Oncopeltus fasciatus , известный как большой молочайный клоп , является средним по размеру полужесткокрылым (истинным клопом) семейства Lygaeidae . [2] Он распространен по всей Северной Америке , от Центральной Америки через Мексику и Карибский бассейн до южных районов Канады . [2] Коста-Рика представляет собой южную границу этого насекомого. [3] Он населяет нарушенные районы, обочины дорог и открытые пастбища. [4] Из-за такого широкого географического распространения это насекомое демонстрирует различные компромиссы в жизненном цикле в зависимости от местоположения популяции, включая различия в длине крыльев и других признаках в зависимости от местоположения. [5] [6]
Взрослые особи могут достигать длины от 11 до 12 мм и имеют красно-оранжевый и черный Х-образный рисунок на крыльях под треугольником, что типично для полужесткокрылых. [7] Эта особенность делает клопа легко заметным, действуя как апосематическое предупреждение хищникам о его неприятном вкусе. O. fasciatus демонстрирует мюллеровскую мимикрию и является ядовитым для хищников. Вентральная сторона четвертого брюшного сегмента имеет черную полосу у самца и два черных пятна у самки. Молодь рождается в основном красной с черными усиками и несколькими черными пятнами, в течение роста черные пятна развиваются, а также крыльевые зачатки. Яйца этого насекомого ярко-оранжевые и легко обнаруживаются. [8] [9]
Этот большой молочайный клоп является полуметаболическим насекомым, то есть он растет в стадиях, называемых возрастами , и проходит неполный метаморфоз , демонстрируя небольшие изменения на протяжении развития, такие как изменение окраски, развитие крыльев и гениталий. O. fasciatus начинается как яйцо и проходит четыре стадии нимфы в течение 28–30 дней, прежде чем линять во взрослую особь. [10] Самки становятся сексуально восприимчивыми в течение нескольких дней после взросления. Географическое положение оказывает большое влияние на скорость производства яиц и размер кладки , хотя внутреннее увеличение воспроизводства зависит от того, к чему акклиматизирована особь. Например, две близкие популяции (60 км друг от друга), проживающие на крутом склоне, имеют разные оптимальные температуры воспроизводства, где более прохладная (более высокая) адаптированная популяция находится при 23 °C, а более теплая (более низкая) популяция адаптирована к 27 °C. Самый высокий размер кладки наблюдается в популяциях Пуэрто-Рико, Флориды и Техаса и составляет 30–50 яиц на кладку. Самый низкий размер кладки был обнаружен в Калифорнии — 25–30 яиц на кладку. Айова и Мэриленд (северные популяции) показали размер кладки между двумя крайностями — от 25 до 35 яиц на кладку.
В благоприятных условиях ( тропики ) размножение происходит непрерывно круглый год, в менее благоприятных условиях ( умеренные зоны) размножение происходит в теплые месяцы. [11] Размножение, когда прибывают мигранты, вносит поток генов между северными и южными популяциями, это дает преимущество популяциям среднего ареала (изменчивый климат), поскольку самки тогда могут обеспечить генетическую изменчивость. Молочайный клоп может производить от одного до трех поколений в год в зависимости от климата и географического положения. O. fasciatus демонстрирует сильный отбор на выживание и останавливает размножение в качестве компромисса, если условия не являются идеальными.
Диапауза происходит в короткие и холодные дни в умеренных регионах и иногда происходит в сухой сезон в тропических регионах. Большинство популяций молочая зимуют, обычно после миграции в места зимовки из-за экологических триггеров, таких как температура и фотопериод . [12] Однако фотопериод предсказывает зимовку только в областях, где продолжительность дня влияет на созревание молочая. Поэтому в тропических регионах зимовка не происходит, так как она не обеспечивает адаптивного преимущества.
O. fasciatus можно разделить на мигрантов и немигрирующих. Палмер и Дингл [13] показали, что северные популяции, такие как в Айове, демонстрируют наибольшую тенденцию к дальним перелетам и являются высоко мигрирующими . Напротив, южные популяции, такие как в Пуэрто-Рико, демонстрируют наименьшую тенденцию и являются оседлыми. [14] Южные популяции растут сезонно, поскольку мигранты впервые появляются в конце весны и середине лета. [15] Миграционный синдром был описан в северной популяции, что означает, что такие признаки, как длина крыла, плодовитость, время развития и продолжительность полета, генетически коррелируют. Гротерс и Дингл [16] предположили, что отбор специфичен для среды популяции из-за небольших корреляций между стратегиями жизненного цикла в разных географических диапазонах. Компромисс между миграцией и признаками жизненного цикла может быть причиной такого широкого геологического распространения. Аттисано [17] предположил, что генетические факторы, а также экологические сигналы вызывают миграцию у некоторых особей. Поскольку длительные перелеты уменьшаются с уменьшением широты, температура является сильным фактором, влияющим на миграцию. Кроме того, это перемещение коррелирует с цветением молочая, что дает дополнительные доказательства того, что экологические триггеры связаны с миграцией. Считается, что более крупные самки выделяют ресурсы для миграции просто потому, что у них их больше в запасе. Считается, что более мелкие особи используют альтернативные механизмы; одним из них является повторное поглощение ооцитов для получения энергии. Тот факт, что эти насекомые возвращаются в северные среды после миграции, может быть следствием генетической предрасположенности или отбора из-за скученности и возросшей внутривидовой конкуренции за ресурсы в южных районах. [18]
Тропические популяции мигрируют на более короткие расстояния, чем популяции умеренного климата, поскольку пространственная изменчивость их избранных хозяев гораздо выше, поэтому им выгоднее искать новые скопления растений, чем мириться с истощением ресурсов.
O. fasciatus — специализированное травоядное животное, которое часто потребляет семена молочая . [19] В дополнение к своей растительной диете, O. fasciatus, как было замечено, питается тлями , яйцами гусениц монарха и личинками, демонстрируя оппортунистическое поведение. [4] [20]
Этот клоп также питается A. nivea , Sarcostemma clausa , Calotropis procera и Nerium oleander . Южные популяции часто употребляют в пищу Asclepias curassavica, тропический молочай. [ требуется ссылка ] Когда этому клопу давали семена подсолнечника в лабораторных условиях, он получал 90% их липидов, 50% их белков и 20% их углеводов, что делало его эффективным кормильцем. [19] Токсичные соединения в молочай также секвестрируются, что и придает этому насекомому его токсичность.
Взрослые особи бродят в дневное время в поисках пищи, так как молочаи живут на участках, которые могут различаться по размеру и расстоянию друг от друга. Когда фолликул найден, они впрыскивают в него слюну через свои длинные рострумы, это предварительно переваривает семя и позволяет O. fasciatus всасывать его через свой передний насос и глотку. Часто несколько особей питаются одним фолликулом, что предполагает, что кормящиеся особи посылают сигнал, указывающий на хороший источник пищи. Было показано, что взрослые особи с большей вероятностью найдут источник пищи, когда другой взрослый уже питается им, что еще раз подтверждает концепцию сигнализации. Иногда можно увидеть, как самки питаются сбрасывающими экзоскелетами линяющих особей. Редко в лабораторных условиях наблюдается каннибализация. [21]
Молодняку O. fasciatus для развития и роста требуются семена молочая. Взрослые особи могут выживать на других типах семян, таких как семена подсолнечника, арбуза, миндаля и кешью, как показано в лабораторных популяциях. Нимфы живут большими группами примерно по 20 особей на растении. [11] Молодняк имеет прерывистый трехкомпонентный кишечник, который действует аналогично зобу, желудочку и подвздошной кишке , но все это три части средней кишки, и нет никакой связи с истинной подвздошной кишкой до взрослой стадии. [19] Во время последней стадии развития накапливается масло, возможно, для более эффективного усвоения питательных веществ, помощи в осморегуляции или для сохранения чистоты среды обитания. Оно выводится в течение 24 часов после линьки на взрослую особь, как только образуется очевидная связь между средней кишкой и подвздошной кишкой. [19]
Это насекомое часто используется в качестве модельного организма и разводится для лабораторных экспериментов из-за простоты выращивания и обращения с ним, короткого периода развития, небольшого количества возрастных стадий и высокой плодовитости . [22] Филогенетическое положение O. fasciatus идеально подходит для использования в качестве внешней группы для сравнения с более производными насекомыми с полным превращением , выступая в качестве ценного организма для изучения эволюционных закономерностей.
{{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь )