Микоцепурус кузнеца

Микоцепурус кузнеца
	Образец Mycocepurus smithii
Научная классификация
Домен:	Эукариоты
Королевство:	животное
Тип:	Членистоногие
Сорт:	Насекомое
Заказ:	Перепончатокрылые
Семья:	Формициды
Подсемейство:	Мирмицины
Род:	Микоцепурус
Разновидность:	М. Смитии
Биномиальное имя
	Микоцепурус кузнеца ; ( Forel , 1893)
	Распространение Mycocepurus smithii.

Mycocepurus smithii — вид , выращивающих грибы, муравьев из Латинской Америки . Этот вид широко распространен географически и встречается от Мексики на севере до Аргентины на юге, а также на некоторых островах Карибского бассейна . ^[1]^[2]^[3] Он обитает в различных лесных средах обитания и связанных с ними открытых пространствах. ^[2]Два исследования, опубликованные в 2009 году, показали, что некоторые популяции этого вида состоят исключительно из самок, которые размножаются посредством телитокозного партеногенеза . ^[4]^[5] Подробное исследование обнаружило доказательства полового размножения у некоторых популяций бразильской Амазонии. ^[3] Соответственно, M. smithii представляет собой мозаику популяций, размножающихся половым и бесполым путем. ^[3] В бесполых популяциях все муравьи в одной колонии являются клонами королевы женскими . ^[3] Внутри колонии муравьи выращивают грибной сад , выращенный из кусочков мертвых растительных остатков, мертвых насекомых и помета насекомых. ^[6]^[7]

Описание

Муравьев рода Mycocepurus отчетливо можно узнать по коронообразному скоплению шипов на промезонотуме, сросшимся мезонотуму и переднеспинке на передней части среднеспинки или средней части. Mycocepurus smithii имеет острые, выступающие проподеальные (задние части туловища) шипы, в отличие от M. obsoletus , у которого проподеальные шипы тупые. У рабочих также нет развитых промезонотальных шипов в центре кроны, что отличает M. smithii от M. goeldii и подобных видов. ^[1]^[2]

Воспроизведение

Первоначально M. smithii считалось, что размножается только бесполым путем, поскольку не было обнаружено никаких свидетельств существования особей мужского пола. Это привело к тому, что M. smithii был признан первым видом муравьев, выращивающим грибы, который размножается посредством телитокозного партеногенеза, при котором самки, рабочие и репродуктивные королевы производятся бесполым путем. ^[5]^[4] Цитогенетическим механизмом телитокии является либо апомиксис (митотический партеногенез), либо аутомиксис с центральным слиянием и низкой скоростью рекомбинации . ^[3] Аутомиксис с центральным слиянием - цитогенетический механизм, зарегистрированный у других бесполых видов муравьев. ^[8] гнезда с несколькими матками Часто встречаются , что позволяет предположить, что M. smithii является полигинным видом. ^[5]^[6]^[7] Похоже, это случай вторичной полигинии, и королевы могут быть дочерьми основательницы. ^[6]

Детальное изучение многих популяций M. smithii в их географическом ареале (от Мексики до Аргентины) показало, что некоторые популяции M. smithii в бразильской Амазонии размножаются половым путем. Это было продемонстрировано с использованием высоковариабельных генетических маркеров . Сперма также была обнаружена в сперматеках королев. Половое размножение было предложено как механизм поддержания генетического разнообразия, наблюдаемого у этого вида. ^[3] Подводя итог, можно сказать, что M. smithii не является полностью асексуальным видом, а представляет собой «мозаику» сексуальных и бесполых популяций. Филогенетические реконструкции и биология вида позволяют предположить, что эти половые популяции дали начало бесполым. ^[3] Механизм перехода к асексуальности до сих пор неизвестен. Однако анализы на антибиотики и генетический скрининг не эндосимбионт, такой как Wolbachia . показывают, что асексуальность вызывает ^[4] Фактически сравнительный анализ показал, что эндосимбионты Wolbachia, по-видимому, не вызывают асексуальности у муравьев в целом. ^[8]

Архитектура гнезда

Гнезда и колонии M. smithii подробно изучены в Пуэрто-Рико и Бразилии . ^[6]^[7]^[5] На поверхности гнезда M. smithii можно узнать по насыпям, состоящим из выкопанной почвы и глины. В центре каждого гнездового холмика расположен вход в гнездо диаметром примерно 1,2 мм. Большие гнезда M. smithii , предположительно более древние, могут содержать до 7 или около того камер. ^[5]^[6]^[7] Некоторые грибные камеры неглубоки, тогда как другие можно найти на большой глубине, до 2 метров. ^[7] Заброшенные камеры используются для хранения отходов грибного сада и рыхлой почвы от строительства камер. Количество гнездовых камер имеет тенденцию к увеличению по мере взросления колоний. ^[7] Поскольку королевы M. smithii способны к бесполому размножению, считается, что колонии могут также расти путем почкования. ^[7] в дополнение к созданию независимой колонии. ^[5] Колонии, которые растут путем почкования, могут образовывать большие сети колоний. ^[7]

Рабочие муравьи M. smithii поддерживают узкие туннели (диаметром 1,3 мм), которые не позволяют двум муравьям пройти друг через друга в туннеле (размер головы около 0,7 мм у рабочих и 0,9 мм у маток). Туннели также имеют несколько секций немного большего размера (диаметром около 3,6 мм), которые позволяют проходить и одновременно облегчают обмен информацией. Узкие туннели, по-видимому, легче построить (энергетически дешевле), а также могут способствовать выравниванию влажности и температуры в колонии или предотвращению вторжений хищников. ^[6]^[7] В целом колонии M. smithii меньше, чем колонии M. goeldii . ^[5]^[7]

Выращивание грибов

Основывая новую колонию, молодые королевы сбрасывают крылья либо перед раскопками гнезда, либо прямо внутри него. Затем они выкапывают туннель глубиной примерно 10 см (4 дюйма) и создают основную камеру. Затем царица, или бескрылая, переносит крылья в основную камеру и вставляет их в потолок камеры, где поверхность крыльев используется в качестве платформы для выращивания зарождающегося грибного сада. Она также будет искать у входа в гнездо помет гусениц, чтобы накормить грибной сад. Женские передние крылья всех так называемых Paleoattini (роды Mycocepurus , Apterostigma и Myrmicocrypta ) имеют пятно в форме полумесяца, лишенное каких-либо жилок, волосков и пигментации, и считается, что оно обеспечивает «легко очищаемую» платформу для грибка. сад. ^[6] Королевы социально-паразитического вида Mycocepurus castrator самостоятельно не создают свои колонии, а на их крыльях отсутствует светлое пятно. ^[9] Это косвенно подтверждает идею о том, что пятно на крыле выполняет функцию на ранней стадии основания колонии и на стадии культивирования грибов у самостоятельно образующихся королев Mycocepurus . ^[9]По мере взросления колонии рабочие развиваются, а затем ухаживают за грибным садом, кормя его сухими листьями, пометом гусениц и другим мусором из опада. ^[6]^[7]

Одной из особенностей выращивания M. smithii является то, что, в отличие от высших аттин, они используют для своих садов широкое разнообразие грибковых линий. ^[10]^[11]Линии M. smithii со временем претерпели множество смен сортов. Предполагается, что эта тенденция к смене сортов является механизмом, помогающим компенсировать некоторые издержки асексуальности. ^[12]Кроме того, в отличие от других муравьев, выращивающих грибы , M. smithii имеет микробиом , отличный от окружающей почвы. ^[13]Бразильская популяция M. smithii имеет сорт гриба со структурами, похожими на гонгилидии . Это необычно, поскольку гонгилидии представляют собой богатые питательными веществами пищевые тела, вырабатываемые грибами муравьев -листорезов , а муравьи-листорезы являются довольно дальними родственниками Mycocepurus. ^[14]

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Кемпф, В. (1963). «Обзор рода муравьев Mycocepurus Forel, 1893 (Hymenoptera: Formicidae)». Студия Энтомологии .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Маккей, Уильям П.; Маес, Жан-Мишель; Фернандес, Патрисия Рохас; Мун, Глэдис (24 августа 2004 г.). «Муравьи Северной и Центральной Америки: род Mycocepurus (Hymenoptera: Formicidae) » Журнал науки о насекомых . 4 :27.doi : 10.1093 /jis/4.1.27 . ISSN 1536-2442 . ПМК 1081568 . ПМИД 15861242 . Проверено 0 июля 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рабелинг, Кристиан; Гонсалес, Омар; Шульц, Тед Р.; Баччи, Маурисио; Гарсия, Маркос В.Б.; Верха, Манфред; Ишак, Хизер Д.; Мюллер, Ульрих Г. (14 июня 2011 г.). «Загадочные половые популяции объясняют генетическое разнообразие и экологический успех широко распространенных бесполых муравьев, выращивающих грибы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (30): 12366–12371. Бибкод : 2011PNAS..10812366R . дои : 10.1073/pnas.1105467108 . ПМК 3145723 . ПМИД 21768368 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с
Химлер А.Г., Кальдера Э.Дж., Баер Б.К., Фернандес-Марин Х., Мюллер У.Г. (2009). «Нет секса ни в муравьях, выращивающих грибы, ни в их посевах» . Труды Королевского общества Б. 276 (1667): 2611–6. дои : 10.1098/rspb.2009.0313 . ПМЦ 2686657 . ПМИД 19369264 .
- Виктория Гилл (15 апреля 2009 г.). «Муравьи населяют «мир без секса» » . Новости Би-би-си .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рабелинг, К; Лино-Нето, Дж; Каппеллари, Южная Каролина; Дос-Сантос, Айова; Мюллер, Ю.Г. (2009). «Телитокозный партеногенез у муравьев-грибов Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)» . ПЛОС ОДИН . 4 (8): 12366–12371. Бибкод : 2009PLoSO...4.6781R . дои : 10.1371/journal.pone.0006781 . ПМЦ 2728836 . ПМИД 19707513 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Фернандес-Марин, Х.; Циммерман, Дж. К.; Всисло, WT; Ренер, С.А. (2005). «Основание колонии, архитектура гнезда и демография базального муравья, выращивающего грибы, Mycocepurus smithii (Hymenoptera, Formicidae)» (PDF) . Журнал естественной истории . 39 (20): 1735–1743. Бибкод : 2005JNatH..39.1735F . дои : 10.1080/00222930400027462 . S2CID 36894744 . Проверено 7 июля 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к Рабелинг, К; Верхааг, М; Энгельс, В. (2007). «Сравнительное исследование архитектуры гнезд и структуры колоний муравьев, выращивающих грибы, Mycocepurus goeldii и M. smithii» . Журнал науки о насекомых . 7 (40): 1–13. дои : 10.1673/031.007.4001 . ПМЦ 2999435 . ПМИД 20331400 .
^ Jump up to: ^а ^б Рабелинг, К; Кронауэр, DJC (2013). «Телитокозный партеногенез у эусоциальных перепончатокрылых». Ежегодный обзор энтомологии . 58 : 273–292. doi : 10.1146/annurev-ento-120811-153710 . ПМИД 23072461 .
^ Jump up to: ^а ^б Рабелинг, Кристиан; Баччи-младший, Маурисио (июль 2010 г.). «Новая безработная инквилина в Нижнем Аттини (Hymenoptera: Formicidae) с обсуждением социального паразитизма у муравьев, выращивающих грибы». Систематическая энтомология . 35 (3): 379–392. Бибкод : 2010SysEn..35..379R . дои : 10.1111/j.1365-3113.2010.00533.x . S2CID 50232493 .
^ Мюллер, Юга; Ренер, SA; Шульц, Т.Д. (1998). «Эволюция земледелия у муравьев». Наука . 281 (5385): 2034–2038. Бибкод : 1998Sci...281.2034M . дои : 10.1126/science.281.5385.2034 . ПМИД 9748164 .
^ Рабелинг, К. (2004). Гнезда, помет и симбиотические грибы амазонских муравьев группы оригинальных Аттини. Диссертация. Университет Тюбингена. 86р.
^ Келлнер, К; Фернандес-Марин, Х; Ишак, Х; Сен, Р; Линксвайер, Т.А.; Мюллер, Ю.Г. (2013). «Коэволюционные закономерности и диверсификация муравьино-грибных ассоциаций у бесполых грибковых муравьев Mycocepurus smithii в Панаме». Журнал эволюционной биологии . 26 (6): 1352–1362. дои : 10.1111/jeb.12140 . ПМИД 23639137 . S2CID 23711609 .
^ Келлнер, К; Ишак, HD; Линксвайер, Т.А.; Мюллер, Ю.Г. (2015). «Состав и разнообразие бактериального сообщества в симбиозе предковых муравьевых грибов» . ФЭМС Микробиология Экология . 91 (7): fiv073. дои : 10.1093/femsec/fiv073 . ПМИД 26113689 .
^ Масюлёнис, В.Е.; Рабелинг, К; Де Файн Лихт, HH; Шульц, Т; Баччи, М. младший (2014). «Бразильская популяция бесполых грибковых муравьев Mycocepurus smithii (Formicidae, Myrmicinae, Attini) культивирует грибковые симбионты со структурами, подобными гонгилидиям» . ПЛОС ОДИН . 9 (8): е103800. Бибкод : 2014PLoSO...9j3800M . дои : 10.1371/journal.pone.0103800 . ПМЦ 4125159 . ПМИД 25101899 .

Внешние ссылки

[Kempf-1] Jump up to: ^а ^б Кемпф, В. (1963). «Обзор рода муравьев Mycocepurus Forel, 1893 (Hymenoptera: Formicidae)». Студия Энтомологии .

[Mackay-2] Jump up to: ^а ^б ^с Маккей, Уильям П.; Маес, Жан-Мишель; Фернандес, Патрисия Рохас; Мун, Глэдис (24 августа 2004 г.). «Муравьи Северной и Центральной Америки: род Mycocepurus (Hymenoptera: Formicidae) » Журнал науки о насекомых . 4 :27.doi : 10.1093 /jis/4.1.27 . ISSN 1536-2442 . ПМК 1081568 . ПМИД 15861242 . Проверено 0 июля 2016 г.

[Rabeling2011-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рабелинг, Кристиан; Гонсалес, Омар; Шульц, Тед Р.; Баччи, Маурисио; Гарсия, Маркос В.Б.; Верха, Манфред; Ишак, Хизер Д.; Мюллер, Ульрих Г. (14 июня 2011 г.). «Загадочные половые популяции объясняют генетическое разнообразие и экологический успех широко распространенных бесполых муравьев, выращивающих грибы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (30): 12366–12371. Бибкод : 2011PNAS..10812366R . дои : 10.1073/pnas.1105467108 . ПМК 3145723 . ПМИД 21768368 .

[himler-4] Jump up to: ^а ^б ^с Химлер А.Г., Кальдера Э.Дж., Баер Б.К., Фернандес-Марин Х., Мюллер У.Г. (2009). «Нет секса ни в муравьях, выращивающих грибы, ни в их посевах» . Труды Королевского общества Б. 276 (1667): 2611–6. дои : 10.1098/rspb.2009.0313 . ПМЦ 2686657 . ПМИД 19369264 .
Виктория Гилл (15 апреля 2009 г.). «Муравьи населяют «мир без секса» » . Новости Би-би-си .

[5] Виктория Гилл (15 апреля 2009 г.). «Муравьи населяют «мир без секса» » . Новости Би-би-си .

[Rabeling2009-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Рабелинг, К; Лино-Нето, Дж; Каппеллари, Южная Каролина; Дос-Сантос, Айова; Мюллер, Ю.Г. (2009). «Телитокозный партеногенез у муравьев-грибов Mycocepurus smithii (Hymenoptera: Formicidae)» . ПЛОС ОДИН . 4 (8): 12366–12371. Бибкод : 2009PLoSO...4.6781R . дои : 10.1371/journal.pone.0006781 . ПМЦ 2728836 . ПМИД 19707513 .

[Fernandez-Marin2005-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Фернандес-Марин, Х.; Циммерман, Дж. К.; Всисло, WT; Ренер, С.А. (2005). «Основание колонии, архитектура гнезда и демография базального муравья, выращивающего грибы, Mycocepurus smithii (Hymenoptera, Formicidae)» (PDF) . Журнал естественной истории . 39 (20): 1735–1743. Бибкод : 2005JNatH..39.1735F . дои : 10.1080/00222930400027462 . S2CID 36894744 . Проверено 7 июля 2016 г.

[Rabeling2007-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к Рабелинг, К; Верхааг, М; Энгельс, В. (2007). «Сравнительное исследование архитектуры гнезд и структуры колоний муравьев, выращивающих грибы, Mycocepurus goeldii и M. smithii» . Журнал науки о насекомых . 7 (40): 1–13. дои : 10.1673/031.007.4001 . ПМЦ 2999435 . ПМИД 20331400 .

[RabelingKronauer-8] Jump up to: ^а ^б Рабелинг, К; Кронауэр, DJC (2013). «Телитокозный партеногенез у эусоциальных перепончатокрылых». Ежегодный обзор энтомологии . 58 : 273–292. doi : 10.1146/annurev-ento-120811-153710 . ПМИД 23072461 .

[Rabeling2010-9] Jump up to: ^а ^б Рабелинг, Кристиан; Баччи-младший, Маурисио (июль 2010 г.). «Новая безработная инквилина в Нижнем Аттини (Hymenoptera: Formicidae) с обсуждением социального паразитизма у муравьев, выращивающих грибы». Систематическая энтомология . 35 (3): 379–392. Бибкод : 2010SysEn..35..379R . дои : 10.1111/j.1365-3113.2010.00533.x . S2CID 50232493 .

[10] Мюллер, Юга; Ренер, SA; Шульц, Т.Д. (1998). «Эволюция земледелия у муравьев». Наука . 281 (5385): 2034–2038. Бибкод : 1998Sci...281.2034M . дои : 10.1126/science.281.5385.2034 . ПМИД 9748164 .

[11] Рабелинг, К. (2004). Гнезда, помет и симбиотические грибы амазонских муравьев группы оригинальных Аттини. Диссертация. Университет Тюбингена. 86р.

[12] Келлнер, К; Фернандес-Марин, Х; Ишак, Х; Сен, Р; Линксвайер, Т.А.; Мюллер, Ю.Г. (2013). «Коэволюционные закономерности и диверсификация муравьино-грибных ассоциаций у бесполых грибковых муравьев Mycocepurus smithii в Панаме». Журнал эволюционной биологии . 26 (6): 1352–1362. дои : 10.1111/jeb.12140 . ПМИД 23639137 . S2CID 23711609 .

[13] Келлнер, К; Ишак, HD; Линксвайер, Т.А.; Мюллер, Ю.Г. (2015). «Состав и разнообразие бактериального сообщества в симбиозе предковых муравьевых грибов» . ФЭМС Микробиология Экология . 91 (7): fiv073. дои : 10.1093/femsec/fiv073 . ПМИД 26113689 .

[14] Масюлёнис, В.Е.; Рабелинг, К; Де Файн Лихт, HH; Шульц, Т; Баччи, М. младший (2014). «Бразильская популяция бесполых грибковых муравьев Mycocepurus smithii (Formicidae, Myrmicinae, Attini) культивирует грибковые симбионты со структурами, подобными гонгилидиям» . ПЛОС ОДИН . 9 (8): е103800. Бибкод : 2014PLoSO...9j3800M . дои : 10.1371/journal.pone.0103800 . ПМЦ 4125159 . ПМИД 25101899 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]