Megalopta genalis
|
|
| Megalopta genalis | |
|---|---|
| Klasyfikacja naukowa | |
| Królestwo: | Animalia |
| Gromada: | stawonogi |
| Klasa: | owady |
| Zamówienie: | błonkoskrzydłe |
| Rodzina: | Halictidae |
| Rodzaj: | Megalopta |
| Gatunek: |
M. genalis
|
| Nazwa dwumianowa | |
|
Megalopta genalis Meade-Waldo, 1916
|
|
| Synonimy | |
|
|
Megalopta genalis to gatunek z rodziny Halictidae , zwanych inaczej pszczołami potowymi . Pszczoła pochodzi z Ameryki Środkowej i Południowej . Jego oczy mają anatomiczne przystosowania, które czynią je 27 razy bardziej wrażliwymi na światło niż pszczoły dzienne, co daje mu zdolność do nocnego trybu życia. Jednak jego oczy nie różnią się całkowicie od innych pszczół dziennych, ale nadal są oczami złożonymi. Różnica polega zatem wyłącznie na przystosowaniu się do trybu nocnego, zwiększaniu sukcesu żerowania i minimalizowaniu niebezpieczeństwa związanego z drapieżnictwem. Gatunek ten służył m.in organizm modelowy w badaniach zachowań społecznych i widzenia nocnego u pszczół.
Taksonomia i filogeneza
Megalopta genalis to pszczoła potowa z rodziny Halictidae . Termin „pszczoła potowa” odnosi się do przyciągania organizmu do ludzkiego potu i potu . Te pszczoły mają metaliczny charakter, a konkretnie zielony kolor u tego gatunku. Pszczoła jest badana pod kątem jej niezwykłego przejścia z dziennego do nocnego .
Opis i identyfikacja
Ta pszczoła ma zmienną wielkość, zwłaszcza wśród samic. Przeciętna samica ma odległość międzykręgową (szerokość ciała mierzoną między podstawami skrzydeł) wynoszącą 3 milimetry, a przeciętny samiec jest smuklejszy, z odległością międzykręgową około 2,4 milimetra. gynandromorfia , w której osobnik jednej płci może mieć pewne części ciała przeciwnej płci. Po wyjściu z jaja pszczoła potrzebuje około 35 dni, aby osiągnąć dojrzałość.
Gatunek tworzy gniazda w martwym drewnie, zwykle w sposób przypominający tunel. Zwykle wykorzystuje opadłe gałęzie i winorośle, które leżą splątane w podszycie lasów deszczowych. Patyki używane do gniazdowania mają szerokość od 1 do 10 centymetrów. Tworzy tunel z otworem otoczonym kołnierzem z pokruszonego drewna. Komórki wewnątrz gniazda zbudowane są z włókien drzewnych. Dorosła samica pszczoły umieszcza bochenek pyłku w każdej komórce i składa jajko na wierzchu.
Dystrybucja i siedlisko
Podobnie jak inne pszczoły z tego rodzaju , M. genalis gniazduje w martwym drewnie. Żyją na obszarze między Meksykiem a południową Brazylią i dlatego są często badane w Republice Panamy i północnej Kolumbii , gdzie są w dużej mierze rozpowszechnione.
Ta pszczoła zbiera pyłek roślin tropikalnych w swoim środowisku, w tym kapoku ( Ceiba pentandra ), pochote ( Pachira quinata ), śliwek wieprzowych ( Spondias spp.) I akacji , a także Vismia baccifera i Pseudobombax septenatum .
Samice wykazują zachowania samotnicze lub społeczne, budując gniazda na małych gałęziach nad ziemią. Są tradycyjnie aktywne w nocy, co czyni ten gatunek szczególnie interesującym i trudnym do zbadania.
Cykl kolonii
M. genalis jest nietypowy w swoich zachowaniach społecznych, ponieważ zwykle są towarzyskie w małych koloniach składających się z mniej więcej dwóch lub trzech pszczół lub są samotnymi samicami. W gniazdach dwupszczelich występuje zwykle pszczoła robotnica i królowa , gdzie podział pracy jest taki sam jak w większych rodzinach. Gniazda są zakładane przez pojedyncze matki pszczele, które następnie samodzielnie wychowują pierwszy lęg , zanim powiększą kolonię. Mniej więcej tydzień po pojawieniu się młodych pszczół rozpraszają się i znajdują własne gniazda lub zaczynają żerować.
Gatunek ten jest fakultatywnie społeczny ; co oznacza, że mogą żyć wspólnie, gdy jest to korzystne, lub w inny sposób być samotnymi gniazdami. Masowo zaopatrują swoje gniazda, zaopatrując je w cały pyłek larw będzie musiał dorosnąć do dojrzałości. Wielkość grupy i częstotliwość gniazdowania społecznego zmieniają się na przestrzeni pór roku. Na początku pory suchej większość pszczół jest samotna, ale w dalszej części sezonu nawet połowa gniazd ma wiele samic. Gniazda mogą mieć do 11 samic, ale zwykle nie więcej niż 4. W Panamie, gdzie prowadzi się większość badań tego gatunku, zwykle stwierdza się, że są one aktywne tylko w porze suchej. Ponadto większe kolonie wydawały się być bardziej rozpowszechnione pod koniec sezonu aktywnego. Ponieważ gatunek jest fakultatywny społeczne, wykazano, że zwiększenie rozmiaru kolonii wiąże się z pośrednimi korzyściami dla tych samic, które się nie rozmnażają, co zwiększa wydajność reprodukcyjną kolonii jako całości.
Zachowanie
Hierarchia dominacji
Jak wspomniano wcześniej, samice tego gatunku zwykle zachowują się samotnie lub przebywają w małych grupach. Chociaż gatunek ten zachowuje się przeważnie samotnie, zaobserwowano, że królowe są zdolne do współżycia bez innych królowych, o ile istnieje wyraźna relacja dominacji i uległości. W dużej mierze zależy to od jajników : samice z większymi jajnikami dominują nad samicami z mniejszymi jajnikami. Wielkość jajników jest różna w zależności od wielkości pszczoły, co oznacza, że mniejsze pszczoły są bardziej skłonne do żerowania z nierozwiniętymi jajnikami. Jednak wśród samic reprodukcyjnych rozmiar nie ma wpływu na płodność. W określeniu dominacji uwzględniono również wiek: kobiety w starszym wieku były bardziej dominujące. Samice z mniejszą liczbą współlokatorek są bardziej skłonne do agresji w stosunku do innych samic niż te, które mają więcej współlokatorek, co pokazuje, że izolacja społeczna może prowadzić do agresji. W Halictidae stwierdzono, że królowe wbijają głowy w inne dorosłe osobniki, aby wywrzeć dominację i uniemożliwić podwładnym wkraczanie do regionów zarezerwowanych dla samej królowej.
Podział pracy
W gminnych gniazdach panuje podział pracy. Dominująca samica jest zwykle największym i najstarszym osobnikiem, a czasami jest jedynym osobnikiem reprodukcyjnym w grupie. Pozostałe samice są zbieraczami, przynosząc pożywienie samicy reprodukcyjnej. Angażują się w trofalaksję , karmiąc nektarem samicę reprodukcyjną. Większość wspólnych gniazd to po prostu pary: jedna królowa, która pozostaje w gnieździe i składa jaja, oraz jedna robotnica, która opuszcza gniazdo, aby zdobyć pożywienie dla siebie i królowej. Większość samic jest zdolna do składania jaj, ale są one tłumione przez obecność dominującej królowej w ich grupie; jeśli królowa umrze, zbieracz może zająć jej miejsce i złożyć jaja.
Nocne adaptacje
Większość pszczół jest dziennych , aktywnych w ciągu dnia. Gatunek ten i jego najbliżsi krewni prowadzą nocny tryb życia, wieczorem opuszczają gniazdo na żer. Jego adaptacje do słabego światła zostały dobrze zbadane. Podobnie jak inne pszczoły, ma złożone oczy, które są skuteczne w jasnym świetle. Wyspecjalizowane anatomiczne różnice w oczach, takie jak większe fasetki, sprawiają, że są one 27 razy bardziej wrażliwe na światło niż pszczoły dzienne. Komórki w oczach są szczególnie wrażliwe na polaryzację światła, która występuje podczas zmierzchu godziny, czas, kiedy pszczoła jest aktywna. Mózg ma również wyspecjalizowane neurony, które pomagają mu przetwarzać słabe światło. Ponadto nowe badania wykazały, że do bycia nocnym używają czegoś więcej niż tylko wrażliwości na światło. M. genalis faktycznie wykorzystuje neuronowe podsumowanie wcześniejszych doświadczeń, aby poprawić niezawodność ich widzenia w słabym świetle. Wykorzystują te dane przechowywane w mózgach, aby precyzyjnie lądować i latać na duże odległości w dużych zmianach światła.
Zachowanie nocne ma kilka głównych zalet, w tym mniejszą konkurencję podczas żerowania, a także mniejsze ryzyko drapieżnictwa podczas żerowania. Jedną z roślin, z których pszczoła zbiera pyłek, jest Pseduobombax septanatum , który jako kwiaty otwiera się tylko o zachodzie słońca.
Komunikacja przez jedzenie
U M. genalis pszczoła wymienia pokarm płynny w procesie zwanym trofalaksją , który wskazuje na status społeczny. Podczas gdy w przypadku innych gatunków często obserwuje się, że przepływ wymienianego pokarmu przechodzi od pszczół robotnic do pszczół dominujących, w przypadku tego wyjątkowego gatunku tak nie jest. Potwierdza to ideę, że zachowania społeczne są ewolucyjną adaptacją, ponieważ jedzenie jest nadal równo dzielone w koloniach dwóch pszczół. Uważa się, że trofalaksja jest niezależnie przyjętym zachowaniem tego gatunku, a nie zachowaniem ewolucyjnym.
Selekcja rodowa
W koloniach, które wykazują zachowania eusocjalne, co oznacza, że zamiast samotnej założycielki jest 2-7 pszczół, inne pszczoły robotnice są zwykle bezpośrednio spokrewnione z królową. Pszczoły robotnice mogą być kojarzone lub nieparzone w kolonii i są mniejsze niż królowa pszczół. Nawet gdy założycielka wychowuje potomstwo płci żeńskiej, nadal może wykazywać samotne zachowanie, jeśli inne pszczoły odejdą, aby założyć własne kolonie. Ponieważ założycielka musi stworzyć środowisko dla własnego gniazda, wszystkie pszczoły tego gatunku w pewnym momencie doświadczają zachowań związanych z żerowaniem. Obserwacje wykazały, że jeśli królowa pszczół zostanie usunięta z kolonii społecznej, pojawi się pszczoła zastępcza, która doświadczy powiększenia jajników, która następnie dominuje, aby przejąć miejsce królowej. Pszczoła zastępcza to zwykle żeńskie potomstwo królowej pszczół. Ta zastępcza pszczoła jest w stanie rozmnażać się tak samo skutecznie jak pierwotna królowa, co pokazuje, że status kolonii zależy od konkurencji społecznej i nie jest z góry określony. Ponadto możliwe jest, że królowa pszczół może stłumić środowisko córek w swojej kolonii, aby zapewnić im bezpłodne i nie stanowią dla niej konkurencji, dopóki jest zdolna do rozmnażania.
Konflikt dotyczący proporcji płci
U M. genalis zaobserwowano, że założycielki praktykują przydział płci u swojego potomstwa. W pierwszym lęgu założycielki wychowuje potomstwo, które jest albo samcami, albo niektórymi samcami i kilkoma samicami, ale nigdy tylko samicami. Spośród założycielek, które wychowują pierwsze potomstwo składające się tylko z samców, istnieje możliwość, że później wychowują potomstwo z jajami żeńskimi, ale nie wykazywałyby zachowań społecznych. W lęgach, w których uczestniczą zarówno samice, jak i samce, 76% samic pozostaje w swoim gnieździe urodzeniowym powyżej 10 dni po urodzeniu, aby stać się pszczołą robotnicą dla swojej matki, a pozostałe 24% znajduje własne gniazda. Dlatego w tym fakultatywnie społecznym gatunku założycielka, która wychowuje pierwsze lęgi tylko samców, jest uważana za samotnika, podczas gdy założycielka, która w pierwszym lęgu hoduje zarówno samce, jak i samice, ma zdolność bycia społecznym. Samce w lęgu zwykle opuszczają gniazdo po 4 dniach od wylęgu w celu kopulacji. Stosunek płci w populacji można zatem postrzegać jako uprzedzony do mężczyzn zarówno w koloniach samotnych, jak i społecznych.
Konflikt o inwestycje rodziców
Megalopta genalis jest szeroko badana pod kątem jej fakultatywnie społecznych zachowań, zwłaszcza pod względem manipulacji rodziców, która pokazuje wpływ czynników środowiskowych na rozwój potomstwa. Założycielki często manipulują córkami, aby pozostały pszczołami robotnicami i nie konkurowały z nimi o krycie lub dominację. Robią to, ograniczając spożycie pyłku przez larwy, co zapewnia, że potomstwo płci żeńskiej będzie mniejsze w wieku dorosłym. Chociaż wcześniej wspomniano, że rozmiar dorosłego niekoniecznie wpływa na płodność , określa oznaki dominacji. Dlatego w najlepszym interesie królowej byłoby trzymanie potomstwa płci żeńskiej w mniejszych rozmiarach i zdolnego do pracy jako zbieraczka w jej kolonii. Wśród samców występuje mniejsza zmienność w przyjmowaniu pokarmu na etapie larwalnym, nawet przy niedoborze zasobów.
Koszty i korzyści społeczne
Kolonie M. genalis , które wykazują zachowania społeczne, przynoszą korzyści pod względem drapieżnictwa i przetrwania. Kiedy samotna pszczoła zostaje zaatakowana przez drapieżnika, jej potomstwo zostaje osierocone, co czyni ją bardziej podatną na atak i mniejszą szansą na przeżycie. Jednak kolonia społeczna miałaby innych mieszkańców gniazda, którzy nadal mogą próbować odeprzeć drapieżniki i chronić rozwijający się lęg. Ponadto produktywność gniazd wzrasta wraz z zachowaniami społecznymi, co skutkuje bardziej udaną produkcją jaj. W przypadku samic, które pozostały w gnieździe urodzeniowym jako robotnica, pokrewieństwo byłoby korzyścią z pozostania w tyle, a także uzyskania dodatkowej ochrony. Ponadto, gdy królowa pszczół umrze, mają możliwość zastąpienia jej, aby stać się nową królową i mieć większą przewagę przetrwania, niż gdyby próbowali stworzyć samotną kolonię.
Interakcje z innymi gatunkami
Pasożyty
, że chrząszcze z gatunku Macrosiagon gracilis są pasożytami M. genalis. Wiadomo, że gatunek ten zamieszkuje te same obszary co M. genalis , a także zasięg na zewnątrz, co nie jest jeszcze wyjaśnione zachowaniem pasożytniczym. Uważa się, że chrząszcz wychowuje swoje potomstwo w gniazdach gatunków pszczół, umożliwiając im tam rozwój do dorosłości. Jest to jednak interesujące, ponieważ gatunek chrząszcza nie ma żadnych znanych morfologicznych adaptacji do zachowania nocnego i dlatego musi znaleźć gatunek żywiciela za pomocą wskazówek chemicznych i dotykowych.
Obrona
Mrówki są głównymi drapieżnikami gatunku M. genalis . Kiedy mrówka z gatunku Ectatomma tuberculatum została wystawiona na wejście do gniazda Megalopta genalis , pszczoła próbowała strzec wejścia swoim odwłokiem, a mrówka zwykle się wycofywała, gdyż była mniejsza od pszczoły. Kiedy pszczoła napotkała większe mrówki, takie jak mrówki z rodzaju Camponotus , gryzły i żądliły mrówkę, dopóki nie wycofały się. Gdyby to nie zadziałało, pszczoły robotnice wypchnęłyby mrówkę odwłokiem. W przeciwieństwie do mniejszych mrówek z rodzaju Crematogaster gryźli i żądlili mrówkę, aż do śmierci. Chociaż kolonie społeczne mogą być korzystne w tym zachowaniu obronnym, nie jest to konieczne ze względu na początkową ochronę zwężonego wejścia do gniazda, które samotna samica mogłaby zrobić sama.
Linki zewnętrzne
- Hendry, ER Pokarm mózgowy dla pracowitych pszczół. Smithsonian . 1 kwietnia 2010 r.
- Instytut Badań Tropikalnych Smithsona. Pszczoły społeczne mają większy obszar mózgu do nauki, pamięci. ScienceDaily. 24 marca 2010 r.