Мотиксия
| Мотиксия | |
|---|---|
| |
| Motyxia sequoiae (Loomis & Davenport, 1951), сфотографированная в собственном свете. | |
| Научная классификация | |
| Королевство: | |
| Тип: | |
| Подтип: | |
| Сорт: | |
| Заказ: | |
| Семья: | |
| Род: | Мотиксия Чемберлен , 1941 год.
|
| Типовой вид | |
| Мотиксия, потому что Чемберлен, 1941 год.
| |
| Разновидность | |
|
Мать | |
| Синонимы | |
|
Амплошер Чемберлен, 1949 год. | |
Мотиксия — это род , производящих цианид многоножек (все вместе известных как светящиеся многоножки Сьерра или мотиксии). [ 1 ] ), которые являются эндемичными для южных горных хребтов Сьерра-Невада , Техачапи и Санта-Моника в Калифорнии. Мотиксии слепы и производят яд цианид , как и все представители Polydesmida . Все виды обладают способностью ярко светиться: это один из немногих известных случаев биолюминесценции у многоножек.
Описание
[ редактировать ]Взрослые мотиксии достигают 3–4 см в длину, 4,5–8 мм в ширину, имеют 20 сегментов тела, не считая головы. Самки немного крупнее самцов. Как и у других полидесмиданов («многоножек с плоской спиной»), у них отсутствуют глаза и имеются выступающие параноты (боковые кили). Обычно они имеют цвет от коричневого до оранжево-розового (кроме M. pior ) с темной линией посередине спины. M. pior имеет наиболее изменчивый цвет: от темно-серого до зеленовато-желтого и ярко-оранжевого. У них отсутствуют выступы на метатергитах (дорсальные пластинки с паранотами), что придает им несколько гладкий вид. [ 2 ] Передние 2–3 диплосегмента ориентированы цефалически (к голове), что наиболее отчетливо у M. sequoiae и почти нечетко у Motyxia porrecta. Они флуоресцируют в черном свете (многоножки трибы Xystocheirini демонстрируют одну из самых ярких флуоресценций среди видов Xystodesmidae в США). Самое уникальное — они биолюминесцентные : излучают свет собственного производства. [ 1 ]
Биолюминесценция
[ редактировать ]
Существует 11 видов мотиксии . [ 3 ] Это одни из немногих известных биолюминесцентных видов многоножек, класса, насчитывающего около 12 000 известных видов. [ 4 ] Motyxia sequoiae светится ярче всего, а Motyxia pior — самым тусклым. [ 5 ] Свет излучается экзоскелетом многоножки непрерывно с максимальной длиной волны 495 нм (свет усиливается, когда многоножку берут в руки). [ 6 ] Излучение света равномерно по всему экзоскелету, и все придатки (ноги, усики) и кольца тела излучают свет. Внутренние органы и внутренности не излучают свет. Люминесценция генерируется биохимическим процессом в экзоскелете многоножки. [ 6 ] Свет возникает благодаря фотопротеину, который отличается от фотогенной молекулы люциферазы у жуков-светлячков. [ 7 ]
Фотобелок мотиксии содержит порфирин и имеет около 104 кДа . размер [ 7 ] [ 8 ] Однако структура люминесцентного фотобелка остается неопределенной, а его гомология с молекулами близкородственных членистоногих неизвестна.
Помимо Motyxia , единственными известными биолюминесцентными многоножками являются Paraspirobolus lucifugus ( Sirobolellidae ) из Японии и Тайваня, а также Salpidobolus ( Rhinocricidae ), оба из отряда Spirobolida . [ 9 ] Заявлен еще один люминесцентный вид сомнительного существования из Северной Америки, но он не был обнаружен с 1890-х годов, а приписываемое ему свечение, как полагают, принадлежало личинкам жуков-фенгодидов , также известных как светлячки. [ 1 ]
Теории функциональности биолюминесценции
[ редактировать ]У ученых, знакомых с мотиксией, были разногласия по поводу функции биолюминесценции у мотиксии , и были предложены различные исследования и теории.
Одно исследование показало, что мотиксии , которые светились ярче, также имели более крупные цианидные железы и, следовательно, были более токсичными для хищников. Хотя это подразумевает биолюминесценцию мотиксии как эволюцию защиты от хищников, в этом исследовании также отмечается, что многоножки, расположенные на возвышенностях, светились ярче. Это открытие привело к открытию, что более слабое свечение у низковысотных многоножек было более древним признаком, чем более яркое свечение у высокогорных многоножек. В конечном итоге ученые этого исследования пришли к выводу, что биолюминесценция «возможно, изначально возникла, чтобы справиться с метаболическим стрессом, вызванным жаркой и сухой средой, и была повторно использована в качестве предупреждающего сигнала видами, колонизирующими высокогорные места обитания с большим риском нападения хищников». [ 10 ]
Другое исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что биолюминесценция мотиксии является средством отпугивания хищников. Исследователи из Университета Аризоны и других учреждений собрали 164 M. sequoiae из Национального памятника «Гигантская секвойя» и закрасили половину, чтобы скрыть их биолюминесценцию. Кроме того, были созданы 300 глиняных многоножек, половина из которых покрыта люминесцентным пигментом. Эти особи на ночь выстраивались случайным образом в ряд, а живые были привязаны к земле. Утром около трети многоножек подверглись нападению, в первую очередь южным кузнечиковым мышам. Интересно, что люминесцентные многоножки испытывали вдвое меньше хищничества, чем их нелюминесцентные собратья, что намекает на потенциальную корреляцию между люминесценцией и уменьшением хищничества. [ 11 ]
Мотиксия бистипита
[ редактировать ]Открытие Motyxia bistipita спустя почти 50 лет выявило новые характеристики этого вида и рода. В 1967 году в Сан-Луис-Обиспо были обнаружены две небольшие многоножки, которые были выделены в новый вид Xystocheir bistipita. В течение почти 50 лет эти две многоножки были единственными представителями этого вида, пока в 2013 году их снова не обнаружили в Сан-Луис-Обиспо. Вновь открытые экземпляры были доставлены в лабораторию и исследованы, где было обнаружено, что этот вид биолюминесцентен. Благодаря этой новой информации было обнаружено, что Xystocheir bistipita имеет более близкое филогенетическое родство с видом Motyxia и был переименован в Motyxia bistipita . [ 12 ]
M. bistipita обитает на невысоких возвышенностях гор Сьерра-Невада в Калифорнии, в более жарком и сухом климате, чем другие мотиксии . Считается, что свечение является реакцией на тепло; биолюминесцентные белки помогают нейтрализовать побочные продукты организма, вызванные жарой. Позже биолюминесценция стала сигналом хищникам о том, что в организме содержится цианид. [ 13 ] [ 12 ]
Экология и поведение
[ редактировать ]
Мотиксии встречаются в живых дубовых лесах и лесах гигантских секвой , а также, в частности, на лугах. Присутствие многоножек-ксистодесмидий на лугах нетипично для семейства. Большинство видов наблюдается под пологами широколиственных лесов. Все Motyxia виды ведут исключительно ночной образ жизни. Днем особи зарываются под землю. Ночью они появляются (по неизвестному механизму, не связанному со светом, поскольку они слепы) и питаются разлагающейся растительностью. Было замечено, что особи вида M. sequoiae лазают по стволам деревьев, возможно, поедая водоросли и лишайники, прилипшие к коре.
Естественными хищниками мотиксий являются грызуны, [ 5 ] геофилидные многоножки и личиночные жуки-фенгодиды . [ 1 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]Жизненный цикл M. sequoiae был подробно изучен в начале 1950-х годов. [ 2 ] Яйца округлые, диаметром около 0,7 мм, откладываются группами по 70–160 яиц. Примерно через две недели из личинок вылупляются семь сегментов тела и три пары ног, их длина составляет около 1,7 мм. Молодые особи проявляют биолюминесценцию уже при вылуплении. Дополнительные ноги и сегменты тела развиваются с каждой линькой , во время которой животные строят из почвы защитный сферический кокон или камеру линьки. Прежде чем достичь взрослой жизни , личинки проходят семь стадий развития ( возрастов ). У самцов единственная пара половых структур ( гонопод ) начинает развиваться в 4-м возрасте, до этого у самца и самки число ходильных ног равное, а после этого у самцов на одну пару меньше. [ 2 ]
Распределение
[ редактировать ]
Виды Motyxia встречаются в вертикальном диапазоне примерно 280 км (175 миль) в трех округах Калифорнии: Лос-Анджелес , Керн и Тулар . округах [ 1 ] Виды преимущественно встречаются в горах Санта-Моника, Техачапи и на юге Сьерра-Невады. Самый северный вид — M. pior , который встречается на севере вплоть до Кристальной пещеры в Национальном парке Секвойя . Самый южный вид — M. monica , имеющий разрозненное распространение: популяция в южном округе Керн и изолированная в горах Санта-Моника недалеко от города Лос-Анджелес. Ареалы восьми видов в значительной степени не перекрываются, хотя M. tularea пересекается с M. kerna и M. sequoiae . [ 14 ]
Разновидность
[ редактировать ]Список видов [ 15 ]
| Разновидность | Автор таксона | Географический диапазон [ 14 ] | Примечания |
|---|---|---|---|
| Мать | Кози и Тиманн, 1969 г. | «Центральная компания Туларе, долины южного рукава реки Кавеа, северного рукава реки Туле и реки Йоколь». [ 1 ] | Первоначально описывалась как Motyxia sequoia alia . |
| М. бистипита | (Шелли, 1996) | Невысокие возвышенности гор Сьерра-Невада в Калифорнии. | Первоначально описан как Xystocheir bistipita. |
| М. потому что | Чемберлен , 1941 год. | От Южного Тулара до северного Керна, | |
| М. Моника | Чемберлен, 1944 год. | Керн, к югу от реки Керн , и разрозненная популяция в горах Санта-Моники . | |
| М. горшки | Кози и Тиманн, 1969 г. | «Южный округ Туларе, долины Дир-Крик, Потоул-Крик и реки Туле». [ 1 ] | Первоначально описывалась как Motyxia sequoia ollae . |
| М. хуже | Чемберлен 1941 г. | Компания Туларе, Национальный парк Секвойя | |
| М. расширенный | Кози и Тиманн, 1969 г. | Долина реки Керн | |
| М. секвойя [ а ] | (Чемберлен, 1941 г.) | Восточный рукав реки Кавеа , Тулар Ко. | Первоначально описывался как Xystocheir sequoia . |
| М. секвойя [ а ] | ( Лумис и Давенпорт, 1951) | Истоки реки Туле (Средняя развилка), Tulare Co. | Первоначально описывался как Luminodesmus sequoiae . |
| М. Тиманни | Кози, 1960 год. | Компания Северный Керн. | |
| М. тулярия | (Чемберлен, 1949) | От центральной компании Туларе до крайнего севера компании Керн. | Первоначально описан как Xystocheir tularea . Два подвида: M. t. тулярия . и М. т. оллае . |
Классификация и эволюция
[ редактировать ]Motyxia Считается, что видообразование было включают реки, уровень которых достигает наибольшего уровня в периоды , вызвано геологическими событиями и засушливым климатом, последовавшим за недавним плейстоценовым оледенением , в то время как репродуктивные изолирующие механизмы когда взрослые особи наиболее активны, а также заметные различия в количестве осадков и подходящая среда обитания в гористой местности. [ 1 ]
Motyxia — член семейства Xystodesmidae , группы крупных и красочных многоножек, а M. monica — самый южный вид Xystodesmidae на западе Северной Америки. [ 1 ] В составе Xystodesmidae Motyxia отнесена к трибе Xystocheirini вместе с родами Anombrocheir , Parcipromus , Wamokia и Xystocheir , все из которых произрастают в Калифорнии. [ 16 ]
Будущие исследования
[ редактировать ]По словам Пола Э. Марека, одного из наиболее активных исследователей этих многоножек, «многое в Мотиксии остается загадкой». Еще многое предстоит узнать о брачных привычках мотиксий , их появлении в ночное время и точных эволюционных причинах их биолюминесценции. [ 17 ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Почти идентичное написание M. sequoia и M. sequoiae связано с тем, что оба вида изначально назывались под разными родами. Согласно Международному кодексу зоологической номенклатуры, имена не могут быть заменены. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Н. Б. Кози и Д. Л. Тиманн (1969). «Ревизия биолюминесцентных многоножек рода Motyxia (Xystodesmidae: Polydesmida)». Труды Американской философской академии . 113 : 14–33.
- ^ Перейти обратно: а б с Давенпорт, Д.; Вуттон, DM; Кушинг, Дж. Э. (1952). «Биология светящейся многоножки Сьерры Luminodesmus sequoiae » . Биологический вестник . 102 (2): 100–110. дои : 10.2307/1538698 . JSTOR 1538698 .
- ^ Средства, JC; Хеннен, Д.А.; Танабэ, Т; Марек, ЧП (2021). «Филогенетическая систематика семейства многоножек Xystodesmidae» . Систематика и разнообразие насекомых . 5 (2): е1. дои : 10.1093/isd/ixab003 . hdl : 10919/102616 .
- ^ П. Сирвальд и Дж. Э. Бонд (2007). «Текущий статус класса многоножек Diplopoda (многоножки): таксономическое разнообразие и филогения». Ежегодный обзор энтомологии . 52 : 401–420. дои : 10.1146/annurev.ento.52.111805.090210 . ПМИД 17163800 .
- ^ Перейти обратно: а б ЧП Марек; Д.Р. Папай; Дж. Йегер; С. Молина; В. Мур (2011). «Биолюминесцентный апосематизм у многоножек» . Современная биология . 21 (18): Р680–Р681. Бибкод : 2011CBio...21.R680M . дои : 10.1016/j.cub.2011.08.012 . ПМК 3221455 . ПМИД 21959150 .
- ^ Перейти обратно: а б Дж. В. Гастингс и Д. Давенпорт (1957). «Свечение многоножки Luminodesmus sequoiae » . Биологический бюллетень . 113 (1): 120–128. дои : 10.2307/1538806 . JSTOR 1538806 .
- ^ Перейти обратно: а б О. Шимомура (1984). «Порфириновый хромофор в фотобелке Luminodesmus ». Сравнительная биохимия и физиология Б . 79 (4): 565–567. дои : 10.1016/0305-0491(84)90367-5 .
- ^ В. Р. Вивиани (2002). «Происхождение, разнообразие и структурно-функциональные взаимоотношения люцифераз насекомых» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 59 (11): 1833–1850. дои : 10.1007/PL00012509 . ПМЦ 11337554 . ПМИД 12530517 . S2CID 1875440 .
- ^ Оба, Юичи; Бранхам, Марк А.; Фукацу, Такема (2011). «Наземные биолюминесцентные животные Японии» . Зоологическая наука . 28 (11): 771–789. дои : 10.2108/zsj.28.771 . ПМИД 22035300 . S2CID 27853202 .
- ^ «Почему калифорнийские многоножки светятся?» . Калифорнийская академия наук . Проверено 19 октября 2023 г.
- ^ Зелински, Сара. «Многоножка, светящаяся в темноте» . Смитсоновский журнал . Проверено 19 октября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Марек, Пол Э.; Мур, Венди (2015). «Открытие светящейся многоножки в Калифорнии и постепенная эволюция биолюминесценции у двуногих» . Труды Национальной академии наук . 112 (20): 6419–6424. Бибкод : 2015PNAS..112.6419M . дои : 10.1073/pnas.1500014112 . ПМЦ 4443369 . ПМИД 25941389 .
- ^ nationalgeographic.com 04.05.2015 Обнаружена новая светящаяся многоножка; Показывает, как развивалась биолюминесценция
- ^ Перейти обратно: а б с Р.М. Шелли (1997). «Повторная оценка рода Motyxia Chamberlin с повторной диагностикой трибы Xystocheirini и замечаниями по биолюминесценции (Polydesmida: Xystodesmidae)». Насекомое Мунди . 11 : 331–351.
- ^ Средства, JC; Хеннен, Д.А.; Танабэ, Т; Марек, ЧП (2021). «Филогенетическая систематика семейства многоножек Xystodesmidae» . Систематика и разнообразие насекомых . 5 (2): е1. дои : 10.1093/isd/ixab003 . hdl : 10919/102616 .
- ^ Хоффман, Р.Л. (1999). «Контрольный список многоножек Северной и Средней Америки». Специальные публикации Музея естественной истории Вирджинии . 8 : 359.
- ^ «Ночные огни: чудеса биолюминесцентных многоножек | NSF — Национальный научный фонд» . new.nsf.gov . 5 июня 2015 г. Проверено 19 октября 2023 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Дж. Розенберг; В. Б. Мейер-Рохов (2009). «Светящиеся многоножки: краткий обзор». В В.Б. Мейер-Рохове (ред.). Биолюминесценция в фокусе: сборник познавательных очерков . Исследовательский указатель. стр. 139–147. ISBN 978-81-308-0357-9 .
