Войти
| Красный мучной жук | |
|---|---|
 | |
| Научная классификация | |
| Домен: | Eukaryota |
| Царство: | Animalia |
| Тип: | Arthropoda |
| Класс: | Insecta |
| Отряд: | Coleoptera |
| Семейство: | Tenebrionidae |
| Род: | Tribolium |
| Виды: | Т. castaneum |
| Биномиальное название | |
| Tribolium castaneum . (Herbst, 1797) | |
| Синонимы | |
Многочисленные, см. текст | |
красный мучной жук (Tribolium castaneum) - это вид жука семейства Tenebrionidae, жуков-чернотелок. Это всемирный вредитель хранимых продуктов, в частности пищевого зерна, и модельный организм для этологической и безопасности пищевых продуктов исследования.
Красный мучной жук атакует хранимое зерно и другие материалы. пищевые продукты, включая муку, крупы, макаронные изделия, печенье, бобы и орехи, вызывающие потери и повреждения. Организация Объединенных Наций в недавнем послеуборочном сборнике подсчитала, что Tribolium castaneum и Tribolium confusum, сбившийся с толку мучной жук, являются «двумя наиболее распространенными вторичными вредителями всех растительных товаров, хранящихся во всем мире».
Красный мучный жук имеет индо-австралийское происхождение и менее способен выживать на открытом воздухе, чем близкородственный вид Tribolium confusum. Как следствие, он имеет более южное распространение, хотя оба вида обитают во всем мире в жарких условиях. Взрослая особь живет долго, иногда более трех лет. Хотя ранее оно считалось относительно оседлым насекомым, молекулярные и экологические исследования показали, что оно может распространяться на значительные расстояния в полете.
Взрослые Самки красных мучных жуков полиандрии в брачном поведении. В течение одного периода совокупления одна самка спаривается с несколькими разными самцами. Самки красных мучных жуков участвуют в спаривании по-лиандрическому, чтобы повысить свою фертильность. Спариваясь с большим количеством самцов, самки жуков получают большее количество спермы. Получение большего количества сперматозоидов особенно важно, так как многие сексуально активные самцы красных мучных жуков не являются девственниками и могут иметь недостаток сперматозоидов. Этот вид участвует в полиандрии, чтобы получить большее количество сперматозоидов от самцов, а не для увеличения вероятности обнаружения генетически совместимых сперматозоидов.
Многократные спаривания могут гарантировать, что самки получить большее чистое количество спермы, что приведет к увеличению вероятности успешного оплодотворения. В природе повторные спаривания могут привести к тому, что у мужчин будет мало сперматозоидов. Из-за низкого количества сперматозоидов у самки может потребоваться спаривание с несколькими самцами, прежде чем она будет успешно оплодотворена.
Хотя множественные спаривания могут привести к увеличению вероятности обнаружения генетически совместимых сперматозоидов, генетическая совместимость не всегда может быть считается основным преимуществом в пригодности для полиандрического поведения. Повышенная жизнеспособность эмбрионов из-за повышенной генетической совместимости не привела к значительному увеличению количества взрослых жуков с течением времени и, следовательно, не сыграла значительной роли в приспособленности всей популяции. Однако повышенная генетическая совместимость может увеличить генетическое разнообразие популяции, что может быть полезно в различных средах. Высокое генетическое разнообразие в популяции может привести к высокой фенотипической изменчивости, что впоследствии может позволить некоторым вариантам лучше выживать и воспроизводиться при внезапных изменениях окружающей среды.
Доступность ресурсов и размер популяции могут сильно повлиять на количество спариваний, в которых участвует каждая особь. Увеличение численности популяции в пределах данной области с фиксированными ресурсами может ограничить количество выживших потомков. Следовательно, самцы часто должны соревноваться с другими самцами, чтобы быть последним самцом, спаривающимся с самкой, чтобы увеличить скорость его оплодотворения. Поскольку он был последним самцом, спарившимся с самкой, вполне вероятно, что его эякулят удалил предыдущий эякулят от предыдущих самцов, увеличивая шансы того, что его сперма оплодотворяет самку. Фактически, в районах с ограниченными ресурсами более высокий уровень каннибализма среди самцов-конкурентов может привести к общему снижению приспособленности популяции, поскольку наблюдается чистое снижение продуктивности и выживаемости потомства.
Полиандрозное поведение не всегда может приводить к распространению адаптивных генов. У красных мучных жуков способность самцов привлекать самок - с помощью феромонов - заложена генетически. Самцы различаются по способности привлекать самок. Однако приспособленность потомства не связана со способностью самцов привлекать самок. Другими словами, тот факт, что самец размножается чаще из-за повышенной способности привлекать самок, не обязательно означает, что потомство унаследовало черты, которые приводят к повышению приспособленности.
Самки из разных географических регионов - и, соответственно, разного генетического происхождения - часто демонстрируют большие различия в поведении при спаривании. Некоторые линии самок избегают многократных спариваний, в то время как другие линии самок проявляют более высокую степень полиандрии. Этот вариант предполагает, что полиандрия может быть выгодна в одних популяциях, но не в других.
Самки жуков различаются в зависимости от того, с какими самцами они выбирают совокупление. Более того, самки жуков могут специально выбирать, сперма какого самца используется для оплодотворения, посредством загадочного выбора. Самки, у которых есть несколько приемников для спермы, могут хранить сперму от разных самцов, а затем могут выбирать, какая сперма используется для оплодотворения.
Самцы жуков также могут различаться в зависимости от самок, с которыми они выбирают для спаривания. Самцы чрезвычайно избирательны в выборе партнера. Они предпочитают спариваться со зрелыми девственными самками. Если самец спаривается с девственной самкой, его сперма имеет чрезвычайно высокий шанс оплодотворить самку, если другой самец не спаривается с ней. Мужчины способны различать девственных женщин и не-девственных женщин по запаху; восковые выделения самцов-конкурентов можно было найти на репродуктивных железах не девственных самок, но не на девственных самках. Самцы, у которых увеличивается количество рецепторов запаха, лучше способны выбирать, с какими самками воспроизводиться, и впоследствии повышать свою физическую форму. Некоторые самцы обладают более подходящими характеристиками для определения зрелости и репродуктивного статуса самок и, как таковые, будут преимущественно размножаться только с теми самками, у которых будет самый высокий уровень потомства. Точно так же самцы, которые выделяют более сильные запахи, будут иметь косвенное преимущество в фитнесе, поскольку их запах отпугивает других потенциальных партнеров от уже оплодотворенной самки.
Полигамия красных мучных жуков - обычное поведение как самцы, так и самки этого вида. Таким образом, полиандрия - это полигамия женщин-членов популяции, как обсуждалось в предыдущем разделе. С другой стороны, многоженство относится к многоженству, практикуемому мужчинами в популяции.
У красных мучных жуков, самки, проявляющие полигамность, производят больше потомства, чем менее полигамные. Полигамия чаще всего встречается в популяциях, лишенных генетического разнообразия. Полигамия в менее генетически разнообразных популяциях - это способ избежать оплодотворения между жуками, которые тесно связаны между собой, поскольку они могут быть генетически несовместимы. Чем больше партнеров у мужчины или женщины, тем выше шансы, что хотя бы одно из спариваний происходит с неродственным партнером, и тем больше генетическое разнообразие в потомстве. Таким образом снижается генетическая несовместимость и увеличивается разнообразие в популяции. По этой причине при низком генетическом разнообразии самки совокупляются с большим количеством самцов, чтобы добиться успеха в оплодотворении, а также повысить приспособленность своего последующего потомства.
Однако в некоторых исследованиях было отмечено, что оплодотворение все еще может происходить, когда родственные жуки спариваются. Тем не менее, стоит отметить, что при спаривании инбредных жуков получается значительно меньшее количество потомства, чем при спаривании между беспородными партнерами. Успешное оплодотворение, наблюдаемое в небольшой части исследований на родственных жуках, привело некоторых биологов к утверждению, что у красных мучных жуков может не быть депрессии инбридинга. Даже несмотря на успешное оплодотворение, наблюдается меньшее количество общего потомства, что можно утверждать как тип инбридинговой депрессии, поскольку это снижает приспособленность к воспроизводству.
Известно, что красные мучные жуки во время спаривания проявляют полигамность. Известно, что самцы мучных жуков узнают своих сородичей, а самки не обладают этой способностью. Отсутствие способности узнавать своих родственников заставляет самок спариваться с любым самцом в популяции. Также известно, что самки красных мучных жуков сохраняют сперму после спаривания. При первом спаривании сохраняется больше сперматозоидов, что приводит к меньшему количеству сперматозоидов при последующих спариваниях. Однако количество сохраненной спермы не мешает последнему самцу оплодотворить яйцеклетку. Это связано с тем, что при каждом спаривании самцы могут удалять ранее сохраненную сперму, что дает их собственной сперме преимущество для оплодотворения яйцеклетки.
Известно, что у красных мучных жуков самцы полигамны. Исследования в основном показывают, что самцы красных мучных жуков практикуют полигамное поведение, чтобы избежать инбридинга депрессии, особенно когда существует конкуренция со стороны других самцов. У беспородных самцов более высокий успех оплодотворения, когда они конкурируют с инбредными самцами за оплодотворение одной и той же самки.
У полигамных жуков самец, оплодотворяющий самку последним, в конечном итоге имеет более высокий успех оплодотворения. Таким образом, многоженство можно рассматривать как результат эволюции, поскольку самцы соревнуются за право оплодотворять яйцеклетку самки последними и вносить больший вклад в следующее поколение. Таким образом, приоритет сперматозоидов является средством эволюционного соревнования, с помощью которого самцы пытаются добиться большего репродуктивного успеха.
Красный мучной жук сыграл важную роль в качестве модельного организма, служащего как модель развития и функциональной геномики. По сравнению с Drosophila, красный мучной жук более точно представляет развитие других насекомых. В 2008 году геном Tribolium castaneum был секвенирован, проанализирован и сравнен с другими организмами, такими как Drosophila. Красный мучной жук и плодовая муха имеют около 10 000-15 000 генов. Несмотря на общие гены, у них есть различия. Во время развития формирование переднезаднего паттерна обычно регулируется геном bicoid у Drosophila. Однако у жука красной муки нет ортолога бикоида, но вместо этого гены orthodenticle и hunchback заменяют бикоид в формировании переднего паттерна.
жуки Red Flour особенно полезны для проведения экспериментов RNAi. РНК-интерференция - это РНК, которая расщепляет транскрипты мРНК, демонстрируя нарушение функции гена. По сравнению с дрозофилой, РНКи имеют больший отклик у жука красной муки, что делает его идеальным для экспериментов по нокдауну.
было показано, что технология полезна при изучении Tribolium castaneum. В одном эксперименте исследователи использовали CRISPR для нокаута гена E-кадгерина. Е-кадгерин представляет собой связанный с мембраной белок эпителиальных клеток, участвующих в межклеточной адгезии. Это привело к проблемам с развитием спинного закрытия. Нокдаун E-кадгерина с помощью РНКи показывает тот же эффект. Это показывает, что технология CRISPR и редактирование генов являются жизнеспособными вариантами для изучения жука красной муки как модельного организма насекомого.
Синонимы Tribolium castaneum (Herbst) :
. Следующие названия приводятся некоторыми авторами как синонимы T. castaneum, но на самом деле они относятся к другим видам:
 | Wikispecies содержит информацию, относящуюся к Tribolium castaneum |
