Эволюция скопления у Ceratocanthinae

Sep 06, 2023

Биология связи, том 5, Номер статьи: 777 (2022) Цитировать эту статью

2658 Доступов

3 цитаты

50 Альтметрика

Подробности о метриках

Конглобация — это адаптивное поведение, возникающее независимо у различных групп животных. Здесь мы изучаем эволюцию скопления у Ceratocanthinae, группы жуков, способных сворачивать три сегмента тела в плотный шар. Здесь подразумевается, что эта способность развилась только один раз в мезозое. Приведены данные, свидетельствующие о том, что высокая защитная сила Ceratocanthinae обусловлена ​​не только сферической формой тела, но также толщиной и более сильными механическими свойствами дорсальной кутикулы. Далее мы подтверждаем пять адаптивных признаков, включая аллометрически утолщенную стенку тела, и обнаруживаем, что специфическая адаптация различных сегментов тела, вероятно, является отдельными эволюционными событиями. Наконец, мы предлагаем гипотезу «стресса злоумышленников», чтобы объяснить происхождение поведения скопления людей. Эта работа способствует пониманию того, как и почему поведение скопления могло развиться в этой группе.

Некоторые животные могут сворачивать свое тело в клубок (т.е. вести себя как скопление), эта способность особенно хорошо известна у млекопитающих, таких как броненосцы, панголины и ежи1,2,3, а также у некоторых членистоногих4,5,6. Например, многоножки-таблетки (Glomerida и Sphaerotheriida)4 и мокрицы-таблетки (Armadillidiidae)5 (дополнительные рисунки 1a, b) способны скручивать все сегменты своего тела, образуя плотный шар (т.е. полное скопление). И наоборот, из-за наличия только трех сегментов тела большинство видов насекомых, демонстрирующих скручивание, могут просто образовывать рыхлый шар (т. е. неполное скопление). К таким насекомым относятся Chrysididae (Hymenoptera), Leiodidae, Cybocephalidae, Clambidae (Coleoptera) и некоторые Blaberidae (Blattoidea)7,8,9,10,11 (дополнительные рисунки 1c, d). Среди жуков Ceratocanthinae (жуки-скарабеи-таблетки) представляют собой морфологически уникальную группу, способную образовывать плотный шар посредством процесса, который включает не только скручивание трех сегментов туловища, но и сгибание голеней (рис. 1а), особенность, поразившая Дарвина. который во время экспедиции «Бигль» описал поведение как «скатывается, как броненосец»12.

Две позы жука-скарабея-таблетки с полным скоплением: ящер Paulianostes, Малайзия (Insecta: Coleoptera: Ceratocanthinae). б Три архетипа скопления у Ceratocanthinae: прямое тело (Ivieolus brooksi), неполное скопление (Acanthocerodes sp.) и полное скопление (Synarmostes tibialis). c Ископаемые находки Ceratocanthinae. Желтые звезды указывают на окаменелости с архетипом прямого тела из формации Исянь (125 млн лет назад) (Mesoceratocanthus tuberculifrons), зеленые звезды указывают на окаменелости с неполным архетипом конглобаций из янтаря Качин (99 млн лет назад) (Palaeopycnus circus Lu, Ballerio & Bai sp. nov.) .) и из доминиканского янтаря (15–20 млн лет назад) (Germarostes sp.), а красные звезды указывают на окаменелости с полным архетипом конглобатов из доминиканского янтаря (15–20 млн лет назад) (Nesopalla succini Lu, Ballerio & Bai sp. nov.) . Красная пунктирная рамка указывает на наличие здесь новых отчетов. © Чжэнчжун Хуан.

Ceratocanthinae являются подсемейством Hybosoridae (Coleoptera, Scarabaeoidea) и в настоящее время включают около 449 видов, описанных в 44 родах13,14. Они в основном распространены в пантропических регионах, а взрослые особи часто встречаются в термитных гнездах/подстилке из листьев/гнилой древесине, где, предположительно, они питаются грибами или мусором13. Что касается скопления, они демонстрируют три архетипа: прямое тело, неполное скопление и полное скопление12,15 (рис. 1b, дополнительная таблица 1). Самый современный филогенетический анализ подтверждает гипотезу, что способность к скоплению развилась у Ceratocanthinae только один раз13,16. На сегодняшний день в этом подсемействе известны только два вымерших вида: один прямотелый мезозойский вид без способности к конглобаляции (отнесение которого к Ceratocanthinae сомнительно)17 и один кайнозойский вид с неполной конглобацией18,19 (рис. 1в). Таким образом, ранняя история и эволюция этой группы малоизвестны.