Drosophila montana

Drosophila montana
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Animalia
Gromada:	stawonogi
Klasa:	owady
Zamówienie:	muchówki
Rodzina:	Drosophilidae
Podrodzina:	Drosophilinae
Rodzaj:	Drosophila
Podrodzaj:	Drosophila
Grupa gatunków :	wirylis
Gatunek:	D.montana
Nazwa dwumianowa
Drosophila montana Kamień, Griffen i tupot, 1942

Drosophila montana , potocznie nazywana muszką owocową, to gatunek muchówki należący do rodziny Drosophilidae i rodzaju Drosophila . Należy do gromady montana, która przed migracją do Ameryki Północnej oddzieliła się od grupy gatunków D. virilis w Azji Południowej. Zwykle występuje w zachodnich Stanach Zjednoczonych, ale był widziany w Europie i Azji. Istnieją dwie fazy kolorystyczne tego gatunku, mające żółtawą lub czarnobrązową klatkę piersiową. Jest to gatunek Drosophila najlepiej przystosowany do zimnych środowisk.

Opis

D. montana zostały po raz pierwszy opisane przez Pattersona i Wheelera w 1942 r. Populacje D. montana nie wykazują jednorodnego ubarwienia. Mają dwa rodzaje kolorów, jasne i ciemne. Mają one odpowiednio żółtawą lub czarnobrązową postać. Jasna forma ma podobne zabarwienie jak gatunek D. novamericana . Podstawową cechą fizyczną ciemnej formy jest czarno-brązowa klatka piersiowa . Ciemna forma D. montana ma również lekko brązowawo-czarny pasek wzdłuż grzbietu, rozciągający się na całej długości obszaru akrostychalnego . Mają też nogi o brązowym zabarwieniu, a stawy na końcach kończyn są czarne.

Istnieją godne uwagi podobieństwa fizyczne między D. montana i D. flavomontana . Wczesne badania błędnie zbierały D. flavomontana podczas poszukiwania D. montana , a identyfikacja gatunku była możliwa jedynie poprzez obserwację płodności. Chociaż czarne puparie są zwykle przypisywane D. montana , a czerwone puparia D. flavomontana , analiza genetyczna wykazała, że ​​D. montana może wytwarzać czerwone puparia. Te dwa gatunki czasami produkują hybrydy, co sugeruje ich współistnienie.

Dystrybucja i siedlisko

populacje D. montana znajdowano w całej Ameryce Północnej, Europie i Azji⁠ — przede wszystkim w Vancouver, Kanadzie, Finlandii i całych Stanach Zjednoczonych. W Stanach Zjednoczonych znajdują się głównie na dużych wysokościach wzdłuż Gór Skalistych od północnego Idaho po Arizonę. Znaleziono je również w Sierra Nevada oraz na niższych wysokościach w Pasmie Kaskadowym i Pasmie Przybrzeżnym.

Drosophila montana zwykle zamieszkuje w pobliżu zbiorników wodnych w borealnych regionach leśnych, głównie na szerokościach geograficznych powyżej 40 stopni na północ. Populacje D. montana dalej na południe będą faworyzować środowiska o większej wysokości. Spośród wszystkich gatunków z rodzaju Drosophila, D. montana jest gatunkiem najbardziej odpornym na zimno, posiadającym cechy niezbędne do przetrwania warunków środowiska na dużych wysokościach. Ich wyjątkowa zdolność do tolerowania zimna wśród rodzaju Drosophila umożliwia gatunkowi przetrwanie w środowiskach na dużych wysokościach i szerokościach geograficznych, co znajduje odzwierciedlenie w wybranych przez nich siedliskach.

Filogeneza

Gatunek należy do rzędu muchówek Diptera i rodzaju Drosophila . Rodzaj Drosophila obejmuje grupę virilis, która oddzieliła się we wczesnym miocenie , między 7 a 11 milionami lat temu. Wydarzenie to podzieliło D. virilis na dwa skupiska: phylads virilis i montana . Ta ostatnia obejmuje kilka linii, w tym D. montana. Ta rozbieżność wystąpiła w Azji Południowej, przed ich rozproszeniem w Ameryce Północnej. Populacje D. montana w Ameryce Północnej, Azji i Europie rozdzieliły się między 450 000 a 900 000 lat temu.

Zimna adaptacja

Gatunek D. montana ma kilka charakterystycznych adaptacji, które przyczyniają się do ich wysokiej tolerancji na zimno. Obejmują one ogólnie podwyższoną odporność i reakcję aklimatyzacyjną na zimno, które można wywołać, a także fotoperiodyczną diapauzę reprodukcyjną samic.

Gody

Dorosłe D. montana gromadzą się na obszarach lęgowych, a wiele samców ściga jednocześnie jedną samicę. Te miejsca lęgowe znajdują się na ogół na rozkładających się łykach drzew i obszarach przepływu soków. Krycie odbywa się w miesiącach wiosennych i letnich, z aktywnym rozmnażaniem do lipca. Pod koniec sierpnia większość dorosłych osobników jest w diapauzie i reprodukcja ustaje. Podobnie jak wiele gatunków Drosophila w regionach o klimacie umiarkowanym, może rodzić się tylko jedno pokolenie rocznie. Jest to prawdopodobnie ułatwione dzięki zdolności do diapauzy.

Konflikt seksualny

Konflikt płciowy dotyczący długości kopulacji jest powszechny wśród D. montana . Samice preferują znacznie krótsze czasy krycia i angażują się w fizyczne zmagania, aby spróbować zrzucić męskiego partnera. Jednak samce często są w stanie utrzymywać kontakty seksualne znacznie dłużej, niż dyktują to samice. Pozwala to samcom na wywołanie odporności samic na kopulacje, zapobiegając w ten sposób ponownemu kojarzeniu się samic. Ta czynność działa jako środek ochrony partnera.

Piosenki zalotne

Podobnie jak wiele gatunków Drosophila, D. montana emituje „pieśni” z wibracji skrzydeł. Te piosenki są wykonywane podczas zalotów samic i są wymagane do zainicjowania krycia. Samice będą okazywać atrakcyjność samcom, rozkładając skrzydła, na co samiec zareaguje inicjując kopulację. Piosenki samców podlegają znacznej selekcji płciowej u gatunku. Piosenki o cechach szybkich, takich jak wysoka częstotliwość nośna , są kojarzone z samcami o wysokim sukcesie reprodukcyjnym. Nakładające się częstotliwości z hałasem otoczenia mogą zakłócać zdolność samic do wykrywania piosenek, co może zagrozić wyborowi partnera.

Jeśli chodzi o częstotliwość śpiewów godowych samców, średnia depresja wsobna wynosi około 14%. Różni się to znacznie od innych cech pieśni godowych, które różnią się tylko o kilka procent z powodu depresji wsobnej. Sugeruje to, że sprawność samców D. montana jest związana z częstotliwością ich śpiewów zalotnych. Częstotliwość śpiewów samców również podlega znacznej depresji krzyżowej .

Węglowodory skórne

D. montana wytwarza węglowodory kutykularne , powszechnie określane skrótem CHC , które działają jako węchowe lub smakowe wskazówki przyciągania. Chociaż bardziej skuteczne w przypadku innych gatunków Drosophila, CHC są istotnym czynnikiem w doborze partnera. W szczególności cechy CHC samic D. montana są skorelowane ze wskaźnikami odrzucania piosenek przez samice. Sugeruje to, że CHC samic działają jak feromony, przyciągając więcej samców, a tym samym powodując konieczność większej liczby odrzuceń.

Diapauza reprodukcyjna

Typowa długowieczność dorosłego D. montana w laboratorium wynosi około 30 do 40 dni, przy czym samice nieco przeżywają samce. Dorosłe samice D. montana wykorzystują fotoperiod do określania zmian sezonowych i informowania ich o diapauzie reprodukcyjnej przed zimowaniem. Pozwala im to ograniczyć starzenie się, zwiększyć szanse na przetrwanie zimy i wydłużyć żywotność.

D. montana rozwija się od jaja do postaci dorosłej w ciągu około 26 do 30 dni, w zależności od populacji i warunków fotoperiodycznych. Osoby w stanie diapauzy zatrzymały rozwój i reprodukcję. Stają się również zależni od rezerw energii na rzecz karmienia, więc większe osobniki zazwyczaj radzą sobie lepiej podczas diapauzy. D. montana rozwija się szybko w krótszych fotoperiodach, reprezentatywnych dla jesiennych warunków dziennych, aby ułatwić diapauzę. Na ten czas rozwoju mają wpływ sygnały fotoperiodyczne po eklozji .

Opieka rodzicielska

Pożądane miejsca składania jaj przez D. montana pokrywają się z miejscami ich rozrodu. Zaobserwowanymi substratami do składania jaj są narośla drożdży łykowych i sokowych na brzozach , a także rozkładające się łodygi Nuphar lutea , lilii wodnej żółtej. Ogólnie wiadomo, że grupa virilis Drosophila, do której należy D. montana , składa jaja w soku. Gatunek ma nakładające się preferencje dotyczące składania jaj z D. littoralis . Jednak D. montana łączy się w pary nieco wcześniej, a ich larwy są bardziej rozpowszechnione na suchszych podłożach.

komensalizm

Osika przegryziona przez bobra, popularne miejsce składania jaj

Kolekcja much z grupy virilis, w tym D. montana , jest znacznie bardziej skuteczna, gdy znajduje się w pobliżu znanych siedlisk bobrów . Bobry preferują bytowanie w zbiornikach wodnych w pobliżu określonych gatunków drzew, w tym brzozy i olchy , którymi żywią się zimą. Żerowanie bobrów powoduje powstawanie zwalonych drzew i odartej kory, które dostarczają D. montana , a także innym członkom grupy virilis, ich preferowanych miejsc składania jaj. Olchy są szczególnie wymieniane jako ulubione miejsce składania jaj przez D. montana . Te wspólne zasoby wspierają komensalizm między dwoma gatunkami. W przypadku D. montana związek ten jest zwykle obserwowany w Ameryce Północnej, szczególnie w przypadku gatunku bobra Castor canadensis .