Чертополоховый жук-черепаха
| Чертополоховый жук-черепаха | |
|---|---|
| |
Научная классификация 
| |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | Жесткокрылые |
| Семья: | Хризомелиды |
| Род: | Кассида |
| Разновидность: | С. рустигиноза
|
| Биномиальное имя | |
| Ржавая кассида Мюллер, 1776 г. [ 1 ]
| |
Жук -черепаха чертополоховая ( Rubiginosa ) — вид жуков подсемейства Cassidinae Cassida (жуки-черепахи) и рода Cassida . Чертополоха-черепаху можно узнать по зеленой округлой спине, и его можно встретить на растениях чертополоха во многих регионах Северной Америки и Европы . Черепаховый жук-черепаха был впервые обнаружен в 1902 году в Левисе , Квебек . В 1931 году Нелли Ф. Патерсон первой зарегистрировала зрелую личинку . Позже личинка этого вида была впервые зарегистрирована в 2004 году Иолантой Свентоянской. Чертополоховый жук-черепаха демонстрирует множество защитных функций, таких как гибкий щит, обеспечивающий барьер от челюстей хищников, а также выделения защищают яйца , которые также .
Его способность массово поедать и повреждать растения чертополоха также сделала этого жука хорошо известным агентом биологической борьбы во многих странах, включая США , Канаду и Швейцарию . Однако в некоторых случаях воздействие этих жуков было ограничено из-за паразитизма, препятствующего их накоплению в регионах чертополоха, предназначенных для биологической борьбы.
Описание
[ редактировать ]
Жуки-черепахи-черепахи имеют длину 6,0–8,0 мм. Как и у всех Cassida , ее голова покрыта переднеспинкой , а надкрылья имеют широкий фланец, окружающий ее. Этот вид сильно округлый, с зелеными или желтовато-зелеными надкрыльями, иногда с небольшим темным треугольным пятном вокруг щитка . [ 2 ] Общее название может вводить в заблуждение, поскольку идентифицирует этот вид как Rubiginosus, что в переводе с латыни означает «ржавый или ржавого цвета». [ 3 ] Однако в консервированных условиях зеленый цвет быстро становится коричневым. [ 4 ]
Таксономия
[ редактировать ]Чертополоховый жук-черепаха относится к Cassidinae подсемейству , которое входит в семейство Chrysomelidae отряда Coleoptera . Cassidinae составляет около 16% видов Chrysomelidae и представляет собой второй по величине субклад семейства Chrysomelidae. [ 5 ] Cassidinae были впервые замечены в конце юрского периода, и они превратились примерно в 6000 видов, которые можно объединить в 43 трибы. Виды Cassidinae обычно служат агентами биологической борьбы с разросшимися растениями. [ 5 ]
Распространение и среда обитания
[ редактировать ]Этот жук обитает в Северной Америке и обычно встречается от Южной Дакоты до Вирджинии на территории Соединенных Штатов . В Канаде он встречается в нескольких провинциях, от Альберты до Нью-Брансуика . В Европе его можно встретить от Фенноскандии до Греции и Испании . Он также встречается в Великобритании и по всей Сибири . [ 4 ]
В этих регионах они обитают в районах, где много чертополоха. Например, это могут быть поля, пастбища , орхидеи , луга и сельскохозяйственные угодья . Типы чертополоха, на котором они обитают, включают чертополох канадский , чертополох бычий , чертополох мускусный , чертополох без перьев и чертополох полевой . [ 4 ]
Экология
[ редактировать ]Диета
[ редактировать ]C. Rubiginosa питается различными сложноцветными , включая чертополох и многие другие.
жука-чертополоха Личинки в основном остаются на листьях, на которых они вылупились, на протяжении всего своего развития и питаются ими. [ 4 ] Взрослые особи обычно находятся на нижней стороне листьев, а личинки - на верхней. Время, необходимое им для начала питания, зависит от нескольких факторов, связанных со структурой листа. Прежде чем питаться, личинки ждут, пока растения чертополоха вырастут на 30% и уровень азота в листьях упадет на 50%. Время начала подкормки также влияет на рост растения чертополоха. Способность растения к росту вверх подавляется, когда подкормка начинается в конце сезона. Однако при начале подкормки в начале сезона никакого влияния на растения не обнаружено. [ 6 ] '
Кормление взрослых особей может повредить листья более значительно, чем питание личинок, поскольку они начинают питаться не с краев листа, а начинают с центра и поедают его с поверхности. [ 4 ]
Взрослые особи могут также питаться пыльцой лютиков и маргариток . [ 7 ]
Потреблению этих растений жуками способствуют симбиотические отношения с бактериями Stammera , которые расположены в специализированных структурах в передней кишке и позволяют жуку переваривать пектин , который не переваривается большинством животных. [ 8 ]
Хищники
[ редактировать ]
К личинкам-хищникам относятся муравьи и пауки -ликозиды . Часто экскременты яиц после откладки, поглощающие яйца, способны защитить их от хищников, нацелившихся на них. На более позднем этапе развития щит личинок может защитить их от атак муравьев, но не от более крупных хищников, таких как пауки-ликозиды. [ 4 ] Другие хищники включают жуков -кокцинеллид . Подобно атакам муравьев, жуки-кокцинеллиды с их короткими челюстями с трудом нападали на жуков-черепах. Однако черепаха-чертополох не может защитить себя от особей с более длинными челюстями. [ 9 ] В швейцарской популяции чертополоховых черепах основным хищником личинок является Polistes dominulus . Эти бумажные осы были основной причиной смертности жуков-чертополохов и, как выяснилось, ответственны за 99,4% случаев нападения этих жуков в этой стране. [ 10 ]
По мере развития личинки из своих фекалий образуют щит, защищающий себя от опасности. Этот механизм защиты возможен благодаря боковым шипам, которые могут образовывать щит. Было обнаружено, что этот щит способен защищать различные участки тела, перемещаясь в те области, которые ощущают опасность. [ 11 ] В 1967 году Томас Эйснер показал, что жуки-чертополохи без щитка уязвимы для муравьев, которые способны напасть на них и принести в свои гнезда. Когда у них появился щит, муравьи больше не нападали на них и быстро двинулись дальше. [ 12 ] У личинок также были разные механизмы защиты, поскольку их щиты могли защитить их от всех хищников. Было обнаружено, что когда у хищников были более длинные челюсти, эти щиты становились менее эффективными. [ 13 ] Например, не имело значения, присутствовал или нет щит при столкновении с пауком -ликозидом . Еще один механизм защиты от более сильных хищников заключается в том, что, почувствовав опасность, они начинают беспорядочно двигаться, что отпугивает хищников. [ 14 ]
Паразиты
[ редактировать ]Паразиты оказывают большое влияние на выживаемость жуков-чертополохов. В разных регионах мира на этих жуков поражаются разные паразиты. [ 4 ] в популяции жуков-чертополохов в Южной Вирджинии паразитизм является двумя основными причинами смертности. Было предсказано, что [ 15 ] Одним из наиболее распространенных паразитов, на долю которого приходится почти четверть всего паразитизма чертополоха, является Tetrastichus rhosaces . В некоторых случаях у личинки или куколки может одновременно находиться до 10 таких паразитов вблизи анальной области. Этих паразитов было трудно обнаружить, и обычно их можно было увидеть только на последней личиночной стадии. У тех, у кого есть паразиты, личинки имели ненормальную окраску. [ 16 ]
Еще одним известным паразитом, поражающим этих жуков, является Eucelatoria dimmocki . Это тип мух, обитающих в Вирджинии и Мэриленде . В некоторых регионах, таких как Мэриленд, на эти паразиты приходилось почти 20% общего паразитизма. [ 17 ] Они нацелены на личинок и куколок. В Европе наиболее известным паразитом личинок и куколок чертополоха, на долю которого приходится 96% общего паразитизма, являются Hexamermis. виды [ 4 ]
Поведение
[ редактировать ]Родительская забота
[ редактировать ]Взрослые жуки-чертополохи унивольтинны . В марте и апреле самки начали откладывать яйца. Откладка яиц зависит от многих условий: от дождя и ветра до температуры и продолжительности дня. [ 4 ] Еще один фактор, который учитывают самки, — это количество доступной пищи и ее качество, поскольку самки и их яйца будут питаться одним и тем же растением. Установлено, что самки часто откладывают яйца вблизи мест кормежки. Это явление можно объяснить тем, что самки отбирают образцы листьев и выбирают наиболее оптимальное место для откладки яиц, чтобы гарантировать, что у них также будет много высококачественной пищи. [ 18 ] Самки обычно откладывают яйца на нижнюю часть листа, что происходит чаще, чем на верхнюю часть листа и стебель. [ 4 ]
Вскоре после откладки яиц слой экскрементов выделяется , окружающий их. Кроме того, после откладывания яиц вся оотека также покрыта экскрементами. Это обеспечивает яйцам жука чертополоха двойной уровень защиты. [ 10 ] Считается, что это защищает яйца, служа физическим барьером от окружающей среды и врагов, а также действует как укрытие. [ 4 ] Было обнаружено, что такой вольер повышает выживаемость яиц, поскольку защищает их от хищников и паразитов. Из-за укрытия этим врагам было трудно проникнуть через барьер и получить доступ к яйцу. [ 19 ]
Миграция
[ редактировать ]Осенью замечено, что эти жуки мигрируют на лесную подстилку с чертополоха. Достигнув подстилки леса, они находят места под опавшими листьями , чтобы впасть в спячку. У тех, у кого возникли проблемы с доступом к этим местам, уровень выживаемости снизился. В этих убежищах они остаются до ранней весны. [ 4 ]
Воспроизведение
[ редактировать ]
самцов Интромиттирующий орган листоедов чертополоха представляет собой длинную трубчатую структуру, которая называется жгутиком . Конец жгутика очень тонкий и изогнутый. Как и у многих мелких жуков, этот орган может становиться длиннее своего тела. Когда жгутик не используется, он хранится внутри брюшка самца. Мышцы, параллельные просвету семявыбрасывающего протока, сокращаются и выталкивают его наружу. Жуку нужен такой орган из-за формы женского репродуктивного органа , включающего извитой проток, через который самец должен проникнуть при сокращении семявыбрасывающих мышц. Эти физические свойства жука-чертополоха были изучены, поскольку способность тонкой, гибкой структуры проникать без деформации и разрывов является механической проблемой и может иметь важное значение для разработки микроскопических катетеров в современной медицине. [ 20 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]
Период яйцекладки длится в среднем 12 недель. В большинстве случаев они откладывают около 3 яиц на оотеку . Однако в разных регионах это число может увеличиться до 4-6. Время, необходимое для вылупления яиц, зависит от температуры. При более низких температурах, например 18°C, вылупление яиц может занять до двух недель. Более высокие температуры, например 32°C, могут способствовать вылуплению яиц всего за четыре дня. [ 19 ]
Существует пять стадий развития личинок, называемых возрастами . Как и скорость вылупления, развитие личинок зависит от температуры и показывает положительную связь с повышением температуры. Также было обнаружено, что личинки развиваются быстрее при более коротких днях по сравнению с более длинными. Кроме того, личинки мужского пола обычно развиваются быстрее, чем личинки самки. [ 21 ]
Личинки остаются на листьях чертополоха, заложенных только на протяжении всего их развития. Когда они готовы, они перемещаются в центральную часть листа, которая более толстая, для окукливания . Продолжительность окукливания зависит от температуры, и было показано, что она колеблется от 3 до 10 дней в зависимости от температуры. Более высокие температуры, близкие к 32°C, привели к сокращению периода окукливания. [ 15 ] В период с июля по август начинают появляться взрослые особи. [ 22 ]
В качестве биологического контроля
[ редактировать ]
Растения чертополоха известны своей очень быстрорастущей способностью, которая может быстро потеснить местное сельское хозяйство. У них мало хищников, и их трудно убить в результате деятельности человека из-за быстрого производства семян. [ 4 ] По оценкам, только в Отаго и Саутленде канадский чертополох обходится землевладельцам примерно в 32 миллиона долларов в год . [ 23 ] Из-за способности жука скелетировать листья, он может повредить несколько типов чертополоха, например чертополох без перьев и чертополох кивающий. Благодаря этой способности эти жуки использовались в качестве средств биологической борьбы с сорняками чертополоха во многих частях мира. [ 4 ]
Cassida Rubiginosa была завезена в Новую Зеландию для использования в качестве средства биологической борьбы с Cirsium arvense (канадским чертополохом) в 2006 году. [ 24 ] Впоследствии жука стали продавать по всей Новой Зеландии в качестве агента борьбы. Например, в 2016 году жуков, собранных в Нгаруавахии , выпустили в региональный парк Дудер в обмен на группу взрослых жуков Neolema ogloblin , которые являются агентом биологической борьбы с Tradescantia fluminensis . [ 25 ]
Некоторые штаты США, где жуки-чертополохи используются в качестве агентов биологической борьбы, - это Вирджиния и Мэриленд. Значительные результаты были замечены в Мэриленде, где производство семян мускусного чертополоха сократилось на 72%. Цветение было подавлено после введения жуков-чертополоха в популяции растений чертополоха. [ 17 ] В Вирджинии было обнаружено, что рост чертополоха больше всего ухудшался, когда потреблялось более 50% листовой листвы. [ 26 ] Было показано, что в засушливые годы в Вирджинии пять свободных от паразитов жуков на одно растение сокращают надземную биомассу чертополоха на 88%, при этом только 25% этих растений доживают до конца следующего года. Во влажные годы воздействие было меньшим, но все же существенным. [ 24 ]
Жуки-чертополохи в качестве средства биологической борьбы также широко использовались в Канаде. В провинции Саскачеван жуки-чертополохи смогли уничтожить листья чертополоха в этом регионе. [ 17 ] В других регионах Канады, например, в провинции Квебек , было обнаружено, что этих жуков недостаточно для сокращения популяции чертополоха. [ 9 ] Одним из возможных объяснений этого было то, что паразитизм был проблемой, поскольку паразиты мешали процветанию больших популяций жуков-чертополохов. [ 14 ] Установлено, что паразитами, подавляющими накопление чертополоха при использовании его в качестве средств биологической борьбы, являются Tetrastichus rhosaces , Eucelatoriopsis dimmocki , Spilochalcis albifrons , Eupelmella vesccularis , Itoplectis conquisitor . [ 15 ] [ 27 ] [ 28 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ « Кассида рубигиноза » . Интегрированная система таксономической информации .
- ^ Хаббл, Д. (2012). Определители имаго жуков-листоедов Британии и Ирландии . Совет полевых исследований. п. 113. ИСБН 978-1-908819-08-6 .
- ^ «Вид Cassida Rubiginosa — Чертополоховый жук-черепаха» . bugguide.net . Проверено 27 августа 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н Майка, Кристофер (2008). «Интродуцированные листоеды Приморья, 7: Cassida Rubiginosa Müller и Cassida flaveola Thunberg (Coleoptera: Chrysomelidae)» (PDF) . Зоотакса . 1811 : 37. дои : 10.11646/zootaxa.1811.1.3 .
- ^ Перейти обратно: а б Чабу, Кэролайн С. (27 июня 2007 г.). «БИОЛОГИЯ И ФИЛОГЕНИЯ CASSIDINAE GYLLENHAL SENSU LATO (ЧЕРЕПАХИ И ЛИСТОМИНЫ) (COLEOPTERA: CHRYSOMELIDAE)» . Бюллетень Американского музея естественной истории . 2007 (305): 1–250. doi : 10.1206/0003-0090(2007)305[1:BAPOTC]2.0.CO;2 . ISSN 0003-0090 .
- ^ Уорд, Родни Х.; Пиенковски, Роберт Л. (17 июля 1978 г.). «Биология Cassida Rubiginosa1, щитовника, питающегося чертополохом2» . Анналы Энтомологического общества Америки . 71 (4): 585–591. дои : 10.1093/aesa/71.4.585 . ISSN 1938-2901 .
- ^ «Cassida Rubiginosa Müller, OF, 1776» . Регистрация жуков в Великобритании (NERC – Центр экологии и гидрологии) . Проверено 27 августа 2018 г.
- ^ Хасан Салем; Ойген Бауэр; Рой Кирш; Хайко Фогель; Хакема Фукацу; Мартин Кальтенпот (2017). «Резкая редукция генома пектинолитического симбионта травоядных» . Клетка . 171 (7): 1520–1531.e13. дои : 10.1016/j.cell.2017.10.029 . ПМИД 29153832 .
- ^ Перейти обратно: а б Олмстед, Карен Л.; Денно, Роберт Ф. (июль 1993 г.). «Эффективность личинок жука-черепахи против различных видов хищников» . Экология . 74 (5): 1394–1405. Бибкод : 1993Ecol...74.1394O . дои : 10.2307/1940069 . ISSN 0012-9658 . JSTOR 1940069 .
- ^ Перейти обратно: а б Шенк, Доминик; Бахер, Свен (май 2002 г.). «Функциональная реакция хищника-насекомого-универсала на один из видов добычи в полевых условиях» . Журнал экологии животных . 71 (3): 524–531. Бибкод : 2002JAnEc..71..524S . дои : 10.1046/j.1365-2656.2002.00620.x . ISSN 0021-8790 .
- ^ Эйснер, Томас; ван Тасселл, Эйлин; Каррел, Джеймс Э. (15 декабря 1967 г.). «Защитное использование «фекального щита» личинкой жука» . Наука . 158 (3807): 1471–1473. Бибкод : 1967Sci...158.1471E . дои : 10.1126/science.158.3807.1471 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 6058687 . S2CID 23033169 .
- ^ Энгель, Х (1935). «Биология и экология Cassida viridis L. Журнал морфологии и экологии животных». Журнал морфологии и экологии животных .
- ^ Обермайер, Элизабет; Цвёлфер, Хельмут (август 1999 г.). «Качество или количество растений? Стратегии эксплуатации хозяев у трех видов Chrysomelidae, связанных с растениями-хозяевами Asteraceae» . Энтомология экспериментальная и прикладная . 92 (2): 165–177. Бибкод : 1999EEApp..92..165O . дои : 10.1046/j.1570-7458.1999.00536.x . ISSN 0013-8703 . S2CID 55169132 .
- ^ Перейти обратно: а б Олмстед, Карен Л.; Денно, Роберт Ф. (август 1992 г.). «Стоимость щитовой защиты жуков-черепах (Coleoptera: Chrysomelidae)» . Экологическая энтомология . 17 (3): 237–243. Бибкод : 1992EcoEn..17..237O . дои : 10.1111/j.1365-2311.1992.tb01053.x . ISSN 0307-6946 . S2CID 84695151 .
- ^ Перейти обратно: а б с Анг, Б.Н.; Кок, LT (1 января 1995 г.). «Сезонная смертность Cassida Rubiginosa (Coleoptera: Chrysomelidae) из-за неполного развития и паразитизма в Юго-Западной Вирджинии» . Журнал энтомологической науки . 30 (1): 9–17. дои : 10.18474/0749-8004-30.1.9 . ISSN 0749-8004 .
- ^ Уорд, Р.Х. (1975). «Cassida Rubiginosa Müller (Coleoptera: Chrysomelidae), потенциальный агент биоконтроля чертополоха в Вирджинии». Журнал Нью-Йоркского энтомологического общества . 83 (247).
- ^ Перейти обратно: а б с Типпинг, Филип В. (1 декабря 1993 г.). «Полевые исследования Cassida Rubiginosa (Coleoptera: Chrysomelidae) в канадском чертополохе» . Экологическая энтомология . 22 (6): 1402–1407. дои : 10.1093/ee/22.6.1402 . ISSN 1938-2936 .
- ^ Фудзияма, Наоюки; Тории, Чихару; Акабане, Мичико; Катакура, Харуо (июль 2008 г.). «Выбор места откладки яиц травоядными жуками: сравнение двух питающихся чертополохом, Cassida Rubiginosa и Henosepilachna niponica» . Экспериментальная и прикладная энтомология 128 (1): 41–48. Бибкод : 2008EEApp.128... 41F дои : 10.1111/j.1570-7458.2008.00712.x . ISSN 0013-8703 . S2CID 84283462 .
- ^ Перейти обратно: а б Олмстед, Карен Л.; Денно, Роберт Ф. (1993). «Эффективность личинок жука-черепахи против различных видов хищников» . Экология . 74 (5): 1394–1405. Бибкод : 1993Ecol...74.1394O . дои : 10.2307/1940069 . ISSN 0012-9658 . JSTOR 1940069 .
- ^ Мацумура, Йоко; Ковалев Александр Евгеньевич; Горб, Станислав Н. (декабрь 2017 г.). «Механика проникновения интромиттирующего органа жука с градиентом изгибной жесткости и мягким кончиком» . Достижения науки . 3 (12): eaao5469. Бибкод : 2017SciA....3O5469M . дои : 10.1126/sciadv.aao5469 . ISSN 2375-2548 . ПМЦ 5738233 . ПМИД 29279866 .
- ^ Косиор, Анджей (1975). «Биология, экология и экономическое значение кассид (Coleoptera, Chrysomelidae, Cassidinae) Ойцовского национального парка» . Acta Zoologica Cracoviensia . 20 .
- ^ Бахер, С.; Шваб, Ф. (июнь 2000 г.). «Влияние плотности травоядных, времени нападения и растительного сообщества на продуктивность чертополоха Cirsium arvense (L.) Scop. (Asteraceae)» . Наука и технология биоконтроля . 10 (3): 343–352. Бибкод : 2000BioST..10..343B . дои : 10.1080/09583150050044619 . ISSN 0958-3157 . S2CID 85775050 .
- ^ «Жуки борются с проблемой чертополоха стоимостью 32 миллиона долларов в год» . Саутленд Таймс . Проверено 22 ноября 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б «КНИГА БИОЛОГИЧЕСКАЯ БОРЬБА С СОРНЯКАМИ: ЗЕЛЕНЫЙ ЧЕРТОТОСТНЫЙ ЖУК» (PDF) . ТЕ ВАКАПАУ ТАРУ. 2010 . Проверено 27 августа 2018 г.
- ^ «Большой обмен жуками» . Оклендский совет. 7 декабря 2016 года . Проверено 27 августа 2018 г.
- ^ Кок, Локи Т.; Картрайт, Боб (1990). «Питание Cassida Rubiginosa (Coleoptera: Chrysomelidae) и влияние дефолиации на рост мускусного чертополоха» . Журнал энтомологической науки . 25 (4): 538–547. дои : 10.18474/0749-8004-25.4.538 . Проверено 29 февраля 2024 г.
- ^ Хеттиаракчи, Дилани К.; Ростас, Майкл; Салливан, Джон Дж.; Джекман, Сара; ван Котен, Чикако; Криппс, Майкл Г. (ноябрь 2023 г.). «Филогения растений определяет выбор хозяина и принятие листоеда-олигофага Cassida Rubiginosa» . Наука борьбы с вредителями . 79 (11): 4694–4703. дои : 10.1002/ps.7669 . ISSN 1526-498X . ПМИД 37450765 .
- ^ Картрайт, Боб; Кок, Локи Т. (1 октября 1990 г.). «Питание Cassida Rubiginosa (Coleoptera: Chrysomelidae) и влияние дефолиации на рост мускусного чертополоха» . Журнал энтомологической науки . 25 (4): 538–547. дои : 10.18474/0749-8004-25.4.538 . ISSN 0749-8004 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Информация о глобальном биоразнообразии
Данные, относящиеся к Cassida Rubiginosa, в Wikispecies
