Arachnocampa luminosa
Виды мух

Arachnocampa luminosa
Светлячок ( Arachnocampa luminosa ) и шелковые петли
Научная классификация Редактировать эту классификацию
Домен:Эукариоты
Королевство:Анималия
Тип:Членистоногие
Сорт:Насекомые
Заказ:Двукрылые
Семья:Кероплатиды
Род:Арахнокампа
Разновидность:
А. люминоза
Биномиальное имя
Arachnocampa luminosa
( Скьюз , 1891)
Синонимы
  • Болитофила светящаяся [1]

Arachnocampa luminosa (Skuse, 1891), широко известный как новозеландский светлячок или просто светлячок , является видом грибных комариков и является эндемиком исключительно для Новой Зеландии . Личиночная стадия и имаго производят сине-зеленую биолюминесценцию . [2] Известно, что этот вид обитает в пещерах и на защищенных отмелях в местных кустарниках, где высокая влажность, так как влага помогает поддерживать их шелковые структуры, которые захватывают добычу. [3] [4] Его маорийские названия - pūrātoke , от глагола «светиться», [5] и titiwai , что означает «свет, отраженный в воде». [6] Это, вероятно, происходит от присутствия светлячков вблизи водоемов, [7] где отражаются их световые проявления.

Распространение и обнаружение

Arachnocampa luminosa широко распространена как на Северном , так и на Южном острове Новой Зеландии, хотя популяции обычно встречаются в пещерных системах и в местных кустарниках, где доступны виды добычи и высокая влажность. Они укрываются в пещерах или расщелинах, которые обеспечивают подходящую темноту и защищают их шелковые ловушки от воздушных потоков, около тел с густым илом или стоячей водой, где их насекомые-жертвы могут размножаться. [7]

Некоторые места стали популярными направлениями для туристов, желающих увидеть светлячков. К ним относятся пещеры в Вайтомо , Вайпу , Инглвуде и Те Ана-ау , [2] [8] , а также в районах с местной растительностью, таких как Ботанический сад Веллингтона . [9] Уровни температуры и влажности внутри пещер Вайтомо нетипичны в отличие от других пещер в умеренных широтах. При сравнении климатических данных с 1977 по 1980 и 1955 годы показано, что пещеры Вайтомо были более стабильными в 1955 году по сравнению с настоящим временем. Считается, что это увеличение климатической изменчивости произошло из-за того, что в 1975 году вход был разблокирован, заставив пещеру вести себя как аэродинамическая труба. [10]

Первое письменное упоминание о виде датируется 1871 годом, когда он был обнаружен на золотом руднике в районе Темзы в Новой Зеландии . Сначала его считали родственником европейского светлячка ( Lampyris noctiluca ), но в 1886 году учитель из Крайстчерча доказал, что это личинка комара , а не жука. [2] Вид был впервые официально описан в 1891 году под видовым названием Bolitophila luminosa и был отнесен к семейству Mycetophilidae . [11] В 1924 году он был помещен в новый собственный род, Arachnocampa , поскольку жилкование крыльев взрослых особей и поведение личинок значительно отличались от других видов мух Bolitophila .

Жизненный цикл

Стадии жизни взрослой особи, личинки и куколки

Сферические яйца (0,75 мм в диаметре) обычно откладываются прямо на стену пещеры. После вылупления цилиндрическая личинка сразу же начинает светиться. Когда они впервые появляются, они обычно имеют длину от 3 до 5 миллиметров и вырастают до 30-40 мм в течение нескольких месяцев. Личинка может перемещаться по поверхности пещеры или берега, прежде чем выбрать место для начала производства своего шелкового гнезда. [2] Большинство личинок появляются весной, [10] и наблюдаемое поведение как куколок, так и взрослых новозеландских светлячков показало, что самая длинная стадия, которую проходит Arachnocampa, — это личиночная стадия, которая может длиться до целого года. [12]

Личинка плетет гнездо из шелка на потолке пещеры, а затем свешивает вниз до 30 шелковых нитей, вдоль которых она регулярно размещает маленькие липкие капли. [13] Их добычей в основном являются другие мелкие двукрылые (особенно мошки ) [10], хотя светлячки, живущие на отмелях, также могут ловить пауков и других нелетающих беспозвоночных. [13]

После пяти личиночных стадий [10] личинка висит на длинной нити и окукливается в течение 24 часов. Фаза куколки длится около двух недель. В это время куколка продолжает светиться, хотя самцы в конечном итоге теряют свое свечение. Взрослые особи, которые в конечном итоге появляются, плохо летают [ 2] и обычно появляются зимой, как правило, живя до 76 часов в случае самок и до 96 часов в случае самцов. [10] Самки обычно откладывают более 100 яиц, и они обычно вылупляются примерно через 20 дней. [2]

Поведение

Биолюминесценция

Личинка светлячка в гнезде с биолюминесцентным свечением.

Сине-зеленое свечение, которое демонстрируют личинки Arachnocampa luminosa , достигает максимальной длины волны 487 нм [14] и производится посредством биохимической реакции с участием особого фермента люциферазы и особой молекулы люциферина . [15] Примечательно, что фермент люцифераза у светлячков отличается от фермента, обнаруженного у светлячков, несмотря на некоторое сходство. [16] Уникальный люциферин, используемый светлячками, синтезируется из ксантуреновой кислоты и аминокислоты « тирозина », что отличает его от других известных биолюминесцентных систем, включая системы светлячков, которые обычно используют D-люциферин . [17]

Биолюминесцентные системы светлячков и светлячков имеют разное эволюционное происхождение. Светлячки принадлежат к отряду Diptera, в частности к семейству Keroplatidae , в то время как светлячки — это жуки, классифицируемые в пределах отряда Coleoptera и надсемейства Elateroidea . Эти два отряда разошлись примерно 330 миллионов лет назад в каменноугольный период, [18] и нет известных промежуточных биолюминесцентных видов между ними. [19]

Хотя этот вид обладает способностью светиться на всех стадиях своего жизненного цикла, за исключением стадии яйца, личинки Arachnocampa luminosa демонстрируют самую большую биолюминесценцию, в первую очередь для привлечения добычи. [20] Способность производить биолюминесценцию в терминальных клетках мальпигиевых сосудов [21] имеет решающее значение для их хищного образа жизни. Яркое свечение действует как приманка для добычи и привлекает ее в шелковые лески, созданные личинками. [20] Куколки и взрослые особи этого вида также производят свет, хотя цель не ясна. Одно из предположений состояло в том, что свет позволяет взрослым самцам находить потенциальных партнеров. [22] Однако существует мало доказательств, подтверждающих это. [23] Возможно, что биолюминесценция у взрослых особей является просто переносом из личиночной формы, поскольку мальпигиевы сосуды не затрагиваются во время метаморфоза. [24]

Личинки могут обнаруживать свечение друг друга и регулировать свой световой поток для синхронизации с соседними особями, явление, подтвержденное экспериментами, включающими синхронизированное воздействие светодиодных ламп в контролируемых условиях. [17] Светящееся поведение личинок играет важную роль в их социальной динамике, поскольку эта координация приводит к более интенсивному коллективному проявлению, повышая эффективность их хищных ловушек. Синхронизированные суточные циклы биолюминесценции заметно отличаются от циклов включения-выключения, наблюдаемых у светлячков, подвергающихся воздействию дневного света; запечатленных с помощью покадровой съемки. [25] Эта синхронизация имеет решающее значение, поскольку она может усиливать их способность привлекать добычу, когда летающие насекомые наиболее активны. Таким образом, время их свечения связано с наличием потенциальных источников пищи, что позволяет предположить, что эти биолюминесцентные паттерны эволюционировали для оптимизации возможностей кормления. [25]

Кормление

Нитки под УФ-светом .

Грибные комарики обычно питаются грибами, такими как шампиньоны. Однако небольшая группа, включая Arachnocampa luminosa, являются плотоядными. [26] Используя свою темную, влажную и прохладную среду в своих интересах, светлячки строят вертикальные шелковые нити, покрытые слизью , чтобы ловить летающих насекомых. Наряду с этим они используют свое голубовато-зеленое свечение, чтобы привлекать мелких летающих насекомых и заманивать добычу в ловушки своих липких нитей. [13] Когда добыча запутывается в ловушке, личинка вытаскивает ее, проглатывая собственную ловушку, и начинает питаться добычей заживо после того, как обездвиживает ее. [27] [28] Наряду с летающей добычей, нелетающая добыча также очень важна для рациона светлячков, так как пауки, обитающие в пещерах, часто строят свои сети перед ловушкой светлячков, защищая ее от летающих насекомых (A12). Яркое свечение личинок также привлекает к ловушкам этих ползающих насекомых, а также летающих насекомых.

Хищники и паразиты

Arachnocampa luminosa имеет несколько естественных хищников; наиболее заметными являются пещерные сенокосцы (включая коротконогих сенокосцев, Hendea myersi cavernicola , и длинноногих сенокосцев, Megalopsalis tumida) . Эти пауки чрезвычайно эффективны в охоте, с записями в пещерах Вайтомо, наблюдающими успешные поимки отдельных взрослых светлячков всего в течение 133 секунд после разделения пары. [29]

Другая причина смертности — это белый грибковый патоген, идентифицированный как Tolypocladium sp. (Moniliales). Этот бледный на вид грибок охотится на куколок светлячков, и статистика предполагает, что около 40% куколок, найденных в пещерах, могут стать его жертвами. [30] Предварительные эксперименты показывают, что повышение температуры в пещерах, населенных светлячками, является прямой причиной распространения грибка, в отличие от нетуристических пещер в районе Вайтомо. [31]

В засушливые периоды, которые становятся все более распространенными в результате глобального изменения климата, личинки спускаются со стен пещер Вайтомо в поисках пищи, а зимние наводнения, как правило, смывают их и убивают. [32] Экскурсоводы утверждают, что личинки могут выживать в воде до 11 часов, однако это еще не подтверждено. [32]

В местах, где светлячки густо заселены, также может иметь место каннибализм, поскольку они могут поедать друг друга, когда ресурсов не хватает. [33] Куколки могут служить источником пищи для личинок в течение многих дней. Кроме того, многие взрослые светлячки попадают в ловушку из личиночных шелковых нитей, которые в первую очередь предназначены для захвата добычи. [32]

Статус сохранности

Общая численность популяции светлячков ( Arachnocampa luminosa ) в Новой Зеландии в настоящее время неизвестна; однако они не считаются находящимися под угрозой исчезновения, и их популяция не показывала признаков снижения в последние годы. Тем не менее, с учетом продолжающегося давления недавнего климатического кризиса, многие места обитания светлячков, такие как пещера Те Анануи, управляются местными природоохранными группами, чтобы сохранить эти места для будущих поколений. [34] Туристические компании также часто внедряют в этих районах руководящие принципы, чтобы помочь в дальнейшем сохранении и уважении этих экосистем.

Ссылки

  1. ^ Гейтенби, Дж. Бронте ( май 1960 г.). «Новозеландский светлячок». Tuatara: Журнал биологического общества . 8 (2): 86–92 . Получено 27 июля 2015 г.
  2. ^ abcdef Ричардс, AM (1960). «Наблюдения за новозеландским светлячком «Arachnocampa luminosa» (Skuse) 1890». Труды Королевского общества Новой Зеландии . 88 : 559–574 .
  3. ^ von Byern, Janek; Chandler, Pete; Merritt, David; Adlassnig, Wolfram; Stringer, Ian; Meyer-Rochow, Victor Benno; Kovalev, Alexander; Dorrer, Victoria; Dimartino, Simone; Marchetti-Deschmann, Martina; Gorb, Stanislav (2019). "Биомеханические свойства лесок для ловли светлячков Arachnocampa luminosa (Diptera; Keroplatidae)". Scientific Reports . 9 (1): 3082. Bibcode :2019NatSR...9.3082V. doi :10.1038/s41598-019-39098-1. ISSN  2045-2322. PMC 6395680 . PMID  30816149. 
  4. ^ Мейрик, Э. (1886). «Личинка светящегося насекомого в Новой Зеландии». The Entomologist's Monthly Magazine . 22 : 266–267 .
  5. ^ "пуратоке - словарь те ака маори" . пуратоке — словарь те ака маори . Проверено 4 января 2025 г.
  6. ^ "Светлячки". Science Learning Hub .
  7. ^ ab Kermode, Les (16 апреля 1975 г.). «Новозеландский светлячок Arachnocampa luminosa: резюме» (PDF) . Новозеландский спелеологический бюллетень . 5 (91): 315 – через BUGZ.
  8. ^ "7 мест, где можно увидеть знаменитых светлячков в Новой Зеландии". Backpacker Guide NZ . 2019.
  9. ^ "Достопримечательности". Городской совет Веллингтона . 2019.
  10. ^ abcde Пагсли, Крис (1984). «Экология новозеландского светлячка, Arachnocampa luminosa (Diptera: Keroplatidae), в пещере светлячков, Вайтомо». Журнал Королевского общества Новой Зеландии . 14 (4): 387– 407. Bibcode : 1984JRSNZ..14..387P. doi : 10.1080/03036758.1984.10421739 . ISSN  0303-6758.
  11. ^ Skuse, FAA (1891). «Описание светящегося двукрылого насекомого (сем. Mycetophilidae) из Новой Зеландии». Труды Линнеевского общества Нового Южного Уэльса . 5 : 677– 679. doi :10.5962/bhl.part.18661. ISSN  0370-047X.
  12. ^ Мейер-Рохов, В. Б. (2007). «Светлячки: обзор Arachnocampa spp. и родственных им». Люминесценция . 22 (3): 251– 265. doi :10.1002/bio.955. ISSN  1522-7235. PMID  17285566.
  13. ^ abc Broadley, R. Adam; Stringer, Ian AN (май 2001). «Привлечение добычи личинками новозеландского светлячка Arachnocampa luminosa (Diptera: Mycetophilidae)». Invertebrate Biology . 120 (2): 170– 177. doi :10.1111/j.1744-7410.2001.tb00121.x. ISSN  1077-8306.
  14. ^ Джонсон, Фрэнк Х.; Ханеда, Ята (1966). Биолюминесценция в развитии. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-07917-2. JSTOR  j.ctt183pqfc.
  15. ^ Херринг, Питер Дж. (1987). «Систематическое распределение биолюминесценции в живых организмах». Журнал биолюминесценции и хемилюминесценции . 1 (3): 147– 163. doi :10.1002/bio.1170010303. ISSN  0884-3996. PMID  3503524.
  16. ^ Уоткинс, Оливер К.; Шарп, Мириам Л.; Перри, Найджел Б.; Краузе, Курт Л. (19.02.2018). «Биолюминесценция новозеландского светлячка (Arachnocampa luminosa) производится люциферазой, похожей на светлячков, но совершенно новым люциферином». Scientific Reports . 8 (1): 3278. Bibcode :2018NatSR...8.3278W. doi :10.1038/s41598-018-21298-w. ISSN  2045-2322. PMC 5818473 . PMID  29459729. 
  17. ^ ab Maynard, AJ; Merritt, DJ (2013-04-09). «Синхронизация циркадной биолюминесценции как стратегия группового поиска пищи у пещерных светлячков». Интегративная и сравнительная биология . 53 (1): 154– 164. doi :10.1093/icb/ict011. ISSN  1540-7063. PMID  23575257.
  18. ^ Амарал, Дт; Арнольди, Фгк; Роза, Сп; Вивиани, Вр (2014). «Молекулярная филогения неотропических биолюминесцентных жуков (Coleoptera: Elateroidea) в южной и центральной Бразилии». Люминесценция . 29 (5): 412– 422. doi :10.1002/bio.2561. ISSN  1522-7235. PMID  23868199.
  19. ^ Уоткинс, Оливер К.; Шарп, Мириам Л.; Перри, Найджел Б.; Краузе, Курт Л. (19.02.2018). «Биолюминесценция новозеландского светлячка (Arachnocampa luminosa) производится люциферазой, похожей на светлячков, но совершенно новым люциферином». Scientific Reports . 8 (1): 3278. Bibcode :2018NatSR...8.3278W. doi :10.1038/s41598-018-21298-w. ISSN  2045-2322. PMC 5818473 . PMID  29459729. 
  20. ^ ab Broadley, R. Adam; Stringer, Ian AN (2001). «Привлечение добычи личинками новозеландского светлячка Arachnocampa luminosa (Diptera: Mycetophilidae)». Invertebrate Biology . 120 (2): 170– 177. doi :10.1111/j.1744-7410.2001.tb00121.x. ISSN  1077-8306.
  21. ^ Уилер, WM; Уильямс, FX (1915). «Светящийся орган новозеландского светлячка». Psyche: A Journal of Entomology . 22 (2): 36–43 . doi : 10.1155/1915/20893 . ISSN  0033-2615.
  22. ^ Мейер-Рохов, В. Б. (1990). Новозеландский светлячок . Музейное общество пещер Вайтомо. ISBN 090868309X. OCLC  154319848.
  23. ^ Бродли, РА (2012). «Заметки о поведении куколки, вылуплении, привлечении партнера, копуляции и хищничестве новозеландского светлячка Arachnocampa luminosa (Skuse) (Diptera: Keroplatidae) в Вайтомо» (PDF) . New Zealand Entomologist . 35 (1): 1– 9. Bibcode : 2012NZEnt..35....1B. doi : 10.1080/00779962.2012.649689. ISSN  0077-9962. S2CID  86160354.
  24. ^ Керкут, GA; Гилберт, LI (1985). Комплексная физиология насекомых, биохимия и фармакология . Pergamon P. ISBN 0080308082. OCLC  847201220.
  25. ^ ab Merritt, David J.; Clarke, Arthur K. (2011). «Синхронизированная циркадная биолюминесценция у обитающих в пещерах Arachnocampa tasmaniensis (светлячков)». Журнал биологических ритмов . 26 (1): 34– 43. doi :10.1177/0748730410391947. ISSN  0748-7304. PMID  21252364.
  26. ^ RealNZ (2021). «Все, что вам нужно знать о светлячках | RealNZ». www.realnz.com . Получено 14 октября 2024 г.
  27. ^ Эдвардс, Ф. В. (1924). "Заметка о "новозеландском светлячке"". Анналы и журнал естественной истории . 14 (9): 175– 179. doi :10.1080/00222932408633104.
  28. ^ Бронте Гейтенби, Дж.; Коттон, С. (1959). «Строительство силков и окукливание у Bolitophila luminosa». paperspast.natlib.govt.nz . Получено 14 октября 2024 г.
  29. ^ Бродли, Р. (2012). «Заметки о поведении куколки, вылуплении, самцовом влечении, спаривании и хищничестве новозеландского светлячка Arachnocampa luminosa в Вайтомо».
  30. ^ Гиббс, Джордж (2007). «Светлячки: жизненный цикл, еда и хищники».
  31. ^ Пагсли, Крис (1980). Экология новозеландского светлячка Arachnocampa luminosa (Skuse) (Diptera: Lycetophilidae) в туристических пещерах в Вайтомо (тезис диссертации). ResearchSpace@Auckland.
  32. ^ abc Ричардс, Аола (1890). «Наблюдения за новозеландским светлячком. Arachnocampa luminosa» (PDF) .
  33. ^ Стрингер, Ян. «Поведение личинок новозеландского светлячка Arachnocampa luminosa» (PDF) .
  34. ^ Cave Rafting (2024). "Arachnocampa Luminosa: Очаровательный новозеландский светлячок". UnderWorld Adventures – West Coast, NZ . Получено 14 октября 2024 г.

Дальнейшее чтение

  • Светлячок , Ормистон Уокер и Джуди Кердел, MacMillan New Zealand, 1990, ISBN 0-7329-0121-9 . (Детская книга.) 
  • Статья о светлячках , Encyclopaedia Britannica , 15-е издание
  • Broadley, RA и Stringer, IAN (2009) Поведение личинок новозеландского светлячка Arachnocampa luminosa (Diptera: Keroplatidae) в кустарниках и пещерах. В: VB Meyer-Rochow (ред.), Bioluminescence in Focus - A Collection of Illuminating Essays (стр. 325–355). Research Signpost. Керала.

Медиа, связанные с Arachnocampa luminosa на Wikimedia Commons

  • Arachnocampa luminosa обсуждается на RNZ Critter of the Week , 20 июля 2018 г.
  • Почвенные клопы - Иллюстрированный справочник по беспозвоночным Новой Зеландии
  • Статья о светлячках в Энциклопедии Новой Зеландии 1966 г.
  • Страница светлячков (Архив 2009-10-25)
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Arachnocampa_luminosa&oldid=1273224014"