男性のライダーは、ハエの蛹の保護シェルの下で性的に成熟した女性を嗅ぎ分けます

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Anonim
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ミヤマクロバエ(Calliphora erythrocephala)のメスのNasonia vitripennis

コガネコバチNasoniavitripennisのオスは、この寄生バチ種のメスが飛ぶ準備ができている保護シェルの下で、匂いによってハエの蛹を見つけることができます。そのような蛹を見つけたので、オスはメスがそれから抜け出すのを待って、彼らと交尾することしかできません(おそらく、その前にライバルと戦ったことがあります)。 N. vitripennisは世界で最も研究されているハチの種の1つと見なされていますが、そのプレプリントがbioRxiv Webサイトに公開されている研究の著者が指摘しているように、そのような交配戦略はこれまで言及されていません。

ハチの幼虫は昆虫やクモの体の内部または表面に成長し、ゆっくりと宿主を食べます。成虫になった彼らは、生殖のパートナーを見つけるために殺された犠牲者を残します。しかし、一部の種では、オスは飼い主を離れる前からメスを探し始めます。たとえば、ヒメバチPimpla disparisのオスは、マイマイガ(Lymantria dispar)の幼虫の内部で発生するメスによって生成される音と振動によって導かれます。他のケースでは、男性ライダーはフェロモンや他の揮発性物質によって女性に感染した昆虫を検出します。

モハリにあるインド教育科学研究所のRhitobanRaychoudhuryが率いる専門家チームは、世界で最も研究されているハチの1つであるコガネコバチ科のナソニア属(ハエ下目の蛹の捕食寄生者)がパートナーを見つける方法を見つけることにしました。以前の研究によると、これらの昆虫のオスは最初に宿主の蛹から出てきます(これは多くのハエの蛹の保護シェルとして機能する幼虫の皮膚の名前です;ナソニアの幼虫も下に隠れていますハエの蛹ですが、蛹に侵入してその表面を食べないため、外部寄生虫と見なされます)。その後、より多くの女性が解放されて彼らと交尾するのを待っています。同時に、彼らは前の所有者の蛹をライバルから積極的に保護し、原則として、それから遠く離れて飛ぶことはありません。

Raichoudhuryと彼の共著者によると、これらのライダーのオス間の競争と繰り返し交尾する能力は、孵化した蛹の近くに他の感染した蛹を見つけるなど、代替の交尾戦略につながる可能性があります。しかし、この行動にはリスクが伴います。これは、競合他社(蛹から抜け出し、女性が蛹から出てくるのを待っている男性を含む)との衝突の可能性だけで説明されていません。事実、ナソニアが寄生する蛹のいくつかは雄だけを産みます(他の多くの膜翅目と同様に、この属の雌は受精せずに発育する卵を産むことができます-そして雄だけがそれらから孵化します)。近くの潜在的なパートナーを待つ男性ライダーは、時間を無駄にするだけです。したがって、特定の種のオスが実際に感染した蛹を積極的に探している場合、将来のメスが発生する蛹を区別する必要があります。

最初のフェーズでは、研究者たちは、オスのナソニアが感染したハエの蛹と感染していないハエの蛹の違いを理解できるかどうかをテストしました。前者の方がはるかに魅力的であることが判明しました。実験では、4種すべての属(N. vitripennis、N。longicornis、N。giraulti、およびN. oneida)のオスは、感染していない蛹と比較して、感染した蛹の蛹の表面にかなり多くの時間を費やしました(p <0.01すべての種について)。

男性のナソニアの寿命は短いので、選択した蛹で成長している幼虫が成虫になり、彼らと交尾できるようになる前に、彼は死ぬ可能性があります。Raichoudhuriと彼の同僚は、男性が、飛ぶ準備ができているライダーが隠れている表面の下に、pupariaを優先することによって、そのような結果のリスクを減らすことができるかどうかを調べることにしました。オスのN.vitripennisとN.oneidaはこれが可能であることが判明しました:幼虫のいる幼虫と成虫の間で、後者を選択しました(それぞれp <0.01とp = 0.01)。他の種のオスは、ほぼ同じ方法ですべての感染した蛹に引き付けられました。

次の段階では、男性ライダーは2つのグループのpupariaから選択するように求められました。それらのそれぞれは飛ぶ準備ができている大人を含んでいました、しかしいくつかは男性だけを含みました、そして2番目-男性と女性の両方。 4種のうち、N。vitripennisのオスだけが、前者と後者を区別する能力を示しました。彼らは明らかに異性愛者の親戚が中にいる蛹を好んだ(p = 0,001)。

今、Raichoudhuriと彼の同僚は、蛹を選ぶときにN.vitripennisのオスがどのような特性に依存しているかを理解しなければなりませんでした。テストは、彼らの好みが音響的および視覚的手がかりとは無関係であることを示しました。中の成虫の捕食寄生者が殺されて音を出すことができなくても、ライダーは適切な捕食寄生者に興味を持っていました。さらに、彼らは、ハエの蛹の発達の初期段階と後期段階に対応する明るい蛹と暗い蛹を区別しませんでした。

追加の実験により、N。vitripennisのオスは、すぐに飛ぶことができるメスの成虫の匂いに導かれることが確認されています。そのうちの1つでは、研究者は孵化した女性ライダーと一緒に蛹の半分のジクロロメタンに溶解しました。得られた液体で処理された感染していない半分は、男性のかなりの注目を集めました。比較のために、単純なジクロロメタンを滴下した蛹の感染していない半分は、彼らの興味をそそりませんでした。

どの化合物が男性ライダーを引き付けるかを決定するために、研究者たちはクロマトグラフィーを使用しました。すぐに飛ぶ成虫の蛹の抽出物を極性画分と非極性画分に分け、どちらが男性にとってより興味深いかを確認しました。男性は無極性画分を好みました。キューティクル炭化水素が大量に含まれているため、科学者たちは、男性のライダーが女性と一緒に蛹を見つけるのに役立つのは彼らの匂いであると示唆しています。

キューティクルの化学組成から判断すると、男性にとって重要なのは特定の化合物の有無ではなく、性別による比率です。決定的な役割は、30を超える炭素原子の鎖長を持つ9つのモノ、ジ、およびテトラメチルアルケンによって果たすことができ、その含有量は女性のキューティクルでより高くなります。女性の化学的特徴を感じて、男性は彼らが彼らの前に適切な蛹を持っていることを理解します。

この考えは、感染していない蛹を成体のオスまたはメスからのクチクラ炭化水素の抽出物で処理した実験によって確認されました。男性は後者を優先しました(p <0.01)。追加の検証により、N。vitripennisのオスは、メスに特徴的な匂いの濃度にわずかな違いさえ記録したことが示されました。この能力により、おそらく、雌がどの発達段階で瞳孔内にいるのか、そして何匹いるのかを判断することができます。これはすべて、見つかった蛹の近くに留まり、雌の前に彼女を残した雄を含む競合他社と彼女のために戦うかどうかの雄の決定に影響を与えます。

Raichoudhuriと彼の共著者は、多くの昆虫が匂いで雌を見つけることができると述べています。はるかに興味深いのは、嗅覚を使って飛ぶ準備ができているが、それでも宿主の幼虫の殻の下に隠れている雌を探すN.vitripennisの能力です。同時に、互いに非常に類似しているナソニア属の4種のうち、1つだけがこの有用な適応を獲得した理由は不明なままです。

ライダーは昆虫の最も多くのグループの1つであり、その多くは進化の過程で驚くべき適応を獲得しています。たとえば、Reclinervellus nielseniの幼虫は、宿主のクモに保護用の繭を織り込ませ、成虫のMicrogastergodzillaは潜水して水虫の体に卵を産みます。

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