Thermonectus marmoratus - Thermonectus marmoratus

Thermonectus marmoratus
Дайвинг beetle1.svg
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Класс:Насекомое
Порядок:Жесткокрылые
Семья:Dytiscidae
Род:Термонектус
Виды:
T. marmoratus
Биномиальное имя
Thermonectus marmoratus
Серый, 1832 г.

Thermonectus marmoratus относительно красочный североамериканский вид ныряльщик известен под общими именами солнечные лучи ныряющего жука и пятнистый ныряльщик.[1] Поведение этого ныряющего жука сравнивают с аквалангом, поскольку он несет с собой пузырь воздуха, ныряя в воду.[2] Жук недавно стал заметным, когда было обнаружено, что его водная личиночная стадия - первое зарегистрированное использование бифокальная технология в животном мире.[3] Жук использует в своих основных глазах два сетчатка и два разных фокальные плоскости которые существенно разделены, как бифокальные очки чтобы переключить свое видение с близкого расстояния, чтобы легко и эффективно поймать свою добычу.

Из-за своей яркой окраски их часто выставляют в зоопарках, иногда вместе с Abedus Herberti (также встречаются вместе в дикой природе[4]) и других водных жуков.[5]

Физическое описание

Вольер для ныряющих жуков-солнечных лучей

Взрослый жук имеет длину 0,8–1,5 см (0,31–0,59 дюйма),[6][7] самки несколько крупнее самцов. Жук-ныряльщик солнечных лучей имеет черный цвет обтекаемой формы. панцирь покрыты ярко-желтыми или золотистыми пятнами. У мужчины есть присоска на каждом передняя лапа.[8][9]

Диета

Жуки-ныряльщики-солнечники хищники и мусорщики мелких животных, особенно беспозвоночные такие как другие водные насекомые и улитки, но и маленькие позвоночные например, молодь рыбы и головастики. При наличии предпочитают питаться мелкими, уже мертвыми мягкий животные.[4] Эти жуки полезны тем, что едят комар личинки и куколки. Также было замечено, что они роятся в добыче и массово кормятся. В неволе эти жуки будут питаться чешуйчатым кормом для рыб и жить сверчки.[10][11]

Поведение

Плавание

Санберст-ныряльщики живут в воде и хорошо плавают.[1][8] Жук-ныряльщик плавает, толкая Задние ноги одновременно, и может оставаться под водой в течение продолжительных периодов времени, удерживая под крыльями воздушный пузырь.[12] Они населяют различные медленно движущиеся пресноводные среды обитания, особенно мелкие, временные или прерывистые водоемы и ручьи (Arroyos ) с небольшим количеством водной растительности или без нее.[7][13] Когда их источник воды иссякнет, они полетят в новый.

Защита

Отличительные желтые пятна солнечных лучей ныряющего жука также служат предупреждением о том, что хищники что насекомое может выделять неприятный на вкус химикат.[14] Химическое вещество молочного цвета выбрасывается из специализированных железы находится за головой насекомого, и было обнаружено, что он сделан в основном из стероидные гормоны цибистерон и мирасорвон. Кроме того, была высказана гипотеза, что мирасорвон действует как средство отпугивания рыб.[15]

Распределение

Жуки-ныряльщики-солнечники встречаются в экстремальных условиях. Южная Калифорния (в основном Полуостровные хребты ),[7] южный Юта,[16] Аризона, Нью-Мексико, Техас (где впервые было зарегистрировано в 1996 году), и Мексика.[17]

Развитие

Ранняя разработка

Яйца, которые откладывает мать, изначально имеют длину от 3,5 до 4 мм и не имеют пигментация или какие-либо особые свойства - делая их белыми и непрозрачными. Поскольку эмбрион развивается, она начинает казаться более полупрозрачной. Примерно на трети пути развития глаза становятся видимыми снаружи, однако область головы становится заметной только почти на полпути в развитии.[18] В личинки организма имеют ноги, мягкое тело, усики и водные животные - охотятся в основном на личинки комаров и другие водные животные. Жуки окукливаться на суше и может развиться из яйца до взрослой особи за 28 дней.[19]

Визуальная система

Множественные сетчатки

Ученые открыли зрительную систему личинок Thermonectus marmoratus иметь невероятно сложные глаза, похожие на фотоаппарат бифокальный возможности. Всего у жука 12 глаз (по шесть с каждой стороны головы), но всего двадцать восемь. сетчатка.[20] На раннем этапе развития организма существует множество консервативных функций и клеточных линий между ныряльщиком и другими видами насекомых, такими как муха (Дрозофила ). Однако есть и некоторые резкие различия, в том числе большее количество клеток, которые образуют две сетчатки на глаз, а также крупномасштабную реорганизацию тканей глаза. Особенно это наблюдается при миграции фоторецепторы на более поздних стадиях развития.[21] Глаза тоже ни на какие мышцы, что ограничивает их перемещение. Вместо этого жук сканирует поле зрения, двигая головой из стороны в сторону.[22] Глаза личинок отображены на шести различных нейропилы (скопления переплетенных нервы ), которые функционируют как зрительная мочка. По мере того как жук достигает зрелого возраста, эти нейрофилы дегенерируют и заменяются зрелой зрительной долей. Взрослые жуки развиваются сложные глаза, как и многие другие насекомые.[23]

Повязка на глаз

Наряду с шестью глазами по обе стороны головы у личинок есть повязка на глазу. Эта повязка на глаз не имеет линза, но состоит из ткани сетчатки. Ученые предполагают, что это работает, заполняя пробел в зрении в верхней части головы, и может предупредить личинок жуков об изменении света, что может указывать на хищника над головой.[24]

Бифокальная линза

Жук-ныряльщик имеет уникальную бифокальную линзу, которая асимметричный. В белок Макет середины линзы отличается от такового по краям.[25] Ученые обнаружили, что это несоответствие в хрусталике идет рука об руку с множеством сетчаток в каждом глазу. Бифокальная асимметричная линза позволяет формировать в глазу два изображения, каждое из которых фокусируется на одной из сетчаток. Несфокусированное изображение также смещается из-за асимметрии, в результате чего на одной сетчатке отображается только сфокусированное изображение, что дополнительно улучшает качество изображения. разрешающая способность.[26]

использованная литература

  1. ^ а б МОРГАН, Р. (1998). «5». «Окна в водный мир», Backyard BUGwatching. С. 4–6.
  2. ^ "Зоопарк и ботанический сад Лос-Анджелеса | Beetle, Sunburst Diving". Зоопарк и ботанический сад Лос-Анджелеса. Получено 24 апреля 2019.
  3. ^ Дон Фуллер (должным образом отредактировано) (24 августа 2010 г.). "Ошибка с бифокальными линзами сбивает с толку биологов". ScienceDaily. ScienceDaily LLC. Получено 25 августа 2010.
  4. ^ а б Х. Веласко; В. Х. Миллан (1998). «Привычки кормления двух крупных насекомых из ручья в пустыне: Abedus herberti (Hemiptera: Belostomatidae) и Thermonectus marmoratus (Coleoptera: Dytiscidae)». Водные насекомые. 20 (2): 85–96. Дои:10.1076 / aqin.20.2.85.4500.
  5. ^ О’Салливан, Т. "Изучение выращивания Thermonectus marmoratus в неволе" (PDF). Зоопарк Сент-Луиса. Получено 9 апреля 2018.
  6. ^ «Жук-ныряльщик Санберст - Thermonectus marmoratus». arizonensis.org. Получено 9 апреля 2018.
  7. ^ а б c СРЕДНИЙ. Эванс; J.N. Hogue (2006). Полевой справочник по жукам Калифорнии. Калифорнийский университет Press. п.73. ISBN  978-0-520-24655-3.
  8. ^ а б EVANS, D.L .; SCHMIDT, J.O .; ED. (1990). Защита от насекомых, адаптивные механизмы и стратегии жертвы и хищников. State Univ. Нью-Йорк Пресс, Олбани. стр.482 с.
  9. ^ MILNE, L; МИЛН, М. (1980). «Мраморный ныряющий жук (Thermonectus marmoratus)», Полевой справочник Общества Доббина по насекомым и паукам Северной Америки. Альфред А. Кнопф, штат Нью-Йорк. с. 542+ тарелка 96.
  10. ^ Arnett Jr, R.H .; Жак-младший, Р.Л. (1981). "Thermonectus marmoratus", Руководство Саймона и Шустера по насекомым. Нью-Йорк, Торонто и Лондон: Simon and Schuster Inc., стр. 86–87.
  11. ^ МОРГАН, Р. (1992). «Естественная история, содержание в неволе и демонстрация солнечного ныряющего жука Thermonectus marmoratus», Материалы ежегодной конференции AAZPA / CAZPA. С. 457–464.
  12. ^ "Санберст ныряющий жук | Инсектариум". audubonnatureinstitute.org. Получено 24 апреля 2019.
  13. ^ «Вид Thermonectus marmoratus - ныряющий жук-солнечник». BugGuide. Получено 9 апреля 2018.
  14. ^ "Жук-ныряльщик Санберст | Зоопарк Сент-Луиса". www.stlzoo.org. Получено 24 апреля 2019.
  15. ^ Майнвальд, Джерролд; Хуанг, Цин; Вркоч, Ян; Herath, Kithsiri B .; Ян, Чжи-Цай; Шредер, Франк; Attygalle, Athula B .; Айенгар, Викрам К .; Морган, Рэнди С. (17 марта 1998 г.). «Мирасорвон: замаскированный 20-кетопрегнан из защитной секреции ныряющего жука (Thermonectus marmoratus)». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 95 (6): 2733–2737. Bibcode:1998ПНАС ... 95.2733М. Дои:10.1073 / пнас.95.6.2733. ISSN  0027-8424. ЧВК  19637. PMID  9501158.
  16. ^ Винсон, М. (15 мая 2002 г.). «Водные экосистемы и беспозвоночные в Национальном памятнике Гранд-Лестница-Эскаланте» (PDF). Университет штата Юта. Получено 9 апреля 2018.
  17. ^ Шавердо, Х.В. (2005). Константинов; Тишечкин; Пенев (ред.). «Новые сведения о некоторых видах ныряющих водных жуков (Coleoptera: Dytiscidae) из Палеарктического и Неарктического регионов». Материалы к 80-летию Игоря Константиновича Лопатина в систематике и биологии жуков: 327–331.
  18. ^ Стечер, Надин; Стоуассер, Аннетт; Шталь, Аарон; Бушбек, Эльке К. (июль 2016 г.). «Эмбриональное развитие личиночных глаз ныряющего жука, Thermonectus marmoratus (Insecta: Dytiscidae): морфологическое исследование». Эволюция и развитие. 18 (4): 216–228. Дои:10.1111 / ede.12192. ISSN  1525–142X. PMID  27402568.
  19. ^ Сбита, Сара Дж .; Морган, Рэнди С.; Бушбек, Эльке К. (декабрь 2007 г.). "Метаморфозы глаз и зрительных долей у ныряльщика солнечных лучей Thermonectus marmoratus (Coleoptera: Dytiscidae)". Строение и развитие членистоногих. 36 (4): 449–462. Дои:10.1016 / j.asd.2007.08.003. ISSN  1467-8039. PMID  18089121.
  20. ^ Мандапака, Карунякант; Морган, Рэнди С.; Бушбек, Эльке К. (10 июля 2006 г.). "Двадцать восемь сетчаток, но только двенадцать глаз: анатомический анализ зрительной системы личинок ныряющего жука Thermonectus marmoratus (Coleoptera: Dytiscidae)". Журнал сравнительной неврологии. 497 (2): 166–181. Дои:10.1002 / cne.20974. ISSN  0021-9967. PMID  16705677.
  21. ^ Стечер, Надин; Стоуассер, Аннетт; Шталь, Аарон; Бушбек, Эльке К. (2016). «Эмбриональное развитие личиночных глаз ныряющего жука, Thermonectus marmoratus (Insecta: Dytiscidae): морфологическое исследование». Эволюция и развитие. 18 (4): 216–228. Дои:10.1111 / ede.12192. ISSN  1525–142X. PMID  27402568.
  22. ^ Buschbeck, Elke K .; Sbita, Sarah J .; Морган, Рэнди С. (сентябрь 2007 г.). «Сканирующее поведение личинок хищного ныряльщика Thermonectus marmoratus (Coleoptera: Dytiscidae) увеличивает поле зрения перед захватом добычи». Журнал сравнительной физиологии А. 193 (9): 973–982. Дои:10.1007 / s00359-007-0250-х. ISSN  0340-7594. PMID  17639412.
  23. ^ Sbita, S.J .; Morgan, R.C .; Бушбек, Э. К. (декабрь 2007 г.). "ScienceDirect". Строение и развитие членистоногих. 36 (4): 449–462. Дои:10.1016 / j.asd.2007.08.003. PMID  18089121.
  24. ^ Мандапака, Карунякант; Морган, Рэнди С.; Бушбек, Эльке К. (2006). «Двадцать восемь сетчаток, но только двенадцать глаз: анатомический анализ личиночной зрительной системы ныряющего жука Thermonectus marmoratus (Coleoptera: Dytiscidae)». Журнал сравнительной неврологии. 497 (2): 166–181. Дои:10.1002 / cne.20974. ISSN  1096-9861. PMID  16705677.
  25. ^ Шталь, Аарон Л; Бауком, Регина С; Кук, Тиффани А; Бушбек, Эльке К. (ноябрь 2017 г.). «Комплексная линза для сложного глаза». Интегративная и сравнительная биология. 57 (5): 1071–1081. Дои:10.1093 / icb / icx116. ISSN  1540-7063. ЧВК  5886344. PMID  28992245.
  26. ^ Стоуассер, Аннетт; Рапапорт, Александра; Layne, John E .; Морган, Рэнди С.; Бушбек, Эльке К. (24 августа 2010 г.). «Биологические бифокальные линзы с разделением изображений». Текущая биология. 20 (16): 1482–1486. Дои:10.1016 / j.cub.2010.07.012. ISSN  1879-0445. PMID  20691594.