Репродуктивная коэволюция фикусов

Род Фикус состоит из 800 видов виноградных лоз, кустарников и деревьев, определяемых их сикониями — плодоподобными сосудами, внутри которых содержатся женские цветки или пыльца. выращивался людьми на протяжении тысячелетий, Помимо того, что фикус он также известен своим репродуктивным мутуализмом с инжирной осой . ^{[ 1 ]}

Фиговые деревья дают либо плоды-гермафродиты ( каприфиги ), либо женские инжиры; только женский инжир вкусен для человека. В обмен на безопасное место для своих яиц и личинок инжирные осы помогают опылять фикус, заползая в крошечное отверстие на верхушке инжира, называемое остиолой, не зная, в каприфиг или инжир они заползли. Если самка осы заползет в каприфиг, она сможет успешно отложить яйца и погибнуть. Первыми вылупляются самцы, спариваются с самками, выкапывают туннели из каприфига и умирают. Самки, теперь покрытые пыльцой инжира каприфига, вылетают, чтобы снова начать цикл. Если самка осы заползет в самку инжира, она не сможет успешно отложить яйца, несмотря на опыление инжира пыльцой каприфига, в котором она вылупилась. Инжир поглотит ее тело и яйца по мере развития плода. ^{[ 2 ]}

История

Аристотель отметил в «Истории животных» , что дикий инжир содержит псены , которые начинаются с личинок, но кожа которых трескается, позволяя псенам вылетать. Псен . влетает в культивированный инжир и не дает ему упасть Далее он отметил, что греческие фермеры сажали дикий инжир рядом с культурным инжиром и привязывали плоды дикого инжира к культурным деревьям. ^{[ 3 ]}

Механизмы и результаты

В целом, совместная эволюция фикусов и ос показывает, что фикус очень специфичен как хозяин, в сочетании со тенденцией видов ос к частому использованию видов растений, отличных от видов их конкретного фикуса- хозяина.

Доминирование фикуса в мутуализме

Фикус обычно контролирует репродуктивный мутуализм с инжирными осами, будучи очень избирательным в выборе опылителей . ^{[ 4 ]} Такая высокая специфичность хозяина подтверждается низким коэффициентом совместного использования опылителей, обнаруженным у опылителей инжира, особенно у ос родов Ceratosolen и Kradibia . ^{[ 5 ]} Внося свой вклад в эволюцию фикуса опыляют , специфичность опылителя фикуса представляет собой презиготический . механизм репродуктивной изоляции , другими словами, инжир может контролировать, какую пыльцу он получает, физически контролируя, какие осы его Морфологически один из способов, с помощью которого инжир может определить желаемого опылителя, включает диаметры устьиц по сравнению с шириной головы соответствующего вида ос. В то время как вид инжира F. Wassa имеет диаметр 1,0-1,5 мм, его опылитель K. Wassae имел среднюю ширину головки 0,58 мм. ^{[ 5 ]}

Совместное использование опылителей

Мутуализм между инжиром и его осами не всегда строго один на один: у неотропического однодомного фикуса (среди немногих примеров только с родом фикус ) разные виды растений могут иметь одни и те же виды ос-опылителей, а у ряда видов фикусов несколько видов ос способны опылять инжир (в разной степени) одного вида. ^{[ 5 ]}

Очевидно, что совместное использование опылителей может способствовать более легкому возникновению межвидовых гибридов, что поставит под угрозу целостность конкретных видов как растений, так и ос, или позволит новым видам развиваться из гибридов. ^{[ 5 ]} Судя по тесту максимального правдоподобия на данных 1991 года, гибридизация, по-видимому, не сыграла важной роли в эволюции линий инжира и опылителей. ^{[ 6 ]} В Панаме совместное использование опылителей и хозяев привело к гибридизации инжира, но не ос. ^{[ 7 ]}

Совместное использование опылителей имеет значение для эволюционной истории мутуализма инжир-оса, поскольку это означает, что определенные осы могли поменять хозяев, возможно, на новые виды инжира, не связанные с исходным видом-хозяином - это, наряду с возможной гибридизацией, может, таким образом, означать, что филогении инжира и его ос-опылителей не совпадают строго один на один. ^{[ 5 ]} Из-за этой смены хозяев виды ос, у которых в качестве хозяев одни и те же виды инжира, могут не быть сестринскими видами , а совершенно неродственными. ^{[ 6 ]} Процесс, при котором осы-опылители меняют вид-хозяин инжира, известный как смена хозяина , был идентифицирован как важный процесс, ведущий к коэволюционным закономерностям в сообществе инжира-душителя и ос-опылителей в Панаме. ^{[ 8 ]}

Другая возможность — это эволюция мошенничества. Если один вид инжира может использовать для опыления несколько видов ос, и некоторые виды ос могут справляться с этим лучше, чем другие, определенному виду ос, возможно, не потребуется эволюционировать, чтобы стать лучшим опылителем, в отличие от простого использования инжир как гнездо. Виды ос, которые имеют одинаковые виды инжира, конкурируют за ресурсы. Там, где виды ос могут посещать множество хозяев, если один вид инжира становится лучшим хозяином, оса может сменить хозяев, в результате чего другие общие хозяева инжира будут случайно посещены и, таким образом, неправильно опылены, а оса станет «обманщиком», когда она их посетит. . ^{[ 6 ]}

Совместное видообразование

Совместное видообразование , при котором на эволюцию одного из пары (или более) видов влияет эволюция другого из пары, по-видимому, имело место в истории мутуализма фикус -оса, несмотря на некоторые существенные различия в инжире и осе. опылителей Филогения . ^{[ 6 ]}^{[ 9 ]}

Загадочные виды ос

Усложняет выявление взаимоотношений инжира и осы существование загадочных видов : некоторые группы ос морфологически схожи, но генетические маркеры показывают, что они функционируют как независимые виды, не скрещивающиеся на протяжении миллионов лет. ^{[ 10 ]}

Ссылки

^ Сулеман, Назия; Саит, Стив; Комптон, Стивен Г. (2015). «Женский инжир как ловушка: их влияние на динамику экспериментального сообщества опылителей и паразитоидов фигового дерева» (PDF) . Акта Экологика . 62 : 1–9. Бибкод : 2015AcO....62....1S . дои : 10.1016/j.actao.2014.11.001 .
^ "Рис." Колумбийская электронная энциклопедия, 6-е изд.
^ AristotleАристотель История животных п. 557б25.
^ Ма, Вэнь Цзюнь; Пэн, Ян Ц.; Ян, Да-Р.; Гуань, Цзюнь М. (2009). «Коэволюция репродуктивных характеристик трех раздельнополых видов инжира и их ос-опылителей». Симбиоз . 49 (2): 87–94. Бибкод : 2009Symbi..49...87M . дои : 10.1007/s13199-009-0018-x . S2CID 36627180 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Мо, Анника М. (2011). От закономерности к процессу: Экология и эволюция специфичности хозяина при мутуализме инжир-опылитель (кандидатская диссертация). hdl : 11299/117438 . OCLC 759912423 . ^{[ нужна страница ]}
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Виблин, Джордж Дэниел (1991). Филогения и экология опыления раздельнополого инжира (кандидатская диссертация). Анн-Арбор: Гарвардский университет . ISBN 978-0-599-51772-1 . ^{[ нужна страница ]}
^ Сатлер, доктор медицинских наук; Эрре, Э.А.; Хит, штат Техас; Мачадо, Калифорния; Гомес Суньига, А; Джандер, КЦ; Итон, ДАР; Нэйсон, доктор юридических наук (январь 2023 г.). «Совместное использование опылителей и хозяев приводит к гибридизации и интрогрессии у панамского отдельно стоящего инжира, но не у их ос-опылителей» . Экология и эволюция . 13 (1): e9673. Бибкод : 2023EcoEv..13E9673S . дои : 10.1002/ece3.9673 . ПМЦ 9848820 . ПМИД 36699574 .
^ Сатлер Д.Д., Херре Э.А., Джандер К.К., Итон Д.А., Мачадо Калифорния, Хит Т.А., Насон Дж.Д. (2019). «Вывод о процессах коэволюционной диверсификации в сообществе панамского инжира-душителя и связанных с ним ос-опылителей». Эволюция . 73 (11): 2295–2311. дои : 10.1111/evo.13809 . ПМИД 31339553 . S2CID 198191457 .
^ Рёнстед, Нина; Вейблен, Джордж Д.; Кук, Джеймс М.; Саламин, Николас; Мачадо, Карлос А.; Савоайнен, Винсент (2005). «60 миллионов лет совместной дивергенции в симбиозе инжира и осы» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 272 (1581): 2593–2599. дои : 10.1098/rspb.2005.3249 . ПМЦ 1559977 . ПМИД 16321781 .
^ Молбо, Д; Мачадо, Калифорния; Севенстер, Дж.Г.; Келлер, Л; Эрре, EA (13 мая 2003 г.). «Загадочные виды ос, опылителей инжира: значение для эволюции мутуализма инжир-осы, распределения полов и точности адаптации» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (10): 5867–72. Бибкод : 2003PNAS..100.5867M . дои : 10.1073/pnas.0930903100 . ПМК 156293 . ПМИД 12714682 .

[1] Сулеман, Назия; Саит, Стив; Комптон, Стивен Г. (2015). «Женский инжир как ловушка: их влияние на динамику экспериментального сообщества опылителей и паразитоидов фигового дерева» (PDF) . Акта Экологика . 62 : 1–9. Бибкод : 2015AcO....62....1S . дои : 10.1016/j.actao.2014.11.001 .

[2] "Рис." Колумбийская электронная энциклопедия, 6-е изд.

[3] AristotleАристотель История животных п. 557б25.

[4] Ма, Вэнь Цзюнь; Пэн, Ян Ц.; Ян, Да-Р.; Гуань, Цзюнь М. (2009). «Коэволюция репродуктивных характеристик трех раздельнополых видов инжира и их ос-опылителей». Симбиоз . 49 (2): 87–94. Бибкод : 2009Symbi..49...87M . дои : 10.1007/s13199-009-0018-x . S2CID 36627180 .

[:0-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Мо, Анника М. (2011). От закономерности к процессу: Экология и эволюция специфичности хозяина при мутуализме инжир-опылитель (кандидатская диссертация). hdl : 11299/117438 . OCLC 759912423 . ^{[ нужна страница ]}

[:1-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Виблин, Джордж Дэниел (1991). Филогения и экология опыления раздельнополого инжира (кандидатская диссертация). Анн-Арбор: Гарвардский университет . ISBN 978-0-599-51772-1 . ^{[ нужна страница ]}

[7] Сатлер, доктор медицинских наук; Эрре, Э.А.; Хит, штат Техас; Мачадо, Калифорния; Гомес Суньига, А; Джандер, КЦ; Итон, ДАР; Нэйсон, доктор юридических наук (январь 2023 г.). «Совместное использование опылителей и хозяев приводит к гибридизации и интрогрессии у панамского отдельно стоящего инжира, но не у их ос-опылителей» . Экология и эволюция . 13 (1): e9673. Бибкод : 2023EcoEv..13E9673S . дои : 10.1002/ece3.9673 . ПМЦ 9848820 . ПМИД 36699574 .

[8] Сатлер Д.Д., Херре Э.А., Джандер К.К., Итон Д.А., Мачадо Калифорния, Хит Т.А., Насон Дж.Д. (2019). «Вывод о процессах коэволюционной диверсификации в сообществе панамского инжира-душителя и связанных с ним ос-опылителей». Эволюция . 73 (11): 2295–2311. дои : 10.1111/evo.13809 . ПМИД 31339553 . S2CID 198191457 .

[9] Рёнстед, Нина; Вейблен, Джордж Д.; Кук, Джеймс М.; Саламин, Николас; Мачадо, Карлос А.; Савоайнен, Винсент (2005). «60 миллионов лет совместной дивергенции в симбиозе инжира и осы» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 272 (1581): 2593–2599. дои : 10.1098/rspb.2005.3249 . ПМЦ 1559977 . ПМИД 16321781 .

[10] Молбо, Д; Мачадо, Калифорния; Севенстер, Дж.Г.; Келлер, Л; Эрре, EA (13 мая 2003 г.). «Загадочные виды ос, опылителей инжира: значение для эволюции мутуализма инжир-осы, распределения полов и точности адаптации» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (10): 5867–72. Бибкод : 2003PNAS..100.5867M . дои : 10.1073/pnas.0930903100 . ПМК 156293 . ПМИД 12714682 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]