Die alten parasitischen Wespen wurden zuerst in den Körpern ihrer Opfer gefunden • Alexander Khramov • Wissenschaftsnachrichten über die "Elemente" • Paläontologie, Entomologie

Alte parasitäre Wespen wurden zuerst in den Körpern ihrer Opfer gefunden.

Abb. 1. Pupa fliegt und Wespenvisualisierung Xenomorphia resurrectadarin liegend, mittels Computertomographie gewonnen. Skalierungslänge – 1 mm. Fotos aus dem Artikel in der DiskussionNaturkommunikationen

Deutsche Paläontologen haben den ersten direkten Nachweis von Endoparasiten bei alten Insekten entdeckt. Mit Hilfe eines Tomographen erledigten sie versteinerte Fliegenpuppen, die aus den späten Eozänsedimenten in Frankreich gewonnen wurden, und sahen in einigen von ihnen die parasitoiden Wespen Diapriidae, die zur Freisetzung bereitstanden. Das Alter des Funds beträgt 34-40 Millionen Jahre. Insgesamt konnten vier neue eozäne Parasitoide identifiziert werden, von denen einer zur modernen Gattung gehört.

Parasitoide Wespen sind eine der vielfältigsten Organismengruppen auf der Erde. Es wird angenommen, dass sie bis zu 10-20% der gesamten Artenvielfalt moderner Insekten ausmachen können. Zum Beispiel sind echte Wespenreiter (Ichneumonidae) vielleicht die reichsten Arten in der Familie der Lebewesen, es sei denn, Rüsselkäfer übertrafen sie in dieser Hinsicht. Nur diese eine Familie – wenn man bedenkt, dass die Mehrzahl ihrer Vertreter noch nicht beschrieben wurde – enthält mehr Arten als alle Wirbeltiere zusammen (D. H. Janzen, 1981.Der Gipfel in nordamerikanischen Ichneumoniden Artenreichtum liegt zwischen 38 Grad und 42 Grad N)! Aber zum Beispiel gibt es noch die noch weniger untersuchten Halcydreiter (Chalcidoidea Superfamilie) – der amerikanische Entomologe Gordon Gordh, der sein Leben dieser Gruppe widmete, glaubt, dass er in der Anzahl der Arten sogar überholt.

Anders als der Parasit im klassischen Sinn des Wortes, der am Überleben seines Besitzers interessiert ist (sonst stirbt er mit seinem Tod), tötet der Parasitoid langsam aber sicher das Opfer. Die Larven verschiedener parasitärer Wespen entwickeln sich in den Eiern, Larven oder Puppen anderer Insekten und fressen diese von innen. In dem Bemühen, die Bandbreite der möglichen Opfer zu maximieren, drangen Wespenreiter sogar in eine für die Hymenoptera ungewöhnliche aquatische Umwelt ein. Zum Beispiel die nordamerikanische Wespe aus der Gattung Trichoprien aus der Familie Diapriidae macht halbstündige Tauchgänge, um im Fluss eine Puppe eines Fliegenstiels zu finden und dort Eier zu legen. Als Aqualung verwendet es eine Luftblase am Ende des Abdomens (B. R. Coon et al., 2014. Labor Biologie und Feld Populationsdynamik Trichopria kolumbianischa (Hymenoptera: Diapriidae), ein anonymer Parasitoid von zwei biologischen Hydrilla-Bekämpfungsmitteln). Das Insektenspektrum der Opfer der Parasitoidwespen ist jedoch nicht begrenzt. Viele von ihnen nutzen Spinnen und winzige Chalcida-Reiter infizieren sogar Zecken und Nematoden.

Die Gründe für die kolossale Vielfalt dieser Gruppe werden noch deutlicher werden, wenn man bedenkt, dass eine Art von pflanzenfressenden Insekten in den Tropen und gemäßigten Breiten von 5-10 Arten von parasitoiden Wespen angegriffen werden kann (E. E. Grissell, 1999. Hymenopteran Biodiversity: Einige fremde Vorstellungen). Aber die Parasitoidwespen selbst selbst fallen manchmal anderen Wespen zum Opfer, die wiederum von Wespen des dritten Typs befallen werden (D. Sanders et al., 2016. trophic levels). Siehe auch die Nachrichten Im Zusammenhang mit der Pflanze, der Schädlingsraupe, dem Wespenreiter und seinem Hyperparasitoiden spielt eine wichtige Rolle das Poly-DNA-Virus "Elements", 24.07.2018). Als Ergebnis entsteht ein dreistufiges hyperparasitäres System, basierend auf einem einzelnen Subordinator. Es ähnelt einem sowjetischen Propagandaplakat über den König, den Priester und den reichen Mann auf den Schultern der Werktätigen.

Was kann die Paläontologie über die Evolution des Parasitoiden Stalkatus und der Wespe sagen? Die primitivsten Vertreter dieser Gruppe sind aus der Jurazeit bekannt, fortgeschrittenere Familien wie die Schlupfwespen erschienen zu Beginn der Kreidezeit. Ihre Biologie kann jedoch nur durch Analogie erraten werden: alte Wespen, die mit einem langen Legemonster ausgestattet sind und ähnlich den modernen Parasitoiden auf dem Rehrücken der Flügel sind, führten höchstwahrscheinlich zu derselben Lebensweise.Es gab jedoch noch keine direkten fossilen Beweise für das parasitäre Verhalten der Hymenopteren, mit Ausnahme der kürzlich in burmesischem Bernstein gefundenen Grille, die von einer parasitoiden Wespenlarve aus der Familie der Rhopalosomatidae geerntet wurde (Abb. 2). Auch diese Wespen greifen heute die Grillen an und greifen auf Ektoparasiten zurück, die die Existenz von Opfern an den Integumenten vermuten lassen (V. Lohrmann, MS Engel, 2017. Das letzte Abendmahl der Wespenlarve: 100 Millionen Jahre evolutionäre Stase Rhopalosomatid-Wespen (Hymenoptera: Rhopalosomatidae)). Ektoparasiten sind zum Beispiel und einige Ichneumonien, wie die Wespe ReclinervellusDie Larve sitzt rittlings auf einer Spinne wie ein Pferd und richtet sie in die Mitte des Netzes, wo sie einen besonderen Unterschlupf für die Spinne bildet (K. Takasuka et al., 2015). Host-Manipulation durch eine Ichneumonidenspinne Ektoparasitoid nutzt vorprogrammiertes Web-Building-Verhalten für seinen Kokonschutz).

Abb. 2 Oben – Larven der parasitischen Wespe aus der Familie der Rhopalosomatidae, die sich von Grillen ernähren. Unten – eine Grille mit einer daran befestigten Larve derselben Familie, gefunden im kreidigen burmesischen Bernstein (ca. 100 Ma). Foto aus dem Artikel V. Lohrmann, M.S. Engel, 2017. Larvas letzter Befürworter: 100 Millionen Jahre Entwicklung des Rausches von Rhopalosomatid-Wespen (Hymenoptera: Rhopalosomatidae)

Die meisten Parasitoide gehören jedoch zu Endoparasiten, die sich im Körper des Opfers entwickeln. Wenn wir auf dem Flugblatt eine infizierte Raupe sehen, in der der Parasitoide sein tödliches Festmahl begonnen hat, dann unterscheiden wir ihn höchstwahrscheinlich nicht von dem gesunden.Es scheint, dass fossiles Material, um nach Beispielen für Endoparasitismus zu suchen, umso nutzloser wäre. Die moderne Technologie ermöglichte es Wissenschaftlern jedoch, die geheime Küche der alten Parasiten zu durchdringen.

Das Material für die Studie waren die fossilen Fliegenpuppen, die in Phosphatbrüchen in der Gemeinde Bach im Departement Lot in der Region Quercy in der Region Okzitanien in Südwestfrankreich gefunden wurden. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurden in diesen Ländern aktiv Düngemittel abgebaut und gleichzeitig fossile Tiere des Eozän-, Oligozän- und Miozän-Zeitalters gefunden. Die meisten Fossilien wurden durch einzelne Knochen dargestellt, aber gelegentlich in Quercy (siehe Quercy-Phosphorit-Formation) gab es auch Mumien von Fröschen (Abb. 3), Salamandern und Schlangen, deren Weichgewebe in versteinerter Form erhalten war. Zusammen mit ihnen wurden in Quercy Insekten gefunden, die nicht flach, sondern voluminös waren – Kakerlaken, Schmetterlinge und Fliegen, Käfer und Kleinkinder und sogar ein Bär (AH Schwermann et al., 2016). Historischer Rückblick). In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle werden Insekten nur in Bernstein als dreidimensionale Objekte konserviert und in Steingesteinen durch flache Prägungen dargestellt. Quercy ist also eine der wenigen Ausnahmen von dieser Regel.

Abb. 3 Froschmama Thaumastosaurus gezei aus den Quercy-Phosphatvorkommen im National Museum of Natural History in Paris. Vor kurzem wurde es auch mit einem Tomographen erneut untersucht (F. Laloy et al., 2013). Eine Neuinterpretation des Eozäns Anuran Thaumastosaurus Basierend auf MicroCT Untersuchung einer "mumifizierten" Probe. Fotos von jdorcutt.blogspot.com

Zuvor hatten Paläontologen nur außerhalb von Quercy die "Mumien" von Insekten und Wirbeltieren studiert, was nicht sehr informativ war. Heutzutage werden die gleichen Exemplare, die im 19. Jahrhundert gesammelt wurden, mit Computertomographie neu untersucht, was es ermöglicht, die Details der inneren Struktur zu rekonstruieren. Deutsche Wissenschaftler unterzogen eine solche tomographische Untersuchung von 1510 Puppen von Quercy. Von außen ähneln die Puppen langen Knöpfen mit Kerben und sehen gar nicht vielversprechend aus (Abb. 4). Nach äußeren Zeichen sind sie in vier Arten unterteilt, aber es ist nicht genau bekannt, zu welchen Fliegen sie gehörten. Unter einigen Puparien (Puparien – das ist die äußere Schale der Puppe, die aus der Larvenhaut der Larven des letzten Zeitalters gebildet wurde) konnten Wissenschaftler in den tomographischen Bildern der gebildeten Fliegen sehen, aber sie blieben zu schlecht, um identifiziert zu werden.

Abb. 4 Versteinerte Puppen von Fliegen aus Kersi.Foto von livescience.com

Aber in 55 Puppen (3,8% der Gesamtzahl der Untersuchten) fanden Paläontologen Anzeichen von Endoparasiten (Abb. 1). Meistens waren dies erwachsene Wespen, die bereit waren, von der Puppe in die äußere Umgebung zu gehen, bevor sie lebend gegessen wurde. Ironischerweise sind diese Eindringlinge auf tomographischen Bildern in nicht infizierten Puppen viel besser sichtbar als die Besitzer selbst, was durch Unterschiede in der Struktur der Kutikula von Wespen und Fliegen erklärt werden kann.

Der Artikel wird von einem beeindruckenden Video mit einer dreidimensionalen Rekonstruktion des Wespenkörpers begleitet:

Alle erwachsenen identifizierbaren Wespen gehören zur modernen Familie der Reiter Diapriidae. Heutzutage entwickeln sich seine Vertreter auch hauptsächlich in den Puppen der Fliegen, wie der oben erwähnte Wespentaucher Trichoprien.

Quersey Wespen sind von vier verschiedenen Arten: Xenomorphia Handschini, X. resurrecta, Palaeortona Quercyensis und Koptera anka (Abb. 5), von denen letzterer Teil der jetzt bestehenden Gattung ist. Interessanterweise wurden Wespen aller vier Arten in den Musselinpuppen von nur einem der häufigsten Arten gefunden. Das heißt, es ist möglich, dass sie alle die gleiche Beute ausbeuten – ein zusätzliches Argument dafür, dass die Evolution der Parasitoidenwespen nach dem Prinzip "eins mit einem Zweibein" vor sich ging.und sieben mit einem Löffel ": auf der Grundlage einer einzigen Art von Wirt könnten mehrere Arten von Wespenparasitoiden entstehen. Jedoch eliminiert die Gesamtnahrungversorgung Unterschiede in Ökologie und Verhalten nicht. Zum Beispiel glauben die Autoren des Artikels, dass Wespen Koptera anka dank der besonderen Form des Kopfes war es einfacher, durch den Waldboden zu kriechen als die anderen drei Arten.

Abb. 5 Vier Arten von Wespen in den Puppen der Fliegen von Quercy gefunden. Das Diagramm zeigt die Anzahl der Funde. Skalierungslänge – 1 mm. Fotos aus dem Artikel in der Diskussion Naturkommunikationen

Interessanterweise sahen Wissenschaftler in einer der Puppen direkt neben der Wespe einer Fliege. Dies bedeutet, dass entweder die Wespe das Ei zu einem späten Zeitpunkt in die Puppe legte, wenn sich die Fliege dort bereits teilweise gebildet hatte, oder dass die sich entwickelnde Wespe die Entwicklung der Fliege nicht vollständig blockierte. Im letzteren Fall fällt es in die Kategorie der Coynobionten, der sogenannten Parasitoide, die den natürlichen Reifungsverlauf des Opfers nicht unterbrechen wollen, im Gegensatz zu Idiobionten, die ihn sofort töten oder lähmen (siehe Kapitel 6 von Donald LJ Quicke. Die Parasiten der Braconiden und Ichneumoniden): Biologie, Systematik, Evolution und Ökologie). Für Wespen aus Quercy sowie für einige moderne Parasitoide schien es außerdem einen synchronen Ausgang zur äußeren Umgebung zu geben.Deshalb haben Wissenschaftler so viele voll ausgebildete Wespen gefunden: Sie alle lagen und warteten auf ein "Signal", um gleichzeitig die Puparia zu verlassen.

Abb. 6 Rekonstruktion der weiblichen Eozän Wespe Xenomorphia resurrecta von Quercy, die Eier in einer Fliegenpuppe legt. Abbildung aus dem besprochenen Artikel in Naturkommunikationen

Es stellt sich heraus, dass so viele Informationen man auf den ersten Blick völlig unauffällige Fossilien in sich verbergen kann – man muss nur eine Annäherung an sie finden.

Quelle: Thomas van de Kampet al. Parasitoidbiologie in mineralisierten Fossilien erhalten // Naturkommunikationen. 2018. DOI: 10.1038 / s41467-018-05654-y.

Alexander Khramow


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