Zwei invasive Termiten aus Asien kreuzen sich in Florida • Elena Naimark • Wissenschaftsnachrichten zu den "Elementen" • Evolution, Entomologie, Genetik

Zwei invasive Termiten aus Asien kreuzen sich in Florida

Abb. 1. Termite Laborkolonie "Grenze = 0>

Abb. 1. Termite Laborkolonie von Frauen gegründet Coptotermes formosanus (leichter) und männlich C. gestroi (dunkler und kleiner). Diese Kolonie existiert bereits seit einem Jahr erfolgreich und enthält lebensfähige Eier, Larven, Arbeiter und Soldaten. Wir müssen noch fünf Jahre warten, um herauszufinden, ob es fruchtbare Individuen gibt. Fotos aus dem Artikel in der DiskussionPLÖS EINS

Amerikanische Entomologen beobachteten in der Natur die Kreuzung von zwei Arten von Termiten, die zuvor durch geografische und ökologische Barrieren getrennt waren. Wie sich im Verlauf der folgenden Laborexperimente herausstellte, bilden die Männchen und Weibchen dieser zwei Arten leicht Paare, die miteinander gekreuzt sind und erfolgreiche Kolonien bilden, in denen sie lebensfähige Nachkommen wachsen lassen. Die Anzahl der Individuen in solchen hybriden Kolonien ist anderthalb bis zweimal höher als im gewöhnlichen, Artgenossen, und das Überleben der Kolonien selbst ist das gleiche für hybride und artspezifische Paare. Die genetische Analyse von hybriden Nachkommen zeigte eine Mischung von Genen beider Spezies, die Bildung heterozygoter Individuen. Dieser Fall legt nahe, dass bei der Bildung von Arten aufgrund geographischer / ökologischer Isolation ein Mittel zur Verhinderung einer möglichen Hybridisierung bestehtmöglicherweise nicht angezeigt.

Vor uns sind zwei Arten von Termiten: die taiwanesische Termite (Coptotermes formosanus) und die asiatische unterirdische Termite (C. gestroi). Arten sind mit dem Auge klar unterscheidbar, sie passen nicht zu den Schwarm- und Paarungszeiten, ihre Lebensräume überschnitten sich historisch nicht (mäßige und subtropische Regionen von China und Taiwan für die erste Art und die Tropen Südostasiens für die zweite). Dies sind zwei bekannte Schädlinge von Holzbauten, mit denen eine Person ständig konfrontiert, kämpft und oft den Kampf verliert. Und zusammen mit Menschen bewegen sich diese beiden Arten erfolgreich um den Planeten. Und wenn diese Arten früher nicht zusammentrafen, wurden bereits drei Orte registriert, an denen sie zusammenleben. Aber der Zeitplan ihrer Lebensereignisse sogar an diesen Orten stimmt nicht überein: C. gestroi Flug tritt früher auf C. formosanus. Aber hier in Florida – einem solchen Treffpunkt – in den Jahren 2013 und 2014, aufgrund lokaler saisonaler Klimaveränderungen, erlebten diese beiden Arten das Fliegen gleichzeitig. Und Wissenschaftler haben beobachtet, wie die Individuen dieser zwei Arten in der Menge (oder genauer gesagt, in einem Viertel der beobachteten Tandem-Paarung) zusammenpassen.

Das Phänomen der interspezifischen Paarung ist nicht neu, Sie werden von ihnen und denen nicht überrascht seinder sich mit invasiven Arten beschäftigt. Für invasive Arten ist die Paarung mit einheimischen Arten charakteristisch. Aber in diesem Fall sind beide Arten invasiv. Außerdem sind diese Arten nicht so nah. Sie unterschieden sich aufgrund einer geographisch geteilten Fläche, die sich an unterschiedliche saisonale Parameter anpasste. Daher haben Wissenschaftler in diesem Fall ein seltenes Beispiel für die Kreuzung von zwei Arten von Eindringlingen beobachtet, die sich zudem in Morphologie und Ökologie unterscheiden.

Dieser interessante Fall wurde von Wissenschaftlern des Instituts für Lebensmittel- und Agrarwissenschaften der University of Florida aufgegriffen. Feldbeobachtungen initiierten eine Reihe von Laborexperimenten, um die Wirksamkeit interspezifischer Kreuzung und die Lebensfähigkeit hybrider Nachkommen zu demonstrieren. Wissenschaftler vorgeschlagen, dass Frauen und Männer von zwei Arten Partner für die Paarung wählen. Die Männchen beider Arten bevorzugten taiwanesische Weibchen (C. formosanus) und ihre tropischen Konkurrenten (C. gestroi) fast völlig ignoriert (Abb. 2).

Abb. 2 Die Bildung von Paaren in Termiten: Sie wird vom Männchen initiiert, der, nachdem er die Flügel abgeworfen hat, sich von hinten an das Weibchen anschliesst und hinter sie geht, bis sie zusammen einen Platz für das zukünftige Nest finden. A – männlich C. formosanus bildete ein Tandem mit einer Frau C. gestroi, die – männlich C. gestroi bildete ein Tandem mit einer Frau C. formosanus. Die Grafik rechts (Mit) zeigt, dass Männer C. gestroi in 9% der Fälle wurden artspezifische Weibchen ausgewählt, und in 91% der Fälle wählten sie Freunde eines anderen Typs; die Männer C. formosanus ausgewählte Bräute ihrer Art in 94% der Fälle. Abbildung aus dem besprochenen Artikel in PLÖS EINS

Im Laufe des Jahres beobachteten Wissenschaftler die Bildung und Bildung von Kolonien, die durch ähnliche interspezifische (Abb. 1) und intraspezifische Paarungen gebildet wurden. Die Mortalität der Kolonien war ungefähr gleich, aber die Anzahl der Individuen war in den Hybridkolonien signifikant höher (Fig. 3).

Abb. 3 Die Gesamtzahl aller Altersgruppen und Kasten (Eier – blaue Farbe, Larven – blau, Erwachsene: Arbeiter – orange, Soldaten – dunkelbraun) höher in Kolonien mit Eltern verschiedener Arten. Zeitplan von Artikel in der Diskussion PLÖS EINS

Die Untersuchung der Gene von Nachkommen von Intra- und Interspezies-Kreuzungen zeigte eine klare Mischung von Genotypen. Mitochondriale Gene in interspezifischen Hybriden wurden, wie erwartet, von Müttern erhalten, und Kerngene waren heterozygot von spezifischen Eltern.

Wissenschaftler glauben, dass die Überlegenheit der Zahlen bei Hybriden auf eine Zunahme des Anteils an heterozygoten Genen zurückzuführen ist.Immerhin entwickelten sich die eine und andere Florida-Population von fremden Termiten aus kleinen Gruppen von Individuen (wenn nicht von einem Elternpaar für jede Spezies). In diesem Fall sollten sie den Anteil an homozygoten Genen erhöht haben, was im Prinzip das Überleben und damit die Anzahl reduziert. Wenn Sie die Schwere des homozygoten Legats entfernen, wird die Überlebensrate steigen.

Es ist überraschend, dass, sobald die geographischen und ökologischen Barrieren beseitigt sind, die sogenannte beutegotische Isolation, die Vertreter der beiden Arten sich zu schneiden beginnen. Offensichtlich sind bei einer zuverlässigen geografischen Isolation keine besonderen Mittel erforderlich, um die Paarung mit einer nahen Art zu verhindern. Keine speziellen Pheromone und Geruchsignale, komplexe Umgangsrituale – die Auswahl achtet einfach nicht auf unbedeutende Zeichen. Es ist immer noch schwierig vorherzusagen, ob es eine langfristige post-zygotische Isolation gibt – mit anderen Worten, wie hybrid die Nachkommenschaft reproduzieren kann. Um das herauszufinden, müssen Sie noch 4-7 Jahre warten (Termiten beginnen in 5-8 Jahren zu schwärmen, und ein Jahr ist bereits vergangen). Wenn es sich als erfolgreich erweist – und die Wahrscheinlichkeit dafür ist nicht null – dann können wir mit der Fusion der beiden Genpools rechnen, auch ohne einen besonderen Verlust der genetischen Vielfalt beider Arten,Bildung Hybrid-Arten in der Hybridzone. Und dieser Prozess wird schnell sein, wir können es beobachten. Für Evolutionisten kann dieser Fall ziemlich lehrreich sein. Es stimmt, eine hybride Art, deren Geburt von interessierten Naturforschern beobachtet wird, ist höchstwahrscheinlich äußerst schädlich, doch handelt es sich um zwei Arten von Termiten, die menschliche Gebäude ernsthaft schädigen. Es wird also mehr Sorge für Insektizidhersteller geben.

Quelle: T. Chouvenc, E. E. Helmick, N.-Y. Su. Hybridisierung von zwei großen Termiten-Invasoren als Folge menschlicher Aktivität // PLÖS EINS. 2015 V. 10 (3). P. e0120745. DOI: 10.1371 / journal.pone.0120745.

Elena Naimark


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