Proč jsou někteří roztoči mocnější než jiní: Evoluce smrtících bojů u svilušky

Proč jsou někteří roztoči mocnější než jiní: Evoluce smrtících bojů u svilušky
Proč jsou někteří roztoči mocnější než jiní: Evoluce smrtících bojů u svilušky
Anonim

I když je mezi samci ve volné přírodě běžný boj o samice za právo na rozmnožování, tyto boje jen zřídka končí smrtí. Nemůžete předat své geny, když jste mrtvý nebo těžce zraněný. Proč tedy samci v některých koloniích drobného svilušku (Stigmaeopsis miscanthi) projevují agresivní a někdy i smrtící chování vůči konkurenčním samcům, zatímco samci v jiných koloniích nikoli, a jak se toto chování vyvinulo? Nedávný výzkum v časopise Ecology and Evolution, vedený profesorem Yukie Sato z University of Tsukuba, Japonsko, ukazuje, že pokud jste samec roztoče Stigmaeopsis miscanthi, místo, kde žijete, pravděpodobně určuje úroveň vaší agrese.

Tito společenští roztoči napadají stříbřitou trávu čínskou a produkují hedvábí, které vytváří tkané přístřešky, které chrání kolonii na spodní straně listů. Svá mláďata vychovávají kolektivně a samci bojují o ochranu svých roztočů, když do úkrytu vtrhnou draví roztoči. Na některých místech se samečci roztočů ve stejné kolonii navzájem zabíjejí, ovládnou kolonii a vytvoří harém. Agresivita mezi samci ve stejné kolonii je nízká v chladnějších oblastech, vysoká v teplejších oblastech a mírná v subtropických oblastech Japonska. Prof. Sato věří, že to lze vysvětlit evoluční teorií zvanou teorie příbuzenské selekce, ve které se jednotlivci vyvinuli tak, aby upřednostňovali ty, kteří jsou s nimi geneticky příbuzní. Předpovídá, že k páření matky a syna dochází v chladnějších oblastech mnohem více než v teplejších oblastech. Samice vstoupí do diapauzy, což je typ hibernace, a mohou přezimovat. Samci nevstupují do diapauzy, ale někteří samci přezimují v teplejších oblastech. Panenské samice, které přezimují, se musí pářit se samci, aby zplodily dcery. Pokud nejsou žádní samci, samice produkují haploidní syny z neoplozených vajíček. Samice se pak páří se svými syny a z oplodněných vajíček produkují diploidní dcery, aby založily svá jarní hnízda. Takže v chladnějších oblastech se samci setkávají pouze s jinými příbuznými samci. V teplejších oblastech se přezimující samice mohou vyhnout páření matka-syn, protože někteří samci přezimují, a proto se samci setkávají s příbuznými i nepříbuznými samci. V subtropických oblastech se samci setkávají pouze se samci nepříbuznými. Teorie předpovídá, že když příbuzní a nepříbuzní muži existují společně, je pravděpodobnější, že muži zabijí nepříbuzného cizince než jejich bratra nebo strýce, a proto k zabíjení mužů často dochází v teplejších oblastech.

Aby otestovali tuto teorii a zjistili, jak se u těchto roztočů vyvinulo jejich jedinečné chování, Prof. Sato a její kolegové zkoumali agresivitu a fylogenetiku (evoluční vztahy) různých populací roztočů rozmístěných podél dvou pozemních mostů mezi japonským souostrovím a východní euroasijský kontinent.

Vzhledem k tomu, že se mužské agresivní chování pravděpodobně liší v závislosti na experimentálních podmínkách, využili skutečnosti, že muži používají v soubojích svůj první pár nohou: muži s delšími prvními nohami obvykle vyhrávají. Vědci měřili relativní délku první nohy u 42 populací roztočů a rozdělili roztoče do tří různých forem agrese: nízká, vysoká a mírná. Jak se očekávalo, tyto formy agrese odpovídaly geografickému původu populací roztočů, přičemž nízká forma obývá chladnější oblasti, mírná forma v subtropických oblastech a vysoká forma v teplejších oblastech.

Jak tedy roztoči vyvinuli tuto geografickou variaci v agresivitě? K zodpovězení této otázky výzkumníci vyvinuli sofistikované a pokročilé počítačové simulace různých scénářů hypotetické historie migrace. Uvažovali také o historickém rozšíření geografického umístění hostitelské rostliny, stříbrnice čínské (Miscanthus sinensis), protože evoluce býložravců, jako je sviluška, je často spojována s jejich hostitelskými rostlinami. V jednom scénáři vědci předpokládali, že pokud roztoč sdílí stejnou geografickou expanzi jako tráva, očekává se, že populace s mírnou agresivitou v subtropické oblasti budou skupinou předků a dvě formy s nízkou a vysokou agresivitou se objeví během jeho migrace na sever. Jejich simulace ukázaly, že tento scénář je skutečně nejpravděpodobnější a že nízká forma se oddělila od mírné formy během poslední doby ledové (před 20 000–40 000 lety) a následně se oddělila vysoká forma od mírné formy. forma na konci nebo po poslední době ledové (před 5, 494-10, 988 lety). To naznačuje, že vysoká forma je zcela nová a objevila se v Japonsku na konci nebo po vrcholu poslední doby ledové (asi před 21 000 lety); tedy když se vrátilo teplejší a vlhčí klima a japonské souostroví bylo zcela izolováno od euroasijského kontinentu a ostrovů Tchaj-wan. Výsledky také naznačují, že roztoč napadl Japonsko více než jednou, což má za následek současnou, částečně se překrývající distribuci nízkých a vysokých forem ve východním Japonsku.

Zdá se tedy, že agresivita samců svilušek souvisí s geografickou polohou a výsledným klimatem: jak teplota stoupá, roste i jejich nálada.

Populární téma