словарь . Энциклопедия.com. (15 декабря 2012 г.). http://www.encyclepedia.com/doc/1O8-Diopsidae.html
- ^ Фейен, HR (1983). «Систематика и филогения Centrioncidae, нового афромонтантного семейства двукрылых (Schizophora)» . Зоологические Верханделинген . 202 (1): 1–137.
- ^ Мейер Р. и Хильгер С. (2000). «О морфологии яиц и филогенетических отношениях Diopsidae (Diptera: Schizophora)» . Журнал зоологической систематики и эволюционных исследований . 38 (1): 1–36. дои : 10.1046/j.1439-0469.2000.381128.x .
- ^ Глобальный информационный фонд по биоразнообразию: семейство Diopsidae (получено 19 марта 2024 г.)
- ^ Jump up to: а б Д. Буркхардт и И. де ла Мотт (1983). «Как стебельчатые мухи смотрят на стебельчатых мух: Наблюдения и измерения глаз Cyrtodiopsis whitei (Diopsidae, Diptera)». Журнал сравнительной физиологии А. 151 (4): 407–421. дои : 10.1007/BF00605457 . S2CID 26426314 .
- ^ И. де ла Мотт и Д. Буркхардт (1983). «Портрет азиатской стебельчатой мухи». Naturwissenschaften . 70 (9): 451–461. дои : 10.1007/BF01079611 . S2CID 22733263 .
- ^ Уилкинсон, Г. (2001). Модельные системы в поведенческой экологии: интеграция концептуальных, теоретических и эмпирических подходов. Эд. Ли Алан Дугаткин. Издательство Принстонского университета; Принстон: стр. 84–91.
- ^ Т. Чепмен, А. Помянковский и К. Фаулер (2005). «Краткое руководство: стебелькоглазые мухи» . Современная биология . 15 (14): Р533–Р535. дои : 10.1016/j.cub.2005.07.015 . ПМИД 16051154 .
- ^ Киркпатрик, М. и М.Дж. Райан. (1991). «Эволюция брачных предпочтений и парадокс лек». Природа, Лондон. 350: 33-38.
- ^ Мейнард Смит, Дж. (1991). «Теории полового отбора». Тенденции Экол. Эвол. 6: 146-151.
- ^ Jump up to: а б Ланде, Р. (1981). «Модели видообразования путем полового отбора по полигенным признакам». Учеб. Натн. акад. наук. США 78: 3721-3725.
- ^ Киркпатрик, М. (1982). «Половой отбор и эволюция женского выбора». Эволюция 36: 1-12.
- ^ Jump up to: а б с Уилкинсон, Г. и П. Рейлло. (1994). «Реакция женского выбора на искусственный отбор по преувеличенному мужскому признаку у стебельчатой мухи». Учеб. Р. Сок. Лонд. Б. 255: 1-6.
- ^ Уилкинсон, Г. (1993). «Искусственный половой отбор изменяет аллометрию у стебельчатой мухи Cyrtodiopsis dalmanni ». Жене. Рез. 62: 212-222.
- ^ Jump up to: а б с П. Дэвид, Т. Бьоркстен, К. Фаулер и А. Помянковский (2000). «Зависимая от условий передача сигналов о генетических вариациях у стебельчатых мух» . Природа . 406 (6792): 186–188. дои : 10.1038/35018079 . ПМИД 10910358 . S2CID 4425172 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Андерссон, М. (1986). «Эволюция половых украшений и брачных предпочтений в зависимости от условий: половой отбор, основанный на различиях в жизнеспособности». Эволюция 40: 804–816.
- ^ Помянковский, А. (1987). «Половой отбор: принцип инвалидности действительно работает — иногда». Учеб. Р. Сок. Лонд. Б 231: 123–145.
- ^ Графен, А. (1990). «Биологические сигналы как препятствия». Дж. Теория. Биол. 144: 517–546.
- ^ Иваса, Ю. и А. Помянковски. (1994). «Эволюция предпочтений партнера при множественных недостатках». Эволюция 48: 853–867.
- ^ Роу, Л. и Д. Хоул. (1996). «Парадокс Лека и учет генетической изменчивости с помощью признаков, зависящих от состояния». Учеб. Р. Сок. Лонд. Б 263: 1415–1421.
- ^ Г. С. Уилкинсон, округ Колумбия Прегрейвс и. Л. Краймс (1998). «Размах глаз самцов стебельчатых мух указывает на генетическое качество за счет подавления мейотического влечения». Природа . 391 (6664): 276–279. дои : 10.1038/34640 . S2CID 4417077 .
- ^ Jump up to: а б Циммер, Карл (2008). «Эволюция необыкновенных глаз: случаи камбал и мух со стебельчатыми глазами» . Эволюция: образование и информационно-пропагандистская деятельность . 1 (4): 487–492. дои : 10.1007/s12052-008-0089-9 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
