Pseudacteon tricuspis

Pseudacteon tricuspis
Klasyfikacja naukowa
Królestwo:	Zwierzęta
Gromada:	Stawonogi
Klasa:	Owad
Zamówienie:	Muchówki
Rodzina:	Phoridae
Rodzaj:	Pseudakteon
Gatunek:	P. tricuspis
Nazwa dwumianowa
Pseudacteon tricuspis Borgmeiera, 1925

Pseudacteon tricuspis (powszechnie określana jako mucha phorid lub mucha dekapitująca mrówkę ognistą ) to pasożytnicza mucha phorid , która odcina głowę swojemu żywicielowi, importowanej mrówce ognistej Solenopsis invicta . Rodzaj Pseudacteon obejmuje ponad 70 opisanych gatunków , które pasożytują na różnych gatunkach mrówek. Jednakże P. tricuspis jest bardzo specyficzny dla swojej mrówki żywicielskiej i nie atakuje innych rodzimych gatunków mrówek, co czyni go dobrym biologicznym środkiem zwalczania mrówki ognistej. P. tricuspis w tym celu sprowadzono także do Stanów Zjednoczonych. Oprócz Stanów Zjednoczonych P. tricuspis stwierdzono także w Ameryce Południowej , Europie i Azji . Samice P. tricuspis składają jaja bezpośrednio w żywicielu mrówki ognistej. Odłożenie jaja w żywicielu mrówce determinuje płeć jaja, które rośnie w żywicielu aż do osiągnięcia dorosłości, zabijając i odcinając przy tym żywiciela. Co ciekawe, u P. tricuspis stosunek płci jest głównie męski, przy czym samce są mniejsze od samic.

Opis

Pseudacteon tricuspis to gatunek z rodzaju Pseudateon i członek rodziny Phoridae , która jest powszechnie nazywana muchówkami, muchami garbatymi i muchówkami phorid. Osiem rodzimych Pseudacteon pasożytuje na rodzimych mrówkach ognistych w Stanach Zjednoczonych (Plowes 2009).

Dorosłe muchówki P. tricuspis mają długość 0,9–1,5 mm. Żuchwy larw nie są w stanie przeżuwać ani trawić pokarmu i zamiast tego służą do wspomagania ruchu i zakotwiczenia w żywicielu. Ovipositor , czyli narząd używany przez samicę do składania jaj, wygląda inaczej u wszystkich gatunków z rodzaju Pseudacteon i można go wykorzystać do odróżnienia tych gatunków .

Dystrybucja

Pseudacteon tricuspis jest szeroko rozpowszechniony w Argentynie , Brazylii i innych częściach Ameryki Południowej, Europy i Azji. Około dwudziestu gatunków z tego rodzaju pasożytuje na rodzimych mrówkach ognistych w Ameryce Południowej. Od czasu wprowadzenia do Stanów Zjednoczonych gatunek ten można spotkać w całym kraju, ale koncentruje się w południowo-wschodniej części, w tym na Florydzie, w Alabamie, Arkansas i Luizjanie.

Siedlisko

Solenopsis invicta , żywiciel P. tricuspis

Pseudacteon tricuspis występuje głównie w naturalnym zasięgu występowania mrówki ognistej Solenopsis invicta . Klimat waha się od lasów deszczowych, przez bagna, aż po obszary suche. Nie mają pierwszeństwa w stosunku do żadnego rodzaju siedliska, częściowo dlatego, że P. tricuspis spędza większość swojego życia w żywicielu. Nie wiadomo, czy P. tricuspis w dużych grupach przyciąga cokolwiek innego niż mrówka żywicielska.

Historia życia

Pseudacteon tricuspis spędza większość swojego cyklu życiowego w mrówce żywicielu, nawet po śmierci żywiciela. Czas rozwoju od złożenia jaj do dojrzałego osobnika dorosłego wynosi od 5 do 12 tygodni, w zależności od temperatury (z dłuższą żywotnością w niższych temperaturach). Określenie płci zależy od wielkości mrówki żywiciela, w której złożone jest jajo. Samice much mają większą średnią sprawność, jeśli korzystają z większych mrówek ognistych żywicieli. Jednakże dokładny mechanizm determinacji płci nie jest znany.

jajko

Jaja muchy mają długość około 130 µm i szerokość 20 µm. Mają kształt torpedy i są wstrzykiwane przez matkę w klatkę piersiową robotnicy. Zakończenie rozwoju embrionalnego i wyklucie się jaja trwa zwykle około 4–5 dni.

Larwy

Mucha wykluwa się z jaja w pierwszym stadium rozwojowym i zwykle zrzuca błonę surowiczą w ciągu 24 godzin, chociaż odnotowano, że proces ten trwa do 20 dni. Do czwartego dnia drugie stadium rozwojowe zwykle mieści się całkowicie w głowie mrówki. Zarówno w drugim, jak i trzecim stadium rozwoju robak muchowy w dużym stopniu opiera się na hemolimfie mrówek . W tym czasie pojawia się mrówka ognista żywiciel i zachowuje się normalnie, ponieważ mucha pasożytnicza nie zjada tkanki. W trzecim stadium wydziela się enzym lub hormon, który rozluźnia i odcina głowę mrówce żywicielskiej, którą mucha następnie zjada i zamieszkuje w jej wnętrzu.

Poczwarki

Poczwarki są nieprzezroczyste i mają blady kolor. Mucha pozostanie w torebce głowy i będzie rosła, wypełniając kształt torebki głowy żywiciela. Samice rozwiną w pełni ukształtowane skrzydła. Rozwój poczwarki trwa około 2–6 tygodni, w zależności od temperatury.

Dorosły

Kiedy dorosła mucha jest już w pełni rozwinięta, wynurzenie się z muchy żywicielskiej zajmuje łącznie tylko kilka sekund i jest gotowa do kopulacji i składania jaj w ciągu następnych kilku godzin. Długość życia dorosłego osobnika wynosi tylko 3 do 5 dni.

Zasoby żywności

Liść spadzi

Muchy korzystają z substancji semiochemicznych mrówek ognistych , aby zlokalizować gatunek mrówek ognistych Solenopsis invicta i mogą to zrobić z odległości do 50 metrów. Podczas gdy inne gatunki z Pseudacteon są gatunkami ogólnymi i żywią się szeroką gamą zasobów, na polu mucha P. tricuspis będzie żerować wyłącznie na swoim żywicielu. Jednakże badania laboratoryjne wykazały, że karmienie muchy cukrem ma znaczący wpływ na wydłużenie życia muszki, przy czym długość życia wydłuża się 2–3 razy. W terenie pasożyty mogłyby potencjalnie pozyskiwać cukier z nektaru lub spadzi , ale zapewnienie dodatkowych źródeł cukru w ​​pobliżu miejsc uwolnienia muchy może poprawić skuteczność muchy w zwalczaniu mrówki ognistej.

Gody

Samce mają w swoich czułkach podtyp długiej sensilli , którego nie ma u samic. Chociaż jego cel nie jest do końca jasny, uważa się, że podczas poszukiwania partnera wykrywa kobiece zapachy, takie jak feromony płciowe . Obie płcie są również przyciągane przez zapach mrówki ognistej żywiciela. Do krycia dochodzi w czasie, gdy samice szukają odpowiednich żywicieli. Samice będą śledzić ruch i zachowanie żywicieli mrówek ognistych, podczas gdy samce będą unosić się i kręcić w powietrzu w poszukiwaniu samic. Po zlokalizowaniu jednego samiec chwyta samicę, a kopulacja trwa mniej niż sekundę. Podczas tego procesu żadna z płci nie jest w stanie latać, co powoduje, że oboje spadają na ziemię. Zarówno mężczyźni, jak i kobiety P. tricuspis będzie kojarzyć się kilka razy. Samica P. tricuspis może w ciągu krótkiego okresu godowego złożyć od 100 do 300 jaj, ale do każdej mrówki robotnicy wstawia tylko jedno jajo.

Dymorfizm płciowy

Gatunek charakteryzuje się dymorfizmem płciowym , samice są znacznie większe od samców. Dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że samice są agresywne i walczą z innymi samicami o złożenie własnych jaj w żywicielu. Samice walczą o większe mrówki żywicielskie, w których składają jaja, ponieważ jaja te będą miały większe szanse na przeżycie. Większe samice najprawdopodobniej wygrają te walki, co doprowadzi do tego, że samice urosną większe od samców.

Stosunek płci

Gatunek ten zazwyczaj ma stosunek płciowy preferujący samce (zwykle w stosunku 2:1). Przypisuje się to względnej wielkości mrówek żywicieli, które tak się składa, że ​​mają więcej dużych osobników niż mniejszych. Istnieje mniejsza liczba żywicieli, którzy mogą wspierać rozwój samic much, przez co płeć żeńska jest rzadsza. Powoduje to wewnątrzgatunkową konkurencję między P. tricuspis , które konkurują ze sobą w próbie złożenia jaj w obrębie tego samego żywiciela. Samice wykazują zachowania agresywne i terytorialne.

Atak

Mucha bierze udział w ataku mrówki ognistej Solenopsis invicta podczas próby złożenia jaj. Dorosłe samice much unoszą się około 3 do 5 mm nad wybraną mrówką żywicielską i kierują pokładełka w stronę żywiciela. Następnie szybko nurkują i wstrzykują jajo w klatkę piersiową żywiciela-robota. Mucha będzie unikać prób składania jaj w jałowcach kolonii i zamiast tego będzie atakować wyłącznie mrówki robotnice. Pomyślne odkładanie jaj następuje tylko w około 8-35% przypadków.

Działalność

Dzienna aktywność muchy P. tricuspis zaczyna się bardzo nisko wczesnym rankiem, stopniowo wzrasta, a następnie osiąga szczyt w południe. Zaobserwowano, że maksymalne pojawienie się samców następuje na około godzinę przed maksymalnym pojawieniem się samic. Jeśli chodzi o aktywność sezonową, populacja much występuje przez cały rok, ale jest najwyższa jesienią i latem, a najniższa zimą i wiosną. Koreluje to z zależną od gęstości reakcją na dostępność żywiciela mrówki ognistej, która jest większa jesienią ze względu na częste opady deszczu.

Kontrola biologiczna

Pseudacteon tricuspis był pierwszym gatunkiem muchy Pseudacteon , który z powodzeniem zastosowano w USA jako środek kontroli biologicznej importowanej czerwonej mrówki ognistej. Importowana czerwona mrówka ognista Solenopsis invicta został przypadkowo wprowadzony do Stanów Zjednoczonych w Alabamie w latach trzydziestych XX wieku. Od tego czasu jego zaludniony obszar rozszerzył się na cały kraj, w tym w Kalifornii. Mrówki są niezwykle szkodliwe dla środowiska w Stanach Zjednoczonych, powodując szkody rzędu miliarda dolarów rocznie i wpływając na rodzimą faunę i siedliska. Chociaż przetestowano chemiczne pestycydy jako metodę zwalczania mrówek, rozwiązanie to nie jest zrównoważone pod względem środowiskowym ani finansowym. Od lata 1997 r. do jesieni 1999 r. P. tricuspis muchę wypuszczono w ośmiu różnych miejscach nad kopcami mrówki ognistej zlokalizowanymi na całej północnej Florydzie jako samowystarczalny sposób kontrolowania mrówki ognistej, przy czym w sześciu z tych miejsc populacja przetrwała pierwszą zimę. Z biegiem lat populacja P. tricuspis latających w tych miejscach w dalszym ciągu rosła i rozszerzała się poza obszar miejsc uwolnień, a jesienią 2000 r. miejsca te połączyły się w jeden duży zajmowany obszar. Cel P. tricuspis mucha miała na celu zestresowanie populacji mrówek ognistych, aby przesunąć równowagę z powrotem na korzyść rodzimych mrówek w Ameryce. Chociaż dokładny wpływ muchy na populację mrówek ognistych nie jest znany, mrówka ognista ewoluowała, aby wykształcić specyficzne mechanizmy obronne przed muchą, co wskazuje, że istnieje pewnego rodzaju duże znaczenie całej populacji dla przetrwania kolonii mrówek ognistych. Ponadto w obecności i ataku P. tricuspis mrówka ognista zazwyczaj znacznie zmniejsza tempo żerowania i odzyskiwania zasobów, prawie o 84%.