Macrotermitinae - Macrotermitinae

Macrotermitinae
Isoptera sandias 02.jpg
Структура Macrotermes natalensis курган
Научная классификация е
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Учебный класс:Насекомое
Заказ:Blattodea
Инфразаказ:Изоптера
Семья:Termitidae
Подсемейство:Macrotermitinae
Кемнер, 1934
Роды

14, см. текст

Macrotermitinae (термиты, выращивающие грибы), подсемейство из Termitidae. Виды термитов, выращивающих грибы, культивируют в пределах Termitomyces для разложения мертвого растительного материала за пределами колонии (Примечание: все виды термитов разлагают органические вещества внутри своей кишечной микробиоты, а не Подсемейство Macrotermitinae). Примерно 30 миллионов лет назад это подсемейство начало выращивать предков Termitomyces. Настоящая сила или причины для начала одомашнивания грибов пока не ясны. Некоторые исследования кишечной микробиоты показали, что Macrotermitinae состав кишечника подсемейства имеет тесную связь с видами тараканов,[1] оба имеют одинаковый микробный состав кишечника.[2] Эти доказательства, основанные на микробиоте кишечника, полностью поддерживаются Янтарь образец, который обнаружил предков как термитов, так и тараканов.[3] Семейство муравьев также выращивает в своей колонии гриб, известный как муравьи-грибники, эти муравьи также демонстрируют аналогичный образ жизни, симбиотический образ жизни термитов, выращивающих грибы. Исследователь считает, что Macrotermitinae последний сформировал группы термитов из-за их сложного образа жизни колонии. Например, пересекающаяся кастовая система, возрастной политеизм. Более того, кишечник подсемейства состоит из бактериальное сообщество, скорее, чем жгутиконосцы. Эти производители грибов могут быть закодированы с помощью натуральные антибиотики потому что колония пока не обнаруживает инфекций.

На данный момент в мире насчитывается 14 родов, которые расширились до 350 с лишним видов. подсемейство.

Структура колонии

Macrotermitinae имеет сложную систему колоний. Зрелая колония Macrotermitinae состоит из королевской пары, стерильной касты, крылатых репродуктивных особей, называемых «крылатые», и молодых особей. Королевская пара - это король и королева, которые могут воспроизводить только молодых. Бесплодная каста - это рабочие (крупные рабочие и второстепенные рабочие) и солдаты (крупные солдаты и второстепенные солдаты). Королевская пара производит рабочих, солдат, алатов (будущих королевских пар). Королевская пара живет в «королевской палате», королева непрерывно откладывает яйца, а король спаривается с ней. Молодые - это незрелые рабочие, солдаты и алаты, после вылупления они живут в королевской палате. Рабочие концентрируются на процессе колонии, например, на сборе материала мертвых растений, изготовлении грибковых гребней, уходе за выводком, уходе за молодыми и т. Д. Солдаты защищают колонию.

Распределение

Подсемейство Macrotermitinae имеет широкое распространение через тропики Африки, Ближнего Востока, Южной и Юго-Восточной Азии, но его нет в Австралии или Новый мир.[4] Ископаемые останки из Танзании показывают, что Macrotermitinae развили сельское хозяйство около 31 миллиона лет назад.[5]

Экология

Как и другие термиты, Macrotermitinae являются почвенными инженерами, смешивая свои слюнные выделения с частицами почвы, чтобы образовать прочные твердые холмы и галереи.[6] Их курганы - одни из крупнейших, построенных любым видом термитов, объемом в тысячи литров и сохраняющимися на протяжении многих десятилетий. Это, вероятно, самые сложные колонии курганов из любой группы насекомых.[7] У Macrotermitinae 11 принятых родов и около 330 видов, наибольшее разнообразие которых наблюдается в Африке. Около 40 видов Termitomyces были идентифицированы как симбионты. В отличие от муравьи-грибники в племени Аттини, то Termitomyces часто имеют плодовые тела, на которых образуются споры, и считается, что передача гриба другим термитам происходит в основном горизонтальным путем (от одного брата к другому), а не вертикальным путем (от матери к дочери). Некоторые виды являются исключением, и у всех пяти видов рода Микротермес По результатам испытаний, грибы-симбионты не имели половых плодовых тел, а передача происходила материнским путем. Еще одним исключением был единственный вид Macrotermes bellicosus где снова грибок не плодоносил и где передача была отцовской.[7]

У них довольно жесткая кастовая система с небольшой гибкостью после стадии раннего возраста. Они также демонстрируют сложную поведенческую активность, и их присутствие в засушливых или полузасушливых районах может доминировать над другими видами термитов. Однако по сравнению с другими высшими термитами они демонстрируют некоторые примитивные черты и не смогли развить потребление почвы.[6]

В кургане есть галереи и камеры, в которых термиты выращивают грибы как эндосимбионты. Рассматриваемые грибы относятся к видам Termitomyces; неясно, всегда ли один вид термитов связан с одним видом грибов, и вероятно, что несколько видов термитов могут использовать один вид грибов. Рабочие термиты приносят растительный материал, такой как сушеная трава, гниющая древесина и опавшие листья, обратно к кургану. Этот материал пережевывается и частично переваривается термитами, удобряется их фекалиями и помещается в камеры, где он быстро заселяется грибком, образуя «грибковый гребешок». Термиты выращивают эти грибные сады, добавляя больше субстрата по мере необходимости и удаляя старые части сот для потребления всеми членами колонии.[7]

Кроме того, некоторые виды питаются различными типами живых и мертвых растений, включая древесину, но не разлагающейся растительностью;[8] Эти термиты имеют микробную флору кишечника, аналогичную другим видам термитов.[4]

Роды

Кишечник Macrotermitinae и кишечник таракана

Было сложно исследовать микробиоту кишечника термитов, но за последние десятилетия она внезапно изменилась, с тех пор, как появилась стратегия секвенирования штрих-кода.

Как возникла колония термитов, выращивающих грибы? (Жизненный цикл термитов, выращивающих грибы)

Крылатые крылатые крылышки> Основание колонии> Первые рабочие> Первые рабочие создают грибковые гребешки> Рост грибка Termitomyces на гребне> Рабочий кишечник (мертвый материал пластин + грибковые споры)> другие касты образуют случайность> Наконец, образование крылатых крыльев, они снова летают из колонии в сформировать новую колонию.

Система управления заводом по производству сырой нефти в зрелой колонии

Старые рабочие> Молодые рабочие (кишечник - быстрый кишечник)>

Галерея

  • Курган Macrotermitinae в дельте Окаванго недалеко от Маун, Ботсвана

  • Солдат-термит (Macrotermitinae) в дельте Окаванго

  • Муравей из рода Мегапонера с пойманным рабочим термитом (Macrotermitinae) в Дельта Окаванго, Ботсвана

  • Рабочие термиты (Macrotermitinae) закрывают недавно обнаженную шахту внутри термитников, чтобы предотвратить проникновение хищников

Рекомендации

  1. ^ Дитрих С., Кёлер Т., Брюн А. (апрель 2014 г.). «Тараканьи происхождение микробиоты кишечника термитов: закономерности в структуре бактериального сообщества отражают основные эволюционные события». Прикладная и экологическая микробиология. 80 (7): 2261–9. Дои:10.1128 / AEM.04206-13. ЧВК  3993134. PMID  24487532.
  2. ^ Отани С., Микаэлян А., Нобре Т., Хансен Л.Х., Коне Н.А., Соренсен С.Дж., Аанен Д.К., Бумсма Дж.Дж., Брюн А., Поулсен М. (сентябрь 2014 г.). «Определение основного микробного сообщества в кишечнике термитов, выращивающих грибы». Молекулярная экология. 23 (18): 4631–44. Дои:10.1111 / mec.12874. PMID  25066007.
  3. ^ ДеСалл Р., Гейтси Дж., Уилер В., Гримальди Д. (сентябрь 1992 г.). «Последовательности ДНК ископаемого термита в олиго-миоценовом янтаре и их филогенетические последствия». Наука. 257 (5078): 1933–6. PMID  1411508.
  4. ^ а б Зекбах Дж (11 апреля 2006 г.). Симбиоз: механизмы и модельные системы. Springer Science & Business Media. С. 736–745. ISBN  978-0-306-48173-4.
  5. ^ Робертс Э.М., Тодд С.Н., Аанен Д.К., Нобре Т., Гильберт-Вольф Х.Л., О'Коннор П.М., Тапанила Л., Мтелела С., Стивенс Нью-Джерси (2016). «Гнезда олигоценовых термитов с садами грибов in situ в рифтовом бассейне Руква, Танзания, подтверждают африканское происхождение палеогена для разведения насекомых». PLOS One. 11 (6): e0156847. Дои:10.1371 / journal.pone.0156847. ЧВК  4917219. PMID  27333288.
  6. ^ а б Кениг Х (2006). Кишечные микроорганизмы термитов и других беспозвоночных. Springer Science & Business Media. п. 202. ISBN  978-3-540-28180-1.
  7. ^ а б c Aanen DK, Eggleton P, Rouland-Lefevre C, Guldberg-Froslev T, Rosendahl S, Boomsma JJ (ноябрь 2002 г.). «Эволюция термитов, выращивающих грибы, и их мутуалистических грибных симбионтов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 (23): 14887–92. Дои:10.1073 / pnas.222313099. ЧВК  137514. PMID  12386341.
  8. ^ Вуд Т.Г. (1978). «Пища и пищевые привычки термитов». В Брайане М.Г. (ред.). Производственная экология муравьев и термитов. Издательство Кембриджского университета. п. 56. ISBN  978-0-521-21519-0.