Онимакрис унгикулярис
| Онимакрис унгикулярис | |
|---|---|
 | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | животное |
| Тип: | Членистоногие |
| Сорт: | Насекомое |
| Заказ: | Жесткокрылые |
| Семья: | Тенебриониды |
| Род: | Онимакрис |
| Разновидность: | О. унгикулярис |
| Биномиальное имя | |
| Онимакрис унгикулярис Гаага , 1875 г. | |
Onymacris ungucularis , также известный как жук-туманщик , жук-стойщик или Toktokkies , представляет собой вид чернотелок , обитающий в пустыне Намиб на юго-западе Африки. Ночью, в туманную погоду, эти жуки взбираются на песчаные дюны и стоят на передних лапах, чтобы улавливать капли воды, стекающие по вертикальному телу в рот. [1] Такое поведение называется «купанием в тумане» и уникально для Onymacris ungucularis и Onymacris bicolor .
Купание в тумане впервые наблюдалось у O. ungucularis в 1976 году. [1] Механизм этой способности все еще выясняется, но текущие исследования указывают на то, что надкрылья жука содержат некоторый гидрофобный компонент, который может улавливать капли воды, разносимые ветром. Идея сбора атмосферной влаги из утренней росы с использованием специальных материалов широко используется во многих частях мира. [2]
Этот вид очень часто путают с Stenocara gracilipes , другим видом чернотелок, обитающим в пустыне Намиб, из-за их схожей окраски и поведения при захвате воды.
Географический диапазон
[ редактировать ]Onymacris ungucularis населяет большую часть пустыни Намиб и почти полностью ограничивается этой средой обитания. [2] [3] Вид приурочен к основным полям дюн в северных (Кунене, Берег Скелетов) и южных (Намиб) песчаных морях пустыни. [4] Миграционные привычки этого вида очень сильно коррелируют с наблюдаемой закономерностью возникновения обычных туманов в регионе. [5]
среда обитания
[ редактировать ]Прибрежные районы пустыни Намиб служат естественным местом обитания Onymacris unguicleis . Длинная и узкая пустыня окружает юго-западное побережье Африки, демонстрируя субтропический климат. [6] Из-за потоков холодной воды пустыня чрезвычайно засушлива. В пустыне Намиб ежегодно выпадает менее 50 мм осадков в целом, а в ее западной половине - от 0 до 12 мм. Влажность низкая большую часть года, за исключением туманов, при этом относительная влажность ежедневно падает ниже 50%, а зарегистрированный минимум ниже 20%. [7] Большая часть влаги поступает с туманами, дующими с океана, принося капли воды, которые конденсируются в окружающей среде. Это явление вызывает градиент между «прибрежной» и «внутренней» фауной по всему региону, поскольку влажность снижается, а температура повышается дальше вглубь страны. [3]
Появление
[ редактировать ]
Onymacris ungucularis — полностью черный жук со сросшимися надкрыльями и без крыльев. Надкрылья почти полностью гладкие, за исключением задней половины с крупными отчетливыми бороздками. Эти бороздки имеют ширину около 0,5 мм и разделены узкими гребнями. [8] У самцов более длинные ноги по сравнению с самками, а также щетинистые кисти на передних бедрах. Самки, как правило, имеют более широкие надкрылья, чем их коллеги-самцы. [4] Между этими двумя подвидами существуют различия: северный Onymacris ungucularis schulzeae имеет более короткие надкрылья по сравнению с южным Onymacris ungucularis ungucularis . Есть также заметные различия в форме переднеспинки и переднегруди. [4]
Поведение
[ редактировать ]
Поведение в тумане
[ редактировать ]Одной из наиболее отличительных особенностей Onymacris ungucularis является то, что он прячется в тумане. Считается, что такое поведение развилось независимо только у двух Tenebrionidae жуков : O. ungucularis и Onymacris bicolor. [3] [9] O. unguicleis обычно активен в дневное время и с наступлением ночи зарывается в песчаные дюны. Однако в периоды ночного тумана в пустыне они выходят из песка и поднимаются на скользкую поверхность дюны (сторону песчаная дюна, не подвергающаяся прямому воздействию ветра). Располагаясь против ветра, они принимают позу «стойки на голове», наклоняя голову к земле и поднимая спинную сторону к ветру. Угол покоя составил 23 градуса от горизонтали. [8] В этом положении стойки на руках туманная вода конденсируется на поверхности надкрылий жука и стекает по телу в рот. Количество воды, которое может собрать отдельный жук, относительно его веса, может сильно различаться: некоторые жуки практически не получают воды, в то время как зарегистрировано, что другие поглощают 34% от общей массы тела. [1]
Поза «стойки на голове» вызвана высокой влажностью, вызванной туманом. Низкие температуры, которые наблюдаются ниже 20 градусов по Цельсию во время ночного тумана. [10] может играть роль в модуляции поведения, но низкие температуры, по-видимому, не способны вызвать позу «стойки на голове» без условий высокой влажности. [8]
Механизм
[ редактировать ]Механизм сбора воды до сих пор обсуждается, но выдвигаются теории относительно того, как Onymacris ungucularis собирает воду из тумана на своих надкрыльях. Одна теория, выдвинутая в отношении другого чернотелка, Stenocara gracilipes, утверждает, что выступы на надкрыльях жука действуют как гидрофильные пики, где вода из тумана собирается в капли, прежде чем стать достаточно тяжелой, чтобы скатиться с пика и скатиться по гладким гидрофобным областям между пиками. и в рот жука. [11] Однако теоретический механизм имеет некоторые проблемы при применении к O. ungucularis . Механизм требует бугристой надкрылья для наличия гидрофильных пиков. Надкрылья O. ungucularis на всем протяжении относительно гладкие, за исключением задней половины, сжатой бороздками и гребнями. Хотя эти аспекты надкрылий O. ungucularis могли функционировать аналогично теоретическому механизму, гидрофильные области на надкрыльях жука не удалось однозначно обнаружить. [8] Другая теория утверждает, что гладкие надкрылья O. ungucularis полностью гидрофобны и не имеют гидрофильных участков. [2] [7] Доказано наличие гидрофобных участков на надкрыльях. Ограничением, которое препятствовало подтверждению каких-либо гидрофильных областей, было то, что большинство исследований исследовали свойства надкрылий мертвых жуков. Живые жуки могут вызывать изменение свойств поверхности своих надкрылий в зависимости от условий тумана. [12]
Функция
[ редактировать ]Купание в тумане, очевидно, является приспособлением для добывания воды, но исследования показали, что оно является основным источником потребления воды для Onymacris ungucularis . [6] Влажности, получаемой от кормового детрита в дневное время, недостаточно для поддержания максимальной кормовой активности или яйценоскости. Таким образом, купание в тумане — это метод, который гарантирует, что жук сможет получить достаточно воды для поддержания эффективного водного баланса, позволяющего вести дневную активность даже при жарких температурах пустыни. Вода, полученная в результате купания в тумане, также, по-видимому, играет ключевую роль в O. ungucularis осморегуляции . [5] [13]
Физиология
[ редактировать ]Терморегуляция
[ редактировать ]Onymacris ungucularis способен регулировать температуру своего тела при температурах, значительно более низких, чем те, которые наблюдаются при обычной дневной активности. O. ungucularis составляет 32–38 градусов по Цельсию. Зарегистрировано, что температура тела [5] Однако во время пребывания в тумане температура намного ниже, падая всего на один градус Цельсия. Было показано, что жук использует большое количество глицерина и трегалозы в своей гемолимфе по сравнению с другими подобными жуками, активными в дневное время. [2] [13] Эти соединения известны в природе своими антифризными свойствами. Понятно, что присутствие этих соединений позволяет O. ungucularis противодействовать замерзанию во время купания в тумане.
Спаривание
[ редактировать ]Взаимодействие женщин и мужчин
[ редактировать ]совокупление
[ редактировать ]В событиях, ведущих к совокуплению , самцы жуков Onymacris ungucularis садятся на неподвижных или движущихся самок и остаются на вершине в течение длительных периодов времени. Передние и средние ноги в основном используются для того, чтобы оставаться цепляющимися за самку, в то время как задние ноги остаются вялыми, и им в основном позволяют волочиться за собой. Самки могут попытаться сбросить спаривающегося самца, но большинство попыток безуспешны. Весь процесс совокупления может занять от одной до десяти минут. [14] Самцы напрямую передают сперматофор самке посредством введения трубки полового члена, идущей от эдеагуса в копулятриксную сумку самки. [15]
Конкурс спермы
[ редактировать ]Известно, что самки Onymacris ungucularis практикуют полиандрическую систему спаривания. Если первоначальный запас спермы самки не был полностью использован для оплодотворения яйцеклеток до того, как она спаривается с другим самцом, возникает конкуренция сперматозоидов . Это явление довольно распространено у самок O. ungucularis : среднее количество спариваний у самки составляет три раза за 35 дней. [15] такие аспекты конкуренции сперматозоидов, как смещение сперматозоидов и приоритет сперматозоидов У этого вида наблюдались . Что касается первого, во время совокупления вновь введенный сперматофор вытолкнет старый сперматофор из тела самки в песок. Старый сперматофор, однажды выброшенный, выглядит как пузырь, состоящий из остатков старого сперматофорного мешочка и свернутого полового члена последнего самца. [15] Последнее явление наблюдалось в ходе экспериментов с использованием стерильной мужской техники , что указывает на то, что не вся старая сперма вытесняется во время нового спаривания. В этих экспериментах самкам сначала разрешается спариваться с плодовитыми самцами и откладывать яйца, прежде чем самцов заменяют облученными стерильными самцами, чтобы сделать то же самое. Коэффициент фертильности между фертильными и стерильными самцами показал существенное снижение уровня фертильности, показывая, что стерильная сперма не смогла полностью вытеснить всю бывшую сперму. Эти наблюдения указывают на возможный механизм, участвующий в долгосрочном хранении и поддержании спермы. [15]
Подвиды [4]
[ редактировать ]Подвиды Onymacris ungucularis включают следующие:
- Онимакрис унгикулярис шульзее
- Северный подвид, населяющий песчаные дюны Кунене и Берега Скелетов.
- Онимакрис унгикулярис унгикулярис
- Южный подвид, населяющий песчаные дюны Намиб.
Онимакрис унгикулярис унгикулярис
Онимакрис унгикулярис шульзее
Путаница со Stenocara gracilipes.
[ редактировать ]Из-за большого разнообразия видов чернотелок в пустыне Намиб разных жуков этого региона путали друг с другом. Так обстоит дело с Onymacris ungucularis и Stenocara gracilipes , которые в ненаучной литературе называются «жуками, купающимися в тумане». Кажется, путаница возникла из-за бумаги. [11] детализируя механизм способности S. gracilipes захватывать воду с помощью гидрофильных выпуклостей и гидрофобных впадин на надкрыльях жука во время купания в тумане. Последовали дебаты, поскольку единственными известными жуками, которые проявляли поведение, купаясь в тумане, были O. ungucularis и Onymacris bicolor . Примечательным ответом было поставлено под сомнение представление о том, что S. gracilipes прячется в тумане, и было заявлено, что фотография S. gracilipes , которая использовалась в первоначальном исследовании, была ошибочно идентифицирована как фотография другого жука, Physosterna cribripes. . Кроме того, было отмечено, что наклонная поза, идентифицируемая как «купание в тумане», скорее всего, была распространенной реакцией на тревогу, обнаруженной у многих видов семейства Tenebrionidae . [10] В более позднем эксперименте будет проверено поведение в тумане и эффективность сбора воды между четырьмя жуками Tenebrionidae : O. ungucularis , Onymacris laeviceps , S. gracilipes и P. cribripes . Примечательно, что такое поведение продемонстрировал только O. ungucularis . Исследование подтвердило многие из доводов, высказанных в ответе, например, повторная идентификация жука как P. cribripes поведения в тумане в соответствии с их собственными наблюдениями и отсутствие у S. gracilipes . [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Гамильтон, Уильям Дж.; Сили, Мэри К. (1976). «Туман купается в жуке пустыни Намиб Onymacris ungucularis ». Природа . 262 (5566): 284–285. Бибкод : 1976Natur.262..284H . дои : 10.1038/262284a0 . S2CID 4192150 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Митчелл, Дункан; Хеншель, Джо Р.; Хетем, Робин С.; Вассенаар, Тео Д.; Штраус, В. Маартин; Ханрахан, Ширли А.; Сили, Мэри К. (2020). «Туман и фауна пустыни Намиб: прошлое и будущее» . Экосфера . 11 (1). Бибкод : 2020Ecosp..11E2996M . дои : 10.1002/ecs2.2996 . ISSN 2150-8925 .
- ^ Перейти обратно: а б с Уорд, Дэвид; Сили, Мэри К. (1996). «АДАПТАЦИЯ И ОГРАНИЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИИ ФИЗИОЛОГИИ И ПОВЕДЕНИЯ ЖУКОВ-ТЕНЕБРИОНИД ПУСТЫНИ НАМИБ РОДА ONYMACRIS» . Эволюция . 50 (3): 1231–1240. дои : 10.2307/2410663 . JSTOR 2410663 – через Oxford Academic.
- ^ Перейти обратно: а б с д Лэмб, Трип; Поллард, Рэйчел; Бонд, Джейсон (20 ноября 2013 г.). «Генетическая изменчивость подтверждает разграничение подвидов у намибского жука-купальщика Onymacris ungucularis (Haag) (Tenebrionidae, Coleoptera)» . ZooKeys (353): 47–60. Бибкод : 2013ZooK..353...47L . дои : 10.3897/zookeys.353.6228 . ISSN 1313-2970 . ПМЦ 3837484 . ПМИД 24294097 .
- ^ Перейти обратно: а б с Купер, Пол Д. (1 января 1982 г.). «Водный баланс и осморегуляция у свободно живущего жука-тенебрионида Onymacris ungucularis из пустыни Намиб» . Журнал физиологии насекомых . 28 (9): 737–742. дои : 10.1016/0022-1910(82)90133-0 . ISSN 0022-1910 .
- ^ Перейти обратно: а б Сили, МК (1 сентября 1979 г.). «Неравномерный туман как источник воды для жуков пустынных дюн» . Экология . 42 (2): 213–227. Бибкод : 1979Oecol..42..213S . дои : 10.1007/BF00344858 . ISSN 1432-1939 . S2CID 31922146 .
- ^ Перейти обратно: а б Хеншель, Джо Р.; Сили, Мэри К. (1 марта 2008 г.). «Экофизиология атмосферной влаги в пустыне Намиб» . Атмосферные исследования . Третья международная конференция по туману, сбору тумана и росе. 87 (3): 362–368. Бибкод : 2008AtmRe..87..362H . дои : 10.1016/j.atmosres.2007.11.015 . ISSN 0169-8095 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Норгаард, Томас; Даке, Мари (2010). «Поведение жуков-чернотелок пустыни Намиб и эффективность сбора воды при купании в тумане» . Границы в зоологии . 7 (1): 23. дои : 10.1186/1742-9994-7-23 . ISSN 1742-9994 . ПМЦ 2918599 . ПМИД 20637085 .
- ^ Сили, Мэри; Хеншель, Джо Р.; Гамильтон III, Уильям Дж. (2005). «Долгосрочные данные показывают, что поведенческая адаптация к сбору тумана определяет численность жуков пустыни Намиб: исследовательское письмо» . Южноафриканский научный журнал . 101 (11): 570–572. eISSN 1996-7489 . ISSN 0038-2353 – через Sabinet African Journals.
- ^ Перейти обратно: а б Гамильтон III, Уильям Дж.; Хеншель, Джо Р.; Сили, Мэри К. (2003). «Коллекция тумана жуками пустыни Намиб» . Южноафриканский научный журнал . 99 (3): 181. eISSN 1996-7489 . ISSN 0038-2353 – через Sabinet African Journals.
- ^ Перейти обратно: а б Паркер, Эндрю Р.; Лоуренс, Крис Р. (2001). «Захват воды пустынным жуком» . Природа . 414 (6859): 33–34. Бибкод : 2001Natur.414...33P . дои : 10.1038/35102108 . ISSN 1476-4687 . S2CID 34785113 .
- ^ Малик, FT; Клемент, РМ; Гетин, DT; Кравшик, В; Паркер, Арканзас (20 марта 2014 г.). «Природные сборщики влаги: сравнительный обзор» . Биоинспирация и биомиметика . 9 (3): 031002. doi : 10.1088/1748-3182/9/3/031002 . ISSN 1748-3182 .
- ^ Перейти обратно: а б Найду, Стринивасан Г. (30 декабря 2008 г.). «Почему тенебрионид Onymacris ungucularis (Coleoptera: Tenebrionidae) из пустыни Намиб греется в тумане?» . Европейский журнал энтомологии . 105 (5): 829–838. дои : 10.14411/eje.2008.110 .
- ^ Расмуссен, Дж.Л.; Сили, МК; Петрушка, Р.Д. (1 сентября 1991 г.). «Репродуктивное поведение шести видов жуков-тенебрионид пустыни Намиб (Coleoptera: Tenebrionidae)» . Журнал поведения насекомых . 4 (5): 567–582. Бибкод : 1991JIBeh...4..567R . дои : 10.1007/BF01048071 . ISSN 1572-8889 . S2CID 26217276 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Де Вильерс, PS; Ханрахан, Ю.А. (1991). «Конкуренция сперматозоидов у жука пустыни Намиб, Onymacris ungucularis» . Журнал физиологии насекомых . 37 (1): 1–8. дои : 10.1016/0022-1910(91)90012-о . ISSN 0022-1910 .