Wyeomyia smithii , комар-кувшинчик , представляет собой комара -инквилина , который завершает свой жизненный цикл перед взрослой особью в фитотельме , то есть в воде, содержащейся, пурпурного- кувшина Sarracenia purpurea . В этом микросообществе бактерий, коловраток , простейших и мошек W. smithii является хищником высшего уровня ; его присутствие определяет видовое разнообразие бактерий в кувшине. [1]
W. smithii в целом не является комаром-вредителем. Население севера США вообще не потребляет кровь, тогда как население юга США потребляет кровь только после откладки первой партии яиц; [2] [3] даже тогда они кажутся незаинтересованными в еде. Фактически, это единственный известный комар, у которого есть как обязательно кусающие, так и не кусающие популяции одного и того же вида. [4]
Жизненный цикл Wyeomyia smithii начинается поздней весной или ранней осенью, когда взрослая самка откладывает яйца в фитотельму растения пурпурного кувшина. Затем яйца созревают в кувшине в течение 1–8 дней, прежде чем из них вылупляются личинки. Личинки остаются в фитотельме, питаясь бактериями, микроживотными и разлагающимися насекомыми. Личинки комаров будут жить в кувшине до тех пор, пока не достигнут пятого возраста, примерно через 20–22 дня после вылупления. Затем они превращаются в взрослых комаров, готовых к спариванию. Самки Wyeomyia smithii производят кладку оплодотворенных яиц обычно в течение двух дней после половой зрелости. Известно также, что некоторые популяции на юге США пьют кровь после первой кладки, чтобы помочь произвести вторую кладку; Однако сообщений о таком поведении северных популяций нет. [5]
Wyeomyia smithii — модельный организм для изучения фотопериодизма , биотического процесса управления сезонными событиями в истории жизни путем измерения длины дня как надежного предсказателя времен года. W. smithii вступает в состояние задержки развития, личиночной диапаузы , которая инициируется и поддерживается короткой продолжительностью дня и предотвращается или прекращается длинной продолжительностью дня. [6] Есть предположение, что из-за глобального потепления и сокращения зим W. smithii теперь требует более коротких дней, прежде чем перейти в спячку, это привело к теории, что это пример микроэволюционного отбора ; Предпочтение отдавалось комарам, которые дольше ждали перехода в спячку и обладали большей приспособленностью . [7]
Считается , что фотопериодизм Wyeomyia smithii в природе связан с поразительным открытием о том, что изменение климата может вызвать генетические изменения в растениях и животных. Wyeomyia smithii живет зимой в виде диапаузирующих личинок в листьях кувшинчатого растения. Комар-кувшинчик вступает в спячку в виде личинок. Это означает, что короткие дни инициируют и поддерживают диапаузу, а длинные дни способствуют непрерывному развитию диапаузирующих личинок. Длина дня способствует 50% развитию и 50% диапаузе (критическому фотопериоду), как инициации, так и прекращению неразвития у неохлажденных личинок. Для начала неразвития насекомые проходят «чувствительный период», в течение которого длина дня интерпретируется как длинная или короткая, что приводит к реакции диапаузы/отсутствия диапаузы. Wyeomyia smithii фотопериодична в состоянии диапаузы. Чувствительный период бесконечно длителен, а эффект от манипуляций различен по свету. Темные циклы можно оценивать в течение недель или месяцев, а не нескольких дней. Wyeomyia smithii откладывает яйца и завершает все свое предвзрослое развитие только в заполненных водой листьях плотоядного кувшинчатого растения Sarracenia purpurea. На всем протяжении ареала W. smithii занимает однородную микроареал, состав сообщества которого остается весьма стабильным. Фотопериодическая реакция подвергалась различным сезонным изменениям как на месте, так и во время послеледникового расселения. [8]
Известно, что кувшин пурпурный ( Sarracenia purpurea ), на котором обитает W. smithii , является наиболее пригодным для обитания кувшинником для многих различных инквилин . В растении пурпурного кувшина могут жить по меньшей мере 165 различных видов насекомых, простейших, водорослей и других организмов. Растение адаптировалось к жидкости с более высоким pH , чем другие, более кислые плотоядные кувшинные растения. Это растение выделяет мало жидкости по сравнению с дождевой водой, которую оно собирает в свой кувшин, что разбавляет раствор и создает более обитаемую среду для внешних организмов. Адаптация растения, позволяющая ему жить разнообразной жизнью, является преимуществом для комара, поскольку его личинки охотятся на эти организмы. Комары также охотятся на пищу, которую ловит кувшинное растение, давая им постоянный источник пищи. [9]
Комар из кувшинчатого растения, Wyeomyia smithii , был показан в научных исследованиях из-за его совместной эволюции с фиолетовым кувшинником. Отношения между двумя видами подчеркивают генетическую реакцию на изменение климата, в которой подробно описывается, как популяция может развиваться более быстрыми темпами, чтобы приспособиться к изменениям климата. Наполненный водой кувшин оказался подходящим домом для комаров в их ареале обитания. Это потому, что оба вида могут переносить умеренный климат. Эта идея делает растение в кувшине следующим вариантом для этого вида комаров, чтобы остаться в его нынешнем ареале. [10]
Отношения полезны для обоих видов и позволяют им продолжать развиваться вместе. Растение пурпурного кувшина использует комаров в качестве питательных веществ после того, как комары вымирают. Причем, эти комары ничем не отличаются от любых других подвидов, по привлекательности их тянет к воде. Кувшинное растение наполнено водой, и это тип среды, которая используется самками комаров в качестве места для откладывания яиц. Большинство комаров из кувшинных растений, как правило, посещают кувшинные растения более молодого возраста. Растение не только обеспечивает постоянный источник пищи, но и является защитным местом для развития личинок. [11]