Halictus sexcinctus - Halictus sexcinctus - Wikipedia

Halictus sexcinctus
женский Halictus sexcinctus
Мужской
Научная классификация
Королевство:	Animalia
Тип:	Членистоногие
Учебный класс:	Насекомое
Заказ:	Перепончатокрылые
Семья:	Halictidae
Племя:	Галиктини
Род:	Halictus
Подрод:	Halictus (Гексатениты)
Разновидность:	H. sexcinctus
Биномиальное имя
Halictus sexcinctus Фабрициус, 1775
Распространение Halictus sexcintus

Halictus sexcinctus, обычно называемый шестиполосная пчела, это разновидность потная пчела встречается по всей Европе и на востоке до азиатской Турции и Ирака. H. sexcinctus можно легко спутать с близкими видами, Halictus scabiosae, из-за очень схожих морфологических особенностей. H. sexcinctus показать социальную полиморфизм в которых разные колонии могут проявлять одиночные, общинные или эусоциальный структура. Из-за такой большой разницы в социальной организации возникло подозрение, что это вообще не один вид, а несколько, загадочные виды. Однако генетический анализ смог подтвердить, что эти различные популяции как один вид. H. sexcinctus будет питаться от нескольких видов цветов, но предпочитает виды растений с широко раскрытыми цветками. Их гнезда можно найти вырытыми в земле в суглинистой или песчаной почве.

Таксономия и филогенетика

Halictus sexcinctus является частью семьи Halictidae, которых обычно называют потовыми пчелами. Виды в роду Halictus являются самыми последними из Halictid семья и H. sexcinctus относится к наиболее недавно разработанным клады семьи, которая является общественным таксоны.^[1] Семейство Halictidae - это самый эусоциальный вид из всех пчелиных семей.^[1] Изучение социальности этого семейства сдерживалось отсутствием понимания того, как виды филогенетически связаны и насколько близкородственные виды внутри семейства демонстрируют очень разные уровни развития. общительность.^[1] Из-за различных уровней социальности, наблюдаемых у видов, сначала считалось возможным, что H. sexcinctus на самом деле был загадочные виды. Генетическое исследование их митохондриальная ДНК показал H. sexcinctus это фактически один вид. Однако это исследование не было окончательным, и дальнейшие исследования их ядерные гены необходимы для уверенности.^[2] H. sexcinctus наблюдалось, чтобы быть как уединенным, так и эусоциальным. Поскольку он принадлежит к эусоциальной кладе, его уединенное поведение является эволюционным возвратом. Тем не мение, H. sexcinctus не одинок в этом, поскольку в пределах рода были многократные потери эусоциальности, например, у видов Halictus rubicundus.^[1]

Описание и идентификация

Halictus sexcinctus это вид гнездящихся на земле пчел, ранее считавшихся одиночными.^[3] Они относительно большие по сравнению с другими пчелами-потами.^[4] Их длина 14–16 мм, на брюшке есть белые войлочные полосы.^[5] Рабочие обычно меньше, чем основательницы, в то время как основательницы обычно самые крупные и измученные особи в гнезде.^[4] Стерильные и репродуктивные рабочие не различаются размерами.^[6]

Половой диморфизм

Как это типично для потовых пчел, самки крупнее самцов.^[4] Самцы также имеют более стройное тело, чем самки, и их усики длиннее с немного другой окраской.^[7] H. sexcinctus выглядит очень похоже на Halictus scabiosae, поэтому их легко спутать. У обоих есть кольца в виде колец на их тергиты, у самок передние и задние полосы на 2-4 тергитах желтовато-коричневые, а у самцов задние беловатые полосы на 2-6 тергитах. H. sexcinctus отличается от H. scabiosae при этом у самцов более длинные красноватые усики, а у самок отсутствуют базальные полосы волос на 2-4 тергитах.^[8]

Социальное описание

В эусоциальных гнездах королевы проявляют агрессивное поведение, и может произойти смертельный бой, если другая самка попытается узурпировать основательницу. Однако в коммунальных гнездах агрессия между самками практически отсутствует, и основательницы постоянно присоединяются к ним. колония в период основания с конца мая до начала июня. В зависимости от социальной организации конкретного гнезда работницы демонстрируют разное поведение - от полного эгоизма до эусоциальной помощи. H. sexcinctus был очень важен для понимания эволюции эусоциальности. Филогенетический анализ показывает, что H. sexcinctus имеет социального предка, и что одиночные популяции являются примером эволюционного поворота вспять.

Распространение и среда обитания

Halictus sexcinctus обычно встречаются по всей Европе и могут быть найдены на севере вплоть до юга Швеции^[5] и так далеко на восток, как Турция и Ирак. Они одиночны в северной части ареала и социальны в южном ареале.^[4] Они живут очень большими скоплениями в Центральной Европе, несмотря на одиночество в этой части своего ареала.^[4] H. sexcinctus предпочитает гнездиться в песчаных или суглинистый почва.^[5] Они используют свои челюсти копать гнезда в земле или даже на вертикальном субстрате, если он сделан из земли. Их гнезда состоят из главного туннеля, вырытого по диагонали в земле, с несколькими короткими боковыми камерами, ведущими к выводковые клетки. Одно яйцо откладывается на ячейку поверх нектар -пыльца смесь.^[7] Самки в основном собирают пыльцу с растений семейства. Сложноцветные и, как правило, кормятся видами растений с широко раскрытыми цветками.^[5] Примеры растений, с которых они собирают пыльцу и нектар: астры, ромашки и подсолнухи.^[7]

Колонический цикл

На недавно закладку требуется около 4,5–5 недель. H. sexcinctus яйцо развиться во взрослую особь. Основательницы в среднем откладывают 9,6 яиц в первый раз. выводок. Цикл колонии длится около 10–12 недель, с обеих сторон ограниченный зимой. спячка.^[4]

Посадка колонии

Зимой после спаривания самки зимуют внутри своих гнезд. С конца мая до начала июня они начнут строить новые гнезда, в которых будут хранить добытую пыльцу и нектар. Эти запасы пищи в новом гнезде используются для кормления личинок. Следующее поколение выходит из куколки (eclose) с июля по август, и самки предыдущего поколения обычно умирают в это время. Вновь замороженные самки остаются в гнезде, а самцы уходят, чтобы спариваться с неродственными самками в других гнездах. Затем самцы умирают осенью после спаривания, в то время как самки впадают в спячку, что означает, что продолжительность жизни самцов сравнительно короткая.^[3]

Рост колонии

Самок первого выводка называют рабочими, а самок второго выводка - гинекологи.^[4] Рабочие могут быть репродуктивными или бесплодными.^[6] Как только рабочие выходят наружу, начинается заготовка второго выводка. Во время производства второго выводка поколения основательницы и дочери частично совпадают, и поскольку и дочери, и основательница откладывают яйца во втором выводке, этот тип цикла колонии называется «частично». бивольтин ”.^[4] Некоторые рабочие покинут материнское гнездо раньше перезимовка чтобы они весной могли стать основательницами. В одной южной греческой популяции до трех четвертей самок исчезли из своих колоний к весне. В то время как некоторые умрут, многие, вероятно, станут основательницами социальных колоний. В этом греческом населении только около 50% основательниц дожили до восторг первого выводка, поэтому, вероятно, рабочие откладывают много яиц второго расплода.^[6]

Социальный полиморфизм

У галитиновых пчел есть разница между общественной и общественной организацией. В общинных колониях нет каст, скорее, несколько женщин одного поколения работают вместе с относительно небольшими затратами. репродуктивный перекос и агрессия. Эти женщины могут быть родственниками, а могут и не быть. В эусоциальных колониях есть королева (основательница) и репродуктивные касты с высоким репродуктивным перекосом и агрессией, которые обычно направляются от королевы к рабочим. Этот тип общества формируется, когда потомки королевы становятся рабочими.^[9] H. sexcinctus имеет самый сильный полиморфный социальное поведение, обнаруженное у потовых пчел.^[6] Социальный полиморфизм, который они демонстрируют, - это полиморфизм, при котором либо одинокая самка основывает гнездо и социальность проявляется в следующем поколении самок, либо несколько самок из того же поколения основывают новую колонию.^[2] Одиночное и общинное поведение наблюдается в северном ареале, в то время как популяции в южном ареале демонстрируют общинную и эусоциальную структуру.^[6] Довольно необычно обнаружить, что как общинное, так и эусоциальное поведение, проявляемое одним и тем же видом, помимо халиктиновых пчел.^[2] H. sexcinctus был первым примером определенного эусоциального / коммунального полиморфизма у галиктиновых пчел и, возможно, самым ярким примером внутривидового социального полиморфизма у насекомых.^[9]

Морфологические различия из-за социальности

Коммунальные самки различаются по размеру от рабочих до эусоциальных маток, но все они имеют пропорционально более короткие крылья, чем у одиночных и эусоциальных самок, что указывает на то, что они следуют иному пути развития.^[2] В морфологический различия между общинными и эусоциальными людьми представляет собой роман предварительный различие в развитии, подразумевающее, что их поведенческие различия также имеют преимагинальное происхождение. Эта разница может быть вызвана факторами окружающей среды во время личинка период, например дифференцированное кормление матками.^[9] Еще не определено, возникают ли различные социальные организации из фенотипическая пластичность вызвано переключением окружающей среды (черта, обычно наблюдаемая у халитиновых пчел),^[9] или на основе генетических различий. Генетические различия не могут вызвать относительную стерильность, потому что гены, отвечающие за такой признак, не передаются. Мы не до конца понимаем механизм морфологических различий между социальными стратегиями.^[2]

Репродуктивный перекос

В общих гнездах размножение между основательницами распределяется довольно поровну, и между самками почти нет агрессии.^[2] Во всех светских лицах основательницы обычно демонстрируют более высокий уровень яичник развития, чем рабочие, и также более склонны к спариванию. Иногда у рабочих действительно более развитые яичники, чем у основательниц. По сравнению с другими Halictus разновидность, H. sexcinctus имеет высокие темпы развития яичников рабочих. В общественных колониях наблюдается репродуктивный перекос в пользу маток, но рабочие все еще имеют довольно много возможностей для спаривания. В отличие от многих пчел, статус осеменения не определяет, какие самки являются матками, а какие - рабочими, хотя, конечно, дочерей могут родить только спарившиеся самки, что является необходимым требованием для того, чтобы быть маткой.^[4]

Соотношение полов

Большинство потомства, полученного от первого выводка, составляют самки, составляя от 74 до 81% потомства. Только около 50% основательниц доживают до появления второго выводка. Это означает, что некоторые рабочие, не состоящие в браке, производят потомство, что приводит к появлению большего количества потомства мужского пола во втором выводке, чем в первом. Следовательно, соотношение самцов, произведенных во втором выводке, скорее всего, зависит от того, выживает или не выживает основательница. Очень редко основательницы не спариваются и, таким образом, производят выводок, состоящий только из самцов, а это значит, что они не производят второй выводок. Чтобы произвести на свет самцов, нужно меньше пыльцы, потому что они меньше гинекологов. При нехватке ресурсов соотношение полов может сместиться в сторону мужчин.^[4]

Разделение труда

Основательницы, как правило, больше изнашивают челюсти и крылья, чем рабочие, что предполагает, что они участвуют в большей работе, такой как строительство ячеек для расплода, содержание гнезда и обеспечение расплода. Рабочие демонстрируют «репродуктивный оппортунизм», где их уровень альтруизм может варьироваться от полностью альтруистического до полностью эгоистичного. Неясно, как именно такая гибкость возможна или как такое индивидуальное поведение приводит к распространению среди населения.^[4] Стерильные рабочие обычно имеют больший износ крыльев и челюсти чем репродуктивные работники. Скорее всего, это связано с тем, что стерильные рабочие выполняют больше работы, чем репродуктивные работники. Это говорит о том, что бесплодные работники более альтруистичны, чтобы получить инклюзивный фитнес через родственный отбор, из-за того, что они не могут производить собственное потомство. Некоторые работники репродуктивного здоровья несколько альтруистичны и помогают вырастить выводки своих сестер и матери. Некоторые, однако, не являются альтруистами и, кажется, заботятся только о собственном выводке, по сути заставляя их паразиты в колонию.^[6] Одной из причин того, что полиморфизмы общинного / эусоциального характера настолько редки, может быть то, что общественные стратегии нестабильны из-за их уязвимости перед обманом.^[9]

Паразиты

Новый вид клещи, Histiostoma halicticola, было обнаружено, что паразитирует H. sexcinctus в исследовании Fain et al. В этом исследовании новый вид клещей наблюдался только в дейтонимфальной стадии. Пчелы, укрывающие этих клещей, были найдены в заповеднике «Дёберитцер Хайде», который находится недалеко от Берлин, Германия. Клещи были обнаружены как у самцов, так и у самок. У самок клещи находятся в глубокой щетинистой борозде на втором тергите. Этот сайт защищает клещей и затрудняет их удаление. Когда женщина H. sexcinctus на теле было более тридцати клещей, затем клещи были обнаружены в других местах, где не было особого укрытия. Это показывает, что борозда является предпочтительным местом, и клещи поселяются в другом месте только в том случае, если борозда уже заполнена. У самцов эта борозда отсутствует, поэтому клещи находятся на гладкой вогнутой вентральной поверхности грудной клетки между тазики. H. sexcinctus также было обнаружено, что здесь обитают клещи из семейств Pygmephoridae и Scutacaridae..^[3]

Человеческое значение

Антимикробные свойства белков яда

С ростом устойчивые к антибиотикам бактерии, необходимость найти противомикробные вещества, которые действуют иначе, чем существующие антибиотики невероятно важно. Антимикробные пептиды (AMP) обычно встречаются в яд членистоногих, и эти белки функционируют, разрушая мембраны бактериальных клеток. Однако эти AMP часто также могут повредить эукариотический клетки, обычно красные кровяные тельца. Вещество, повреждающее эритроциты человека, по понятным причинам будет менее ценным в качестве антибиотика. AMP, которые повреждают красные кровяные тельца с низкой скоростью, были обнаружены в яде нескольких видов пчел, что привело к исследованию яда пчел. H. sexcinctus. Два недавно изолированных пептиды из яда, как было обнаружено, значительно отличаются по структуре от любых других AMP в базе данных антимикробных пептидов. Эти новые белки показали свою эффективность противомикробный активность против четырех штаммов бактерий (Б. subtilis, S. aureus, Кишечная палочка, и P. aeruginosa ) и дрожжевой возбудитель (C. albicans ). Хотя эти белки изолированы от H. sexcinctus яд проявляет хорошие антимикробные свойства, они также могут повредить эритроциты (гемолиз ), снижая их терапевтический потенциал. Однако, когда их структуры были изменены, было обнаружено несколько аналогов с несколько более низкой гемолитической активностью, заслуживающих дальнейшего изучения.^[5]

Понимание эволюции эусоциальности

Пчелы - важные модельные организмы для изучения эволюции социального поведения, поскольку они демонстрируют широкий спектр социальных стратегий.^[2] H. sexcinctus Поведение важно для понимания эволюции эусоциальности, потому что ранее считалось, что общественная социальная организация была переходным шагом к эусоциальности. Однако, поскольку эти общественные и эусоциальные стратегии существуют отдельно без перехода у этого вида, данные не подтверждают эту теорию.^[2] Как показывает филогенетика, коллективное поведение может фактически быть переходной ступенью между эусоциальным поведением и возвращением к уединенному поведению.^[6]

Рекомендации

1. Данфорт Б. Н., Соке Х. и Пакер Л. (1999). Филогения пчелиного рода Halictus (Hymenoptera: Halictidae) на основе анализа данных о ядерной последовательности EF-1alpha и вероятностного анализа. Мол Филогенет Эвол, 13(3), 605–618. DOI: 10.1006 / mpev.1999.0670
2. Келлер, Л. (2003). Поведенческая пластичность: уровни социальности пчел. Текущая биология, 13(16), R644 – R645. DOI: 10.1016 / S0960-9822 (03) 00571-2
3. Файн, А., и Эртелд, К. (1998). Описание нового вида Histiostoma Kramer, 1876 (Acari: Histiostomatidae), форетического на одиночной пчеле Halictus sexcinctus (Fabricius, 1775) (Hymenoptera: Apidae: Halictinae). Bulletin & Annales de La Societe Royale D’Entomologie de Belgique, 134, 47–57.
4. Ричардс, М. Х. (2001). Гнездовая биология и социальная организация Halictus sexcinctus (Фабрициус) в южной Греции. Канадский журнал зоологии, 79(12), 2210–2220. DOI: 10.1139 / cjz-79-12-2210
5. Монинцова, Л., Будешинский, М., Сланинова, Й., Говорка, О., Цвачка, Ю., Вобурка, З.,… Чержовский, В. (2010). Новые антимикробные пептиды из яда эусоциальной пчелы Halictus sexcinctus (Hymenoptera: Halictidae) и их аналоги. Аминокислоты, 39(3), 763–775. DOI: 10.1007 / s00726-010-0519-1
6. Ричардс, М. Х. (2003). Изменчивое рабочее поведение у слабо эусоциальной потовой пчелы, Halictus sexcinctus Фабрициус. Насекомые Sociaux, 50(4), 361–364. DOI: 10.1007 / s00040-003-0691-3
7. "Halictus sexcinctus." Insectoid.info. N.p., n.d. Интернет. 14 октября 2015 г. .
8. Фальк, Стивен. "Halictus Scabiosae (большая бороздовая пчела) ". Flickr. Yahoo !, нет данных Интернет. 14 октября 2015 г. https://www.flickr.com/photos/63075200@N07/sets/72157638771523696/>.
9. Ричардс, М. Х., фон Веттберг, Э. Дж., И Рутгерс, А. С. (2003). Новый социальный полиморфизм у примитивно эусоциальной пчелы. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 100(12), 7175–7180. Doi: 10.1073 / pnas.1030738100